(57)【要約】【課題】大型の付帯設備を増設することなく、多量の微細気泡を発生させることができる省スペースで低コストの微細気泡発生方法及び微細気泡発生装置を提供する。【解決手段】気泡生成手段に供給する気体、液体および気液接触槽内の液体のうちの少なくとも１つの温度を調整し、気体と液体との間に温度差を生じさせ、気泡生成手段から気液混合流体を気液接触槽内の液体中に吹込む。【選択図】    図１
2008168221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡生成手段から気液混合流体を気液接触槽内の液体中に吹き込み微細気泡を発生させる方法において、
前記気泡生成手段に供給する気体、液体および前記気液接触槽内の液体のうちの少なくとも１つの温度を調整し、前記気体と前記液体との間に温度差を生じさせ、前記気泡生成手段から気液混合流体を前記気液接触槽内の液体中に吹込むことを特徴とする微細気泡発生方法。
【請求項２】
前記液体より前記気体のほうが温度が高くなるように、前記気泡生成手段に供給する気体を加熱することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記液体より前記気体のほうが温度が高くなるように、前記気泡生成手段に供給する液体を冷却することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の方法。
【請求項４】
前記液体より前記気体のほうが温度が高くなるように、前記気液接触槽内の液体を冷却することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
動力源から発生する熱を利用して前記気体を加熱することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
燃焼機器から排出される排熱を利用して前記気体を加熱することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
自然エネルギーを利用して前記気体を加熱することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項８】
処理対象となる液体を貯留する気液接触槽と、
気泡を含む気液混合流体を生成し、該気液混合流体を前記気液接触槽内の液体中に注入する気泡生成手段と、
前記気泡生成手段に気体を供給する気体供給手段と、
前記気泡生成手段に液体を供給する液体供給手段と、
前記気泡生成手段に供給する気体、液体および前記気液接触槽内の液体のうちの少なくとも１つの温度を調整し、前記気体と前記液体との間に温度差を生じさせる温度調整手段と、
を具備することを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項９】
前記温度調整手段は、前記気体供給手段から前記気泡生成手段までの間に設けられ、前記気泡生成手段に供給される気体を加熱する気体加熱装置であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記温度調整手段は、前記液体供給手段から前記気泡生成手段までの間に設けられ、前記気泡生成手段に供給される液体を冷却する液体冷却装置であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記温度調整手段は、前記気液接触槽に設けられ、前記気液接触槽内の処理水を冷却する液体冷却装置であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１２】
動力源から発生する熱を前記気体加熱装置に輸送するための熱輸送ラインをさらに有することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１３】
燃焼機器から排出される排熱を前記気体加熱装置に輸送するための熱輸送ラインをさらに有することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１４】
自然エネルギーを前記気体加熱装置に輸送するためのエネルギー輸送ラインをさらに有することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１５】
前記気泡生成手段は、液体供給流路を備えたノズル細管と、ガス供給流路と、前記ガス供給流路に連通するとともに前記ノズル細管の出口を取り囲む吸引ガス室と、前記吸引ガス室に連通するとともに前記ノズル細管の出口と対向配置される平行絞り流路と、前記平行絞り流路よりも広いスペースを有するとともに前記気液接触槽に連通して前記気液接触槽内の液体中に気液混合流体を導く負圧部と、を有することを特徴とする請求項８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニュートン粘性流体、非ニュートン粘性流体、コロイド溶液、高分子溶液およびその他の各種液体中に、空気、不活性ガス、その他の各種ガスを吸引して微細気泡を発生させる微細気泡発生方法及び微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロバブル、ナノバブルといった微細気泡は、酸素などの気体を高い溶解効率で溶け込ませることができること、長く液中に気泡を残存させることができること、気泡により固形物（汚濁物）を浮上分離させることができること、殺菌効果が得られるなどの性質から環境浄化、水処理、医療分野など幅広い分野での利用が期待されている。
【０００３】
従来から微細気泡発生技術として様々の方式が提案されているが、その中でも局所的な負圧によりガスを吸引するエジェクタ方式は省動力で多量の微細気泡を発生させることができるため、広範囲の用途が期待されている。
【０００４】
エジェクタ方式とは、図９に示すように構成された装置１００において、送水ラインＬ１の下流側に取り付けられた気泡生成手段１０６に対して、貯水タンク１０２からポンプ１０３で液体を供給するとともに、気体をガスラインＬ２を介して液体の周囲に供給することにより、気体を液体中に吸引させ、狭い流路を通して広い空間に吐出させ、微細気泡を発生させる方式である。エジェクタ方式の微細気泡発生装置１００では、ノズル１０６の内部流路の中間部分が絞られて狭くなっているため、流出口側の口径が拡張している部分では負圧状態となり、供給した気体を液体中に取り込んで気液混合状態となり、多量の微細気泡が生成される。このような微細気泡発生装置において、発生する気泡の大きさ（気泡径）をできるだけ微細化することが要望されており、種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば特許文献１には、流路を複数に分岐させ、各分岐流路の分岐点から合流点までの途中に各々減圧弁を設け、複数の分岐流路を再び合流させて液体出口に接続し、各分岐流路に流れる液体の流量を制御して、液体出口から流出する液体中の微細気泡の径を制御する方法が記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、液体の流量を調整することで、気泡径の制御は可能になるが、多量の微細気泡を発生させることができない。さらに、この従来方法では、液体の加圧に用いる高圧ポンプやコンプレッサー、加圧に耐えうる圧力タンクなどの大型の付帯設備が必要になるという問題点がある。
【０００７】
特許文献２には、気泡生成手段としてのエジェクタ式ガスノズルから気液接触槽内の液体に気液混合流体を吹き込むことにより微細気泡を発生させる装置が記載されている。この従来装置では、ガスノズルに与える気体の流量を定期的に可変制御して、発生する微細気泡の径を制御する。この従来装置を用いて小さな径の気泡を発生させるためには、気体調節弁により供給気体の流量を絞り、気液比を小さくする必要がある。
【０００８】
しかしながら、供給気体の流量を少なくすると、それに伴い微細気泡の発生量が減少するので、この従来技術においても微細気泡を多量に発生させることができない。このように単一の発生装置では多量の微細気泡を発生させることができないので、微細気泡を多量に発生させるためには複数台の発生装置とそれに付随する配管、ポンプ等が必要になり、多くの設備スペースとコストを要するという問題点がある。
【特許文献１】特許第３６４０４５１号公報
【特許文献２】特開平５−１２３５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、大型の付帯設備を増設することなく、多量の微細気泡を発生させることができる省スペースで低コストの微細気泡発生方法及び微細気泡発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る微細気泡発生方法は、気泡生成手段から気液混合流体を気液接触槽内の液体中に吹き込み微細気泡を発生させる方法において、前記気泡生成手段に供給する気体、液体および前記気液接触槽内の液体のうちの少なくとも１つの温度を調整し、前記気体と前記液体との間に温度差を生じさせ、前記気泡生成手段から気液混合流体を前記気液接触槽内の液体中に吹込むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る微細気泡発生装置は、処理対象となる液体を貯留する気液接触槽と、気泡を含む気液混合流体を生成し、該気液混合流体を前記気液接触槽内の液体中に注入する気泡生成手段と、前記気泡生成手段に気体を供給する気体供給手段と、前記気泡生成手段に液体を供給する液体供給手段と、前記気泡生成手段に供給する気体、液体および前記気液接触槽内の液体のうちの少なくとも１つの温度を調整し、前記気体と前記液体との間に温度差を生じさせる温度調整手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気体と液体との温度差を利用して気泡径を制御するため、気液比を大きくでき、多量の微細気泡を一括して発生させることができる。このため、大型の設備を増設することなく、既存の設備を改良改善して利用することができるので、省スペースと低コストを実現させることができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、気体と液体の温度差で気泡径を制御するため、必要に応じた径の微細気泡を一括して発生させることができる。このため、酸素、オゾンなどの気体を効率よく液体中に溶解させることができる。また、固形物（汚濁物）を効率よく浮上分離させることができ、高い除去率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための種々の形態を説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）  
図１および図２を参照して本発明の第１の実施の形態に係る微細気泡発生装置を説明する。
【００１６】
図１に示すように、微細気泡発生装置１は、気液接触槽７を備えており、気液接触槽７内には処理水として上水用の未処理の水が貯留されている。気泡生成手段としての吸引式気泡発生ノズル６が気液接触槽７の下部側壁に取り付けられ、吸引式気泡発生ノズル６から気液接触槽７内の処理水３１に気泡１２を含む気液混合流体が導入されるようになっている。
【００１７】
送水ラインＬ１には、上流側から順に貯留タンク２、開閉弁（図示せず）、送水ポンプ３、ドレイン弁（図示せず）、吸引式気泡発生ノズル６が設けられている。気体供給ラインＬ２には、上流側から順に気体供給装置４、流量調節弁１０、気体加熱装置１１、温度センサ２１、吸引式気泡発生ノズル６が設けられている。吸引式気泡発生ノズル６の液体供給流路６３は送水ラインＬ１に連通し、ガス供給流路６４は気体供給ラインＬ２に連通している（図２参照）。
【００１８】
気体加熱装置１１は、気体調節弁１０から気体供給調節弁５までの間に設けられ、吸引式気泡発生ノズル６に供給される前の気体を加熱するものである。気体加熱装置１１として、ボイラー、抵抗発熱ヒーター、白熱電球、赤外線ライトなどを用いることができる。
【００１９】
温度センサ２１は、気体加熱装置１１よりも下流側のラインＬ２に取り付けられ、気体加熱装置１１により加熱された気体の温度を検出し、制御器２０へ温度検出信号を送るようになっている。温度センサ２１として、各種の熱電対を用いることができる。
【００２０】
さらに、気液接触槽７には排水ラインＬ３および循環ラインＬ４がそれぞれ接続されている。気液接触槽７内で処理された処理水３１は、排水ラインＬ３を通って図示しない次の処理設備に送られるようになっている。また、気液接触槽７内の処理水の一部は循環ラインＬ４を通ってラインＬ１の送水ポンプ３に戻され、再び吸引式気泡発生ノズル６を通って気液接触槽７に循環供給されるようになっている。
【００２１】
微細気泡発生装置１は制御器２０を備えている。制御器２０はプロセスコンピュータ等を含むプラントコントロールシステムの一部を構成するものであり、この制御器２０によって微細気泡発生装置１の全体の動作が統括的に制御されるようになっている。すなわち、制御器２０の入力部には温度センサ２１、図示しない圧力センサ及び流量センサなどから各種の信号が入力され、そのＣＰＵは入力信号とデータベースに格納された処理条件データとに基づき制御量の演算を実行し、出力部からは送水ポンプ３、流量調節弁５，１０、気体加熱装置１１などにそれぞれ制御指令信号が出力されるようになっている。
【００２２】
次に、図２を参照して気泡生成手段としての吸引式気泡発生ノズル６の詳細を説明する。
【００２３】
吸引式気泡発生ノズル６は、液体ノズル部材６１、ノズル細管６２、液体供給流路６３、ガス供給流路６４、吸引ガス室６５、ガスノズル部材６６、平行絞り流路６７および負圧部６８を備えている。ノズル細管６２は、液体ノズル部材６１を貫通して液体供給ラインＬ１に連通する液体供給流路６３を有している。ガス供給流路６４は、上流側が液体ノズル部材６１を貫通して気体供給ラインＬ２に連通し、下流側が吸引ガス室６５にて開口している。吸引ガス室６５は、前記ノズル細管６２の出口を取り囲む自由スペースである。平行絞り流路６７は、ガスノズル部材６６に形成された狭い流路であり、吸引ガス室６５に連通するとともに、前記ノズル細管６２の出口と対向配置されている。負圧部６８は、前記平行絞り流路６７よりも広いスペースを有するとともに、気液接触槽７内に連通して処理水３１中に気液混合流体を導くものである。
【００２４】
吸引式気泡発生ノズル６において、気体は、吸引ガス室６５から平行絞り流路６７に引き込まれ、平行絞り流路６７を通過した後に負圧部６８において減圧され、気液接触槽７内の処理水中に導入される。ノズル細管６２から噴射される加圧液体と気体との間に働く粘性力の作用により気体が平行絞り流路６７に引き込まれるときに、液体流と気体流との相対運動によって気体が剪断され、微細気泡が発生する。なお、吸引式気泡発生ノズル６から気液接触槽７への気液混合流体の吹き込み圧力は、加熱による気体圧力の上昇、および吸引式気泡発生ノズル６の内部で加えられる圧力の上昇を考慮して、約１〜２０気圧程度である。
【００２５】
次に、微細気泡の発生原理について説明する。
【００２６】
本実施形態の微細気泡発生装置１では、気体加熱装置１１によって加熱された気体は、吸引式気泡発生ノズル６内で気泡１２となり、送水ポンプ３から供給される液体とともに気液接触槽７内に注入される。通常、気体には空気が用いられる。気体は気体加熱装置１１によって中温域（約１００〜６００℃）の広い範囲に加熱される。通常、液体には冷却排水や水道水が用いられる。特別の場合に、氷や雪などを貯留タンク２や気液接触槽７のなかに投入する冷却操作、あるいは固体として存在する物質が融解して液体となる冷却操作もあるため、液体として除雪した雪の融液や氷の融液を用いることができる。液体は、環境中にあるがままの状態か又は冷却された状態で、室温近傍の温度域（−５℃〜５０℃）に調整されることが好ましい。なお、液体が工業的な純水ではなく、混合物や粘性の高い物質である場合は、凝固点が降下することがあるため、−１０℃〜４０℃の温度域に液体の温度を調整することができる。
【００２７】
気液接触槽７内の処理水３１中に注入された気液混合流体は、気泡１２を構成する気体と周辺の液体との温度差から、後述する式（１-１）と式（１-２）のように気体の状態方程式に従い、気泡１２は内部の熱を周囲に放出して収縮する。気体は液体に比べて比熱がはるかに小さいので気泡からの放出熱１３が周囲の液体に移行しやすいこと、および加熱された気泡１２と液体とを直接接触させることで、瞬時に気泡１２が収縮してさらに小さい微細気泡３３になる。
【００２８】
上述した気泡の収縮について、論拠を以下に示す。
【００２９】
高温、低圧下では気体は理想気体に近いふるまいをするので、理想気体の状態方程式を適用した。また、気液界面の表面張力や、気泡内部の圧力変化は無視し、熱の移動のみで気泡が収縮する場合を考える。
【００３０】
気体加熱装置１１で加熱された供給気体を用い、吸引式気泡発生ノズル６で発生した直後の気泡１２内の気体の圧力をＰ1、体積をＶ1、温度をＴ1、質量をｗ1、気泡径をｄ1とする。
【００３１】
上記の気泡１２が、気液接触槽７で冷却された直後の微細気泡内の気体の圧力をＰ2、体積をＶ2、温度をＴ2、質量をｗ2、気泡径をｄ2とする。
【００３２】
気体定数をＲ、気体の分子量をＭとすると、下式（１-１）と（１-２）の関係が成立する。
【００３３】
【数１】
2008168221.tif 000003
【００３４】
式（２-１）の関係より、微細気泡の密度は式（２-２）によって与えられる。
【００３５】
【数２】
2008168221.tif 000004
【００３６】
気泡を球形と仮定し、質量保存の法則から式（３）の関係が導かれる。
【００３７】
【数３】
2008168221.tif 000005
【００３８】
式（４-１）の関係より、微細気泡の体積は式（４-２）によって与えられる。
【００３９】
【数４】
2008168221.tif 000006
【００４０】
気泡を球形と仮定すると、式（５）の関係が導かれる。
【００４１】
【数５】
2008168221.tif 000007
【００４２】
上記の式(３)と式（５）からｗ2を消去し、ｄ1，ｄ2について整理すると次の式（６）が得られる。
【００４３】
【数６】
2008168221.tif 000008
【００４４】
Ｐ1＝Ｐ2とすると、式（７）の関係が成り立つ。
【００４５】
【数７】
2008168221.tif 000009
【００４６】
例えば５００℃、１気圧、気泡径ｄ1の加熱空気の気泡１２が、２０℃、１気圧の液体中に注入された場合の、液体注入後の微細気泡３３の径ｄ2を試算してみる。絶対温度はＴ＝２７３．１５Ｋとする。
【００４７】
上式（７）に測定値をそれぞれ代入すると、下式（８）のようにして気泡１２に対する微細気泡３３の気泡径比が求まる。
【００４８】
【数８】
2008168221.tif 000010
【００４９】
上記の例では、微細気泡３３の径ｄ2は、初期気泡１２の径ｄ1のおよそ７割の大きさに縮小する。
【００５０】
Ｐ1とＰ2の差と、Ｔ1とＴ2の差をそれぞれ調整することで、さらに気泡径の縮小が可能となる。また、加熱気体でできた気泡が、液体中で冷却され、気泡内部の温度が低下すると、気液界面の表面張力が増加し、気液界面から気泡の中心への圧力が増加することが予想される。したがって、上記の計算例よりもさらに、気泡径が縮小できる可能性がある。
【００５１】
気泡径は次の方法のうちのいずれかを用いて測定される。
【００５２】
電子顕微鏡（デジタルスコープ）と画像撮影装置と画像処理装置を組み合わせて用いることにより、微細気泡を直接観察し、その画像解析をおこなうことによって気泡径を求めることができる。また、レーザー計測器のような光学測定機器を用いて微細気泡の径を測定することができる。さらに、粒径分子計を用いても微細気泡の径を測定することができる。
【００５３】
次の効果が得られる。
【００５４】
１）酸素、オゾンなどの気体を効率よく液中に溶解させることができる。
【００５５】
２）固形物（汚濁物）を効率よく浮上分離させることができ、高い除去率を得ることができる。
【００５６】
効果１）では、微細気泡の径が小さいと、体積あたりの表面積がより大きくなり、浮力の影響が少なく液中残存時間が長くなる。したがって、微細気泡の気泡径が小さいほど高い溶解効果を得られる。
【００５７】
効果２）では、微細気泡は液中で気泡表面が負に帯電しているため、微細気泡の表面に、汚泥、油、泡などを付着させて、浮力で上昇した気泡と気泡に付着した物質を取り除く方法である。微細気泡の気泡径が小さいほど、体積あたりの表面積は大きくなり、除去したい物質と気泡が接触する面積も大きくなる。同時に、小さな径の気泡は、表面張力が大きく、気泡表面に物質が付着しにくい可能性がある。よって、本発明を用いることで、できるだけ表面積が大きく、かつ物質が付着しやすい適切な径の気泡を発生させることができ、高い浮上分離効果が得られる。
【００５８】
（第２の実施の形態）  
次に、図３を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００５９】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ａは、送水ラインＬ１において液体冷却装置１４および温度センサ２１を備えている。液体冷却装置１４は、送水ポンプ３と吸引式気泡発生ノズル６との間に設けられている。液体冷却装置１４として、プレート式熱交換器やフラッシュ冷却器を用いることができる。温度センサ２１は、液体冷却装置１４の下流側のラインＬ１に取り付けられている。温度センサ２１は制御器２０に温度検出信号を送るようになっている。温度センサ２１として各種の熱電対や温度計を用いることができる。
【００６０】
本実施形態の装置１Ａの作用について説明する。
【００６１】
液体冷却装置１４によって吸引式気泡発生ノズル６に送られる直前の液体を冷却し、液体の温度を例えば約５℃に低下させる。冷却した液体を吸引式気泡発生ノズル６に供給すると、気体供給装置４から供給された気体（室温）と冷却された液体との温度差により気泡が収縮して微細気泡が発生する。
【００６２】
本実施形態によれば、送水ポンプ３の排熱などによる、液体の温度上昇を軽減することができ、より小さい径の微細気泡を多量に発生させることができる。
【００６３】
（第３の実施の形態）  
次に、図４を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００６４】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ｂは、送水ラインＬ１に液体冷却装置１４および温度センサ２１ｂを有するとともに、さらに気体供給ラインＬ２に気体加熱装置１１および温度センサ２１ａを有している。気体加熱装置１１、液体冷却装置１４、温度センサ２１ａ，２１ｂは、上記の実施形態と実質的に同じ構成のものである。
【００６５】
本実施形態の装置１Ｂの作用について説明する。
【００６６】
液体冷却装置１４により液体を冷却し、吸引式気泡発生ノズル６に供給する液体の温度を調整する一方で、気体加熱装置１１により気体を加熱し、吸引式気泡発生ノズル６に供給する気体の温度を調整する。上記の式（７）より、吸引式気泡発生ノズル６から生じる加熱された気泡の内部の温度と、気液接触槽７内の液体（処理水３１）の温度との差が大きくなればなるほど気泡は収縮するようになる。
【００６７】
本実施形態によれば、気体加熱装置１１による供給気体の温度の上昇と、液体冷却装置１４による供給液体の温度の降下との組み合せにより、気体と液体との温度差をさらに大きくできるので、より小さな気泡径の微細気泡を発生させることができる。
【００６８】
（第４の実施の形態）  
次に、図５を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００６９】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ｃは、送水ラインＬ１に液体冷却装置１４および温度センサ２１ｂを有し、気体供給ラインＬ２に気体加熱装置１１および温度センサ２１ａを有し、さらに気液接触槽７内に冷却装置１５を有している。
【００７０】
本実施形態の装置１Ｃの作用について説明する。
【００７１】
液体冷却装置１４により液体を冷却し、吸引式気泡発生ノズル６に供給する液体の温度を調整し、かつ、気体加熱装置１１により気体を加熱し、吸引式気泡発生ノズル６に供給する気体の温度を調整し、かつ、冷却装置１５により気液接触槽７内の処理水３１を冷却する。上記の式（７）より、吸引式気泡発生ノズル６から生じる加熱された気泡の内部の温度と、気液接触槽７内の液体（処理水３１）の温度との差が大きくなればなるほど気泡は収縮するようになる。
【００７２】
本実施形態によれば上記の実施形態よりも更に気泡径を小さくすることができる。長時間運転を続けると、気液接触槽内の液体の温度は上昇する可能性がある。したがって、本実施形態のように、気液接触槽内の液体の温度を低下させることで、より小さい径の微細気泡を多量に発生させることができる。
【００７３】
（第５の実施の形態）  
次に、図６を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ｄは、気体供給ラインＬ２に気体加熱装置１１および温度センサ２１を有し、さらに気体加熱装置１１に熱エネルギーを輸送するための熱輸送ラインＬ５を備えている。熱輸送ラインＬ５は、熱源として送水ポンプ３およびその他の動力源１６のポンプ１６ｂに接続され、これらのポンプ３，１６ｂで発生する熱を気体加熱装置１１に送る輸送手段である。気体加熱装置１１、温度センサ２１は、上記の実施形態と実質的に同じ構成のものを用いる。なお、その他の動力源１６として、上水処理場、下水処理場、廃棄物処理場に設置されたポンプ、送風機などの、動力を用いるものならばどんなものでも利用可能である。
【００７５】
本実施形態の装置１Ｄの作用について説明する。
【００７６】
送水ポンプ３およびその他の動力源１６ｂから発生する熱を、供給気体の加熱装置１１の熱源として利用して気体を加熱し、吸引式気泡発生ノズル６に供給する気体の温度を調整する。
【００７７】
本実施形態によれば、熱の有効利用により、省エネルギー化を図ることができる。
【００７８】
（第６の実施の形態）  
次に、図７を参照して本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００７９】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ｅは、気体供給ラインＬ２に気体加熱装置１１および温度センサ２１を有し、さらに気体加熱装置１１に熱エネルギーを輸送するための熱輸送ラインＬ５を備えている。熱輸送ラインＬ５は、熱源として排ガス発生源１８に接続され、排ガス発生源１８から発生する排ガスの熱を気体加熱装置１１に送る輸送手段である。さらに、熱輸送ラインＬ５は、気体供給調節弁４に接続され、排ガス発生源１８を気体供給源としても利用できるようにしている。
【００８０】
なお、排熱のみで気体の加温に十分な熱量を供給できるのであれば、気体加熱装置のない構成のものであっても良い。また、排熱を利用するのではなく、排ガスそのものを微細気泡の発生に利用するものであっても良い。また、排熱の供給方法はガスの形態に限らず、ボイラ、焼却炉、発電所などの温度の高い排液の熱を、気体供給装置内の気体の加温に用いるものであっても良い。
【００８１】
本実施形態の装置１Ｅの作用について説明する。
【００８２】
ボイラ、焼却炉、発電所等の排ガス発生源から生じる温度の高い排ガスの熱（排熱）は、熱輸送ラインＬ５を通って気体加熱装置１１へ輸送され、気体供給装置１１内の気体の加温に利用される。気体加温装置１１は、気泡径の調整に不足する分の熱を供給し、気体の温度を調整する。
【００８３】
本実施形態によれば、これまで利用されていなかった排熱の有効利用により、省エネルギー化を図ることができる。
【００８４】
（第７の実施の形態）  
次に、図８を参照して本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【００８５】
本実施形態の微細気泡発生装置１Ｆは、気体供給ラインＬ２に気体加熱装置１１および温度センサ２１を有し、さらに気体加熱装置１１に自然エネルギーを輸送するためのエネルギー輸送ラインＬ６を備えている。エネルギー輸送ラインＬ６は、エネルギー源として自然エネルギー発生源１９に接続され、自然エネルギー発生源１９から発生するエネルギーを気体加熱装置１１に送る輸送手段である。自然エネルギーとして、太陽光、地熱、風力などを利用することができる。自然エネルギー発生源１９はそれらの自然エネルギーを電力等に変換する装置からなり、例えば自然エネルギーが太陽光である場合は太陽電池である。
【００８６】
本実施形態の装置１Ｆの作用について説明する。
【００８７】
自然エネルギーがエネルギー輸送ラインＬ６を介して気体加熱装置１１に輸送され、気体供給装置１１内の気体の加温に利用される。気体加熱装置１１は、気泡径の調整に不足する分の熱を供給し、気体の温度を調整する。
【００８８】
本実施形態によれば、自然エネルギーのみで気体の加温に十分な熱量を供給できるのであれば、気体加熱装置のない構成であっても良い。
【００８９】
本発明は、エジェクタ方式に限らず、液体を加圧して気体を溶解させた後、減圧する加圧溶解方式、ノズルや高速旋回流、回転攪拌翼を用いて気体を引きちぎる乱流または剪断方式、細かい孔を持つ管や板から気体を噴出する微細孔発生方式、固体中に形成された微小気室中の気体が固体の溶解とともに放出される機構、気液界面に超音波による振動を加えた超音波方式（出典；マイクロバブルの世界、山本智嗣・宮本誠、工業調査会、2006）など、微細気泡を発生させるものであれば、どのようなものであっても良い。
【００９０】
以上、種々の実施の形態を挙げて説明したが、本発明は上記各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々変形および組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微細気泡発生装置を模式的に示す構成ブロック図。
【図２】気泡生成手段の要部を示す断面模式図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係る微細気泡発生装置を示す構成ブロック図。
【図９】従来の微細気泡発生装置を示す図。
【符号の説明】
【００９２】
１，１Ａ〜１Ｆ…微細気泡発生装置、
２…貯留タンク、
３…送水ポンプ、
４…気体供給装置、
５…気体供給調節弁、
６…気泡生成手段（吸引式気泡発生ノズル）、６１…液体ノズル部材、６２…ノズル細管、６３…液体供給流路、６４…ガス供給流路、６５…吸引ガス室、６６…ガスノズル部材、６７…平行絞り流路、６８…負圧部、
７…気液接触槽、
１０…気体調節弁、
１１…気体加熱装置、
１２…気泡、
１３…気泡が周囲に放出する熱、
１４…液体冷却装置、
１５…気液接触槽液体冷却装置、
１６…プラント設備、１６ａ…供給源、１６ｂ…ポンプ、１６ｃ…処理槽、
１８…排ガス発生源、
１９…自然エネルギー発生源、
２０…制御器、
２１，２１ａ，２１ｂ…温度センサ、
３１…処理水、
３３…微細気泡、
Ｌ１…処理水供給ライン、
Ｌ２…ガス供給ライン
Ｌ３…処理水排出ライン、
Ｌ４…循環ライン。
【００９３】
Ｌ５…熱輸送ライン。
【００９４】
Ｌ６…エネルギー輸送ライン。
【図１】
2008168221.tif 000011
【図２】
2008168221.tif 000012
【図３】
2008168221.tif 000013
【図４】
2008168221.tif 000014
【図５】
2008168221.tif 000015
【図６】
2008168221.tif 000016
【図７】
2008168221.tif 000017
【図８】
2008168221.tif 000018
【図９】
2008168221.tif 000019