(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バブルを発生させる機器であって、
前記バブル中の気体の特性として、前記バブル中の前記気体の種類および／または前記バブルの利用法を定めるように構成された第1のユニットであって、前記気体の種類は、酸素、オゾン、二酸化炭素、水素、および塩素からなる群から選定される、第1のユニットと、
前記バブルを発生させるように構成された第2のユニットであって、
電解質を電解して、前記電解質内に前記気体を発生させるように構成され、これによりバブルが発生する電解装置、
を有する第2のユニットと、
前記第2のユニットを制御して、前記気体の前記特性に従って、前記バブルを発生させるように構成された制御器と、
を有し、
前記電解装置は、
直流電源と、
前記直流電源に結合された、寸法および／もしくは形状が異なる少なくとも2つのアノード、ならびに／または寸法および／もしくは形状が異なる少なくとも2つのカソードと、
を有し、
前記第1のユニットは、少なくとも2つのアノードから、使用されるアノードを選定し、少なくとも2つのカソードから、使用されるカソードを選定し、
前記制御器は、前記選定されたアノードとカソードに印加される電流および／または電圧を制御することを特徴とする機器。
【請求項２】
前記電解装置は、少なくとも2つの不活性アノードと、活性金属アノードと、電気二重層容量を有するアノードと、を有し、および／または
前記電解装置は、少なくとも2つの不活性カソードと、金属カソードと、電気二重層容量を有するカソードと、を有し、
前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、前記気体が発生する1または2以上の電極を定め、
前記第2のユニットは、前記アノードおよび前記カソードで生じた前記バブルが混合することを防ぐため、前記アノードと前記カソードの間にセパレータを有することを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項３】
前記第1のユニットは、第２の特性として、各バブル中の前記気体の量、および／または前記バブルの小ささを定め、
前記制御器は、さらに、前記第２の特性に従って、少なくとも一つの前記アノードおよび／または少なくとも一つの前記カソードを選択するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項４】
前記第1のユニットは、第２の前記特性として、各バブル中の前記気体の量、および／または前記バブルの小ささを定め、
前記制御器は、さらに、前記第２の特性に従って、前記電解のため前記電解装置で使用される電流および／または電圧を制御するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項５】
当該機器は、さらに、前記バブルから泡を発生させるように使用され、
前記電解質には、界面活性剤が添加され、または
前記第1のユニットは、さらに、前記泡の量を定めるように構成され、
前記第2のユニットは、さらに、
前記表面活性を有する前記バブルを提供するように構成された表面活性ユニットと、
を有し、
前記表面活性ユニットは、
表面活性剤を前記電解質に分散するように構成された分散器であって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記表面活性剤の種類および／または濃度を制御する、分散器、または
前記バブルに中間赤外線の放射線を発生するように構成された中間赤外線源であって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記中間赤外線源の放射線を印加する時間および／または強度を制御する、中間赤外線源、または
前記バブルに磁場を提供するように構成された磁石モジュールであって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記磁石モジュールの前記磁場を印加する時間および／または強度を制御する、磁石モジュール、
の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項６】
前記電解質源は、
少なくとも一つのカチオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一種類のカチオンを放出するように構成されたカチオン放出モジュールと、
少なくとも一つのアニオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一種類のアニオンを放出するように構成されたアニオン放出モジュールと、
を有し、
前記制御器は、
前記気体の前記特性に従って、放出するカチオンの種類および／または放出するアニオンの種類を定め、
定められた前記カチオンおよび／またはアニオンの種類に従って、少なくとも一つの前記カチオン放出モジュールおよび／または少なくとも一つの前記アニオン放出モジュールを選択し操作するように構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項７】
前記カチオン放出モジュールは、第1の種類のカチオンを含む第1の溶液を収容する第1の容器を有し、
前記第1の容器は、前記電解質と前記第1の溶液を分離するカチオン膜の層を有し、
前記制御器は、前記第1の溶液に正の電圧を印加するように構成され、これにより、前記カチオン膜を介して、前記電解質中に前記第1の種類のカチオンが放出され、および／または
前記アニオン放出モジュールは、第2の種類のアニオンを含む第2の溶液を収容する第2の容器を有し、
前記第2の容器は、前記電解質と前記第2の溶液を分離するアニオン膜の層を有し、
前記制御器は、前記第2の溶液に負の電圧を印加するように構成され、これにより、前記アニオン膜を介して、前記電解質中に前記第2の種類のアニオンが放出されることを特徴とする請求項6に記載の機器。
【請求項８】
前記カチオン放出モジュールは、前記カチオンを保管するカチオン錯体高分子および／またはゲルを有し、前記溶液に浸漬されるように構成され、
前記制御器は、前記溶液中の水を電解して、H+イオンを生成するように構成され、該H+イオンは、前記カチオン錯体高分子および／またはゲルに入り、前記種類のカチオンは置換され、前記高分子および／またはゲルから前記溶液に入り、および／または
前記アニオン放出モジュールは、前記アニオンを保管するアニオン錯体高分子および／またはゲルを有し、前記溶液に浸漬されるように構成され、
前記制御器は、前記溶液中の水を電解して、OH−イオンを生成するように構成され、該OH−イオンは、前記アニオン錯体高分子および／またはゲルに入り、前記種類のアニオンは置換され、前記高分子および／またはゲルから前記溶液に入ることを特徴とする請求項6に記載の機器。
【請求項９】
前記第2のユニットは、
前記電解質に少なくとも2種類の化学物質を添加するように構成された化学物質添加ユニット
を有し、
各化学物質は、前記電解質の電解による生成物と反応し、前記気体を発生させ、
前記制御器は、さらに、前記気体の前記特性に従って、前記化学物質添加ユニットを制御し、少なくとも一つの前記化学物質を添加するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項１０】
前記第1のユニットは、
ユーザからの前記気体の前記特性を受信するように構成されたユーザインターフェース、
前記バブルを利用するように適合された装置から、前記気体の前記特性を受信するように構成されたマシンツーマシンインターフェース、
の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項1に記載の機器。
【請求項１１】
バブルを発生させる方法であって、請求項1乃至10のいずれか一つに記載された機器により実施される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、バブルおよびバブルを含む泡を発生させること、特にガス発生によりバブルを発生させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
泡は、通常、液体中に多くの気体状バブルをトラップすることにより形成され、例えばシェービング、表面洗浄など、人々の日常生活に広く利用されている。
【０００３】
一般に、バブルが生じると、これは、その後、液体の表面張力が低下するような表面活性化プロセスに利用され、これによりバブルが崩壊することが抑制される。
【０００４】
バブルを発生させるある特定の方法は、機械的ラブリング（rabbling）と称される。例えば、機械的ラブリングにより、空気および液体が混合され、バブルが生じる。他の方法は、ガスポンプ法、加熱法等を含む。
【０００５】
しかしながら、前述のような泡を形成するためのバブル発生の方法は、通常、産業用途向けであり、高いコスト、高い複雑性、および低い制御性等、固有の問題を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内部にバブルを有さない液体に比べて、泡は、塗布が容易である上、浸透性が良いという特徴を有する。図1a、1bには、浸透性の差異を示す。図1aでは、液体の表面張力により、分子が相互に保持され、その結果大きな液滴10が生じる。これは、液体と表面12の間の総接触面積を制限し、表面12に対する吸収14が抑制される。また、水の流動性により、液滴10と表面12の間の接触時間が減少する。図1bを参照すると、泡16は、多数のバブル18を有し、比較的大きな接触面積を有し、泡16の流動性は比較的低いため、泡16と表面12の間に、より長い接触時間が得られる。また、泡16は、通常、大きな液滴に比べて表面張力が低く、このため、表面12に対して迅速で深い浸透14’が得られ、これにより、水分含有量が著しく上昇する。
【０００７】
しかしながら、前述の解決策により提供される、各バブル中の気体量およびバブル中の気体種などの、バブル中の気体の特性は一定である。従って、異なる要望に合致するように、ユーザが、制御可能に異なる気体特性を有するバブルを発生させるように、機器を適用することは容易でない。例えば、各バブル中の気体の量は、泡の小ささに影響し、バブル内の気体の種類は、泡の利用性に密接に関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの1または2以上の問題により良く対処するため、例えば、気体の種類および／または気体の種類に関連するバブルの実際の利用法に従って、気体の特性を制御できるバブル発生技術を提供することが有意である。また、バブルおよび泡の発生用の、小型寸法で低ノイズの機器を提供することが有意である。
【０００９】
本発明の第1の態様では、バブルを発生させる機器であって、
前記バブル中の気体の少なくとも一つの特性を定めるように構成された第1のユニットと、
前記バブルを発生させるように構成された第2のユニットであって、
電解質を電解して、前記電解質内に前記気体を発生させるように構成され、これによりバブルが発生する電解装置、
を有する第2のユニットと、
前記第2のユニットを制御して、前記気体の前記少なくとも一つの特性に従って、前記バブルを発生させるように構成された制御器と、
を有する機器が提供される。
【００１０】
この態様では、前記制御器は、バブル中の気体の特性に従って、バブルの発生を制御するため、実際の気体に対する要求に基づいて、バブル中の気体に関して、バブルの発生を制御することが可能となり、より高いフレキシビリティが得られる。また、電解装置は、通常、小型であり、大きなノイズは生じない。従って、機器は、よりユーザフレンドリーなものとなる。
【００１１】
好適実施例では、前記電解装置は、
直流電源と、
前記直流電源に結合された、特徴が異なる少なくとも2つのアノード、および／または特徴が異なる少なくとも2つのカソードと、
を有し、
前記制御器は、さらに、前記電解質の電解のため、前記気体の前記特性に従って、少なくとも一つの前記アノードおよび／または少なくとも一つの前記カソードを選択するように構成される。
【００１２】
この実施例では、異なる特徴を有する電極が選択、提供され、気体に必要な特性が提供される。電解装置の電極は小さいため、異なる電極を有する機器は、小型にすることができ、、多様な気体の特性を提供することができる。
【００１３】
別の好適実施例では、
前記電解装置は、少なくとも2つの不活性アノードと、活性金属アノードと、電気二重層容量を有するアノードと、を有し、および／または
前記電解装置は、少なくとも2つの不活性カソードと、金属カソードと、電気二重層容量を有するカソードと、を有し、
前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、前記気体が発生する1または2以上の電極を定める。
【００１４】
この実施例では、不活性電極で気体が生じ、活性金属アノードおよび電気二重層容量を有する電極では、気体が発生しない。従って、気体を発生させる1または2以上の電極を制御することができる。
【００１５】
ユーザには、異なる利用法のため、それぞれ異なる小ささ（tininess）のバブルが必要な場合がある。例えば、フロス浮選に使用されるバブルは、1mmの直径であることが好ましく、これは、洗浄に使用される0.1mmの直径よりも大きい。異なる小ささを提供するため、機器は、各バブルにおいて、異なる量の気体を提供するような制御が可能である必要がある。これに対処するため、別の好適実施例では、前記電解装置は、寸法および／もしくは形状が異なる少なくとも2つのアノード、ならびに／または寸法および／もしくは形状が異なる少なくとも2つのカソードを有し、
前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、各バブル中の前記気体の量、および／または前記バブルの小ささを定め、
前記制御器は、さらに、前記気体の前記特性に従って、少なくとも一つの前記アノードおよび／または少なくとも一つの前記カソードを選択するように構成される。
【００１６】
別の好適実施例では、異なる小ささのバブルを提供するため、第1のユニットは、前記気体の前記特性として、各バブル中の前記気体の量、および／または前記バブルの小ささを定め、
前記制御器は、さらに、前記気体の前記特性に従って、前記電解のため前記電解装置で使用される電流および／または電圧を制御するように構成される。
【００１７】
これらの2つの実施例では、当該機器により、異なる小ささのバブルが提供され、異なる要求が満たされ、従って、機器の適用性が大きく広がる。
【００１８】
好適実施例では、当該機器は、前記バブルから泡を発生させ、前記電解質には、界面活性剤が添加される。この実施例では、バブルが制御可能に発生するため、泡もまた制御可能に生じさせることができる。
【００１９】
好適実施例では、当該機器は、前記バブルから泡を発生させ、
前記第1のユニットは、前記泡の量を定めるように構成され、
前記第2のユニットは、さらに、
前記表面活性を有する前記バブルを提供するように構成された表面活性ユニットと、
を有し、
前記表面活性ユニットは、
表面活性剤を前記電解質に分散するように構成された分散器であって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記表面活性剤の種類および／または濃度を制御する、分散器、または
前記バブルに中間赤外線の放射線を発生するように構成された中間赤外線源であって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記中間赤外線源の放射線を印加する時間および／または強度を制御する、中間赤外線源、または
前記バブルに磁場を提供するように構成された磁石モジュールであって、前記制御器は、前記泡の量に従って、前記磁石モジュールの前記磁場を印加する時間および／または強度を制御する、磁石モジュール、
の少なくとも一つを有する。
【００２０】
この実施例では、バブル中の気体に関し、バブルが制御可能に生じるため、泡もまた、泡中の気体に関して、制御可能に生じる。また、泡の量も制御することができ、このため、当該機器は、よりフレキシブルとなる。
【００２１】
ユーザには、異なる利用法のため、バブル中の気体の種類が異なることが好ましい場合がある。例えば、消毒の場合、オゾン（O3）リッチなバブルが好ましい。一方、スキンケアでは、酸素（O2）リッチなバブルが必要となる。従って、バブル中の気体の種類および／またはバブルの利用法に関し、バブル発生を制御できる機器は、有意である。
【００２２】
これに対処するため、好適実施例では、電解の電流および／または電圧で、気体の種類を制御することができる。具体的には、前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、前記バブル中の前記気体の種類および／または前記バブルの利用法を定め、
前記制御器は、さらに、前記気体の前記特性に従って、前記電解のため前記電解装置で使用される電圧を制御するように構成される。
【００２３】
別の好適実施例では、前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、前記バブル中の前記気体の種類および／または前記バブルの利用法を定め、
前記第2のユニットは、さらに、少なくとも2種類の電解質の電解質源を有し、
前記制御器は、前記気体の前記特性に従って、前記電解質源を制御し、少なくとも一つの前記電解質を提供する。
【００２４】
この実施例では、当該機器は、異なる種類の気体を有するバブル、および異なる利用法用のバブルを提供することができ、従って機器の用途が大きく広がる。
【００２５】
好適実施例では、前記電解質源は、
少なくとも一つのカチオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一種類のカチオンを放出するように構成されたカチオン放出モジュールと、
少なくとも一つのアニオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一種類のアニオンを放出するように構成されたアニオン放出モジュールと、
を有し、
前記制御器は、
前記気体の前記特性に従って、放出するカチオンの種類および／または放出するアニオンの種類を定め、
定められた前記カチオンおよび／またはアニオンの種類に従って、少なくとも一つの前記カチオン放出モジュールおよび／または少なくとも一つの前記アニオン放出モジュールを選択し操作するように構成される。
【００２６】
この実施例では、電解質中のイオンが電解されて気体が生じるため、当該機器では、ある利用法用の気体の種類に従って、適当なカチオンおよびアニオンが選定される。従って、機器の利用性は、極めて広い。
【００２７】
別の好適実施例では、前記カチオン放出モジュールは、第1の種類のカチオンを含む第1の溶液を収容する第1の容器を有し、
前記第1の容器は、前記電解質と前記第1の溶液を分離するカチオン膜の層を有し、
前記制御器は、前記第1の溶液に正の電圧を印加するように構成され、これにより、前記カチオン膜を介して、前記電解質中に前記第1の種類のカチオンが放出され、および／または
前記アニオン放出モジュールは、第2の種類のアニオンを含む第2の溶液を収容する第2の容器を有し、
前記第2の容器は、前記電解質と前記第2の溶液を分離するアニオン膜の層を有し、
前記制御器は、前記第2の溶液に負の電圧を印加するように構成され、これにより、前記アニオン膜を介して、前記電解質中に前記第2の種類のアニオンが放出される。
【００２８】
この実施例では、カチオン放出モジュールおよび／またはアニオン放出モジュールの具体的な実施が提供される。
【００２９】
別の好適実施例では、前記カチオン放出モジュールは、前記カチオンを保管するカチオン錯体高分子および／またはゲルを有し、前記溶液に浸漬されるように構成され、
前記制御器は、前記溶液中の水を電解して、H+イオンを生成するように構成され、該H+イオンは、前記カチオン錯体高分子および／またはゲルに入り、前記種類のカチオンは置換され、前記高分子および／またはゲルから前記溶液に入り、および／または
前記アニオン放出モジュールは、前記アニオンを保管するアニオン錯体高分子および／またはゲルを有し、前記溶液に浸漬されるように構成され、
前記制御器は、前記溶液中の水を電解して、OH−イオンを生成するように構成され、該OH−イオンは、前記アニオン錯体高分子および／またはゲルに入り、前記種類のアニオンは置換され、前記高分子および／またはゲルから前記溶液に入る。
【００３０】
この実施例では、カチオン放出モジュールおよびアニオン放出モジュールの、さらに別の具体的な実施が提供される。高分子および／またはゲルは、置換が容易であり、コスト効果がある。
【００３１】
ある場合には、電解の生成物は、化学物質と反応して気体を生成し、例えばH+イオンは、炭酸カルシウム（CaCO3）と反応して、二酸化炭素（CO2）を生成する。好適実施例では、前記第1のユニットは、前記気体の前記特性として、前記バブル中の前記気体の種類、および／または前記バブルの利用法を定め、
前記第2のユニットは、
前記電解質に少なくとも2種類の化学物質を添加するように構成された化学物質添加ユニット
を有し、
各化学物質は、前記電解質の電解による生成物と反応し、前記気体を発生させ、
前記制御器は、さらに、前記気体の前記特性に従って、前記化学物質添加ユニットを制御し、少なくとも一つの前記化学物質を添加するように構成される。
【００３２】
この実施例は、幅広い用途を有する。
【００３３】
好適実施例では、前記第1のユニットは、
ユーザからの前記気体の前記特性を受信するように構成されたユーザインターフェース、
前記バブルを利用するように適合された装置から、前記気体の前記特性を受信するように構成されたマシンツーマシンインターフェース、
の少なくとも一つを有する。
【００３４】
ある実施例では、当該機器は、ユーザインターフェースを介して、ユーザにより直接制御することができる。別の実施例では、当該機器は、マシンツーマシンインターフェースに接続され、これを介して、洗濯機または食器洗浄機のような、バブルを利用するように適合された装置により、制御される。マシンツーマシンインターフェースは、多くの家庭電化製品と一元化され、従って、当該機器は、普遍的に、これらの家庭用電化製品に適当なバブルを提供することができる。
【００３５】
液体の表面張力はバブルを壊し、泡の形成を妨げるので、泡を得るためのバブルを蓄積するため、泡発生の際に表面活性化方法を採用して、水の表面張力を下げ、バブルの安定性を維持する。これにより、バブルの蓄積により泡が形成される。
【００３６】
本発明の第2の態様では、バブルを発生させる方法であって、本発明の第1の態様による機器により実施される方法が提供される。例えば、当該方法は、
−バブル中の気体の少なくとも一つの特性を定めるステップと、
−電解質中に気体を発生させるため、電解質を電解するステップであって、これにより、気体の少なくとも一つの特性に従って、バブルが生じるステップと、
を有する。
【００３７】
実施例において、本発明のこれらのおよび他の特徴について、詳しく説明する。
【００３８】
本発明の特徴、態様、および利点は、添付図面を参照した、非限定的な実施例に関する以下の記載により、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】表面への大きな液滴の吸収を概略的に示した図である。
【図１ｂ】表面への泡の吸収を概略的に示した図である。
【図２】本発明の実施例による機器の概略的に示したブロック図である。
【図３】異なるアノードおよびカソードを有する第2のユニットの概略図である。
【図４】一つの不活性アノードおよび一つの不活性カソードを有する第2のユニットの動作を示した図である。
【図５】一つの活性金属アノードおよび一つのカソードを有する第2のユニットの動作を示した図である。
【図６ａ】一つの不活性カソードと、電気二重層容量を有する一つのアノードとを有する第2のユニットの動作を示した図である。
【図６ｂ】一つの不活性アノードと、電気二重層容量を有する一つのカソードとを有する第2のユニットの動作を示した図である。
【図７】本発明の一実施例による一つのカチオンリリースモジュールの概略図である。
【図８】本発明の一実施例による一つのアニオンリリースモジュールの概略図である。
【図９】本発明の別の実施例による第2のユニットの動作を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
同じまたは同様の参照符号は、同じまたは同様の部材／モジュールを表す。
【００４１】
図2には、本発明の一実施例による機器の概略的なブロック図を示す。バブル発生用の機器1は、
−バブル内の気体の少なくとも一つの特性を定めるように構成された、第1のユニット10、ならびに
−バブルを発生するように構成された第2のユニット12であって、
電解質を電解して、電解質内に気体を発生するように構成され、これによりバブルが生じる電解装置120と、
第2のユニット12を制御して、気体の少なくとも一つの特性に従って、バブルを発生するように構成された制御器14と、
を有する第2のユニット12、
を有する。
【００４２】
この方法の態様について、本発明の実施例では、バブルを発生させる方法が提供され、この方法は、機器1により実施される。特に、この方法は、
−バブル内の気体の少なくとも一つの特性を定めるステップ、および
−電解質を電解して、電解質中に気体を発生させ、これにより、バブルの特性に従って、バブルを発生させるステップ、
を有する。
【００４３】
ある実施例では、異なる電極を使用することにより、異なる気体特性を有するバブルが生じる。
【００４４】
図3には、電解装置120の概略図を示す。電解装置120は、
直流電源30と、
該直流電源30に結合された、異なる特徴を有する少なくとも2つのアノード32、32’、および異なる特徴を有する少なくとも2つのカソード34、34’と、
を有する。
【００４５】
制御器14は、さらに、電解質38を電解するため、気体の特性に従って、少なくとも一つのアノードおよび／または少なくとも一つのカソードを選択するように構成される。
【００４６】
アノードとカソードの間には、カチオンとアニオンを分離するため、膜36が存在することが好ましい。
【００４７】
ある実施例では、第1のユニット10は、気体の特性として、該気体が生じる1または2以上の電極を定め、
電解装置120は、少なくとも2つの不活性アノード32と、活性金属アノード32’と、電気二重層容量を有するアノード32”とを有し、および／または
電解装置120は、不活性カソード34と、金属アノード34’と、電気二重層容量34”とを有するカソードと、を有する。
【００４８】
第1の実施例では、図4に示すように、制御器14は、一つの不活性アノード32と、一つの不活性カソード34または金属カソード34’を介して、電気を印加する。アノード32では気体Ｇ1が生じ、カソード34では気体G2が生じる。ある例では、電解質として神経（neural）水が使用され、気体G1は酸素O2であり、気体G2は水素H2である。アノード側での電解式は、
【数１】
0006285427.tif 000002
であり、カソード側での電解式は、
【数２】
0006285427.tif 000003
である。
【００４９】
この例では、水に界面活性剤が添加され、従って、アノード32では、水の表面でバブルから、O2リッチな泡が形成され、カソード34では、水の表面でバブルから、H2リッチな泡が形成される。ある実施例では、機器は、さらに、アノード32とカソード34の間にセパレータ36を有し、2つの泡が混合することが回避される。泡を混合させることが必要な場合、セパレータ36は、除去されても良い。
【００５０】
第2の実施例では、図5に示すように、制御器14は、一つの活性金属アノード32’および一つの不活性カソード34または一つの金属カソード34’を介して電気を印加する。カソードでは、気体G2が生じ得る。アノードでは、活性金属が電子を失い、金属イオンを放出する。従って、アノード32’では、気体は発生しない。活性金属は、水素よりも活性である必要がある。化学的活性は、K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe（＞H）＞Cu＞Pt＞Auの順である。従って、Al、Zn、およびFeで構成された活性金属アノードを使用することができる。容器に充填された電解質は、水または酸性溶液であっても良い。例えば、電極としてFeを使用すると、電解質は酸性であり、電解では、カソード34でH2ガスのみが生じ、アノード32’でFe3+が生じる。
【００５１】
アノード側での電解式は、
【数３】
0006285427.tif 000004
であり、カソード側での電解式は、
【数４】
0006285427.tif 000005
となる。
【００５２】
第3の実施例では、アノードまたはカソードは、活性炭素のような、電気二重層容量特性を有する材料を有する。図6aに示すように、制御器14は、一つの不活性アノード32と、電気二重層容量を有するカソード34”と介して、電気を印加する。電気二重層容量を有するカソード34”は、水中のイオンを吸着し、このため、カソードで気体が生じる反応が停止される。図6aでは、アノード32において気体G1のみが生じる。変形実施例では、制御器14は、電気二重層容量を有する一つのアノード32”と、一つの不活性カソード34または金属カソード34’とを介して電気を印加する。この実施例では、図6bに示すように、カソードにおいて気体G2のみが生じる。
【００５３】
別の実施例では、電解装置120は、サイズおよび／もしくは形状の異なる少なくとも2つのアノード、ならびに／またはサイズおよび／もしくは形状の異なる少なくとも2つのカソードを有し、第1のユニットは、気体の特性として、各バブル中の気体の量、および／またはバブルの小ささを定める。制御器は、さらに、気体の特性に従って、少なくとも一つの前記アノードおよび／または少なくとも一つの前記カソードを選択するように構成される。電極の形状は、針状または板状であっても良い。異なる寸法および／または形状を有する電極では、異なる小ささのバブルが生じ、すなわちバブル中に、異なる量の気体が提供される。これにより、異なる小ささの泡を形成することができる。制御器14は、適当な寸法および／または形状を有するアノードおよび／またはカソードを選択し、アノードおよび／またはカソードにおいて、ある小ささのバブルが形成される。
【００５４】
前述の技術的解決策に対応する方法の態様に関し、気体の特性は、各バブル中の気体の量、および／またはバブルの小ささを含み、この発生ステップは、さらに、電解質の電解のため、気体の特性に従って、寸法および／または形状が異なる2つのアノードから、少なくとも一つのアノードを選定し、および／または寸法および／または形状が異なる2つのカソードから、少なくとも一つのカソードを選定するステップを有する。
【００５５】
本発明のある実施例では、気体の特性として、第1のユニット10は、各バブル中の気体の量、および／またはバブルの小ささを定め、制御器14は、さらに、気体の特性に従って、電解用の電解装置120で使用される電流および／または電圧を制御するように構成される。実験では、同じ面積の電極において、電流振幅が高くなると、バブルの直径が小さくなることが示されている（Guohua  Chen，Separation  and  Purification  Technology，Volume  38，Issue  1，15  July  2004，Pages  11-41）。従って、電流および／または電圧を制御することにより、機器は、各バブル中に所望の量の気体、および／またはバブルの小ささを含むバブルを発生させることができる。
【００５６】
本発明のある実施例では、機器は、泡の発生に使用される。第1のユニット10は、バブルから形成される泡の量を定め、第2のユニット12は、さらに、
−表面活性を有するバブルを提供するように構成された表面活性ユニットであって、
界面活性剤を電解質に分配するように構成された分配器であって、制御器14は、泡の量に従って、界面活性剤の種類および／または濃度を制御する、分配器、または
バブルに対して中間赤外放射線を発生するように構成された中間赤外線源であって、制御器14は、泡の量に従って、赤外線源の放射の時間および／もしくは強度を制御する、中間赤外線源、または
バブル用の磁場を提供するように構成された磁石モジュールであって、制御器14は、泡の量に従って、磁石モジュールの磁場の時間および／もしくは強度を制御する、磁石モジュール、
の少なくとも一つを有する表面活性ユニットを有する。
【００５７】
この実施例では、泡の量を制御することができ、従って、機器は、幅広い適用性を有する。
【００５８】
以下の記載では、機器の異なる利用のための、バブル中の異なる種類の気体の発生について説明する。
【００５９】
ある実施例では、この多様化は、電解装置120の異なる電圧により実施される。第1のユニット10は、気体の特性として、バブル中の気体の種類および／またはバブルの利用法を定め、制御器14は、さらに、気体の特性に従って、電解用の電解装置120に使用される電圧を制御するように構成される。例えば、図3に示すように、ある場合には、スキンケアの利用のため、機器は、酸素O2リッチバブルの発生に使用される。第1のユニット10は、気体の利用法および／または種類を定め、電解装置120を制御して、酸素発生に適した通常の電圧を使用する。別のケースでは、消毒としての利用のため、機器は、オゾンO3リッチバブルの発生に使用される。第1のユニット10は、気体のこの利用法および／または種類を定め、電解装置120を制御し、オゾン発生に適した高い電圧を使用する。
【００６０】
別の実施例では、この多様性は、異なる電解質の電解を介して実行される。第1のユニット10は、気体の特性として、バブル中の気体の種類および／またはバブルの利用法を定め、第2のユニット12は、さらに、少なくとも2種類の電解質の電解質源を有し、制御器14は、電解質源を制御し、気体の特性に従って、少なくとも一つの前記電解質を提供する。例えば、消毒としての利用の場合、機器は、塩素Cl2リッチなバブルの発生に使用される。次に、制御器14は、電解質源を制御し、電解質として、例えばNaClのような塩化物溶液を提供する。塩素Cl2は、アノードで生じる。スキンケアの利用法の場合、機器は、酸素O2リッチなバブルの発生に使用される。次に、制御器14は、電解質源を制御し、電解質として純水を提供する。酸素O2は、アノードで生じる。
【００６１】
電解質源に関し、ある実施例では、これは、
純水を含むタンクと、
少なくとも一つのユニットと、
を有し、各ユニットは、塩化物のような対応する塩を含有するように構成され、塩がタンク中の水に添加される。
【００６２】
制御器14は、少なくとも一つのユニットを選択し操作し、気体の種類および／またはバブルの利用法に従って、水中に塩を加えるか否かを決め、純水または塩の溶液を提供する。
【００６３】
より制御可能で柔軟性のある別の実施例では、電解質源は、
−少なくとも一つのカチオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一つの種類のカチオンを放出するように構成されるモジュールと、
−少なくとも一つのアニオン放出モジュールであって、各々は、少なくとも一つの種類のアニオンを放出するように構成されるモジュールと、
を有し、
制御器は、
気体の特性に従って、放出するカチオンおよび／またはアニオンの種類を定め、
カチオンおよび／またはアニオンの定められた種類に応じて、少なくとも一つの前記カチオン放出モジュールおよび／または少なくとも一つの前記アニオン放出モジュールを選定し、操作する
ように構成される。
【００６４】
カチオン放出モジュールに関し、図7に示すようなある特定の実施例では、カチオン放出モジュールは、カチオン種Am+を含む第1の溶液を収容する第1の容器7を有し、第1の容器7は、例えば、電解質38内に浸漬される。第1の容器7は、第1の溶液を電解質38から分離するカチオン膜の層70を有し、カチオン放出モジュールは、アノード72を有し、このアノードは、一方の端部が第1の溶液に浸漬され、他方の端部は、第1の溶液に正の電圧を印加するように構成された制御器14に接続され、カチオン膜72を介して、前記カチオンAm+が電解質38に放出される。カチオンAm+は、第1の溶液から生じ、アノード72の周囲では、カチオンH+が生じるため、第1の溶液において、電気的中性が維持される。
【００６５】
同様に、アニオン放出モジュールに関し、図8に示すようなある特定の実施例では、アニオン放出モジュールは、アニオン種Bn−を含む第2の溶液を収容する第2の容器8を有し、第2の容器4は、例えば、電解質38内に浸漬される。第2の容器4は、第2の溶液を電解質38から分離するアニオン膜の層80を有し、カチオン放出モジュールは、カソード82を有し、このカソードは、一方の端部が第2の溶液に浸漬され、他方の端部は、第2の溶液に負の電圧を印加するように構成された制御器14に接続され、アニオン膜82を介して、前記アニオンBn−が電解質38に放出される。アニオンBn−は、第2の溶液から生じ、カソード82の周囲では、アニオンOH−が生じるため、第2の溶液において、電気的中性が維持される。
【００６６】
カチオン放出モジュールについて、他の代替実施例が存在する。ある例では、高分子、ゲルのような、電気的制御下でカチオンを放出できる材料を、カチオン放出モジュールとして使用することができる。具体的には、カチオンを保管するカチオン錯体高分子および／またはゲルが電解質中に浸漬され、制御器14は、電解質中で水を電解するように構成され、H+カチオンが発生する。H+カチオンは、カチオン錯体高分子および／またはゲル内に進入し、電場の影響下で、高分子および／またはゲルからの保管されたカチオンと置換され、電場の影響下で、保管されたカチオンが電解質に入るようになる。
【００６７】
同様に、アニオン放出モジュールについて、他の代替実施例が存在する。ある例では、高分子、ゲルのような、電気的制御下でアニオンを放出できる材料を、アニオン放出モジュールとして使用することができる。具体的には、アニオンを保管するアニオン錯体高分子および／またはゲルが電解質中に浸漬され、制御器14は、電解質中で水を電解するように構成され、OH−アニオンが発生する。OH−アニオンは、アニオン錯体高分子および／またはゲル内に進入し、電場の影響下で、高分子および／またはゲルからの保管されたアニオンと置換され、電場の影響下で、保管されたアニオンが電解質に入るようになる。
【００６８】
前述の技術的解決策に対応する方法の態様に関し、前記定めるステップは、気体の特性として、バブル中の気体の種類および／またはバブルの利用法を定め、当該方法は、さらに、電解ステップの前に、
気体の特性に従って、少なくとも2種類の電解質から、少なくとも一つの電解質を提供するステップ
を有する。
【００６９】
前述の実施例では、気体は、電解質の電解の直接的な生成物となる。変形実施例では、気体は、電解の生成物と、化学物質との反応から生じる。この実施例では、第1のユニット10は、気体の特性として、バブル中の気体の種類および／またはバブルの利用法を定め、第2のユニット12は、さらに、
−電解質に、少なくとも2種類の化学物質を添加するように構成された化学物質添加ユニットであって、各化学物質は、気体発生のため、電解質の電解による生成物と反応する、化学物質添加ユニット
を有し、
制御器14は、さらに、気体の特性に従って、化学物質添加ユニットを制御し、少なくとも一つの前記化学物質を添加するように構成される。
【００７０】
図9に示した例では、ある量の二酸化炭素CO2を発生させるため、化学物質添加ユニットは、電解質中のアノード32の近傍に、ある量の炭酸カルシウムCaCO3を添加する。アノード32では、図3に示した実施例と同様、電解の生成物として、酸素に加えてH+カチオンが生じ、H+カチオンは炭酸カルシウムCaCO3と反応し、二酸化炭素CO2が生じる。
【００７１】
第1のユニット10に関し、各種実施が可能である。ある実施例では、第1のユニット10は、ユーザから気体の特性を受信するように構成されたユーザインターフェースを有する。例えば、ユーザは、機器のパネルのボタンを押すことにより、気体の種類および／または利用法を選択することができる。別の実施例では、第1のユニット10は、洗浄マシンのような、バブルを利用するように適合された装置から特性を受信するように構成された、マシンツーマシンインターフェースを有する。
【００７２】
制御器14は、MCUにより実施されても良い。バブル中の気体の異なる量に従った電極の異なる選定、または異なる気体の種類に従った異なる電圧の大きさなどの、気体の特性に従って、第2のユニット12を制御する制御器14用のルールは、メモリに予め保管されまたはダウンロードされ、MCUによってロードされても良い。当業者は、明細書の記載、図面、および特許請求の範囲の精査から、開示の実施例を理解することができ、これを変更することができる。本発明の思想から逸脱しない、そのような全ての変更は、特許請求の範囲に属することを意図する。
【００７３】
「有する」という用語は、請求項または明細書に記載されていない素子またはステップの存在を排斥するものではない。素子の前の「一つの」と言う用語は、そのような素子が複数あることを存在を排斥するものではない。本発明の実施に関し、請求項におけるいくつかの技術的特徴は、一つの部材で実施されても良い。請求項において、括弧内に記載されたいかなる参照符号も、請求項の範囲を限定するものと解してはならない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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