(57)【要約】【課題】パイプ内にプレートを設置し、流れる水の流速変化を起こしてパイプ内を負圧にすることで気体の自給を行い、さらにパイプ内に設置したプレートとパイプに形成した開口（例えばスリット等）のみを使用して、発生する泡のマイクロ化を行うことができるマクロバブル発生方法を提供する。【解決手段】液体中に配置した本体パイプ９内に気体供給管を配置し、本体パイプ内を流れる液体の流速によって本体パイプ内で発生する負圧を利用し、気体供給管２から気体を本体パイプ９内に導入し、本体パイプ内で気体と液体を混合し、その後本体パイプ内で下流側に配置したプレート１１に衝突させてマイクロバブルを発生させることを特徴とするバブル発生方法。またパイプに傾斜を有するスリットを形成することでもマイクロバブルを発生できる。【選択図】        図１
2005334869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に配置した本体パイプ内に気体を混合した液体を吐出し、本体パイプ内の下流側に配置した衝突壁に衝突させてマイクロバブルを発生あるいは衝突壁先端での急激な剪断効果でマイクロバブルを発生させることを特徴とするバブル発生方法。
【請求項２】
液体中に配置した本体パイプ内に気体供給管を配置し、本体パイプ内を流れる液体の流速によって本体パイプ内で発生する負圧を利用し、気体供給管から気体を本体パイプ内に導入し、本体パイプ内で気体と液体を混合し、その後本体パイプ内で下流側に配置した衝突壁に衝突させてマイクロバブルを発生させることを特徴とするバブル発生方法。
【請求項３】
前記マイクロバブルは本体パイプに形成した開口から液中に放出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバブル発生方法。
【請求項４】
液体中に配置した本体パイプと、この本体パイプに連通した気体供給管と、前記気体供給管よりも下流側で本体パイプに形成した開口部と、前記開口部よりもさらに下流側に配置した衝突壁と、前記本体パイプ内に液体を吐出する液体吐出口とを備えていることを特徴とするマイクロバブル発生装置。
【請求項５】
液体中に配置した本体パイプと、本体パイプに形成した開口部と、前記開口部よりもさらに下流側に配置した衝突壁と、この本体パイプの上流側から気体が混合した液体を本体パイプ内に吐出する液体ポンプとを備えていることを特徴とするマイクロバブル発生装置。
【請求項６】
前記液体ポンプは吸引側に気液混合手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項７】
前記衝突壁は、本体パイプ下流側の端部開口を閉じる壁であり、さらに、前記開口部は本体パイプ前方に向けて傾斜角θを有するスリットで構成したことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項８】
前記スリットは本体パイプの軸方向に複数設けたことを特徴とする請求項７に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項９】
前記スリットは本体パイプの軸方向の下側に配置したことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項１０】
前記開口部の総面積とパイプの径との比を１．５〜２．５程度とすることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項１１】
前記スリットの傾斜角θは、３０°〜９０°の範囲であり、さらに望ましくは５０°〜７０°であることを特徴とする請求項７に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項１２】
前記気体供給管の下流側面に気体放出孔を形成したことを特徴とする請求項４〜１１のいずれかに記載のマイクロバブル発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブル発生方法およびその装置に関するものであり、さらに詳細には、パイプ内にプレート（衝突壁）を設置し、流れる水の流速変化を起こしてパイプ内を負圧にすることで気体の自吸を行い、さらにパイプ内に設置したプレートとパイプに形成した開口（例えばスリット等）のみを使用して、発生する泡のマイクロ化を行うことができるマクロバブル発生方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロバブルとは直径が数十μｍの泡であり、その特徴として（１）気体同士の合体や吸収が起こらず、単一気体のままで水中に長時間留まり比較的寿命が長い、（２）浮上速度が極めて遅いことから、水中での分散性、拡散性に優れている等がある。この特徴を生かすことで、閉鎖水域における水質浄化・アオコ発生の抑制など水環境蘇生にその有効が確認されている。しかしながら、現在マイクロバブル発生装置は種々開発されているものの（特許文献１）、マイクロバブルの流体力学発生メカニズムは未だ不明のままである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２６６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、本発明は、水環境蘇生、環境改善に有効なマイクロバブルを効果的に発生させることを可能としたマイクロバブル発生方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、パイプにプレート（衝突壁）を設けることで、パイプ内を流れる液体に流速変化を与え、パイプ内に負圧を作りパイプに接続した気体供給管からパイプ内に気体を自吸する。気体の混入した水をパイプ内でプレートに衝突させることおよびプレート先端での急激な速度変化で、せん断作用を利用して気体塊を粉砕し、パイプに形成した開口およびプレート後方の流路からマイクロバブルを発生させる。
また、スリットを用いることで、スリット部ではスリットと元の流れの方向に流れが分かれることで力が作用し気泡が微細化される。さらにスリットによる絞り効果、スリット通過時とスリットから放出されら直後の流れの間の速度勾配によるせん断力によっても気泡が微細化される。またスリットに角度を付けることで効率的にマイクロバブルを発生することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が採用した技術解決手段は、
液体中に配置した本体パイプ内に気体を混合した液体を吐出し、本体パイプ内の下流側に配置した衝突壁に衝突させてマイクロバブルを発生あるいは衝突壁先端での急激な剪断効果でマイクロバブルを発生させることを特徴とするバブル発生方法である。
また、液体中に配置した本体パイプ内に気体供給管を配置し、本体パイプ内を流れる液体の流速によって本体パイプ内で発生する負圧を利用し、気体供給管から気体を本体パイプ内に導入し、本体パイプ内で気体と液体を混合し、その後本体パイプ内で下流側に配置した衝突壁に衝突させてマイクロバブルを発生させることを特徴とするバブル発生方法である。
また、前記マイクロバブルは本体パイプに形成した開口から液中に放出されることを特徴とするバブル発生方法である。
また、液体中に配置した本体パイプと、この本体パイプに連通した気体供給管と、前記気体供給管よりも下流側で本体パイプに形成した開口部と、前記開口部よりもさらに下流側に配置した衝突壁と、前記本体パイプ内に液体を吐出する液体吐出口とを備えていることを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、液体中に配置した本体パイプと、本体パイプに形成した開口部と、前記開口部よりもさらに下流側に配置した衝突壁と、この本体パイプの上流側から気体が混合した液体を本体パイプ内に吐出する液体ポンプとを備えていることを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記液体ポンプは吸引側に気液混合手段を備えていることを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記衝突壁は、本体パイプ下流側の端部開口を閉じる壁であり、さらに、前記開口部は本体パイプ前方に向けて傾斜角θを有するスリットで構成したことを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記スリットは本体パイプの軸方向に複数設けたことを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記スリットは本体パイプの軸方向の下側に配置したことを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記開口部の総面積とパイプの径との比を１．５〜２．５程度とすることを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記スリットの傾斜角θは、３０°〜９０°の範囲であり、さらに望ましくは５０°〜７０°であることを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
また、前記気体供給管の下流側面に気体放出孔を形成したことを特徴とするマイクロバブル発生装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以下のような特有の効果を達成することができる。
極めて簡単な構造（スリットを用いる等の簡単な構造）の装置により、容易にマイクロバブルを発生させることができるため、閉鎖水域の水質浄化ばかりでなく、個人家庭レベルでの使用が可能となり、生活排水の浄化、洗浄効果による洗剤量の低減、マイクロバブル崩壊時の圧力波を利用した入浴時での保温効果および水上、水中輸送機器の流体抵抗低減にも利用できる。また装置が小型化できマイクロバブル発生装置の省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、パイプ内にプレート（衝突壁）を設置し、このプレートの作用によってパイプ内を流れる液体に流速変化を与え、パイプ内に負圧を作り、気体供給管からパイプ内に気体を自吸し、気体の混入した液体をパイプ内でプレートにぶつけることで、せん断作用を利用して気体塊を粉砕し、パイプに形成した開口（例えばスリット等）および／またはプレート後方の流路からマイクロバブルを発生させる。
【実施例】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。
図１は第１実施例に係るマイクロバブル発生装置の全体構成図、図２はマイクロバブル発生手段の拡大図、図３は第２実施例に係るマイクロバブル発生装置の全体構成図である。
【００１０】
図１において、１は液体貯留槽、２は気体供給管、３は気体供給管に設けた開閉コック、４はマイクロバブル発生手段、５は液体吐出口、６は流路、７は流路内に設けた流量調節バルブ、８はポンプである。
ポンプ８は液体貯留槽１内に配置されており、同槽１内の液体を汲み上げ、流量調節バルブ７、流路６を介して液体吐出口５から液体を吐出できるようになっている。またその吐出量は流量調節バルブ７により自由に設定できるように構成されている。なお、本例ではポンプ８は槽１内の液体を汲み上げるようにしてあるが、図示せぬ別の槽から同種の液体をくみ上げることができるようにしてもよい。
【００１１】
マイクロバルブ発生手段４は、図２に示すように本体パイプ９を備え、その本体パイプ９の一端に前記液体吐出口５が対向して配置されている。本体パイプ９には、その上方（上側）に複数の開口１０（本例ではスリットｓ1 、ｓ2 ）が形成されており、さらにその開口１０の下流側には本体パイプ内の流路面積を適宜割合（例えば５０％など）で閉塞できる衝突壁（本例では以下プレートという）１１が配置されている。本例では、プレート１１は図示のように半円状をしており、本体パイプに形成したスリット内に図２に示すように嵌合することで、本体パイプ９内の流路面積の一部を閉塞できるようにしている。なお、本体パイプ９に対してプレート１１をどのように取り付けるか（たとえば接着剤、ボルト、ネジ等を使用）、またプレート形状はどのようなものがよいかなどは、設計時において適宜選択できるものである。またプレートは必ずしも板状ではなく、液体を衝突させることできる機能を達成できれば、板状に限定することはない。前記本体パイプ９内には、前記複数の開口１０より上流側で、かつパイプの端部から所定の距離Ｌｆ離れた位置に気体供給管２の先端部が配置されている。開口１０は必ずしもスリットに限定することなく、複数の孔、適宜形状をした開口部として構成することができる。
【００１２】
上記構成からなるマイクロバブル発生装置の作動を説明する。
図１に示すように液体貯留槽１内に、前述したマイクロバルブ発生手段４、ポンプ８等を配置する。この状態でポンプ８が液体を汲み上げ、液体吐出口５からマイクロバルブ発生手段４の本体パイプ９に向けて液体を吐出する。液体吐出口５から吐出された液体は本体パイプ９内に流れこみ、プレート１１に当たりながら、下流側に流出する。この時、この液体の流速変化により、気体供給管２の先端部付近が負圧となり、この負圧によって気体が開閉コック（作動時には開いている）３を介して吸引され、本体パイプ９内で液体内に混入する。気体が混入した液体はプレート１１に衝突し、気体は微小化され、微小化した気体は本体パイプ９に形成した開口１０から、あるいはプレート１１の下方を通って前記本体パイプ９の後端から本体パイプ９外に排出される。
【００１３】
次に第２実施例に係るマイクロバブル発生装置を図３を参照して説明する。
第２実施例は、マイクロバブル発生手段に気体供給管を接続配置するのではなく、ポンプの上流側で気体を液体内に混入できるようにした点に特徴がある。即ち、本例では、第１実施例のように本体パイプには気体供給管が設けられていない点が特徴である。
図３において、２１は液体貯留槽、２２は気体供給管、２３は気体供給管２２を取り付けた気体混合パイプ、２４はポンプ、２５はマイクロバブル発生手段を構成する本体パイプであり、これらは図示のようにホース２８で連通されている。本体パイプ２５の一端には液体吐出口２９が対向して配置されている。本体パイプ２５には、その上方に複数の開口（本例ではスリットが一つ）２７が形成されており、さらにその開口２７の下流側には本体パイプ２５内の流路面積を適宜割合（例えば５０％など）で閉塞できるプレート２６が配置されている。本例では、プレート２６は第１実施例と同様に半円状をしており、本体パイプ２５に形成したスリット内に嵌合することで、本体パイプ２５内の流路の一部を閉塞できるようにしている。なお、本体パイプ２５に対してプレート２７をどのように取り付けるかは、設計時において適宜選択できるものである。
【００１４】
上記構成からなるマイクロバブル発生装置の作動を説明する。
液体貯留槽２１内に、前述したマイクロバルブ発生用の本体パイプ２５、ポンプ２４等を図３に示すように配置する。この状態でポンプ２４が液体を汲み上げると、気体混合パイプ２３内で流速が発生し、その流速によって気体混合パイプ２３内に負圧が発生し、気体が気体供給管２２から吸引され、気体混合パイプ２３内で液体内に混合する。気体を混合した液体はポンプ２４により汲み上げられ、液体吐出口２９よりマイクロバブル発生用の本体パイプ２５内に吐出される。吐出された液体は前記本体パイプ２５内に流れこみ、プレート２７に衝突し、液中の気体は微小化され、微小化した気体はマイクロバルブ発生パイプ２９に形成した開口あるいは本体パイプ２５後端からパイプ外に排出される。
【００１５】
つづいて実験装置の説明をする。
今回用いた実験装置は前述した図１に示す装置を使用し、そのパラメータを図２に示す。水槽内に設置したマイクロバルブ発生手段４にポンプを用いて水を循環させる。この図においてマイクロバルブ発生手段４内の流れは左から右である。またポンプ８の下流にバルブ７を設置することで流量調整ができるようにした。マイクロバルブ発生手段を構成する本体パイプ９には加工が容易なアクリル管を用い、図２に示すように、気体供給管２、開口（スリット）１０、アルミ板のプレート１１を取り付けた。本研究ではプレート厚さ０．５ｍｍのアルミ板、気体供給管４は内径Ｄａ＝３ｍｍのアルミ管を使用した。
【００１６】
プレート１１および気体供給管２で流速を変化させることによりマイクロバルブ発生用の本体パイプ９内に負圧が生じる。この負圧効果で気体供給管２より本体パイプ９内に気体が自吸される。この気体を含んだ液体をプレート１１に衝突させることで、およびプレート１１先端において急激な速度変化を与えることで、剪断作用を利用し微細化の効果を得る。微細化された泡は開口１０（スリット等）およびプレート１１後方より水槽内に放出する。なお、マイクロバルブ発生手段４内に自吸される気体の量はエアーコック３で制御する。今回の実験で用いたスリット１０の幅はすべて０．５ｍｍである。また、Ｌf ＝２０ｍｍ、Ｌb ＝１０ｍｍとした。
【００１７】
実験方法
本実験では内径Ｄ＝６、１０ｍｍのアクリル管を用いた。パラメータは流速、気体供給量、プレートの位置、スリットの位置および個数である。気体供給管からの流れ方向の距離をＸ、アクリル管内径の端から中心方向の距離をＹとした。原点は気体供給管の中心とアクリル管の内壁の交点にとる。スリットＳの添え字は上流側から数えた個数である。Ｘｐ、Ｘｓ1 、Ｘｓ2 は、それぞれプレート位置、スリットＳ1 の位置、スリットＳ2 の位置である。なお、Ｘｐ、Ｘｓ1 、Ｘｓ2 はいずれも気体供給管内径Ｄａで無次元化してある。本研究では気体供給管の深さは２Ｄ／５、スリットおよびプレートの深さはＤ／２とする。気体供給管およびプレートの深さで負圧は変化する。つまり負圧を効果的に得るために深さの調節は重要である。しかし本実験装置では深さをいろいろ変化させた状態で十分効果が得られる場所として設置深さを決めた。なお、今回用いたポンプは最大排出量１６リットル／ｍｉｎである。
【００１８】
実験結果および考察
流速と泡の量・サイズについて
発生装置内を流れる水の流速に伴い内部に生じる負圧に変化が生じる。そこで次に挙げるＴｙｐｅ１、２の２種類のアクリル管で実験した。Ｔｙｐｅ１は内径Ｄ＝１０ｍｍでプレートがない場合の管内平均流速Ｕ0 ＝４．１１ｍ／ｓ、Ｔｙｐｅ２はＤ＝６ｍｍでＵ0 ＝１１．４０ｍ／ｓである。図４（ａ）はＴｙｐｅ１、図４（ｂ）はＴｙｐｅ２の泡の発生の様子を示す写真である。流速が遅い場合、発生する泡の量は少なくサイズも大きい結果となった。それに対してＴｙｐｅ２はＴｙｐｅ１に比べて比較的小さな泡が多量に発生している。しかしながらマイクロバブルとは言えない。流速を速くすることで内部に生じる負圧が増大し、より多量の空気が発生装置内に自吸される。それによって発生する泡の量は増加する。さらにプレートによって粉砕される効果も大きくサイズが小さくなる。しかし自吸される空気の量が多くなると、サイズは大きくなる傾向がある。つまり自吸される空気の量が少ないと水に含まれる気泡のサイズが小さいため、比較的容易に微細化できると推測される。速度を速くすることで、プレートにぶつけて粉砕する際の十分な運動エネルギーが得られる。またプレートでの急激な速度変化の効果も得られやすい。このためＴｙｐｅ２の流速が速い方が効果的であるが、発生する泡のサイズを考慮すると、気体供給量の調節が必要であることが判る。
【００１９】
気体供給量と泡のサイズ、量について
上記の結果から、管内流速を速くし負圧効果を大きくした状態で気体供給量を抑えると泡の微細化に繋がると考え、エアーコックで気体供給量を絞ってみた。図５はＴｙｐｅ２（Ｖａｌｖｅ  Ｏｐｅｎ）における気体供給量での比較である。（ｂ）ではＴｙｐｅ２（Ｖａｌｖｅ  ９５％  Ｃｌｏｓｅ）における例であり、発生した泡のサイズが小さいため水槽内が白くなっている。つまり絞った方が明らかにサイズが小さい。このことより現在の方法では泡の微細化には気体供給量を抑えることが効果的である。
【００２０】
スリット位置および数と泡のサイズ、量について
泡はプレート後方に比ベスリットからより多く放出している。そこでスリット位置および数が放出される泡のサイズ、量に影響すると考えたスリツト位置の変化の結果を図６に示す。スリツト位置はＸｓ1 ＝３．３、Ｘｓ1 ＝１３．３、Ｘｓ1 ＝２３．３の３つを使用した。なお、使っていないスリットはふさぐことで実施した。Ｘｓ1 ＝３．３のとき負圧が生じ自吸された空気が泡として放出されている（図６（ａ））。Ｘｓ1 ＝１３．３のとき（図６（ｂ））では泡は発生せず、Ｘｓ1 ＝２３．３のとき（図６（ｃ））では気体供給管を逆流した。これよりＸｓ1 ＝２３．３では空気が自吸されなかった。
【００２１】
一方スリットの数を変化させた結果を図７に示す。ｓ1 のみ（図７（ａ））、ｓ1 ，ｓ2 （図７（ｂ））、ｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 （図７（ｃ））の３つのケースで実験した。どの場合もｓ1 のスリットから大きい泡が放出されスリットが複数ある場合はｓ2 となるごとに泡のサイズが小さくなっていく。従ってスリットを下流方向に複数設置することで、後方のスリットおよびプレート後方から放出する泡のサイズは小さくなっている。これは上流側のスリットで余分な空気を放出したためである。つまり、吸い込む空気の量を調節したのと同じ効果が得られており、前述した気体供給量を抑えた場合に小さな泡が発生したことと一致する。
【００２２】
プレート位置と泡のサイズ、量について
スリットをＸｓ1 ＝３．３に固定し、プレートをＸｐ＝６．６から３．３間隔で移動させた。Ｘｐ＝６．６〜１０のときと比べ、Ｘｐ＝１３．３以降は発生する泡のサイズが全体的に大きくなり、サイズの変化が見られなかった。これは、プレートの位置がスリットから遠ざかることで、プレートで粉砕された泡が効果的に放出されなくなるためである。したがってプレートの位置は有効なパラメータの１つである。
【００２３】
まとめ
以上の実験結果から明らかなように、マイクロバブルの発生には、十分な管内流速と負圧効果が必要である．流速はプレートにぶつかることでの微細化に影響する．また負圧は自吸する空気の量に影響する．しかし本発生装置では、管を大きくすることで気体供給量が増加し、発生する泡のサイズが大きくなってしまった。気体供給量を調節することで泡のサイズを小さくすることは可能だが、発生する泡の量は減ってしまった。つまりこれらのパラメータは相互に関係している。
【００２４】
次に、第３実施例に係るマイクロバブル発生装置を図８を参照して説明する。
図８は断面図であり、第３実施例は、本体パイプの下流側のパイプ端を衝突壁を兼ねた部材で閉じるとともに、パイプに形成した開口（スリット）を上流側（パイプ前方に向けて）に傾斜角θをもって配置した点に特徴がある。スリットに角度をつけることで、流れの分岐によるせん断作用をより効果的に得ることが可能となり、気泡のマイクロ化が実現する。また、スリットの数はマイクロバブルの発生状況を見ながら適宜個数に設定することが可能である。
【００２５】
図８において、マイクロバルブ発生手段３４は、図８に示すように本体パイプ３９を備え、その本体パイプ３９の一端に前記液体吐出口３５が対向して配置されている。本体パイプ３９には、その下方（パイプの下側）に複数の開口４０（本例では３個のスリットｓ1 、ｓ2 、ｓ3 ）が形成されており、さらにその開口４０の下流側には本体パイプの端部を閉じる閉塞部材（衝突壁を兼ねており、本例では以下プレートという）４１が配置されている。前記本体パイプ３９内には、前記複数の開口４０より上流側で、かつパイプの端部から所定の距離離れた位置に気体供給管３２の先端部が配置されている。開口４０は必ずしもスリットに限定することなく、複数の孔、適宜形状をした開口部として構成することも可能である。また、気体供給管３２には図８（ロ）に示すように下流側面に気体放出孔３２ａを形成することでマイクロバブルが効果的に発生する。なおこの時の気体放出孔３２ａはスリット状でもよいし、丸孔、矩形孔など種々の開口形状を選択することができる。
【００２６】
上記構成からなるマイクロバブル発生装置の作動を説明する。
図８に示すように液体吐出口３５から吐出された液体は本体パイプ３９内に流れこみ、この液体の流速変化により、気体供給管２の先端部付近が負圧となり、この負圧によって気体が本体パイプ３９内で液体内に混入する。このとき気体は気体供給管の先端および気体放出孔から液体中に放出され、気体が混入した液体はプレート４１に衝突し、あるいはパイプ内で液体と混合されて気体は微小化され、微小化した気体は本体パイプ３９に形成した開口４０から液体とともに本体パイプ３９外に排出される。こうして、本実施例でもマイクロバブルを発生することができる。なお、前記負圧によりマイクロバブル発生装置内は２相流となり、この２相流はスリット域に達すると二つの流れに別れる。一つは下流方向への流れであり、もう一つはスリットへの流れであり、この流れの分岐により気泡はせん断力を受け微細化される。
本実施例では、先述したように、本体パイプの下流側のパイプ端を衝突壁を兼ねた部材４１で閉じるとともに、パイプに形成した開口４０（スリット）を図示のように上流側に傾斜角θをもってパイプ下側に配置したことにより、バブルを効率的に発生させることができる（後述する図９参照）。また、開口の総面積と管（パイプ）径との比（以下面積比ｒという）を１．５〜２．５程度とすることによりマイクロバブルの径を小さくできる（後述する図１０参照）。また本体パイプの肉厚を薄くする（例えば１ｍｍ程度、従来は３ｍｍ程度であった）ことで、バブル径を小さくできる（後述する図１１参照）。
ここで面積比ｒは以下の通りである。
面積比ｒ＝スリットの総面積Ｓ0 ／本体パイプの断面積
ここで、スリットの総面積＝（スリット幅×開口弧長）×スリット個数
上記のように気体供給管を本体パイプの上側に配置するとともに、開口（スリット）を本体パイプの下側に設けることで、気相と液相がマイクロバブル発生部下流側で混合され、マイクロバブルを効率的に発生させることができる。また開口を下側に向けることでマイクロバブルを液体中に広く拡散させることができる。
【００２７】
つづいて第３実施例の実験結果を示す。
図９は、開口（スリット）の傾斜角θを３０°、６０°、９０°とした気泡径との関係を示す。この図から明らかなようにこの傾斜角θが６０°の時がバブルの径が最も小さくなっている。
図１０は、スリットの傾斜角θ（３０°、６０°、９０°）毎における、前述の面積比ｒと気泡径との関係を示す図である。この図から明らかなように面積比ｒ＝１．５〜２．５程度にすることでバブル径が小さくなっている。
図１１は、本体パイプの肉厚と気泡径の関係を示す図である。この図から明らかなように発生部の肉厚ｔはできるだけ小さい方がバブル径が小さくなっている。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本体パイプに形成する開口部の形状はスリットに限定せず、種々の形状の開口（丸孔、長孔、十字状孔等々など）を適宜個数採用することが出来る。また、気体が混合した液は、本体パイプ内で製造することに限定せず、第２実施例のように、他の場所で生成し、それを本体パイプ内に導入してもよい。また、気体供給管を本体パイプ内に差し込み長さは、実験等により適宜選定することができる。また、各実施例において、気体供給管には下流側面にスリット状、丸孔、矩形孔など種々の形態の気体放出孔を形成することができる。この気体放出孔はアスペクト比の大きな孔の方が効果的である。また、本体パイプの断面も必ずしも円形に限定せず、種々の断面形状を持ったパイプを使用することができる。また、パイプに形成するスリットも切り込み角度を種々に変えることにより（スリットに角度をつけることにより）、流れの分岐によるせん断作用をより効果的に得ることが可能となり、気泡のマイクロ化が実現できる。また、衝突壁については、上記実施例ではプレートを使用しているが、同様の機能を奏することができるものであれば、プレートに限定することなく、他の形状をした衝突部材を衝突壁として使用することもできる。さらに、本発明はその精神また主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。そのため前述の実施例は単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。更に特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、閉鎖水域の水質浄化、養殖での活性効果ばかりでなく、鑑賞魚水槽、流れの可視化技術でのトレーサ粒子、水上、水中輸送機器の流体抵抗低減にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施例に係るマイクロバブル発生装置の全体構成図である。
【図２】マイクロバブル発生手段の拡大図である。
【図３】第２実施例に係るマイクロバブル発生装置の全体構成図である。
【図４（ａ）】Ｔｙｐｅ１の泡の発生の様子を示す写真である。
【図４（ｂ）】Ｔｙｐｅ２の泡の発生の様子を示す写真である。
【図５（ａ）】Ｔｙｐｅ２（Ｖａｌｖｅ  Ｏｐｅｎ）における気体供給量の状態を示す図である。
【図５（ｂ）】Ｔｙｐｅ２（Ｖａｌｖｅ  ９５％  Ｃｌｏｓｅ）における気体供給量の状態を示す図である。
【図６（ａ）】スリツト位置Ｘｓ1 ＝３．３による泡の放出状態を示す図である。
【図６（ｂ）】スリツト位置Ｘｓ1 ＝１３．３による泡の放出状態を示す図である。
【図６（ｃ）】スリツト位置Ｘｓ1 ＝２３．３による泡の放出状態を示す図である。
【図７（ａ）】スリットの数を変化させた結果であり、（ａ）はｓ1 のみの図である。
【図７（ｂ）】スリットの数を変化させた結果であり、（ｂ）はｓ1 ，ｓ2 の図である。
【図７（ｃ）】スリットの数を変化させた結果であり、（ｃ）はｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 の図である。
【図８】（イ）は第３実施例に係るマイクロバブル発生装置の断面構成図、（ロ）は気体供給管に形成する気体放出孔の説明図である。
【図９】第３実施例のものにおいて、開口（スリット）の傾斜角θを３０°、６０°、９０°とした気泡径との関係を示す図である。
【図１０】同、スリットの傾斜角θ（３０°、６０°、９０°）毎における、前述の面積比ｒと気泡径との関係を示す図である。
【図１１】同、本体パイプの肉厚と気泡径の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１        液体貯留槽
２        気体供給管
３        気体供給管に設けた開閉コック
４、３４  マイクロバブル発生手段
５、３５  液体吐出口
６        流路
７        流路内に設けた流量調節バルブ
８        ポンプ
９、３９  本体パイプ
１０、４０  開口
１１、４１  衝突壁（プレート）
２１        液体貯留槽
２２、３２  気体供給管
２３        気体混合パイプ
２４        ポンプ
２５        マイクロバブル発生手段を構成する本体パイプ
２６        衝突壁（プレート）
２７        開口
２８        ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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