(57)【要約】【課題】簡単な構造で超微細イオン化気泡を浄化処理されるべき原水内で連続的に且つ大量に発生させ、大量の処理水を浄化することができる超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置を提供する。【解決手段】高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡発生方法であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第１の高圧水噴射孔、及び該第１の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第２の高圧水噴射孔を少なくとも備え、前記第１の複数の高圧水噴射孔及び前記第２の複数の噴射孔から高圧水を前記処理されるべき原水中に直接噴射して、超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡を発生させる超微細イオン化気泡発生方法であって、
前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第１の高圧水噴射孔、及び該第１の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第２の高圧水噴射孔を少なくとも備え、
前記第１の複数の高圧水噴射孔及び前記第２の複数の高圧水噴射孔から高圧水を前記処理されるべき原水中に直接噴射して、超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする超微細イオン化気泡発生方法。
【請求項２】
前記高圧水噴射孔は、処理されるべき原水の流れに対する所定の角度が列毎に異なることを特徴とする請求項１に記載の超微細イオン化気泡発生方法。
【請求項３】
高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡を発生させる超微細イオン化気泡発生方法であって、
前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って少なくとも１以上配置し、
前記高圧水噴射管の上流に、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置を配置し、該吸引混合により超微細イオン化気泡を発生させ、
発生した超微細イオン化気泡を含む高圧水を前記噴射管から前記処理されるべき原水中へ直接噴射して超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする超微細イオン化気泡発生方法。
【請求項４】
処理されるべき原水が流れる注水管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第１の高圧水噴射孔、該第１の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第２の高圧水噴射孔を少なくとも含んでいる注水管と、
前記注水管と同心状に配置され、注水管との間に空間を形成する外管と、
を備え、
前記空間は、前記第１の高圧水噴射孔及び第２の高圧水噴射孔にそれぞれ連通する第１の室及び第２の室に分割されることを特徴とする高圧インジェクター。
【請求項５】
前記第１の高圧水噴射孔と第２の高圧水噴射孔は、処理されるべき原水の流れに対する所定の角度が異なることを特徴とする請求項４に記載の高圧インジェクター。
【請求項６】
さらに、前記注水管に対して同心状に、且つその内周面が注水管の外周面に接し、さらに注水管に対して第１の位置から第２の位置へ回転可能に取り付けられる中継管を備え、
該中継管は、前記第１の室に連通する第１の通路及び前記第２の室に連通する第２の通路及び中継管の内周面に該第１の通路および第２の通路を連通させる溝が形成され、
中継管が第１の位置にあるとき、前記第１の通路は前記第１の噴射孔と、前記第２の通路は前記第２の噴射孔に連通し、中継管が第２の位置にあるとき、前記第１の通路と前記第１の噴射孔との連通及び前記第２の通路第２の噴射孔との連通が断たれることを特徴とする請求項４または５に記載の高圧インジェクター。
【請求項７】
処理されるべき原水が流れる注入管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を少なくとも１つ有する注入管と、
前記高圧水噴射管の上流に配置され、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置と、
を備え、
前記混合装置で発生した超微細イオン化気泡を有する高圧水を前記噴射管から処理されるべき原水中に直接噴射することを特徴とする高圧ノズル・インジェクター。
【請求項８】
請求項４に記載の高圧インジェクター及び請求項８に記載の高圧ノズル・インジェクターを少なくとも備え、
さらに、超微細イオン化気泡を含む処理されるべき原水に高磁界をかけ、超微細イオン化気泡を活性化させる高磁界発生装置を備え、
処理されるべき原水を浄化、殺菌処理することを特徴とする原水処理装置。
【請求項９】
さらに、過酸化水素発生装置を備えることを特徴とする請求項８に記載の原水処理装置。
【請求項１０】
処理されるべき原水は、海水であることを特徴とする請求項８または９に記載の原水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置に関し、より詳細には、高圧水の噴射及び高磁界の印加を組み合わせ、内部圧力、荷電を持つ超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、その高い内部圧力や表面の活性度の高さが、汚濁水の浄化、生体への適用、あるいは化学反応に有効利用できるものとして、超微細イオン化気泡（以下、「ナノバブル」ともいう。）が注目され、例えば、特許文献１及び２に当該ナノバブルの発生方法及び発生装置さらにはナノバブルの利用方法及び装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１、２に提案されるナノバブル発生方法は、電気分解装置と超音波発生装置を組み合わせたものであり、より具体的には、電気分解装置により発生する酸素やオゾンの気泡を電気分解装置の底部に設けられた超音波発生装置からの超音波振動で圧壊し、微細化し、ナノバブルを発生させるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のナノバブル発生装置でナノバブルを大量に発生させるためには、電気分解装置や超音波発生装置を大型化しなければならないが、それにより装置全体が複雑になるとともに、消費する電力量も増大し、結果として、ナノバブル発生コストが非常に高いものとなる。又、これらの装置は、耐用年数（寿命）もそう長くは期待できず、ランニングコストの観点からも好ましいものではない。したがって、上記従来装置は、例えば、処理量として約１０万ｍ３／日の大量の廃水を連続的に浄化処理するのには適しているとはいえない。
【０００６】
一方、近年、いろいろな分野で大量の廃水の浄化処理が求められているところであるが、特に、貨物船やタンカーなどにおいて、空荷のとき喫水を維持するために積み込まれる海水を外国の寄港先で廃棄する場合、この海水の浄化処理が求められている。この場合、当然、時間当たりの処理量が大きいことが望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡単な構造で超微細イオン化気泡を浄化処理されるべき原水内で連続的に且つ大量に発生させ、大量の処理水を浄化することができる超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の超微細イオン化気泡発生方法は、高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡発生方法であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第１の高圧水噴射孔、及び該第１の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第２の高圧水噴射孔を少なくとも備え、前記第１の複数の高圧水噴射孔及び前記第２の複数の噴射孔から高圧水を前記処理されるべき原水中に直接噴射して、超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の超微細イオン化気泡発生方法は、記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って少なくとも１以上配置し、前記高圧水噴射管の上流に、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置を配置し、該吸引混合により超微細イオン化気泡を発生させ、発生した超微細イオン化気泡を含む高圧水を前記噴射管から前記処理されるべき原水中へ直接噴射して超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターは、処理されるべき原水が流れる注水管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第１の高圧水噴射孔、該第１の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第２の高圧水噴射孔を少なくとも含んでいる注水管と、前記注水管と同心状に配置され、注水管との間に空間を形成する外管とを備え、前記空間は、前記第１の高圧水噴射孔及び第２の高圧水噴射孔にそれぞれ連通する第１の室及び第２の室に分割されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターは、処理されるべき原水が流れる注入管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を少なくとも１つ有する注入管と、前記高圧水噴射管の上流に配置され、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置とを備え、前記混合装置で発生した超微細イオン化気泡を有する高圧水を前記噴射管から処理されるべき原水中に直接噴射することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の原水処理装置は、上記高圧インジェクター及び高圧ノズル・インジェクターにさらに高磁界発生装置を組み合わせたことを特徴とする。また、本発明の原水処理装置は過酸化水素発生装置を備えていてもよい。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る超微細イオン化気泡発生方法は、上記構成を備えることで、超微細イオン化気泡を連続的に且つ大量に浄化処理されるべき原水中に直接発生させることができる。
【００１４】
また、超微細イオン化気泡発生装置は、超微細イオン化気泡を連続的に且つ大量に浄化処理されるべき原水中に直接発生させることができる構成を備えることで、構造が簡単であり、耐用年数を長くすることが可能であり、初期コスト及びランニングコストも低く抑えることが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る原水処理装置は、上記超微細イオン化気泡発生装置に高磁界発生装置を組み合わせることで、超微細イオン化気泡の活性化をさらに促すことが可能となる。
【００１６】
本発明に係る原水処理装置は、過酸化水素発生装置とさらに組み合わせることで、原水の浄化処理効率を向上させる。
【００１７】
本発明の原水処理装置は、連続且つ大量処理が必要な原水の浄化処理に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施態様に付き、図１乃至図１０を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置の概略斜視図である。図２は、図１の原水処理装置の概略正面図である。図３は、図１の原水処理装置による原水の浄化方法を説明するための概略系統図である。図４は、図１の原水処理装置に用いる超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う概略断面図であり、高圧水が浄化処理されるべき原水中に噴射されている状態を示す。図６は、図４と同様に図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、装置自体の洗浄を行っている状態を示す。図７は図５及び図６に示される状態における流路の形成状態を説明するための図であり、（ａ）は、図６の状態における流路の形成を示し、（ｂ）は図５の状態における流路の形成を示す。図８は、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図９は、高磁界発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図１０は、過酸化水素発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。
【００２０】
図１乃至図３に示されるように、本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置１は、基本的に、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクター２及び高圧ノズル・インジェクター４と発生した超微細イオン化気泡（ナノバブル）の活性化を促す高磁界発生装置６を備えている。
【００２１】
高圧インジェクター２は、約０．２〜約０．６ＭＰａの圧力を有して圧送されてきた処理されるべき原水内に、約４〜約３５ＭＰａの圧力を有する高圧水を直接噴射することで発生するキャビテーションを利用して超微細イオン化気泡を発生させる装置である。
【００２２】
本実施態様に係る高圧インジェクター２は、図４乃至図７にその詳細図が示されている。高圧インジェクター２は、概略、処理されるべき原水が流れる高強度注水管（例えば、高圧高密度ポリエチレン製又はＳｉＣ等を含む複合管）２０、該注水管２０の外面に接して円周方向に回動可能な中継管２２、該中継管２２を覆って中継管２２の外側に室２５ａ、２５ｂを形成する外管２７を含んでいる。
【００２３】
注水管２０には、上流側（図４において左側）と下流側（図４において右側）にそれぞれ中継管２２の第１の通路２３ａを介して第１の室２５ａに連通する第１の噴射孔２１ａ及び中継管２２の第２の通路２３ｂを介して第２の室２５ｂに連通する第２の噴射孔２１ｂが形成される。上流側の第１の噴射孔２１ａは、下流に向かって注水管２０の中心線に対してなす傾斜角が鋭角（約４５度が好ましい）をなすように開けられ、下流側の第２の噴射孔２１ｂは、中心線に対して略直交するように開けられている。第１の噴射孔２１ａは、図５に明示されるように、円周方向に等間隔に配置されるとともに、円周方向に互に対向するように複数設けられる。第２の噴射孔２１ｂも同様に等間隔に配置され、且つ互に対向するように複数設けられる。第１の噴射孔２１ａと第２の噴射孔２１ｂの数は同じであることが好ましいがこれに限られるものではない。また、第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂは、本実施態様では、それぞれ８孔ずつとなっているが、これに限られることはなく、例えば、４孔から１０孔程度形成されていてもよい。さらに、第１の噴射孔２１ａと第２の噴射孔２１ｂは、円周方向にずれていてもよい。また、本実施態様では、第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂは、室２５ａに連通する上流側、室２５ｂに連通する下流側にそれぞれ１列ずつしか形成されていないが、それぞれ複数列に形成されていてもよい。なお、注水管２０は、配管８を介して本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生処理装置１を構成するその他の装置に連通する。また、第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂの直径は、処理されるべき原水の量や水質に応じて、約０．３〜約２ｍｍの間で適宜設定される。
【００２４】
このように形成、配置されている第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂから注水管２０内を流れる原水に対して、高圧水が直接噴射されることで、管２０内でキャビテーションが発生し、気液界面がイオン化された気泡が大量に発生する。イオン化された気泡は、水素イオン（Ｈ＋）及び水酸イオン（ＯＨ−）を含んでいる。さらに、対向配置されている噴射孔及び前後に配列される噴射孔から噴射される高圧水が発生している気泡に衝突する、あるいは高圧水同士や気泡同士が衝突することで気泡がより微細化され、活性化される。なお、高圧水の圧力は、処理されるべき原水の量や原水の水質などに対応して、約４〜約３５ＭＰａの範囲内で適宜設定される。
【００２５】
さらに、本実施態様では、噴射孔は、図５に示されるように、法線方向中心に向かって形成されているが、複数の噴射孔を法線に対して同方向に角度をなすように形成してもよい。このように構成することで、高圧水による渦流が形成され、キャビテーションにより発生する気泡の拡散が促進される。
【００２６】
中継管２２は、上記したように、該中継管２２の内面が注水管２０の外面に接するように同心状に配置され、図５に示される第１の位置から図６に示される第２の位置へ、該注水管２０の周りに所定角度（約３〜８度）回動可能に設けられている。該中継管２２は、セラミックスを含有する高圧高密度ポリエチレン製である。中継管２２には、該中継管２２が第１の位置にあるとき、注水管２０の上流側の第１の噴射孔２１ａを第１の室２５ａに連通させる第１の通路２３ａ及び下流側の第２の噴射孔２１ｂを第２の室２５ｂに連通させる第２の通路２３ｂが形成されている。中継管２２が第１の位置にあるとき、第１の通路２３ａは、第１の噴射孔２１ａと一直線をなし、第２の通路２３ｂは、第２の噴射孔２１ｂと一直線をなすように、それぞれ形成されている。
【００２７】
中継管２２は、さらに、その内周面に第１の通路２３ａと第２の通路２３ｂを連通させる溝２４が形成されている。該溝２４は、中継管２２が第２の位置にあるとき、該通路２３ａ及び２３ｂより上流に配置される配管及び機器を洗浄するときに使用される。すなわち、中継管２２が、第１の位置から第２の位置へ回動されると、図６に示されるように、第１の噴射孔２１ａと第１の通路２３ａ及び第２の噴射孔２１ｂと第２の通路２３ｂは、周方向に位置がずれ、それにより連通状態を断たれる。したがって、例えば、第１の通路２３ａからの流体は第２の通路２３ｂを通って流れ、第２の通路２３ｂの上流に配置される配管及び機器を逆流し、これらを逆流洗浄することが可能となる。同様にして、第２の通路２３ｂからの流体により、第１の通路２３ａの上流に配置される配管及び機器を逆流洗浄することができる。なお、中継管２２が第１の位置にあるとき、図５及び図７（ｂ）に示されるように、第１の通路２３ａ及び第２の通路２３ｂが、それぞれ第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂに連通するため、溝２４の存在に影響されることなく、室２５ａ及び２５ｂの高圧水が注水管２０内に噴出し得る。
【００２８】
また、本実施態様では、中継管２２が設けられているが、該中継管２２は省略してもよい。
【００２９】
ステンレス鋼からなる外管２７は、図４に示されるように、注入管２０と同心状に配置されるとともに、その上流側及び下流側を閉塞され、注入管２０及び中継管２２との間に空間を形成している。該空間は、仕切り壁２６により分割され、上流側に第１の室２５ａを、下流側に第２の室２５ｂを形成している。第１の室２５ａ及び第２の室２５ｂは、弁２８ａ、２８ｂ及び高圧分岐装置１４を介して高圧ポンプ１３に連通する（図１、２参照）。このように構成することで、第１の噴射孔２１ａと第２の噴射孔２１ｂからそれぞれ独立して高圧水を噴射することができる。言い換えれば、第１の噴射孔２１ａ及び第２の噴射孔２１ｂから噴出される高圧水の圧力及び噴出量などを独立して調整、制御することが可能となる。
【００３０】
本実施態様では、外管２７は、仕切り壁２６を介して中継管２２と一体に形成され、中継管２２と同様に回動可能に形成されている。外管２７には、外管２７及び中継管２２を回動するための把手２７ａが設けられている。しかしながらこの構成に限られるものではなく、例えば、外管２７に円周方向にスリットを設け、該スリットを通して中継管２２に一体化された仕切り壁２６を介して把手を突出させ、中継管２２を回動するようにしてもよい。また、上述したように中継管２２が省略された場合は、外管２７を回動するようにしなくてもよいし、把手２７ａも省略できることが理解されるであろう。なお、図４乃至図６において、２９ａ、２９ｂは、水抜き用ドレン配管である。
【００３１】
次に、高圧ノズル・インジェクター４は、高圧インジェクター２と同様に、処理されるべき原水内に直接高圧水を噴射することで発生するキャビテーションを利用して超微細イオン化気泡を発生させる装置である。
【００３２】
本実施態様に係る高圧ノズル・インジェクター４は、図８にその詳細図が示されている。高圧ノズル・インジェクター４は、概略、処理されるべき原水が流れる注入管４０、該注入管４０に固定される噴射管４２及び混合装置５０を含んでいる。
【００３３】
高圧ノズル・インジェクター４は、上記した高圧インジェクター２と比べて、予め高圧水と略常圧（約０．１ＭＰａ）の流体とが予め混合装置５０で混合される構成を備えている点で大きく異なる。
【００３４】
混合装置５０は、高圧水を噴出させるノズル５１を有する。本実施態様におけるノズル５１は、直径約０．３〜約０．７ｍｍの噴射通路５２が形成されるセラミック製のボール型ノズルであり、外側をステンレス鋼で補強されている。混合装置５０は、ノズル５１周囲を取り囲むように形成された流路５３及びノズル５１前方に形成される混合室５４をさらに含み、全体をステンレス鋼で形成されている。混合装置５０のノズル５１上流は、０．３メッシュのステンレス網で形成されるフィルター４６、バルブ及び高圧分岐装置１４を介して高圧ポンプ１３に接続される（図１、２参照）。また、流路５３上流はフィルター４８、バルブ４７及び水分岐装置１５を介し、給水タンク１１に接続される（図１、２参照）。
【００３５】
混合装置５０がこのように構成されることで、ノズル５１から高圧水が噴射されると、流路５３を通して常圧、すなわち大気圧下にある流体（本実施態様では、水）が吸引され、混合室５４内で高圧水と流体とが混合する。この時、混合室５４内で激しくキャビテーションが発生し、高圧インジェクター２と同様に、気液界面がイオン化された超微細な気泡が大量に発生される。
【００３６】
噴射管４２は、本実施態様においては、高圧高密度ポリエチレン製の注入管４０に対して直交するように、固定金具４１を介して注入管４０外周壁に開けられた開口部に一方の端部が取り付けられる。噴射管４２の他方の端部は、適宜の管継手を介して混合装置５０に接続される。なお、噴射管４２は、セラミックス製で外側をステンレス鋼で補強されており、高圧水が通る通路の径は、約０．３〜約２ｍｍに設定されることが望ましい。
【００３７】
本実施態様では、噴射管４２は、注入管４０の中心線に対して直交する方向に取り付けられているが、上記高圧インジェクター２の第１の噴出孔２１ａのように、下流に向かって注入管４０の中心線に対して鋭角をなすように取り付けられてもよい。また、噴出孔２１ａのように、複数配置してもよいし、さらに、注入管４０の法線方向に対して若干傾斜して取り付けてもよい。
【００３８】
噴射管４２からは、注入管４０内の原水内に、混合装置５０でイオン化された気泡を含む高圧水が噴射され、それにより再度キャビテーションを発生し、イオン化された超微細な気泡を大量に発生させる。
【００３９】
本実施態様の高圧ノズル・インジェクター４においては、混合装置５０において吸引される常圧の流体として水を使用したが、吸引される流体は、処理されるべき原水であってもよいし、処理内容に対応して酸素や薬剤が溶解した溶液であってもよい。
【００４０】
次に、高磁界発生装置６は、処理されるべき原水に磁界をかけ、水分子のクラスターを破壊し、細分化させることでナノバブルの活性度を増大させる装置である。
【００４１】
図９に本実施態様における高磁界発生装置６の詳細が示されている。高磁界発生装置６には、磁界残留磁束密度７０００〜２４０００ガウスの高磁気装置を１又は２個原水流れ方向に沿って配列される。本実施態様では、永久磁石を２個用い、所定の間隔をあけて配列している。
【００４２】
本実施態様おける高磁界発生装置６は、概略、通水管６０、第１の永久磁石６２及び第２の永久磁石６４を含んでいる。
【００４３】
通水管６０は、高圧高密度ポリエチレン製であり、入口部分６１及び出口部分６９は円筒状管であり、永久磁石６２、６４が配置されている部分では、断面矩形状の扁平な角筒状管６３として形成される。上流側には、第１の永久磁石６２が、下流側には第２の永久磁石６４が所定の間隔をおいて配置される。また、図９に示されるように、上流側の第１の永久磁石６２は、通水管６０の上側をＮ極、下側をＳ極となるように、下流側の永久磁石６４は、通水管の上側をＳ極、下側をＮ極となるように配置する。このＮ極とＳ極の配置は、本実施態様に限られるものではなく、逆の配置であってもよい。要は、第１の永久磁石と第２の永久磁石が間隔を置いて配置されるとともに、第１の永久磁石及び第２の永久磁石による磁界の方向が逆になっていればよい。このような構成とするのは、高磁界発生装置６内に流れ込む原水に流れが渦流となっているため、その回転する原水の流れに対して同じ方向に磁界を作用させ、それにより、水分子のクラスターの細分化を促進することが可能となる。又、本実施態様では、永久磁石を用いているが、電磁石で磁界を発生されてもよい。
【００４４】
通水管６０及び第１及び第２の永久磁石６２、６４は、図９に示されるように、磁気漏洩防止部材６６で遮蔽されるとともに、保護管６８で覆われる。保護管６８も磁気を遮蔽する材料（例えば、ＳＵＳ４０４）で形成されることが好ましい。
【００４５】
本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置１は、以上説明した高圧インジェクター２、高圧ノズル・インジェクター４及び高磁界発生装置６を適宜組み合わせることで、処理されえるべき原水内に直接ナノバブルを発生させ、該処理されるべき原水の浄化、殺菌を実行することができる。
【００４６】
本実施態様では、超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置１は、過酸化水素発生装置３をさらに備えている。過酸化水素発生装置３は、水素イオン（Ｈ＋）及び水酸イオン（ＯＨ−）をより大量に発生させるための装置である。
【００４７】
図１０に、過酸化水素発生装置３の詳細を示す。図１０に示されるように、本実施態様おける過酸化水素発生装置３は、概略、流体が流れる通水管３０及び複数のセラミックス・リング３３を含んでいる。
【００４８】
通水管３０は、高圧高密度ポリエチレン管であり、ステンレス管３１で外周を保護されている。
【００４９】
複数のセラミックス・リング３３が、通水管３０内に該通水管３０と適宜の間隔をおいて、互に平行に配列される。複数のセラミックス・リング３３は、４本の長軸のボルト３４及び複数のナット３６を介して井桁状の支持部材３５に固定され、通水管３０内に配置される。
【００５０】
セラミックス・リング３３各々は、中心に通水用貫通孔３３ａが形成されたドーナツ状の板体であり、通水管３０の中心線に対して直交するように配置される。  セラミックス・リング３３は、例えば、炭酸バリウム、酸化チタン及び酸化アルミニウムからなる混合物を、粘土をバインダーとして、約１０００℃〜約１５００℃の範囲の温度で焼成されるセラミックス成形体である（詳細は、特開平８−２１７４２１号公報など参照）。
【００５１】
通水管３０内に複数のセラミックス・リング３３を配置し、通水管３０内を加圧水が通過することで、通水管３０内で加圧水の乱流が発生し、過酸化水素が生成され得る。したがって、過酸化水素発生装置３は、図１乃至３に示されるように、高圧インジェクター２、高圧ノズル・インジェクター４及び高圧ポンプ１３などの下流に配置することが好ましい。なお、過酸化水素発生装置３は、必ずしも配備されている必要はない。
【００５２】
以上の各装置を備えた本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置１の動作について、図１乃至３に戻って説明する。
【００５３】
本実施態様において処理されるべき原水は、海水である。配管８を通って、ポンプなどにより圧送されてきた海水は、高圧インジェクター２を通過することで、海水内にナノバブルが生成され、浄化が開始される。次に、海水は、過酸化水素発生装置３、高圧ノズル・インジェクター４及び高圧インジェクター２’を通過することで、過酸化水素やナノバブルが追加され、海水の浄化及び殺菌工程を発達させる。続いて、海水は、高磁界発生装置６を通ることで、ナノバブルの活性度を上げ、海水の浄化および殺菌をさらに進行させ、最終的に高圧ノズル・インジェクター４’を通過することで、海水内の洗浄及び殺菌工程を完了する。
【００５４】
供給源からの水道水は、浄化装置１０で塩素やカルシウムを除去され、給水タンク１１に貯留される。
【００５５】
給水タンク１１から第１の分岐管８２を通って供給される水は、膜ろ過装置１２を介して高圧ポンプ１３に供給され、高圧水にされる。該高圧水は、過酸化水素発生装置３’、高圧水分岐装置１４、１４’を介して、高圧インジェクター２、２’及び高圧ノズル・インジェクター４、４’へ供給される。一方、給水タンク１１から第２の分岐管８４を通って供給される水は、水分岐装置１５を介して高圧ノズル・インジェクター４、４’に送られる。
【００５６】
なお、図１、２において、７は、バルブ、９は、バイパス管、１６は、制御盤、８１は、水位調整用ボールタップ、８３は、高圧ポンプ圧力調整用返送管、８５は、点検用蓋、８７は、高圧ポンプ駆動用モータ、８９は、圧力計である。
【実施例１】
【００５７】
以下、処理されるべき原水が海水である超微細イオン化気泡発生処理装置の実施例を示す。本実施例では、上記実施態様に係る超微細イオン化気泡発生処理装置１（図２及び３参照）において、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクター２、高圧ノズル・インジェクター４及び高磁界発生装置６を備え、高圧インジェクター２’、高圧ノズル・インジェクター４’及び過酸化水素発生装置３、３’が取り除かれた超微細イオン化気泡発生処理装置により海水を処理した。また、本実施例では、処理後の海水を、さらに薬品沈殿やろ過等で処理することも一切行っていない。
【００５８】
（実施条件）
送水ポンプ（原水用）    三相交流電源２００Ｖ  ５．５ｋｗ／５０Ｈｚ
吐出量  ５００Ｌ／ｍｉｎ    揚程  ５５ｍ（０．５５ＭＰａ；５．５気圧）
高圧ポンプ（高圧水用）  三相交流電源２００Ｖ  １．５ｋｗ／５０Ｈｚ
吐出量  ６Ｌ／ｍｉｎ    揚程  ６００ｍ（６ＭＰａ；６０気圧）
海水送水管    内径  φ３０ｍｍ
高圧インジェクター  第１の噴射孔  個数  ５（円周方向７２度間隔）  傾斜角４５度
第２の噴射孔  個数  ５（円周方向７２度間隔）  傾斜角９０度
各噴射孔の内径  φ０．５ｍｍ
高圧ノズル・インジェクター  噴射管  個数  ３（円周方向１２０度間隔）
傾斜角４５度
噴射管の内径  φ０．５ｍｍ
【００５９】
（原水と処理水の水質分析結果）
分析名称                              原水            処理水
水素イオン濃度（１６℃）（ｐＨ）       ７．６          ８．３
溶存酸素            （ｍｇ／Ｌ）      ４．４          ７．４
生物化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）      １              １未満
化学的酸素要求量    （ｍｇ／Ｌ）      ３．２          ０．８
大腸菌群数          （個／Ｌ）        ３７            不検出
大腸菌数  （ＭＰＮ／１００ｍＬ）      １，７００      ２未満
全窒素              （ｍｇ／Ｌ）      ２．３          ２．１
全リン              （ｍｇ／Ｌ）      ０．１９        ０．１１
一般細菌            （ｍｇ／Ｌ）      ８８０          不検出
油分（目視確認結果）              原水表面に滴下し    処理直後及びその２４時
た油膜が一様に広    間後にも油膜は確認され                                      がった状態を確認    ず、処理水廃棄後の貯水                                      した。              槽壁にも油分は確認され                                                          なかった。
【００６０】
（上記結果の評価）
１．  水素イオン濃度が０．７上がっていることはキャビテーションによる効果があると判断出来る。
２．  溶存酸素濃度３．０ｍｇ／Ｌ増えていることもキャビテーションによる効果があると判断出来る。
３．  生物化学的酸素要求量及び化学的酸素要求量のいずれの値も減少した。
４．  大腸菌群数は、検出されず、大腸菌数は、９９．９％以上の滅菌効果があった。  ５．  全窒素、全リンも減少した。
６．  一般細菌も９９．９％以上の滅菌効果があった。
７．  油分については、貯水槽に汲み上げた２０リットル（Ｌ）の原水（海水）表面にミシン油を３０滴、滴下し、それを処理したところ、上記の通り、油分消失が目視により確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の実施態様においては、処理されるべき原水は、海水であるが、本発明の超微細イオン化気泡発生処理装置が対象とする原水は、これに限られるものではなく、どのような流体にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置の概略斜視図である。
【図２】図１の原水処理装置の概略正面図である。
【図３】図１の原水処理装置による原水の浄化方法を説明するための概略系統図である。
【図４】図１の原水処理装置に用いる超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う概略断面図であり、高圧水が浄化処理されるべき原水中に噴射されている状態を示す。
【図６】図４と同様に図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、装置自体の洗浄を行っている状態を示す。
【図７】図５及び図６に示される状態における流路の形成状態を説明するための図であり、（ａ）は、図６の状態における流路の形成を示し、（ｂ）は図５の状態における流路の形成を示す。
【図８】超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。
【図９】高磁界発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。
【図１０】過酸化水素発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１            原水処理装置
２、２’      高圧インジェクター
３、３’      過酸化水素発生装置
４、４’      高圧ノズル・インジェクター
６            高磁界発生装置
１１          給水タンク
１２          膜ろ過装置
１３          高圧ポンプ
１４、１４’  高圧水分岐装置
１５          水分岐装置
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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