(57)【要約】【課題】キャビテーションを効果的に発生させることが可能な気泡発生器およびそれを備えた浄水装置を提供する。【解決手段】気泡発生器１００は、主流路１０１、細流路１０２、および拡大流路１０３を備えている。主流路１０１は入口１４０を有している。細流路１０２は、入口１２１を有している。拡大流路１０３は、接続口１２２と出口１２３とを有している。拡大流路１０３は、拡大流路１０３の横断面積が接続口１２２から出口１２３に向かって次第に大きくなるように形成されている。主流路１０１と細流路１０２とは、細流路１０２を流通する流体の流れ方向が主流路１０１を流通する流体の流れ方向から略９０度変更されるように細流路１０２の入口１２１を介して接続されている。細流路１０２の横断面積は、主流路１０１の横断面積よりも小さく且つ略一定である。【選択図】図１
2012157843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流通させる主流路、細流路、および拡大流路を備え、
前記主流路は、流体を流入させる入口を有し、
前記細流路は、前記主流路を流通する流体を流入させる入口と、その流体を流出させる出口と、を有し、
前記拡大流路は、前記細流路の前記出口に接続された接続口と、前記接続口と反対側に配置された出口と、を有し、且つ、前記拡大流路の横断面積が前記接続口から前記出口に向かって次第に大きくなるように形成され、
前記主流路と前記細流路とは、前記細流路を流通する流体の流れ方向が前記主流路を流通する流体の流れ方向から略９０度変更されるように前記細流路の前記入口を介して接続され、
前記細流路の横断面積は、前記主流路の横断面積よりも小さく且つ略一定である、
気泡発生器。
【請求項２】
前記細流路の寸法と前記拡大流路の寸法とのうち、前記主流路の長さ方向に沿った方向の寸法は、前記細流路の前記入口から前記拡大流路の前記出口まで略一定である、
請求項１に記載の気泡発生器。
【請求項３】
前記主流路には、流体の流れを遮る障壁面が配置され、
前記障壁面は、前記主流路の前記入口が配置される位置と反対側に配置され、
前記細流路の前記入口を構成する内周壁面は、前記障壁面よりも前記主流路の前記入口側に配置されている、
請求項１または請求項２に記載の気泡発生器。
【請求項４】
当該気泡発生器は、第１半体部と、前記第１半体部に接合される第２半体部と、を備え、
前記第１半体部は、前記主流路の一部を形成する第１主流路部分と、前記細流路の一部を形成する第１細流路部分と、前記拡大流路の一部を形成する第１拡大流路部分と、を含み、
前記第２半体部は、前記主流路の他の一部を形成する第２主流路部分と、前記細流路の他の一部を形成する第２細流路部分と、前記拡大流路の他の一部を形成する第２拡大流路部分と、を含んでいる、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の気泡発生器。
【請求項５】
前記第１半体部は、前記第２半体部に接合される平面状の接合面を有している、
請求項４に記載の気泡発生器。
【請求項６】
前記第１半体部または前記第２半体部には、前記細流路と当該気泡発生器の外部とを連通する連通路が形成されている、
請求項４または請求項５に記載の気泡発生器。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の気泡発生器を備えた、浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中に気泡を発生させる気泡発生器およびそれを備えた浄水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の気泡発生器として、例えば特開２００８−２０７０９９号公報（以下では特許文献１という）に記載されたマイクロバブル発生装置が知られている。特許文献１に係るマイクロバブル発生装置は、流通路と受圧部と吐出路とを備えている。
【０００３】
受圧部は、気体と液体とが予め混合された気液混相流を受ける。受圧部は流通路の一端に形成されている。吐出路は、受圧部の近傍の流通路側面から気液混相流を導入してマイクロバブルを生成する。また、吐出路は流通路側面に複数接続されると共に、吐出路の出口の径が入口の径よりも大きいように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０７０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係るマイクロバブル発生装置では、例えば、吐出路の数と入口の断面積とによって気液混相流の圧損を調整することが可能であるとともに、吐出路の開き角を最適化することによって圧損を低減させることができる。そのため、特許文献１に係るマイクロバブル発生装置では、ポンプの動力を低減させることが可能である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係るマイクロバブル発生装置において、マイクロバブルを生成する吐出路は入口から出口に向かって単に流路径が次第に大きくなるように形成されているものであって、略一定の小径で所定の流路長を有する部分が吐出路には形成されていない。そのため、吐出路のうちの受圧部の近傍の小径の部分にて得られる大流速は、入口よりも下流側にてすぐに減速されてしまう。
【０００７】
吐出路において流体の速度がすぐに減速することにより、特許文献１に係るマイクロバブル発生装置では、吐出路のうちのキャビテーションを発生させることが可能な領域が比較的小さい。そのため、特許文献１に係るマイクロバブル発生装置では、キャビテーションを効果的に発生させることが困難であった。キャビテーションを効果的に発生させることができない場合には、特許文献１に係るマイクロバブル発生装置は、効率よくマイクロバブルを発生させることができないといえる。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、キャビテーションを効果的に発生させることが可能な気泡発生器およびそれを備えた浄水装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った気泡発生器は、流体を流通させる主流路、細流路、および拡大流路を備えている。主流路は、流体を流入させる入口を有している。細流路は、主流路を流通する流体を流入させる入口と、その流体を流出させる出口とを有している。拡大流路は、細流路の出口に接続された接続口と、接続口と反対側に配置された出口とを有している。また、拡大流路は、拡大流路の横断面積が接続口から出口に向かって次第に大きくなるように形成されている。主流路と細流路とは、細流路を流通する流体の流れ方向が主流路を流通する流体の流れ方向から略９０度変更されるように細流路の入口を介して接続されている。細流路の横断面積は、主流路の横断面積よりも小さく且つ略一定である。
【００１０】
この発明によれば、主流路を流通する流体は、細流路の入口に達する。細流路の入口の横断面積が主流路の横断面積に比べて小さいため、流体の速度は、主流路から細流路に流入する際に加速される。また、主流路と細流路との間では、主流路を流通する流体の流れ方向が略９０度変更される。このとき、主流路から細流路を流通する流体の流れは、細流路の入口と主流路との間の縁にてせん断される。そのため、この縁よりも下流側つまり細流路にて、流れの剥離が生じ、局所渦が発生する。この局所渦の中心部は負圧であるため、この負圧に基づいて細流路を流通する流体にキャビテーションが発生する。
【００１１】
一方、入口を含む細流路の横断面積は主流路の横断面積に比べて小さく且つ略一定である。また、略一定の横断面積を有する細流路は、細流路の入口から細流路の出口までの距離を有している。そのため、この発明によれば、細流路の入口の近傍にて得られる比較的大きな流速が細流路の入口よりも下流側にて減速することを抑制することができる。つまり、細流路においては、細流路を流通する流体中に、渦の中心部の負圧に基づいてキャビテーションが効果的に発生する。したがって、この発明によれば、キャビテーションを効果的に発生させることが可能な気泡発生器を提供することができる。
【００１２】
ところで、主流路と細流路との間で主流路を流通する流体の流れ方向が略９０度変更されない場合に流体中に局所渦を発生させるためには、ベルヌイの定理に基づき、流体が流通する経路に負圧が生じる流速まで流速を加速させる必要がある。そのためには、例えばポンプの動力を増大させる必要がある。しかしながら、この発明に従った気泡発生器では、主流路と細流路との間に縁が形成されていることによって、縁よりも下流側に局所渦を発生させることができる。また、細流部が略一定の横断面積を有し且つ細流路の入口から細流路の出口までの距離を有していることにより、細流路において当該渦を十分に成長させることができる。そのため、この発明に従った気泡発生器では、ポンプの動力を増大させる必要がなく、比較的低い動力でキャビテーションを発生させることができる。
【００１３】
この発明に従った気泡発生器では、細流路の寸法と拡大流路の寸法とのうち、主流路の長さ方向に沿った方向の寸法は、細流路の入口から拡大流路の出口まで略一定であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、主流路の長さ方向に沿った当該気泡発生器の寸法が拡大することを抑制することができる。すなわち、この構成によれば、当該気泡発生器のコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
この発明に従った気泡発生器では、主流路には、流体の流れを遮る障壁面が配置されていることが好ましい。障壁面は、主流路の入口が配置される位置と反対側に配置されている。細流路の入口を構成する内周壁面は、障壁面よりも主流路の入口側に配置されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、主流路を流れる流体の流れをせん断する縁が、細流路の入口と主流路との間において、細流路の入口のうちの主流路の入口側の他に、細流路の入口のうちの主流路の障壁面側にさらに形成される。このように、主流路を流れる流体の流れをせん断する縁を拡大させることができる。そのため、細流路を流通する流体中に、キャビテーションをより確実に発生させることができる。
【００１７】
この発明に従った気泡発生器は、第１半体部と、第１半体部に接合される第２半体部とを備えていることが好ましい。第１半体部は、主流路の一部を形成する第１主流路部分と、細流路の一部を形成する第１細流路部分と、拡大流路の一部を形成する第１拡大流路部分とを含んでいることが好ましい。第２半体部は、主流路の他の一部を形成する第２主流路部分と、細流路の他の一部を形成する第２細流路部分と、拡大流路の他の一部を形成する第２拡大流路部分とを含んでいることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、第１半体部と第２半体部とをそれぞれ個別に製造または形成したうえで、当該気泡発生器を製造することが可能である。また、第１半体部と第２半体部とをそれぞれ個別に製造または形成することができるため、第１半体部の接合面と、第１半体部の接合面と接触する第２半体部の接合面とを容易に加工することができる。
【００１９】
この発明に従った気泡発生器では、第１半体部は、第２半体部に接合される平面状の接合面を有していることが好ましい。
【００２０】
第１半体部の接合面が平面である場合には、例えば柱材料を切り出すだけで第１半体部を製作することができ、第１半体部および当該気泡発生器の加工費を抑制することができる。また、第１半体部の接合面が平面である場合には、細流路および拡大流路を形成させるための位置合わせが容易であるため、当該気泡発生器の製造時の組み立て時間を短縮することができる。そのため、比較的安価に当該気泡発生器を製造することができる。
【００２１】
この発明に従った気泡発生器では、第１半体部または第２半体部には、細流路と当該気泡発生器の外部とを連通する連通路が形成されていることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、当該気泡発生器の外部から細流路に気体を導入することができる。
【００２３】
この発明に従った浄水装置は、気泡発生器を備えた浄水装置であることが好ましい。
【００２４】
この発明に従った気泡発生器を備えた浄水装置は、キャビテーションを効果的に発生させることが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、この発明によれば、キャビテーションを効果的に発生させることが可能な気泡発生器およびそれを備えた浄水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施形態１に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線の断面図である。
【図２】この発明の実施形態２に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線の断面図である。
【図３】この発明の実施形態３に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線の断面図である。
【図４】この発明の実施形態４に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線の断面図である。
【図５】この発明の実施形態５に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線の断面図である。
【図６】この発明の実施形態６に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線の断面図である。
【図７】この発明の実施形態７に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線の断面図である。
【図８】この発明の実施形態８に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線の断面図である。
【図９】この発明の実施形態９に係る気泡発生器を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線の断面図である。
【図１０】この発明に係る気泡発生器を備えた浄水装置を模式的に示す図である。
【図１１】この発明に係る気泡発生器を備えた浄水装置の他の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１（Ａ）および（Ｂ）に第１実施形態に係る気泡発生器１００を示す。図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器１００は、主流路１０１と細流路１０２と拡大流路１０３とを形成する本体１３５を備えている。本体１３５は、管状部１２５と板状部１１５と底部１０５とを有している。なお、気泡発生器１００では、管状部１２５と板状部１１５と底部１０５とは、一体に形成されている。ただし、管状部１２５は、板状部１１５および底部１０５とは別の部材であってもよい。または、底部１０５は、板状部１１５および管状部１２５とは別の部材であってもよい。
【００２９】
管状部１２５の内側には、主流路１０１が形成されている。主流路１０１は、流体を流通させる。主流路１０１は、流体を流入させる入口１４０を有している。入口１４０は、管状部１２５の上面に形成された孔である。主流路１０１を流通する流体は液体である。液体の種類は、特に限定されず、例えば水である。図１（Ｂ）に示すように、矢印のように流体は主流路１０１の上側から降下するように主流路１０１を流れる。図１（Ｂ）では、紙面上方が鉛直上方を指し、紙面下方が鉛直下方を指す。図１（Ａ）では、表面側が鉛直上方であり、裏面側が鉛直下方である。ただし、気泡発生器１００において本体１３５が配置される位置または方向は特に限定されず、流体が主流路１０１を流れるときの方向は鉛直上方から鉛直下方に向かう方向に限定されない。
【００３０】
気泡発生器１００は、図示しないポンプを備えていてもよい。気泡発生器１００は、ポンプの作動により、比較的大きなエネルギーを有する流体を、主流路１０１を介して細流路１０２と拡大流路１０３とに流通させている。
【００３１】
管状部１２５は、板状部１１５から例えば上下方向に延びている。図１（Ａ）に示すように、管状部１２５は、略円筒状の形状を有している。板状部１１５および底部１０５は、略円柱状の形状を有している。入口１２１を含む細流路１０２を構成する内周壁面１５１は、少なくとも板状部１１５の一部によって形成されている。入口１２１を含む細流路１０２を構成する内周壁面１５１は、底部１０５によって形成されていてもよい。細流路１０２の入口１２１を構成する内周壁面１５１は、管状部１２５によって形成されていてもよい。細流路１０２については後述する。
【００３２】
気泡発生器１００では、例えば、本体１３５は略円柱材料を切り出すことによって製作される。なお、管状部１２５の形状は、略円筒状であることに限定されない。また、板状部１１５および底部１０５の形状は、略円柱状であることに限定されない。
【００３３】
主流路１０１は、管状部１２５の下方に配置された板状部１１５の内側にも形成されている。図１（Ｂ）に示すように、主流路１０１の下端には障壁面１４５が配置されている。主流路１０１において障壁面１４５の位置は、入口１４０の位置と反対側である。障壁面１４５は、主流路１０１を流通する流体の流れを遮る。障壁面１４５は、底部１０５の一面の一部である。障壁面１４５は、底部１０５の上面の一部によって平面状に形成されている。
【００３４】
本体１３５には、細流路１０２と拡大流路１０３とが形成されている。細流路１０２と拡大流路１０３とは、主流路１０１を流れる流体を流通させる。細流路１０２は、主流路１０１を流通する流体を流入させる入口１２１を有している。入口１２１は、管状部１２５または板状部１１５の内面の一部に形成された孔である。管状部１２５または板状部１１５に形成された入口１２１により、主流路１０１と細流路１０２との間に縁１０４が形成されている。縁１０４は管状部１２５または板状部１１５の一部である。
【００３５】
一方、板状部１１５の外面の一部には他の孔が形成されている。この孔は拡大流路１０３の出口１２３である。細流路１０２と拡大流路１０３とは、本体１３５のうち、入口１２１と出口１２３との間の空洞の部分である。細流路１０２と拡大流路１０３とは、底部１０５および板状部１１５の半径方向に沿って延びている。このように、細流路１０２と拡大流路１０３とは、気泡発生器１００の外部と主流路１０１との間を連通している。
【００３６】
気泡発生器１００では、細流路１０２の入口１２１を構成する内周壁面１５１の下側は、障壁面１４５と略同一の高さに配置されている。図１（Ｂ）に示すように、入口１２１の下端の位置と、障壁面１４５を形成する底部１０５の上面の一部の位置とは、上下方向に関して略同一である。細流路１０２の入口１２１から拡大流路１０３の接続口１２２までの横断面積の大きさは、略一定である。また、細流路１０２の入口１２１から接続口１２２までの横断面積は、主流路１０１の横断面積よりも小さい。
【００３７】
拡大流路１０３は、拡大流路１０３の横断面積が接続口１２２から出口１２３に向かって次第に大きくなるように形成されている。拡大流路１０３の入口としての接続口１２２は、細流路１０２の下流端である。つまり、細流路１０２の出口は、拡大流路１０３の接続口１２２と一致している。細流路１０２の出口は、細流路１０２を流通する流体を拡大流路１０３に流出させるものである。細流路１０２と拡大流路１０３との間は、連続するように接続されている。このように、拡大流路１０３は、接続口１２２と出口１２３とを有している。
【００３８】
気泡発生器１００では、主流路１０１の長さ方向に沿った方向の拡大流路１０３の寸法、つまり拡大流路１０３の上下方向の寸法は、接続口１２２から出口１２３まで次第に拡大している。また、図１（Ａ）に示すように、本体１３５の円周方向に沿った方向の拡大流路１０３の寸法は、接続口１２２から出口１２３まで次第に拡大している。一方、細流路１０２の上下方向の寸法は、入口１２１から拡大流路１０３の接続口１２２まで略一定である。
【００３９】
細流路１０２は、入口１２１から接続口１２２までの距離を有している。入口１２１から接続口１２２までの距離は、例えば、後述するように気泡発生器１００がキャビテーション発生を効率よく発生させることが可能な程度の流路長である。細流路１０２の流路長つまり入口１２１から接続口１２２までの距離は、例えば、管状部１２５の略円筒状の部分の厚さよりも大きい。また、入口１２１から接続口１２２までの距離は、例えば、拡大流路１０３の接続口１２２から出口１２３までの距離と略同一である。また、入口１２１から接続口１２２までの距離は、例えば、主流路１０１の直径（これは管状部１２５の内径）よりも小さく、且つ、細流路１０２の断面の高さもしくは幅または細流路１０２の断面の直径よりも大きい。
【００４０】
細流路１０２と拡大流路１０３とは、図１（Ｂ）の左方から右方に向かって延びている。上記に述べたように、主流路１０１は、図１（Ｂ）の上方から下方に向かって延びている。つまり、管状部１２５の内面は、図１（Ｂ）の上方から下方に向かって延びている。一方、板状部１１５の内面および底部１０５の内面は、図１（Ｂ）の左方から右方に向かって延びている。主流路１０１と細流路１０２とは、細流路１０２を流通する流体の流れ方向が主流路１０１を流通する流体の流れ方向から略９０度変更されるように入口１２１を介して接続されている。主流路１０１を降下する流体の一部は、障壁面１４５に衝突する。
【００４１】
主流路１０１を上方から下方に向かって流通する流体は、細流路１０２に流入する際に、流れ方向を略９０度変更される。また、主流路１０１を降下する流体は、主流路１０１から細流路１０２に流入する際に、縁１０４を通過する。主流路１０１を流通する流体が縁１０４を通過するときには、縁１０４にて流れがせん断される。そのため、縁１０４よりも下流側つまり細流路１０２にて、流れの剥離が生じる。この剥離により、細流路１０２にて局所渦が発生する。細流路１０２を流通する流体は、拡大流路１０３を通過した後に、出口１２３から本体１３５の外部に排出される。
【００４２】
ポンプの出力等と主流路１０１の横断面積と細流路１０２の横断面積と拡大流路１０３の横断面積とが調整されることにより、細流路１０２において負圧が発生する。このとき、縁１０４よりも下流側にて生じる流れの剥離により、底部１０５の内側または板状部１１５の内側の壁面近傍にて局所的に渦が発生する。
【００４３】
その渦の内部はさらに負圧であるため、底部１０５の内側または板状部１１５の内側の壁面近傍にて局所的に発生するキャビテーションの核は、細流路１０２の負圧によって発達して細流路１０２全体に空洞が発生する。この空洞が周囲の圧力等によって分裂することにより、キャビテーションが発生する。
【００４４】
気泡発生器１００と異なり、縁に該当する構成を有していない単なるノズルには、流路から絞りの部分を流通する流体は比較的円滑に流れるため、流体が流通する経路に負圧が生じる速度まで流速を加速させる必要がある。そのためには、例えばホンプの動力を増大させることが必要である。しかしながら、気泡発生器１００では、主流路１０１と細流路１０２との間の縁１０４によって渦流を比較的容易に発生させることができるため、ポンプの動力をある程度抑制することができる。このように、気泡発生器１００では、ポンプの動力を比較的抑制しながらキャビテーションを発生させることが可能である。
【００４５】
キャビテーションの発生により、流体は気液混合液として細流路１０２を流通する。細流路１０２を流通する流体は、気体の圧縮性の性質を有するため、流れの作用等によって若干圧縮される。しかし、流体の圧力は、拡大流路１０３の断面積が接続口１２２から広がっていることにより、圧縮された状態から一気に開放される。このとき、流体の速度が加速される。このような加速現象は、通常の液体とは異なる空気等の圧縮性流体において顕著に現れる。
【００４６】
ところで、気体中の音速は３００ｍ／秒程度であり、液体中の音速は１０００ｍ／秒程度であるように、いずれもかなり速い音速であることが知られている。しかしながら、気体と液体とが混合された場合には、その両者に境界が発生するため、気液混合液中の音速は気体中のものと空気中のものとに比べて著しく低下する。気液混合液中の音速は、例えば１０ｍ／秒〜３０ｍ／秒程度であることが知られている。したがって、キャビテーションの発生によって細流路１０２を流通する流体に気体が存在する場合に、拡大流路１０３での流体の速度が加速されるときには、拡大流路１０３を流通する気液混合液の流速が音速（１０ｍ／秒〜３０ｍ／秒）を超える。
【００４７】
拡大流路１０３を流通する流体の流速が音速を超える場合は、流体中に衝撃波もしくは圧力波と呼ばれる圧力の壁が形成される。流体のうちのキャビテーションによって気化した流体（つまり気体）の部分がこの圧力の壁に衝突することにより、気体部分が一気に細分化される。また、この細分化の時に、衝撃波もしくは圧力波が先の圧力波等の近傍に局所的に発生する。これら波の干渉等によって気体部分の細分化がさらに進展することにより、流体中に微細気泡が発生する。
【００４８】
このように、気泡発生器１００は、ポンプの動力を比較的抑制しながらキャビテーションを発生させることができ、さらに、発生するキャビテーションを利用して流体を気液混合化することができる。また、気泡発生器１００は、流体を剥離させる縁１０４よりも下流側にて発生する衝撃波もしくは圧力波により、キャビテーションによって気化した気体部分を細分化することができる。したがって、気泡発生器１００は、ポンプの動力を比較的抑制しながら効率よく微細気泡を発生させることが可能である。
【００４９】
以上のように、気泡発生器１００は、本体１３５を備えている。本体１３５には、流体を流通させる主流路１０１、細流路１０２、および拡大流路１０３が形成されている。主流路１０１は、流体を流入させる入口１４０を有している。細流路１０２は、主流路１０１を流通する流体を流入させる入口１２１と、その流体を流出させる出口とを有している。拡大流路１０３は、細流路１０２の出口に接続された接続口１２２と、接続口１２２と反対側に配置された出口１２３とを有している。また、拡大流路１０３は、拡大流路１０３の横断面積が接続口１２２から出口１２３に向かって次第に大きくなるように形成されている。細流路１０２の出口は、拡大流路１０３の接続口１２２と一致している。主流路１０１と細流路１０２とは、細流路１０２を流通する流体の流れ方向が主流路１０１を流通する流体の流れ方向から略９０度変更されるように細流路１０２の入口１２１を介して接続されている。細流路１０２の横断面積は、主流路１０１の横断面積よりも小さく且つ略一定である。
【００５０】
気泡発生器１００によれば、主流路１０１を流通する流体は、細流路１０２の入口１２１に達する。入口１２１の横断面積が主流路１０１の横断面積に比べて小さいため、流体の速度は、主流路１０１から細流路１０２に流入する際に加速される。また、主流路１０１と細流路１０２との間では、主流路１０１を流通する流体の流れ方向が略９０度変更される。このとき、主流路１０１から細流路１０２を流通する流体の流れは、細流路１０２の入口１２１と主流路１０１との間の縁１０４にてせん断される。そのため、縁１０４よりも下流側つまり細流路１０２にて、流れの剥離が生じ、局所渦が発生する。この局所渦の中心部は負圧であるため、この負圧に基づいて細流路１０２を流通する流体にキャビテーションが発生する。
【００５１】
一方、入口１２１を含む細流路１０２の横断面積は主流路１０１の横断面積に比べて小さく且つ略一定である。また、略一定の横断面積を有する細流路１０２は、細流路１０２の入口１２１から接続口１２２までの距離を有している。そのため、気泡発生器１００によれば、細流路１０２の入口１２１の近傍にて得られる比較的大きな流速が細流路１０２の入口１２１よりも下流側にて減速することを抑制することができる。つまり、細流路１０２においては、細流路１０２を流通する流体中に、渦の中心部の負圧に基づいてキャビテーションが効果的に発生する。したがって、気泡発生器１００は、キャビテーションを効果的に発生させることができる。
【００５２】
気泡発生器１００では、主流路１０１と細流路１０２との間に形成された縁１０４によって局所渦を発生させることができる。また、細流路１０２が略一定の横断面積を有し且つ入口１２１から接続口１２２までの距離を有していることにより、細流路１０２において当該渦を十分に成長させることができる。そのため、気泡発生器１００では、ポンプの動力を増大させる必要がなく、比較的低い動力でキャビテーションを発生させることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図２（Ａ）および（Ｂ）に第２実施形態に係る気泡発生器２００を示す。図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器２００は、本体２３５を備えている。本体２３５は、管状部２２５と板状部２１５と底部２０５とを有している。主流路２０１は、管状部２２５の下方に配置された板状部２１５の内側と、管状部２２５の内側とに形成されている。主流路２０１は、流体を流入させる入口２４０を有している。図２（Ｂ）に示すように、主流路２０１の下端には障壁面２４５が配置されている。
【００５４】
本体２３５には、細流路２０２と拡大流路２０３とが形成されている。細流路２０２は、主流路２０１を流通する流体を流入させる入口２２１を有している。入口２２１は、管状部２２５または板状部２１５の内面の一部に形成された孔である。入口２２１により、主流路２０１との細流路２０２との間に縁２０４が形成されている。一方、板状部２１５の外面の一部には拡大流路２０３の出口２２３が形成されている。細流路２０２と拡大流路２０３との間は、連続するように接続されている。細流路２０２の下流端は、拡大流路２０３の接続口２２２である。
【００５５】
図２（Ｂ）に示すように、細流路２０２の入口２２１を構成する内周壁面２５１の下側は、障壁面２４５と略同一の高さに配置されている。入口２２１の下端の位置と、障壁面２４５を形成する底部２０５の上面の一部の位置とは、上下方向に関して略同一である。
【００５６】
気泡発生器２００が第１実施形態の気泡発生器１００と異なる点は、気泡発生器２００では、主流路２０１の長さ方向に沿った方向の拡大流路２０３の寸法、つまり拡大流路２０３の上下方向の寸法は、接続口２２２から出口２２３まで略一定である。気泡発生器２００のその他の構成は、第１実施形態に係る気泡発生器１００と同様である。気泡発生器２００のその他の構成についての説明は省略する。
【００５７】
以上のように、気泡発生器２００によれば、上下方向での細流路２０２の寸法と拡大流路２０３の寸法とは、細流路２０２の入口２２１から拡大流路２０３の出口２２３まで略一定である。そのため、気泡発生器２００の上下方向の寸法が拡大することを抑制することができる。すなわち、気泡発生器２００のコンパクト化を図ることができる。
【００５８】
（第３実施形態）
図３（Ａ）および（Ｂ）に第３実施形態に係る気泡発生器３００を示す。図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器３００は、本体３３５を備えている。本体３３５は、管状部３２５と板状部３１５と底部３０５とを有している。管状部３２５の下方に配置された板状部３１５の内側と、管状部３２５の内側とには、主流路３０１が形成されている。主流路３０１は、入口３４０を有している。図３（Ｂ）に示すように、主流路３０１の下端には障壁面３４５が配置されている。
【００５９】
細流路３０２は入口３２１を有している。板状部３１５の外面の一部には拡大流路３０３の出口３２３が形成されている。細流路３０２の下流端は、拡大流路３０３の接続口３２２である。
【００６０】
気泡発生器３００が第２実施形態の気泡発生器２００と異なる点は、気泡発生器３００では、細流路３０２の入口３２１を構成する内周壁面３５１が障壁面３４５よりも主流路３０１の入口３４０の側に配置されている。
【００６１】
図３（Ｂ）に示すように、障壁面３４５は、入口３２１の下端よりも下方に配置されている。入口３２１により、主流路３０１と細流路３０２との間に縁３１４と縁３２４とが形成されている。縁３１４は入口３２１の上側の部分のことであり、縁３２４は入口３２１の下側の部分である。また、縁３１４は管状部３２５または板状部３１５の一部であり、縁３２４は底部３０５の一部である。
【００６２】
主流路３０１を降下する流体は、主流路３０１から細流路３０２に流入する際に、縁３１４および縁３２４を通過する。主流路３０１を流通する流体が縁３１４および縁３２４を通過するときには、縁３１４および縁３２４にて流れがせん断される。
【００６３】
気泡発生器３００のその他の構成は、第２実施形態に係る気泡発生器２００と同様である。気泡発生器３００のその他の構成についての説明は省略する。
【００６４】
以上のように、気泡発生器３００では、主流路３０１を流通する流体の流れを遮る障壁面３４５が、主流路３０１に配置されている。障壁面３４５は、主流路３０１の入口３４０が配置された位置と反対側に配置されている。細流路３０２の入口３２１を構成する内周壁面３５１は、障壁面３４５よりも入口３４０の側に配置されている。
【００６５】
気泡発生器３００によれば、主流路３０１を流れる流体の流れをせん断する縁３１４と縁３２４とが、入口３２１の上側と下側とに形成されている。このように、縁３１４と縁３２４とにより、主流路３０１を流れる流体の流れをせん断する縁を拡大させることができる。そのため、細流路３０２を流通する流体中に、キャビテーションをより確実に発生させることができる。
【００６６】
（第４実施形態）
図４（Ａ）および（Ｂ）に第４実施形態に係る気泡発生器４００を示す。図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器４００は、本体４３５を備えている。本体４３５は、管状部４２５と板状部４１５と底部４０５とを有している。管状部４２５の下方に配置された板状部４１５の内側と、管状部４２５の内側とには、主流路４０１が形成されている。主流路４０１は、入口４４０を有している。図４（Ｂ）に示すように、主流路４０１の下端には障壁面４４５が配置されている。
【００６７】
気泡発生器４００が第３実施形態の気泡発生器３００と異なる点は、気泡発生器４００の本体４３５には、複数の細流路４０２と複数の拡大流路４０３とが形成されている。複数の細流路４０２はそれぞれ入口４２１を有している。板状部４１５の外面の一部には複数の拡大流路４０３の出口４２３がそれぞれ形成されている。各細流路４０２の下流端は、各拡大流路４０３の接続口４２２である。
【００６８】
図４（Ｂ）に示すように、障壁面４４５は、各入口４２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口４２１により、主流路４０１と細流路４０２との間に複数の縁４１４と複数の縁４２４とが形成されている。各縁４１４は各入口４２１の上側の部分のことであり、各縁４２４は各入口４２１の下側の部分である。
【００６９】
気泡発生器４００では、細流路４０２の数量と拡大流路４０３の数量とがそれぞれ四つである。ただし、これらの数量は、複数であれば特に限定されない。また、各細流路４０２および拡大流路４０３の間隔は、本体４３５の中心を中心とする円の角度方向に関して、９０度ごとの等間隔であることに限定されない。なお、細流路４０２の数量は、拡大流路４０３の数量と同じ数量である。
【００７０】
気泡発生器４００では、複数の細流路４０２の横断面積はそれぞれ同一である。複数の拡大流路４０３の横断面積はそれぞれ同一である。さらに、複数の入口４２１の上下方向の位置は、それぞれ略同一である。ただし、各細流路４０２の横断面積はそれぞれ異なっていてもよい。また、各拡大流路４０３の横断面積はそれぞれ異なっていてもよい。各拡大流路４０３の形状はそれぞれ異なっていてもよい。本体４３５での各入口４２１の上下方向の位置は、各入口４２１の下端ごとまたは各入口４２１の上端ごとにそれぞれ異なっていてもよい。ただし、上述したように、障壁面４４５は、各入口４２１の下端よりも下方に配置されている。
【００７１】
気泡発生器４００のその他の構成は、第３実施形態に係る気泡発生器３００と同様である。気泡発生器４００のその他の構成についての説明は省略する。
【００７２】
気泡発生器４００によれば、複数の細流路４０２によってキャビテーションを発生させることが可能な領域が拡大する。そのため、微細気泡をより多く発生させることができる。気泡発生器４００では、四つの細流路４０２が形成されているため、細流路４０２が一つである場合に比べて、約四倍の微細気泡を発生させることが可能である。また、所定の横断面積を持つ一つの細流路および拡大流路を有する気泡発生器に比べて、同じ所定の横断面積を持つ四つの細流路４０２および拡大流路４０３を有する気泡発生器４００では、約四倍の流量を流すことが可能である。このとき、気泡発生器４００では、気泡発生器４００が備える図示しないポンプの動力と、一つの細流路および拡大流路を有する気泡発生器に備えられたポンプの動力とが同じであるときには、約四倍の流量を流すことが可能である。
【００７３】
（第５実施形態）
図５（Ａ）および（Ｂ）に第５実施形態に係る気泡発生器５００を示す。図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器５００は、本体５３５を備えている。本体５３５は、管状部５２５と板状部５１５と底部５０５とを有している。管状部５２５の下方に配置された板状部５１５の内側と、管状部５２５の内側とには、主流路５０１が形成されている。図５（Ｂ）に示すように、主流路５０１の下端には障壁面５４５が配置されている。
【００７４】
図５（Ａ）に示すように、本体５３５には、複数の細流路５０２と複数の拡大流路５０３とが形成されている。図５（Ｂ）に示すように、複数の細流路５０２はそれぞれ入口５２１を有している。板状部５１５の外面の一部には複数の拡大流路５０３の出口５２３がそれぞれ形成されている。各細流路５０２の下流端は、各拡大流路５０３の接続口５２２である。
【００７５】
図５（Ｂ）に示すように、障壁面５４５は、各入口５２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口５２１により、主流路５０１と細流路５０２との間に複数の縁５１４と複数の縁５２４とが形成されている。
【００７６】
気泡発生器５００が第４実施形態の気泡発生器４００と異なる点は、管状部５２５の内側に管状部材５０６が差し込まれている。管状部材５０６は、管状部５２５の内面に相形状を有している。なお、図５（Ｂ）に示すように、管状部材５０６は縁５１４に至るまで差し込まれておらず、複数の縁５１４は主流路５０１に面している。つまり、管状部材５０６の下端は、各入口５２１の上端よりも上方に配置されている。主流路５０１の入口５４０は、管状部材５０６に形成されている。
【００７７】
なお、管状部材５０６の内部の流路長つまり管状部材５０６の上下方向の寸法は、特に限定されない。気泡発生器５００に流体を流入させるための流路の長さは、適宜変更することができる。また、管状部材５０６の形状を適宜選択することにより、気泡発生器５００に流体が流入するときに流体が流れる方向を適宜変更することができる。
【００７８】
管状部材５０６が複数の縁５１４に至るまで差し込まれている場合には、各縁５１４が管状部材５０６の外周に覆われるため、キャビテーションが発生しにくくなる。したがって、管状部材５０６を管状部５２５の内側に差し込む場合には、管状部材５０６の下端が各縁５１４よりも上方に配置されるように差し込むことが望ましい。
【００７９】
気泡発生器５００のその他の構成は、第４実施形態に係る気泡発生器４００と同様である。気泡発生器５００のその他の構成についての説明は省略する。
【００８０】
（第６実施形態）
図６（Ａ）および（Ｂ）に第６実施形態に係る気泡発生器６００を示す。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器６００は、本体６３５を備えている。本体６３５は、管状部６２５と板状部６１５と底部６０５とを有している。管状部６２５の下方に配置された板状部６１５の内側と、管状部６２５の内側とには、主流路６０１が形成されている。主流路６０１は、入口６４０を有している。図６（Ｂ）に示すように、主流路６０１の下端には障壁面６４５が配置されている。
【００８１】
図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体６３５には、複数の細流路６０２と複数の拡大流路６０３とが形成されている。複数の細流路６０２はそれぞれ入口６２１を有している。板状部６１５の外面の一部には複数の拡大流路６０３の出口６２３がそれぞれ形成されている。各細流路６０２の下流端は、各拡大流路６０３の接続口６２２である。
【００８２】
障壁面６４５は、各入口６２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口６２１により、主流路６０１と細流路６０２との間に複数の縁６１４と複数の縁６２４とが形成されている。
【００８３】
図６（Ｂ）に示すように、気泡発生器６００が第４実施形態の気泡発生器４００と異なる点は、本体６３５が上部６５０と下部６６０とに分割されるものである。つまり、本体６３５は、上部６５０と下部６６０とを有している。下部６６０は、上部６５０よりも下流側に配置されている。
【００８４】
管状部６２５と板状部６１５とは、それぞれ上部６５０の一部である。底部６０５は下部６６０によって形成されている。上部６５０は略円筒状の形状を有している。板状部６１５は、上部６５０のうちの管状部６２５から半径方向にフランジ状に突出した部分である。下部６６０は略円柱状の形状を有している。なお、上部６５０の半径方向の寸法と、下部６６０の半径方向の寸法とは、略同一である。
【００８５】
底部６０５の接合面としての上面６６１には、複数の溝が形成されている。一方、上部６５０のうちの板状部６１５は、接合面としての下面６５１を有している。板状部６１５の下面６５１は、底部６０５の上面６６１に接合する。上部６５０と下部６６０とが接合されたときは、溝によって複数の細流路６０２と複数の拡大流路６０３とが構成される。
【００８６】
板状部６１５の下面６５１は、細流路６０２の一部を形成している。また、板状部６１５の下面６５１は、拡大流路６０３の一部を形成している。管状部６２５の内側壁面は、主流路６０１の一部を形成している。管状部６２５の内側壁面は、第１主流路部分の一例である。板状部６１５の下面６５１は、第１細流路部分の一例であって第１拡大流路部分の一例である。このように、上部６５０は、主流路６０１の一部を形成する第１主流路部分と、細流路６０２の一部を形成する第１細流路部分と、拡大流路６０３の一部を形成する第１拡大流路部分とを含んでいる。
【００８７】
一方、下部６６０は、主流路６０１の他の一部を形成する第２主流路部分と、細流路６０２の他の一部を形成する第２細流路部分と、拡大流路６０３の他の一部を形成する第２拡大流路部分とを含んでいる。障壁面６４５と底部６０５の内側壁面とは、主流路６０１の他の一部を形成している。障壁面６４５と底部６０５の内側壁面とは、第２主流路部分の一例である。底部６０５の上面６６１は、細流路６０２の他の一部を形成している。底部６０５の上面６６１は、第２細流路部分の一例である。また、底部６０５の上面６６１は、拡大流路６０３の他の一部を形成している。底部６０５の上面６６１は、第２拡大流路部分の一例である。
【００８８】
板状部６１５の下面６５１と底部６０５の上面６６１とは、それぞれ平面である。ただし、板状部６１５の下面６５１の形状と底部６０５の上面６６１の形状とは、上部６５０と下部６６０とが接合されるものであれば、特に限定されない。
【００８９】
なお、本体６３５は、上部６５０と下部６６０との他にさらに他の部分を有していてもよい。また、本体６３５において、上部６５０が一の部分とその他の部分とに分割されるものであってもよく、下部６６０が一の部分とその他の部分とに分割されるものであってもよい。
【００９０】
なお、上部６５０の下面６５１に溝が形成されていてもよい。また、上部６５０の板状部６１５の下面６５１と、下部６６０の底部６０５の上面６６１とにそれぞれ溝が形成されていてもよい。
【００９１】
なお、気泡発生器６００は、第５実施形態の気泡発生器５００のように、管状部６２５の内側に管状部材（図示せず）が差し込まれているものであってもよい。また、気泡発生器６００は、第１実施形態の気泡発生器１００のように、拡大流路６０３の上下方向の寸法が接続口６２２から出口６２３まで次第に拡大しているものであってもよい。このとき、底部６０５の上面６６１に加えて、上部６５０の板状部６１５の下面６５１に溝が形成されていてもよい。
【００９２】
気泡発生器６００のその他の構成は、第４実施形態に係る気泡発生器４００と同様である。気泡発生器６００のその他の構成についての説明は省略する。
【００９３】
以上のように、気泡発生器６００は、細流路６０２と拡大流路６０３と主流路６０１とを構成する本体６３５を備えている。本体６３５は、上部６５０と、上部６５０に接合される下部６６０とを有している。上部６５０は、主流路６０１の一部を形成する管状部６２５の内側壁面と、細流路６０２の一部および拡大流路６０３の一部を形成する板状部６１５の下面６５１とを含んでいる。一方、下部６６０は、主流路６０１の他の一部を形成する底部６０５の内側壁面および障壁面６４５と、細流路６０２の他の一部および拡大流路６０３の他の一部を形成する底部６０５の上面６６１とを含んでいる。
【００９４】
この構成によれば、上部６５０と下部６６０とをそれぞれ個別に製造または形成することにより、本体６３５および気泡発生器６００を製造することが可能である。また、上部６５０と下部６６０とをそれぞれ個別に製造または形成することができるため、上部６５０の板状部６１５の下面６５１と下部６６０の底部６０５の上面６６１とを容易に加工することができる。
【００９５】
下部６６０は、底部６０５の上面６６１に溝を有している。上部６５０と下部６６０とをそれぞれ個別に製造または形成することができるため、溝を有する下部６６０の加工に関して、射出成形等の成形品として下部６６０および底部６０５を容易に製作することができる。もしくは、既製材料に面加工を施したうえで溝を切削することによって、下部６６０および底部６０５を容易に製作することができる。
【００９６】
一方、上部６５０の板状部６１５の下面６５１が平面である場合には、例えば柱材料を単に切り出すことによって上部６５０を製作することができ、上部６５０および気泡発生器６００の加工費を抑制することができる。また、上部６５０の板状部６１５の下面６５１が平面である場合には、細流路６０２および拡大流路６０３を形成させるための位置合わせが容易であるため、本体６３５および気泡発生器６００の製造時の組み立て時間を短縮することができる。そのため、比較的安価に本体６３５および気泡発生器６００を製造することができる。
【００９７】
（第７実施形態）
図７（Ａ）および（Ｂ）に第７実施形態に係る気泡発生器７００を示す。図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、気泡発生器７００は、本体７３５を備えている。本体７３５は、管状部７２５と板状部７１５と底部７０５とを有している。管状部７２５の下方に配置された板状部７１５の内側と、管状部７２５の内側とには、主流路７０１が形成されている。主流路７０１は、入口７４０を有している。図７（Ｂ）に示すように、主流路７０１の下端には障壁面７４５が配置されている。
【００９８】
図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体７３５には、複数の細流路７０２と複数の拡大流路７０３とが形成されている。複数の細流路７０２はそれぞれ入口７２１を有している。板状部７１５の外面の一部には複数の拡大流路７０３の出口７２３がそれぞれ形成されている。各細流路７０２の下流端は、各拡大流路７０３の接続口７２２である。細流路７０２と拡大流路７０３とは、上部７５０と下部７６０とが接合されたときに、底部７０５の上面７６１に形成された溝によって構成される。
【００９９】
障壁面７４５は、各入口７２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口７２１により、主流路７０１と細流路７０２との間に複数の縁７１４と複数の縁７２４とが形成されている。
【０１００】
気泡発生器７００が第６実施形態の気泡発生器６００と異なる点は、気泡発生器７００では、複数の連通路７１０が上部７５０に形成されている。気泡発生器７００では、細流路７０２および拡大流路７０３の数量と連通路７１０の数量とは同一の数量である。
【０１０１】
連通路７１０は、板状部７１５の下面７５１のうちの溝を囲む部分と本体７３５の外部とを連通する。これにより、連通路７１０は、細流路７０２と本体７３５の外部とを連通する。なお、連通路７１０は、下部７６０に形成されていてもよい。この場合において、連通路７１０は、底部７０５の上面６６１のうちの溝を囲む部分と本体７３５の外部とを連通する。また、この場合において、溝は、板状部７１５の下面７５１に形成されていてもよく、底部７０５の上面７６１に形成されていてもよい。
【０１０２】
各連通路７１０は、各細流路７０２と本体７３５の外部とを連通する。連通路７１０は、管状部７２５の上面に形成された開口７１１と、板状部７１５の下面７５１に形成された開口７１２との間を上下方向に延びている。連通路７１０が延びる方向は、管状部７２５が延びる方向と略平行であってもよく、鉛直方向から傾斜していてもよい。ただし、少なくとも開口７１２は、上部７５０と下部７６０とが接合されているときに細流路７０２の上方に配置されている。
【０１０３】
縁７１４および縁７２４よりも下流側つまり細流路７０２では、流れの剥離が生じることによって局所渦が発生する。この局所渦の中心部は負圧であるため、細流路７０２を流通する流体に負圧が発生する。そのため、本体７３５の外部に存在する気体が、連通路７１０を通って、細流路７０２を流通する流体に吸い込まれる。このように、気泡発生器７００は、連通路７１０を介して、本体７３５の外部の気体を細流路７０２に供給することができる。したがって、気泡発生器７００は、発生するキャビテーションと自給する気体とを利用して、細流路７０２を流通する流体を気液混合化することができ、また、細流路７０２を流通する流体に微細気泡を発生させることができる。
【０１０４】
気泡発生器７００のその他の構成は、第６実施形態に係る気泡発生器６００と同様である。気泡発生器７００のその他の構成についての説明は省略する。なお、実施形態１〜５に係る各気泡発生器１００、２００，３００，４００，５００において、それぞれの本体１３５，２３５，３３５，４３５，５３５とその本体の外部とを連通する連通路が形成されていてもよい。
【０１０５】
以上のように、気泡発生器７００では、上部７５０に連通路７１０が形成されている。連通路７１０は、細流路７０２と本体７３５の外部とを連通する。
【０１０６】
この構成によれば、気泡発生器７００の外部から細流路７０２に気体を導入することができる。そのため、細流路７０２を流通する流体中に、より多量の微細気泡を発生させることができる。
【０１０７】
（第８実施形態）
図８（Ａ）および（Ｂ）に第８実施形態に係る気泡発生器８００を示す。図８（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体８３５には、複数の細流路８０２と複数の拡大流路８０３とが形成されている。複数の細流路８０２はそれぞれ入口８２１を有している。板状部８１５の外面の一部には複数の拡大流路８０３の出口８２３がそれぞれ形成されている。各細流路８０２の下流端は、各拡大流路８０３の接続口８２２である。細流路８０２と拡大流路８０３とは、底部８０５の上面８６１に形成された溝によって構成される。
【０１０８】
障壁面８４５は、各入口８２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口８２１により、主流路８０１と細流路８０２との間に複数の縁８１４と複数の縁８２４とが形成されている。主流路８０１は、入口８４０を有している。
【０１０９】
気泡発生器８００が第７実施形態の気泡発生器７００と異なる点は、気泡発生器８００では、細流路８０２の上方に円環溝８０８が配置されている。円環溝８０８は、上部８５０のうちの板状部８１５の下面８５１に形成されている。円環溝８０８の形状は、例えば管状部８２５の断面形状と相似である。上部８５０と下部８６０とが接合されているときには、板状部８１５の下面８５１と底部８０５の上面８６１との間に、円環溝８０８によって空間が形成される。上部８５０と下部８６０とが接合されているときには、この空間と細流路８０２とが接続される。
【０１１０】
気泡発生器８００では、少なくとも一つの連通路８１０が上部８５０に形成されている。連通路８１０は、円環溝８０８によって形成される空間と、本体８３５の外部との間を連通する。連通路８１０は、管状部８２５に形成される開口８１１と、円環溝８０８の上方に形成される開口８１２との間にて上下方向に延びている。連通路８１０が延びる方向は、管状部８２５が延びる方向と略平行であってもよく、鉛直方向から傾斜していてもよい。また、開口８１１と開口８１２とは、上部８５０と下部８６０とが接合されているときに、細流路８０２の上方に配置されるものに限定されない。
【０１１１】
なお、連通路８１０は、下部８６０に形成されていてもよい。ただし、連通路８１０は、上部８５０と下部８６０とのうち、円環溝８０８が形成されている方に形成されている。円環溝８０８は、上部８５０と下部８６０とのうち、細流路８０２および拡大流路８０３を構成する溝が形成されていない方に形成されている。気泡発生器８００では、上述のように、上部８５０に円環溝８０８および連通路８１０が形成され、溝は底部８０５の上面８６１つまり下部８６０に形成されている。
【０１１２】
気泡発生器８００のその他の構成は、第７実施形態に係る気泡発生器７００と同様である。気泡発生器８００のその他の構成についての説明は省略する。
【０１１３】
気泡発生器８００によれば、上部８５０と下部８６０とが接合される際に、円環溝８０８によって形成される空間を介して、細流路８０２と本体８３５の外部とが、円環溝８０８と連通路８１０とによって容易に連通される。特に板状部８１５の下面８５１と底部８０５の上面８６１とが平面である場合には、上部８５０の中心と下部８６０の中心とを合致させることによって、上部８５０と下部８６０とを容易に接合することができる。すなわち、気泡発生器８００によれば、本体８３５を製作するときの利便性の向上が図られている。また、上部８５０に円環溝８０８が形成されていることにより、細流路８０２および拡大流路８０３としての溝の数量または溝の位置にあまり依存せずに、細流路８０２と本体８３５の外部とを容易に連通させることができる。そのため、上部８５０の形状を決定する際の自由度を広げることができる。
【０１１４】
（第９実施形態）
図９（Ａ）および（Ｂ）に第９実施形態に係る気泡発生器９００を示す。図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体９３５には、複数の細流路９０２と複数の拡大流路９０３とが形成されている。複数の細流路９０２はそれぞれ入口９２１を有している。板状部９１５の外面の一部には複数の拡大流路９０３の出口９２３がそれぞれ形成されている。各細流路９０２の下流端は、各拡大流路９０３の接続口９２２である。細流路９０２と拡大流路９０３とは、上部９５０と下部９６０とが接合されたときに、底部９０５の上面９６１に形成された溝によって構成される。
【０１１５】
障壁面９４５は、各入口９２１の下端よりも下方に配置されている。複数の入口９２１により、主流路９０１と細流路９０２との間に複数の縁９１４と複数の縁９２４とが形成されている。主流路９０１は、入口９４０を有している。
【０１１６】
上部９５０と下部９６０とが接合されているときには、板状部９１５の下面９５１と底部９０５の上面９６１との間に、円環溝９０８によって空間が形成される。上部９５０と下部９６０とが接合されているときには、この空間と細流路９０２とが接続される。
【０１１７】
気泡発生器９００では、少なくとも一つの連通路９１０が上部９５０に形成されている。連通路９１０は、円環溝９０８によって形成される空間と、本体９３５の外部との間を連通する。連通路９１０は、管状部９２５に形成される開口９１１と、円環溝９０８の上方に形成される開口９１２との間にて上下方向に延びている。
【０１１８】
気泡発生器９００が第８実施形態の気泡発生器８００と異なる点は、各拡大流路９０３が延びる方向が、各細流路９０２が延びる方向と異なっている。図９（Ｂ）に示すように、各拡大流路９０３は、本体９３５の半径方向から傾斜した方向に延びている。このような構成により、細流路９０２から拡大流路９０３を通過して本体９３５の外部に排出される流体は、本体９３５の外側にて本体９３５の円周方向に流れることができる。
【０１１９】
なお、所定の拡大流路９０３が延びる方向と、その拡大流路９０３と接続する細流路９０２が延びる方向とが成す角度は、四つの細流路９０２および拡大流路９０３において、四つすべてが同一であってもよく、いずれか一つが他のものと異なっていてもよい。ただし、図９（Ａ）に示すように、四つの細流路９０２および拡大流路９０３において、各拡大流路９０３が延びる方向は、本体９３５の半径方向から反時計回りの方向に向かって傾斜している。
【０１２０】
気泡発生器９００のその他の構成は、第８実施形態に係る気泡発生器８００と同様である。気泡発生器９００のその他の構成についての説明は省略する。
【０１２１】
（第１０実施形態）
図１０に、第１０実施形態に係る気泡発生器１０００および気泡発生器１０００を備えた浄水装置１１００を示す。図１０に示すように、浄水装置１１００は、第１の気泡発生器としての気泡発生器１０００とフィルタケーシング１１１０を備えている。フィルタケーシング１１１０は、天井部と底部とを有し、略円筒状の形状を有している。気泡発生器１０００は、フィルタケーシング１１１０の内部のうちの下部に配置されている。
【０１２２】
気泡発生器１０００は、例えば第９実施形態に係る気泡発生器９００の構成と同様の構成を有するものである。ただし、気泡発生器１０００は、第９実施形態に係る気泡発生器９００と異なり、上下方向に関して本体１０３５の上部１０５０が下方に配置され且つ下部１０６０が上方に配置されている。このように、気泡発生器１０００は、第９実施形態に係る気泡発生器９００と異なり、主流路１００１を流通する流体が気泡発生器１０００の下方から上方に向かって流通するように構成されている。
【０１２３】
また、上部１０５０の管状部１０２５の内側には、管状部材１００６が差し込まれている。流体は、管状部材１００６を介して気泡発生器１０００の内部に流入する。管状部材１００６は縁１０１４に至るまで差し込まれておらず、複数の縁１０１４は主流路１００１に面している。主流路１００１と細流路１００２との間には、複数の縁１０１４と複数の縁１０２４とが形成されている。
【０１２４】
さらに、気泡発生器１０００では、管状部１０２５にパイプ１０１３が接続されることにより、パイプ１０１３の内部と上部１０５０の内部との間に連通路１０１０が形成されている。連通路１０１０は、円環溝１００８によって形成される空間と、本体１０３５の外部およびフィルタケーシング１１１０の外部との間を連通する。連通路１０１０は、パイプ１０１３の開口１０１１と、円環溝１００８の下方に形成される開口１０１２との間にて上下方向に延びている。なお、パイプ１０１３の管状部１０２５への取付の態様は、特に限定されない。また、パイプ１０１３は管状部１０２５の一部であってもよい。
【０１２５】
フィルタケーシング１１１０の内部のうち、気泡発生器１０００の上方には、フィルタ１０２０が配置されている。また、フィルタケーシング１１１０の外側には、第１の排出管１１３０と、第２の排出管１１４０とが接続されている。フィルタケーシング１１１０の内部は、壁１１５０によって空間１１５１と空間１１５２とに区画されている。第１の排出管１１３０は、空間１１５１の流体をフィルタケーシング１１１０の外部に排出する。第２の排出管１１４０は、空間１１５２の流体をフィルタケーシング１１１０の外部に排出する。
【０１２６】
管状部材１００６の内部を通って気泡発生器１０００およびフィルタケーシング１１１０の内部に流入した液体のうち、フィルタ１０２０によって濾過された浄水は、第１の排出管１１３０からフィルタケーシング１１１０の外部に排出される。このとき、第２の排出管１１４０よりも下流側に配置された図示しない弁が閉じられ、また第１の排出管１１３０よりも下流側に配置された図示しない他の弁が開かれている。一方、管状部材１００６の内部を通って気泡発生器１０００およびフィルタケーシング１１１０の内部に流入した液体のうち、フィルタ１０２０を洗浄する場合に使用される水は、第２の排出管１１４０からフィルタケーシング１１１０の外部に排出される。このとき、第２の排出管１１４０よりも下流側に配置された図示しない弁が開かれ、また第１の排出管１１３０よりも下流側に配置された図示しない他の弁が閉じられている。
【０１２７】
主流路１００１を下方から上方に向かって流通する流体は、細流路１００２に流入する際に、流れ方向を略９０度変更される。また、主流路１００１を下方から上方に向かって流通する流体は、主流路１００１から細流路１００２に流入する際に、縁１０１４および縁１０２４を通過する。細流路１００２を流通する流体は、拡大流路１００３を通過した後に、出口（図示せず）から空間１１５２に排出される。このとき、細流路１００２では負圧が発生する。
【０１２８】
連通路１０１０は、円環溝１００８によって形成される空間と、本体１０３５の外部およびフィルタケーシング１１１０の外部との間を連通する。気泡発生器１０００は、フィルタケーシング１１１０の外部の気体を連通路１０１０と円環溝１００８とを介して細流路１００２に供給することができる。
【０１２９】
また、各拡大流路１００３が本体１０３５の半径方向から傾斜した方向に延びていることにより、各細流路１００２から各拡大流路１００３を通過して本体１０３５の外部に排出される流体は、本体１０３５の外部にて本体１０３５の円周に沿って流れることができる。そのため、気泡発生器１０００からフィルタケーシング１１１０の空間１１５２に流出した流体は、フィルタケーシング１１１０の内面に沿って旋回するように、下方から上方に向かって空間１１５２を流れる。フィルタ１０２０を洗浄する際には、この流れによってフィルタ１０２０に付着等した物質を効果的に剥離させることができる。
【０１３０】
このような気泡発生器１０００に係る各拡大流路１００３の構成により、流体を流通させるパイプ等をフィルタケーシング１１１０の筒状の部分に接続させること無く、気泡発生器１０００の内部から空間１１５２に流出する流体をフィルタケーシング１１１０の内面に沿って旋回させることができる。フィルタケーシング１１１０の内面に沿って旋回させるような流体の流れを作り出すために、パイプ等がフィルタケーシング１１１０の筒状の部分に接続されている場合には、当該パイプを流通する流体の作用に起因して、例えば当該パイプの根元に亀裂が入るおそれがある。よって、空間１１５２に流出する流体をフィルタケーシング１１１０の内面に沿って旋回させるためには、気泡発生器１０００のように構成されていることが好ましい。
【０１３１】
なお、気泡発生器１０００は、主流路１００１を流通する流体が気泡発生器１０００の上方から下方に向かって流通するように構成されていてもよい。このときには、管状部材１００６または管状部材１００６に接続した他の管状部材が、フィルタケーシング１１１０の天井部の上方から管状部１０２５まで延びている。
【０１３２】
浄水装置１１００では、第１の気泡発生器としての気泡発生器１０００およびフィルタケーシング１１１０の上流側に、第２の気泡発生器としての気泡発生器１１６０が配置されている。気泡発生器１１６０は、気体導入路１１６１を備えている。気泡発生器１１６０は、気体導入路１１６１を介して気泡発生器１１６０の外部の気体を内部に供給することができる。また、上述のように、気泡発生器１０００では、フィルタケーシング１１１０の外部の気体が本体１０３５の内部に供給されるため、微細気泡をより多く発生させることが可能である。
【０１３３】
また、気泡発生器１１６０よりも下流側且つ気泡発生器１０００よりも上流側には、気液分離器１１７０が配置されている。気泡発生器１１６０には、水道の圧力または図示しないポンプの圧力によって流体が上流側から供給される。気液分離器１１７０の気体側の流路は、気泡発生器１１６０の気体導入路１１６１に接続されている。気泡発生器１１６０では、気体側の流路が閉ループであることにより、当該圧力の一部を気体に負荷することが可能である。これにより、気泡発生器１１６０と気液分離器１１７０との間において、ヘンリー則にしたがってより効果的に液体に気体を溶解させることが可能である。
【０１３４】
一方、気泡発生器１０００では、キャビテーションが発生すること且つ本体１０３５が連通路１０１０を介して若干量（液量の１／１００〜１／１０）の気体を内部に自給することにより、気泡発生器１１６０で溶解させた気体をより低圧で液体に析出させることができる。そのため、より多くの微細気泡を発生させることが可能である。
【０１３５】
なお、図１０に示す気泡発生器１１６０から気泡発生器１０００の管状部材１００６までの気泡発生器１１６０と気液分離器１１７０との位置は、流体が上流側から下流側に向かって流れるときのそれぞれの配置の順を単に示すものであり、フィルタケーシング１１１０の上下方向とは無関係である。
【０１３６】
（第１１実施形態）
図１１に、浄水装置１２００を示す。図１１に示すように、浄水装置１２００は、気泡発生器１０００を備えている。浄水装置１２００では、気泡発生器１０００は、水槽１２１４に収容されている。
【０１３７】
気液分離器１１７０の気体側の流路は、オゾン発生器１２１３を介して気泡発生器１１６０の気体導入路１１６１に接続されている。浄水装置１２００では、気泡発生器１０００にて発生する微細気泡と、オゾン発生器１２１３にて発生するオゾンとを利用して、水槽１２１４の内部にて例えば果物や野菜等を洗うことができる。なお、気泡発生器１０００の体積に対する水槽１２１４の容積は、特に限定されない。
【０１３８】
また、図１１に示す気泡発生器１１６０から気泡発生器１０００の管状部材１００６までの気泡発生器１１６０と気液分離器１１７０とオゾン発生器１２１３との位置は、流体が上流側から下流側に向かって流れるときのそれぞれの配置の順を単に示すものであり、フィルタケーシング１１１０の上下方向とは無関係である。
【０１３９】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【０１４０】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００：気泡発生器、１０１：主流路、１０２：細流路、１０３：拡大流路、１２１：入口、１２２：接続口、１２３：出口、１３５：本体、１４５：障壁面、６５０：上部、６５１：下面、６６０：下部、６６１：上面、７１０：連通路、１１００，１２００：浄水装置
【図１】
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【図２】
2012157843.tif 000004
【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】
2012157843.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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