(57)【要約】【課題】微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成可能な気体含有液生成装置を提供する。【解決手段】気体含有液生成装置は、気体と液体とを混合して気体含有液を生成する気液混合部と、気体含有液の入口と、気体含有液の出口とを有し、入口から出口へと流れる気体含有液中に気泡を生成する気泡生成部とを備える。気泡生成部は、気体含有液を収容するための収容部と、収容部内に配置され、気体含有液の流れにより気体含有液の下流側に押圧される開閉部材と、開閉部材を弾性力により気体含有液の上流側に押圧する弾性部材と、収容部内に配置され、開閉部材と接触して開閉部材を弾性部材による押圧に対して支持する支持部とを備える。開閉部材と支持部との間の隙間は、気体含有液の流れが開閉部材を下流側に移動させることで拡大し、弾性力が開閉部材を上流側に移動させることで縮小し、気泡生成部は、気体含有液をこの隙間を介して入口から出口へと流す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と液体とを混合して気体含有液を生成する気液混合部と、
前記気体含有液の入口と、前記気体含有液の出口とを有し、前記入口から前記出口へと流れる前記気体含有液中に気泡を生成する気泡生成部とを備え、
前記気泡生成部は、
前記気体含有液を収容するための収容部と、
前記収容部内に配置され、前記気体含有液の流れにより前記気体含有液の下流側に押圧される開閉部材と、
前記開閉部材を弾性力により前記気体含有液の上流側に押圧する弾性部材と、
前記収容部内に配置され、前記開閉部材と接触して前記開閉部材を前記弾性部材による押圧に対して支持する支持部とを備え、
前記開閉部材と前記支持部との間の隙間は、前記気体含有液の流れが前記開閉部材を前記下流側に移動させることで拡大し、前記弾性力が前記開閉部材を前記上流側に移動させることで縮小し、前記気泡生成部は、前記気体含有液を前記隙間を介して前記入口から前記出口へと流す、気体含有液生成装置。
【請求項２】
前記開閉部材は、前記支持部と接触することで前記隙間をふさぎ、前記気体含有液の前記入口から前記出口への流れを阻止する、請求項１に記載の気体含有液生成装置。
【請求項３】
前記気泡生成部は、第１の端部から第２の端部に延びる管状の形状を有し、前記第１の端部に前記入口を有し、前記第２の端部に前記出口を有する、請求項１または２に記載の気体含有液生成装置。
【請求項４】
前記気泡生成部は、第１の端部から第２の端部に延びる管状の形状を有し、前記第１の端部に前記入口を有し、前記第１の端部と前記第２の端部との間の側部に前記出口を有する、請求項１または２に記載の気体含有液生成装置。
【請求項５】
前記開閉部材の形状は、球形である、請求項１から４のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記収容部内に配置されたスプリングである、請求項１から５のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項７】
さらに、前記気体含有液の入口が設けられた第３の端部と、前記気体含有液の出口が設けられた第４の端部とを有し、前記気液混合部から前記気体含有液を供給され、前記気泡生成部に前記気体含有液を供給する気体含有液処理を備え、
前記気体含有液処理部は、
前記気体含有液を収容するための第１収容部と、
前記第１収容部内に配置された第２収容部と、
前記第２収容部内に配置された第３収容部とを備え、
前記気液混合部から供給された前記気体含有液は、
前記第１収容部と前記第２収容部との間を前記第４の端部に向かって流れ、
前記第２収容部と前記第３収容部との間を前記第３の端部に向かって流れ、
前記第３収容部内を前記第４の端部に向かって流れる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項８】
前記気泡生成部は、前記第３収容部内に配置されている、請求項７に記載の気体含有液生成装置。
【請求項９】
前記第３収容部は、
前記第３収容部の外周面に設けられた外周溝と、
前記第３収容部の内周面に設けられた内周溝と、
前記第３収容部の前記外周面と前記内周面との間を貫通し、前記気体含有液が通過可能な貫通孔と、
を有する請求項７または８に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１０】
前記気体含有液処理部はさらに、前記第１収容部と前記第２収容部との間に配置され、前記気体含有液が通過可能な孔を有する開孔部材を備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１１】
前記気泡含有液処理部は、前記気液混合部から供給された前記気体含有液中に気泡核を生成する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１２】
前記気液混合部は、
前記気体および前記液体を収容するための収容部と、
前記収容部の外壁を構成し、前記収容部の容積を変化させるよう動作する動作部と、
を備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１３】
前記動作部は、前記収容部内を並進移動するピストン、または前記収容部内で変形動作するダイヤフラムである、請求項１２に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１４】
さらに、
前記気体含有液中の前記気泡の濃度を測定する濃度測定器と、
前記気泡の濃度の測定結果に基づいて、前記気体含有液生成装置の動作を制御するコントローラと、
を備える請求項１から１３のいずれか１項に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１５】
前記濃度測定器は、前記気体含有液に光を照射する投光器と、前記気体含有液を通過した前記光を受光する受光器とを備える、請求項１４に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１６】
前記気泡生成部として、前記気液混合部から前記気体含有液処理部を介して前記気体含有液を供給される第１の気泡生成部と、前記気液混合部から前記気体含有液処理部を介さずに前記気体含有液を供給される第２の気泡生成部とを備え、
前記第１の気泡生成部と前記第２の気泡生成部は、前記気体含有液の流路に対して並列に配置されている、請求項７に記載の気体含有液生成装置。
【請求項１７】
気体含有液の入口および出口を有し、前記入口から前記出口へと流れる前記気体含有液中に気泡を生成する気泡生成機構であって、
前記気体含有液を収容するための収容部と、
前記収容部内に配置され、前記気体含有液の流れにより前記気体含有液の下流側に押圧される開閉部材と、
前記開閉部材を弾性力により前記気体含有液の上流側に押圧する弾性部材と、
前記収容部内に配置され、前記開閉部材と接触して前記開閉部材を前記弾性部材による押圧に対して支持する支持部とを備え、
前記開閉部材と前記支持部との間の隙間は、前記気体含有液の流れが前記開閉部材を前記下流側に移動させることで拡大し、前記弾性力が前記開閉部材を前記上流側に移動させることで縮小し、前記気泡生成機構は、前記気体含有液を前記隙間を介して前記入口から前記出口へと流す、気泡生成機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体含有液生成装置および気泡生成機構に関し、例えば、ナノバブル水の生成用に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロバブルを含有するマイクロバブル水や、ナノバブルを含有するナノバブル水が、様々な技術分野で注目されている。マイクロバブルやナノバブルの定義として明確な定義はないが、一般に、マイクロバブルとは、粒径（直径）が１μｍから１００μｍ程度の気泡を指し、ナノバブルとは、粒径（直径）が１μｍ未満の気泡を指す（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１８３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、マイクロバブルやナノバブルなどの気泡は、気体と液体とを混合して気体含有液を生成し、気体含有液を噴射することにより生成される。近年の研究により、気泡は、気体含有液中に気泡核が生成された後、気泡核同士が結合することで生成されることが分かってきた。気泡核とは、気泡になる前の気体分子が液体分子から離れて集合した集合体である。また、多数の気泡核を含有する気体含有液からは、ナノバブルのような微細な気泡を多数生成できることも分かってきた。
【０００５】
気体含有液を種々の用途に使用する場合、気泡は微細であることが望ましく、気体含有液は微細な気泡を高濃度に含有していることが望ましい。理由は、微細な気泡は、気体含有液中で長時間持続するからである。微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液は、上述のように、気泡核を高濃度に含有している気体含有液から生成可能である。よって、気体含有液中に多数の気泡核を生成することで、微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成可能な手法を実現することが求められる。また、微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成するために、気体含有液中の気泡の個数や粒径を測定可能な手法や、気体含有液中の気泡の個数や粒径を調整可能な手法を実現することが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成可能な気体含有液生成装置および気泡生成機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の気体含有液生成装置は、気体と液体とを混合して気体含有液を生成する気液混合部と、前記気体含有液の入口と、前記気体含有液の出口とを有し、前記入口から前記出口へと流れる前記気体含有液中に気泡を生成する気泡生成部とを備える。前記気泡生成部は、前記気体含有液を収容するための収容部と、前記収容部内に配置され、前記気体含有液の流れにより前記気体含有液の下流側に押圧される開閉部材と、前記開閉部材を弾性力により前記気体含有液の上流側に押圧する弾性部材と、前記収容部内に配置され、前記開閉部材と接触して前記開閉部材を前記弾性部材による押圧に対して支持する支持部とを備える。前記開閉部材と前記支持部との間の隙間は、前記気体含有液の流れが前記開閉部材を前記下流側に移動させることで拡大し、前記弾性力が前記開閉部材を前記上流側に移動させることで縮小し、前記気泡生成部は、前記気体含有液を前記隙間を介して前記入口から前記出口へと流す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成可能な気体含有液生成装置および気泡生成機構を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態における気泡核の生成過程を説明するための図である。
【図３】図１の気液混合部の構造の一例を示す断面図である。
【図４】図１の気液混合部の構造の別の例を示す断面図である。
【図５】図１の気泡核生成部の構造を示す断面図である。
【図６】図１の気泡核生成部における気体含有液の流れを示す断面図である。
【図７】図１の起泡部の構造の一例を示す断面図である。
【図８】図１の起泡部における気体含有液の圧力と流速とを示すグラフである。
【図９】図１の起泡部の構造の別の例を示す断面図である。
【図１０】第１実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【図１１】図１０の濃度測定器の構造を示す断面図である。
【図１２】第２実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【００１２】
図１の気体含有液生成装置は、気液混合部１１と、気体含有液処理部の例である気泡核生成部１２と、気泡生成部の例である起泡部１３と、清成槽１４とを備えている。起泡部１３は、気泡生成機構の例でもある。
【００１３】
気液混合部１１は、気体１と液体２とを混合して、気体含有液３を生成する。気体１の例としては、酸素が挙げられる。符号１ａは、気体分子（例えば酸素分子）を表す。液体２の例としては、水が挙げられる。符号２ａは、液体分子（例えば水分子）を表す。
【００１４】
気泡核生成部１２は、気液混合部１１から供給された気体含有液３を処理して、気体含有液３中に多数の気泡核３ａを生成する。気泡核３ａは、気体分子１ａが液体分子２ａから離れて集合した集合体である。本実施形態の気泡核生成部１２は、後述するように、気体含有液３を蛇行させることで、気体含有液３中に多数の気泡核３ａを生成する。
【００１５】
起泡部１３は、気泡核生成部１２から供給された気体含有液３を処理して、気体含有液３中に多数の気泡３ｂを生成する。気泡３ｂは、気泡核３ａ同士が結合することにより生成される。本実施形態の起泡部１３は、後述するように、気体含有液３を狭い隙間を通過させることで、気体含有液３中に多数の気泡３ｂを生成する。
【００１６】
清成槽１４には、起泡部１３から供給された気体含有液３が貯留される。本実施形態の気体含有液生成装置は、清成槽１４に、気体含有液３として、粒径が５０〜５００ｎｍのナノバブルを高濃度に含有するナノバブル水を供給することができる。
【００１７】
図２は、第１実施形態における気泡核３ａの生成過程を説明するための図である。
【００１８】
図２(ａ)は、気液混合部１１により生成された気体含有液３を、気泡核生成部１２により処理する様子を示している。
【００１９】
一般に、常温常圧の条件下で気体１が液体２中に溶け込む量は、気体１や液体２の種類により上限が決まっている。この上限を超える量の気体１を液体２中に溶け込ませるためには、ポンプなどを使用して気体１を液体２中に機械的かつ強制的に溶け込ませる必要がある。このようにして得られる気体含有液３を、過飽和気体含有液と呼ぶ。
【００２０】
気体含有液３中に気泡核３ａを生成する際、気体含有液３として過飽和気体含有液を使用すると、多数の気泡核３ａを生成できることが判明している。そこで、本実施形態の気液混合部１１は、気体含有液３として、過飽和気体含有液を生成する。過飽和気体含有液を生成可能な気液混合部１１の構造については、後述する。
【００２１】
また、気泡核３ａは、気体含有液３に圧力変動や熱変動（温度変動）を加えることで生成されることが判明している。そこで、本実施形態の気泡核生成部１２は、気体含有液３に圧力変動を加えることで、気泡核３ａを生成する。気体含有液３に圧力変動を加えることが可能な気泡核生成部１２の構造については、後述する。
【００２２】
図２(ａ)は、過飽和気体含有液である気体含有液３に、圧力変動や熱変動を加える様子を示している。気体含有液３に圧力変動を加えると、気体含有液３中に圧力が高い部分と低い部分が生じる。また、気体含有液３に熱変動を加えると、気体含有液３中に温度が高い部分と低い部分が生じる。
【００２３】
この場合、気体分子１ａは、圧力の低い部分や温度の高い部分に集合する。図２(ｂ)は、気体分子１ａがこれらの部分に集合する様子を示している。
【００２４】
その結果、図２(ｃ)に示すように、気体分子１ａが集合した集合体である気泡核３ａが生成される。気泡核３ａの生成過程のシミュレーションによれば、気泡核３ａの粒径は、０．５〜１．０ｎｍ程度であることが判明している。
【００２５】
以下、本実施形態の気液混合部１１、気泡核生成部１２、起泡部１３の構造について説明する。
【００２６】
（１）第１実施形態の気液混合部１１
図３は、図１の気液混合部１１の構造の一例を示す断面図である。図３(ａ)と図３(ｂ)は、気液混合部１１が動作する様子を示している。
【００２７】
図３の気液混合部１１は、シリンダ２１と、液体入口部２２と、液体出口部２３と、気体入口部２４と、入口弁２５と、出口弁２６と、ピストン２７と、モータ２８とを備えている。シリンダ２１は、収容部の例である。ピストン２７は、動作部の例である。
【００２８】
液体入口部２２と液体出口部２３は、シリンダ２１に接続されており、気体入口部２４は、液体入口部２２に接続されている。気体入口部２４は、シリンダ２１内に液体入口部２２を介して気体１を導入するために使用される。液体入口部２２は、シリンダ２１内に液体２を導入するために使用される。これらの気体１と液体２は、シリンダ２１内に収容され、シリンダ２１内で混合される。その結果、気体１と液体２から気体含有液３が生成される。気体含有液３は、液体出口部２３から排出された後、気泡核生成部１２に導入される。
【００２９】
入口弁２５は、シリンダ２１と液体入口部２２との間の穴を開閉するための弁である。入口弁２５に取り付けられた棒をシリンダ２１から離れる方向に動かすと、入口弁２５が穴から離れ、気体１と液体２がシリンダ２１内に導入される（図３(ａ)）。この棒をシリンダ２１に近付く方向に動かすと、入口弁２５が穴に入り、気体１と液体２のシリンダ２１への導入が停止される（図３(ｂ)）。
【００３０】
出口弁２６は、シリンダ２１と液体出口部２３との間の穴を開閉するための弁である。出口弁２６に取り付けられた棒をシリンダ２１に近付く方向に動かすと、出口弁２６が穴から離れ、気体含有液３がシリンダ２１から排出される（図３(ｂ)）。この棒をシリンダ２１から離れる方向に動かすと、出口弁２６が穴に入り、気体含有液３のシリンダ２１からの排出が停止される（図３(ａ)）。
【００３１】
ピストン２７は、シリンダ２１と共に、気体１および液体２を収容するための外壁を構成している。ピストン２７は、シリンダ２１内を並進移動することで、シリンダ２１内における気体１および液体２の収容領域の容積を変化させることができる。図３(ａ)では、ピストン２７が下方に移動することで、シリンダ２１内の容積が増加している。図３(ｂ)では、ピストン２７が上方に移動することで、シリンダ２１内の容積が減少している。
【００３２】
モータ２８は、ピストン２７に力Ｆを印加してピストン２７を動作させる。図３(ａ)では、モータ２８がピストン２７に下向きの力Ｆを印加している。図３(ｂ)では、モータ２８がピストン２７に上向きの力Ｆを印加している。
【００３３】
図３の気液混合部１１は、以下のように動作する。
【００３４】
ピストン２７が下方に移動すると、シリンダ２１内の容積は増加する（図３(ａ)）。この際、入口弁２５は開かれ、出口弁２６は閉じられている。よって、気体１および液体２がシリンダ２１内に導入される。
【００３５】
ピストン２７が上方に移動すると、シリンダ２１内の容積は減少する（図３(ｂ)）。この際、気体１および液体２が圧縮されることで混合され、気体含有液３が生成される。さらに、入口弁２５が閉じられ、出口弁２６が開かれているため、気体含有液３がシリンダ２１から排出される。
【００３６】
一般に、気体１と液体２とを混合する際には、気体１を含む液体２内で棒や羽根を回転させる。その結果、液体２に回転力が印加されて、気体１と液体２とが混合される。しかしながら、この場合には、気体１および液体２に作用する遠心力により、気体が１が回転中心に集まりやすく、液体２が回転中心から離れやすい。そのため、気体１と液体２とを混合したいにもかかわらず、遠心力が気体１と液体２とを分離させるように作用する。また、回転力は液体２中にキャビテーションを発生させ、エロージョン崩壊により棒や羽根にダメージを与えてしまう。
【００３７】
一方、図３の気液混合部１１は、棒や羽根の回転ではなく、ピストン２７の並進移動により気体１と液体２とを混合する。よって、遠心力による気体１と液体２との分離を抑制することが可能となる。さらには、回転力によるキャビテーションの発生を抑制することが可能となる。
【００３８】
また、図３の気液混合部１１は、ピストン２７が並進移動することで、気体１を液体２中に機械的かつ強制的に溶け込ませることができる。よって、気体含有液３として過飽和気体含有液を生成することができる。
【００３９】
図４は、図１の気液混合部１１の構造の別の例を示す断面図である。図４(ａ)と図４(ｂ)は、気液混合部１１が動作する様子を示している。
【００４０】
図４の気液混合部１１は、シリンダ３１と、液体入口部３２と、液体出口部３３と、気体入口部３４と、入口弁３５と、出口弁３６と、ダイヤフラム３７と、モータ３８とを備えている。シリンダ３１は、収容部の例である。ダイヤフラム３７は、動作部の例である。
【００４１】
液体入口部３２と液体出口部３３は、シリンダ３１に接続されており、気体入口部３４は、液体入口部３２に接続されている。気体入口部３４は、シリンダ３１内に液体入口部３２を介して気体１を導入するために使用される。液体入口部３２は、シリンダ３１内に液体２を導入するために使用される。これらの気体１と液体２は、シリンダ３１内に収容され、シリンダ３１内で混合される。その結果、気体１と液体２から気体含有液３が生成される。気体含有液３は、液体出口部３３から排出された後、気泡核生成部１２に導入される。
【００４２】
入口弁３５は、シリンダ３１と液体入口部３２とを接続する流路を開閉するための弁である。入口弁３５が矢印Ａ１のように変形すると、入口弁３５が開き、気体１と液体２がシリンダ３１内に導入される（図４(ａ)）。入口弁３５の形状が元に戻ると、入口弁３５が閉じ、気体１と液体２のシリンダ３１への導入が停止される（図４(ｂ)）。
【００４３】
出口弁３６は、シリンダ３１と液体出口部３３とを接続する流路を開閉するための弁である。出口弁３６が矢印Ａ２のように変形すると、出口弁３６が開き、気体含有液３がシリンダ３１から排出される（図４(ｂ)）。出口弁３６の形状が元に戻ると、出口弁３６が閉じ、気体含有液３のシリンダ３１からの排出が停止される（図４(ａ)）。
【００４４】
ダイヤフラム３７は、シリンダ３１と共に、気体１および液体２を収容するための外壁を構成している。ダイヤフラム３７は、シリンダ３１内で変形動作することで、シリンダ３１内における気体１および液体２の収容領域の容積を変化させることができる。図４(ａ)では、符号Ｐ１のようにダイヤフラム３７が下方に膨らむことで、シリンダ３１内の容積が増加している。図４(ｂ)では、符号Ｐ２のようにダイヤフラム３７が上方に膨らむことで、シリンダ３１内の容積が減少している。
【００４５】
モータ３８は、ダイヤフラム３７に力を印加してダイヤフラム３７を動作させる。図４(ａ)では、モータ３８がダイヤフラム３７に下向きの力を印加することで、ダイヤフラム３７が下方に膨らんでいる。図４(ｂ)では、モータ３８がダイヤフラム３７に上向きの力を印加することで、ダイヤフラム３７が上方に膨らんでいる。
【００４６】
図４の気液混合部１１は、以下のように動作する。
【００４７】
ダイヤフラム３７が下方に膨らむと、シリンダ３１内の容積は増加する（図４(ａ)）。この際、入口弁３５は開かれ、出口弁３６は閉じられている。よって、気体１および液体２がシリンダ３１内に導入される。
【００４８】
ダイヤフラム３７が上方に膨らむと、シリンダ３１内の容積は減少する（図４(ｂ)）。この際、気体１および液体２が圧縮されることで混合され、気体含有液３が生成される。さらに、入口弁３５が閉じられ、出口弁３６が開かれているため、気体含有液３がシリンダ３１から排出される。
【００４９】
図４の気液混合部１１は、棒や羽根の回転ではなく、ダイヤフラム３７の変形動作により気体１と液体２とを混合する。よって、遠心力による気体１と液体２との分離を抑制することが可能となる。さらには、回転力によるキャビテーションの発生を抑制することが可能となる。これらの効果は、図３の気液混合部１１と同様である。
【００５０】
また、図４の気液混合部１１は、ダイヤフラム３７が変形動作することで、気体１を液体２中に機械的かつ強制的に溶け込ませることができる。よって、気体含有液３として過飽和気体含有液を生成することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態では、ピストン式およびダイヤフラム式の気液混合部１１について説明した。しかしながら、本実施形態の気液混合部１１は、気体１および液体２の収容領域の容積を変化させることで気体１と液体２とを混合することが可能であれば、その他の方式を採用していてもよい。このような方式の例は、プランジャ式やソレノイド式である。
【００５２】
（２）第１実施形態の気泡核生成部１２
図５は、図１の気泡核生成部１２の構造を示す断面図である。
【００５３】
本実施形態の気泡核生成部１２は、第１収容部の例である本体ケース４１と、第２収容部の例である誘導パイプ４２と、第３収容部の例である導出パイプ４３と、軸部材４４と、螺旋流路４５と、開孔部材の例である活性化パイプ４６とを備えている。
【００５４】
符号Ｔ１は、気泡核生成部１２の一方の端部を示す。符号Ｔ２は、気泡核生成部１２の他方の端部を示す。気泡核生成部１２は、気体含有液３の入口を端部Ｔ１に有し、気体含有液３の出口を端部Ｔ２に有し、端部Ｔ１から端部Ｔ２に延びる形状を有している。端部Ｔ１は、第３の端部の例である。端部Ｔ２は、第４の端部の例である。
【００５５】
本体ケース４１は、入口部４１ａと、出口部４１ｂとを有している。入口部４１ａは、気泡核生成部１２における気体含有液３の入口に相当する。気液混合部１１から排出された気体含有液３は、入口部４１ａから本体ケース４１内に導入され、本体ケース４１内に収容される。
【００５６】
誘導パイプ４２は、本体ケース４１内に配置され、入口部４２ａを有している。本体ケース４１の入口部４１ａから導入された気体含有液３は、矢印Ｒ１のように、本体ケース４１と誘導パイプ４２との間を端部Ｔ２に向かって流れ、誘導パイプ４２の入口部４２ａに到達する。
【００５７】
導出パイプ４３は、誘導パイプ４２内に配置され、１つ以上の貫通孔４３ａと、出口部４３ｂと、１本以上の外周溝４３ｃと、１本以上の内周溝４３ｄとを有している。出口部４３ｂは、気泡核生成部１２における気体含有液３の出口に相当する。導出パイプ４３の出口部４３ｂは、本体ケース４１の出口部４１ｂ内に挿入されている。外周溝４３ｃは、導出パイプ４３の外周面に設けられている。内周溝４３ｄは、導出パイプ４３の内周面に設けられている。本実施形態の外周溝４３ｃと内周溝４３ｄは、端部Ｔ１側から端部Ｔ２側へと螺旋状に延びている。貫通孔４３ａは、導出パイプ４３の外周面と内周面との間を貫通している。気体含有液３は、導出パイプ４３の貫通孔４３ａを通過可能である。
【００５８】
誘導パイプ４２の入口部４２ａに到達した気体含有液３は、矢印Ｒ２のように、誘導パイプ４２と導出パイプ４３との間を端部Ｔ１に向かって流れ、導出パイプ４３の貫通孔４３ａを通過する。導出パイプ４３の貫通孔４３ａを通過した気体含有液３は、矢印Ｒ３のように、導出パイプ４３内を端部Ｔ２に向かって流れ、導出パイプ４３内に配置された起泡部１３に到達する。気体含有液３はその後、起泡部１３内を通過して、導出パイプ４３の出口部４３ｂから排出される。
【００５９】
軸部材４４は、本体ケース４１の入口部４１ａ内に配置されている。螺旋流路４５は、軸部材４４の周囲に螺旋状に巻かれることで、螺旋形状を有している。螺旋流路４５は、気液混合部１１から導入された気体含有液３を本体ケース４１内に噴射して、本体ケース４１内に気体含有液３の螺旋流を形成する。
【００６０】
活性化パイプ４６は、本体ケース４１と誘導パイプ４２との間に配置され、気体含有液３が通過可能な孔４６ａを複数有している。気体含有液３は、これらの孔４６ａを通過するか、本体ケース４１または誘導パイプ４２と活性化パイプ４６との間の隙間を通過することで、矢印Ｒ１のように流れることができる。活性化パイプ４６は、このような隙間が生じないように配置されていてもよい。また、活性化パイプ４６は、複数の部材に分断されていてもよい。本実施形態の孔４６ａの直径は、端部Ｔ１と端部Ｔ２とを結ぶ直線に垂直な断面で気泡核生成部１２を切断した場合の気泡核生成部１２の最大直径の１／１０から１／４０程度である。
【００６１】
以上のように、本実施形態の気体含有液３は、気泡核生成部１２内を蛇行するように流れる。具体的には、気体含有液３は、本体ケース４１と誘導パイプ４２との間を端部Ｔ２に向かって流れ、誘導パイプ４２と導出パイプ４３との間を端部Ｔ１に向かって流れ、導出パイプ４３内を端部Ｔ２に向かって流れる。そのため、本実施形態の気体含有液３は、気泡核生成部１２内で流れの向きを変えながら長い距離を流れることとなる。
【００６２】
気泡核生成部１２は、気泡核生成部１２内を流れる気体含有液３中に気泡核３ａを生成する。上述のように、気泡核３ａは、気体含有液３ａに圧力変動や温度変動を加えることで生成される。本実施形態の気泡核生成部１２は、気体含有液３が気泡核生成部１２内を蛇行する間に、気体含有液３の圧力や温度を徐々に上昇させることで、気体含有液３中に気泡核３ａを生成する。また、本実施形態の気泡核生成部１２は、その他の種々の作用により気泡核３ａを生成する。以下、このような気泡核３ａの生成過程の詳細を説明する。
【００６３】
図６は、図１の気泡核生成部１２における気体含有液３の流れを示す断面図である。
【００６４】
まず、気体含有液３は、矢印Ｋ１のように、螺旋流路４５を通過して本体ケース４１内に噴射される。これにより、気体含有液３の流れは、螺旋流となる。螺旋流の気体含有液３は、気泡核生成部１２の壁面に衝突しやすく、衝突により圧力変動を受けやすい。よって、本実施形態によれば、気体含有液３の流れを螺旋流とすることで、気体含有液３内に気泡核３ａが生成されやすくなる。また、本実施形態によれば、このような螺旋流が蛇行したり種々の圧力変動を受けることで、気体含有液３の流れが乱流となる。
【００６５】
次に、気体含有液３は、矢印Ｋ２のように誘導パイプ４２の外側底部で様々な方向に分流され、矢印Ｋ３のように本体ケース４１と誘導パイプ４２との間を流れる。ここで、本実施形態の本体ケース４１と誘導パイプ４２との間の間隔は、下流側に進むにつれて徐々に狭くなっている。よって、気体含有液３の圧力は、本体ケース４１と誘導パイプ４２との間を流れる間に上昇し、この圧力上昇に起因して気体含有液３の温度も上昇する。これにより、気体含有液３内に気泡核３ａが生成される。また、気体含有液３が活性化パイプ４６の孔４６ａを通過する際に、孔４６ａでの圧力変動により気泡核３ａが生成される。
【００６６】
次に、気体含有液３は、矢印Ｋ４のように誘導パイプ４２の入口部４２ａで反転し、矢印Ｋ５のように誘導パイプ４２と導出パイプ４３との間を流れる。ここで、本実施形態の誘導パイプ４２と導出パイプ４３との間の間隔は、下流側に進むにつれて徐々に狭くなっている。よって、気体含有液３の圧力は、誘導パイプ４２と導出パイプ４３との間を流れる間に上昇し、この圧力上昇に起因して気体含有液３の温度も上昇する。これにより、気体含有液３内に気泡核３ａが生成される。また、気体含有液３が外周溝４３ｃに衝突することで、気体含有液３内に圧力変動が生じて気泡核３ａが生成される。
【００６７】
次に、気体含有液３は、矢印Ｋ６のように、誘導パイプ４２の内側底部で様々な方向から合流する。また、気体含有液３は、矢印Ｋ７のように導出パイプ４３の貫通孔４３ａを通過し、矢印Ｋ８のように導出パイプ４３内を流れる。この際、気体含有液３が内周溝４３ｄに衝突することで、気体含有液３内に圧力変動が生じて気泡核３ａが生成される。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、気体含有液３が蛇行して流れる間に気体含有液３に種々の作用を及ぼすことで、気体含有液３内に多数の気泡核３ａを生成することが可能となる。この気体含有液３は、導出パイプ４３内の起泡部１３に導入される。
【００６９】
（３）第１実施形態の起泡部１３
図７は、図１の起泡部１３の構造の一例を示す断面図である。図７(ａ)と図７(ｂ)は、起泡部１３が動作する様子を示している。
【００７０】
図７の起泡部１３は、本体ケース５１と、第１出口部材５２と、第２出口部材５３と、球体ホルダ５４と、開閉球体５５と、スプリング５６と、第１管内部材５７と、第２管内部材５８とを備えている。本体ケース５１、第１出口部材５２、第２出口部材５３、第１管内部材５７、および第２管内部材５８は、収容部の例である。球体ホルダ５４は、支持部の例である。開閉球体５５は、開閉部材の例である。スプリング５６は、弾性部材の例である。
【００７１】
符号Ｅ１は、起泡部１３の一方の端部を示す。符号Ｅ２は、起泡部１３の他方の端部を示す。図７の起泡部１３は、端部Ｅ１から端部Ｅ２に延びる管状の形状を有し、気体含有液３の入口を端部Ｅ１に有し、気体含有液３の出口を端部Ｅ２に有している。起泡部１３は、これらの入口から出口へと流れる気体含有液３中に気泡３ｂを生成する。端部Ｅ１は、第１の端部の例である。端部Ｅ２は、第２の端部の例である。
【００７２】
本体ケース５１は、第１入口部６１を有している。第１入口部６１は、起泡部１３における気体含有液３の入口に相当する。気泡核生成部１２の導出パイプ４３内を流れる気体含有液３は、第１入口部６１から本体ケース５１内に導入され、本体ケース５１内に収容される。本体ケース５１は、筒状の形状を有している。
【００７３】
第１出口部材５２は、本体ケース５１の端部に挿入されており、第２入口部６２と第１出口部６３とを有している。本体ケース５１の第１入口部６１から導入された気体含有液３は、第２入口部６２を介して第１出口部材５２内に導入され、第１出口部６３を介して第１出口部材５２から排出される。
【００７４】
第２出口部材５３は、本体ケース５１の端部に第１出口部材５２を介して装着されており、第２出口部６４を有している。第２出口部６４は、起泡部１３における気体含有液３の出口に相当する。第１出口部材５２の第１出口部６３から排出された気体含有液３は、第２出口部６４を介して第２出口部材５３から排出される。
【００７５】
球体ホルダ５４、開閉球体５５、およびスプリング５６は、本体ケース５１内に順番に配置されている。第１管内部材５７と第２管内部材５８は、本体ケース５１とスプリング５６との間に配置されている。
【００７６】
球体ホルダ５４は、第１入口部６１の付近で、本体ケース５１の内周面に固定されている。球体ホルダ５４は、筒状の形状を有している。符号５４ａは、球体ホルダ５４の開閉球体５５側の角部を示す。
【００７７】
開閉球体５５は、本体ケース５１内を移動可能なように本体ケース５１内に収容されている。開閉球体５５の形状は、球形である。開閉球体５５は、気体含有液３の流れにより気体含有液３の下流側に押圧され、スプリング５６の弾性力により気体含有液３の上流側に押圧される。図７(ａ)では、開閉球体５５が球体ホルダ５４と接触している。図７(ｂ)では、開閉球体５５が球体ホルダ５４から離脱している。球体ホルダ５４は、開閉球体５５と接触することで、開閉球体５５をスプリング５６による押圧に対して支持することができる。球体ホルダ５４の角部５４ａは、開閉球体５５を支持しやすいように、テーパー形状を有している。
【００７８】
スプリング５６は、開閉球体５５に接触する前端部と、第１出口部材５２の周囲にはめ込まれた後端部とを有している。本実施形態のスプリング５６の前端部は、開閉球体５５に固定されているが、開閉球体５５に固定されていなくてもよい。同様に、本実施形態のスプリング５６の後端部は、第１出口部材５２に固定されているが、第１出口部材５２に固定されていなくてもよい。
【００７９】
第１管内部材５７は、本体ケース５１の中心付近で、本体ケース５１の内周面に固定されている。第２管内部材５８は、第１出口部材５２の付近で、本体ケース５１の内周面に固定されている。第１および第２管内部材５７、５８は、筒状の形状を有している。第１および第２管内部材５７、５８は、スプリング５６の中心軸を本体ケース５１の中心軸の付近に保つためのストッパとして機能する。
【００８０】
図７の起泡部１３は、以下のように動作する。
【００８１】
矢印Ｎ１は、起泡部１３の入口からの気体含有液３の流れを示す。開閉球体５５が球体ホルダ５４と接触していると、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間がふさがる（図７(ａ)）。そのため、起泡部１３の入口から出口への気体含有液３の流れが、開閉球体５５により阻止される。
【００８２】
一方、開閉球体５５が球体ホルダ５４から離脱していると、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間に隙間が生じる（図７(ｂ)）。そのため、起泡部１３の入口からの気体含有液３が、矢印Ｎ２のようにこの隙間を通過する。その後、この気体含有液３は、矢印Ｎ３、Ｎ４のように起泡部１３の出口に向かい、起泡部１３から排出される。
【００８３】
開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間は、気液混合部１１から排出される気体含有液３の流量により変化する。気体含有液３の流量が多くなると、開閉球体５５が気体含有液３から受ける圧力が大きくなる。そのため、気体含有液３の流れが開閉球体５５を気体含有液３の下流側に移動させることで、隙間が拡大する。一方、気体含有液３の流量が少なくなると、開閉球体５５が気体含有液３から受ける圧力が小さくなる。そのため、スプリング５６の弾性力が開閉球体５５を気体含有液３の上流側に移動させることで、隙間が縮小する。
【００８４】
起泡部１３は、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間に気体含有液３を通すことで、気体含有液３の流速を高めることができる。そして、流速が高まった気体含有液３が起泡部１３の壁面などに衝突することで、気体含有液３中に気泡３ｂが生成される。本実施形態によれば、気泡核生成部１２から起泡部１３に多数の気泡核３ａを含有する気体含有液３を供給することで、ナノバブルのような微細な気泡３ｂを高濃度に含有する気体含有液３を生成することができる。
【００８５】
また、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間に気体含有液３を通す場合、隙間を通過後の気体含有液３の流速は、隙間の大きさに依存する。具体的には、隙間が広くなるほど流速の増加量が小さくなり、隙間が狭くなるほど流速の増加量が大きくなる。そのため、気液混合部１１の動作速度が速くなり気体含有液３の流速や流量が増加すると、隙間が広くなり、隙間での流速の増加量が小さくなる。一方、気液混合部１１の動作速度が遅くなり気体含有液３の流速や流量が減少すると、隙間が狭くなり、隙間での流速の増加量が大きくなる。これは、隙間を通過前の流速が速いほど隙間での流速の増加量が小さく、隙間を通過前の流速が遅いほど隙間での流速の増加量が大きいことを意味する。
【００８６】
このように、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間は、気液混合部１１での気体含有液３の流速の変化を打ち消し、気体含有液３の流速を一定値に近付ける流速調整作用を有している。一方、実験の結果、起泡部１３で生成される気泡３ｂの粒径は、気体含有液３の流速に依存することが判明している。よって、本実施形態によれば、起泡部１３により気体含有液３の流速を一定値に近付けることで、気体含有液３中の気泡３ｂの粒径の均一性を向上させることができる。気泡３ｂの粒径の均一性を向上させることには、例えば、気泡３ｂの安定性が高まるという利点や、気体含有液３を種々の工業的用途や商業的用途に用いる際に気体含有液３の特性を管理しやすいという利点がある。
【００８７】
なお、本実施形態の起泡部１３は、気泡核生成部１２の内部に配置されているが、気泡核生成部１２の外部に配置されていてもよい。ただし、起泡部１３を気泡核生成部１２の内部に配置することには、例えば、気体含有液生成装置をコンパクト化しやすく、気体含有液生成装置のコストを削減しやすいという利点がある。
【００８８】
図８は、図１の起泡部１３における気体含有液３の圧力と流速とを示すグラフである。
【００８９】
図８の横軸は、起泡部１３内の位置を示す。点Ｘ１は、開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間の入口を示す。点Ｘ２は、この隙間の内部の位置を示す。点Ｘ３は、この隙間の出口を示す。
【００９０】
図８に示すように、気体含有液３の流速は、隙間を通過する間に高まる。そして、流速が高まった気体含有液３が起泡部１３の壁面などに衝突することで、気体含有液３中に気泡３ｂが生成される。
【００９１】
より詳細には、気泡３ｂの生成過程は次のようになる。気体含有液３が隙間に入り込むと、気体含有液３の圧力は低下し、その後上昇する。この圧力上昇の際に、気体含有液３中に多数のマイクロバブルが生成される。そして、これらのマイクロバブルは、周囲の液体層や起泡部１３の壁面などに衝突することで崩壊し、ナノバブルに変化する。このようにして、気泡３ｂとしてナノバブルを高濃度に含有する気体含有液３が生成される。
【００９２】
図９は、図１の起泡部１３の構造の別の例を示す断面図である。図９(ａ)と図９(ｂ)は、起泡部１３が動作する様子を示している。
【００９３】
図９の起泡部１３は、図７の起泡部１３と同様に、端部Ｅ１から端部Ｅ２に延びる管状の形状を有している。しかしながら、図９の起泡部１３は、気体含有液３の入口を端部Ｅ１に有し、気体含有液３の出口を端部Ｅ１と端部Ｅ２との間の側部に有している。起泡部１３は、これらの入口から出口へと流れる気体含有液３中に気泡３ｂを生成する。端部Ｅ１は、第１の端部の例である。端部Ｅ２は、第２の端部の例である。
【００９４】
図９では、本体ケース５１の側壁に貫通孔５１ａが設けられ、本体ケース５１の側壁に貫通孔５１ａを覆うように側部ケース５９が取り付けられている。側部ケース５９は、第１出口部６５を有している。第１出口部６５は、起泡部１３における気体含有液３の出口に相当する。開閉球体５５と球体ホルダ５４との間の隙間を通過した気体含有液３は、本体ケース５１から貫通孔５１ａを介して側部ケース５９内に流入し、第１出口部６５を介して側部ケース５９から排出される（矢印Ｎ１〜Ｎ４を参照）。側部ケース５９は、筒状の形状を有している。
【００９５】
図９の起泡部１３によれば、図７の起泡部１３と同様に、起泡部１３により気体含有液３の流速を一定値に近付けることで、気体含有液３中の気泡３ｂの粒径の均一性を向上させることができる。
【００９６】
（４）第１実施形態の気体含有液生成装置の構成
図１０は、第１実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【００９７】
本実施形態の気体含有液生成装置は、上述のように、気液混合部１１と、気泡核生成部１２と、起泡部１３と、清成槽１４とを備えている。本実施形態の気体含有液生成装置はさらに、第１流路７１と、第２流路７２と、第３流路７３と、気体入口７４と、液体入口７５と、流量測定器８１と、流量表示器８２と、濃度測定器８３と、濃度表示器８４と、コントローラ８５とを備えている。
【００９８】
第１流路７１は、気液混合部１１から気泡核生成部１２に気体含有液３を供給する流路である。第２流路７２は、気泡核生成部１２および起泡部１３から清成槽１４に気体含有液３を供給する流路である。第３流路７３は、清成槽１４から気液混合部１１に気体含有液３を戻す流路である。気体入口７４は、気体１を気液混合部１１内に供給するために使用される。液体入口７５は、液体２や気体含有液３を気液混合部１１内に供給するために使用される。本実施形態によれば、気体含有液３を第１から第３流路７１〜７３を介して循環させることで、気体含有液３中の気泡３ｂの濃度を高めることができる。
【００９９】
流量測定器８１は、気体含有液生成装置内を流れる気体含有液３の流量を測定し、流量の測定結果を出力する。本実施形態の流量測定器８１は、第２流路７２を流れる気体含有液３の流量を測定するが、その他の部分を流れる気体含有液３の流量を測定してもよい。
【０１００】
流量表示器８２は、流量の測定結果を流量測定器８１から受信し、この流量を表示部に表示する。本実施形態の流量表示器８２は、流量をアナログ値からデジタル値に変換し、このデジタル値を表示する。
【０１０１】
濃度測定器８３は、気体含有液生成装置内の気体含有液３中の気泡３ｂの濃度（ボイド率）を測定し、濃度の測定結果を出力する。本実施形態の濃度測定器８３は、第２流路７２を流れる気体含有液３中の気泡３ｂの濃度を測定するが、その他の部分に存在する気体含有液３中の気泡３ｂの濃度を測定してもよい。
【０１０２】
濃度表示器８４は、濃度の測定結果を濃度測定器８３から受信し、この濃度を表示部に表示する。本実施形態の濃度表示器８４は、濃度をアナログ値からデジタル値に変換し、このデジタル値を表示する。
【０１０３】
コントローラ８５は、気体含有液生成装置の種々の動作を制御する。例えば、コントローラ８５は、気体含有液３の流量の測定結果と、気体含有液３中の気泡３ｂの濃度の測定結果とに基づいて、気液混合部１１のモータ２８または３８の動作を制御する。この際、コントローラ８５は、流量の測定結果を流量測定器８１から受信してもよいし、流量の測定結果を流量表示器８２からアナログ値またはデジタル値として受信してもよい。また、コントローラ８５は、濃度の測定結果を濃度測定器８３から受信してもよいし、濃度の測定結果を濃度表示器８４からアナログ値またはデジタル値として受信してもよい。コントローラ８５は例えば、流量を流量目標値に近付けるように気体含有液生成装置を制御してもよいし、濃度を濃度目標値に近付けるように気体含有液生成装置を制御してもよい。
【０１０４】
なお、本実施形態の気体含有液生成装置は、気体含有液３のその他の物理量を測定する測定器を備えていてもよい。このような物理量の例は、気体含有液３の粘性、温度、ｐＨなどである。この場合、コントローラ８５は、このような物理量の測定結果に基づいて、気体含有液生成装置の動作を制御してもよい。また、コントローラ８５は、モータ２８または３８の動作以外の気体含有液生成装置の動作を制御してもよい。コントローラ８５は例えば、気体１の種類を選択する選択動作や、液体２の種類を選択する選択動作を制御してもよい。
【０１０５】
図１１は、図１０の濃度測定器８３の構造を示す断面図である。図１１(ａ)は、濃度測定器８３の第１の断面を示す。図１１(ｂ)は、濃度測定器８３の第１の断面に垂直な第２の断面を示す。
【０１０６】
濃度測定器８３は、図１１に示すように、透明ケース９１と、入口部９２と、出口部９３と、投光器９４と、受光器９５と、ホルダ９６とを備えている。
【０１０７】
透明ケース９１は、気体含有液３を収容するために使用される。気体含有液３は、入口部９２を介して透明ケース９１内に導入され、出口部９３を介して透明ケース９１から排出される。透明ケース９１は、第２流路７２上に配置されていてもよいし、第２流路７２に並列に接続されていてもよい。
【０１０８】
ホルダ９６は、透明ケース９１を保持している。投光器９４と受光器９５は、透明ケース９１を挟んで対向するようにホルダ９６に取り付けられている。本実施形態の投光器９４と受光器９５は、光ファイバにより濃度表示器８４に接続されている。
【０１０９】
濃度測定器８３は、次のように動作する。まず、投光器９４は、濃度表示器８４から光ファイバを介してレーザ光を受光すると、透明ケース９１内の気体含有液３にこのレーザ光を照射する。符号Ｌは、気体含有液３に照射されたレーザ光を示す。次に、受光器９５は、気体含有液３を通過したレーザ光を受光すると、濃度表示器８４に光ファイバを介してこのレーザ光を供給する。
【０１１０】
一般に、気体含有液３は気泡３ｂの影響で白濁しており、気泡３ｂの濃度が高くなるほど気体含有液３の白濁の程度が大きくなる。よって、本実施形態によれば、気体含有液３を通過したレーザ光を測定することで、気泡３ｂの濃度を特定することができる。本実施形態の濃度表示器８４は、受光器９５から受光したレーザ光を用いて気泡３ｂの濃度のデジタル値を算出し、このデジタル値を表示部に表示する。
【０１１１】
以上のように、本実施形態によれば、上述のような気液混合部１１、気泡核生成部１２、および起泡部１３により、微細な気泡３ｂを高濃度に含有する気体含有液３を生成することが可能となる。また、本実施形態によれば、気体含有液３の流れとスプリング５６の弾性力とを利用して開閉球体５５と球体ホルダ５４との隙間を制御することで、このような微細な気泡３ｂの粒径の均一性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態の気体含有液生成装置の構成を示す概略図である。
【０１１３】
本実施形態の気体含有液生成装置は、第１実施形態と同様に、第１流路７１と、第２流路７２と、第３流路７３とを備えている。ただし、本実施形態の第１流路７１は、２本の分岐流路７１ａ、７１ｂに分岐しており、本実施形態の第２流路７２は、２本の分岐流路７２ａ、７２ｂに分岐している。
【０１１４】
起泡部１３を内包する気泡核生成部１２は、分岐流路７１ａ、７２ａの間に配置されている。一方、起泡部１３と同一の構造を有する起泡部１３’は、単独で分岐流路７１ｂ、７２ｂの間に配置されている。よって、起泡部１３と起泡部１３’は、第１および第２流路７１、７２に対して並列に配置されている。起泡部１３は、気液混合部１１から気泡核生成部１２を介して気体含有液３を供給され、起泡部１３’は、気液混合部１１から気泡核生成部１２を介さずに気体含有液３を供給される。起泡部１３は、第１の気泡生成部の例である。起泡部１３’は、第２の気泡生成部の例である。
【０１１５】
本実施形態では、多量の気体含有液３を生成する際には起泡部１３を使用し、少量の気体含有液３を生成する際には起泡部１３’を使用する。理由は、図３や図４に示す容量可変型の気液混合部１１は、気泡核生成部１２には劣るものの、気泡核３ａを生成する機能を有しているからである。よって、少量の気体含有液３を生成する際には、気液混合部１１で生成された少数の気泡核３ａから、起泡部１３’により十分な個数の気泡３ｂを生成することができる。
【０１１６】
以上のように、本実施形態によれば、上述のような気液混合部１１、気泡核生成部１２、および起泡部１３、１３’により、微細な気泡３ｂを高濃度に含有する気体含有液３を生成することが可能となる。
【０１１７】
以上、本発明の具体的な態様の例を、本発明の第１および第２実施形態により説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を加えて実施することができる。本発明の範囲には、このような変更を加えた形態も含まれる。
【符号の説明】
【０１１８】
１：気体、１ａ：気体分子、２：液体、２ａ：液体分子、
３：気体含有液、３ａ：気泡核、３ｂ：気泡、
１１：気液混合部、１２：気泡核生成部、１３：起泡部、１４：清成槽、
２１：シリンダ、２２：液体入口部、２３：液体出口部、２４：気体入口部、
２５：入口弁、２６：出口弁、２７：ピストン、２８：モータ、
３１：シリンダ、３２：液体入口部、３３：液体出口部、３４：気体入口部、
３５：入口弁、３６：出口弁、３７：ダイヤフラム、３８：モータ、
４１：本体ケース、４１ａ：入口部、４１ｂ：出口部、
４２：誘導パイプ、４２ａ：入口部、４３：導出パイプ、
４３ａ：貫通孔、４３ｂ：出口部、４３ｃ：外周溝、４３ｄ：内周溝、
４４：軸部材、４５：螺旋流路、４６：活性化パイプ、４６ａ：孔、
５１：本体ケース、５１ａ：貫通孔、５２：第１出口部材、５３：第２出口部材、
５４：球体ホルダ、５４ａ：角部、５５：開閉球体、５６：スプリング、
５７：第１管内部材、５８：第２管内部材、５９：側部ケース、
６１：第１入口部、６２：第２入口部、
６３：第１出口部、６４：第２出口部、６５：第１出口部、
７１：第１流路、７１ａ、７１ｂ：分岐流路、
７２：第２流路、７２ａ、７２ｂ：分岐流路、
７３：第３流路、７４：気体入口、７５：液体入口、
８１：流量測定器、８２：流量表示器、
８３：濃度測定器、８４：濃度表示器、８５：コントローラ、
９１：透明ケース、９２：入口部、９３：出口部、
９４：投光器、９５：受光器、９６：ホルダ
【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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【図１１】
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【図１２】
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