(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と気体とを混合して流体中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置において、ブロック部材（２）に設けられた主混合部（３）を備え、該主混合部（３）は空気圧送ポンプに接続された流入部（５）と該流入部（５）と直線に設けた流出部（６）とより成り、前記流入部（５）および流出部（６）はそれぞれブロック部材（２）に螺合（５ａ、６ａ）されており、流入部（５）および流出部（６）の先端部には細径部（７）がブロック部材（２）に形成されており、さらにブロック部材（２）に形成された副混合部（４）は混合室（１１）を有し、該混合室（１１）は連通路（８）を介して前記細径部（７）を連通しており、前記混合室（１１）には第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とが開口しており、そして流入部（５）と第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）にはそれぞれチェックバルブ（１０、１４、１５）が設けられ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２】
前記第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とは直線状に対峙している請求項１記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項３】
前記第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とは混合室（１１）の内壁に直径方向対向位置に開口している請求項１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、複数の液体を混合した流体中にマイクロバブル（微細な気泡）を発生させるためのマイクロバブル発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄剤原液を水あるいは溶剤によって規定濃度に希釈して混合し、作成されたその洗浄液を洗浄対象物に噴射して、汚れを落とすようにしている洗浄方法乃至装置が多くの分野で利用されている。洗浄剤原液と水の２液を用いるのは、洗浄剤原液だけでは濃度が高すぎ、作業性に劣りかつ洗浄コストが高価になるために、水の洗浄力を利用して粘度を下げて作業性を向上させるためである。
【０００３】
例えば、印刷分野においては、印刷作業の経時によってブランケット胴等のシリンダ表面或いはインキ練りローラ群の表面にインキカスや紙粉等が付着し、その表面を洗浄するためにシリンダ洗浄装置やブラシロール洗浄装置或いはローラ洗浄装置において、洗浄液を用いて洗浄を行なっている。
【０００４】
また、介護分野においては、身体が不自由な人の入浴時における洗浄剤となる石鹸とお湯を使用して身体を洗う身体清掃機器や、リハビリにおけるマッサージ機器に利用されている。或いは、清掃分野においては、リノリウム床に付着した靴跡や飲料の残渣跡等の洗浄に、洗浄液と水を撒いてポリシャーに設けたブラシで床をこすり合わせて洗浄する作業に利用されている等、多分野に亘っている。
しかしながら、これ等列挙した例において、比較的高価な洗浄剤液を薄め過ぎると洗浄効果が極端に悪くなるので、洗浄剤原液を濃い目にして使用に供しているので、洗浄液の無駄が発生しており、当然ながら洗浄のためのコストが高くなっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１や特許文献２に示されるように、水中にマイクロバブルを発生させるベンチュリー形の流入部と流出部を有する主流を形成する混合室と、その流入部と流出部の間の中央の細径部分に臨んだ、副流からの液体を吸込んで混合する吸引部が略Ｔ字形状に設けられた構成のマイクロバブル発生装置が提案されている。
【０００６】
また、浴槽内の水中にマイクロバブルを噴出して入浴中の皮膚の汚れを取り、リラックス効果を与えるものであるが、そのマイクロバブル発生装置は、水中にマイクロバブルを与えるベンチユリー形の流入部と流出部を有する主流を形成する混合室と、その流入部と流出部の間の中央の細径部分に臨んだ、副流からの液体を吸い込んで混合する吸引部が略Ｔ字形状に設けられた構成となっている。
【０００７】
しかしながら、これらの構造のマイクロバブル発生装置において、吸引部から混合室に流入する液体は、混合室を流れる主流の液体の流速による減圧によって吸引されるだけで吸引部分の渦流混合がなく、副流の液体と主流の液体とは十分に混合されず、マイクロバブルの生成量が少なく、個々のバブル径、即ち表面積が小さくなっておらず、その分汚れ成分の吸着が少ない。
【０００８】
また、複雑な構造にもかかわらず、吸引部から混合室に流入する副流の液体は、混合室を流れる主流の液体と同じ液体であるから、マイクロバブルが発生してもバブルの消滅時間が早く、マイクロバブル自体が有する性能を発揮し難い。
更に、生成された個々のバブルが有する内圧も高くなく、バブルが崩壊する際の空気ジェット流が低く、汚れの成分を剥ぎ取る力が弱いという欠点を有する。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１６５８０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、マイクロバブルの個々のバブル径を小さくして表面積を増加させ、表面活性を高めて汚れを吸着させることができ、また、マイクロバブル個々のバブル内に高圧の空気ジェットを閉じ込め、バブル崩壊時に空気ジェットの力で汚れを剥ぎ取るようにしたマイクロバブル発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、液体と気体とを混合して流体中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置において、ブロック部材（２）に設けられた主混合部（３）を備え、該主混合部（３）は空気圧送ポンプに接続された流入部（５）と該流入部（５）と直線に設けた流出部（６）とより成り、前記流入部（５）および流出部（６）はそれぞれブロック部材（２）に螺合（５ａ、６ａ）されており、流入部（５）および流出部（６）の先端部には細径部（７）がブロック部材（２）に形成されており、さらにブロック部材（２）に形成された副混合部（４）は混合室（１１）を有し、該混合室（１１）は連通路（８）を介して前記細径部（７）を連通しており、前記混合室（１１）には第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とが開口しており、そして流入部（５）と第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）にはそれぞれチェックバルブ（１０、１４、１５）が設けらている。
【００１２】
また、本発明によれば、前記第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とは直線状に対峙している。
【００１３】
そして、本発明のよれば、前記第１の液体流入口（１２）と第２の液体流入口（１３）とは混合室（１１）の内壁に直径方向対向位置に開口している。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、加圧された気体が通る流入部と流出部を有する主混合部と、加圧された液体を渦流にして前記主混合部に圧送する副混合部とからなり、副混合部で生成された液体の渦流を主混合部の細径部で気体の渦流と混合してマイクロバブルを含有する混合流体を生成するようにしてので、微小のバブル径となった洗浄剤原液の表面積が、従来の蒸留水との攪拌により混ぜた洗浄剤原液の表面積と異なり、格段に増加することで表面活性が増大し、洗浄面に付着した汚れ成分の界面への吸着性を増大させることができる。
また、渦流により生成されたマイクロバブルにおける局所高圧場の生成により、気泡崩壊時にマイクロバブル内に閉じ込められた高圧の空気ジェットが噴出し、その高圧ジェットが洗浄面に付着している汚れ成分を剥ぎ取ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、副混合部の混合室の内壁に複数の液体流入口が対峙して開口するので、多角形の内壁に沿って流入した液体は混合室で渦流を形成して、混合室内で十分に複数の液体を混合することができ、連通路から渦流のまま主混合部の細径部に圧送される。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、気体流入部と液体流入口の夫々に、チェックバルブを設置するだけの簡単な構造にもかかわらず、マイクロバブルを生成することができ、故障を生ずる箇所を有さずメンテナンスの必要性もない。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、主混合部の細径部下流の流出部を出た洗浄液は、径が太くなったチャンバー内で空気と十分に混ぜることで、マイクロバブルの数を増加することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、複数の液体である洗浄剤原液と水との混合割合を１：５から１：２０の範囲で洗浄液が作成され、該洗浄液を使用することで好適な洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明に係るマイクロバブル発生装置を、印刷機のシリンダ洗浄装置に適用した実施形態について説明するが、本発明は当該実施形態に限定されずに２つの液体で汚れを落とす分野にも適用することができる。
【００２２】
図１は本発明に係るマイクロバブル発生装置の１実施形態を１部断面で示す図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面で示す副混合部の断面図、図３は副混合部の他の実施形態を示す図、図４は本発明に係るマイクロバブル発生装置を印刷機に使用した例のブロック図である。
【００２３】
図１に示すマイクロバブル発生装置１は、好ましくは直方体形状のブロック部材２を有し、該ブロック部材２は図示しない印刷機のフレームに適宜固定手段により固定される。
【００２４】
主混合部３は直線状を呈し、図示しない空気圧送ポンプに接続された流入部５と、空気と洗浄液の混合流体が圧送される流出部６を有し、流入部５及び流出部６はブロック部材２にその両側から螺合固定されている。５ａ、６ａ、１２ａ、１３ａは夫々螺合部を示し、また１７は混合室１１底部の閉塞栓を示す。
【００２５】
流入部５及び流出部６の先端中央部においてブロック部材２に細径部７が形成されており、ニップル形状の流入部５及び流出部６の夫々の内径は大径となっており、中央部の細径部７に行くに従って先細り状（図示せず）とされている。
【００２６】
中央部の細径部７の径は例えば流入部５及び流出部６の内径の約４分の１の小径とされている。細径部７に臨んで孔が穿設され、主混合部３と副混合部４とを連通する連通路８が形成されている。
【００２７】
主混合部３の流入部５には、一方向のみの気体の流れを許容する公知のチェックバルブ１０が配置されている。
【００２８】
副混合部４は断面即ち内壁が多角形、望ましくは円形とされた混合室１１を有し、該混合室１１はブロック部材２の細径部７の下方に形成されている。混合室１１の内壁に接するように第１の液体流入口１２と第２の液体流入口１３が対峙して開口されている。
【００２９】
混合室１１の内壁に接線方向で開口する第１の液体流入口１２及び第２の液体流入口１３に、夫々一方にのみ流れを許容する公知のチェックバルブ１４、１５が配置されている。
【００３０】
図４に示すように、主混合部３の流入部５は、配管によりエア源２０からレギュレータ２１を経てソレノイドバルブ２２に接続され、主混合部３の流出口６は、図示しない印刷機のシリンダ洗浄装置に対面して設けられた洗浄ノズル２３と配管により接続されている。また、副混合部４の第１液体流入口１２は、有機系溶剤の液（洗浄剤原液）を貯蔵しているタンク２５に流量を調整するシリンダスイッチ２６を経由して接続され、第２液体流入口１３は蒸留水を貯蔵しているタンク２７に流量を調整するシリンダスイッチ２８を経由して接続されている。なお、ソレノイドバルブ２２と夫々のシリンダスイッチ２６、２８の作動は、コントロールボックス２９内の制御機器で制御される。
【００３１】
上記のような構成からなるマイクロバブル発生装置の作用につき説明する。
【００３２】
印刷作業が終了してシリンダの表面のインキカス等の汚れの払拭作業が必要となったときは、コントローラ２９の指令により、洗浄原液の貯蔵量を測定しながらシリンダスイッチ２６を作動させるとともに、水の貯蔵量を測定しながらシリンダスイッチ２８を作動させて、夫々規定された所定の量を副混合部４に送り込む。
【００３３】
加圧され送り込まれた洗浄剤原液と水は、第１液体流入口１２と第２液体流入口１３から副混合部４の混合室１１内で衝突し、渦流を形成しながら混合する。そして、混合し合った洗浄液は、連通路８を通り主混合部３の細径部７に渦流のまま圧送される。
【００３４】
一方、コントローラ２９の指令を受けたソレノイドバルブ２２は、空気流路を開弁して主混合部３の流入部５に向かって加圧された空気を流す。流入部５に入った空気は、先細の流路で絞られて細径部に行くに従って渦流を形成し、細径部７を通過する際に流速を上げるとともに減圧し、副混合部４の混合室１１の渦流となっている希釈された洗浄液を連通路８から吸込みながら、洗浄液中に空気が吹き込まれてマイクロバブルが生成される。そして、洗浄ノズル２３に穿設した孔から洗浄対象物に向けて洗浄液を噴射する。
【００３５】
洗浄液内の洗浄剤はマイクロバブルのバブル径となって表面積が増加し、従来の攪拌により混ぜた際に生成したバブル径の表面積と異なり、格段に増加することで表面活性が増大し、洗浄面に付着した汚れ成分の界面への吸着性を増大させることができる。
【００３６】
また、渦流にしながら生成されたマイクロバブル内における局所高圧場の生成により、気泡崩壊時にマイクロバブル内に閉じ込められた高圧の空気ジェットが噴出し、その高圧ジェットが洗浄面に付着している汚れ成分を剥ぎ取ることができる。
【００３７】
洗浄剤原液と水との混合比により作成した洗浄液を、洗浄対象物であるシリンダに噴射し、シリンダ表面の紙粉及び汚れの目視による落ち具合を表１に纏める。各混合比について、○は洗浄が十分であり次の作業に支障を生じない状態が得られることを表し、△は汚れのムラが残り、再度洗浄が必要なことをあらわしている。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
図３は副混合部４の他の実施形態を示し、図３において第１液体流入口１２と第２液体流入口１３とから圧送される２種類の液体（ここでは洗浄剤原液と水）が混合する混合室１６の形状を異にしている。第１液体流入口１２と第２液体流入口１３は混合室１６の内壁に円周方向に等間隔即ち直径方向対向位置で開口している。
【００４０】
この場合、第１液体流入口１２からの洗浄液原液と第２液体流入口１３からの水とは、混合室１６内に流入後夫々が円形の室の壁に沿って回転しながら渦流を生成し、連通路８から主混合部３へと圧送される。
【００４１】
なお、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではない旨を付記する。
即ち印刷分野のシリンダ洗浄につき述べたが、前記背景技術で述べた介護分野や清掃分野或いは土木分野における２液混合による洗浄に適用することができる。また、洗浄液として洗浄剤原液を２種以上用いたり、気体として空気以外の気体を用いたり、希釈用液体として水以外の液体を用いることができる。また、流入部及び流出部とブロック部材を別体に形成することなく、一体成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るマイクロバブル発生装置の１実施形態を一部断面で示す図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面で示す副混合部の断面図。
【図３】副混合部の他の実施形態を示す図。
【図４】本発明に係るマイクロバブル発生装置を印刷機に使用した例のブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・マイクロバブル発生装置
３・・・主混合部
４・・・副混合部
５・・・流入部
６・・・流出部
７・・・細径部
８・・・連通路
１２・・・第１液体流入口
１３・・・第２液体流入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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