微小气泡生成方法和微小气泡生成装置

文档序号:1205204 发布日期:2020-09-01 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 微小气泡生成方法和微小气泡生成装置 (Method and apparatus for generating fine bubbles ) 是由 藤田勇仁 小林正史 切石壮 于 2018-12-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能在液体中高效生成直径为纳米级的微小气泡的微小气泡生成方法和装置。微小气泡生成装置包括:储液槽(10);将储存在储液槽(10)中的液体吸起并送出的送液机构(20);对送液机构(20)送液途中的液体释放气体的气体释放机构(30);将由气体释放机构(30)释放有气体的液体加以储存的储液槽(40)。气体释放机构(30)具有:在气体释放面开口有孔径(众数径)为1.5μm以下的大量气体释放孔的气体释放部件(32);和在与气体释放部件(32)的气体释放面的接触面形成有槽的基底部件,送液机构(20)以使液体与气体释放部件(32)的相对速度成为1m/sec以上的方式,使该液体在由气体释放部件(32)的气体释放面和基底部件(31)的槽包围的流路FC中流动,从而使液体沿着气体释放部件(32)的气体释放面移动。(The present invention provides a method and an apparatus for generating fine bubbles capable of efficiently generating fine bubbles having a diameter of a nanometer order in a liquid. The microbubble generation device includes: a reservoir (10); a liquid feeding mechanism (20) for sucking up and feeding out the liquid stored in the liquid storage tank (10); a gas release mechanism (30) for releasing gas to the liquid during the liquid feeding of the liquid feeding mechanism (20); a reservoir tank (40) for storing the liquid in which the gas is released by the gas release mechanism (30). The gas release mechanism (30) comprises: a gas release member (32) having a plurality of gas release holes with a pore diameter (mode diameter) of 1.5 μm or less opened on a gas release surface; and a base member having a groove formed in a contact surface with the gas release surface of the gas release member (32), wherein the liquid feeding mechanism (20) moves the liquid along the gas release surface of the gas release member (32) by causing the liquid to flow through a flow channel FC surrounded by the gas release surface of the gas release member (32) and the groove of the base member (31) so that the relative speed of the liquid and the gas release member (32) becomes 1m/sec or more.)

微小气泡生成方法和微小气泡生成装置

技术领域

本发明涉及在液体内生成直径为纳米级的微小气泡的微小气泡生成方法和微小气泡生成装置。

背景技术

作为在液体内生成微小气泡的方法,例如在专利文献1中被公开。该微小气泡生成方法为,储存槽中所储存的液体中浸渍具有孔径为5μm的大量的气体释放孔的多孔质体,通过从该多孔质体释放气体对液体供给气泡,并且对于多孔质体在与气泡的释放方向大致成直角的方向上施加1kHz以下的频率的振动,通过对于多孔质体在与气泡的释放方向大致成直角的方向上施加1kHz以下的频率的振动,从多孔质体释放的气泡由于剪切力而微小化,在液体中能够生成微小化的气泡。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2003-93858号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是,在专利文献1所记载的微小气泡生成方法中,供给气泡的多孔质体的气体释放孔的孔径为5μm是比较大的,虽然能生成气泡直径为几十μm~几百μm程度的微小气泡(Microbubble:微泡),但是不能生成气泡直径为纳米级的微小气泡。

另外,对于多孔质体,为了在相对于气泡的释放方向大致成直角的方向上施加1kHz以下的频率的振动,需要能够将产生的振动的频率和振幅任意地设定的激振装置、和将由该激振装置产生的振动传递到浸渍于液体中的多孔质体的振动传递部件,存在不能将用于实施该微小气泡生成方法的装置紧凑地小型化的问题。

因此,本发明的课题在于,提供一种能够使直径为纳米级的微小气泡在液体内高效地生成的微小气泡生成方法和微小气泡生成装置。

用于解决课题的技术手段

为了解决上述课题,权利要求1的发明提供一种微小气泡生成方法,其在液体内生成直径为纳米级的微小气泡,该微小气泡生成方法的特征在于:使液体与气体释放部件的气体释放面接触,在该气体释放面开口有作为孔径(众数径)为1.5[μm]以下的大量的气体释放孔;一边以与所述气体释放部件的相对速度成为1[m/sec]以上的方式使液体沿着所述气体释放部件的气体释放面相对移动,一边将气体从所述气体释放部件释放到液体中。

另外,权利要求2的发明的特征在于,在权利要求1的发明的微小气泡生成方法中,关于所述气体释放孔的孔径分布,当设从小径侧起的累积孔数成为总孔数的10%处的孔径为D10、从小径侧起的累积孔数成为总孔数的50%处的孔径为D50、从小径侧起的累积孔数成为总孔数的90%处的孔径为D90时,满足(D90-D10)/D50≤3.0。

另外,权利要求3的发明的特征在于,在权利要求1或权利要求2的发明的微小气泡生成方法中,通过将所述气体释放部件配置在液体流中,使液体沿着所述气体释放部件的气体释放面移动。

另外,权利要求4的发明的特征在于,在权利要求1或权利要求2的发明的微小气泡生成方法中,在所述气体释放部件的气体释放面上,以液体与该气体释放面接触的状态设置液体的流路,通过液体在该流路中流动,使液体沿着所述气体释放部件的气体释放面移动。

另外,权利要求5的发明的特征在于,在权利要求1或权利要求2的发明的微小气泡生成方法中,所述气体释放部件具有在作为气体释放面的外周面开口有所述气体释放孔的圆柱形状或者圆筒形状,在将圆柱形状或者圆筒形状的所述气体释放部件浸渍在静止液体中的状态下以轴芯作为中心使其进行固定位置旋转(定位置回転)。

另外,权利要求6的发明是一种微小气泡生成装置,其在液体中生成直径为纳米级的微小气泡,该装置的特征在于,包括:气体释放机构,其具有在气体释放面开口有大量的气体释放孔的气体释放部件;和相对移动单元,其使液体沿着所述气体释放部件的气体释放面相对移动,所述气体释放部件的气体释放孔的孔径(众数径)为1.5[μm]以下,所述相对移动单元以使液体与所述气体释放部件的相对速度成为1[m/sec]以上的方式,使该液体沿着所述气体释放部件的气体释放面相对移动,并且将气体从所述气体释放部件释放到液体中。

另外,权利要求7的发明的特征在于,在权利要求6的发明的微小气泡生成装置中,关于所述气体释放孔的孔径分布,当设从小径侧的累积孔数成为总孔数的10%处的孔径为D10、从小径侧的累积孔数成为总孔数的50%处的孔径为D50、从小径侧的累积孔数成为总孔数的90%处的孔径为D90时,满足(D90-D10)/D50≤3.0。

另外,权利要求8的发明的特征在于,在权利要求6或者权利要求7的发明的微小气泡生成装置中,所述气体释放机构具有流路形成部件,所述流路形成部件是以与所述气体释放部件的气体释放面面接触的状态被安装的、并在与所述气体释放部件的气体释放面的接触面形成有槽的部件,所述相对移动单元使液体在由所述气体释放部件的气体释放面和所述流路形成部件的槽包围的流路中流动,由此使液体沿着所述气体释放部件的气体释放面移动。

另外,权利要求9的发明的特征在于,在权利要求6或者权利要求7的发明的微小气泡生成装置中,所述气体释放部件具有在作为气体释放面的外周面开口有所述气体释放孔的圆柱形状或者圆筒形状,所述相对移动单元使浸渍在静止液体中的状态的圆柱形状或者圆筒形状的所述气体释放部件以轴芯为中心进行固定位置旋转。

发明效果

如上所述,在权利要求1的发明的微小气泡生成方法和权利要求6的发明的微小气泡生成装置中,以相对速度成为1[m/sec]以上的方式使液体沿着气体释放部件的气体释放面相对移动,并且将气体从气体释放部件释放到液体中,由此从气体释放部件的孔径(众数径)为1.5[μm]以下的气体释放孔释放的气体被分断为气泡直径1.5μm以下的微小气泡并且被释放到液体中,液体中的微小气泡慢慢地收缩而生成为纳米级的微小气泡。因此,不需要如现有那样设置对气体释放部件施加振动的振动施加单元,而能够使微小气泡生成装置紧凑地小型化。

另外,在权利要求2的发明的微小气泡生成方法和权利要求7的发明的微小气泡生成装置中,关于气体释放孔的孔径分布,当设从小径侧的累积孔数成为总孔数的10%处的孔径为D10、从小径侧的累积孔数成为总孔数的50%处的孔径为D50、从小径侧的累积孔数成为总孔数的90%处的孔径为D90时,满足(D90-D10)/D50≤3.0,因此,能够大量地生成孔径的不均小、且气泡直径的不均小的纳米级的微小气泡。

另外,为了使液体沿着气泡释放部件的气泡释放面相对地移动,如在权利要求3的发明的微小气泡生成方法所述,通过将气体释放部件配置在液体流中,使液体沿着气体释放部件的气体释放面移动,或者如权利要求4的发明的微小气泡生成方法所述,在气体释放部件的气体释放面上,以液体与该气体释放面接触的状态设置液体的流路,通过液体在该流路中流动,使液体沿着气体释放部件的气体释放面移动,或者如权利要求5的发明的微小气泡生成方法和如权利要求9的发明的微小气泡生成装置所述,在将圆柱形状或者圆筒形状的气体释放部件浸渍在静止液体中的状态下以轴芯作为中心使其进行固定位置旋转,该气体释放部件在作为气体释放面的外周面开口有气体释放孔。

尤其是在气体释放部件的气体释放面上,以液体与该气体释放面接触的状态设置液体的流路时,如权利要求8的发明的微小气泡生成装置所述,在与气体释放部件的气体释放面的接触面形成有槽的流路形成部件在与气体释放部件的气体释放面面接触的状态下安装于气体释放头,由此能够将由气体释放部件的气体释放面和流路形成部件的槽包围的部分作为流路使用。

附图说明

图1是表示本发明的微小气泡生成装置的一个实施方式的概略结构图。

图2是表示搭载在同上的微小气泡生成装置的气体释放机构的平面图。

图3是表示同上的气体释放机构的底面图。

图4是沿着图2的X-X线的截面图。

图5是表示同上的气体释放机构的分解截面图。

图6是表示构成同上的气体释放机构的基底部件的平面图。

图7(a)、(b)是表示在构成气体释放机构的气体释放部件的气体释放面上设置的流路的变形图案的概略图。

图8是表示同上的气体释放部件的变形例的立体图。

图9(a)、(b)是表示使用了筒状的气体释放部件的气体释放机构的变形例的概略图。

图10是表示使用了筒状的气体释放部件的气体释放机构的另一变形例的概略图。

图11是表示在同上的微小气泡生成装置的另一实施方式中的微小气泡生成装置的概略图。

图12是表示同上的微小气泡生成装置的另一实施方式的概略构成图。

图13是表示同上的微小气泡生成装置的另一实施方式的概略构成图。

图14是表示同上的微小气泡生成装置的另一实施方式的概略构成图。

具体实施方式

以下,参照附图对实施方式进行说明。图1表示本发明的微小气泡生成装置的概略结构。如该图所示,该微小气泡生成装置1包括:储存液体的储液槽10;将储存在该储液槽10中的液体吸起并送出的送液机构(相对移动单元)20;对由该送液机构20进行送液途中的液体释放气体的气体释放机构30;和将由该气体释放机构30释放了气体后的液体进行储存的储液槽40。

上述的送液机构20如该图所示包括:形成液体的流路的送液管21和送液管22;设置在送液管22部分的可变流量型的送液泵23;和设置在送液管21部分的、用于调整气体释放机构30的负压度的阀24,储存在储液槽10中的液体通过气体释放机构30被送出到储液槽40。

如图1~图6所示,上述气体释放机构30包括:在圆形的凹部底面31a形成有螺旋状的槽31b的、由树脂成形品形成的基底部件(流路形成部件)31;以下表面(气体释放面)与该基底部件31的凹部底面31a接触的状态配置的圆盘状的气体释放部件32;以与圆盘状的气体释放部件32的上表面周缘部面接触的方式配置的圆环状的衬垫33;和以将圆环状的衬垫33向下方侧按压的状态嵌合在基底部件31的凹部的、由树脂成形品形成的圆形的盖34,由螺旋状的槽31b与气体释放部件32的下表面(气体释放面)以液体与气体释放部件32的下表面(气体释放面)接触的状态形成液体的流路FC,并且由圆环状的衬垫33在气体释放部件32的上表面与盖34的下表面之间形成供气室GR。此外,图6中的网格表示部分表示了螺旋状的槽31b。

如图5和图6所示,在上述基底部件31形成有将螺旋状的槽31b的中心侧的端部上下地贯通的螺纹孔31c,送液机构20的送液管21的下游侧端部经由与该螺纹孔31c螺合的配管接头35而与气体释放机构30连接。

在上述基底部件31的侧面,一体地形成有连接送液机构20的送液管22的上游侧端部的竹笋状的配管接头31d,在基底部件31的内部形成有将配管接头31d和螺旋状的槽31b的外侧的端部连接的流路31e。

因此,储存在储液槽10中的液体从送液机构20的送液管21送出到气体释放机构30,通过该基底部件31的流路FC和流路31e送到送液机构20的送液管22,并从送液管22送出到储液槽40。

上述气体释放部件32由多孔质氧化铝、多孔质玻璃等的多孔质陶瓷形成的通气型的多孔质体形成,孔径(モード径:mode diameter:众数径)为1.5[μm]以下的大量的气体释放孔在下表面开放。具体而言,在气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm、1μm、0.8μm、0.4μm、0.05μm、0.005μm这6种中,关于各个孔径使用了具有2种孔径分布的共计12种的气体释放部件32。此外,关于气体释放孔的孔径分布,当设从小径侧的累积孔数成为总孔数的10%处的孔径为D10、从小径侧起的累积孔数成为总孔数的50%处的孔径为D50、从小径侧起的累积孔数成为总孔数的90%处的孔径为D90时,根据(D90-D10)/D50的值进行评价。可以认为该值小的则孔径的不均较小,大的则孔径的不均较大。另外,各气体释放部件32的气体释放孔的孔径(众数径)、D10、D50、D90的值,通过关于从各气体释放部件32切出的试验片(20mm×5mm)使用细孔径分布测量装置(多孔质氧化铝制:美国POROUS MATERIALS公司制Perm-Porometer、多孔质玻璃制:西华数字图像株式会社制Nano-PermPoro meter)利用气体吸附法通过各测量3次细孔径分布,并将其进行平均后的分布表而求得。

在上述盖34中形成有将其中心上下贯通的螺纹孔34a,经由与该螺纹孔34a螺合的配管接头36能够连接用于将各种气体供给到供气室GR的供气管。此外,在后述的各实施例中,因为作为气体使用了空气,所以没有特别连接供气管而将配管接头36向大气开放。

在如上所述构成的微小气泡生成装置1中,将液体导入到储液槽10内使送液泵23运转时,储液槽10内的液体通过气体释放机构30的流路FC送出到储液槽40,位于送液泵23的吸入侧的气体释放机构30的流路FC内成为负压,因此利用该负压从气体释放部件32的在下表面开放的气体释放孔将空气吸出到通过流路FC的液体内。将泵流量调整为气体释放机构30的流路FC内的液体流速成为1[m/sec]以上时,从气体释放部件32的气体释放孔被吸出到通过流路FC的液体内的空气由于在流路FC中流动的液体流而被分割为1.5μm以下的微小气泡,该微小气泡慢慢收缩而生成纳米级的微小气泡,包含纳米级的微小气泡的液体被储存在储液槽40中。

以下,关于使用上述的微小气泡生成装置1在纯水中生成空气的微小气泡的本发明的实施例1~19和比较例1~7参照表1进行说明,当然本发明并不限定于以下的实施例。

(实施例1)

如表2所示,作为气体释放机构30的气体释放部件32使用气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.898的部件,向储液槽10内导入纯水,在以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为2[m/sec]的方式调节了泵流量的状态下使送液泵23运转,由此在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例2)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为1μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.591的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例3)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.8μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.268的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例4)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为1.553的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例5)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.05μm、孔径分布(D90-D10)/D50为1.206的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例6)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.005μm、孔径分布(D90-D10)/D50为1.025的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例7)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为1[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例8)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为3[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例9)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为5[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例10)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为10[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例11)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm、孔径分布(D90-D10)/D50为8.474的部件这一点以外,与实施例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例12)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为1μm、孔径分布(D90-D10)/D50为9.611的部件这一点以外,与实施例2同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例13)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.8μm、孔径分布(D90-D10)/D50为4.893的部件这一点以外,与实施例3同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例14)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为7.474的部件这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例15)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.05μm、孔径分布(D90-D10)/D50为3.980的部件这一点以外,与实施例5同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例16)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为7.474的部件这一点以外,与实施例7同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例17)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为7.474的部件这一点以外,与实施例8同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例18)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为7.474的部件这一点以外,与实施例9同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(实施例19)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm、孔径分布(D90-D10)/D50为7.474的部件这一点以外,与实施例10同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例1)

如表2所示,作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为2μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.734的部件,向储液槽10内导入纯水,在以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为5[m/sec]的方式调节了泵流量的状态下运转送液泵23,由此在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例2)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为2.5μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.649的部件这一点以外,与比较例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例3)

如表2所示,除了作为气体释放机构30的气体释放部件32使用了气体释放孔的孔径(众数径)为5μm、孔径分布(D90-D10)/D50为2.981的部件这一点以外,与比较例1同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例4)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为0.8[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生了空气的微小气泡。

(比较例5)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为0.5[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例6)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为0.3[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

(比较例7)

如表2所示,除了以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为0.1[m/sec]的方式调节了泵流量这一点以外,与实施例4同样地在纯水中生成了空气的微小气泡。

将通过上述的实施例1~19、比较例1~7所得到的生成水静止了15分钟之后,用搅拌棒轻轻地搅拌,使用纳米颗粒分析系统(马尔文仪器有限公司制NanoSight LM10)将生成水中包含的气泡的众数径、D90、D50、D10和个数进行5次测量,将其平均值表示在表1中。

[表1]

根据表1能够确认,使用了气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm以下、孔径分布的不均较小的((D90-D10)/D50≦3)气体释放部件32,以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为1[m/sec]以上的方式调节了泵流量的实施例1~10所获得的生成水中,气泡直径(众数径)为100nm左右,气泡直径分布的不均较小的((D90-D10)/D50≦3)微小气泡以108个的数量级大量地生成。

另外可知,使用气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm以下、孔径分布的不均较大的((D90-D10)/D50>3)气体释放部件32,以使气体释放机构30的流路FC内的流速成为1[m/sec]以上的方式调节了泵流量的实施例11~19中,气泡直径(众数径)为100nm~170nm程度,气泡直径分布的不均较大的((D90-D10)/D50>3)微小气泡以105~108个的数量级生成,能够生成的微小气泡与实施例1~10相比气泡直径(众数径)具有幅度,气泡直径分布的不均也较大,生成个数少。

另一方面,能够确认,在使用了气体释放孔的孔径(众数径)超过1.5μm的气体释放部件32的比较例1~3中,即使气体释放机构30的流路FC内的流速为大幅高于1[m/sec]的5[m/sec],能够生成的微小气泡为气泡直径(众数径)是160nm~180nm程度,是比较大的,生成个数也是102~104个的数量级,是非常少的。

另外,能够确认,在气体释放孔的孔径(众数径)为0.4μm,比1.5μm大幅降低,使气体释放机构30的流路FC内的流速比1[m/sec]降低了的比较例4~7中,能够生成的微小气泡是气泡直径(众数径)为90nm~180nm程度,具有幅度,生成个数也是102~104个的数量级,是非常少的。

根据以上的结果,为了以105个以上的数量级生成气泡直径(众数径)为100nm~170nm程度的微小气泡,需要使用气体释放孔的孔径(众数径)为1.5μm以下的气体释放部件32,将气体释放机构30的流路FC内的流速调节为1[m/sec]以上,为了以108个的数量级大量地生成气泡直径(众数径)为100nm左右、气泡直径分布的不均小的((D90-D10)/D50≦3)微小气泡,进一步需要将使用的气体释放部件32的气体释放孔的孔径分布(D90-D10)/D50抑制为3以下。

此外,在上述的实施方式中,为了使液体沿着气体释放部件32的气体释放面(下表面)移动,在气体释放面上设置了螺旋状的流路FC,但是并不限定于此,例如如图7(a)所示,也可以设置多个将气体释放面上横截或者纵截的直线状的流路FC,如该图(b)所示,也可以设置在气体释放面上两端部交替地反转的1个流路FC。

另外,在上述的实施方式中,使用了圆盘状的气体释放部件32,但是并不限定于此,例如如图8所示,也能够使用圆筒状的气体释放部件32A。在使用这样的圆筒状的气体释放部件32A的情况下,也可以如图9(a)、(b)所示,形成将两端部封闭将气体导入中空部分的供气室,并且将在内周面形成有1条螺旋状的槽(参照该图(a))或在轴方向上延伸的多个直线状的槽(参照该图(b))的圆筒状的流路形成部件31A、31B以其内周面与圆筒状的气体释放部件32A的外周面接触的状态安装,由螺旋状的槽或直线状的槽与气体释放部件32A的外周面形成液体的流路FC,相反,也可以如图10所示,将圆筒状的气体释放部件32B的中空部分作为液体的流路,将气体释放部件32B的外周部分用该图中用两点划线表示的圆筒体37覆盖,从而在气体释放部件32B的外周面侧形成导入气体的供气室GR。

另外,在上述的各实施方式中,通过在圆盘状的气体释放部件32的下表面或圆筒状的气体释放部件32A的外周面安装流路形成部件31、31A、31B来形成液体的流路FC,或者将圆筒状的气体释放部件32B的中空部分作为液体的流路来使用,但是并不限定于此,例如,如图11所示,通过将外表面成为气体释放面的气体释放部件32C配置在液体流中,使液体沿着气体释放部件32C的外表面(气体释放面)移动,或者也可以如图12所示,在将外周面成为气体释放面的圆柱状或者圆筒状的气体释放部件32D浸渍在静止液体中的状态下,通过使其以轴芯为中心进行固定位置旋转,使液体沿着气体释放部件32D的外周面(气体释放面)相对移动。

另外,在上述的各实施方式中,在送液泵23的吸入侧配置有气体释放机构30,但并不限定于此,例如如图13所示的微小气泡生成装置2那样,也能够在送液泵23的吐出侧配置气体释放机构30。但是,在该情况下,当使送液泵23运转时,气体释放机构30的流路FC内成为正压,因此需要在气体释放机构30的配管接头36连接送气管38并且在送气管38设置送气泵39,利用该送气泵39的排出压从气体释放部件32的气体释放面对在流路FC流动的液体压出气体。

另外,在上述的各实施方式中,使储液槽10内的液体在气体释放机构30的流路FC中通过而送出到储液槽40,但是并不限定于此,例如,如图14所示的微小气泡生成装置3那样,也可以使储液槽10内的液体通过气体释放机构30的流路FC返回到储液槽10中。

产业上的利用可能性

本发明的微小气泡生成方法和微小气泡生成装置能够使各种气体作为纳米级的微小气泡在各种液体中高效地生成,因此通过适当地选择液体和在液体内作为微小气泡存在的气体,能够在工厂废液处理、清洁、杀菌、消毒、生鲜商品的鲜度保持、海鲜类的养殖之类的各种领域中使用。

附图标记的说明

1、2、3 微小气泡生成装置

10、40 储液槽

20 送液机构(相对移动单元/器件)

21、22 送液管

23 送液泵

24 阀

30 气体释放机构(组件)

31 基底部件(流路形成部件)

31A、31B 流路形成部件

31a 凹部底面

31b 槽

31c 螺纹孔

31d 配管接头

31e 流路

32、32A、32B、32C、32D 气体释放部件

33 衬垫

34 盖

34a 螺纹孔

35、36 配管接头

37 円筒体

38 送气管

39 送气泵

FC 流路

GR 供气室。

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