CN101721929A - 含纳米气泡液体制作装置以及含纳米气泡液体制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的含纳米气泡液体制作装置包括：使用被引入微米气泡发生槽(5)内的液体来制作含微米气泡液体的微米气泡发生装置、使用被引入微纳米气泡发生槽内的液体来制作含微纳米气泡液体的微纳米气泡发生装置、使用被引入纳米气泡发生槽内的液体制作含纳米气泡液体的纳米气泡发生装置。因此，能够在短时间内以低成本制作出借助于通用产品来制作含纳米气泡液体的装置。

Description

含纳米气泡液体制作装置以及含纳米气泡液体制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于制作含纳米气泡液体的制作装置以及其制作方法。
背景技术
近年来，随着研究的深入，小直径气泡所具有的各种效果和作用不断被发现，制作此类气泡的技术和对于其效果的研究也在不断进步。与此同时，也有人在进行使用气泡来分解各种有机物的尝试。
上述气泡，根据其直径可分为微米气泡、微纳米气泡、纳米气泡等。具体而言，微米气泡是指气泡发生时的直径为10μm至数十μm的气泡，微纳米气泡是指气泡发生时的直径为数百nm至数10μm的气泡，纳米气泡是指气泡发生时的直径为数百nm以下的气泡。另外，微米气泡形成之后，由于收缩运动，其中一部分可能变成微纳米气泡。另外，纳米气泡具有可在液体中长时间存在的性质。
例如，现在已开发出了各种各样的纳米气泡利用方法，以及利用纳米气泡的各种装置(例如，参照专利文献1：日本国专利申请公开特开2004-121962号公报，2004年4月22日公开)。具体而言，根据专利文献1所述，纳米气泡由于浮力减小、表面积增加、表面活性增强、形成局部高压场以及实现静电极化等特性，具有表面活性作用和杀菌作用。另外，专利文献1中还记述了利用纳米气泡的表面活性作用和杀菌作用，清洗各种物体的技术和净化污水的技术。另外，专利文献1还记载了利用纳米气泡恢复生物体疲劳的技术。专利文献1还记载了通过对水进行电分解并进行超声波振动的方法来制作纳米气泡的技术。
另外，现已知以液体为原料制作纳米气泡的方法(例如，参照专利文献2：日本国专利申请公开特开2003-334548号公报，2003年11月25日公开)。上述制作方法包括：(1)将上述液体的一部分分解为气体的工序；(2)对上述液体施加超声波的工序；或者，(3)将上述液体的一部分分解为气体的工序及对上述液体施加超声波的工序。另外，根据专利文献2，在上述将液体的一部分分解为气体的工序中，可使用电分解法或者光分解法。
另外，以往，一种利用由臭氧气体形成的微米气泡(臭氧气体微米气泡)对废液进行处理的废液处理装置(例如，参照专利文献3：日本国专利申请公开特开2004-321959号公报，2004年11月18日公开)得到了应用。在上述废液处理装置中，使用加压泵对臭氧气体和废液进行混合，制成由臭氧气体构成的微米气泡。该微米气泡与废液中的有机物发生反应，从而氧化分解废液中的有机物。
近年，还开发出可生产大量的纳米气泡的纳米气泡发生装置(参照专利文献4：日本国第4118939号专利，2008年7月16日专利公告)。使用该纳米气泡发生装置可获得大量的纳米气泡，所获得的纳米气泡不仅适用于用水处理、下水处理和浴池处理，也被扩大应用在保健领域和医疗领域。
如上所述，纳米气泡被期待应用于各种领域。因此，如能在短时间内制造低成本的用于制作含纳米气泡液体的含纳米气泡液体制作装置是很有利的。此外，含纳米气泡液体的制作方法也被要求进一步进行改进。
根据上述情况，可见现有的纳米气泡发生装置已无法充分满足需求，对于开发成本更低、制作所需时间更短的含纳米气泡液体制作装置的需求很高。
发明内容
本发明的目的在于提供低成本的、可在短时间内制造的含纳米气泡液体制作装置。
本发明的发明者们精心研究上述课题的结果，最终得出以下(1)至(4)的结论，并成功完成本发明。
(1)对设置有含微气泡液体制作部的3个以上的液体槽进行串列式配置，使液体依次流入上述多个槽，并且使各含微气泡液体制作部工作，由上述液体最后流入的槽获得含纳米气泡液体；
(2)使得各含微气泡液体制作部工作，并且，向多个槽中的至少任意一个槽内添加表面活性剂，由此可获得含大量纳米气泡的含纳米气泡液体；
(3)使各含微气泡液体制作部工作，并且向多个槽中的至少任意一个槽内添加无机盐类，由此可获得含大量纳米气泡的含纳米气泡液体；
(4)使各含微气泡液体制作部工作，并且向多个槽中的至少任意一个槽内同时添加表面活性剂和无机盐类，由此可获得含大量纳米气泡的含纳米气泡液体。
为了解决上述课题，本发明的含纳米气泡液体制作装置的特征在于，包括：第1含微米气泡液体制作部，使用被引入第1槽内的液体来制作第1含微气泡液体；第2含微纳米气泡液体制作部，使用被引入第2槽内的第1含微气泡液体来制作第2含微气泡液体；以及第3含纳米气泡液体制作部，使用被引入第3槽内的第2含微气泡液体来制作第3含微气泡液体。
本发明的含纳米气泡液体制作方法的特征在于，包括：第1含微气泡液体制作工序，使用被引入第1槽内的液体来制作第1含微气泡液体；第2含微气泡液体制作工序，使用被引入第2槽内的上述第1含微气泡液体来制作第2含微气泡液体；第3含微气泡液体制作工序，使用被引入第3槽内的上述第2含微气泡液体来制作第3含微气泡液体。
根据上述结构，在本发明的含纳米气泡液体制作装置中，液体从第1槽开始被依次引入第1槽、第2槽、第3槽，并且，第1槽、第2槽、第3槽中分别设置的第1含微米气泡液体制作部、第2含微纳米气泡液体制作部、第3含纳米气泡液体制作部进行工作，由此，最终由第3槽制作出含纳米气泡液体，其中，第1槽、第2槽、第3槽为串列式配置。
即，首先由第1含微米气泡液体制作部使用被引入第1槽内的液体来制作出第1含微气泡液体，并且向第1槽内排出该第1含微气泡液体。接着，将上述第1槽内制作的含微米气泡的第1含微气泡液体引入第2槽内，由第2含微纳米气泡液体制作部使用上述第1含微气泡液体来制作出第2含微气泡液体，并且向第2槽内排出该第2含微气泡液体。然后，将上述在第2槽内制作的含微纳米气泡的第2微气泡液体引入第3槽内，由第3含纳米气泡液体制作部使用该第2含微气泡液体来制作出第3含微气泡液体，并且向第3槽内排出该第3含微气泡液体。根据上述，在第3槽内可获得含纳米气泡的第3含微气泡液体。
其中，作为第1含微米气泡液体制作部、第2含微纳米气泡液体制作部、第3含纳米气泡液体制作部，均可使用市面上贩卖的微米气泡发生装置而无需使用结构复杂的纳米气泡发生装置。因此，可大幅度地降低装置的制造成本，并且能在短时间内制造出装置。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，上述第1含微米气泡液体制作部具备第1剪切部，该第1剪切部对上述液体和第1提供气体进行混合及剪切处理从而制作出第1含微气泡液体；上述第2含微纳米气泡液体制作部具备第2剪切部，该第2剪切部对上述第1含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出第2含微气泡液体；上述第3含纳米气泡液体制作部具备第3剪切部，该第3剪切部对上述第2含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出第3含微气泡液体。
根据上述结构，第1剪切部对液体和第1提供气体进行混合及剪切处理从而制作出第1含微气泡液体，然后，第2剪切部对第1含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出第2含微气泡液体，最后第3剪切部对第2含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出第3含微气泡液体。即，通过使用结构简单的多个剪切部，能够逐级缩小液体中气泡的尺寸，从而高效率地制作出含有纳米气泡的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，第1含微米气泡液体制作部还具备第1气体提供部，该第1气体提供部用于向第1剪切部提供第1提供气体。根据上述结构，通过第1剪切部可高效率地制作第1含微气泡液体，其结果能够高效率地制作含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，第2含微纳米气泡液体制作部还具备第2气体提供部，该第2气体提供部向第2剪切部提供第2提供气体，第2剪切部对第2提供气体和第1含微气泡液体进行混合及剪切处理从而制作出第2含微气泡液体；第3含纳米气泡液体制作部还具备第3气体提供部，该第3气体提供部向第3剪切部提供第3提供气体，上述第3剪切部对第3提供气体和第2含微气泡液体进行混合及剪切处理从而制作出第3含微气泡液体。
根据上述结构，第2剪切部对第1剪切部制作的第1含微气泡液体与第2提供气体进行混合及剪切处理从而制作出微纳米气泡含量更多的第2含微气泡液体。然后，第3剪切部对第2含微气泡液体与第3提供气体进行混合及剪切处理从而制作出纳米气泡含量更多的第3含微气泡液体。从而，能够高效率且合理地制作出纳米气泡含量更多的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，由第1剪切部进行的第1含微气泡液体的制作、由第2剪切部进行的第2含微气泡液体的制作、以及由第3剪切部进行的第3含微气泡液体的制作分别根据该处理水的性质和状态，并通过气蚀(cavitation)方式、加压溶解方式、湍流剪切方式、高速旋转搅拌方式和旋流方式中的任意一种方式来实现。
根据上述结构，能够灵活利用第1含微米气泡液体制作部、第2含微纳米气泡液体制作部、第3含纳米气泡液体制作部来形成纳米气泡。即，气蚀方式、加压溶解方式、湍流剪切方式、高速旋转搅拌方式或者旋流方式的含微米气泡液体制作部可在市面上购得，并且，上述均为通用产品。因此，作为在第1槽、第2槽、第3槽设置的含微气泡液体制作部，通过分别采用上述第1含微米气泡液体制作部、第2含微纳米气泡液体制作部、第3含纳米气泡液体制作部中的任意一种，能够简单地制造出本发明的含纳米气泡液体制作装置。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是还具备：蓄水槽，引入上述液体；以及第1移送部，该第1移送部将上述蓄水槽内的上述液体移送到第1槽。
根据上述结构，由于具备引入用于制作含纳米气泡水的液体的蓄水槽和用于将上述蓄水槽内的上述液体移送到第1槽的第1移送部，因此，通过将蓄水槽内的液体引入第1槽，再依次引入第2槽和第3槽，能够使用蓄水槽内的液体高效率地制作出含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，上述液体是排水、上水、下水、再利用水、原油、燃油、含有用物质液体、地下水、空调用水或洗涤设备用水。
即，如果用于制作含纳米气泡液体的液体是排水，通过使其含有纳米气泡，可提高排水处理效率。如果该液体是上水时，通过使其含有纳米气泡，可提高上水的处理效率。如果该液体是再利用水，通过使其含有纳米气泡，能够提高再利用水的相关处理效率。如果该液体是原油或者是燃油，能够改善原油精炼效率，或者提高燃油的燃烧效率和品质。如果该液体是含有用物质的液体，通过使其含有纳米气泡，能够提高含有用物质的液体的各种作用效果。如果该液体是地下水，其中含有微量的难分解物质时，纳米气泡能够氧化分解上述难分解物质。如果该液体是空调用水，通过使其含有纳米气泡，能够防止空调设备发生水垢以及泥垢。如果该液体是洗涤设备用水，使其含有纳米气泡，能够有效提高洗涤设备的气体净化效果和防止洗涤设备内部的填充材料发生菌藻类以及水垢。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是还包括：第4槽，引入上述第3含微气泡液体；以及纳米气泡含量测定部，对上述第4槽内的上述第3含微气泡液体中的纳米气泡含量进行测定。
根据上述结构，能够将排出到第3槽的第3含微气泡液体引入第4槽，对第3含微气泡液体中的纳米气泡含量进行测定，因此能够简单地制作出其中含有所期望的纳米气泡含量的含纳米气泡液体。即，能够易于对所制作的含纳米气泡液体的纳米气泡含量进行调整。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，上述纳米气泡含量测定部还具备氧化还原电位测定部；上述纳米气泡含量测定部根据上述氧化还原电位测定部所测定的第3含微气泡液体的氧化还原电位来测定纳米气泡含量。
根据上述结构，能够根据第3含微气泡液体中的氧化还原电位值，来测定出通过第3槽获得的第3含微气泡液体中的纳米气泡含量。即，由于氧化还原电位值具有与纳米气泡含量之间的相关关系，因此，能够根据测定出的氧化还原电位值，对制作的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行调整。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，上述纳米气泡含量测定部还具备Z电位测定部；上述纳米气泡含量测定部根据上述Z电位测定部所测定的第3含微气泡液体的Z电位来测定纳米气泡含量。
根据上述结构，能够根据第3含微气泡液体中的Z电位值，测定出通过第3槽获得的第3含微气泡液体中的纳米气泡含量。即，由于Z电位值表示与纳米气泡含量之间的相关关系，因此，能够根据测定出的Z电位值，对制作的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行调整。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是还包括：表面活性剂槽，用于储存表面活性剂；以及表面活性剂提供部，分别向第1槽、第2槽、第3槽提供由上述表面活性剂槽储存的上述表面活性剂。
根据上述结构，表面活性剂槽所储存的表面活性剂被提供给第1槽、第2槽、第3槽中的至少任意一个，因此，能够制作出其中含有更多纳米气泡的含纳米气泡液体。在此，表面活性剂是具有降低表面张力作用的物质，因此，通过向分别排出第1含微气泡液体、第2含微气泡液体和第3含微气泡液体的第1槽、第2槽、第3槽中的至少一个提供表面活性剂，能够分别增加上述各液体中的相应气泡的含量。其结果，最终由第3槽制作出含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是还包括：无机盐类槽，用于储存无机盐；以及无机盐提供部，分别向第1槽、第2槽、第3槽提供由上述无机盐类槽储存的无机盐。
根据上述结构，通过将无机盐类槽内所储存的无机盐提供给第1槽、第2槽、第3槽中的至少一个以上，从而能够制作出纳米含量更多的含纳米气泡液体。在此，向液体添加无机盐时，该液体为电解质，更易于发生气泡。因此，通过向分别接受被排出的第1含微气泡液体、第2含微气泡液体、第3含微气泡液体的第1槽、第2槽、第3槽中的至少任意一个提供无机盐，能够分别增加上述各液体中的相应气泡的含量。其结果，最终由第3槽制作出含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，还具备表面活性剂定量泵，用于调节由上述表面活性剂槽分别提供给第1槽、第2槽、第3槽的上述表面活性剂的提供量。根据上述，能够简单地对分别提供给第1槽、第2槽、第3槽的表面活性剂的量进行调节，从而能够简单地对制作的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行调节。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，还具备控制部，对上述表面活性剂定量泵进行控制使其根据上述纳米气泡含量测定部所测定的上述纳米气泡含量来调节上述表面活性剂的提供量。
根据上述，控制部根据纳米气泡含量测定部测定出的第3含微气泡液体中的纳米气泡含量，来控制表面活性剂定量泵。即，根据所制作出的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量，来调整表面活性剂的提供量，从而能够容易地制作出其中含有期望的纳米气泡的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，还具备无机盐定量泵，用于调节由上述无机盐类槽分别提供给第1槽、第2槽、第3槽的上述无机盐的提供量。根据上述，可简单地对分别提供给第1槽、第2槽、第3槽的无机盐的量进行调节，从而能够简单地对制作的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行调节。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，还具备控制部，对上述无机盐定量泵进行控制使其根据上述纳米气泡含量测定部所测定的上述纳米气泡含量来调节上述无机盐的提供量。
根据上述结构，控制部根据纳米气泡含量测定部测定出的第3含微气泡液体中的纳米气泡含量，来控制无机盐定量泵。即，根据制作出的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量，来调整无机盐的提供量，从而能够容易地制作出其中含有期望的纳米气泡含量的含纳米气泡液体。
另外，本发明的含纳米气泡液体制作装置优选的是，还具备第2移送部，用于将第3槽或者第4槽内的第3含微气泡液体移送到生物装置、化学装置、物理装置或者浴池装置。
即，通过将制作出的含纳米气泡液体移送到生物装置、化学装置、物理装置或者浴池装置，能够在这些装置内有效地使用含纳米气泡液体。如果在生物装置使用含纳米气泡液体，能够增强各生物装置的生物的活性，从而能够促进生物反应。例如，在养殖用生物装置使用含纳米气泡液体，可提高鱼等养殖对象的成长速度；在水耕栽培用生物装置使用含纳米气泡液体，可增快植物的成长速度。另外，在生物装置的排水处理中使用纳米气泡液体，排水中的微生物的活性增强，从而能够进行稳定的处理并能够改善水质以及提高处理能力。
此外，在化学装置使用制作出的含纳米气泡液体时，能够提高各种化学装置的化学反应的反应速度。
另外，在物理装置使用制作出的含纳米气泡液体时，能够提高各种物理装置的物理作用。例如在作为物理装置的活性炭吸附装置使用含纳米气泡液体时，可增强活性炭的吸附作用。此外，在该装置使用含纳米气泡液体时，出现活性炭上繁殖的微生物分解处理被吸附于活性炭的有机物的现象，即，活性炭成为基于微生物的自动再生的状态。
此外，在浴池使用上述制作出的含纳米气泡液体时，可望使浴池水保持温热状态，清洁人体皮肤以及促进人体血液循环，进而可利用于医疗方面。
附图说明
图1是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第1实施方式的示意图。
图2是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第2实施方式的示意图。
图3是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第3实施方式的示意图。
图4是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第4实施方式的示意图。
图5是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第5实施方式的示意图。
图6是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第6实施方式的示意图。
图7是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第7实施方式的示意图。
图8是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第8实施方式的示意图。
图9是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第9实施方式的示意图。
图10是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第10实施方式的示意图。
图11是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第11实施方式的示意图。
图12是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第12实施方式的示意图。
图13是表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的第13实施方式的示意图。
(标号说明)
1     蓄水槽
2     流入配管
3     第1移送泵(第1移送部)
4     液体配管
5     微米气泡发生槽(第1槽)
6     微米气泡发生器
7     小型鼓风机(第1气体提供部)
8     气体配管
9     气泡液流
10    溢流配管
11    微纳米气泡发生槽(第2槽)
12    气泡液流
13    微纳米气泡发生器
14    吸引配管
15    循环泵
16    气体配管
17    气体针阀(第2气体提供部)
18    液体配管
19    溢流配管
20    内米气泡发生槽(第3槽)
21    气泡液流
22    纳米气泡发生器
23    吸引配管
24    循环泵
25    气体配管
26    气体针阀(第3气体提供部)
27    液体配管
28    溢流配管
29    测定槽(第4槽)
30    氧化还原电位测定部
31    序列发生器(控制部)
32    表面活性剂槽
33    第1定量泵(表面活性剂定量注入部)
34    第2定量泵(表面活性剂定量注入部)
35    第3定量泵(表面活性剂定量注入部)
36    第1搅拌机
37    无机盐类槽
38    第4定量泵(无机盐类定量注入部)
39    第5定量泵(无机盐类定量注入部)
40    第6定量泵(无机盐类定量注入部)
41    第2搅拌机
42    药剂配管(无机盐类提供部)
43    药剂配管(表面活性剂提供部)
44    药剂配管(表面活性剂提供部)
45    药剂配管(表面活性剂提供部)
46    药剂配管(无机盐类提供部)
47    药剂配管(无机盐类提供部)
48    溢流配管
49    含纳米气泡液体槽
50    第2移送泵(第2移送部)
51    后续工序装置
52    信号线
53    Z电位测定部
54    气泡液流
55    微米气泡发生器
56    吸引配管
57    循环泵
58    气体配管
59    气体针阀
60    液体配管
61    生物装置
62    化学装置
63    物理装置
64    含纳米气泡液体制作装置
65    微米气泡发生装置(第1含微米气泡液体制作部)
65    微米气泡发生装置(第1含微米气泡液体制作部)
66    微纳米气泡发生装置(第2含微纳米气泡液体制作部)
67    内米气泡发生装置(第3含纳米气泡液体制作部)
68    氧化还原电位调节计
69    Z电位调节计
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照图1对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第1实施方式进行说明。以下的实施方式只表示本发明的含纳米气泡液体制作装置的一个例子，本发明并不限于此。
<含纳米气泡液体制作装置的结构>
图1是表示第1实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的概略结构的示意图。如图1所示，本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64包括蓄水槽1、微米气泡发生槽(第1槽)5、微纳米气泡发生槽(第2槽)11、纳米气泡发生槽(第3槽)20、测定槽(第4槽)29、序列发生器(控制部)31、含纳米气泡液体槽49、表面活性剂槽32、无机盐类槽37。
蓄水槽1是引入液体的槽，在该液体内将制作纳米气泡。蓄水槽1与流入配管2和液体配管(第1移送部)4相连接，上述流入配管2将液体引入蓄水槽1，上述液体配管4利用第1移送泵(第1移送部)3将蓄水槽1内的液体移送到微米气泡发生槽5。
对于蓄水槽1的具体结构并无特殊限定，例如，只要是通过流入配管2引入液体，然后通过液体配管4将该液体移送到微米气泡发生槽5的结构即可。
第1移送泵3通过液体配管4将蓄水槽1中引入的液体移送到微米气泡发生槽5。根据上述结构，通过将蓄水槽1中的液体引入微米气泡发生槽5，然后依次移送到微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20，从而能够有效使用蓄水槽1内的液体制成含纳米气泡液体。
另外，对于引入蓄水槽1的液体并无特别限定，例如，优选是排水、上水、下水、再利用水(recycled water)、原油、燃油、含有用物质的液体(含有用物质液体)、地下水、空调用水或洗涤设备用水。
即，用于制作纳米气泡的液体如果是排水，通过使其含有纳米气泡，能够提高排水处理效率。如果该液体是上水，通过使其含有纳米气泡，能够提高上水处理效率。另外，如果该液体是下水，通过使其含有纳米气泡，能够提高下水处理效率。如果该液体是再利用水，通过使其含有纳米气泡，能够提高再利用水处理效率。如果该液体是原油或者是燃油，能够改善原油精炼效率，或者，提高燃油的燃烧效率和品质。如果该液体是含有用物质的液体，通过使其含有纳米气泡，能够提高含有用物质的液体的作用效果。如果该液体是地下水，当其中含有微量的不易分解的物质时，可利用纳米气泡对上述不易分解的物质进行氧化分解。如果该液体是空调用水，通过使其含有纳米气泡，能够防止空调设备发生水垢和泥垢。如果该液体是洗涤设备用水，使其含有纳米气泡，可有效提高洗涤设备的气体洗净效果，并有效防止洗涤设备内部的填充材料中生长藻类以及产生水垢。
微米气泡发生槽5是用于制作含微米气泡液体(第1含微气泡液体)的槽，包括微米气泡发生装置(第1含微米气泡液体制作部)65和溢流配管10。
对于微米气泡发生槽5的具体结构并无特别限定，例如，是一种从蓄水槽1中移送出液体并且通过微米气泡发生装置65制作含微米气泡液体的结构即可。
微米气泡发生装置65是使用微米气泡发生槽5中引入的液体来制作微米气泡，并向微米气泡发生槽5内排出所制作的含微米气泡液体的装置，包括微米气泡发生器6、小型鼓风机(第1气体提供部)7和气体配管8。
对于微米气泡发生装置65的具体结构并无特别限定，例如，可使用具备了潜水泵式的微米气泡发生器6的微米气泡发生装置(野村电子工业株式会社制作的“微米气泡发生器MB-400”)。
此外，对于微米气泡发生装置65的设置位置并无特别限定，只要微米气泡发生器6能够吸引被引入至微米气泡发生槽5中的液体并由该液体制作其中含有微米气泡的液体即可。另外，微米气泡发生槽5和微米气泡发生器65无需形成为一体结构，各部件可组合使用。
对于微米气泡发生器6无特别限定，但优选具备潜水泵。根据上述结构，可利用潜水泵内的叶轮部分(第1剪切部)对液体和气体进行混合、剪切处理，从而制作出含微米气泡液体。其结果，能够有效制作含纳米气泡液体。
小型鼓风机7是向微米气泡发生器6提供气体的结构即可。小型鼓风机7所提供的气体例如可以是空气，但并不限于此。例如，可根据使用目的，选择使用臭氧气体、氧气、氮气。另外，微米气泡发生器6和小型鼓风机7之间由气体配管8连接，气体配管8是从小型鼓风机7向微米气泡发生器6提供气体的路径。
另外，溢流配管10连接微米气泡发生槽5和微纳米气泡发生槽11。通过溢流将微米气泡发生槽5内制作的含微米气泡液体引入到微纳米气泡发生槽11。在此，“溢流”仅指使液体流入并挤出。即，通过第1移送泵3，将蓄水槽1的液体移送到微米气泡发生槽5内，通过第1移送泵3的连续工作，将液体以挤出的方式由微米气泡发生槽5引入到微纳米气泡发生槽11。
微纳米气泡发生槽11是用于制作含微纳米气泡液体(第2含微气泡液体)的槽，包括微纳米气泡发生装置(第2含微纳米气泡液体制作部)66和溢流配管19。
对于微纳米气泡发生槽11的具体结构并无特别限定，例如，是通过溢流配管10引入微米气泡发生槽5中的含微米气泡液体，并且通过微纳米气泡发生装置66制作含微纳米气泡液体的结构即可。
微纳米气泡发生装置66是使用已被引入到微纳米气泡发生槽11内的含微米气泡液体来制作含微纳米气泡液体，并向微纳米气泡发生槽11内排出已制成的含微纳米气泡液体的装置，包括吸引配管14、循环泵15、气体配管16、气体针阀(第2气体提供部)17、液体配管18和微纳米气泡发生器13。
对于微纳米气泡发生装置66的具体结构并无特别限定，例如，作为循环泵15可配用高扬程的泵。根据上述结构，液体和气体能够有效地进行自主混合溶解，对混合体施压并将其排出，从而制作微纳米气泡。
另外，关于微纳米气泡发生装置66的设置位置，与微米气泡发生装置65同样地并无特别限定，只要微纳米气泡发生器13能够吸引微纳米气泡发生槽11中引入的含微米气泡液体并由此制作其中含有微纳米气泡的液体即可。另外，微纳米气泡发生槽11和微纳米气泡发生器66无需形成为一体结构，各部件可组合使用。
只要微纳米气泡发生器13能够将含微米气泡液体中的微米气泡形成为更微细的微纳米气泡即可，除此之外对其并无特别限定。但是优选具备第2剪切部。根据上述结构，能够简单地将微米气泡变成为更小的微纳米气泡。
循环泵15使得液体与气体的混合体、即含微米气泡液体发生混相旋流，从而在微纳米气泡发生器13的中心部形成高速旋转的气体空洞部。作为此类的循环泵15可使用上述高扬程的泵，但并不限于此。此外，循环泵15与吸引配管14相连接，通过该吸引配管14吸入含微米气泡液体。循环泵15通过液体配管18将上述通过吸引配管14吸入的含微米气泡液体提供给微纳米气泡发生器13。
本实施方式的微纳米气泡发生装置66优选具备向微纳米气泡发生器13提供气体(第2提供气体)的气体针阀17。由此，能够将微米气泡发生装置65制作的含微米气泡液体进一步混入气体并进行剪切处理，从而制作出其中含有更多微纳米气泡的含微纳米气泡液体。由此，最终能够有效制作出其中含有大量的纳米气泡的含纳米气泡液体。作为此类气体并无特别限定，可例举空气、臭氧气体、二氧化碳气体、氮气和氧气。气体针阀17和微纳米气泡发生器13之间通过气体配管16相连接。
另外，溢流配管19连接微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20，该溢流配管19将微纳米气泡发生槽11内所制作的含微纳米气泡液体引入到纳米气泡发生槽20。
纳米气泡发生槽20是用于制作含纳米气泡液体的槽，包括纳米气泡发生装置(第3含纳米气泡液体制作部)67和溢流配管28。
对于纳米气泡发生槽20的具体结构并无特别限定，例如，是一种通过溢流配管对微纳米气泡发生槽11的含微纳米气泡液体进行移送，并由纳米气泡发生装置67制作含纳米气泡液体(第3含微气泡液体)的结构即可。
纳米气泡发生装置67是使用纳米气泡发生槽20内所引入的含微纳米气泡液体来制作含纳米气泡液体(第3含微气泡液体)，并向纳米气泡发生槽20内排出所制成的含纳米气泡液体的装置，包括吸引配管23、循环泵24、气体配管25、气体针阀(第3气体提供部)26、液体配管27和纳米气泡发生器22。
对于纳米气泡发生装置67的具体结构并无特别限定，例如，可具有与微纳米气泡发生装置66相同的结构。即，在纳米气泡发生装置67中，作为循环泵24可配用高扬程的泵。根据上述结构，液体和气体能够有效地进行自主混合溶解，对液体和气体的混合体施压并使液体和气体混合，其后进行剪切处理，由此制作微纳米气泡。
另外，关于纳米气泡发生装置67的设置位置，与微米气泡发生装置65同样并无特别限定。只要纳米气泡发生装置67能够吸引已被引入至纳米气泡发生槽20中的含微纳米气泡液体，并由此制作出其中含有纳米气泡的液体即可。另外，纳米气泡发生槽20和纳米气泡发生装置67无需形成为一体结构，各部件可组合使用。
纳米气泡发生器22只要能够将含微纳米气泡液体中的微纳米气泡形成为更微小的纳米气泡即可，除此之外并无特别限定，但是优选具备第3剪切部。根据上述，能够简单地将微纳米气泡形成为更小的纳米气泡。
循环泵24使得液体和气体的混合体、即含微纳米气泡液体发生混相旋流，从而在纳米气泡发生器22的中心部形成高速旋转的气体空洞部。作为此类的循环泵24可使用上述高扬程的泵，但并不限于此。此外，循环泵24与吸引配管23相连接，通过该吸引配管23吸入含微纳米气泡液体。循环泵24通过液体配管27将上述通过吸引配管23吸入的含微纳米气泡液体提供给纳米气泡发生器22。
另外，本实施方式的纳米气泡发生装置67优选具备向纳米气泡发生器22提供气体(第3提供气体)的气体针阀26。由此，能够正确地控制气体量。并且能够将微纳米气泡发生装置66制作的含微纳米气泡液体进一步混入气体并进行剪切处理，从而制作出其中含有更多纳米气泡的含纳米气泡液体。作为此类气体并无特别限定，可例举空气、臭氧气体、二氧化碳气体、氮气和氧气。气体针阀26和纳米气泡发生器22之间通过气体配管25相连接。
另外，溢流配管28连接纳米气泡发生槽20和测定槽29，通过溢流将纳米气泡发生槽20内所制作的含纳米气泡液体移送到测定槽29。
测定槽29是引入在纳米气泡发生槽20制作的含纳米气泡液体的槽。对于测定槽29的具体结构并无特别限定，但是优选具备对从纳米气泡发生槽20引入的含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行测定的纳米气泡含量测定部。根据上述，由于能够对该含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行测定，因此，可简单地制作出所需的纳米气泡含量的含纳米气泡液体。即，能够简单地对制作的含纳米气泡液体的纳米气泡含量进行调整。
对于纳米气泡含量测定部并无特别限定，例如可使用Z(zeta)电位测定部或者库尔特计数仪，本实施方式的测定槽29包括氧化还原电位测定部30和氧化还原电位调节计68(均由东亚DKK株式会社制作)。
在本实施方式中，氧化还原电位测定部对测定槽29中所引入的含纳米气泡液体的氧化还原电位进行测定。基于含纳米气泡液体的氧化还原电位与纳米气泡含量之间的相关关系进行上述测定。即，纳米气泡对物质有氧化作用，因此，要测定的纳米气泡的氧化还原电位根据含纳米气泡液体的种类、纳米气泡数和纳米气泡密度而不同。在本实施方式中，氧化还原电位测定部的工作范围为“+20mV～+120mV”。但并不限于此。例如，对用于排水处理的脱氮槽(即，还原槽)的液体的氧化还原电位进行测定时，工作范围设在“-50mV～-400mV”。
具体的测定方法是，首先，氧化还原电位测定部30对测定槽29中所引入的含纳米气泡液体的氧化还原电位进行测定。接着，根据测定出的氧化还原电位值，氧化还原电位调节计68对含纳米气泡液体中的纳米气泡含量进行测定。然后，氧化还原电位调节计68生成用于表示与所测定出的纳米气泡含量具有相关关系的氧化还原电位的信号，并将该信号发送给下述序列发生器31。
序列发生器31是控制部，根据与含纳米气泡液体中的纳米气泡含量具有相关关系的氧化还原电位，对提供给各气泡发生槽的表面活性剂和无机盐类的量进行控制。
对于序列发生器(sequencer)31的具体结构并无特别限定，例如，通过信号线52连接氧化还原电位测定部30、氧化还原电位调节计68、表面活性剂定量泵(第1定量泵33、第2定量泵34和第3定量泵35)、无机盐类定量泵(第4定量泵38、第5定量泵39、第6定量泵40)即可。由此，根据从氧化还原电位调节计68接收的与纳米气泡含量具有相关关系的氧化还原电位，向经由信号线52连接的各部件发送信号并与该各部件协同合作，并通过表面活性剂定量泵和无机盐类定量泵来调节表面活性剂和无机盐类的供给量。具体而言，纳米气泡含量不足时，即，氧化还原电位低于设定值时，首先，通过信号线52向表面活性剂定量泵(第1定量泵33、第2定量泵34和第3定量泵35)和无机盐类定量泵(第4定量泵38、第5定量泵39、第6定量泵40)发送信号。然后，序列发生器31发出指令，指示表面活性剂定量泵和无机盐类定量泵向各气泡发生槽分别提供表面活性剂和无机盐类，从而使得氧化还原电位成为设定值。其结果，能够使氧化还原电位上升至设定值，进而能够使纳米气泡含量增加。
表面活性剂槽32用于储存表面活性剂，所储存的表面活性剂将被提供给各气泡发生槽。表面活性剂槽32具备第1搅拌机36，该第1搅拌机36用于搅拌表面活性剂槽32内的表面活性剂。通过使用第1搅拌机36搅拌表面活性剂槽32内的表面活性剂，能够使得表面活性剂槽32内表面活性剂浓度均匀。借助于第1定量泵33、第2定量泵34和第3定量泵35的开合动作，并通过药剂配管(表面活性剂提供部)43、44、45分别向微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20提供由表面活性剂槽32所储存的表面活性剂。
根据上述结构，表面活性剂槽32所储存的表面活性剂被提供给微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20中的至少任意一个，因此，能够制作出其中含有更多纳米气泡的含纳米气泡液体。在此，表面活性剂是具有降低表面张力作用的物质，因此，通过向分别排出含微米气泡液体、含微纳米气泡液体和含纳米气泡液体的微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20中的至少一个提供表面活性剂，能够分别增加上述各液体中的相应气泡的含量。其结果，最终由纳米气泡发生槽20制作出含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体。
如上所述，只要表面活性剂槽32具备第1、第2、第3定量泵，就容易对分别提供给微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20的表面活性剂的量进行调节，从而能够容易地对制作出的含纳米气泡液体中的纳米气泡含有量进行调节。
另外，对于表面活性剂并无特别限定，例如包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂。对于表面活性剂的添加量也并无特别限定，可根据要发生纳米气泡的液体的种类适宜变更。
无机盐类槽37用于储存无机盐，所储存的无机盐将被提供给各气泡发生槽。在本说明书中，无机盐也称之为无机盐类，意指钙盐、钠盐、镁盐等的无机盐。无机盐类槽37包括第2搅拌机41，用于搅拌无机盐类槽37内的无机盐。通过使用第2搅拌机41对无机盐类槽37内的无机盐类进行搅拌，能够使得无机盐类槽37内的无机盐具有均匀的浓度。无机盐类槽37内的无机盐借助于第4定量泵38、第5定量泵39和第6定量泵40的开合动作并通过各药剂配管(无机盐提供部)42、46、47分别被提供给微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20。
根据上述结构，无机盐类槽37内的无机盐被提供给微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20中的至少任意一个，因此，能够制作其中含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体。在此，向液体添加无机盐时，该液体成为电解质，将更容易发生气泡。因此，通过向分别排出微米气泡、微纳米气泡和纳米气泡的微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20中的至少任意一个提供无机盐，能够提高这些液体中相应气泡的含量。其结果，最终由纳米气泡发生槽20制作出其中含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体。
如上所述，无机盐类槽37只要具备第4、第5、第6定量泵，就能够容易地对分别提供给微米气泡发生槽5、微纳米气泡发生槽11和纳米气泡发生槽20的无机盐类的量进行调节。对于无机盐的添加量并无特别限定，可根据要发生纳米气泡的液体的种类适宜变更。
制作出的含纳米气泡液体从测定槽29通过溢流配管48被引入至含纳米气泡液体槽49。含纳米气泡液体槽49内的含纳米气泡液体借助于第2移送泵(第2移送部)50的动作被移送到后续工序装置51。
对于该后续工序装置51并无特别限定，可以列举出生物装置、化学装置、物理装置和浴池装置。如果在生物装置使用含纳米气泡液体，能够增强各生物装置的生物的活性，从而能够促进生物反应。例如，在养殖用生物装置使用含纳米气泡液体，可提高鱼等养殖对象的成长速度；在水耕栽培用生物装置使用含纳米气泡液体，可增快植物的成长速度。另外，在生物装置的排水处理中使用纳米气泡液体，排水中的微生物的活性增强，从而能够进行稳定的处理并能够改善水质和提高处理能力。
此外，在化学装置使用制作出的含纳米气泡液体时，能够提高各种化学装置的化学反应的反应速度。
另外，在物理装置使用制作出的含纳米气泡液体时，能够提高各种物理装置的物理作用。例如在作为物理装置的活性炭吸附装置使用含纳米气泡液体时，可增强活性炭的吸附作用。此外，在该装置使用含纳米气泡液体时，出现活性炭上繁殖的微生物分解处理吸附于活性炭的有机物的现象，即，活性炭成为基于微生物而自动再生的状态。
此外，在浴池使用上述制作出的含纳米气泡液体时，可望使浴池水保持温热状态，清洁人体皮肤以及促进人体血液循环，进而可利用于医疗方面。
<含纳米气泡液体的制作方法>
以下对本发明的含纳米气泡液体的制作方法的一个例子进行说明，含纳米气泡液体主要通过3个工序(含微米气泡液体制作工序、含微纳米气泡液体制作工序、含纳米气泡液体制作工序)来制作。以下，为了便于说明，制作工序使用了本实施方式的含纳米气泡液体制作装置，但本发明并不限于此。
(含微米气泡液体制作工序)
含微米气泡液体制作工序是使用微米气泡发生槽5内引入的液体来制作含微米气泡液体的工序。
在含微米气泡液体的制作工序中，首先，通过液体配管4从蓄水槽1引入液体。在此，本实施方式的微米气泡发生装置65所使用的潜水泵型的微米气泡发生器6与一般的潜水泵一样，通过使叶轮部分(图1中微米气泡发生器6的下部)高速旋转，剪切所提供的气体，以发生微米气泡。具体而言，首先在引入了液体的微米气泡发生槽5内，高速旋转潜水泵的叶轮部分。然后，通过气体配管8，从小型鼓风机7向叶轮部分提供气体。对于气体的提供量并无特别限定，例如可以是2～5升/分。然后，使该气体与微米气泡发生槽5内的液体相混合，并通过高速旋转的叶轮剪切上述混合体，从而制作出微米气泡。此时，对于叶轮部分的转数并无特殊限定，例如优选500～600转/秒。向微米气泡发生槽5内排出上述制作出的含微米气泡液体，从而形成气泡液流9。
其中，在含纳米气泡液体制作装置64中，如果纳米气泡发生槽20已制作出含纳米气泡液体并且由测定槽29测定的含纳米气泡液体的氧化还原电位较低，那么，分别通过药剂配管42、43从表面活性剂槽32或无机盐类槽37向微米气泡发生槽5内提供表面活性剂和无机盐类。可由序列发生器31对上述表面活性剂和无机盐类的供给进行控制。根据液体2的种类，决定提供表面活性剂还是无机盐类即可。可以添加表面活性剂和无机盐类中的任意一者，或者，也可以添加表面活性剂和无机盐类中的两者。另外，当如上所述添加表面活性剂或者无机盐类时，根据添加量的不同，液体呈现为乳白状的浊液。通过上述，能够增加含微米气泡液体中的微米气泡含量。
此外，对于微米气泡发生方式并无特别限定。例如，可采用高速旋转搅拌方式、气蚀方式、加压溶解方式、湍流剪切方式和旋流方式的微米气泡发生器。即，气蚀方式、加压溶解方式、湍流剪切方式、高速旋转搅拌方式、旋流方式的微米气泡发生装置65在市场上均有销售，并且，这些都是通用产品。因此，采用上述任意一种微米气泡发生方式，均能够简单地制造本发明的含纳米气泡液体制作装置。
可通过溢流配管10将上述制作的含微米气泡液体引入到微纳米发生槽11。即，通过第1移送泵3，将蓄水槽1的液体移送到微米气泡发生槽5内，通过第1移送泵3的连续工作，将液体以挤出的方式由微米气泡发生槽5引入至微纳米气泡发生槽11。对于上述第1移送泵3的排出压力并无特别限定，优选1.3～1.5kg/cm2。
(含微纳米气泡液体制作工序)
含微纳米气泡液体制作工序是使用微纳米气泡发生槽11内引入的含微米气泡液体来制作含微纳米气泡液体的工序。
在含微纳米气泡液体制作工序中，首先，在引入了含微米气泡液体的微纳米气泡发生槽11内，使得将要通过吸引配管14被引入循环泵15的含微米气泡液体发生混相旋流，在微纳米气泡发生器13的中心部形成负压部，从而形成高速旋转的气体空洞部。“负压部”是指在微米气泡和液体的混合物中压力较周围小的区域。然后，通过循环泵15对该气体空洞部进行压力调节，使得成为较细的***状，使得发生更为高速的旋转剪切流。在此，由气体针阀17通过气体配管16对上述气体空洞部提供气体。作为气体，如上所述，可例举空气、臭氧气体、二氧化碳气体、氮气和氧气等。此外，可利用负压，自动供给气体。使用微纳米气泡发生器13所具备的第2剪切部(未图示)剪切和粉碎上述被提供的气体，并使混相气流发生旋转。上述第2剪切部根据微纳米发生器13的出口附近的装置内外的气液二相流体的转速差进行剪切、粉碎即可。此时，转速为500～600转/秒，但并不限于此。根据上述，含微米气泡液体中的微米气泡被进一步剪切，从而制作出微纳米气泡。通过将上述制作的含微纳米气泡液体排出到微纳米气泡发生槽11内，形成气泡液流12。
其中，在含纳米气泡液体制作装置64中，如果纳米气泡发生槽20已制作出含纳米气泡液体并且由测定槽29测定的含纳米气泡液体的氧化还原电位较低，那么，分别通过药剂配管44、46从表面活性剂槽32或无机盐类槽37向微纳米气泡发生槽11内提供表面活性剂和无机盐类。可由序列发生器31对上述表面活性剂和无机盐类的供给进行控制。根据液体的种类来适宜选择决定表面活性剂还是无机盐类即可。可以添加表面活性剂和无机盐类中的任意一者，或者，也可以添加表面活性剂和无机盐类中的两者。另外，当如上所述添加表面活性剂或者无机盐类时，根据添加量的不同，液体呈现为乳白状的浊液。通过上述，能够增加含微纳米气泡液体中的微纳米气泡含量。
在本实施方式中，作为循环泵15使用了扬程为15m以上(即，1.5kg/cm2的高压)的高扬程泵，但本发明并不限于此，例如还可使用具有转距稳定的2极泵的高扬程泵。此外，在作为循环泵15使用高扬程泵的情况下，优选具备转数控制器。根据上述，通过转数控制器控制高扬程泵的转数，从而能够根据目的来改变该泵的泵压。其结果，能够制作出尺寸更小的微纳米气泡。
可通过溢流配管19向纳米气泡发生槽20移送上述制作的含微纳米气泡液体。即，能够通过第1移送泵3的连续工作，从微纳米气泡发生槽11向纳米气泡发生槽20以挤压的方式移送液体。
(含纳米气泡液体制作工序)
含纳米气泡液体制作工序是使用被引入纳米气泡发生槽20内的含微纳米气泡液体来制作含纳米气泡液体的工序。
在含纳米气泡液体制作工序中，首先，在引入了含微纳米气泡液体的纳米气泡发生槽20内，使得将要通过吸引配管23被引入循环泵24的含微纳米气泡液体发生混相旋流，在纳米气泡发生器22的中心部形成负压部，从而形成高速旋转的气体空洞部。然后，通过循环泵24对该气体空洞部进行压力调节，使得成为较细的***状，使得发生更为高速的旋转剪切流。在此，由气体针阀26通过气体配管25对上述气体空洞部提供气体。作为气体，如上所述，可例举空气、臭氧气体、二氧化碳气体、氮气和氧气等。此外，可利用负压，自动供给气体。使用纳米气泡发生器22所具备的第3剪切部(未图示)剪切和粉碎上述被提供的气体，并使混相气流发生旋转。上述第3剪切部根据纳米发生器22的出口附近的装置内外的气液二相流体的转速差进行剪切、粉碎即可。此时，转速为500～600转/秒，但并不限于此。根据上述，含微纳米气泡液体中的微纳米气泡被进一步剪切，从而制作出纳米气泡。通过将上述制作的含纳米气泡液体排出到纳米气泡发生槽20内，形成气泡液流21。
其中，在含纳米气泡液体制作装置64中，如果纳米气泡发生槽20已制作出含纳米气泡液体并且由测定槽29测定的含纳米气泡液体的氧化还原电位没有达到目标电位，那么，分别通过药剂配管45、47从表面活性剂槽32或无机盐类槽37向纳米气泡发生槽20内提供表面活性剂和无机盐类。可由序列发生器31对上述表面活性剂和无机盐类的供给进行控制。根据液体的种类，适宜选择决定表面活性剂还是无机盐类即可。可以添加表面活性剂和无机盐类中的任意一者，或者，也可以添加表面活性剂和无机盐类中的两者。另外，当如上所述添加表面活性剂或者无机盐类时，根据添加量的不同，液体呈现为乳白状的浊液。通过上述，能够增加含纳米气泡液体中的纳米气泡含量。
在本实施方式中，作为循环泵24与循环泵15同样地使用了扬程为15m以上(即，1.5kg/cm2的高压)的高扬程泵，但本发明并不限于此，例如还可使用具有转距稳定的2极泵的高扬程泵。此外，在作为循环泵24使用高扬程泵的情况下，优选具备转数控制器。根据上述，通过转数控制器控制高扬程泵的转数，从而能够根据目的来改变该泵的泵压。其结果，能够制作出尺寸更小的纳米气泡。
可通过溢流配管28将上述制作的含纳米气泡液体移送到测定槽29，也可直接移送到含纳米气泡液体槽49。
如上所述，本实施方式的含纳米气泡液体制作方法，通过含微米气泡液体制作工序、含微纳米气泡液体制作工序、含纳米气泡液体制作工序来制作含纳米气泡液体。另外，在本实施方式中，说明了向微纳米气泡发生装置66和纳米气泡发生装置67提供气体的形态，但本发明并不限于此。也可以构成为：仅向微米气泡发生装置65提供气体，由该装置制作出的含微米气泡液体中的微米气泡的尺寸在微纳米气泡发生装置66和纳米气泡发生装置67中依次缩小。
如上所述，本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64具备：微米气泡发生装置65，使用微米气泡发生槽5引入内的液体来制作含微米气泡液体，并将制作出的含微米气泡液体排出到微米气泡发生槽5内；微纳米气泡发生装置66，使用微纳米气泡发生槽11内引入的含微米气泡液体来制作含微纳米气泡液体，并将制作出的含微纳米气泡液体排出到微纳米气泡发生槽11内；以及纳米气泡发生装置67，使用纳米气泡发生槽20内引入的含微纳米气泡液体来制作含纳米气泡液体，并将制作出的含纳米气泡液体排出到纳米气泡发生槽20内。因此，液体从第1槽开始被依次引入第1槽、第2槽、第3槽，并借助于微米气泡发生装置65、微纳米气泡发生装置66、纳米气泡发生装置67的动作，最终由第3槽制作出含纳米气泡液体，其中，上述第1槽、第2槽、第3槽为串列式配置的槽。
另外，作为微米气泡发生装置65、微纳米气泡发生装置66和纳米气泡发生装置67，并非是结构复杂的纳米气泡发生装置，均可使用微米气泡发生装置。因此，可降低装置的制造成本，并且能在短时间内制造出装置。
(第2实施方式)
以下，参照图2对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第2实施方式进行说明。图2是表示第2实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第2实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于，实施方式2不包括无机盐类槽37及其周围的部件(第4定量泵38、第5定量泵39、第6定量泵40和药剂配管42、46、47)，其他结构完全相同。
在本实施方式中，由于不具备无机盐类槽37，因此不向各气泡发生槽提供无机盐类。根据液体的种类，只添加表面活性剂而无需添加无机盐类，就能够使各含气泡液体中发生大量气泡。
(第3实施方式)
以下参照图3对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第3实施方式进行说明。图3是表示第3实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第3实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于，第3实施方式不包括表面活性剂槽32及其周边的部件(第1定量泵33、第2定量泵34、第3定量泵35和药剂配管43、44、45)，其他结构完全相同。
在本实施方式中，由于不具备表面活性剂槽32，因此不向各气泡发生槽提供表面活性剂。根据液体的种类，只添加无机盐类而无需添加表面活性剂，就能够使各含气泡液体中发生大量气泡。
(第4实施方式)
以下参照图4对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第4实施方式进行说明。图4是表示第4实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第4实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第4实施方式中，第1实施方式的氧化还原电位测定部30和氧化还原电位调节计68被置换成Z电位测定部53和Z电位调节计69，其他结构完全相同。
Z电位的一般定义是“因表面电位而形成的正、负离子层中松散层的界面电位”。与氧化还原电位同样地，Z电位与含纳米气泡液体中的纳米气泡含量具有相关关系。所以，Z电位可以作为纳米气泡含量的管理手段。
对于Z电位测定部53和Z电位调节计69并无特别限定，例如，可使用“日本RUFUTO株式会社”制作的“Z电位测定装置DT型”设备。另外，含纳米气泡液体中的纳米气泡含量根据液体而不同。例如，Z电位范围可为“-30mV～-70mV”。
(第5实施方式)
以下参照图5对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第5实施方式进行说明。图5是表示第5实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的概略结构的示意图。第5实施方式和第1实施方式的不同之处在于：在第1实施方式中设置有由潜水泵型的微米气泡发生器6等构成的微米气泡发生装置65，而在第5实施方式中设置有由微米气泡发生器55和循环泵57等构成的微米气泡发生装置65。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于设有由循环泵57等构成的微米气泡发生装置65，因此，较之于潜水泵型的微米气泡发生器6的情况，能够制作出更小的微米气泡。其结果，能够获得比第1实施方式的含纳米气泡液体槽49获得的纳米气泡尺寸更小的纳米气泡。关于微米气泡或者纳米气泡，由试验已证实其尺寸越小作用效果越明显。因此，本实施方式的含纳米气泡液体制作装置更有利于发挥本发明的效果。
(第6实施方式)
以下参照图6对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第6实施方式进行说明。图6是表示第6实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的概略结构的示意图。第6实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第6实施方式中，蓄水槽1引入的液体是排水。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于蓄水槽1中引入的是排水，所以，在含纳米气泡液体制作装置64中，能够使得排水中含有大量的纳米气泡。因此，能够利用纳米气泡的氧化作用对排水中的成分进行氧化分解处理。另外，如果在本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的后一级设置有使用微生物的微生物处理设备，就可以将含纳米气泡液体制作装置64制作出的含纳米气泡液体引入生物处理设备，在该设备中增加微生物活性从而能够提高微生物处理效率以及处理能力。
(第7实施方式)
以下参照图7对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第7实施方式进行说明。图7是表示第7实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第7实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第7实施方式中引入蓄水槽1的液体是上水。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于引入蓄水槽1中的是上水，在含纳米气泡液体制作装置64中，能够使得上水中含有大量的纳米气泡。因此，能够利用纳米气泡的氧化作用对上水中残留且难分解的微量化学成分进行氧化分解处理。另外，如果在本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的后一级具备用于提高上水水质的生物处理设备，就可在该设备中增强微生物活性，从而能够提高微生物的处理效率以及处理能力。
(第8实施方式)
以下参照图8对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第8实施方式进行说明。图8是表示第8实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第8实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第8实施方式中引入蓄水槽1的液体是再利用水。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于引入蓄水槽1中的是再利用水，在含纳米气泡液体制作装置64中，能够使得再利用水中含有大量的纳米气泡。因此，能够利用纳米气泡的氧化作用对再利用水中残留且难分解的微量化学成分或有机物进行氧化分解处理。另外，如果在本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的后一级具备用于提高再利用水水质的生物处理设备，就可在该设备中增强微生物活性，从而能够提高微生物的处理效率以及处理能力。
(第9实施方式)
以下参照图9对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第9实施方式进行说明。图9是表示第9实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第9实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第9实施方式中引入蓄水槽1的液体是原油。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于引入蓄水槽1中的是原油，在含纳米气泡液体制作装置64中，能够使得原油中含有大量的纳米气泡。因此，能够利用纳米气泡的氧化作用对原油中残留且难分解的化学成分或有机物进行氧化分解处理。另外，如果在本实施方式的含纳米气泡液体制作装置64的后一级具备原油精炼设备，由于纳米气泡可长时间在存在于原油中，所以可改善精炼效率和精炼能力。其结果，能够降低设备运行成本并提高原油质量、降低原价。
(第10实施方式)
以下参照图10对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第10实施方式进行说明。图10是表示第10实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第10实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第10实施方式中引入蓄水槽1的液体是含有用物质液体。其他结构完全相同。
根据本实施方式，由于引入蓄水槽1中的是含有用物质液体，在含纳米气泡液体制作装置64中，能够使得含有用物质液体中含有大量的纳米气泡。因此，可通过精密控制含有用物质液体中的纳米气泡发生量，并利用纳米气泡的氧化作用对含有用物质液体中的微量杂质进行氧化分解处理。
(第11实施方式)
以下参照图11对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第11实施方式进行说明。图11是表示第11实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第11实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第11实施方式中，含纳米气泡液体槽49的液体被移送到生物装置61。其他结构完全相同。
在本实施方式中，配置有生物装置61以取代第1实施方式的后续工序装置51。因此，通过将其中含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体移送到生物装置61，能够增强生物装置61中的微生物活性，从而提高该装置的反应效率以及处理能力。
对于生物装置61并无特别限定，例如，可列举出用于排水处理的微生物反应槽、用于酿造酒、啤酒、葡萄酒和威士忌等的发酵槽、用于制作药品的生物反应器以及生物量的生物反应器等。
(第12实施方式)
以下参照图12对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第12实施方式进行说明。图12是表示第12实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第12实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第12实施方式中，含纳米气泡液体槽49的液体被移送到化学装置62。其他结构完全相同。
在本实施方式中，配置有化学装置62以取代第1实施方式的后续工序装置51。因此，通过将其中含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体移送到化学装置62，能够促进化学装置62中的反应，从而提高该装置中的反应效率以及处理能力。
化学装置62只要是用于化学工程学的装置，对此并无特别限定，例如，可以列举出中和装置、化学反应装置、精炼装置和燃烧装置等。
(第13实施方式)
以下参照图13对本发明的含纳米气泡液体制作装置的第13实施方式进行说明。图13是表示第13实施方式的含纳米气泡液体制作装置的概略结构的示意图。第13实施方式和第1实施方式的不同之处仅在于：在第13实施方式中，含纳米气泡液体槽49的液体被移送到物理装置63。其他结构完全相同。
在本实施方式中，配置有物理装置63以取代第1实施方式的后续工序装置51。因此，通过将其中含有大量纳米气泡的含纳米气泡液体移送到物理装置63，能够促进物理装置63中的操作性，从而提高该装置中的作用效率以及处理能力。
物理装置63只要是用于化学工程学的装置即可，对此并无特别限定，例如，可以列举出吸附装置、脱水装置、过滤装置和蒸发装置等。
[实施例]
(实施例1)
根据图1制造了用于制作含纳米气泡液体的含纳米气泡液体制作装置64。
在本实施例的含纳米气泡液体制作装置64中，蓄水槽1的容量为2m3、微米气泡发生槽5的容量为0.8m3、微纳米气泡发生槽11的容量为0.8m3、纳米气泡发生槽20的容量为0.8m3、测定槽29的容量为0.5m3、含纳米气泡液体槽49的容量为2m3、表面活性剂槽32的容量为0.4m3、无机盐类槽37的容量为0.4m3。
作为微米气泡发生装置65使用了野村电子工业株式会社的“微米气泡MD-400”，作为微纳米气泡发生装置66和纳米气泡发生装置67使用了株式会社Nanoplanet研究所制造的M2型产品。另外，作为设定在测定槽29的氧化还原电位测定部30和氧化还原电位调节计68使用了东亚DKK的产品。
此外，在表面活性剂槽32中投入了作为表面活性剂的正离子表面活性剂，第1搅拌机36工作对其进行搅拌。在无机盐类槽37中投入了作为无机盐类的氯化钠，第2搅拌机41工作对其进行搅拌。
在上述结构的含纳米气泡液体制作装置64的蓄水槽1中引入了作为液体的水，并使装置开始工作。在装置开始工作3小时之后，使用库尔特计数仪(贝克曼库尔特公司制造)对含纳米气泡液体槽49内的水进行了测定，测定结果为：水中所含有的纳米气泡的密度为266000个/ml，且纳米气泡的直径约为120nm。
(实施例2)
实施例2的实施条件分为三种，即，(A)不添加表面活性剂和无机盐类；(B)只添加表面活性剂；(C)只添加无机盐类。除这些条件之外，实施例2中的纳米气泡制作方法与实施例1相同。另外，在本实施例中，作为表面活性剂使用了中性洗涤剂，作为无机盐类，使用了氯化钠。结果如图1所示。
(表1)
  添加剂名称   单位   无添加剂   中性洗涤剂   无机盐类
  添加量   ppm   0   1000   1000
  纳米气泡总个数   个/ml   130～860   280000～410000   160000～320000
如上表所示，(A)在不添加表面活性剂和无机盐类的情况下，所发生的纳米气泡总个数为130～860个/ml，(B)在只添加表面活性剂的情况下，所发生的纳米气泡总个数为280000～410000个/ml，(C)在只添加无机盐类的情况下，所发生的纳米气泡总个数为160000～320000个/ml。
如上所述，根据本实施例的含纳米气泡液体制作装置，设置有结构并不复杂的微米气泡发生装置(即，微米气泡发生装置65、微纳米气泡发生装置66、纳米气泡发生装置67)的三个槽呈串列式配置。换言之，在本发明的含纳米气泡液体制作装置中，串列式配置有至少3个其中设有微米气泡发生器的槽，液体从第1槽开始被依次引入第1槽、第2槽、第3槽，并且，各槽中设置的微气泡发生器工作，最终由第3槽制作出含纳米气泡液体。
此外，通过向第1槽、第2槽、第3槽中的某一个或者全部添加表面活性剂或无机盐类，能够增加各槽中存在的气泡量，其结果能够显著增加纳米气泡的发生量。
所以，根据本发明的含纳米气泡液体制作装置，能够在短时间内制造低成本的含纳米气泡液体制作装置。
如上所述，根据本发明的含纳米气泡液体装置，能够在短时间内制造低成本的含纳米气泡液体的装置。
本发明的含纳米气泡液体制作装置适于用水处理、排水处理和浴池水处理，还可将含纳米气泡液体有效地用于保健领域和医疗领域。
以上，对本发明进行了详细的说明，上述具体实施方式或实施例仅仅是揭示本发明的技术内容的示例，本发明并不限于上述具体示例，不应对本发明进行狭义的解释，可在本发明的精神和权利要求的范围内进行各种变更来实施之。

Claims (18)

1.一种含纳米气泡液体制作装置，其特征在于，包括：
第1含微米气泡液体制作部(65)，使用被引入第1槽(5)内的液体来制作第1含微气泡液体；
第2含微纳米气泡液体制作部(66)，使用被引入第2槽(11)内的上述第1含微气泡液体来制作第2含微气泡液体；以及
第3含纳米气泡液体制作部(67)，使用被引入第3槽(20)内的上述第2含微气泡液体来制作第3含微气泡液体。
2.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述第1含微米气泡液体制作部(65)具备第1剪切部，该第1剪切部对上述液体和第1提供气体进行混合及剪切处理从而制作出上述第1含微气泡液体；
上述第2含微纳米气泡液体制作部(66)具备第2剪切部，该第2剪切部对上述第1含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出上述第2含微气泡液体；
上述第3含纳米气泡液体制作部(67)具备第3剪切部，该第3剪切部对上述第2含微气泡液体进一步实施剪切处理从而制作出上述第3含微气泡液体。
3.根据权利要求2所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述第1含微米气泡液体制作部(65)还具备第1气体提供部(7)，该第1气体提供部(7)向上述第1剪切部提供上述第1提供气体。
4.根据权利要求3所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述第2含微纳米气泡液体制作部(66)还具备第2气体提供部(17)，该第2气体提供部(17)向上述第2剪切部提供第2提供气体，上述第2剪切部对上述第2提供气体和上述第1含微气泡液体进行混合及剪切处理从而制作出上述第2含微气泡液体；
上述第3含纳米气泡液体制作部(67)还具备第3气体提供部(26)，该第3气体提供部(26)向上述第3剪切部提供第3提供气体，上述第3剪切部对上述第3提供气体和上述第2含微气泡液体进行混合及剪切处理从而制作出上述第3含微气泡液体。
5.根据权利要求4所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
由上述第1剪切部进行的上述第1含微气泡液体的制作、由上述第2剪切部进行的上述第2含微气泡液体的制作以及由上述第3剪切部进行的上述第3含微气泡液体的制作通过气蚀方式、加压溶解方式、湍流剪切方式、高速旋转搅拌方式和旋流方式中的任意一种方式来实现。
6.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于，还具备：
蓄水槽(1)，引入上述液体；以及
第1移送部(3)，该第1移送部(3)将上述蓄水槽(1)内的上述液体移送到上述第1槽(5)。
7.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述液体是排水、上水、再利用水、原油、燃油、含有用物质液体、地下水、空调用水、浴池水或洗涤设备用水。
8.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于，还包括：
第4槽(29)，引入上述第3含微气泡液体；以及
纳米气泡含量测定部，对上述第4槽(29)内的上述第3含微气泡液体中的纳米气泡含量进行测定。
9.根据权利要求8所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述纳米气泡含量测定部还具备氧化还原电位测定部(30)；
上述纳米气泡含量测定部根据上述氧化还原电位测定部(30)所测定的上述第3含微气泡液体的氧化还原电位来测定纳米气泡含量。
10.根据权利要求8所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
上述纳米气泡含量测定部还具备Z电位测定部(53)；
上述纳米气泡含量测定部根据上述Z电位测定部(53)所测定的上述第3含微气泡液体的Z电位来测定纳米气泡含量。
11.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于，还包括：
表面活性剂槽(32)，用于储存表面活性剂；以及
表面活性剂提供部(43、44、45)，分别向上述第1槽(5)、上述第2槽(11)、上述第3槽(20)提供由上述表面活性剂槽(32)储存的上述表面活性剂。
12.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于，还包括：
无机盐类槽(37)，用于储存无机盐；以及
无机盐提供部(42、46、47)，分别向上述第1槽(5)、上述第2槽(11)、上述第3槽(20)提供由上述无机盐类槽(37)储存的上述无机盐。
13.根据权利要求11所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
还具备表面活性剂定量泵(33、34、35)，用于调节由上述表面活性剂槽(32)分别提供给上述第1槽(5)、上述第2槽(11)、上述第3槽(20)的上述表面活性剂的提供量。
14.根据权利要求13所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
还具备控制部(31)，对上述表面活性剂定量泵(33、34、35)进行控制，使得根据上述纳米气泡含量测定部所测定的上述纳米气泡含量来调节上述表面活性剂的提供量。
15.根据权利要求12所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
还具备无机盐定量泵(38、39、40)，用于调节由上述无机盐类槽(37)分别提供给上述第1槽(5)、上述第2槽(11)、上述第3槽(20)的上述无机盐的提供量。
16.根据权利要求15所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
还具备控制部(31)，对上述无机盐定量泵(38、39、40)进行控制，使得根据上述纳米气泡含量测定部所测定的上述纳米气泡含量来调节上述无机盐的提供量。
17.根据权利要求1所述的含纳米气泡液体制作装置，其特征在于：
还具备第2移送部(50)，用于将上述第3槽(20)或者第4槽(29)内的上述第3含微气泡液体移送到生物装置、化学装置、物理装置或者浴池装置。
18.一种含纳米气泡液体制作方法，其特征在于，包括：
第1含微气泡液体制作工序，使用被引入第1槽(5)内的液体来制作第1含微气泡液体；
第2含微气泡液体制作工序，使用被引入第2槽(11)内的上述第1含微气泡液体来制作第2含微气泡液体；
第3含微气泡液体制作工序，使用被引入第3槽(20)内的上述第2含微气泡液体来制作第3含微气泡液体。
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