CN101795757A

CN101795757A - 微细气泡产生机构

Info

Publication number: CN101795757A
Application number: CN200980100027A
Authority: CN
Inventors: 坂本泰孝; 柴田芳树
Original assignee: Shibata Corp
Current assignee: Research Institute of science and technology
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-08-04
Also published as: WO2010055701A1; TW201018527A; JP2012040448A; WO2010055702A1; KR20110083499A; TW201018438A

Abstract

一种微细气泡产生机构，以从流路壁部25的内面突出的形态设置冲击构件22，又在该流路FP内，设置冲击构件22的突出方向前端部与相向的间隙形成部23。然后，在冲击构件22的外周面与流路壁部25的内面之间形成水迂回流路部251，同时在冲击构件22与挤压间隙形成构件23之间形成挤压间隙21G，挤压通过比水迂回流路部251低流量且高流速的水流。藉此，不使用复杂的气液混合机构而产生充足的气泡，且急遽地提高气泡的微细化效果，使微气泡区域或微奈米区域的气泡产生量提高到比习知技术所达成的还高。

Description

微细气泡产生机构

【发明所属之技术领域】

本发明系有关于一种微细气泡产生机构。

【先前技术】

形成于水中的气泡依其尺寸分类成迷你气泡或微气泡(甚至是微奈米气泡及奈米气泡等)。迷你气泡为某种程度的巨大气泡，在水中急速上升而最后在水面破裂而消灭。对此，直径在50μm以下的气泡为微细的气泡，在水中的滞留时间长，气体的溶解能力优，因此在水中会缩小，而在水中消灭(完全溶解)的特殊性质，此称为微气泡而一般化(非专利文献1)。在本说明书中，所谓「微细气泡」除了上述微气泡之外，也指直径更小的微奈米气泡(直径10nm以上不到1μm)及奈米气泡(直径不到10nm)的概念。

近年来，此种微细气泡被应用至多种用途，例如组装于浴槽用的气泡水流喷出部及淋浴头等的可产生微细气泡的装置已经有各种先前技术(专利文献1～5)。在该等专利文献中所揭露的微细气泡产生机构藉由将水流供给至旋回流产生翼，该翼形成的涡流从翼体轴部形成的细孔卷入负压吸引的外气而以气液混合的方式(专利文献1：称为二相流旋回方式)，有别于将流水供给至文式管等的挤压机构，使该挤压机构高流速化通过之际，利用白努利原理所产生的减压效果，使溶解于空气的微细气泡析出的空穴方式(cavitation)(专利文献2～5)。

先前技术文献

专利文献1：特开2008-229516号公报

专利文献2：特开2008-73432号公报

专利文献3：特开2007-209509号公报

专利文献4：特开2007-50341号公报

专利文献5：特开2006-116518号公报

非专利文献1：因特网首页(http://unit.aist.go.jp/emtech-ri/26env-fluid/takahashi.pdf#search＝’マィクロバブルぉょびナノバブルに関すゐ研究’)

【发明内容】

[发明所欲解决的问题]

但是，在上述的习知的微细气泡产生机构中，任一种气泡的微细化程度并不充分，在水中的滞留时间长的微气泡的产生量，特别是粒径不满1μm的微气泡、奈米气泡区域的气泡产生量不充足的问题。又，专利文献1所代表的二相流旋回方式由于使用旋回流产生翼，有机构性的复杂问题。

另一方面，采用空穴方式的专利文献2～4的微细气泡产生机构采用文式管及孔口等的周围的闭塞挤压孔，在挤压孔的位置由于其它的流路部分的构造不存在，挤压孔通过时的流体阻抗上升，无法增加至所希望的流速，又在挤压孔内，由于容易受到从孔内壁面朝径向的背压，空穴(减压)的效果并不充分，气泡析出量容易不足。又，希望通过挤压机构后的水流中所析出的气泡要粉碎得更微细，不能仅期待随着通过挤压机构的水流本身的开放及乱流化的涡流产生，气泡的微细化程度也会有不足的问题。

本发明的课题在于提供一种微细气泡产生机构，不使用复杂的气液混合机构而能产生足够量的气泡，且可大幅地提升气泡的微细化的效果，在微气泡或微奈米气泡区域的气泡产生量可提高到习知技术所无法达到的程度。

[解决问题的手段及发明的效果]

为了解决上述的问题，本发明的微细气泡产生机构，包括：一中空的流路形成构件，具有水流入口与水流出口，并在内部形成从水流入口朝向水流出口的流路；一冲击构件，从上述流路形成构件的流路壁部的内面突出；以及一间隙形成部，在上述流路内与上述冲突构件的突出方向前端部相向，其中在上述冲突构件的外周面与上述流路壁部的内面之间形成水迂回流路部之同时，在上述冲突构件与间隙形成部之间形成挤压水流通过而产生比上述水迂回流路部低流量且高流速的水流的挤压间隙，由上述挤压间隙产生的负压而使气泡析出的间隙通过水流冲击上述冲击构件而经过上述水流迂回流路，而卷入朝该冲击构件的下游侧旋入的旋入乱流，使上述析出气泡粉碎成微细气泡。

根据上述本发明的构造，冲击构件设计成从流路形成构件的流路壁的内部突出的形状，又，在该流路内设置与冲击构件的突出方向前端部相向的间隙形成部。然后，在冲击构件的外周面与流路壁部的内面之间形成水迂回流路部之同时，在冲击构件与挤压间隙形成部之间形成挤压间隙，由水迂回流路部挤压水流而形成低流量高流速的水流。当供给水流至此构造的微细气泡产生机构时，水流由由挤压间隙挤压而使流速增加。通过间隙的高速水流从间隙出口释放，由于根据白努利原理在间隙及其下游侧形成负压区域，由空穴(减压)效果使水流中的溶存空气析出而产生气泡。水中的气泡与固体粒子不同，相互冲撞容易产生气泡的合体，例如专利文献1中的回旋流产生翼所形成的微涡流，气泡的相互冲击准确率增大，粉碎本体容易进入微小气泡。又，由于仅通过文氏管等公知的挤压机构，通过水流的速度不够快，挤压孔下游侧的减压程度变小，涡流产生的程度也变小。因此，空穴产生的气泡析出量变少，产生气泡粉碎的冲击也不够，因此无法形成足够的微细气泡。

但是，在本发明中，存在习知的文氏管及孔口等的挤压孔以外的流路部分的构造，在形成挤压孔的冲击构件与流路壁部之间形成挤压间隙，而形成使撞击到冲撞构件的水流产生迂回的水流迂回部，因此在通过间隙时不会过度地增加流体阻抗，结果该挤压间隙通过比习知技术还快速的高速水流。藉此，挤压间隙及其下游的空穴(减压)效果可大幅地提高，在溶存空气浓度相同的水流中可析出更多量的气泡(而且，水为1大气压，25℃的条件下的饱和溶存氧量为8.11mg/L(约8ppm)，若也考虑氮的溶存，大气的溶存空气量约30ppm)。

又，藉由挤压间隙的通过流速高速化，在下游侧做立体广角地扩张而形成的三维的负压区的全体中形成多数个微小涡流。又，冲击至冲击构件而通过水迂回流路部的水流在冲击构件的下游侧回旋，以更大流量激起的乱流重迭流入上述的负压区域。包含析出气泡的挤压间隙的通过流束，藉由此二个***的乱流而激起三维流动而做随机搅拌之同时，包围析出的气泡的多数个微小涡流分别将气泡引入其本身，结果有效地进行气泡的微粉碎，容易得到高浓度的粒径小的微细气泡。

气泡由气液接口围绕而存在，在其接口上水的表面张力作用。由于表面张力是作用使表面缩小，具有情形接口的气泡，表面张力的作用是做为压缩内部气体的力。气体系根据亨利法则而溶解于水，因此本身加压的气泡内的气体可更有效地溶解于水。由于微小气泡中，特别是微气泡或微奈米气泡在水中缩小存在，在破灭的瞬间会产生非常大的压力。

又，气泡具有溶于水中的离子会聚集在气液界面的特性，集中的离子使气泡缩小而浓缩。结果，水中的微细气泡成为接口电荷密度非常高的状态。水的群聚构造(氢结合网)为水分子H₂O以及由水分子电解而产生的若干H⁺与OH^-所构成，但气泡的接口构造有容易收集H⁺或OH^-的倾向，与水的体积相比，离子的密度变高，结果使气泡的界面带电。又，该倾向对OH^-较强，因此在一般的pH条件下，气泡接口有带负电的倾向。藉由气泡带电，在高浓度地产生微细气泡的情况下，静电性质的反作用力与气泡相互作用，气泡彼此合体而造成粗大化及气泡浓度降低。又，期待发现由污染物质及金属离子等由于静电引力而吸引至表面的效果以及对于与包含微细气泡接触的生物体(例如人体)的活化生理的效果。而且，容易从微细气泡产生自由基(freeradical)，特别是由于游离氢氧基等的自由基为反应性非常高的物质，可有效地用于污物的分解及杀菌。

以下，针对附加于本发明的微细气泡产生机构的构造的各种要件做说明。

首先，水迂回流路部虽然可以仅形成于在上述流路内从水流通方向观看在上述冲击构件的突出方向的单侧，但若形成于在上述流路内从水流通方向观看在上述冲击构件的突出方向的两侧，则朝向气泡析出的下游侧的负压区域，从冲击构件的两侧旋转进入的乱流合流而气泡粉碎效果可更为提高，可有效地产生微细气泡，又，利于得到更细直径的微细气泡。

在水流入口与微细气泡产生机构之间，设有准备挤压机构，增加来自水流入口的水流的速度而导入微细气泡产生机构。藉由设置此准备挤压机构，可更提高挤压间隙及其周围的流速，气泡可更微细化及高浓度化。

接着，在冲击构件及间隙形成部的形成挤压间隙的各相向面的至少其中之一形成减压空洞。即，在冲击构件至间隙形成部面向挤压间隙的面上形成的减压空洞有做为使流速变小的滞留空间的功能，因此与挤压间隙内部的流速差扩大，可显著地提高由白努利原理产生的空穴(减压)的效果。结果，增加水流中的溶存空气产生的气泡析出量，可提高水流中的微小气泡的浓度。从充分地确保负压区域的观点而言，减压空洞的开口直径最好在1mm以上，深度最好比开口直径大。

又，若使减压空洞在水流中共振，由该共振产生超音波共鸣，气泡析出的空穴与共鸣振动可促进气泡粉碎。在形成圆筒形的减压空洞时，就共鸣波的带域为超音波带(100kHz以上)的观点而言，其开口直径不到10mm(最好是未满4mm)，深度与开口直径相等或比开口直径大(最好是大约开口直径的整数倍)。

接着，冲击构件及上述间隙形成部的形成挤压间隙的各相向面的至少其中之一，在水流入侧形成该挤压间隙从上游侧朝下游侧渐次缩小的挤压倾斜面。藉此，由于挤压间隙的相向间隔系从挤压间隙入口朝间隙深处连续地缩小，因此水流可朝间隙深处顺利地被挤压，而可减低通过间隙时的流量损失而提高流速。又，冲击构件及间隙形成部的挤压间隙的各相向面的至少其中之一，在水流出侧形成该挤压间隙从上游侧朝下游侧渐次扩大的挤压倾斜面亦可。

在冲击构件(或者是后述的相向冲搫构件)的流路内突出部分的外周面上形成水流剥离凹凸部。藉由上述的水流剥离凹凸部形成于冲击构件的外周面，在流路的中心轴向方向上流动的水流越过水流剥离凹凸部之际，容易产生水流的剥离，可促进水流的乱流化。水流剥离凹凸部为形成于冲击构件的流路内突出部分的外周面的螺纹。螺纹系相对于以冲击构件的轴线为法线的假想面具有一定的倾斜角，水流与该假想面平行方向而朝冲击构件流入时，横切过相对于该水流方向倾斜的复数个螺纹而回到冲击构件的下游侧。此时，在水流从一边的谷侧朝相反的谷侧越过山的棱线部之际，对上述乱流化有贡献的水流剥离特别容易产生。

在微细气泡产生足够的程度上，挤压间隙与水迂回流路部分别调整各尺寸，使得在以供给压力0.2MPa(表压，以下相同)供给水至水流入口时，通过挤压间隙的水流的最大流速为8m/秒以上(上限值并无限制，供给压力0.2MPa为可能的上限值，例如以50m/秒表示)。又，挤压空间产生的最大负压最好为0.02MPa以上(理论的上限值为0.1MPa)。特别是形成上述的减压空洞的情况下，当以供给压力0.2MPa供给水至上述水流入口时，上述减压空洞的全区域容易维持0.02MPa以上的负压状态。又，藉由减压空洞的全区域成为该程度的负压状态，藉由旋入乱流使邻接于冲击构件的下游侧的的负压区域也可维持在0.02MPa以上的负压状态。使气泡析出的空穴效果显著化。而且，水供给至微细气泡产生机构的供给压力在例如直接结合于水道而使用的情况下，大约在0.1MPa～0.6MPa的范围内变动。另一方面，当然也可由泵加压供给，此时的供给压力的上限值并无特别限制(例如可以是大约100MPa)。

挤压间隙及减压空洞或者是形成于其下游侧的负压区的负压等级最好是0.05MPa以上。藉由产生该等级的负压，不仅可以析出溶存空气，也可以使局部的水沸腾而产生气泡，可提高可产生的微小气泡的浓度。

在上述的负压产生条件下，若以供给压力0.2MPa供给水至水流入口，在本发明特有的微细气泡产生机构的情况下，包含于从上述水流出口喷射的水流的微细气泡的数平均粒径在10μm以下。例如，在采用具有圆形轴断面的冲击构件的情况下，当以供给压力0.2MPa供给温度10℃的水至水流入口时，调整具有圆形轴断面的冲击构件的外径与水迂回流路部的流通断面积，使配置于水迂回流路部内的冲击构件的雷诺数在10000以上。

当圆柱形断面的冲击构件配置于水流中时，冲击构件的外径为D，流速为U，水的动黏滞系数为v，因此雷诺数Re为

Re＝UD/v(无因次数)...(1)

该圆柱断面的冲击构件周围的水流在雷诺数Re在1500以上而变成乱流，特别是Re在10000以上时，由于旋入的乱流所造成的气泡的微粉碎效果系跳跃式地提高，因此在个数平均值等级的气泡粒径容易地缩小至***均流速在8m/秒以上，则藉由将具有圆形轴断面的冲击构件的外径调整至1～5mm，容易确保雷诺数Re的值在10000以上的值，而有效地产生个数平均值在10μm以下的平均粒径的微细气泡。

特别是水迂回留路部的流通断面积调整成当供给压力为0.55MPa而温度10℃的水供给至水流入口时使平均流速在18m/秒以上，调整具有圆形轴断面的上述冲击构件的外径至1～5mm，使配置于水迂回流路部内的冲击构件的雷诺数超过20000的值。然后，若通过冲击构件形成的挤压间隙的水流的最大流速在25m/秒以上，则包含于喷射水流的微细气泡的数平均粒径在不积极添加电解质的自来水(或井水)等可缩小至***均值等级为微耐米气泡区域的微小气泡，即使不使用复杂而高价的气泡产生装置也可容易地产生。特别是，气泡粒径缩小一位数使气泡接口的面积缩小二位数，因此气泡接口的电荷密度与数μm等级的粒径的气泡相比，估计上升5～10倍以上，可使后述的生物体(人体或动物体)的生理活化效果显著化。又，在上述的流速条件充足的状况下，挤压间隙及减压空洞或下游侧负压区域的负压等级可提高至0.05MPa以上，可产生微小气泡的浓度也大幅地提高。

接着，在本发明的微细气泡产生机构中，若挤压间隙的间隔缩小，间隙通过流量减少，流入水迂回流路部的水量会增大。因此，在挤压间隙的通过流速不会过度减少的范围内缩小挤压间隙，在挤压间隙产生的微小气泡的转入乱流所造成的微细化效果被提高，可产生更细直径的气泡。另一方面，若扩大挤压间隙的间隔，由于挤压间隙内的流通阻抗减少，水迂回流路部在总和的流路断面全体所得到的喷射流量可增加(此时，由间隙间隔的设定值，虽然挤压间隙内的流速会有不足的倾向，在确保喷射流量优先的情况下有利)。于此，在本发明的微细气泡产生机构中，若设置可变更调整挤压间隙的间隔的挤压间隙调整机构，则对应于气泡细径化与喷射流量的要求等级而适当地调整挤压间隙的间隔，又，安装微细气泡产生机构的水道的水压等级不一样的情况也可藉由调整挤压间隙的间隔而使喷射流量适当化。

接着，在冲击构件上形成喷嘴通路，与流路壁部一起朝突出方向贯穿该冲击构件，一端侧在该冲击构件的前端侧朝挤压间隙开设气体喷出口，另一端侧贯穿流路壁而在壁部外面开设气体取入口。藉此，由产生于挤压间隙内的水流负压使流路壁部外侧的外气从气体取入口经由喷嘴通路吸引、供给至挤压间隙内。根据该构造，除了空穴现象所析出的气泡，从喷嘴通路吸引的外气也成为气泡而混入水流中，因此可得到更高浓度的微小气泡。又，由于水迂回流路部造成的回旋乱流的气泡微粉效果变大，即使由外气吸引而取入的气泡稍微粗大，可充分地进行微细气泡的粉碎。此时，可在与冲击构件及间隙形成部形成挤压间隙的各相向面的至少其中之一形成上述减压空洞，使形成于冲击构件的喷嘴通路开口于该减压空洞中。由于在减压空洞中产生特别大的负压，于此藉由开口于喷嘴通路而增加外气吸引的量，可提高微细气泡的产生浓度。

又，在本发明的微小气泡产生机构中，在冲击构件的下游侧形成贯穿流路壁部而设置副吸引喷嘴部。该副吸引喷嘴部具有喷嘴通路，其一端侧在流路内开设气体喷出口，另一端侧在壁部外面开设气体取入口，由流路内产生的水流负压，使流路壁部外侧的外气从气体取入口经由喷嘴通路吸引，藉此比微细气泡产生机构所产生的微细气泡的粒径大的附加气泡从气体喷出口导入流路内的水流。该副吸引喷嘴部由于在挤压间隙的下游侧开设喷嘴通路，经由该通路，外气在比挤压间隙的流速还小的状态下混入水流。结果，可产生比外气吸引或导入挤压间隙时粒径还大的气泡。即，容易得到在挤压间隙所产生的微细气泡与从副吸引喷嘴部导入的直径较大的气泡的两种等级的气泡混入的水流。特别是回避冲击构件所造成的回旋乱流的形成区域的下游侧，即回避回旋乱流所产生的气泡粉碎效果显著的冲击构件的正下方区域(例如，从冲击构件起其断面外径的3倍以内的距离)，在其下游侧设置副吸引喷嘴部，从副吸引喷嘴部导入的气泡其过度的粉碎被抑制，从该副吸引喷嘴部导入的气泡的尺寸调整为例如数平均粒径在100μm以上(上限值为例如1mm以下)。

上述的副吸引喷嘴部形成具有从流路壁部的内面突出的喷嘴突出部，在该喷嘴突出部的突出方向前端可开设气体喷出口。水流冲击至从流路壁部的内面突出的副吸引喷嘴部的喷嘴突出部，藉此在喷嘴突出部的下游侧产生涡流乃至乱流，可粉碎从气体喷出口导入水流中的气泡。

本发明的微细气泡产生机构具有例如筒状的本体框体以及开口于该本体框体内而于轴线方向可拆卸地***并于内部形成流路的另外的筒状的流路形成构件，冲击构件与间隙形成部可形成于该流路形成构件。在冲击构件上设置上述的喷嘴通路或者是具有喷嘴通路的副吸引喷嘴部时，在流路形成构件与本体框体的内周面之间，在轴线方向的两端位置上设有分别液密地密封该两者的密封构件。然后，在轴线方向上，在位于密封构件之间的外周面与内周面之间，可形成贯穿本体框体的壁部的空气取入口与连通的空气导入间隙。

又，在流路形成构件为树脂成形体时，冲击构件相对于该流路形成构件的树脂制的流路壁部，前端侧突出于流路内，后端侧在比本体框体的内面还更内侧而露出于流路形成构件的外周面，配置成贯穿该流路壁部的形态。如前所述，如此对于流路形成构件，冲突构件的组装变得容易。由于在厚度方向贯穿流路壁部的形状安装冲击构件，冲击构件不露出流路壁部的外周面而成为突出的形态，其外侧以本体框体隐蔽。

具体而言，在冲击构件的外周面形成公螺纹之同时，锁入贯穿形成于流路壁部的母螺纹孔。藉此，对应于在该母螺纹孔内的该冲击构件的螺进量，可调整挤压间隙的间隔。而且，上述的公螺纹部当然也可活用作为上述水流剥离凹凸部。

接着，间隙形成部系做为相向冲击构件，形成于以流路的剖面中心为中心的与冲击构件的相反侧，从壁部内面向冲击构件突出，而挤压间隙系形成于冲击构件的突出方向前端部与相向冲击构件的突出方向前端部之间。例如，冲击构件的前端面可与流路壁部内周面相向而形成挤压间隙，在此情况下，流路壁部与冲击构件的相向部分形成间隙形成部。但是，在该构造中，由于挤压间隙位于壁面摩擦所造成流量损失大的流路轴断面的外周缘区域，挤压间隙的通过流速也变小。但是，藉由设置相向冲击构件，挤压间隙的形成位置接近流速大的断面中心，挤压间隙的通过流速增大，空穴现象效果提高，可更有效地产生微细气泡。

又，冲击构件与相向冲击构件至少其中之一面向上述挤压间隙的前端部分形成缩径部，其具有愈向前端愈小的锥拔状的周侧面。藉由设置如此的缩径部，可达到以下的效果。

在冲击构件至相向冲击构件的缩径部的外周面前端部份，水流的冲击迂回长度比外周面底端附近短而流速增大。又，位于缩径部外周面的水流方向上游侧的部分形成上述挤压倾斜面。藉此，可更提高挤压间隙附近的乱流产生效果，提高微细气泡的产生效率。

相对于冲击构件与相向冲击构件，水流的冲击迂回造成涡流乃至乱流的产生效果，不仅在与其相向方向正交的面，也在与相向方向平行的内侧(即，在挤压间隙侧越过缩径部的方向)产生，三维的气泡为粉碎效果更为提高。

在设置相向冲击构件的情况下，冲击构件及相向冲击构件的其中之一或两者，在朝向上述挤压间隙的前端面上形成朝间隙形成方向拉进的减压空洞。特别是在冲击构件及相向冲击构件的其中之一形成减压空洞。在另一边，当采用其前端以朝向减压空洞的开口的位置关系形成缩径部的构造时，挤压间隙内的水流可由该缩径部大幅地提高速度。然后，藉由该增速的水流与减压空洞内的停滞部分相接，而产生极大的流速差。又，在越过缩径部之际，藉由水流在减压空洞侧以弯曲形态迂回，该流速差的生成区间也会增大(此效果在缩径部的前端侧的一部份进入减压空洞的内部而进行位置调整时会变得显著)。而且，如后所述，藉由该缩径部的形成，减压空洞的共鸣效果可能会更显著。当微细气泡的产生效率提升时，对气泡直径的更微细化具有效的贡献。

具体而言，在冲击构件的前端面形成减压空洞的开口边缘部的边缘区域与缩径部的锥拔状的周侧面相向使挤压间隙具有楔形断面，且空间外周侧开放于水迂回流路部的圆环状的间隙周缘空间与减压空洞系经由形成于减压空洞的开口内周缘与缩径部的周侧面的相向位置上的圆环状的细腰间隙部而相互连通。藉此，关于缩径部外周面的位于以水流方向为中心的挤压间隙两侧的部分也作为辅助间隙的功能。因此，未通过挤压间隙的水流在通过该辅助间隙之际产生空穴现象，提高微细气泡的产生效率。

而且，在设置相向冲击构件的情况下，水迂回流路部系形成跨越冲击构件的外周面与相向冲击构件的外周面的形状。藉此，冲击构件与相向冲击构件双方，可更提高析出气泡的微粉碎效果。

又，当以挤压间隙的水流入侧开口位置中的间隙间隔的中心为间隙中心而定义时，由流路的剖面半径方向，从流路壁部的内面至间隙中心的距离比从断面中心的距离小的范围中，从该断面中心于半径方向上移动既定长度而调整挤压间隙的形成位置，可提高在挤压间隙的微细气泡的产生效率。

流路形成构件的外侧以本体框体覆盖的构造，冲击构件与相向冲击构件分别相对于该流路形成构件的树脂制的流路壁部，前端侧突出于流路内，后端侧在比本体框体的内面还内侧之处露出于流路形成构件的外周面，配置成贯穿该流路壁部的形态。然后，相向冲击构件在外周面形成公螺纹之同时，锁入贯穿流路壁部的母螺纹的构造。藉此，对应于该母螺纹内的该相向冲击构件的螺进量而调整挤压间隙的间隔。又，藉由冲击构件以同样的螺纹构件形成，可调整流路断面内的挤压间隙的位置(特别是半径方向上从断面中心的偏移量)。该相向冲击构件的公螺纹也是活用成上述水流剥离凹凸部。

【图式简单说明】

第1图为本发明的微细气泡产生机构的一适用对象的热水循环式浴槽单元的示意图。

第2图为本发明的一实施形态的微细气泡产生机构的内部构造的剖视图。

第3图为使用于第2图的微细气泡产生机构的准备挤压机构的一例的外观侧视图。

第4图为微细气泡产生机构的主要部位的放大横剖视图。

第5图为第4图的挤压间隙的位置的轴剖视图。

第6图为第4图的各部分的尺寸关系的放大横剖视图。

第7图为藉由相向冲击构件的位置调整挤压间隙的概念的说明图。

第8图为第4图的微细气泡产生机构中，挤压间隙的间隔设定为0.07mm时与设定成0.57mm时的挤压间隙内的流速分布从平面观看的仿真影像。

第9图为第4图的微细气泡产生机构中，挤压间隙的间隔设定为0.07mm时的内部流速分布从平面观看的仿真影像。

第10图为第4图的微细气泡产生机构中，挤压间隙的间隔设定为0.57mm时的内部流速分布从平面观看的仿真影像。

第11图为第4图的微细气泡产生机构中，挤压间隙的间隔设定为1.07mm时的内部流速分布从平面观看的仿真影像。

第12图为第4图的微细气泡产生机构中，挤压间隙的间隔设定为0.57mm时的内部压力分布的仿真影像。

第13图为第12图的压力分布包含通过挤压间隙的流路轴线的横剖视图。

第14图为第4图的微细气泡产生机构的冲击构件及相向冲击构件的作用说明图。

第15A图为接续第7图的作用说明图。

第15B图为藉由复数个涡流而使气泡引裂而微小化的概念的说明图。

第15C图为由冲击而使气泡合体的概念的说明图。

第15D图为间隙边缘空间的作用说明图。

第15E图为接触水流的螺纹的作用说明图。

第15F图为使水流剥离凹凸部形成锯齿状的冲击构件的一例的立体图。

第16图为供给0.2MPa的水压37℃的温水至第1图的微细气泡产生机构时，以雷射回折式粒度计测定产生的水流中的气泡粒径分布的结果以相对体积比例显示。

第17图为将第16图的气泡粒径分布的测定结果转换成相对个数比例的图。

第18图为表示接受对应于第16图的测定结果的雷射回折式粒度计的每个粒度区间的检测器的散乱光检测强度分布的图。

第19图为第18图的散乱光检测强度分布，除了接受来自20μm以上的气泡的散乱光的检测器的输出之外，以相对体积比例表示求得气泡粒径分布的图。

第20图为供给0.2MPa的水压9.5℃的温水至第1图的微细气泡产生机构时，以雷射回折式粒度计测定产生的水流中的气泡粒径分布的结果以相对体积比例显示。

第21图为将第20图的气泡粒径分布的测定结果转换成相对个数比例的图。

第22图为表示接受对应于第20图的测定结果的雷射回折式粒度计的每个粒度区间的检测器的散乱光检测强度分布的图。

第23A图为说明第2图的微细气泡产生机构的第一变形适用例的图。

第23B图为说明第2图的微细气泡产生机构的第二变形适用例的图。

第23C图为说明第2图的微细气泡产生机构的第三变形适用例的图。

第23D图为说明第2图的微细气泡产生机构的第四变形适用例的图。

第24图为组装第2图的微细气泡产生机构的洗涤机的一例的示意图。

第25图为组装第2图的微细气泡产生机构的餐具洗净机的一例的示意图。

第26图从第4图省略了副吸引喷嘴部的实施形态的横剖视图。

第27图为本发明的微细气泡产生机构的主要部位的第一变形例的轴剖视图。

第28图为本发明的微细气泡产生机构的主要部位的第二变形例的轴剖视图。

第29图为本发明的微细气泡产生机构的主要部位的第三变形例的轴剖视图。

第30图为本发明的微细气泡产生机构的主要部位的第四变形例的轴剖视图。

第31图为本发明的微细气泡产生机构的主要部位的第五变形例的轴剖视图及横剖视图。

第32图为在第4图中在冲击构件上形成喷嘴通路的横剖视图。

第33图为从第32图省略副吸引喷嘴部的实施形态的横剖视图。

第34图为本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第六变形例(具喷嘴通路)的轴剖视图。

第35图本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第七变形例的轴剖视图。

第36图本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第八变形例的轴剖视图及平面图。

第37图本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第九变形例的轴剖视图及横剖视图。

第38图本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第十变形例的轴剖视图及横剖视图。

第39图本发明的微细气泡产生机构的主要部分的第十一变形例的轴剖视图及横剖视图。

第40图为使用于第39图的微细气泡产生机构的冲击构件及相向冲击构件的各详细构造的三视图。

第41图为使用第39图的冲击构件及相向冲击构件而可变更挤压间隙的间隔的概念的说明图。

第42图为第39图的微细气泡产生机构中，在冲击构件及相向冲击构件的下游侧设置辅助水流搅拌部的变形例的轴剖面及横剖面的图。

第43图为在第1图的热水循环式浴槽单元中，省略加压溶解的实施形态的示意图。

【主要组件符号说明】

1～热水循环式浴槽单元

10～本体框体

10u～母螺纹部

12～空气取入口

20～流路形成构件

21～微细气泡产生机构

21G～挤压间隙

21n～细腰间隙部

22～冲击构件

22m～螺纹(水流剥离凹凸部)

22S～锯齿部

23～挤压间隙形成部、相向冲击构件

23c～挤压间隙形成部

23k～缩径部

24～副吸引喷嘴部

24b～喷嘴突出部

24t～公螺纹部

24u～母螺孔

25～流路壁部

26～流路本体

27～嵌合底端部

27t～公螺纹部

30～准备挤压机构

31～水流入口

31A～导入部

32～小径部

92～整流孔

105～承载突缘

106～水流出口

123～冲击构件

127～孔口环

127h～挤压孔

221～减压空洞

222、232～工具卡合孔

226～喷嘴通路

226d～气体喷出口

226e～气体取入口

241d～气体喷出口

241e～气体取入口

251～水迂回流路部

251n～间隙边缘空间

256～扩径部

261～密封突缘

262～第一密封构件(O形环)

265～密封构件

271～收容凹部

272～密封突缘

274～连接用公螺纹部

275～第二密封构件(O形环)

278u～连接用母螺纹部

291～整流板

293～分流锥

294～壁部

295～孔口板

301～浴槽

302～模块安装部

303～流出口

310～加压溶解槽

311～配管

312～配管

313～泵

314～配管

315～吸引器

316～压力调整阀

400～水产用养殖单元

401～养殖槽

402～喷射喷嘴

402n～喷嘴孔

501～水栓

502～龙头

503～龙头接头

503b～螺栓

503C～O形环

503u～母螺纹部

600～洗衣机

602～框体

603～水管

604～脱水槽

605～洗衣槽

606～马达

607～脉动机

608～配水管

700～餐具洗净机

701～水供给配管

702～喷射喷嘴

702n～喷嘴孔

703～透液支持部

704～餐具托盘

WA～热水

PH～餐具

KT～厨房

FL～地板

SH～莲蓬头

TS～连接座

SHT～公螺纹部

TB～莲蓬头导管

AS～空气导入间隙

SW1～第一涡流

SWE～涡流

FP～流路

CF～旋入乱流

BM～微细气泡

【实施方式】

以下，已附加的图式说明实施本发明的形态。

第1图为组装有本发明的微细气泡产生机构的热水循环式浴槽单元的一例。热水循环式浴槽单元1具有浴槽301以及微细气泡产生机构21。微细气泡产生机构21在本实施形态中作为筒状的气泡产生模块构成(外观形态并不限定于此)，贯穿浴槽301的壁部而可拆卸地安装于模块安装部302上，形成于前端的水流出口开口于浴槽内面。该微细气泡产生机构21经由配管311、加压溶解槽310及配管312而连接于泵313的流出侧。另一方面，在浴槽301形成流出口303，经由配管314连接于泵313的流入侧。

当泵313作动时，浴槽301内的热水WA经由配管314吸出，经由配管312送入加压溶解槽310中。热水WA在通过设于配管312上的吸引器315之际，将外气以减压吸引的形态取入，压送至加压溶解槽310内而进行气液混合，提高溶存空气的浓度。而且，加压溶解槽310内的溶解压力对应于出口侧的压力调整阀316(或泵流量)，在例如大约0.15MPa～1MPa(表压，以下相同)的范围内做调整。溶存空气浓度高的热水WA在通过微细气泡产生机构21之际产生了微细气泡BM，在该浴槽301内成为水流WJ而喷射。

而且，在浴槽301内，如此，温水供给管及燃烧配管等，追加在浴槽的一般设计中的配管系。但是，该等配管系由于全部都是已知的，因此省略其说明。

第2图为详细表示微细气泡产生机构21的内部构造。微细气泡产生机构21具有水流入口31与水流出口106，从流路形成构件20的流路壁部25的内面突出的冲击构件22以及在流路FP内与冲击构件22的突出方向前端部相向的间隙形成部23。如第5图所示，在微细气泡产生装置21中，在冲击构件22的外周面与流路壁部25的内面之间形成水迂回流路部251。又，在冲击构件22与挤压间隙形成部23之间形成挤压间隙21G，挤压通过水流而形成比水迂回流路部251低流量且高流速的水流。

当从水流入口31供给水留置流路FP时，如第14(B、C)图所示，水流负压产生于挤压间隙21G，藉由该空穴效果析出溶解空气，在间隙通过水流WF产生气泡BM。另一方面，在第5图中，水流并非全部供给至挤压间隙21G，相当部分冲击冲击构件22，而朝水迂回流路部251侧迂回。如第15A图，该迂回的水流产生多数个三维的小涡流同时形成旋入该冲击构件22的下游侧的旋入乱流CF。形成于间隙通过水流WF的析出气泡BM被卷入该旋入乱流CF而粉碎成微细气泡。

以下，做更详细的说明。

如第2图所示，微细气泡产生机构21具有由两端开口的树脂成形体构成的筒状的本体框体10、在该本体框体10内从开口可拆卸地***轴线方向且内部为流路FP的另外筒状的树脂成形体构成的流路形成构件20。如第4图及第5图所示，间隙形成部23作为以流路中心FP的剖面中心O在与冲击构件22相反侧，从壁部内面朝冲击构件22突出的冲击构件(以下也称为相向冲击构件23)，挤压间隙21G形成于冲击构件22的突出方向前端部与相向冲击构件23的突出方向前端部之间。

流路形成构件20的内周面具有于形成圆筒状的以下各部分，即容纳于本体框体10内时成为前端侧(水流出口106侧)的流路本体26、嵌合于本体框体10的水流入侧的开口内周面的嵌合底端部27、具有比流路本体部26小的内径且连接流路本体部26与嵌合底端部27的成为上述流路壁部25的连接部(以下称为连接部25)。如第4图所示，在连接部25，冲击构件22与相向冲击构件23的前端部突出于流路FP内，后端侧在本体框体10的内侧露出流路形成构件20的外周面，配置成贯穿该连接部25的形态。在流路形成构件20与本体框体10之间，在轴线方向的两端位置上设有液密性密封两者的密封构件262、275。具体而言，在流路本体部26的外周面前端部形成环状的密封突缘261，在形成于该密封突缘261的前端面圆周方向上的密封槽嵌合着橡胶制的第一密封构件(O形环)262。另一方面在嵌合底端部27的后端部也形成环状的密封突缘272，沿着该密封突缘272的前端面圆周方向形成的密封槽嵌合着橡胶制的第二密封构件(O形环)275。

如第3图所示，本体框体10在后端开口内周面上形成母螺纹部10u，另一方面在内周面前端侧突出形成承载突缘105。在流路形成构件20的嵌合底端部27的外周面上形成公螺纹部27t，流路形成构件20从后端侧***本体框体10内，同时螺合于母螺纹部10u，藉此安装于流路本体部26的第一密封构件262压接于承载突缘105的后端面，安装于嵌合底端部27的第二密封构件275压接于本体面10B的后端面而形成密封的状态。

在比流路形成构件20的嵌合底端部27的密封突缘272还后端侧的外周面上形成连接用公螺纹274。O形环273嵌合于该底端部外周。又，在比本体框体10的承载突缘105的还前端侧内周面上形成连接用母螺纹部278u，在其底面内周嵌合着O形环279。该等连接用公螺纹部274及连接用母螺纹部278u形成流通路径连接部，用于使欲导入微细气泡的流体的流经通路连接于微细气泡产生机构21，例如配管、导管、阀、喷嘴等各种的流通路径形成构件藉由螺合而连接。而且，流通路径连接部可以是两端皆为公螺纹部，也可以是两端皆为母螺纹部。又，流通路径连接部并不限于螺纹部，只要能确保必要的耐压，可采用例如推压连接件等公知的各种配管连接构造。

在第1图中，微细气泡产生机构21系以连接用母螺纹部278u锁入浴槽301侧的模块安装部302侧(的母螺孔)的形态安装着，配管311藉由将形成于其末端的公螺纹部锁入第2图所示的该微细气泡产生机构21的连接用母螺纹部278u而安装。

接着，如第2图所示，在水流入口31与微细气泡产生机构21之间，设有增加从水流入口31的水流速度而导入微细气泡产生机构21的准备挤压机构30(也参照第3图)。该准备挤压机构30具体而言具有形成水流入口31的圆筒状的导入部31A以及在该导入部31A的下游侧阶梯状的缩径形态连通而一体化的小径部32。在本实施形态中，该准备挤压机构30作为筒状的另外的树脂成形构件形成，其嵌合于以开口于后端的形态同心地形成于流路形成构件20的嵌合底端部27的收容凹部271上。而且，嵌合底端部27的收容凹部271与准备挤压机构30的外周面之间藉由橡胶制的O形环311密封。

如第4图所示，小径部32的内径设定成比流路形成构件20的连接部25(微细气泡产生机构21安装于其上)的内径还小(例如连接部25的内径为d₀，小径部32的内径为d₁，{(d₀-d₁)/d₀}×100(％)的值＝5～50％)。又，由缩径部32挤压的水流在流入连接部25侧之际由流路扩大所造成的乱流化(即流速减少)的影响对微细气泡产生机构21的挤压间隙21G不太大，而以此条件将流动方向上挤压间隙21G的形成位置(冲击构件22的中心轴线P的位置)至缩径部32的后端位置的距离α设定成比连接部25的内径为d₀小(最好是α/d₀为0.8以下)。而且，如第4图所示，在流路成形构件20的嵌合底端部27的后端面上在半径方向上形成圆弧状断面的切槽276f，冲击构件22与相向冲击构件23分别进入此处，缩小上述距离α。

以下，针对微细气泡产生机构21的详细构造以第4图及第5图做说明。冲击构件22与相向冲击构件23皆以金属制(例如不锈钢制)的螺纹构件形成。具体而言，在冲击构件22的外周面形成公螺纹部22t，其锁入于贯穿连接部(流路壁部)25而形成的母螺孔22u。对应于冲击构件22锁入该母螺孔22u内的量，而调整挤压间隙21G的间隔。又，在相向冲击构件23的外周面上也形成公螺纹23t，其锁入于贯穿连接部(流路壁部)25而形成的母螺孔23u。对应于相向冲击构件23锁入该母螺孔23u内的量，而调整挤压间隙21G的间隔。以上，实现了可变更挤压间隙21G的间隔而调整的挤压间隙调整机构。

如第2图所示，冲击构件22与相向冲击构件23以贯穿连接部25的壁部(流路壁部)25的形态配置而由上述的本体框体10隐蔽，

其前端侧皆相对于连接部25的壁部突出流路F P内，其后端侧在本体框体10的内侧露出流路形成构件20的外周面。

又，若冲击构件22与相向冲击构件23皆于相同方向旋进，则形成连接部25的流路断面半径方向的挤压间隙21G的位置可以变更。如第4图所示，为了容易调整该构件的旋进，突出于连接部25外的冲击构件22与相向冲击构件23的各头部端面上分别形成供卡合六角钣手等的工具的工具卡合孔222、232。而且，特别在无法进行固定挤压间隙21G的间隔及位置的调整时，冲击构件22与相向冲击构件23对于连接部(流路壁部)25，藉由***成形而实现无法旋进、一体化的构造。而且，仅冲击构件22与相向冲击构件23的其中之一可螺进操作，另一不能旋进而固定一体化。接着，如第5图所示，在冲击构件22上，面向挤压间隙21G的前端面上形成引导入间隙形成方向的减压空洞221。又，在相向冲击构件23上，其前端面向减压空洞221开口的位置关系形成缩径部23k(但在相向冲击构件23上可形成减压空洞，在冲击构件22上可形成缩径部)。形成于相向冲击构件23的缩径部23k具有愈向前端直境遇小的锥拔状的周侧面231(具体而言为圆锥面)。位于该锥拔状的周侧面231的水流入侧(流动上游侧)的部分构成该挤压间隔21G的间隔从上游侧向下游侧渐次缩小的挤压倾斜面。又，位于水流出侧(流动下游侧)的部分构成该挤压间隔21G的间隔从上游侧向下游侧渐次扩大的扩大倾斜面。冲击构件22与相向冲击构件23系同心配置。又，减压空洞221具有与冲击构件22的外周面同心的位置关系的圆筒面状的内周面。然后，如第6图所示，在包含冲击构件22的中心轴线的断面中，减压空洞221的开口内边缘位置至相向冲击构件23的缩径部23k的外周面的距离为间隙流通间隔β，减压空洞221的内径d₃设定成比该间隙流通间隔β大。在本实施形态中，减压空洞221的内径d₃为2mm，比可调整间隙流通间隔β的上限值1.5mm大。又，减压空洞221的深度H设定为内径d₃的0.5～5倍，最好是1～4倍的值。而且，在第6图中，缩径部23k调整轴线方向的位置，使前端部的一部份进入减压空洞221的内部。

如第5图所示，挤压间隙21G藉由在冲击构件22的前端面，使成为减压空洞221的开口边缘的边缘区域224与缩径部23k的锥拔状的周侧面231相向而形成具有楔形断面的圆环状的间隙边缘空间251n。该间隙边缘空间251n的空间外周侧开放于水迂回流路部251之同时，在减压空洞221的开口内边缘与缩径部23k的周侧面相向的位置上形成圆环状的细腰间隙部21n而与减压空洞221相互连通的构造。水迂回流路部251在流路F P内从水流通方向观看在冲击构件22的突出方向的两侧，形成分别跨越在冲击构件22的外周面与相向冲击构件23的外周面。

又，如第6图所示，挤压间隙21G的水流入侧开口位置中的间隙间隔的中心位置定义为间隙中心Q时，在流路FP的断面半径方向上，从流路壁部的内面至间隙中心Q的距离η在不小于从断面中心O至间隙中心Q的距离λ的范围内，该间隙中心Q从断面中心O于半径方向偏移而调整挤压间隙21G的形成位置。

回到第4图，在冲击构件22的下游侧，在连接部25上设有副吸引喷嘴部24。副吸引喷嘴部24贯穿连接部25的壁部之同时，具有喷嘴通路241，在一端侧于流路FP内开设气体喷出口241d，在另一端侧在壁部外面开设气体取入口241e。如第4图所示，当水流负压产生于流路FP内时，流路壁部外侧的外气AA从气体取入口241e经由喷嘴通路241被吸引，成为比在微细气泡产生机构21产生的微细气泡的粒径大的附加气泡，从气体喷出口241d导入流路FP内的水流。副吸引喷嘴部24具有从连接部25的壁部内面突出的喷嘴突出部24b，在该喷嘴突出部24b的突出方向前端开设气体喷出口241d。而且，在副吸引喷嘴部24的外周面形成公螺纹部24t之同时，锁入贯穿形成于连接部25的母螺孔24u，由该旋进量可调整喷嘴突出部24b的流路内的突出高度。

如第2图所示，在流路形成构件20的外周面与本体框体10的内周面之间，在轴线方向的两端位置上，分别设置液密性密封两者的密封构件262、311。然后，在轴线方向上在位于密封构件262、311之间的上述外周面与内周面之间形成空气导入间隙AS，其连通于贯穿本体框体10的壁部的空气取入口12。

在本实施形态中，挤压间隙21G与水迂回流路251当以0.2MPa的供给压力供给水至水流入口31时，调整各尺寸，使从水流出口106的喷射流量为6～12公升/分。例如包含第1图～第6图所揭露的流路形成构件20的主要部分各部的具体尺寸可由以下决定。

(第4图)

.流路本体26：内径＝8.6mm，流路长＝70.5mm

.连接部25：内径d₀＝5.4mm，流路长＝24mm

.准备挤压机构30的缩径部：内径d₁＝3mm，流路长＝16mm

.准备挤压机构30的导入部31A：内径d₁＝3mm，流路长＝10mm

(第6图)

.冲击构件22：螺纹外径：M4.8，流路突出高度：3.1mm

.减压空洞221：内径d₃＝2mm，深度H：4.5mm(H/d₃＝2.5)

.相向冲击构件23：螺纹外径：M3.8，流路突出高度：2.2mm

前端缩径部：底角θ为45度的圆锥形

相对于减压空洞221的侵入深度k：约0.2mm

.挤压间隙21G的挤压间隙中心Q的偏移距离λ：约0.6mm

.间隙流通间隔β：0.57mm

.副吸引喷嘴部24：螺纹外径：M3.6，喷嘴孔内径：1mm

喷嘴突出部24b的流路内突出高度：2.5mm

.冲击构件22与副吸引喷嘴部24的轴线间距离：3mm

在上述的尺寸关系中，当以供给压力0.2MPa、37℃的温水供给至水流入口31时，从水流出口106的喷射流量约9公升/分。以下在上述的尺寸条件及供给压力条件下，藉由市售的热流体解析软件(EFD，Lab株式会社构造计划研究所制)，进行微细气泡产生机构21内的流速及压力分布的模拟。而且，对挤压间隙21G，除了上述的尺寸条件之外，将冲击构件22朝流路内的突出高度固定于上述尺寸，藉由变更相向冲击构件23的突出高度，间隙流通间隔β为0.07mm及1.07mm时的流速分布模拟也可同样地进行。第7图为由左边开始，表示间隙流通间隔β为0.07mm、0.57mm及1.07mm时的冲击构件22与相向冲击构件23的相对位置关系。

第8图的下方表示间隙流通间隔β为0.57mm时的挤压间隙21G内部及其周边的流速分布的模拟结果。在相向冲击构件23的缩径部的前端附近的流速达到32m/秒，挤压间隙21G内部也通过多数条流线。而且，在缩径部的外边缘附近显著地产生回旋流动，流速为24～30m/秒的值。而且，在冲击构件22与相向冲击构件23的下游侧也显著地产生15～21m/秒的高速区域(回旋乱流：对应于后述的负压区)。朝该高速区域的下游侧的扩大，在接近流路壁内面的位置上，停止于冲击构件22与副吸引喷嘴部24的轴线距离的大约中间，而在壁面阻抗小的流路中心轴线附近呈舌状延伸至副吸引喷嘴部24的正前方。

另一方面，在第8图的上方，间隙流通间隔β为0.07mm时的相同的模拟结果。由于间隙流通间隔β变小，挤压间隙21G内部的流线通过数减少，又，通过挤压间隙21G的水流的最大流速为大约12m/秒。另一方面，缩径部的外边缘附近的回旋流动更明显，在接近细腰间隙部21n附近的位置上，流速超过30m/秒，在缩径部的外边缘附近的流速大约为24～27m/秒。

第9图为间隙流通间隔β为0.07mm时的仿真结果的三维显示。冲击构件22、相向冲击构件23与副吸引喷嘴部24以纵剖面表示以流路轴线为中心的单侧。虽然冲击构件22与相向冲击构件23的下游侧以大的涡流表示，从以雷诺数显示的后述的解析结果，实际上可确实地达到乱流化。又，在副吸引喷嘴部24产生外气吸入流路内的吸入流。在挤压间隙内，缩径部前端附近的流速为9～12m/秒。

第10图为间隙流通间隔β为0.57mm时的仿真结果的三维显示。挤压间隙内及其正下方区域的流速大幅地增大，减压空洞221内的第一涡流SW1更显著地变化。在挤压间隙内，缩径部前端附近的流速为23～30m/秒。

第11图为间隙流通间隔β为1.07mm时的仿真结果的三维显示。挤压间隙下游侧的高速区域在冲击构件22及相向冲击构件23的相对方向更为扩大。在挤压间隙内，缩径部前端附近的流速为23～28m/秒。

在第9～11图中，形成于冲击构件22及相向冲击构件23的下游侧的涡流可见到孪生涡流。但是，在第9～11图的任一情况中，到达冲击构件22之前的流速从上述模拟结果至少达到15m/秒前后，冲击构件22的外径D为4.8×10^-3m，流速U为15m/秒，假设水温10℃的水的动黏滞系数v为1.31×10^-6m²/秒，冲击构件22的雷诺数Re(＝D·U/v)算出

Re＝(4.8×10^-3)×15/(1.31×10^-6)＝54961超过冲击构件22的周围的水流乱流化所需的雷诺数Re的标准(约1500)的值，其意味着在冲击构件22或相向冲击构件23的正下方流域，产生三维的对应于上述雷诺数的极为激烈的回旋乱流。

在冲击构件22(及相向冲击构件23)的外径1～5mm的范围内可调整，采用其下限值时的雷诺数Re为大约11450。又，水流入口31的供给压力具有大约0.1MPa～0.8MPa的范围，到达冲击构件22之前的流速U也是在上述值(15m/秒)的0.5～4倍(7.5～60m/秒)的范围内变动，因此冲击构件22周围的雷诺数也是在5000～200000之间的各种数值。对冲击构件22的周围的水流乱流化的条件满足Re＞1500是不变的。

又，第12图表示间隙流通间隔β为0.57mm时的挤压间隙21G内部及其周边的压力分布的模拟结果。从该结果可判断出以下的状况。

减压空洞内的负压等级横越蜷曲超过0.05MPa。

挤压间隙内的负压等级在0.07MPa以上，特别是从相向冲击构件的缩径部的前端附近朝向下游侧明显地形成超过0.09MPa(理论上限值为0.1MPa(1气压))的区域。

在挤压间隙及冲击构件的下游侧，横越连接部25的全断面的负压区域系形成横越冲击构件25的外径的2～3倍的区间，特别是在挤压间隙及冲击构件25的正下游侧，超过0.05MPa的负压区域形成横越冲击构件25的外径的1～1.5倍的区间。即，在流路FP内，回旋乱流C F的产生空间的大部分成为负压状态。

第13图表示沿着流路中心轴线的压力变化，在挤压间隙的位置上，表示0.1MPa附近的最低负压等级，之后，负压状态持续至副吸引喷嘴部24附近。

在专利文献2～5所揭露的先前技术中，就由采用习知的挤压机构，得到空穴现象所必须的流速。然后，当流速大到一定值以上时，析出产生的气泡彼此的冲击准确率也提高，自然地进行微小气泡的粉碎，其为该方法的基础。另一方面，在专利文献1中，采用由翼体导引水流而产生微小回旋流的技术，也藉由回旋流化而增加流速，藉由使水流旋转，而增加气泡的冲击准确率，以此技术为特征并无任何变化。但是，在中空并非实态的气泡的情况下，使固体粒子彼此冲击而做微粉碎的情况不同，并不限于由冲击而粉碎成更微小的气泡，如第15C图所示，冲击的气泡BM彼此合体而成长成粗的气泡BC的可能性变高。于此存在技术上的一个缺陷。

在本发明中，藉由使用冲击构件22而形成挤压间隙21G，在挤压间隙21G持续产生负压，在冲击构件22以高速冲击而在下游侧回旋而产生三维的激烈的乱流，藉此挤压区域21G的正下方流域密集地形成多数个小涡流而解决问题。具体而言，从上述的模拟结果，在微细气泡产生机构21内产生何种现象可推敲出下一个。即，藉由通过准备挤压机构30(第2图)，如第14A图所示，水流WF以加速至10～20m/秒前后的形态而流向挤压间隙21G。另一方面，如第5图所示，形成挤压间隙21G的冲击构件22及相向冲击构件23在流路壁部之间，形成使冲击后的水流迂回的水迂回流路部251。即，藉由挤压间隙21G的外周缘开放于迂回流路部251，通过间隙时得流体阻抗不会过度地增加，结果如第14B、C所示，水流WF在该挤压间隙21G以超过25m/秒的高速通过。藉此，横越挤压间隙21G内及其下游的宽广的区域中产生超过0.05MPa的强的负压区域，水流中的溶存空气析出，多量地产生气泡BM。

另一方面，如第15A图所示，冲击至冲击构件22而通过水迂回流路部251的水流WF回旋至冲击构件22的下游侧，从前述的雷诺数Re的等级以假定的大流量形成激烈的乱流CF。藉此，在冲击构件22的下游侧横越其全区域以极高密度形成微小涡流SWE(乱流)。又，藉由提高涡流SWE的产生密度，负压区不仅在挤压间隙21G的内部在其下游侧也立体广角地扩大形成。因此，如第14C图所示，包含析出气泡BM的挤压间隙21G的通过流在间隙下游侧的负压区持续地析出气泡而由多数的涡流搅拌。又，如第15D图(第15A图的J-J剖视图)所示，挤压间隙21G的边缘区域具有楔形的断面，且空间外周侧形成开放于水迂回流路部251的圆环状的间隙周缘空间251n，特别是位于缩径部23k的外周面的水流WF的方向的挤压间隙21G的两侧的部分也作为辅助性间隙的功能。因此，也在通过该辅助性间隙的水流产生空穴，由于产生的气泡BM在出口侧卷入涡流SWE而粉碎，可提升微细气泡的产生效率。

藉由乱流化而产生的每个涡流SWE由于中心的压力比涡流***低，因此会有涡流SWE的周围的水流引入涡流中心的作用。在乱流下方，如上所述，由于密集地形成小的多数个三维的涡流SWE，如第15B图的上方所示，由挤压间隙通过时的空穴效果而析出、成长的气泡BM成为经常接受复数个涡流SWE形成的立体的配位的状态。各涡流SWE相对于气泡BM，由于吸引力分别朝本身的中心作用，如第15B图的下方所示，气泡BM由其周围的涡流SWE吸入至四面八方而成为「八裂」的状态，在促进微小气泡粉碎之同时，也进行气泡直径的平均化。即，所谓使析出的气泡BM彼此冲击而粉碎是指由具有吸引力的多数个小涡流SWE围绕，而彼此吸引至复数个不同的方向的图像。又，由于负压区在间隙下游侧扩大，成长成一定等级以上的气泡粒子由负压而膨胀，破裂而微细化的效果也是可期待的。

又，如第15E图所示，冲击构件22(或相向冲击构件23)的外周面在本实施形态中虽然形成公螺纹部22t(23t)，但在每个构件的外周面不是平滑的圆筒面而是螺纹面也对提高乱流的产生效率有贡献。即，冲击构件22及相向冲击构件23中，由于其中心轴线与水流方向形成直角的位置关系，形成于其外周面的螺纹(水流剥离凹凸部)22m相对于以冲击构件的轴线违法线的假想面VP具有一定的倾斜角Φ(例如2°以上15°以下)。当水流WF在与该假想面VP平行的方向上朝冲击构件流入时，相对于该水流方向横切过倾斜的复数个螺纹22m而悬入冲击构件的下游侧。此时，在水流WF从一边的山谷侧越过螺纹22m的棱线而进入相反侧的山谷侧之际，产生对乱流化有贡献的水流剥离。而且，如第15F图所示，水流剥离凹凸部可以由沿着冲击构件22(及相向冲击构件23)的轴线方向的锯齿部22S形成。

又，在本实施形态中的重要特征为在冲击构件22的前端以朝向挤压间隙21G的形态形成减压空洞221。由该减压空洞221可得到以下的作用、效果。

从上述的模拟结果可知，减压空洞221内为全区域是超过0.05MPa的高负压区域，在促进空穴现象所造成的气泡析出之同时，由于析出的气泡的膨胀而容易引起破裂，因此可得到气泡的细微化。

记由减压空洞221在水流中产生共振，而产生超音波带共鸣波，气泡析出的空穴现象与共鸣振动促进了气泡粉碎。以此为主要原因而考虑以下的机构。如第14B、14C图所示，藉由面向减压空洞221的相向冲击构件23的前端部缩径，沿着该前端部爬升的水流由前述的模拟结果可知，以超过30m/秒的高速进入减压空洞221内，在减压空洞221内壁面之间反复进行多重反射。藉由水流得多重反射，由减压空洞221的形状所决定的固有频率激发超音波带共鸣波。例如，減壓空洞221的内徑d_x在2mm水中的因素假定為1500m/秒，空洞半徑方向的振動的固有頻率認為大概近似於c/2d_x的整數倍(音響工學原論(伊藤毅著，昭和30年)p.270～271，コロナ社)。

藉此，该最低次振动的频率为约375kHz，而成为超音波带振动。

又，从使用的冲击构件22的外径D与流速V的等级，雷诺数Re的范围如前所述约为5000～200000，假设卡门涡流振动的频率为f，其史托尔数(St)为大约0.2。此时流速为15m/秒，外径D为4.8mm。

f＝St·U/D...(2)

由此算出频率f为625Hz，从超音波带振动做远距离传递。但是，形成冲击构件22的构造体在减压空洞221的开口位置由于形成挤压空间21G而中断，相向冲击构件23的前端部的外径在越靠进减压空洞221而越向无线小的极限值缩小。又，挤压间隙21G的流速由上述的模拟结果为30m/秒前后，在相向冲击构件23的前端部附近实际的流速可能更大。

即，在相向冲击构件23的前端部附近，即在减压空洞221的开口附近，外径D缩小，另一方面由于U大幅地增大，由式(2)所计算的卡门涡流振动的频率f提高至超音波带等级。另一方面，在挤压间隙21G的位置上由于不存在实体的障碍物，对应于挤压间隙21G附近的流动状态，由超音波带的各种频率产生卡门涡流振动，其中选择接近减压空洞221的固有频率而产生共鸣振动。由上述本实施形态的微细气泡产生机构21，比采用***均流量为9.5升/分。

然后，从设于水槽的侧壁的测定水排出管(从槽底面算起的排水口高度：约40cm)使滞留于槽内的温水流出，导入雷射回折式粒度分布测定装置((株)岛津制作所：SALD2200)的测定单元，而测定气泡径分布。而且，由于以微细气泡产生机构21全体浸于水中的条件放水至水槽内，不经由副吸引部24进行外气吸引的状态下测定气泡直径。

雷射回折式粒度分布测定装置以既定的角度使雷射光入射测定单元之同时，对应于测定对象粒子(于此为气泡)的粒径利用其散射角度不同，由个别的光检测器检测出以角度区别的散射光强度，由各传感器的检测强度得到粒径的分布信息。由该测定原理可知，在雷射回折式粒度分布测定装置中，检测器对应于体积大的气泡散射光的检测强度有增大的倾向，使用承受的粒径区间使用不同的复数个光检测器的输出强度而直接计算，以每个粒径区间的相对总和体积(以下称为体积相对频度)为指针而得到分布信息。即，一般而言，所谓平均粒径是认知为粒子的直径的总和除以粒子的个数的数学平均直径，但雷射回折式粒度分布测定装置仅直接测定以粒子体积加权后的体积平均直径。

第16图为以该体积相对频度以模式鄙视该测定结果，在粒径100μm附近及400μm附近出现峰值。但是，以体积相对频度所造成的分布显示中，即使存在着多数的微小气泡，也有少数混合的粗大气泡，由于在数字上不具优势的微小气泡的分布信息由粗大气泡的分布信息抵销，因此无法适当地评估微小气泡的分布。例如，在由400μm的气泡1个与1μm的气泡100万个组成的***中，在水中长时间滞留而发挥各种功能的是100万个1μm的气泡，仅存在1个的400μm的气泡浮上水面而消灭，在性质上技术性的意义不大。但是，以测定直接得到的体积加权的平均值(以下称为体积平均直径)约346μm，以其做为数值平均粒径与所希望的1μm的相差太大。由于400μm的气泡存在1个，无法真实地反映出100万个1μm的气泡也是可以理解的。

另一方面，由于气泡在水中大体上呈现球形，若粒径区间别的相对总和体积做为测定信息，则用区间别相对总和体积的立方根将其转换成数学相对频度所形成的分布表示。第17图表示其转换的结果，读取了在大约50μm附近存在着个数的气泡粒径的平均值。但是，10μm以下的气泡则是完全不存在。

于此，查阅对应各粒径区间的每个检测器的散射光的检测强度分布，如第18图所示，在对应10μm以下的粒径区间的检测器群中，由峰值强度等级认定20μm以上的粒径区间的检测器群的70～80％可检测出散射光。于此，将20μm以上的粒径区间的检测器群的输出信息除外，仅使用不到20μm的粒径区间的检测器群的输出信息来计算体积相对频度的分布，如第19图所示。如此，平均粒径在0.5μm附近(第一峰值)与2μm附近(第二峰值)的二个位置可明确地确认高度大约相等的分布峰值。第一峰值为第二峰值的1/4的粒径，体积比相同的存在量是指0.5μm附近的气泡存在为2μm附近气泡的32倍，因此当换算成10μm以下的气泡全体的数学平均直径，得到属于微奈米气泡区域的0.55μm(550nm)。此值接近使用全部的检测器的输出值而计算的数学平均值(约50μm)的1/100。于此，10μm以下的气泡其个数比例占全体气泡的多少可用上述测定结果推得。

即，如第18图的结果，10μm以下的气泡(以下称第一气泡群)的总和散射光强度达到20μm以上的气泡(以下称第二气泡群)的总和散射光强度的50％。在使用全部的检测器的输出值而算出的第16图的体积相对频度分布中，由于第一气泡群的分布信息由第二气泡群的分布信息抵销，刚其转换成数学平均值的第17图的结果也可实质上反映出第二气泡群的数学平均直径。另一方面，第一气泡群的数学平均直径为如上所述的0.55μm(550nm)。然后，从第18图的结果，若鉴于第一气泡群的总和散射光强度为第二气泡群的总和散射光强度的50％，则第一气泡群的体积即使相当少，也存在着第二气泡群的合计体积的10％。

又，由全部检测器的输出所得到的体积平均直径等级在第16图中为120μm上下。即尽管将储积于45升的水槽中的温水的一部份(大约100cc)导入测定单元中而进行的测定，也可相当数量地检测出体积平均化后120μm上下的粗大气泡。具体而言，产生散射的气泡的最低存在单位为1「个」，第16图中检测出非零的体积频度值的直径等级最少也是包含1个气泡。在第16图的计算结果中，由于500μm的直径等级中刻意的频度确实地出现，因此该直径等级的气泡假设为「1个」，例如100μm的直径等级的体积频度为500μm的直径等级的体积频度的8倍，且由于在同体积中100μm的粒子占了5³＝125倍的数量，仅100μm的等级的气泡在100cc中存在125×8＝1000个。详细而言，在第16图中出现刻意的频度的全部等级的气泡数总计有5000～10000个。即，在体积平均化后为120μm上下的第二气泡群在一公升中最少包含5000个。

然后，体积平均化哼，0.55μm(550nm)的第一气泡群的存在量至少是第二气泡群的总计体积的10％左右，一公升中该微小气泡的存在数为：

120³×5000×0.1÷0.55³＝5.04×10⁹(个/升)，约超过50亿个。

另一方面，在温水的气泡测定中，多数个粗大的水蒸气泡附着于水槽内的壁面。该水蒸气泡也同样地附着于装置的测定单元的内面，随着时间经过，附着的数量增加。如此，放出至水槽，成为水蒸气而附着于单元壁面的粗大气泡包含于在微细气泡产生机构侧所产生的气泡而测定直径的分布，测定值朝大粒径偏移而成为误差的主要原因。于此，使用难以产生水蒸气泡的冷水也进行同样的测定，而记载其结果。

第1图～第6图所记载的微细气泡产生机构21(间隙流通间隔β为1.57mm)以导管连接于水道，以供给压力0.55MPa供给10℃的冷水时，喷射的水放出至容积约90升的水槽中。此时供给至微细气泡产生机构21的冷水的平均流量为12.2升/分。可见到水蒸气附着于水槽内面。以下，与温水的情况全部相同地测定气泡直径的分布。第20图表示由测定而直接得到的体积相对频度的立竟分布。与温水的情况的第16图相比，不同的特征系于以下说明。(1)在粗大气泡区域的分布峰值在温水的情况下存在于100μm前后与400μm前后，在冷水中，在200μm附近只有1个。又，超过400μm的粗大气泡的存在比例大幅地减少，而抑制水蒸气泡的影响。

(2)尽管以体积相对频度显示，出现于温水的不到1μm的微奈米气泡区域，具体而言，在0.2μm(200nm)附近，在粗大气泡直径区域的峰值的1/4的高度出现明确的分布峰值。

于此，将第20图转换成数学相对频度分布的结果比是于第21图。第20图的二个峰值的中心值所表示的气泡直径约三位数(1000倍)的差异，由于以相同的总和体积考虑时的个数比约相差10亿倍，粗大气泡直径侧的峰值完全消灭，在微小气泡侧以0.2μm附近为中心的峰值仅辨认出一个。在第20图中考虑600μm的直径等级的气泡数量为1个，藉由与前述相同的考察，体积平均化200μm上下的第二气泡群的100cc中的总数至少有1000个以上。

另一方面，体积平均化0.2μm上下的第一气泡群得分布峰值高度为第二气泡群的分布峰值高度的1/4，第一气泡群的1升的存在数量大约为2.5×10¹²个。第22图虽然表示每个检测器的散射光的检测强度分布，但10μm以下的气泡径域的散射光检测强度与20μm以上的气泡径域的散射光检测强度相等。

根据非专利文献1，气泡接口的Z电位等级与气泡直径成反比增加，在不包含电解质的水中，稳定存在的微小气泡的平均直径为比1μm稍微小的900nm左右。但是，本实施形态的微细气泡产生装置，及容易地且高浓度地产生使其界限值远远地下降的平均粒径的微小气泡。

第1图的浴槽301的构造中，从微细气泡产生机构21放出至浴槽301内的水流WJ中包含大量的微小气泡BS。浴槽301内的热水藉由气泡析出而暂时地使溶存空气浓度降低，由泵313回到加压溶解槽310，再度使溶存空气浓度上升，经由微细气泡产生机构21回到浴槽301，在浴槽301内，维持为想气泡BS经常高浓度地存在的状态。藉由入浴于此种温水，可期待以下的各种效果。

(1)微小气泡进入毛孔的深处，在微小气泡消灭之际，由大的能量使老废物排出，又由于皮肤表面的角质层仔细地被除去，入浴后的肌肤的光滑感大幅地提升。

(2)微小气泡消灭之际，皮肤的油份微粒子化，由于适度地残留于肌肤而保湿性优。结果，可长时间保持光滑弹力赶的肌肤，有恢复年轻的效果。

(3)进入全身的毛孔的微小气泡在消灭之际给予程度佳的刺激，气血运行而从身体的中心加温。在浴缸上，热水冷确之后，有温泉的气氛(辣椒素效果)。又无数个微气泡在到达身体之际，由于皮肤被轻微地刺激，可提高按摩的效果，血气运行而活化皮肤。

(4)微小气泡具有容于水中的离子聚集于气液接口的性质，聚集的离子由于微气泡缩小而浓缩。结果，水中的微气泡为接口电荷密度非常高的状态。水的群聚构造(氢结合网)为水分子H₂O以及由水分子电解而产生的若干H⁺与OH^-所构成，但气泡的接口构造有容易收集H⁺或OH^-的倾向，与水的体积相比，离子的密度变高，结果使气泡的界面带电(非专利文献1)。又，该倾向对OH^-较强，因此在一般的pH条件下，微气泡接口有带负电的倾向。藉由气泡带电，与包含微气泡的水接触的生物体(人体或动物体)有生理的活化效果。本发明由于高浓度地导入比习知的粒径小的微细气泡，可显著地期待上述生理的活性效果。该生理的活性效果的具体例为自律神经的调整、肺功能的强化、过敏体质的改善、血液的净化、细胞的活性化(受伤细胞的修复、新陈代谢)、干扰素效果(病毒拦截)、细胞的增殖抑制(抗老作用)、血压的正常化，免疫强化、精神稳定、空气的净化(消臭、杀菌)等。

又，本发明的微气泡产生机构21不限于第1图的热水循环式浴槽单元1，可活用微细气泡的效用于可适用的用途。以下，虽然以具体例说明，本发明的适用对象并不限定于该等具体例。而且，对微气泡产生机构21供水的压力的上限值并无限制，为了微细气泡的产生效率及气泡直径缩小，当然可以用泵进行加压供给(此时供给压力可随时设定为0.5MPa～100MPa的范围)。

第23A图为浴室用的莲蓬头SH安装微细气泡产生机构21的例子。藉由连接座TS螺合于形成于把手部底端侧的公螺纹部SHT，莲蓬头导管TB直接连接于莲蓬头SH，如第23B图所示，使微细气泡产生机构21的连接用母螺纹部278u(第2图：符号279为O形环)螺合于该公螺纹部SHT，而且使连接座TS螺合于微细气泡产生机构21的连接用公螺纹部274(第2图：符号273为O形环)，藉此来自莲蓬头导管TB的水流通过微细气泡产生机构21而导入莲蓬头SH，包含多量微小气泡的水流从莲蓬头SH喷射出。藉由该水流淋浴于身体，可同样地享受上述(1)～(4)的效果。

又，第2图的微细气泡产生机构21的情况下，由于设置副吸引喷嘴部24(第3图等)，容易得到在挤压间隙21G所产生的微细气泡BF与从副吸引喷嘴部24导入的粒径较大的气泡等二种等级的气泡。从副吸引喷嘴部24导入的气泡其粉碎被抑制，藉由调整至数学平均粒径在100μm以上(最好是200μm以上，1mm以下)，淋浴水流冲击肌肤而使其柔软。又，藉由混合大粒径的气泡，即使流量减低也可以维持用丰富水量淋浴的触感。

又，在适用于淋浴的情况下，可提高附着于皮肤及头发的肥皂及洗发精的洗涤流动效果。本发明的微细气泡产生机构21可产生多数个比习知技术更微细的气泡，由于包含于淋浴水流中的微细气泡本身对除去污垢及清洗附着于头发的油份有着优良的效果，肥皂及洗发精的使用量可大幅地减低，或者是不使用肥皂及洗发精也可以得到足够的洗净效果。又，使用肥皂及洗发精时泡泡也会容易落下，可减少热水的使用量。

又，在浴室使用包含微细气泡的淋浴水流，带电的微细气泡与水蒸汽相互作用，在空气中产生多量的负离子，家庭的浴室有森林浴的气氛。而且，微细气泡的接口由浓缩的负电荷而活化，具有优良的杀菌效果。包含如此的微细气泡的淋浴水流在浴室或浴槽内使用时，由于多量的气泡会残留于排水中，可达到浴槽循环配管及排水管的净化及防止黏滑，又可减低清扫时所使用的洗剂使用量。

第23B图为微细气泡产生机构21安装于自来水栓501的龙头502的例子。在龙头502侧安装有龙头接头503。龙头接头503在龙头侧开口的内侧设有O形环503C，将龙头502的前端压入以螺栓503b于半径方向锁入而安装。另一方面，在龙头接头503的流出侧开口形成母螺纹部503u，藉由锁入第2图所示的连接用公螺纹部274，可连接微细气泡产生机构21。藉此，来自一般的水龙头的流水可极简便地导入微小气泡。此种流水具有优良的杀菌作用，可适当地用于例如蔬菜与水果、鱼等的生鲜食品的洗净及调理。又，由于包含多量的含氧的微小气泡，藉由使用于饮用而提升体内的活性。

第23C图为微细气泡产生机构21安装于水龙头口等的供水源的供水导管TB的前端的例子。微细气泡产生机构21相对于供水导管TB，安装于与第23A图的莲蓬头导管相同的连接座TS，来自供水导管TB的水从该微细气泡产生机构21导入多量微细气泡的水流WJ而喷射。例如此种水流WJ若使用于饮食店的厨房KT的地板FL、食品工厂、青果市场、鱼市场或鲜鱼贩卖店等生鲜食品处理场的地板的清洗等，地板污垢除去、除菌或除臭的效果显著。第23D图为适用本发明的微细气泡产生机构21的水产用养殖单元400的一例。基本构造相当于以第1图的热水循环式浴槽单元1的浴槽301至换成养殖槽401。水流喷射与第1图的浴槽301相同以贯穿槽壁的形态进行，在第23D图中，微细气泡产生机构21安装于底端部的管状的喷射喷嘴402配置于养殖槽401的上方，沿着该喷射喷嘴402的侧面长度方向形成的复数个喷嘴孔402n喷射至养殖槽401内。

第23D图为养殖牡蛎OY的例子。藉由采用本发明的微细气泡产生机构21，产生的微细气泡的粒径特别小，包含该微细气泡的水供给至牡蛎OY的养殖槽401，藉此促进牡蛎的无菌化(或者是菌非活性化)，例如即使在有中毒等问题的夏季，也可以稳定地供给安全、美味的牡蛎。又，也可以期待促进牡蛎成长或质量提升的贡献。特别是养殖用的水为海水，包含多量电解质的海水，可产生微细气泡的平均粒径不到10nm的等级(即奈米气泡)，以廉价的机构可建构高质量的养殖***。

而且，养殖对象的水产不限于牡蛎，其它的贝类、鲷鱼、鰤鱼、鲔鱼等海产鱼类、鳗及鲶等淡水鱼类、虾及蟹等的甲壳类等也适用。

第24图为组装微细气泡产生机构21的洗衣机的一例的示意图。该洗衣机600为涡流式洗衣机，在供给自来水的水管603的前端安装微细气泡产生机构21，供给了导入多量的微小气泡的水做为洗涤用水。安装了微细气泡产生机构21的供水部以外的构造与习知的洗衣机相同。例如在第24图的构造中，洗衣槽605不能运转地配置于框体602内，在内侧于圆周方向形成多数个脱水孔的脱水槽604则可旋转地配置。在脱水槽604的底部配置有脉动机607，藉由马达606旋转驱动，在槽内产生涡流。而且，槽内的水从配水管608排出之同时，马达606的旋转传递从脉动机607切换至脱水槽604，使脱水槽604旋转驱动，洗涤物做离心脱水处理。而且，洗涤水槽605与脱水槽604的轴线倾斜于侧边，脱水槽604由马达于圆周方向旋转驱动的旋转鼓构成的滚筒式洗衣机同样适用于本发明。

藉由采用本发明的微细气泡产生机构21，以包含特别小的粒径的微细气泡的水进行洗涤，对衣类的的洗净效果显著地提升，有水或洗剂的使用量大幅地减少的优点。又，可期待微细气泡的除菌作用所产生的除臭效果。

第25图为组装微细气泡产生机构21的餐具洗净机的一例的示意图。该餐具洗净机700系将微细气泡产生机构21安装于供给自来水的水管603的前端，具有以导入多量的微小气泡的水做为洗净用水而供给的构造。将微细气泡产生机构21安装于供水部的部分以外的构造与习知的餐具洗净机相同。例如，第25图的构造的情况下，在框体内配置网或整流板等构成的透液支持部703，容纳成为洗净对象的餐具PH的餐具托盘(篮、网或整流板等液体穿透的构造)704载置于该透液支持部703上。然后，水供给配管701分歧至餐具托盘704的上下，在出口侧分别安装微细气泡产生装置21。在各微细气泡产生装置21上，连接着与第23D图相同的管状的喷射喷嘴702，包含来自微细气泡产生装置21的多量的微小气泡的洗净水从各喷射喷嘴702的喷嘴孔702n朝餐具托盘704内的餐具PH上下喷射而洗净。藉由采用本发明的微细气泡产生装置21，以包含特别小的粒径的多量的微细气泡的水洗净餐具，对油份等的洗净效果显著地提升，有大幅减少水或洗剂的使用量的优点。

以下，针对本发明的微细气泡产生机构的各种的变形例做说明(与说明过的部分具有共通的元素给予相同的符号而省略详细的说明)。第26图为从第3图的微细气泡产生装置21省略副吸引喷嘴部24的构造。

第27图表示为了使形成于冲击构件22中的减压空洞221内的水流更平滑，在空洞底部形成弯曲面状。又第28图表示减压空洞221的开口内周缘面为对应于相向冲击构件23的前端部的锥拔状周侧面231的座状的锥拔面224的例子。藉由形成该锥拔面224，可提高水流导引至相向冲击构件23的前端侧的效果。

第29图表示从冲击构件22省略了减压空洞221而在前端面形成平坦状的例子。虽然在相向冲击构件23的前端部形成锥拔状周侧面231，与冲击构件22相向的前端面形成平坦状。第30图表示在相向冲击构件23的前端面形成浅的减压空洞232的例子。在冲击构件22上不形成减压空洞，其前端部外周缘成为锥拔状周侧面225。第31图表示藉由细腰连结部21C于轴线方向一体地结合冲击构件22与相向冲击构件23，挤压间隙21G’贯穿形成于该细腰连结部上的例子。

第32图为在第3图的构造中，在冲击构件22上形成喷嘴通路226的例子的剖视图(第33图为省略副吸引喷嘴部24的构造)。喷嘴通路226连接部25的壁部(流路壁部)一起，朝该流路内于突出方向贯穿的形态形成，一端侧在该冲击构件22的前端于挤压间隙21G内开设气体喷出口226d，另一端贯穿流路壁部25而于壁部外面开设气体取入口226e而形成(上述的工具卡合孔226e与减压空洞221构成喷嘴通路的一部份)。藉由在挤压间隙21G内产生的水流负压，从气体取入口226e经由喷嘴通路226将外气吸入而供给至挤压间隙21G内。

此构造除了在挤压间隙21G中以空穴现象析出的气泡之外，从喷嘴通路226吸引的外气也形成气泡而混入水流中，因此可得到更高浓度的微小气泡。又，藉由喷嘴通路226开设于该减压空洞221内，藉由减压空洞221内的大的负压而增强外气吸引力，可提高微细气泡BF的产生浓度。

在该构造中，由于外气一般经由喷嘴通路226经常供给至挤压间隙21G，因此补充由气泡析出所减少的溶存空气浓度。此时，如第43图所示，可构成省略加压溶解槽的***。

第34图表示形成喷嘴通路226时的减压空洞221的形成形态的变形例。该减压空洞221的内周面以对应于相向冲击构件23前端部的锥拔状周侧面231的座状的锥拔面224为例表示。另一方面，第35图表示省略减压空洞的构造。

第36图表示在冲击构件22与相向冲击构件23其中之一不形成减压空洞，在其平坦的相向面之间形成挤压间隙21G之同时，藉由两构件的轴线配置成相对于流路形成构件20的断面中心偏向于单侧，水迂回流路部251仅形成于冲击构件22(及相向冲击构件23)的单侧。

而且，第37图表示废除相向冲击构件，在冲击构件22及流路形成构件20的壁部内面作为挤压间隙形成部23c，以相向的形态形成挤压间隙21G的例子。冲突构件22的前端面对应于流路形成构件20的壁部内面形成凸弯曲面。又，第38图表示相向冲击构件123形成比冲击构件22的宽度宽，而相向冲击构件123的侧边不产生水迂回流路部251的例子。

第39图表示组装第34图的形态的冲击构件22及相向冲击构件23的微细气泡产生机构21的其它构造例。在筒状的流路形成构件20的流路FP的本体部份，配置有从上游侧成为准备挤压机构的孔口环127并以挤压间隙21G配合该挤压孔127h的形态配置冲击构件22及相向冲击构件23。而且，流路形成构件20的下端侧形成文式管状的扩径部256。第40图为冲击构件22及相向冲击构件23的零件图，第41图表示藉由冲击构件22及相向冲击构件23的轴线方向相向间隔，变更调整挤压间隙21G的间隔。

第42图表示第39图的流路形成构件20的扩径部256内配置整流板291的例子。整流板291中在圆周方向贯穿形成复数个整流孔92之同时，在朝向挤压间隙21G的中央区域中与分流锥293一体化。在挤压间隙21G，导入微小气泡的水流由该分流锥293呈放射状分流而导向各整流孔92。通过整流孔92的水流从设于下游侧的流出侧孔口板295的挤压孔(形成水流出口)流出。而且，整流板291与流出侧孔口板295在外边缘藉由轴线方向的连结壁部294一体地连结。

Claims

1.一种微细气泡产生机构，包括：

一中空的流路形成构件，具有水流入口与水流出口，并在内部形成从水流入口朝向水流出口的流路；

一冲击构件，从上述流路形成构件的流路壁部的内面突出；以及一间隙形成部，在上述流路内与上述冲突构件的突出方向前端部相向，其中在上述冲突构件的外周面与上述流路壁部的内面之间形成水迂回流路部之同时，在上述冲突构件与间隙形成部之间形成挤压水流通过而产生比上述水迂回流路部低流量且高流速的水流的挤压间隙，由上述挤压间隙产生的负压而使气泡析出的间隙通过水流冲击上述冲击构件而经过上述水流迂回流路，而卷入朝该冲击构件的下游侧旋入的旋入乱流，使上述析出气泡粉碎成微细气泡。

2.如申请专利范围第1项所述之微细气泡产生机构，其中上述水迂回流路部系形成于在上述流路内从水流通方向观看在上述冲击构件的突出方向的两侧。

3.如申请专利范围第1或2项所述之微细气泡产生机构，其中在上述冲击构件及上述间隙形成部的形成挤压间隙的各相向面的至少其中之一形成减压空洞。

4.如申请专利范围第1～3项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中在上述水流入口与上述微细气泡产生机构之间，设有准备挤压机构，增加来自上述水流入口的水流的速度而导入上述微细气泡产生机构。

5.如申请专利范围第1～4项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中上述冲击构件及上述间隙形成部的形成挤压间隙的各相向面的至少其中之一，在水流入侧形成该挤压间隙从上游侧朝下游侧渐次缩小的挤压倾斜面。

6.如申请专利范围第1～5项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中上述冲击构件及上述间隙形成部的上述挤压间隙的各相向面的至少其中之一，在水流出侧形成该挤压间隙从上游侧朝下游侧渐次扩大的挤压倾斜面。

7.如申请专利范围第1～6项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中在上述冲击构件的上述流路内突出部分的外周面上形成水流剥离凹凸部。

8.如申请专利范围第7项所述之微细气泡产生机构，其中上述水流剥离凹凸部为形成于上述冲击构件的上述流路内突出部分的外周面的螺纹。

9.

如申请专利范围第1～8项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中上述挤压间隙与上述水迂回流路部分别调整各尺寸，使得在以供给压力0.2MPa供给水至上述水流入口时，通过上述挤压间隙的水流的最大流速为8m/秒以上。

10.如申请专利范围第9项所述之微细气泡产生机构，其中当以供给压力0.2MPa供给水至上述水流入口时，上述挤压空间产生的最大负压为0.02MPa以上。

11.如申请专利范围第10项所述之微细气泡产生机构，其中形成申请专利范围第3或4项所述之上述减压空洞，当以供给压力0.2MPa供给水至上述水流入口时，上述减压空洞的全域为0.02MPa以上的负压状态。

12.如申请专利范围第10或11项所述之微细气泡产生机构，其中当以供给压力0.2MPa供给水至上述水流入口时，包含于从上述水流出口喷射的水流的微细气泡的数平均粒径在10μm以下。

13.如申请专利范围第12项所述之微细气泡产生机构，其中当以供给压力0.2MPa而温度40℃的供给水至上述水流入口时，调整具有圆形轴断面的上述冲击构件的外径与上述水迂回流路部的流通断面积，使配置于上述水迂回流路部内的上述冲击构件的雷诺数在10000以上。

14.如申请专利范围第13项所述之微细气泡产生机构，其中调整具有圆形轴断面的上述冲击构件的外径至1～5mm，并调整流通断面积，使上述水迂回流路部的平均流速在8m/秒以上。

15.如申请专利范围第14项所述之微细气泡产生机构，其中当供给压力为0.55MPa而温度10℃的水供给至上述水流入口时，调整具有圆形轴断面的上述冲击构件的外径至1～5mm，并调整流通断面积，使上述水迂回流路部的平均流速在18m/秒以上，配置于上述水迂回流路部内的上述冲击构件的雷诺数在20000以上，而且通过上述挤压间隙的水流的最大流速为25m/秒以上，且包含于从上述水流出口喷射的水流的微细气泡的数平均粒径在1μm以下。

16.如申请专利范围第1～15项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中在上述冲击构件上形成喷嘴通路，与上述流路壁部一起朝突出方向贯穿该冲击构件，一端侧在该冲击构件的前端侧朝上述挤压间隙开设气体喷出口，另一端侧贯穿上述流路壁而在壁部外面开设气体取入口，由产生于上述挤压间隙内的水流负压使上述流路壁部外侧的外气从上述气体取入口经由上述喷嘴通路吸引、供给至上述挤压间隙内。

17.如申请专利范围第16项所述之微细气泡产生机构，其中在形成上述冲击构件及上述间隙形成部的上述挤压间隙的各相向面的至少其中之一形成减压空洞，形成于上述冲击构件的上述喷嘴通路开口于该减压空洞内。

18.

如申请专利范围第1～17项中任一项所述之微细气泡产生机构，其中上述间隙形成部系做为相向冲击构件，形成于以上述流路的剖面中心为中心的与上述冲击构件的相反侧，从上述壁部内面向上述冲击构件突出，而上述挤压间隙系形成于上述冲击构件的突出方向前端部与上述相向冲击构件的突出方向前端部之间。

19.如申请专利范围第18项所述之微细气泡产生机构，其中上述冲击构件与上述相向冲击构件至少其中之一面向上述挤压间隙的前端部分形成缩径部，其具有愈向前端愈小的锥拔状的周侧面。

20.如申请专利范围第19项所述之微细气泡产生机构，其中在上述冲击构件及上述相向冲击构件的其中之一，在朝向上述挤压间隙的前端面上形成朝间隙形成方向拉进的减压空洞，在另一边，前端以朝向上述减压空洞的开口的位置关系形成上述缩径部。

21.如申请专利范围第20项所述之微细气泡产生机构，其中上述挤压间隙由于由上述冲击构件的前端面使上述减压空洞的开口边缘部形成的边缘区域与上述缩径部的锥拔状的周侧面的外周缘区域相向的楔形断面，且空间外周侧开放于上述水迂回流路部的圆环状的间隙周缘空间与上述减压空洞系经由形成于上述减压空洞的开口内周缘与上述缩径部的上述周侧面的相向位置上的圆环状的细腰间隙部而相互连通。

22.如申请专利范围第18项至第21项之任一项所述之微细气泡产生机构，其中上述水迂回流路部系形成跨越上述冲击构件的外周面与上述相向冲击构件的外周面的形状。

23.如申请专利范围第18项至第21项之任一项所述之微细气泡产生机构，其中当以上述挤压间隙的水流入侧开口位置中的间隙间隔的中心为间隙中心而定义时，由上述流路的剖面半径方向，从上述流路壁部的内面至上述间隙中心的距离比从断面中心的距离小的范围中，从该断面中心于半径方向上移动既定长度而调整上述挤压间隙的形成位置。