CN108463283A - 含微小气泡液体的生成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的含微小气泡液体(BLQ)的生成装置(100、200、300)具备：多根气泡发生管(1)，它们为沿长度方向(NX)延伸的管状，至少一端部(2)及另一端部(3)之间的中央部(4)由多孔陶瓷构成，向接触中央部(4)的液体(LQ)中吹入气泡(BB)；一侧支承构件(110、210、310)，其分别支承多根气泡发生管(1)的一端部(2)；另一侧支承构件(140、240、340)，其分别支承多根气泡发生管(1)的另一端部(3)；以及间隔保持构件(170、270、370)，其保持一侧支承构件与另一侧支承构件的间隔。

Description

含微小气泡液体的生成装置
技术领域
本发明涉及一种向液体中吹入微小气泡而生成含微小气泡液体的含微小气泡液体的生成装置。
背景技术
近年来，使用称为微气泡、纳米气泡的微小气泡的技术的有用性受到关注。例如，进行有在使用含有微小气泡的液体的清洗技术、水的除菌及除臭、臭氧水的生成、健康/医疗器械领域、湖沼或养殖场的水质净化、工厂/畜产等的各种排水处理、以及功能水制造等方面的利用的研究。
作为产生这种微气泡、纳米气泡的装置，已提出有具有各种结构的装置(例如，参考专利文献1～3等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-224461号公报
专利文献2：日本专利特开2013-34976号公报
专利文献3：日本专利特开2009-101299号公报
发明内容
发明要解决的问题
尤其是由多孔陶瓷构成的气泡发生管，只须将该气泡发生管浸渍于液体内并向管内导入加压后的气体、或者使液体在该气泡发生管内流通并从管外送入加压后的气体，即可向液体内送入称为微气泡、纳米气泡的微小气泡而容易地生成含微小气泡液体。
然而，要向液体中吹入气泡，就必须使加压后的气体通过与液体(流路)接触的气泡发生管(多孔陶瓷)。在该情况下，要向液体中大量吹入气泡，就必须提高气体的气压，或者增大气泡发生管的面积。若提高气压，则需要各部的强度，因此难以自由提高气压。因此，也考虑延长气泡发生管而增大面积，但长度较长的气泡发生管的强度降低而难以使用。
本发明是鉴于这种问题而成，提供一种在使用至少中央部由多孔陶瓷构成的气泡发生管的情况下也能使液体中产生大量微小气泡的含微小气泡液体的生成装置。
解决问题的技术手段
用以解决上述问题的本发明的一形态为一种含微小气泡液体的生成装置，其具备：多根气泡发生管，它们为沿长度方向延伸的管状，至少一端部及另一端部之间的中央部由多孔陶瓷构成，向接触上述中央部的液体中吹入气泡；一侧支承构件，其分别支承上述多根气泡发生管的上述一端部；另一侧支承构件，其分别支承上述多根气泡发生管的上述另一端部；以及间隔保持构件，其保持上述一侧支承构件与上述另一侧支承构件的间隔。
在本发明的含微小气泡液体的生成装置中，在一侧支承构件与另一侧支承构件之间支承有多根气泡发生管。也就是说，在一侧支承构件与另一侧支承构件之间并列设置有多根气泡发生管，因此，在使用至少中央部由多孔陶瓷构成的气泡发生管的情况下也能增加接触液体的气泡发生管(多孔陶瓷)的面积，从而能向液体中吹入更多的微小气泡。而且，与使用一根较长的气泡发生管的情况相比，能够缩短各气泡发生管的长度，因此能够形成各气泡发生管的强度高、有可靠性的含微小气泡液体的生成装置。
再者，气泡发生管是该气泡发生管中的至少一端部与另一端部之间的中央部(长度方向的中央部)由多孔陶瓷构成的气泡发生管，所述多孔陶瓷具体而言是构成相互呈三维网状连结在一起的大量气体通道的多孔陶瓷。例如，可列举气泡发生管整体由多孔陶瓷构成的气泡发生管。此外，还可列举中央部(长度方向的中央部)由多孔陶瓷构成、另一方面一端部及另一端部由致密的陶瓷构成的气泡发生管，或者管状的气泡发生管整体由多孔陶瓷构成但使一端部及另一端部浸渗玻璃、树脂等，由此将气孔堵住而消除了透气性的气泡发生管。此外，关于管状(筒状)的气泡发生管的形态，除了圆管状、方管状等在轴线方向上横截面的形状无变化的直管以外，也可为圆锥台状、棱锥台状等朝轴线方向的一侧呈锥状收缩的形态。但就强度方面而言，优选设为剖面形态呈圆环状的圆管。进而，管状(筒状)除了两端开口的形态以外，也包括一端侧闭合而形成U字形或平板状的底部的有底筒状的形态。
作为构成气泡发生管的至少中央部的多孔陶瓷的材质，例如可列举氧化铝、氧化钛、二氧化硅、莫来石、氧化锆等氧化物陶瓷、氮化硅等氮化物陶瓷、碳化硅等碳化物陶瓷。
进而，作为利用一侧支承构件及另一侧支承构件来支承气泡发生管的一端部及另一端部的方法，可列举朝长度方向另一侧挤压气泡发生管的一端部的一侧端面、朝长度方向一侧挤压另一端部的另一侧端面，从而在长度方向上将气泡发生管夹住而加以保持的方法。此外，也可分别保持气泡发生管的一端部及另一端部的周围。再者，在利用一侧支承构件来进行挤压或保持时，宜隔着天然橡胶制、硅橡胶制等橡胶制或者PTFE制等氟树脂制衬垫等进行挤压或支承。
此外，间隔保持构件是保持一侧支承构件与另一侧支承构件的间隔的构件。例如，在没入至容器中储留的液体中并对各气泡发生管内供给气体而从各气泡发生管向容器内的液体中吹入微小气泡的形态的含微小气泡液体的生成装置的情况下，例如以分别固定在一侧支承构件及另一侧支承构件上而保持它们之间的间隔的方式构成的多个柱状构件相当于间隔保持构件。此外，在液体在一侧支承构件与另一侧支承构件之间的包围多根气泡发生管的周围的包围构件内流动、对供给到各气泡发生管内的气体加压而向包围构件与气泡发生管之间的液体中吹入微小气泡的形态的含微小气泡液体的生成装置的情况下，例如一侧支承构件与另一侧支承构件之间的以液密方式包围多根气泡发生管的周围的包围构件相当于间隔保持构件。此外，在使液体通过各气泡发生管内、对供给到各气泡发生管外的气体加压而向管内的液体中吹入微小气泡的形态的含微小气泡液体的生成装置的情况下，例如一侧支承构件与另一侧支承构件之间的以气密方式包围多根气泡发生管的周围的包围构件相当于间隔保持构件。
此外，作为使其含有微小气泡而制成含微小气泡液体的液体，可列举纯水、饮用水、海水、各种培养液、各种水溶液、各种污水等水系液体和有机溶剂、油类等各种液体。此外，作为使液体以微小气泡的形式含有的气体，可列举空气、氧气、臭氧、氯气、氢气、氮气等各种气体。
进而，关于多孔陶瓷的微孔径D，若使用D(10)≤2μm的多孔陶瓷，则能够高效地生成直径1μm以下的微小气泡而吹入至液体中，因此特别优选。再者，作为微孔径分布的测定方法，使用压汞法。D(10)是在所获得的累积微孔径分布曲线中占微孔容积整体中的大径侧的上位10％的微孔径。
宜设为如下含微小气泡液体的生成装置，即，根据上文所述的含微小气泡液体的生成装置，其中，所述多根气泡发生管配置为如下形态：在与所述长度方向正交的剖面上，以中央气泡发生管为中心而配置在上述中央气泡发生管的周围的周围气泡发生管呈旋转对称配置，而且各上述气泡发生管的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点。
利用一侧支承构件及另一侧支承构件分别支承多根气泡发生管，而且，为了在一侧支承构件与另一侧支承构件之间以气密且液密的方式保持所有气泡发生管，较理想为将多根气泡发生管的配置设为无偏倚的配置。
在该含微小气泡液体的生成装置中，由于多根气泡发生管配置为遵循上述条件的样式，因此能以中央气泡发生管为中心而无偏倚地配置多根气泡发生管，从而能够形成利用一侧支承构件及另一侧支承构件可靠地支承多根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。
具体而言，可列举具有在1根中央气泡发生管的周围呈正六角形配置有6根周围气泡发生管即合计7根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。此外，可列举具有在1根中央气泡发生管的周围呈正六角形配置有6根周围气泡发生管、进而在它们的周围以正六角形的一边成为新的正三角形的一边的方式配置有6根周围气泡发生管即合计13根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。此外，可列举具有在1根中央气泡发生管的周围呈正六角形配置有6根周围气泡发生管、进而在它们的周围配置有12根周围气泡发生管即合计19根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。此外，还可列举具有在1根中央气泡发生管的周围呈正六角形配置有6根周围气泡发生管、进而在它们的周围配置有12根周围气泡发生管、进而在12根周围气泡发生管的周围还配置有12根周围气泡发生管即合计31根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。此外，还可列举具有在1根中央气泡发生管的周围呈正六角形配置有6根周围气泡发生管、进而在它们的周围配置有12根周围气泡发生管、进而在12根周围气泡发生管的周围还配置有24根周围气泡发生管即合计43根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置。
再者，优选设为如下含微小气泡液体的生成装置，即，根据上文所述的含微小气泡液体的生成装置，其中，接触所述液体的部位均由非金属构成。
在欲使半导体的生产线上使用的纯水、各种化学液中含有微气泡等时，在微小气泡发生器具为露出有金属材料的构成的情况下，有时会发生金属离子溶析至液体中这一不良情况。相对于此，在该含微小气泡液体的生成装置中，由于接触液体的部位均由非金属构成，因此不会发生金属离子溶析至液体中这一不良情况。
再者，作为非金属的材料，例如，除了氧化铝、氧化钛、莫来石、氧化锆、氮化硅等陶瓷、PTFE、PFA等氟树脂以外，还可列举PE、PP、ABS、PET、丙烯等热塑性树脂等。除了使用由这些材质构成的构件以外，也可以使用利用氟树脂等对金属材料中的接触液体的部位进行涂衬而得的构件。
进而，宜设为如下含微小气泡液体的生成装置，即，根据上述任一项所述的含微小气泡液体的生成装置，其中，所述一侧支承构件包含：液体流入部，其形成供所述液体流入的液体流入口；以及液体分配部，其形成将流入的上述液体分别分配到所述多根气泡发生管的所述一端部的液体分配路径；所述另一侧支承构件包含：液体流出部，其形成供所述含微小气泡液体流出的液体流出口；以及集合路径部，其形成将从所述多根气泡发生管的所述另一端部流出的上述含微小气泡液体分别引导至上述液体流出口的液体集合路径；所述间隔保持构件包含：管包围部，其在上述一侧支承构件及所述另一侧支承构件之间以气密方式包围上述多根气泡发生管的周围，为管状；以及气体流入部，其形成将加压后的气体引导至上述管包围部内的气体流入口。
在使液体在该多根气泡发生管内流通的形态的含微小气泡液体的生成装置中，在向液体吹入气体的气泡时，液体不会接触外部空气，因此能将液体以洁净的状态制成含微小气泡液体。
或者，宜设为如下含微小气泡液体的生成装置，即，根据前文所述的任一项所述的含微小气泡液体的生成装置，其中，所述一侧支承构件包含：气体流入部，其形成供加压后的气体流入的气体流入口；以及气体分配部，其形成将流入的上述气体分别分配到所述多根气泡发生管的所述一端部的气体分配路径；所述间隔保持构件包含在上述一侧支承构件及所述另一侧支承构件之间以液密方式包围上述多根气泡发生管的周围的管状的管包围部，且呈如下形态设置有液体流入部及液体流出部：使所述液体流入至上述多根气泡发生管与上述管包围部之间，使流入的上述液体沿上述气泡发生管的上述中央部朝上述长度方向流动，并使所述含微小气泡液体从上述管包围部流出。
在使液体在该多根气泡发生管外流通的形态的含微小气泡液体的生成装置中，在向液体吹入气体的气泡时，液体也不会接触外部空气，因此，能将液体以洁净的状态制成含微小气泡液体。此外，该管外液体流通型的含微小气泡液体的生成装置中，由于液体接触气泡发生管的中央部的外侧面，因此，与液体接触气泡发生管的内侧面的管内液体流通型的生成装置相比，气泡发生管(多孔陶瓷)接触液体的面积可相对增大，从而能够相对高效地向液体中吹入微小气泡。此外，液体流入部及液体流出部设置为如下形态即可：使液体流入至多根气泡发生管与管包围部之间，使流入的液体沿气泡发生管的中央部朝长度方向流动，并使含微小气泡液体从管包围部流出。例如，宜将液体流入部及液体流出部设置在间隔保持构件的管包围部。此外，也可设为如下形态：将液体流入部设置在一侧支承构件、将液体流出部设置在另一侧支承构件，或者反过来，将液体流入部设置在另一侧支承构件、将液体流出部设置在一侧支承构件。
再者，作为这种含微小气泡液体的生成装置，可列举以如下方式构成所述间隔保持构件的含微小气泡液体的生成装置：包含所述管包围部，此外，将所述液体流入部设置在上述管包围部中的所述长度方向的一侧或另一侧的部位、将所述液体流出部设置在上述管包围部中的与上述液体流入部在所述长度方向上相反那一侧即另一侧或一侧的部位。
在该含微小气泡液体的生成装置中，由于将液体流入部及液体流出部设置在间隔保持构件的管包围部，因此有结构简单、能够容易地形成的优点。而且，由于将液体流入部与液体流出部设置在长度方向的相反侧也就是相互分开的位置，因此，能使流入的液体沿气泡发生管流动而向液体内恰当地吹入微小气泡。
附图说明
图1为表示实施方式1的、使用多根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置的结构的剖面说明图。
图2涉及实施方式1，为表示多根(13根)气泡发生管的配置的说明图。
图3涉及实施方式1、2、3，为表示气泡发生管彼此的配置关系的说明图。
图4涉及实施方式1，为表示含微小气泡液体的生成装置的使用例的说明图。
图5涉及实施方式2，为表示使用多根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置的结构的剖面说明图。
图6涉及实施方式2，为表示多根(13根)气泡发生管的配置的说明图。
图7涉及实施方式3，为表示使用多根气泡发生管的含微小气泡液体的生成装置的结构的剖面说明图。
图8涉及实施方式3，为表示多根(13根)气泡发生管的配置的说明图。
具体实施方式
(实施方式1)
参考图1～图4，对第1实施方式进行说明。图1为示意性地表示本实施方式1的含微小气泡液体的生成装置(以下，也简称为生成装置)100的剖面结构的剖面说明图。此外，图2为表示13根气泡发生管1的配置状态的说明图。
本实施方式1的生成装置100例如像图4所示那样用于投入至槽罐WT中储留的液体LQ(例如水)中而将液体LQ制成含微小气泡液体BLQ。即，在生成装置100中，使从储气瓶GB送出并经调节器RG调压为以表压计2个大气压左右的气体AR(例如空气)通过气体管道GS而从与气体管道GS连接在一起的气体流入部135导入至生成装置100。于是，该气体AR被分别送至多根气泡发生管1。由此，向从外侧接触该气泡发生管1的液体LQ中吹入由气体AR构成的微小气泡BB。再者，气体AR的压力由压力计PM加以测量，在气体管道GS中流动的气体AR的流量由流量计FM加以测量。
生成装置100具备多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1、分别支承这些气泡发生管1的一端部2(图1中左端部)的一侧支承构件110、分别支承气泡发生管1的另一端部3(图1中右端部)的另一侧支承构件140、以及保持一侧支承构件110与另一侧支承构件140的间隔的间隔保持构件170。
其中，气泡发生管1由剖面圆形的直圆管形状的多孔氧化铝构成。其中，将图1中左端部设为一端部2，将图1中右端部设为另一端部3，将一端部2与另一端部3之间的部位设为中央部4。气泡发生管1由如下多孔氧化铝构成：使用压汞法(JIS R1655)来测定微孔径分布，在该微孔径分布中，若将成为大径侧的上位10％的微孔径的值设为D(10)，则D(10)＝2μm以下。具体而言，在本实施方式1中，D(10)＝1.4μm。因此，当使用该气泡发生管1而对该管内送入以表压计1.5个大气压左右的气体AR时，可以向管外的液体LQ中吹入包含1μm以下的气泡的微小气泡BB。再者，如后文所述，在对该气泡发生管1的管外送入以表压计1.5个大气压左右的气体AR、对管内送入液体LQ的情况下也一样，可以将包含1μm以下的气泡的微小气泡BB吹入至液体LQ中。
各气泡发生管1中的一端部2支承在一侧支承构件110上，另一端部3支承在另一侧支承构件140上(参考图1)。其中，一侧支承构件110由大致圆板状的一侧保持件111、第1衬垫121、以及从长度方向NX的一侧NX1覆盖一侧保持件111的一侧覆盖件131构成。
在由不锈钢材构成的一侧保持件111上，呈以轴线AX为中心的后文叙述的规定配置分别穿设有插通气泡发生管1的一端部2的13个发生管插通孔112。在各发生管插通孔112内设置有呈环状扩径的衬垫槽113，由乙丙橡胶(EPDM)构成的第1衬垫121(O形圈)配置在该衬垫槽113内。因此，通过在发生管插通孔112内插通气泡发生管1的一端部2，该气泡发生管1的一端部2得以隔着第1衬垫121以气密及液密的方式分别保持在一侧保持件111上，可以像后文叙述的那样从一侧保持件111的一侧NX1将气体AR送入至各气泡发生管1内。
此外，在一侧保持件111中的周围部分穿设有6处插通后文叙述的柱体构件171(间隔保持构件170)中的一侧的一端部173以及固定它的螺栓181而将柱体构件171紧固固定在一侧保持件111上的柱体固定孔114。该柱体固定孔114由收容柱体构件171的一端部173的相对大径的柱体***部114A、插通螺栓181的轴部182的相对小径的螺栓插通部114B、以及设置在它们之间的阶状的抵碰柱体构件171的一端面173A而卡合的卡合阶部114C构成。
由不锈钢材构成的一侧覆盖件131具有气体分配部132和气体流入部135。气体管道GS(参考图4)等连接于该气体流入部135所形成的气体流入口136，流入例如已加压至表压1.5个大气压的气体AR。此外，在气体分配部132上，跨及各发生管插通孔112所面向的范围即面向插通在一侧保持件111上的各气泡发生管1的一端部2的范围而设置有凹状的气体分配凹部133，从气体流入部135流入的气体AR像图1中中空箭头所示那样经由成为气体分配路径的气体分配凹部133而分配至各气泡发生管1(一端部2)的管内。
此外，在一侧覆盖件131中的气体分配凹部133的外侧(图1中上下方向)还设置有收容前文所述的螺栓181的头部184而避免与一侧覆盖件131的干涉的螺栓收容凹部134。再者，一侧保持件111与一侧覆盖件131通过未图示的螺栓沿长度方向NX加以紧固而成为一体。
另一方面，另一侧支承构件140由大致圆板状的另一侧保持件141、第2衬垫151、以及从长度方向NX的另一侧NX2覆盖另一侧保持件141的另一侧覆盖件161构成。
其中，在由不锈钢材构成的另一侧保持件141上，呈以轴线AX为中心的后文叙述的规定配置分别穿设有插通气泡发生管1的另一端部3的13个发生管插通孔142。在各发生管插通孔142内设置有呈环状扩径的衬垫槽143，由EPDM构成的第2衬垫151(O形圈)配置在该衬垫槽143内。因此，通过在发生管插通孔142内插通气泡发生管1的另一端部3，该气泡发生管1的另一端部3得以隔着第2衬垫151以气密及液密的方式分别保持在另一侧保持件141上，可以像后文叙述的那样从一侧保持件111的一侧NX1将气体AR送入至各气泡发生管1内。
此外，在另一侧保持件141中的周围部分穿设有6处下面叙述的插通柱体构件171中的另一侧的另一端部176的柱体插通孔144。在插通该柱体插通孔144的柱体构件171的另一端部176形成有外螺纹部177，隔着垫圈193螺固螺帽191而将柱体构件171的另一端部176卡接在下面叙述的另一侧覆盖件161中的柱体插通孔164的周围。
插通在另一侧保持件141的发生管插通孔142内的各气泡发生管1的另一端部3抵碰在由不锈钢材构成的另一侧覆盖件161的中心部分的另一端部覆盖部162。
此外，在另一侧覆盖件161中的另一端部覆盖部162的径向外侧(图1中上下方向)，以与另一侧保持件141的柱体插通孔144分别呈同一轴心状重叠的配置穿设有插通前文所述的柱体构件171的另一端部176的柱体插通孔164。另一侧保持件141与另一侧覆盖件161利用插通柱体插通孔144及柱体插通孔164的柱体构件171而相互固定在一起。
在本实施方式1中，保持一侧支承构件110与另一侧支承构件140的间隔的间隔保持构件170包含6组柱体构件171、螺栓181、螺帽191及垫圈193。由不锈钢构成的柱体构件171除了大致圆柱状的柱体主体部172以外，还具有在内部形成有内螺纹孔174的一端部173和直径比柱体主体部172小、在顶端部分设置有外螺纹部177的另一端部176。在柱体主体部172与另一端部176之间设置有阶状的卡合阶部175。
如前文所述，柱体构件171的一端部173***在一侧保持件111的柱体***部114A内，以使其一端面173A抵碰在卡合阶部114C的状态、通过螺入在内螺纹孔174内的螺栓181(轴部182的外螺纹部183)而紧固在一侧保持件111上。此外，柱体构件171的另一端部176插通另一侧保持件141的柱体插通孔144以及另一侧覆盖件161的柱体插通孔164，通过将外螺纹部177螺合至螺帽191，利用卡合至另一侧保持件141的卡合阶部175和卡合至另一侧覆盖件161的螺帽191将另一侧保持件141与另一侧覆盖件161相互密接固定，而且，一侧支承构件110与另一侧支承构件140之间的间隔M得以限制在规定尺寸。
接着，参考图2、图3，对本实施方式1的生成装置100中的13根气泡发生管1的配置进行说明。该图2仅展示了图1所示的生成装置100的A-A剖面中的13根气泡发生管1的端面。13根气泡发生管1以如下方式配置。即，将13根气泡发生管1中的1根作为中央气泡发生管10，以其轴线AX为中心、以6根气泡发生管1(周围气泡发生管11)的中心构成假想的正六角形的顶点的方式进行配置。由此，7根气泡发生管1配置为如下形态：绕轴线AX呈每60度的旋转对称配置，而且各气泡发生管1的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点(参考图3)。
进而，将剩余6根周围气泡发生管11分别配置在假想的正六角形的一边成为新的正三角形的一边的位置。由此，成为图2所示的配置。并且，该13根气泡发生管1也配置为如下形态：绕轴线AX呈每60度的旋转对称配置，而且各气泡发生管1的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点(参考图3)。当将多根气泡发生管1配置为这种形态时，能以中央气泡发生管10为中心而无偏倚地配置多根气泡发生管1，从而能够形成利用一侧支承构件110(一侧保持件111)及另一侧支承构件140(另一侧保持件141)可靠地支承多根气泡发生管1的生成装置100。再者，也能以相同方式将气泡发生管1的数量设为19根、31根等。
如前文所述，本实施方式1的生成装置100例如投入至槽罐WT中储留的液体LQ中并通过气体流入部135对气泡发生管1送入气体AR，由此，能从该气泡发生管1(中央部4)产生微小气泡BB而向液体LQ内吹入微小气泡BB。在该生成装置100中，使用了多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1，将气体AR分配到了各气泡发生管1中，因此，能从各气泡发生管1的中央部4产生微小气泡BB。也就是说，能够增加接触液体LQ的气泡发生管1的中央部4(多孔陶瓷)的面积，从而能向液体LQ中吹入更多的微小气泡BB。而且，与使用一根较长的气泡发生管的情况相比，可以缩短各气泡发生管1的长度，因此成为各气泡发生管1的强度高、有可靠性的含微小气泡液体BLQ的生成装置100。
(实施方式2)
接着，参考图5、图6，对实施方式2的生成装置200进行说明。图5为示意性地表示本实施方式2的生成装置200的剖面结构的剖面说明图。前文所述的实施方式1的生成装置100是投入至槽罐WT中储留的液体LQ中来使用的形态(投入型)的生成装置。相对于此，本实施方式2的生成装置200对气泡发生管1内送入气体AR，这一点与实施方式1相同，但利用管包围构件271将多根气泡发生管1包围，使液体LQ流入至气泡发生管1与管包围构件271之间并使含微小气泡液体BLQ流出，这一点与实施方式1不一样。
生成装置200具备多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1、分别支承这些气泡发生管1的一端部2(图5中左端部)的一侧支承构件210、分别支承气泡发生管1的另一端部3(图5中右端部)的另一侧支承构件240、以及保持一侧支承构件210与另一侧支承构件240的间隔的间隔保持构件270。其中，气泡发生管1(10、11)及其配置与实施方式1中使用过的相同，因此省略说明(参考图2、图6)。
各气泡发生管1中的一端部2支承在一侧支承构件210上、另一端部3支承在另一侧支承构件240上(参考图5)。其中，一侧支承构件210由大致圆板状的一侧保持件211、第1衬垫221、以及从长度方向NX的一侧NX1覆盖一侧保持件211的一侧覆盖件231构成。
在由不锈钢材构成的一侧保持件211中的气体分配部216，与实施方式1相同，配合以轴线AX为中心而配置在规定位置的13根气泡发生管1(10、11)的配置(参考图6)而分别穿设有插通气泡发生管1的一端部2的13个发生管插通孔212。在各发生管插通孔212内设置有呈环状扩径的衬垫槽213，由EPDM构成的第1衬垫221(O形圈)配置在该衬垫槽213内。因此，通过在发生管插通孔212内插通气泡发生管1的一端部2，该气泡发生管1的一端部2得以隔着第1衬垫221以气密及液密的方式分别保持在一侧保持件211上，可以从一侧保持件211的一侧NX1将气体AR送入至各气泡发生管1内。
此外，一侧保持件211中的周围部分被切成阶状，形成嵌入卡接后文叙述的管包围构件271(间隔保持构件270)中的一侧的第1凸缘部273的卡接阶部214。此外，如后文所述，穿设有6处插通螺栓223的轴部224的螺栓插通孔215，所述螺栓223紧固一侧覆盖件231、一侧保持件211以及管包围构件271的第1凸缘部273。
此外，在气体分配部216上，跨及各发生管插通孔212存在的范围即各气泡发生管1的一端部2露出的范围而设置有凹状的气体分配凹部217，从后文叙述的气体流入部235流入的气体AR像图5中中空箭头所示那样经由作为气体分配路径的气体分配凹部217而被分配到各气泡发生管1(一端部2)的管内。
由不锈钢材构成的一侧覆盖件231具有圆板状的一端部覆盖部232和从其中央朝长度方向一侧NX1突出的气体流入部235。气体管道(未图示)等连接于该气体流入部235所形成的气体流入口236，流入例如已加压至表压1.5个大气压的气体AR。此外，一端部覆盖部232覆盖各气泡发生管1的一端部2，通过气体分配凹部217而与一侧保持件211的气体分配部216之间形成将流入的气体AR分配至各气泡发生管1的空间。此外，在一侧覆盖件231中的周围部分，也以与一侧保持件211的螺栓插通孔215分别呈同一轴心状重叠的配置穿设有6处插通螺栓223的轴部224的螺栓插通孔234。
另一方面，另一侧支承构件240由另一侧保持件241、第2衬垫251、以及大致圆板状的从长度方向NX的另一侧NX2覆盖另一侧保持件241的另一侧覆盖件261构成。
其中，在由不锈钢材构成的另一侧保持件241上，配合以轴线AX为中心配置在规定位置的13根气泡发生管1(10、11)的配置(参考图6)而分别穿设有插通气泡发生管1的另一端部3的13个发生管插通孔242。在各发生管插通孔242内设置有呈环状扩径的衬垫槽243，由EPDM构成的第2衬垫251(O形圈)配置在该衬垫槽243内。因此，通过在发生管插通孔242内插通气泡发生管1的另一端部3，该气泡发生管1的另一端部3得以隔着第2衬垫251以气密及液密的方式分别保持在另一侧保持件241上。
此外，另一侧保持件241中的周围部分被切成阶状，形成嵌入卡接后文叙述的管包围构件271的另一侧的第2凸缘部274的卡接阶部244。此外，如后文所述，穿设有6处插通螺栓253的轴部254的螺栓插通孔245，所述螺栓253紧固另一侧覆盖件261、另一侧保持件241以及管包围构件271的第2凸缘部274。
插通在另一侧保持件241的发生管插通孔242内的各气泡发生管1的另一端部3抵碰在由不锈钢材构成的另一侧覆盖件261的中心部分的另一端部覆盖部262。此外，在另一侧覆盖件261中的周围部分，也以与另一侧保持件241的螺栓插通孔245分别呈同一轴心状重叠的配置穿设有6处插通螺栓253的轴部254的螺栓插通孔264。
在本实施方式2中，保持一侧支承构件210与另一侧支承构件240的间隔的间隔保持构件270包含管包围构件271、螺栓223、253。由不锈钢构成的筒状的管包围构件271除了包围13根气泡发生管1的周围的筒状的管包围部272以外，还具有从该管包围部272的长度方向一侧NX1的端部朝径向外侧扩展的第1凸缘部273、从管包围部272的长度方向另一侧NX2的端部朝径向外侧扩展的第2凸缘部274。进而，在管包围部272中的靠长度方向一侧NX1(图5中左侧)的部位，呈朝外侧突出的形态设置有形成液体流入口277的液体流入部276。此外，在与液体流入部276相反的靠长度方向另一侧NX2(图5中右侧)的部位，呈朝外侧突出的形态设置有形成液体流出口279的液体流出部278。
将该管包围构件271的第1凸缘部273嵌入至一侧保持件211的卡接阶部214，并将插通一侧覆盖件231的螺栓插通孔234和一侧保持件211的螺栓插通孔215的螺栓223的外螺纹部225螺入至第1凸缘部273上设置的内螺纹孔273A，由此，一侧覆盖件231、一侧保持件211及管包围构件271(第1凸缘部273)得以相互紧固在一起。此外，将管包围构件271的第2凸缘部274嵌入至另一侧保持件241的卡接阶部244，并将插通另一侧覆盖件261的螺栓插通孔264和另一侧保持件241的螺栓插通孔245的螺栓253的外螺纹部255螺入至第2凸缘部274上设置的内螺纹孔274A，由此，另一侧覆盖件261、另一侧保持件241及管包围构件271(第2凸缘部274)得以相互紧固在一起。此外，通过该管包围构件271，一侧支承构件210与另一侧支承构件240之间的间隔M得以限制在规定尺寸。
接着，参考图6、图3，对本实施方式2的生成装置200中的13根气泡发生管1的配置进行说明。该图6仅展示了图5所示的生成装置200的B-B剖面中的13根气泡发生管1及管包围构件271(管包围部272)的端面。13根气泡发生管1的配置与实施方式1相同，因此省略说明。13根气泡发生管1配置为如下形态：绕轴线AX呈每60度的旋转对称配置，而且各气泡发生管1的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点(参考图3)。当将多根气泡发生管1配置为这种形态时，能以中央气泡发生管10为中心而无偏倚地配置多根气泡发生管1，从而能够形成利用一侧支承构件210(一侧保持件211)及另一侧支承构件240(另一侧保持件241)可靠地支承多根气泡发生管1的生成装置200。
如图5所示，本实施方式2的生成装置200通过气体流入部235对气泡发生管1送入气体AR，另一方面，使液体LQ从液体流入部276流入至管包围部272内(气泡发生管1与管包围部272之间)，并使含微小气泡液体BLQ从液体流出部278流出。流入到管包围部272内的液体LQ在气泡发生管1的外部沿气泡发生管1的中央部4朝长度方向NX(本实施方式2中为长度方向另一侧NX2(图中右侧))流动，进而从液体流出部278流出。在液体LQ在管包围部272内流通的期间内，可以从气泡发生管1的中央部4产生微小气泡BB而向液体LQ内吹入微小气泡BB。
在该生成装置200中，使用了多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1，将气体AR分配到了各气泡发生管1中，因此，能从各气泡发生管1的中央部4产生微小气泡BB。也就是说，可以增加接触液体LQ的气泡发生管1的中央部4(多孔陶瓷)的面积，从而能向液体LQ中吹入更多的微小气泡BB。而且，与使用一根较长的气泡发生管的情况相比，能够缩短各气泡发生管1的长度，因此成为各气泡发生管1的强度高、有可靠性的含微小气泡液体BLQ的生成装置200。
而且，在本实施方式2的生成装置200中，在向液体LQ吹入气体AR的微小气泡BB时，液体LQ不会接触外部空气，因此，能将液体LQ以洁净的状态制成含微小气泡液体BLQ。此外，本实施方式2的生成装置200中，液体LQ接触气泡发生管1的中央部4的外侧面，因此，与下面叙述的液体LQ接触气泡发生管1的内侧面的实施方式3的生成装置300相比，能够相对增大气泡发生管1的中央部4接触液体的面积，从而还有能够相对高效地向液体LQ中吹入微小气泡BB的优点。
(实施方式3)
接着，参考图7、图8，对实施方式3的生成装置300进行说明。图7为示意性地表示本实施方式3的生成装置300的剖面结构的剖面说明图。前文所述的实施方式2的生成装置200是对气泡发生管1内送入气体AR，另一方面，利用管包围构件271将多根气泡发生管1包围，使液体LQ流入至气泡发生管1与管包围构件271之间，并使含微小气泡液体BLQ流出。相对于此，本实施方式3的生成装置300使气体AR与液体LQ的关系颠倒，利用管包围构件371将多根气泡发生管1包围，对气泡发生管1与管包围构件371之间送入气体AR，另一方面，使液体LQ从气泡发生管1的一端流入至管内，并使含微小气泡液体BLQ从另一端流出，在这一点上存在差异。
生成装置300具备多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1、分别支承这些气泡发生管1的一端部2(图7中左端部)的一侧支承构件310、分别支承气泡发生管1的另一端部3(图7中右端部)的另一侧支承构件340、以及保持一侧支承构件310与另一侧支承构件340的间隔的间隔保持构件370。其中，气泡发生管1与实施方式1、2中使用过的相同，因此省略说明。
各气泡发生管1中的一端部2支承在一侧支承构件310上，另一端部3支承在另一侧支承构件340上(参考图7)。其中，一侧支承构件310由大致圆板状的一侧保持件311、第1衬垫321、以及从长度方向NX的一侧NX1覆盖一侧保持件311的一侧覆盖件331构成。
在由不锈钢材构成的一侧保持件311中的液体分配部316，与实施方式1、2相同，呈以轴线AX为中心的规定配置分别穿设有插通气泡发生管1的一端部2的13个发生管插通孔312(参考图8)。在各发生管插通孔312内设置有呈环状扩径的衬垫槽313，由EPDM构成的第1衬垫321(O形圈)配置在该衬垫槽313内。因此，通过在发生管插通孔312内插通气泡发生管1的一端部2，该气泡发生管1的一端部2得以隔着第1衬垫321以气密及液密的方式分别保持在一侧保持件311上，可以从一侧保持件311的一侧NX1将液体LQ送入至各气泡发生管1内。
此外，一侧保持件311中的周围部分被切成阶状，形成嵌入卡接后文叙述的管包围构件371(间隔保持构件370)中的一侧的第1凸缘部373的卡接阶部314。此外，如后文所述，穿设有6处插通螺栓323的轴部324的螺栓插通孔315，所述螺栓323紧固一侧覆盖件331、一侧保持件311以及管包围构件371的第1凸缘部373。
此外，在液体分配部316上，跨及各发生管插通孔312存在的范围即各气泡发生管1的一端部2露出的范围而设置有凹状的液体分配凹部317，从后文叙述的液体流入部335流入的液体LQ像图7中黑色箭头所示那样经由作为液体分配路径的液体分配凹部317而被分配到各气泡发生管1(一端部2)的管内。
由不锈钢材构成的一侧覆盖件331具有圆板状的一端部覆盖部332和从其中央朝长度方向一侧NX1突出的液体流入部335。液体管道(未图示)等连接于该液体流入部335所形成的液体流入口336，流入液体LQ。此外，一端部覆盖部332覆盖各气泡发生管1的一端部2，通过液体分配凹部317而与一侧保持件311的液体分配部316之间形成将流入的液体LQ分配至各气泡发生管1的空间。此外，在一侧覆盖件331中的周围部分，也以与一侧保持件311的螺栓插通孔315分别呈同一轴心状重叠的配置穿设有6处插通螺栓323的轴部324的螺栓插通孔334。
另一方面，另一侧支承构件340由大致圆板状的另一侧保持件341、第2衬垫351、以及从长度方向NX的另一侧NX2覆盖另一侧保持件341的另一侧覆盖件361构成。
其中，在由不锈钢材构成的另一侧保持件341中的集合路径部346，呈以轴线AX为中心的规定配置分别穿设有插通气泡发生管1的另一端部3的13个发生管插通孔342(参考图8)。在各发生管插通孔342内设置有呈环状扩径的衬垫槽343，由EPDM构成的第2衬垫351(O形圈)配置在该衬垫槽343内。因此，通过在发生管插通孔342内插通气泡发生管1的另一端部3，该气泡发生管1的另一端部3得以隔着第2衬垫351以气密及液密的方式分别保持在另一侧保持件341上。
此外，另一侧保持件341中的周围部分被切成阶状，形成嵌入卡接后文叙述的管包围构件371的另一侧的第2凸缘部374的卡接阶部344。此外，如后文所述，穿设有6处插通螺栓353的轴部354的螺栓插通孔345，所述螺栓353紧固另一侧覆盖件361、另一侧保持件341以及管包围构件371的第2凸缘部374。
此外，在集合路径部346，跨及各发生管插通孔342存在的范围即各气泡发生管1的另一端部3露出的范围而设置有凹状的集合路径凹部347，从各气泡发生管1的另一端部3流出的含微小气泡液体BLQ像图7中格纹状黑色箭头所示那样经由作为液体集合路径的集合路径凹部347而集中，从而被引导至下面叙述的液体流出部365。
由不锈钢材构成的另一侧覆盖件361具有圆板状的另一端部覆盖部362和从其中央朝长度方向另一侧NX2突出的液体流出部365。液体管道(未图示)等连接于该液体流出部365所形成的液体流出口366，流出含微小气泡液体BLQ。此外，另一端部覆盖部362覆盖各气泡发生管1的另一端部3，通过集合路径凹部347而与另一侧保持件341的集合路径部346之间形成将从各气泡发生管1的另一端部3流出的含微小气泡液体BLQ引导至液体流出部365的空间。此外，在另一侧覆盖件361中的周围部分，也以与另一侧保持件341的螺栓插通孔345分别呈同一轴心状重叠的配置穿设有6处插通螺栓353的轴部354的螺栓插通孔364。
在本实施方式3中，保持一侧支承构件310与另一侧支承构件340的间隔的间隔保持构件370包含管包围构件371、螺栓323、353。由不锈钢构成的筒状的管包围构件371除了包围13根气泡发生管1的周围的筒状的管包围部372以外，还具有从该管包围部372的长度方向一侧NX1的端部朝径向外侧扩展的第1凸缘部373、从管包围部372的长度方向另一侧NX2的端部朝径向外侧扩展的第2凸缘部374。进而，在管包围部372中的长度方向NX的中央部分，呈朝外侧突出的形态设置有形成气体流入口377的气体流入部376。
将该管包围构件371的第1凸缘部373嵌入至一侧保持件311的卡接阶部314，并将插通一侧覆盖件331的螺栓插通孔334和一侧保持件311的螺栓插通孔315的螺栓323的外螺纹部325螺入至第1凸缘部373上设置的内螺纹孔373A，由此，一侧覆盖件331、一侧保持件311及管包围构件371(第1凸缘部373)得以相互紧固在一起。此外，将管包围构件371的第2凸缘部374嵌入至另一侧保持件341的卡接阶部344，并将插通另一侧覆盖件361的螺栓插通孔364和另一侧保持件341的螺栓插通孔345的螺栓353的外螺纹部355螺入至第2凸缘部374上设置的内螺纹孔374A，由此，另一侧覆盖件361、另一侧保持件341及管包围构件371(第2凸缘部374)得以相互紧固在一起。此外，通过该管包围构件371，一侧支承构件310与另一侧支承构件340之间的间隔M得以限制在规定尺寸。
接着，参考图8、图3，对本实施方式3的生成装置300中的13根气泡发生管1的配置进行说明。该图8仅展示了图7所示的生成装置300的C-C剖面中的13根气泡发生管1及管包围构件371(管包围部372)的端面。13根气泡发生管1的配置与实施方式1、2相同，因此省略说明。13根气泡发生管1配置为如下形态：绕轴线AX呈每60度的旋转对称配置，而且各气泡发生管1的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点(参考图3)。当将多根气泡发生管1配置为这种形态时，能以中央气泡发生管10为中心而无偏倚地配置多根气泡发生管1，从而能够形成利用一侧支承构件310(一侧保持件311)及另一侧支承构件340(另一侧保持件341)可靠地支承多根气泡发生管1的生成装置300。
如图7所示，本实施方式3的生成装置300通过管包围部372上形成的气体流入部376将气体AR送入至管包围部372内的气泡发生管1的外侧。另一方面，将从液体流入部335流入的液体LQ分配至各气泡发生管1的一端部2，使液体LQ通过该一端部而流入至该气泡发生管1的管内。进而，将从气泡发生管1的另一端部3流出的含微小气泡液体BLQ集中而使其从液体流出部365流出。流入到气泡发生管1内的液体LQ在气泡发生管1的中央部4内朝长度方向NX(本实施方式3中为长度方向另一侧NX2(图中右侧))流动。在液体LQ在该气泡发生管1的中央部4内流动的期间内，可以从气泡发生管1的中央部4的内周面产生微小气泡BB而向液体LQ内吹入微小气泡BB。
在该生成装置300中，使用了多根(本实施方式1中为13根)气泡发生管1，将液体LQ分配到了各气泡发生管1中，因此，能在各气泡发生管1的中央部4内产生微小气泡BB。也就是说，能够增加接触液体LQ的气泡发生管1的中央部4(多孔陶瓷)的面积，从而能向液体LQ中吹入更多的微小气泡BB。而且，与使用一根较长的气泡发生管的情况相比，能够缩短各气泡发生管1的长度，因此成为各气泡发生管1的强度高、有可靠性的含微小气泡液体BLQ的生成装置300。
而且，在本实施方式3的生成装置300中，在向液体LQ中吹入气体AR的微小气泡BB时，液体LQ不会接触外部空气，因此，能将液体LQ以洁净的状态制成含微小气泡液体BLQ。
上文中，结合实施方式1～3对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，当然可以在不脱离其主旨的范围内酌情加以变更而运用。在各实施方式中，是将气泡发生管1的数量设为13根，但也可设为其他根数。尤其也可以设为配置为如下形态的其他根数例如7根、19根、31根等：以中央气泡发生管10为中心而配置在中央气泡发生管10的周围的周围气泡发生管11呈旋转对称配置，而且各气泡发生管1的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点。
此外，展示的是由多孔氧化铝构成气泡发生管1的例子，但也可以由其他多孔陶瓷(氧化钛、氧化锆、二氧化硅、氮化硅、碳化硅等)构成。
此外，在各实施方式中，展示的是由不锈钢等金属材料形成一侧支承构件110等、另一侧支承构件140等的例子，但可以由氟树脂等树脂、氧化铝等陶瓷等非金属材料构成接触液体LQ的部位(构件)。此外，也可以使用利用氟树脂等对金属材料中的接触液体的部位进行涂衬而得的构件。
符号说明
100、200、300含微小气泡液体的生成装置
NX (气泡发生管的)长度方向
NX1 (长度方向的)一侧
NX2 (长度方向的)另一侧
1 气泡发生管
10 中央气泡发生管
AX (中央气泡发生管的)轴线
11 周围气泡发生管
2 (气泡发生管的)一端部
3 (气泡发生管的)另一端部
4 (气泡发生管的)中央部
110、210、310 一侧支承构件
140、240、340 另一侧支承构件
170、270、370 间隔保持构件
M (一侧支承构件与另一侧支承构件的)间隔
111、211、311 一侧保持件(一侧支承构件)
112、212、312 (一侧保持件中的)发生管插通孔
113、213、313 (一侧保持件中的)衬垫槽
114 (一侧保持件中的)柱体固定孔
216 气体分配部
217 气体分配凹部(气体分配路径)
316 液体分配部
317 液体分配凹部
121、221、321 第1衬垫(一侧支承构件)
223、323 螺栓(一侧支承构件、间隔保持构件)
131、231、331 一侧覆盖件(一侧支承构件)
132 气体分配部
133 气体分配凹部
135、235 气体流入部
136、236 气体流入口
335 液体流入部
336 液体流入口
141、241、341 另一侧保持件(另一侧支承构件)
142、242、342 (另一侧保持件中的)发生管插通孔
143、243、343 (另一侧保持件中的)衬垫槽
346 集合路径部
347 集合路径凹部(液体集合路径)
151、251 第2衬垫(另一侧支承构件)
253、353 螺栓(另一侧支承构件、间隔保持构件)
161、261、361 另一侧覆盖件(另一侧支承构件)
264、364 螺栓插通孔
365 液体流出部
366 液体流出口
171 柱体构件(间隔保持构件)
271、371 管包围构件(间隔保持构件)
272、372 (管包围构件的)管包围部
276 液体流入部
277 液体流入口
278 液体流出部
279 液体流出口
376 气体流入部
377 气体流入口
191 螺帽(间隔保持构件)
193 垫圈(间隔保持构件)
AR 气体
LQ 液体
BB 气泡
BLQ 含微小气泡液

Claims (4)

1.一种含微小气泡液体的生成装置，其特征在于，具备：
多根气泡发生管，它们为沿长度方向延伸的管状，至少一端部及另一端部之间的中央部由多孔陶瓷构成，向接触上述中央部的液体中吹入气泡；
一侧支承构件，其分别支承上述多根气泡发生管的上述一端部；
另一侧支承构件，其分别支承上述多根气泡发生管的上述另一端部；以及
间隔保持构件，其保持上述一侧支承构件与上述另一侧支承构件的间隔。
2.根据权利要求1所述的含微小气泡液体的生成装置，其特征在于，
所述多根气泡发生管包含配置在中央的中央气泡发生管和配置在上述中央气泡发生管的周围的周围气泡发生管，配置为如下形态：
在与所述长度方向正交的剖面上，以上述中央气泡发生管为中心而配置在上述中央气泡发生管的周围的周围气泡发生管呈旋转对称配置，而且各上述气泡发生管的中心位于相互联合的假想正三角形的顶点。
3.根据权利要求1或2所述的含微小气泡液体的生成装置，其特征在于，
所述一侧支承构件包含：
液体流入部，其形成供所述液体流入的液体流入口；以及
液体分配部，其形成将流入的上述液体分别分配到所述多根气泡发生管的所述一端部的液体分配路径；
所述另一侧支承构件包含：
液体流出部，其形成供所述含微小气泡液体流出的液体流出口；以及
集合路径部，其形成将从所述多根气泡发生管的所述另一端部流出的上述含微小气泡液体分别引导至上述液体流出口的液体集合路径；
所述间隔保持构件包含：
管包围部，其在上述一侧支承构件及上述另一侧支承构件之间以气密方式包围上述多根气泡发生管的周围，为管状；以及
气体流入部，其形成将加压后的气体引导至上述管包围部内的气体流入口。
4.根据权利要求1或2所述的含微小气泡液体的生成装置，其特征在于，
所述一侧支承构件包含：
气体流入部，其形成供加压后的气体流入的气体流入口；以及
气体分配部，其形成将流入的上述气体分别分配到所述多根气泡发生管的所述一端部的气体分配路径；
所述间隔保持构件包含在上述一侧支承构件及所述另一侧支承构件之间以液密方式包围上述多根气泡发生管的周围的管状的管包围部，且呈如下形态设置有液体流入部及液体流出部：
使所述液体流入至上述多根气泡发生管与上述管包围部之间，使流入的上述液体沿上述气泡发生管的上述中央部朝上述长度方向流动，并使所述含微小气泡液体从上述管包围部流出。
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