特許 6887757 ノズル及び微細気泡発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6887757

(24)【登録日】2021年5月21日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】ノズル及び微細気泡発生装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 3/04 20060101AFI20210603BHJP

   B01F 5/00 20060101ALI20210603BHJP

   B05B 1/02 20060101ALI20210603BHJP

   B05B 7/26 20060101ALI20210603BHJP

   A47K 3/00 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   B01F3/04 Z

   B01F5/00 G

   B01F5/00 D

   B05B1/02 101

   B05B7/26

   A47K3/00 F

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-65121(P2016-65121)

(22)【出願日】2016年3月29日

(65)【公開番号】特開2017-176950(P2017-176950A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176383

【氏名又は名称】三相電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(72)【発明者】

【氏名】曹 銀春

(72)【発明者】

【氏名】内海 伸昭

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１７８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８２９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８２８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１３９０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ １／００−５／２６

Ａ４７Ｋ ３／００

Ｂ０５Ｂ １／０２、７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気液溶解液体中に微細気泡を発生させ、発生した微細気泡を外部に吐出するノズルにおいて、
気液溶解液体中に微細気泡を発生させる発生部と、
前記発生部の下流側に配され、前記発生部から導流孔を通じて流出する微細気泡の流れを整える整流部と、
前記整流部の下流側に配され、微細気泡を外部に吐出する吐出部と、が設けられ、
前記整流部では、微細気泡を流す整流路の長さが、前記整流部の全長に対して長く、
前記整流部には、上流から来る微細気泡の流れ方向に対して角度を有して配され、微細気泡の流れ方向を変更する変更壁と、微細気泡の整流を行う円筒状の整流板と、前記整流板の内方で前記整流板と同心位置に配された円柱状の突起片と、が設けられ、
前記整流板の両面が前記整流路の壁面とされ、前記導流孔から流出する微細気泡は、前記整流板の内面と前記突起片の外周面に沿って流れた後、前記変更壁によって流れ方向を逆方向に変更されて前記整流板の外面に沿って流れ、
前記吐出部における微細気泡の吐出方向と、前記発生部から前記整流部に流れる微細気泡の流れ方向とが、同一方向である
ことを特徴とするノズル。

【請求項2】

請求項１に記載のノズルにおいて、
前記発生部は、
口径が上流側から下流側にかけて漸次狭くなるテーパー形状の流路を有することにより、気液溶解液体の圧力損失の抑制を行う減圧導流路と、
前記減圧導流路の下流に配された気液溶解液体に旋回力を加える減圧旋回部と、
前記減圧旋回部によって旋回力を加えられた気液溶解液体が旋回しながら流れる空間である旋回空間部と、を有する
ことを特徴とするノズル。

【請求項3】

微細気泡を発生させる微細気泡発生装置において、
請求項１又は２に記載のノズルが、設けられた
ことを特徴とする微細気泡発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気液溶解液体中に微細気泡を発生させ、発生した微細気泡を外部に吐出するノズル及びノズルが設けられた微細気泡発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

微細気泡（マイクロバブルやナノバブルなど）を発生させる微細気泡発生方法として、加圧減圧法が知られている。この加圧減圧法では、液体に気体を高圧下で加圧溶解させて気液溶解液体を生成し、加圧溶解させた気液溶解液体を減圧沸騰させることで再気泡化を行い、気液溶解液体中に微細気泡を発生させる。

【0003】

この加圧減圧法を用いた装置として、溶解タンクにて液体に気体を加圧溶解させた後に、ノズルにて減圧沸騰を行って微細気泡を発生させ、外部の液槽（浴槽など）内の液体中に微細気泡を噴出する微細気泡発生装置が知られている（たとえば、特許文献１）。

【0004】

この特許文献１の微細気泡発生装置では、ノズルの減圧機構により微細気泡を発生させながら、微細気泡の発生を長時間にわたって安定化させることを目的としている。特に、ノズルには、微細気泡を発生させるための発生部の下流側に、微細気泡を含有する気液溶解液体の流れを整えるための整流路（特許文献１では、流れ整理空間）が設けられている。整流路を設けることで、整流路を流れる気液溶融液体中の微細気泡の流れを一方向に整えることができ、その結果、発生部で発生させた気液溶解液体中の微細気泡同士が結合して気泡が大径化するのを防ぐ。また、この整流路の長さ（整流路長）を長く設定することで、微細気泡の流れを一方向に整え易くなり、微細気泡の流れを一方向に安定させた状態で微細気泡を外部に吐出させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−８２８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、現在、例えば浴槽などに設置する微細気泡発生装置では、装置のコンパクト化が進められている。特に、浴槽に直接付けるノズルのコンパクト化が進められている。

【0007】

これに対して、上記の通り、例えば、特許文献１に示すようなノズルでは、微細気泡同士の結合による大径化を防ぐために、微細気泡の流れを整える整流路を設けているが、この場合、ノズル（特にノズルの奥行寸法となるノズル長）は長くなり、ノズルのコンパクト化が難しい。一方、ノズルのコンパクト化を図るために、整流路を無くしたり、整流路長を短く設定した場合、微細気泡の流れが悪くなり、気泡の大径化に繋がる。

【0008】

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、短いノズル長であっても微細気泡の流れを整えて微細気泡の大径化を防ぐノズル及び微細気泡発生装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するため、本発明にかかるノズルは、気液溶解液体中に微細気泡を発生させ、発生した微細気泡を外部に吐出するノズルにおいて、気液溶解液体中に微細気泡を発生させる発生部と、前記発生部の下流側に配され、微細気泡の流れを整える整流部と、前記整流部の下流側に配され、微細気泡を外部に吐出する吐出部と、が設けられ、前記整流部では、微細気泡を流す整流路の長さ（整流路長）が、前記整流部の全長に対して長いことを特徴とする。また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる、微細気泡を発生させる微細気泡発生装置は、本発明にかかるノズルが設けられたことを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、前記整流部では、前記整流路長が、前記整流部の全長に対して長いので、微細気泡同士の結合を防止するように微細気泡の流れを整える一方で、前記整流部の全長を短くすることができる。このように、本発明によれば、前記整流部の全長を短くすることができるので、ノズル長（ノズルの奥行）を短くすることができ、ノズルのコンパクト化を図ることができる。すなわち、本発明によれば、前記ノズル長を短くしても長い前記整流路長を確保でき、その結果、ノズル長を短くコンパクト化したノズルであっても、微細気泡の流れを整えて微細気泡の大径化を防ぐことができる。

【0011】

前記構成において、前記整流部には、上流から来る微細気泡の流れ方向に対して角度を有して配され、微細気泡の流れ方向を変更する変更壁が設けられてもよい。

【0012】

この場合、前記変更壁が設けられるので、微細気泡の流れ方向を変えることができ、その結果、前記整流路を折曲形成することができる。そのため、整流路が直線の一方向のみに限定された従来の整流路に対して前記整流路長を長くすることができる。

【0013】

前記構成において、前記整流部には、微細気泡の整流を行う整流板が設けられ、前記整流板の両面（一面、他面）が前記整流路の壁面とされ、前記整流板の両面夫々に沿って流れる微細気泡の流れ方向は逆方向となってもよい。

【0014】

この場合、前記整流部に前記整流板が設けられるので、前記整流板の一面に沿って流れた微細気泡を、前記変更壁によって微細気泡の流れ方向を変更し、その後に前記整流板の他面に沿って微細気泡を流すことができる。すなわち、前記変更壁と前記整流板とにより、前記整流路を折り返し経路とすることができ、前記整流路長を長くするのに寄与する。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明のノズル及び微細気泡発生装置によれば、短いノズル長であっても微細気泡の流れを良くして微細気泡の大径化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態１にかかる微細気泡発生装置の概略構成図である。

【図2】本発明の実施の形態１にかかるノズルの、第１ノズル構成部の露出面側から視た概略平面図である。

【図3】本発明の実施の形態１にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【図4】本発明の実施の形態１にかかるノズルに設けられた旋回空間部の上流端側のみを示した概略平面図である。

【図5】本発明の実施の形態１にかかる第３ノズル構成部の概略斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態２にかかるノズルの、第１ノズル構成部の露出面側から視た概略平面図である。

【図7】本発明の実施の形態２にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【図8】本発明の実施の形態３にかかるノズルの、第１ノズル構成部の露出面側から視た概略平面図である。

【図9】本発明の実施の形態３にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【図10】本発明の実施の形態４にかかるノズルの、第１ノズル構成部の露出面側から視た概略平面図である。

【図11】本発明の実施の形態４にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【図12】本発明の実施の形態５にかかるノズルの、第１ノズル構成部の露出面側から視た概略平面図である。

【図13】本発明の実施の形態５にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【図14】本発明の実施の形態６にかかるノズルの構成を示した概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態（本実施の形態）について図面を参照して説明する。なお、以下に示す本実施の形態では、液槽として家庭用の浴槽に本発明を適用した場合を示す。しかしながら、液槽は、家庭用の浴槽に限定されるものではなく、業務用の浴槽やプール、養殖に用い海川湖などに設置する養殖場などであってもよい。

【0018】

本実施の形態１の微細気泡発生装置２の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における微細気泡発生装置２の構成を示した概略構成図である。

【0019】

図１に示すように、液槽１の槽壁１１に、液槽１に貯まった液体（水）の吸込／吐出を行うノズル３が取り付けられる（設置される）。このノズル３の吸込部３１（図２，３参照）に、吸込管２１及び気体導入部２２を介して加圧ポンプ２３が連結されている。

【0020】

ノズル３の吸込部３１から吸い込んだ液体は、吸込管２１を通り、気体導入部２２に流れる。この気体導入部２２は、空気などの雰囲気の気体を吸い込む気体導入口２４を有し、気体導入部２２から気体を吸込管２１に導入する。なお、気体導入部２２は、エジェクター機構となっており、特別な動力を必要としない自然吸気方式となっている。

【0021】

気体導入部２２は、その下流側に加圧ポンプ２３が接続され、加圧ポンプ２３のポンプ作用により気体導入部２２から気体を吸込み、吸い込んだ気体を液体に混合する（気液混合）。加圧ポンプ２３と溶解タンク２５との間は、気液混合状態の液体（気液混合液体）を溶解タンク２５に送る流入管２６によって連結されている。ここでいう気液混合液体は、加圧ポンプ２３により加圧され、高圧状態となっている。

【0022】

上記の気液混合を詳説すると、本実施の形態１では、加圧ポンプ２３を駆動すると、液槽１内の液体が、吸込部３１から吸込管２１を通って加圧ポンプ２３の吸入ポートへと吸入される。その時、吸込管２１の途中に設置された気体導入部２２の気体導入口２４から気体を吸入しているため、加圧ポンプ２３へと吸入された液体は、気液混合状態となる。

【0023】

溶解タンク２５に流れた気液混合液体は、溶解タンク２５内で気体が液体内に加圧溶解され（例えば０．２ＭＰａのゲージ圧で加圧溶解）、気液溶解状態の液体（気液溶解液体）となる。

【0024】

溶解タンク２５の下流側にノズル３が配され、溶解タンク２５とノズル３との間は、ノズル３に気液溶解液体を送る吐出管２７によって連結されている。ノズル３に流れた気液溶解液体はノズル３において減圧沸騰されて、気液溶解液体に微細気泡が発生する。ノズル３で発生した微細気泡は、ノズル３から液槽１（外部）に吐出される。

【0025】

以上の通り、微細気泡発生装置２では、ノズル３が気体導入部２２及び加圧ポンプ２３に吸込管２１によって連結され、加圧ポンプ２３が溶解タンク２５に流入管２６によって連結され、溶解タンク２５がノズル３に吐出管２７によって連結された循環システムによって構築されている。そして、この循環システムでは、加圧ポンプ２３を用いて、ノズル３から液槽１内の液体を吸込み、気体導入口２４から気体を吸込んで、気液混合液体を生成し、気液混合液体を溶解タンク２５に送る。溶解タンク２５では、液体に気体を加圧溶解させて気液溶解液体を生成し、生成した気液溶解液体を、ノズル３で減圧沸騰させて、気液溶解液体中に微細気泡を発生させ、微細気泡をノズル３から液槽１に吐出する。

【0026】

次に、本実施の形態１にかかるノズル３について図面を用いて説明する。図３は、本実施の形態１におけるノズル３の構成を示した概略構成図である。

【0027】

ノズル３は、図１，３に示すように、液槽１の槽壁１１に緩衝材９１（環状パッキンなど）を介して取り付けられる（設置される）。液槽１に設置されたノズル３では、吸込部３１から液槽１の液体を吸込み、吸込んだ液体を吸込導流路３２を通って吸込管取付口３３に送り、吸込管取付口３３から吸込管２１に吐出する。吸込管２１は、Ｏリング９２を介してノズル３（吸込管取付口３３）に取付けられている。

【0028】

一方、溶解タンク２５で気液溶解された液体（気液溶解液体）は、図１，３に示すように、吐出管２７を通ってノズル３に流れる。吐出管２７は、図３に示すように、Ｏリング９２を介してノズル３（吐出管取付口３４）に取付けられている。ノズル３では、吐出管取付口３４からノズル３に導流した気液溶解液体を、吐出管取付口３４の下流に配された発生部３５に送り、発生部３５にて気液溶解液体中に微細気泡を発生させる。発生部３５で発生した微細気泡を含む気液溶解液体を、発生部３５の下流に配された整流部４に流し、整流部４にて微細気泡の流れを整える。整流部４で微細気泡の流れを整えた後に、微細気泡を含む気液溶解液体を、整流部４の下流に配された吐出部３８に送り、吐出部３８から液槽１（外部）に微細気泡（具体的には微細気泡を含む気液溶解液体）を吐出する。なお、吐出部３８における微細気泡の吐出方向と、発生部３５から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向とが、同一方向であり、吐出部３８は整流路４１の下流側に、整流部４に連続して設けられている。

【0029】

発生部３５には、減圧旋回部３０と減圧導流路３６と旋回空間部３７とが設けられている。この発生部３５では、吐出管取付口３４から導流した気液溶解液体を、減圧導流路３６に流し、高圧化された気液溶解液体の減圧を行う。

【0030】

減圧導流路３６では、口径を漸次狭くなるテーパー形状（所謂ベンチュリ管の形状）の流路３６１が形成され、テーパー形状の流路の下流側に、口径を変化させずに圧を一定にする流路３６２が形成されている。この減圧導流路３６では、テーパー形状の流路３６１において、口径を漸次小さく変化させることで減圧導流路３６を通る際に圧力損失の抑制を行う。なお、減圧導流路３６における口径の縮小度合いをある程度以上にし、減圧導流路３６でも減圧沸騰を行って微細気泡を発生させるようにしてもよい。テーパー形状の流路３６１を通った後、気液溶解液体は流路３６２を通ることで、気液溶解液体の圧力を安定させる。そして、減圧導流路３６を通過した気液溶解液体は、減圧導流路３６の下流に配された減圧旋回部３０に流れ、減圧旋回部３０を流れることによって気液溶解液体の減圧を行い、気液溶解液体に微細気泡を発生させる。この時、気液溶解液体には減圧旋回部３０での旋回によって旋回力が加わる。減圧旋回部３０で気液溶解液体に微細気泡を発生させた後に、気液溶解液体は減圧旋回部３０の下流に配された旋回空間部３７に流れ、旋回空間部３７で微細気泡をせん断して、微細気泡の更なる微細化を行う。その後、微細気泡を含む気液溶解液体は、整流部４（整流路４１）に流れる。なお、減圧導流路３６を設けずに、吐出管取付口３４から導流した気液溶解液体を直接、旋回空間部３７に流した場合、流れが乱雑になり、所望量の微細気泡を発生させることが難しい。

【0031】

旋回空間部３７には、図３〜５に示すように、略円錐形に形成された円錐形状部３７１が配されている。円錐形状部３７１の平面視円形中央部分（円形中央部分）が減圧導流路３６との接続部分となり、この部分の下流側に減圧旋回部３０が設けられる。減圧旋回部３０は、平面視円形中央部から外方に向かって一方向（本実施形態では時計回り）に回転しながら放射される複数（本実施形態では３つ）の切り欠き溝７２からなる。減圧旋回部３０では、円形中央部分が上流となり、円形の外縁部分が下流となり、中央部分の上流から３つの切り欠き溝７２を沿って外縁部分の下流へ流れる流路が３つ形成されている。このように、これら３つの切り欠き溝７２からなる流路は、それぞれ平面視円形中央部分から時計回りに渦を巻くように成形され、漸次溝幅が広がっている（もしくは溝幅を一定にしている）。ここで、渦を巻くように切り欠き溝７２が旋回空間部３７に夫々接続されることで、微細気泡を含む気液溶解液体の流れ方向に、旋回方向が加わる。なお、各切り欠き溝７２では、遠心力による影響が及ぶ外側の壁７４に対して、内側の壁７５では、その半径が小さい円弧となっている。また、切り欠き溝７２では、外側の壁７４の半径が上流から下流にかけて漸次大きくなる、もしくは、内側の壁７５の半径が上流から下流にかけて漸次小さくなる。

【0032】

そして、旋回空間部３７では、円形の外縁部分まで流れた微細気泡を含む気液溶解液体が、円錐形状部３７１の外周面に沿って旋回しながら流れ、整流部４への繋がる導流孔７３に流れる。なお、導流孔７３は、円錐形状部３７１と同心円上に間隔をおいて複数形成されている（本実施の形態１では、６つ）。

【0033】

また、旋回している微細気泡を含む気液溶解液体では、旋回流の半径方向へ発生する速度勾配によりせん断力が作用するため、上記の減圧沸騰から発生した微細気泡が、この旋回により微細気泡をせん断してさらに微細化される。このように、発生部３５において気液溶解液体に発生した微細気泡が、発生部３５の下流に配された整流部４に流れ、整流部４において旋回流を減衰ないし消滅させて微細気泡の流れを整える。なお、整流部４は、微細気泡の流れを整えることで、微細気泡同士の結合（気泡の大型化）を防止するとともに、旋回空間部３７に対して流出抵抗を付与するために設けられている。つまり、旋回空間部３７と吐出部３８との間に整流部４が存在することにより、これらの間に旋回空間部３７を設けない場合と比較して気液溶解液体の流れ抵抗を大きくすることができ、旋回空間部３７における気泡の滞在時間を長くすることができる。その結果、気泡の更なる微細化が図られる。

【0034】

整流部４には、図３に示すように、変更壁４２と整流板４３とが設けられ、これら変更壁４２と整流板４３とにより、折曲された整流路４１が形成される。整流路４１の長さ（整流路長）は、当該整流路４１が折曲されたものであることから整流部４の全長Ｌに対して長い。

【0035】

変更壁４２は、整流路４１の空間において、上流から来る微細気泡の流れ方向に対して角度（例えば９０°）を有して配され、変更壁４２を整流部４に設けることで、微細気泡の流れ方向を変更する。変更壁４２を設けることで微細気泡の流れ方向が変わるため、整流路４１の空間において複数の微細気泡の流れ方向ができる。本実施の形態１では、変更壁４２が、吐出部３８における微細気泡の吐出方向や、発生部３５から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向に対して垂直になるように配されている。

【0036】

ところで、整流部４では、複数の微細気泡の流れ方向が存在することで、微細気泡同士の衝突が生じる可能性もある。そこで、この微細気泡同士の衝突を防ぎ、さらに微細気泡の流れを一方向に整えて、微細気泡の流れを安定させるために、整流部４に円筒状の整流板４３が微細気泡の流れ方向に沿って配されている。この整流板４３では、その両面（一面４４、他面４５）が整流路４１の壁面とされる。整流板４３を整流部４に設けることで、整流板４３の両面４４，４５夫々に沿って微細気泡が流れる。本実施の形態１では、整流板４３の両面４４，４５夫々に沿って流れる微細気泡の流れ方向は、逆方向となる。具体的には、整流板４３の一面４４に沿って流れる微細気泡の流れ方向は、発生部３５から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向となる。一方、整流板４３の他面４５に沿って流れる微細気泡の流れ方向は、発生部３５から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向に対して逆方向となる。この整流板４３を整流部４に設けることで、微細気泡同士の衝突を防ぎ、さらに微細気泡の流れを整えて流れを安定させることができる。

【0037】

上記の通り、本実施の形態１では、変更壁４２と整流板４３とを整流部４に設けることで、整流部４の全長Ｌに対して整流路長を長くすることができる。具体的には、本実施の形態１にかかる整流路４１を流れる微細気泡は、整流板４３の一面４４に沿って流れる。そして、整流板４３の一面４４に沿って流れた微細気泡は、変更壁４２によって微細気泡の流れ方向を変更する。その後に流れ方向を変更した微細気泡は、整流板４３の他面４５に沿って流れる。このように、変更壁４２及び整流板４３により整流路４１を折り返し経路とすることができ、その結果、整流路長が長くなる。そのため、整流部４において整流路長を、整流部４の全長に対して長くする一方で、ノズル長の短長に寄与することができる。

【0038】

吐出部３８には、図２，３に示すように、吐出孔５３が設けられ、吐出孔５３は、整流部４の下流側に、整流部４に連続して設けられている。

【0039】

次に、ノズル３の構造について、図面を用いて説明する。ノズル３では、図３に示すように、第１ノズル構成部５、第２ノズル構成部６、第３ノズル構成部７及び第４ノズル構成部８の４つのノズル構成部が設けられている。第１ノズル構成部５は、液槽１に露出し、液槽１に貯まった液体（水）の吸込／吐出を行う吸込部３１と吐出部３８とを一体成型したものであり、ノズル３のカバーとなる。第２ノズル構成部６は、液槽１側から槽壁１１にノズル３を固定するものである。第３ノズル構成部７は、気液溶解液体から微細気泡を発生させ、さらに微細気泡の安定生成を図るものである。第４ノズル構成部８は、液槽１の外面から槽壁１１にノズル３を固定するものであり、ノズル３に吸込管２１や吐出管２７を取り付けるものである。

【0040】

第１ノズル構成部５は、液槽１内に配する平面視円形のカップ部材（カバー部材）であり、液体の吐出／吸込を行う露出面５１の外周縁から外周壁５２が立ち上がり成形されている。

【0041】

露出面５１では、図２，３に示すように、平面視において、液槽１に微細気泡を吐出する吐出部３８が中央に配され、吐出部３８の平面視外方に（外縁に沿って）液槽１の液体を吸込む吸込部３１が配されている。

【0042】

吐出部３８は、露出面５１の中央部分に配され、その中心に平面視円形の変更壁４２（上記参照）が配され、変更壁４２の平面視外方に（外縁に沿って）６つの扇形の吐出孔５３が等間隔に並んで成形されている。なお、本実施の形態１では、吐出部３８に、吐出孔５３と変更壁４２とが設けられている。

【0043】

吸込部３１は、吐出部３８の平面視外方に（外縁に沿って）１６つの吸込孔５４が等間隔に並んで形成されたものである。全ての吸込孔５４は、貫通孔５５に切り欠き溝５６が連続して一体形成されたものであり、切り欠き溝５６は、貫通孔５５を始点として、図２に示す露出面５１の中心に対して放射状に延びた形状となっている。切り欠き溝５６を形成することで、広い範囲から液体の吸込み誘導を行うことができ、吸込部３１からの吸込量を増やすことができる。

【0044】

第１ノズル構成部５では、図３に示すように、外周壁５２の自由端５７の一部が折曲成形され、折曲形成された自由端５７が第２ノズル構成部６の周壁に成形されたフランジ６１に係合される構造となっている。

【0045】

また、図３に示すように、露出面５１の内側では、吐出部３８と吸込部３１の間の位置から外周壁５２の突出方向と同じ方向に、第１ノズル構成部５を第３ノズル構成部７及び第４ノズル構成部８に係合するための係合片５８が突出され、これら係合片５８は、整流路４１の外周の一部や、吸込導流路３２の内周の一部となる。

【0046】

第２ノズル構成部６は、図３に示すように、液槽１側から槽壁１１に緩衝材９１（環状パッキンなど）を介してノズル３を固定するものである。第２ノズル構成部６は、中空を有するリング形状の部材であり、リングの外周縁となる周壁の一部に、第１ノズル構成部５の外周壁５２の自由端５７を係合するフランジ６１が成形されている。また、リングの内周縁から内周壁６２が立ち上がり形成され、内周壁６２が吸込導流路３２の外周となる。また、内周壁６２が立ち上がり成形された面の外周側には、液槽１に取付けるための挟持部６３が設けられ、第２ノズル構成部６の挟持部６３と第４ノズル構成部８の挟持部８１（下記参照）とにより緩衝材９１（環状パッキンなど）を介してノズル３を液槽１の槽壁１１に挟持して設置する。

【0047】

第３ノズル構成部７は、図３に示すように、気液溶解液体から微細気泡を発生させ、さらに微細気泡の安定生成を図るものであり、円柱空間に嵌め込まれた円錐形状部３７１と、円錐形状部３７１の先端方向に突出して同心上に形成された円柱状の突起片７１と、突起片７１と同心上に配された円筒状の整流板４３と、旋回空間部３７と整流部４とを隔てる隔壁と、この隔壁に形成された導流孔７３と、隔壁の外周部に形成された雄ねじが一体に形成されたものである。前記雄ねじは、第４ノズル構成部８（雌ねじ）に形成された雌ねじに螺合され、固定されている。

【0048】

本実施の形態１では、突起片７１の先端が第１ノズル構成部５の変更壁４２に接しており、当該突起片７１の長さが整流部４の全長Ｌに対応している。但し、突起片７１の先端は、変更壁４２から少し離れていてもよく、この場合、上記全長Ｌは、突起片７１の基端部から変更壁４２までの距離に相当する。

【0049】

また、整流部４では、突起片７１と同じ突起方向に沿って、突起片７１から一定の距離を保った外方に整流板４３が突出している。また、突起片７１の基端部と整流板４３の基端部との間に、導流孔７３が形成されている。この整流板４３と変更壁４２とが整流部４に設けられることにより、整流部４の空間における微細気泡を流す整流路４１の長さが、整流部４の全長に対して長くなる。

【0050】

第４ノズル構成部８は、図３に示すように、液槽１の外面から槽壁１１にノズル３を固定するものであり、ノズル３に吸込管２１や吐出管２７を取り付けるものである。第４ノズル構成部８では、中央部分に、減圧導流路３６が設けられ、その周囲に、吸込導流路３２が設けられている。

【0051】

吸込導流路３２の下流端に、吸込管２１を取り付ける吸込管取付口３３が設けられ、全ての吸込部３１から吸い込んだ液体を吸込導流路３２を介して吸込管２１に流す。吸込管取付口３３には、吸込管２１がＯリング９２でシールして嵌合されている。

【0052】

また、吸込導流路３２の下流端の外周には、液槽に取付けるための挟持部８１が設けられ、第２ノズル構成部６の挟持部８１（上記参照）と第４ノズル構成部８の挟持部８１とにより緩衝材９１（環状パッキンなど）を介してノズル３を液槽１の槽壁１１に挟持して設置する。

【0053】

また、減圧導流路３６の上流端に、吐出管２７を取り付ける吐出管取付口３４が設けられ、吐出管２７から流れてきた気液溶解液体を、発生部３５（減圧導流路３６及び旋回空間部３７）に送る。吐出管取付口３４には、吐出管２７がＯリング９２でシールして嵌合されている。なお、吸込管取付口３３及び吐出管取付口３４の口径は、同一となっており、汎用品の吸込管２１及び吐出管２７を取り付け容易としている。

【0054】

この第４ノズル構成部８は、吸込導流路３２の全周（外周と内周）と、旋回空間部３７の外周に用いられる。また、第３ノズル構成部７の円筒状体の外周壁に形成された螺旋状の溝に螺合するための雌ねじ（図示省略）が、旋回空間部３７の下流側に形成されている。

【0055】

本実施の形態１によれば、整流部４では、整流路長が、整流部４の全長Ｌに対して長いので、微細気泡同士の結合を防止するように微細気泡の流れを整える一方で、整流部４の全長を短くすることができる。このように、本実施の形態１によれば、整流部４の全長を短くすることができるので、ノズル長（ノズルの奥行）を短くすることができ、ノズル３のコンパクト化を図ることができる。すなわち、本実施の形態１によれば、短いノズル長であっても長い整流路長を確保でき、その結果、ノズル長を短くコンパクト化したノズル３であっても、微細気泡の流れを一方向に整えて（微細気泡の流れを良くして）微細気泡の大径化を防ぐことができる。

【0056】

また、本実施の形態１によれば、変更壁４２が設けられるので、微細気泡の流れ方向を変えることができ、その結果、整流路４１を折曲形成することができる。そのため、整流路が直線の一方向のみに限定された従来の整流路に対して整流路長を長くすることができる。

【0057】

また、本実施の形態１によれば、整流部４に整流板４３と変更壁４２とが設けられるので、整流板４３の一面４４に沿って流れた微細気泡を、変更壁４２によって微細気泡の流れ方向を変更し、その後に整流板４３の他面４５に沿って微細気泡を流すことができる。すなわち、本実施の形態１によれば、変更壁４２と整流板４３とにより、整流路４１を折り返し経路とすることができ、整流路長を長くするのに寄与する。また、変更壁４２により折曲形成した整流路４１であっても整流板４２により微細気泡の整流を図ることができる。

【0058】

なお、本実施の形態１では、吐出孔５３の形状を扇形としているが、これに限定されるものではなく、任意の形状としてもよい。

【0059】

また、本実施の形態１では、変更壁４２が第１ノズル構成部５に設けられているが、これに限定されるものではなく、整流路４１の空間において、上流から来る微細気泡の流れ方向に対して角度を有して配され、微細気泡の流れ方向を変更するものであれば、第３ノズル構成部７のみに変更壁４２が形成され、第３ノズル構成部７の変更壁４２を覆うように第１ノズル構成部５が配されてもよい。

【0060】

また、本実施の形態１では、変更壁４２が、吐出部３８における微細気泡の吐出方向や、発生部３５から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向に対して垂直になるように配されているが、これに限定されるものではなく、これらの吐出方向や流れ方向に対して角度を有し、整流部４において微細気泡の流れ方向を変更するものであれば、垂直に限定されなくてもよい。

【0061】

また、本実施の形態１では、第１ノズル構成部５の外周壁５２の自由端５７の折曲成形された一部が、第２ノズル構成部６の周壁に成形されたフランジ６１に係合されているが、ここでの折曲成形された自由端５７の一部の形状は、限定されるものではなく、第２ノズル構成部６の周壁に成形されたフランジ６１に係合することができれば、任意の形状でよい。同様に、第２ノズル構成部６の周壁に成形されたフランジ６１も、第１ノズル構成部５の折曲成形された自由端に係合することができれば、任意の形状でよい。

【0062】

また、本実施の形態１では、吸込孔５４は、貫通孔５５に切り欠き溝５６が連続して一体成型されているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、貫通孔５５だけで吸込孔５４を構成してもよい。また、吸込孔５４の貫通孔５５は、平面視円形の形状となっているが、これに限定されるものはなく、任意の形状でよい。また、吸込孔５４の切り欠き溝５６は、貫通孔５５を始点として露出面５１の中心に対して放射状に延びた直方体の形状となっているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、例えば、貫通孔５５を始点として露出面５１の中心に対して放射状に延びた扇形状であってもよい。もしくは、図６，７に示すように、切り欠き溝５６の幅が、吸込孔５４の直径と同じであってもよい。

【0063】

図６，７に示す実施の形態２にかかるノズル３は、上記の実施の形態１にかかるノズル３と、第１ノズル構成部５の形状が異なるだけで、他の構成や形状は同じものとなっている。そこで、以下に、実施の形態１にかかるノズル３と異なる構成についてのみ説明し、同一構成および同一作用効果についての説明は省略する。

【0064】

本実施の形態２にかかるノズル３では、図６，７に示すように。実施の形態１にかかるノズル３に比べて、第１ノズル構成部５の吸込部３１が突出成形されている。そのため、切り欠き溝５６の長さが、短く設定されている。

【0065】

なお、上記の実施の形態１，２では、旋回空間部３７の外周壁３９が、円筒状に成形されている（筒状体）。しかしながら、旋回空間部３７の外周壁３９は、これに限定されるものではなく、図９に示す実施の形態３にかかるノズル３のように、上流から下流にかけてテーパー状に漸次広がる形状であってもよい。このように、旋回空間部３７の外周壁３９を上流から下流にかけてテーパー状に漸次広がる形状とすることで、旋回空間部３７において液体に対する抵抗が低減され、さらに旋回流が発生し易くなり、微細気泡が効率よく微細化される。

【0066】

また、上記の実施の形態１〜実施の形態３では、整流路４１の空間内に整流板４３を設けているが、これは好適な例である。しかしながら、整流部４において微細気泡を流す整流路４１の長さを整流部４の全長に対して長くするためには、例えば、図１０，１１に示す実施の形態４にかかるノズル３や、図１２，１３に示す実施の形態５にかかるノズル３のように、整流板４３を設けずに、発生部３５（具体的には導流孔７３）から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向の延長線上に、吐出孔５３を配置しない構成であってもよい。このような図１０〜１３に示すノズル３によれば、変更壁４２に微細気泡が当たり、微細気泡の流れ方向が変わって吐出孔５３に流れる。もしくは、微細気泡は、整流路４１の空間内を循環して吐出孔５３に流れる。もしくは、微細気泡は、図１１，１３の矢印に示すように導流孔７３から吐出孔５３に向かって斜め方向に流れるので、発生部３５（具体的には導流孔７３）から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向の延長線上に吐出孔５３を配置したノズルに対して、整流路長を整流部４の全長に対して長くして整流部４の全長を短くすることができる。その結果、ノズル長（ノズルの奥行）を短くすることができ、ノズル３のコンパクト化を図ることができる。

【0067】

また、例えば、図１４に示す実施の形態５にかかるノズル３のように、整流板４３を縦断面Ｌ字形状などにして整流部４の全長方向に対して直交する方向に微細気泡を流してもよい。この場合も変更壁４２に微細気泡が当たり、微細気泡の流れ方向が変わって吐出孔５３に流れるので、発生部３５（具体的には導流孔７３）から整流部４に流れる微細気泡の流れ方向の延長線上に吐出孔５３を配置したノズルに対して、整流路長を整流部４の全長に対して長くして整流部４の全長を短くすることができる。なお、実施の形態５にかかるノズル３の第１ノズル構成部の露出面側から視た図は、図２と同様であるため、省略する。

【0068】

なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、微細気泡発生装置に適用できる。

【符号の説明】

【0070】

２ 微細気泡発生装置
３ ノズル
３０ 減圧旋回部
３５ 発生部
３６ 減圧導流路
３６１ テーパー形状の流路
３７ 旋回空間部
３８ 吐出部
４ 整流部
４１ 整流路
４２ 変更壁
４３ 整流板
４４ 整流板の一面
４５ 整流板の他面
７１ 突起片
７３ 導流孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】