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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022096119
(43)【公開日】2022-06-29
(54)【発明の名称】給水システムおよび微少気泡発生装置
(51)【国際特許分類】
B01F 25/40 20220101AFI20220622BHJP
A01G 7/00 20060101ALI20220622BHJP
B01F 23/2326 20220101ALI20220622BHJP
B01F 25/30 20220101ALI20220622BHJP
【ＦＩ】
B01F5/00 D
A01G7/00 604Z
B01F3/04 F
B01F5/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020209045
(22)【出願日】2020-12-17
(71)【出願人】
【識別番号】516263915
【氏名又は名称】株式会社アルベール・インターナショナル
(71)【出願人】
【識別番号】592037804
【氏名又は名称】株式会社三輝
(74)【代理人】
【識別番号】100143096
【弁理士】
【氏名又は名称】山岸 忠義
(72)【発明者】
【氏名】二谷 欣哉
(72)【発明者】
【氏名】阿部 拓也
【テーマコード（参考）】
4G035
【Ｆターム（参考）】
4G035AB20
4G035AC01
4G035AC22
4G035AE17
(57)【要約】
【課題】タンクに取り貯めた水を用いて、微少気泡を発生させた水を供給することができる給水システムおよび微少気泡発生装置を提供すること。
【解決手段】
給水システム１は、貯水するためのタンク３と、タンク３からの水を吸い上げるポンプ４と、タンク３から流れてくる水に空気を導入する空気導入器具５と、空気導入器具５の下流側に配置され、微少気泡を発生させる微少気泡発生器具６と、微少気泡を発生させた水を吐出する吐出ノズル７とを備え、微少気泡発生器具６は、複数のブレード３４が円柱軸３３の側面に螺旋状に配置された柱状体３１と、柱状体３１を収容する管状筐体３２とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】
給水システム１は、貯水するためのタンク３と、タンク３からの水を吸い上げるポンプ４と、タンク３から流れてくる水に空気を導入する空気導入器具５と、空気導入器具５の下流側に配置され、微少気泡を発生させる微少気泡発生器具６と、微少気泡を発生させた水を吐出する吐出ノズル７とを備え、微少気泡発生器具６は、複数のブレード３４が円柱軸３３の側面に螺旋状に配置された柱状体３１と、柱状体３１を収容する管状筐体３２とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
貯水するためのタンクと、
前記タンクからの水を吸い上げるポンプと、
前記タンクから流れてくる水に空気を導入する空気導入手段と、
前記空気導入手段の下流側に配置され、微少気泡を発生させる微少気泡発生手段と、
前記微少気泡を発生させた水を吐出する吐出手段と
を備え、
前記微少気泡発生手段は、
複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、
前記柱状体を収容する管状筐体と
を備えることを特徴とする、給水システム。
前記タンクからの水を吸い上げるポンプと、
前記タンクから流れてくる水に空気を導入する空気導入手段と、
前記空気導入手段の下流側に配置され、微少気泡を発生させる微少気泡発生手段と、
前記微少気泡を発生させた水を吐出する吐出手段と
を備え、
前記微少気泡発生手段は、
複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、
前記柱状体を収容する管状筐体と
を備えることを特徴とする、給水システム。
【請求項2】
前記ブレードの径方向長さが、前記円柱軸の半径よりも長いことを特徴とする、請求項１に記載の給水システム。
【請求項3】
前記空気導入手段が、
流入口と、
前記流入口よりも口径が狭い絞り開口と、
前記絞り開口から下流側に向かって拡径するテーパ開口と
を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の給水システム。
流入口と、
前記流入口よりも口径が狭い絞り開口と、
前記絞り開口から下流側に向かって拡径するテーパ開口と
を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の給水システム。
【請求項4】
前記絞り開口に隣接する位置で空気が導入されることを特徴とする、請求項３に記載の給水システム。
【請求項5】
前記空気導入手段が、空気取り入れ口と前記絞り開口との間に、流出防止部材をさらに備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の給水システム。
【請求項6】
圃場に給水するためのシステムであることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の給水システム。
【請求項7】
前記吐出手段から吐出する水を前記タンク内に戻すことにより、微少気泡を含有する水を循環させることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の給水システム。
【請求項8】
空気導入器具と、
前記空気導入器具と接続可能であり、微少気泡を発生させる微少気泡発生器具とを備え、
前記微少気泡発生器具は、
複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、
前記柱状体を収容する管状筐体と
を備えることを特徴とする、微少気泡発生装置。
前記空気導入器具と接続可能であり、微少気泡を発生させる微少気泡発生器具とを備え、
前記微少気泡発生器具は、
複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、
前記柱状体を収容する管状筐体と
を備えることを特徴とする、微少気泡発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給水システムおよび微少気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、１μｍ以下の微少気泡であるナノバブルを水に多量に発生させたナノバブル水は、洗浄能力や美容効果など種々の効果が検証され、注目されている。ナノバブル水の発生装置は、小型化や取付容易性などの種々の改良がなされ、家庭用にも使用できる装置が提供されている。例えば、シャワーヘッドとホースとの間などに、棒状体の表面に多数の凸部が設けられた微少気泡発生体を取り付けるタイプの装置などが販売されている（特許文献１参照）。
【0003】
近年、ナノバブル水の新たな用途として、農業用途が研究されている。ナノバブル水を植物に付与すると、通常の水の場合と比較して、水中の溶存酸素量増えるため、植物が根から酸素を多く取り込むことができ、成長促進につながるとして期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６２０５０９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、農業用水は、雨水や水道水などをタンクに貯水したものを使用することが多くある。その貯水した水に対して、特許文献１の装置を使用したところ、ナノバブルが発生しにくい不具合が生じる。
【0006】
本発明は、タンクに取り貯めた水を用いて、微少気泡を発生させた水を供給することができる給水システムおよび微少気泡発生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明［１］は、貯水するためのタンクと、前記タンクからの水を吸い上げるポンプと、前記タンクから流れてくる水に空気を導入する空気導入手段と、前記空気導入手段の下流側に配置され、微少気泡を発生させる微少気泡発生手段と、前記微少気泡を発生させた水を吐出する吐出手段とを備え、前記微少気泡発生手段は、複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、前記柱状体を収容する管状筐体とを備える給水システムを含む。
【0008】
このような発明によれば、空気導入手段を備えるため、タンクから流れてくる水に空気を導入させることができる。また、空気導入手段の下流側に微少気泡発生手段が配置されているため、空気を取り込んだ水を、螺旋状に配置された複数のブレードに効率よく多段階的に衝突させることができる。したがって、タンクに取り貯めた水に微少気泡を多量に発生させて、その水を所望の場所に供給することができる。さらには、空気導入手段および微少気泡発生手段が小型可能であるため、給水システムの小型化を図ることができる。また、従来の給水システムに、空気導入手段および微少気泡発生手段を取り付けるだけで、本発明の給水システムにすることができるため、簡便に微少気泡を多量に発生させた水を供給することができる。
【0009】
本発明［２］は、前記ブレードの径方向長さが、前記円柱軸の半径よりも長い、項［１］に記載の給水システムを含む。
【0010】
このような発明によれば、複数のブレード間の空間、すなわち、水の流路を十分に確保することができるため、微少気泡発生手段ひいては給水システムから吐出される水圧または水量の低下を抑制することができる。また、水が衝突するブレードの面積を広くすることができるため、より多量の微少気泡を発生させることができる。
【0011】
本発明［３］は、前記空気導入手段が、流入口と、前記流入口よりも口径が狭い絞り開口と、前記絞り開口から下流側に向かって拡径するテーパ開口とを有する、項［１］または［２］に記載の給水システムを含む。
【0012】
このような発明によれば、絞り開口で狭まった水の流路が、テーパ開口で広がるため、水がテーパ開口で流れやすくなり、絞り部で負圧が生じる。そのため、効率よく空気を流路内に取り込みやすくすることができ、より多くの微少気泡を発生させることができる。
【0013】
本発明［４］は、前記絞り開口に隣接する位置で空気が導入される、項［３］に記載の給水システムを含む。
【0014】
このような発明によれば、負圧がかかる絞り開口の近傍で空気が導入されるため、より確実に空気を水に取り込むことができる。
【0015】
本発明［５］は、前記空気導入手段が、空気取り入れ口と前記絞り開口との間に、流出防止部材をさらに備える、項［３］または［４］に記載の給水システムを含む。
【0016】
このような発明によれば、絞り開口を通過した水が、空気取り入れ口を通じて、外部に流出することを防止できる。また、水の流出によって空気の通り道が閉塞することを防止できるため、空気を水に安定して導入し続けることができ、微少気泡を安定して発生させることができる。
【0017】
本発明［６］は、圃場に給水するためのシステムである、項［１］～［５］のいずれか一項に記載の給水システムを含む。
【0018】
このような発明によれば、圃場の農作物に微少気泡を発生させた水を供給することができる。
【0019】
本発明［７］は、前記吐出口から吐出する水を前記タンク内に戻すことにより、微少気泡を含有する水を循環させる、項［１］～［５］のいずれか一項に記載の給水システムを含む。
【0020】
このような発明によれば、タンク内の水を、微少気泡を多量に含有する水にすることができる。
【0021】
本発明［８］は、空気導入器具と、前記空気導入器具と接続可能であり、微少気泡を発生させる微少気泡発生器具とを備え、前記微少気泡発生器具は、複数のブレードが円柱軸の側面に螺旋状に配置された柱状体と、前記柱状体を収容する管状筐体とを備える微少気泡発生装置を含む。
【0022】
このような発明によれば、タンクに取り貯めた水から、微少気泡を発生させた水を供給できる給水システムを容易に設置することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明の供給システムおよび微少気泡発生装置は、タンクに取り貯めた水から、微少気泡を発生させた水を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
【0026】
図１に示す給水システム１は、微少気泡を多量に含有する水を圃場に供給するためのシステムであって、水管２と、タンク３と、ポンプ４と、空気導入手段の一例としての空気導入器具５と、微少気泡発生手段の一例としての微少気泡発生器具６と、吐出手段の一例としての吐出ノズル７とを備える。
【0027】
水管２は、タンク３、ポンプ４、空気導入器具５、微少気泡発生器具７および吐出ノズル７のそれぞれと接続して、タンク３から吐出ノズル７までの水の流路を確保するための部材である。水管２としては、例えば、ホース、配管などが挙げられる。
【0028】
水管２は、タンク３とポンプ４とを連結する第１水管２ａ、ポンプ４と空気導入器具５とを連結する第２水管２ｂ、および、微少気泡発生器具６と吐出ノズル７とを連結する第３水管２ｃを備える。
【0029】
タンク３は、雨水や水道水などの水９を一時的に取り貯めておくための容器であり、水流方向の最上流に配置されている。タンク３としては、例えば、水槽、ポリタンクなどが挙げられる。
【0030】
ポンプ４は、水管２を通じてタンク３内の水を吸い上げて、吐出ノズル７まで送り出すための動力であり、第１水管２ａと第２水管２ｂとの間に配置されている。ポンプ４としては、例えば、潅水用ポンプが挙げられる。
【0031】
空気導入器具５は、水に空気を導入するための部材であって、第２水管２ｂと微少気泡発生器具６との間に配置されている。
【0032】
【0033】
水管接続部１１は、水管２と連結するための部位であって、空気導入器具５における上流側に位置する。水管接続部１１の上流側端部に、流入口１５が形成されており、その形状は、水管２の内径と略同一である。流入口１５の口径（直径）φ１は、例えば、５ｍｍ以上、好ましくは、８ｍｍ以上であり、また、例えば、２０ｍｍ以下、好ましくは、１５ｍｍ以下である。水管接続部１１の外形に、水管２の脱落防止のための凸部１６が、水管接続部１１を一周するように形成されている。
【0034】
絞り部１２は、水の流路を狭めるための部位であって、水管接続部１１の下流側に位置する。具体的には、絞り部１２は、水管接続部１１と本体部１３とを跨ぐように、これらの中間に配置されている。絞り部１２は、その上流側開口が流入口１５よりも僅かに狭くなるように形成されている。絞り部１２の内径は、上流端から水流方向途中まで略同一であり、水流方向途中から下流に向かうに従って縮径する。絞り部１２の下流側開口が絞り開口１７であり、口径が最も狭くなるように形成されている。絞り開口１７の口径は、流入口１５の口径よりも小さい。具体的には、絞り開口１７の口径（直径）φ２は、流入口１５の口径φ１の半分以下であり、例えば、１ｍｍ以上、好ましくは、２ｍｍ以上であり、例えば、５ｍｍ以下、好ましくは、４ｍｍ以下である。
【0035】
本体部１３は、微少気泡発生器具６に送り出す水流を調整するための部位であって、絞り部１２の下流側に位置する。本体部１３の上流側部分に、絞り部挿入用開口１８が形成されており、本体部１３の下流側部分に、テーパ開口１９が形成されている。絞り部挿入用開口１８は、絞り部１２が挿入可能な円柱状を有する。絞り部挿入用開口１８の径方向には、空気取り入れ部挿入用開口１が形成されている。テーパ開口１９は、その上流端が絞り開口１７と略同一の大きさであって、下流側に向かって拡径する円錐台状を有する。テーパ開口１９の下流端の口径（直径）φ３は、流入口１５の口径よりも小さく、例えば、４ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、８ｍｍ以下、好ましくは、７ｍｍ以下である。テーパ開口１９の水流方向長さＴは、例えば、１０ｍｍ以上、好ましくは、１５ｍｍ以上であり、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、３５ｍｍ以下である。
【0036】
本体部１３の絞り部挿入用開口１８に、絞り部１２が挿入されている。絞り部１２は、絞り部１２の下流端が本体部１３のテーパ開口１９と水流方向に僅かに間隔を隔てるように、本体部１３に配置され、固定されている。これにより、テーパ開口１９と絞り開口１７との間に、空気が水に混入するための隙間２１が区画される。すなわち、絞り開口１７の下流側に絞り開口１７と隣接する位置で、空気が水に導入される。本体部１３の外形には、微少気泡発生器具６と勘合可能な外ネジ２２が形成されている。
【0037】
空気取り入れ部１４は、外気を空気導入器具５内に取り込むための部位であって、水流方向において絞り部１２および本体部１３が重複する位置に配置されている。空気取り入れ部１４は、本体部１３の空気取り入れ部挿入用開口２０に挿入され、固定されている。
【0038】
空気取り入れ部１４は、円筒体２３と、流出防止部材の一例としてのボール２４と、メッシュ２５とを備える。
【0039】
円筒体２３は、空気取り入れ部挿入用開口２０から、水流方向と直交する直交方向に延びるように配置されている。円筒体２３の直交方向外側端面には、空気取り入れ口２６が形成されている。円筒体２３の内部は、直交方向中央の内径が縮径するように形成されている。すなわち、円筒体２３は、その内部にくびれ部２７を有している。
【0040】
ボール２４は、水の流出を防止するための部材であり、円筒体２３の直交方向内側に、すなわち、くびれ部２７よりも流路側に、収容されている。ボール２４は、円筒体２３と固定されておらず、直交方向に移動して、絞り部１２の外形表面やくびれ部２７に接触可能である。図４Ａ－Ｂの実線が示すように、ボール２４が絞り部１２の外形表面に接触しているとき、空気取り入れ口２６からの空気が隙間２１まで通過可能である。すなわち、水の流路までの空気の通り道が確保される。一方、図４Ａ－Ｂの仮想線に示すように、ボール２４がくびれ部２７と隙間なく接触しているとき、空気および水の通り道を遮断する。すなわち、空気取り入れ口２６を経由して外部に水が漏れ出ることが防止されている。
【0041】
メッシュ２５は、空気の通り道を確保するとともに、異物が内部に流入することを防止するための部材であり、空気取り入れ口２６に配置されている。
【0042】
空気導入器具５の各部材の材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、シリコーンゴム、ＡＢＳ樹脂などの樹脂、アルミニウム、ステンレス、真鍮などの金属などが挙げられ、好ましくは、金属が挙げられる。
【0043】
微少気泡発生器具６は、空気導入器具５から流れてくる水に対して、微少気泡を発生させるための部材であって、空気導入器具５の下流側に空気導入器具５と連結している。
【0044】
【0045】
柱状体３１は、円柱軸３３と、複数のブレード３４と、頭頂部３５とを備える。
【0046】
円柱軸３３は、複数のブレード３４を支持する部位であって、軸方向（水流方向）に延びる円柱状を有する。円柱軸３３の軸方向長さL１は、例えば、５０ｍｍ以上、好ましくは、１００ｍｍ以上であり、また、例えば、５００ｍｍ以下、好ましくは、２００ｍｍ以下である。円柱軸３３の半径ｒは、例えば、１ｍｍ以上、好ましくは、１．５ｍｍ以上であり、また、例えば、５ｍｍ以下、好ましくは、３ｍｍ以下である。
【0047】
複数のブレード３４は、水に微少気泡を発生させる部位であって、円柱軸３３の周側面から径方向（水流方向と直交する方向）に突出するように配置されている。複数のブレード３４は、互いに同一形状であって、略平行六面体である。すなわち、ブレード３４は、側面視略平行四辺形状を有する四角柱状である。ブレード３４が形成する平行四辺形では、軸方向長さ（平行四辺形の高さ）が、直交方向長さ（平行四辺形の上面または底面）よりも長い。ブレード３４は、軸方向に直交する断面視において、長方形状を有しており、軸方向一方側に向かうように従って長方形状が円柱軸３３の円周方向に回転するように形成されている。
【0048】
ブレード３４は、円柱軸３３の周側面に複数（図５では１２０個）設けられ、円柱軸３３の軸方向一端部から他端部にわたって規則正しく配置されている。具体的には、円柱軸３３から放射状に突出する複数（例えば、３～７個、図７Ｃでは５個）のブレードで、一組のプロペラ状ブレード群３６を構成しており、プロペラ状ブレード群３６は、軸方向に間隔を隔てて、複数（例えば、１０～４０組、図５では２４組）配置されている。複数のプロペラ状ブレード群３６は、互いに平行となるように、軸方向に等間隔で配置されている。
【0049】
複数のブレード３４は、図６Ａに示すように、円柱軸３３の軸方向（特に、円柱軸３３の中心を通過する軸方向の直線）を螺旋軸Xとした螺旋状の線Yに沿うように、円柱軸３３の側面に配置されている。特に、複数のブレード３４は、緩やかな螺旋角θを持つ螺旋状に配置されている。具体的には、図６Ｂに示すように、互いに軸方向に間隔を空けて隣接する２つのブレード３４a、３４ｂの位置関係において、一のブレード３４aおよび他のブレード３４ｂは、軸方向一方側から他方側に向かって目視したときに、互いに重複し、かつ、円周方向に僅かにずれるように位置する。すなわち、軸方向から目視したときに、軸方向他方側に配置される他のブレード３４は、軸方向一方側に位置する一のブレード３４に対して、反時計周りに僅かにずれている。螺旋角θは、例えば、４５度以下であり、好ましくは、３０度以下であり、また、例えば、５度以上、好ましくは、１０度以上である。
【0050】
柱状体３１において、螺旋状に配置されるブレード群は、複数組存在する。すなわち、径方向から目視したときに、軸方向に近接する複数（例えば、１０～４０組、図５、図７では２４組）のブレード３４で、一列の螺旋状ブレード群３７を構成しており、螺旋状ブレード群３７は、円周方向に等間隔で、複数列（例えば、３～７列、図７では５列）配置されている。換言すると、複数組（２４組）のプロペラ状ブレード群３６が、円周方向に回転するように（螺旋状に）、軸方向に等間隔で配置されている。これにより、多数のブレード３４を配置しながら、螺旋状ブレード群３７の間に、複数（５つ）の螺旋状の流路が形成されている。
【0051】
各ブレード３４の径方向長さＬ２は、円柱軸３３の半径ｒよりも長く、例えば、半径ｒの１．３倍以上、好ましくは、１．５倍以上であり、また、例えば、４倍以下、好ましくは、３倍以下である。具体的には、ブレード３４の径方向長さＬ２は、例えば、２ｍｍ以上、好ましくは、３ｍｍ以上であり、また、例えば、７ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。
【0052】
頭頂部３５は、微少気泡発生器具６に流入する水を、柱状体３１の円周方向外側に位置するブレード３４やその間の流路に誘導するための部位であって、円柱軸３３の水流方向の上流側に配置されている。頭頂部３５は、下流側に向かうに従って拡径する円錐形状を有する。
【0053】
管状筐体３２は、柱状体３１をその内部に収容する円筒状の容器であり、例えば、ホース、配管などが挙げられる。管状筐体３２は、可撓性を有する材料から形成されている。筐体３は、軸方向一方端または他方端には、それぞれ、空気導入器具５または第３水管２と接続するための接続部３８を備える。接続部３８の内側には、空気導入器具５の外ネジ２２または第３水管２ｃの外ネジと勘合可能な内ネジ３９が形成されている。
【0054】
柱状体３１および管状筐体３２の材料は、空気導入器具５で例示したものと同様の樹脂または金属などが挙げられ、好ましくは、樹脂が挙げられる。柱状体３１では、円柱軸３３、ブレード３４および頭頂部３５が、これら材料から一体成形されている。
【0055】
空気導入器具５および微少気泡発生器具６から、微少気泡発生装置８が構成される。すなわち、微少気泡発生装置８は、空気導入器具５の本体部１３と管状筐体３２の接続部３２とが直接連結されてなる。
【0056】
吐出ノズル７は、微少気泡発生装置８により微少気泡を発生させた水を、給水システム１外部へと吐出する部材であり、給水システム１の水流方向最下流に配置されている。吐出ノズル７としては、例えば、農業用の散水ノズルなどが挙げられる。
【0057】
この給水システム１は、圃場に使用する。これにより、雨水や蛇口から取り貯めていた水（すなわち、低溶存酸素量の水）を、ナノバブル（直径が１０００ｎｍ以下である微少気泡）を多量に含有するナノバブル水に変えて、圃場の農作物に供給することができる。この結果、農作物にナノバブル水による効果（例えば、溶存酸素量向上による成長促進）を期待することができる。
【0058】
従来のナノバブル発生装置（例えば、多数の凸部が側面に形成された棒状体をホース内に内蔵した装置）は、蛇口から吐出される流水に対しては効果的にナノバブルを発生できるが、取り貯めた水に対しては、ほとんど発生させることができない。この点を本発明者は検討したところ、以下のことが知見した。蛇口から吐出される水は、水道管を通じて勢いよく吐出されるため、比較的大きい気泡が多量に混入されており、その気泡がナノバブル発生装置内の凸部に衝突して細かくなることによってナノバブルが発生する。しかし、取り貯めた水では、静置している間に、ナノバブルの元となる大きい気泡が、浮力によって水中から抜け出してしまっているため、ナノバブルを発生させることができない。そこで、本発明者らは、微少気泡発生器具の上流側に、ナノバブルの元となる気泡を導入させ、さらに、微少気泡発生器具を改良することで、本発明に至った。
【0059】
すなわち、本発明の第１実施形態の給水システム１は、タンク３と、ポンプ４と、空気導入器具５と、空気導入器具５の下流側に配置される微少気泡発生器具６と、吐出ノズル７とを備える。また、微少気泡発生器具６は、複数のブレード３４が円柱軸３３の側面に螺旋状に配置された柱状体３１と、柱状体３１を収容する管状筐体３２とを備える。
【0060】
これにより、タンクに貯水された水は、空気導入器具５によりナノバブルの元となる空気（比較的大きい気泡）が混入され、その直後に、微少気泡発生器具６に送り込まれる。そして、気泡を含んだ水は、螺旋状に配置された多数のブレード３４によって、螺旋状のスムーズな水流の状態で、効率的に多段的にブレード３４と衝突する。その結果、多量のナノバブルを発生させることができる。したがって、取り貯めたタンクの水から、ナノバブルを多量に発生させたナノバブル水にして、圃場に供給することができる。
【0061】
また、空気導入器具５および微少気泡発生器具６は小型であるため、給水システム１の小型化を図ることができる。さらには、従来の給水システムに、空気導入器具５および微少気泡発生器具６を取り付けるだけで、簡便にナノバブル水を供給することができる。
【0062】
また、給水システム１では、ブレード３４の径方向長さL２が、円柱軸３３の半径ｒよりも長い。このため、複数のブレード３４間の空間、すなわち、水の流路を十分に確保することができるため、微少気泡発生器具６ひいては給水システム１から吐出される水圧または水量の低下を抑制することができる。また、水が衝突するブレード３４の面積を広くすることができるため、より多量のナノバブルを発生させることができる。
【0063】
また、空気導入器具５が、流入口１５と、流入口１５よりも口径が狭い絞り開口１７と、絞り開口１７から下流側に向かって拡径するテーパ開口１９とを有する。このため、絞り開口で狭まった水の流路が、テーパ開口１９で広がるため、水がテーパ開口１９で流れやすくなり、絞り部１２で負圧が生じる。そのため、効率よく空気を流路内に取り込みやすくすることができ、より多くの微少気泡を発生させることができる。
【0064】
また、絞り開口に隣接する位置で空気が導入される。このため、負圧がかかる絞り開口１７の近傍で空気が導入されるため、より確実に空気を水に取り込むことができる。
【0065】
また、空気導入器具５が、空気取り入れ口２６と絞り開口１７との間に、ボール２４をさらに備える。このため、絞り開口１７を通過した水が、空気取り入れ口２６を通じて、外部に流出することを防止できる。また、水の流出によって空気の通り道が閉塞することを防止できるため、空気を水に安定して導入し続けることができ、ナノバブルを安定して発生させることができる。
【0066】
＜第２実施形態＞
図８を用いて、本発明の給水システムの第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同様の部材については、第１実施形態と同様の符号を付し、説明を省略する。
図８を用いて、本発明の給水システムの第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同様の部材については、第１実施形態と同様の符号を付し、説明を省略する。
【0067】
第２実施形態の給水システム１では、吐出手段の一例として吐出口４１を備えており、吐出口４１は、タンク３内に水を吐出できるようにタンク３に配置されている。すなわち、貯水した水をナノバブル水にして、ナノバブル水を循環させることができる循環システムである。
【0068】
この給水システム１の用途としては、例えば、水生生物用給水用途が挙げられる。タンク３の一例として水生生物用水槽を用意し、水として海水を水槽に注水し、その水槽内に水生生物を収容する。これにより、水生生物にナノバブル海水を付与することができ、水生生物にナノバブル水による効果（例えば、溶存酸素量向上による水生動物の活性化）を期待することができる。
【0069】
＜実施例＞
以下に実施例を挙げて本発明の給水システムをより詳細に説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に限定されない。
以下に実施例を挙げて本発明の給水システムをより詳細に説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に限定されない。
【0070】
【0071】
(空気導入器具)
流入口１５の口径φ１：１０ｍｍ、絞り開口１７の口径φ２：３ｍｍ、テーパ開口１９の下流端部の口径φ３：５．５ｍｍ、テーパ開口の水流方向長さＴ：２３ｍｍ
流入口１５の口径φ１：１０ｍｍ、絞り開口１７の口径φ２：３ｍｍ、テーパ開口１９の下流端部の口径φ３：５．５ｍｍ、テーパ開口の水流方向長さＴ：２３ｍｍ
【0072】
（微少気泡発生器具）
柱状体１の軸方向長さＬ１：１１８ｍｍ、ブレード３４の径方向長さＬ２：３．７ｍｍ、円柱軸３３の半径ｒ：１．８ｍｍ、螺旋角θ：１０度、材料：ポリプロピレン
柱状体１の軸方向長さＬ１：１１８ｍｍ、ブレード３４の径方向長さＬ２：３．７ｍｍ、円柱軸３３の半径ｒ：１．８ｍｍ、螺旋角θ：１０度、材料：ポリプロピレン
【0073】
（評価）
実施例１の給水システムのタンクに、水を注入し、１時間放置した。その後、その水を微少気泡発生装置内に送水し、吐出される水に含まれるナノバブルを下記の条件により測定した。
測定装置：Nanosight LM10V-HS（Malvern社製、CMOSカメラ、紫レーザー４０５ｎｍ）
解析ソフト：ＮＴＡ３．４
水温：約２０度
気泡粒径の参考となる標準粒子：ポリスチレンラテックス粒子１００ｎｍ（Thermoscientific社製）
実施例１の給水システムのタンクに、水を注入し、１時間放置した。その後、その水を微少気泡発生装置内に送水し、吐出される水に含まれるナノバブルを下記の条件により測定した。
測定装置：Nanosight LM10V-HS（Malvern社製、CMOSカメラ、紫レーザー４０５ｎｍ）
解析ソフト：ＮＴＡ３．４
水温：約２０度
気泡粒径の参考となる標準粒子：ポリスチレンラテックス粒子１００ｎｍ（Thermoscientific社製）
【0074】
微少気泡発生装置を通過させたサンプル水を、シリンジを用いて、上記装置のモジュールセルに注入した。続いて、レーザーを照査し、散乱光を観察し、その観察画像をトラッキング解析（ＮＴＡ解析）により処理して、粒度分布図を作製した。
【0075】
その結果、実施例１のサンプル水では、粒子径１０００ｎｍ以下である気泡の総量は、４．１６×１０８個／ｍＬであり、粒子径Ｄ１０：８０．１ｎｍ、Ｄ５０：１２１．９ｎｍであった。
【0076】
一方、微少発生装置を通過させなかったサンプル水では、粒子径１０００ｎｍ以下である気泡の総量は、２．７７×１０８個／ｍＬであり、粒子径Ｄ１０：７８．３ｎｍ、Ｄ５０：１１８．８ｎｍであった。
【符号の説明】
【0077】
１ 給水システム、２ 水管、３ タンク、４ ポンプ、５ 空気導入器具、６ 微少気泡発生器具、７ 吐出ノズル、８ 微少気泡発生装置、９ 水、１１ 水管接続部、１２ 絞り部、１３ 本体部、１４ 空気取り入れ部、１５ 流入口、１６ 凸部、１７ 絞り開口、１８ 絞り部挿入用開口、１９ テーパ開口、２０ 空気取り入れ部挿入用開口、２１ 隙間、２２ 外ネジ、２３ 円筒体、２４ ボール、２５ メッシュ、２６ 空気取り入れ口、２７ くびれ部、３１ 柱状体、３２ 管状筐体、３３ 円柱軸、３４ ブレード、３５ 頭頂部、３６ プロペラ状ブレード群、３７ 螺旋状ブレード群、３８ 接続部、３９ 内ネジ、４１ 吐出口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
