(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】P2023157202
(43)【公開日】2023-10-26
(54)【発明の名称】バブル水製造装置およびバブル水製造方法
(51)【国際特許分類】
B01F 23/2375 20220101AFI20231019BHJP
B01F 23/2326 20220101ALI20231019BHJP
B01F 25/31 20220101ALI20231019BHJP
B01F 35/71 20220101ALI20231019BHJP
B01F 35/222 20220101ALI20231019BHJP
C02F 1/68 20230101ALI20231019BHJP
【ＦＩ】
B01F23/2375
B01F23/2326
B01F25/31
B01F35/71
B01F35/222
C02F1/68 510A
C02F1/68 520B
C02F1/68 530Z
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022066952
(22)【出願日】2022-04-14
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-10-10
(71)【出願人】
【識別番号】000114891
【氏名又は名称】ヤマト科学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】山口 義二
(72)【発明者】
【氏名】百瀬 八州
【テーマコード（参考）】
4G035
4G037
【Ｆターム（参考）】
4G035AB20
4G035AB54
4G035AC22
4G035AE02
4G035AE13
4G035AE17
4G037AA02
4G037AA18
4G037EA01
(57)【要約】
【課題】ピストン方式によりウルトラファインバブルを含有した多量のバブル水を簡単、かつ、安全に製造できるようにする。
【解決手段】ＵＦＢ水２７となる液体を貯留するＵＦＢ水貯蔵槽２０と、このＵＦＢ水貯蔵槽２０に接続された、シリンジ３３とプランジャ３４とを有する注射器型のＵＦＢ発生部３０と、ＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４を駆動させる駆動部１０と、駆動部１０を制御するコントロール部１５と、を備え、コントロール部１５によって駆動部１０を制御してプランジャ３４を連続的に駆動させ、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された液体を一旦はＵＦＢ発生部３０のシリンジ３３内に取り込むとともに、シリンジ３３内に取り込んだ液体を再びＵＦＢ水貯蔵槽２０へと移動させることを繰り返すことによって、所望の粒径および量のＵＦＢ水２７を製造する。
【選択図】図１
【解決手段】ＵＦＢ水２７となる液体を貯留するＵＦＢ水貯蔵槽２０と、このＵＦＢ水貯蔵槽２０に接続された、シリンジ３３とプランジャ３４とを有する注射器型のＵＦＢ発生部３０と、ＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４を駆動させる駆動部１０と、駆動部１０を制御するコントロール部１５と、を備え、コントロール部１５によって駆動部１０を制御してプランジャ３４を連続的に駆動させ、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された液体を一旦はＵＦＢ発生部３０のシリンジ３３内に取り込むとともに、シリンジ３３内に取り込んだ液体を再びＵＦＢ水貯蔵槽２０へと移動させることを繰り返すことによって、所望の粒径および量のＵＦＢ水２７を製造する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を貯留する水槽と、
前記水槽に配管を介して接続され、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器と、
前記バブル発生器の前記押し子を駆動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、
を備え、
前記水槽内に貯留された前記液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造装置。
前記水槽に配管を介して接続され、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器と、
前記バブル発生器の前記押し子を駆動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、
を備え、
前記水槽内に貯留された前記液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造装置。
【請求項2】
前記配管の、前記水槽と前記バブル発生器との間には、気体を取り込むための取込口を備えた気液混合ユニット部が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項3】
前記バブル発生器は、前記外筒の先端部分に、前記水槽からの前記液体を前記外筒内に取り込む減圧吸水室を備えることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項4】
前記バブル発生器の前記外筒の筒先部分には、前記水槽からの前記液体を加速および加圧するための、前記液体の導入径が異なる液加速加圧部が交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項5】
前記水槽には、特殊ガスの供給が行われるガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項6】
前記特殊ガスが、オゾン、酸素、窒素、または、医療用ガスのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のバブル水製造装置。
【請求項7】
前記バブル発生器の前記外筒が、ステンレス、または、フッ素樹脂加工が施された金属、樹脂、ガラスのいずれかによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１項に記載のバブル水製造装置を用いてウルトラファインバブルを含むバブル水を製造する方法であって、
制御部によって駆動部を制御して、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させるとともに、往時と復時とで駆動速度を異ならせ、
水槽内に貯留された液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造方法。
制御部によって駆動部を制御して、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させるとともに、往時と復時とで駆動速度を異ならせ、
水槽内に貯留された液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピストン方式によりウルトラファインバブル（ＵＦＢ）水を製造するバブル水製造装置およびバブル水製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、気泡の粒径が極めて小さな微細気泡を含有するバブル水を発生する装置として、例えば、輸液パックを用いた微細気泡発生方法および微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置が提案されている（下記特許文献１参照）。
【0003】
この提案は、輸液パックの使用段階において、施術者が注射器を用いて容易に輸液中に微細気泡を発生させるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１３０５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来は、注射器を用いて容易に微細気泡を発生させることができるものの、輸液パックの使用時に輸液中に微細気泡を発生させるものであったため、その用途が非常に限定的であり、多量のバブル水の製造には適していないものであった。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ピストン方式によりウルトラファインバブルを含有した多量のバブル水を簡単、かつ、安全に製造できるバブル水製造装置およびバブル水製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を達成するため、本発明の一態様は、液体を貯留する水槽と、前記水槽に配管を介して接続され、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器と、前記バブル発生器の前記押し子を駆動させる駆動部と、前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、を備え、前記水槽内に貯留された前記液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とする。
【0008】
また、本発明の他の態様は、バブル水製造装置を用いてウルトラファインバブルを含むバブル水を製造する方法であって、制御部によって駆動部を制御して、外筒と押し子とを有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させるとともに、往時と復時とで駆動速度を異ならせ、水槽内に貯留された液体を一旦は前記バブル発生器の前記外筒内に取り込むとともに、前記外筒内に取り込んだ前記液体を再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ピストン方式によりウルトラファインバブルを含有した多量のバブル水を簡単、かつ、安全に製造できるバブル水製造装置およびバブル水製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係るバブル水製造装置の構成例を示す概略図である。
【図2】バブル水製造装置のＵＦＢ発生部の概略構成を示す断面図である。
【図3】バブル水製造装置の気液混合ユニット部の概略構成を示す断面図である。
【図5】バブル水製造装置によって製造されたＵＦＢ水の測定データを例示するものである。
【図6】（ａ）は、バブル水製造装置によって製造されたＵＦＢ水の測定画像であり、（ｂ）は、対比のために示す、従来装置によって製造されたＵＦＢ水の測定画像である。
【図7】バブル水製造装置の液加速加圧部の導入径の違いによるバブル生成能力の差異について対比して示す図である。
【図8】バブル水製造装置のプランジャの駆動時の速度の違いによるバブル生成能力の差異について対比して示す図である。
【図9】本発明の他の実施形態に係るバブル水製造装置の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜一実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係るバブル水製造装置が適用されるピストン式ＵＦＢ水製造装置１の構成例を示すものである。
図１は、本発明の一実施形態に係るバブル水製造装置が適用されるピストン式ＵＦＢ水製造装置１の構成例を示すものである。
【0012】
図１に示すように、このピストン式ＵＦＢ水製造装置１は、ＵＦＢ水（液体／溶液）２７を貯留するＵＦＢ水貯蔵槽（水槽／タンク）２０と、ＵＦＢ水貯蔵槽２０に導水路（配管）２１ａ，２１ｂを介して接続された注射器型のＵＦＢ発生部３０と、ＵＦＢ発生部３０のプランジャ（押し子／ピストン）３４を駆動させる駆動部１０と、駆動部１０を制御するコントロール部（制御部）１５と、を備えている。
【0013】
ＵＦＢ発生部３０は、例えば減圧式のバブル発生器であって、ステンレス（ＳＵＳ）、または、フッ素樹脂加工が施された金属、樹脂、ガラスなどによって形成されたシリンジ（外筒）３３と、シリンジ３３内を往復運動するプランジャ３４と、を有している。ＵＦＢ発生部３０の詳細については、後述する。
【0014】
駆動部１０は、例えば電気モータまたはエア駆動機構などを備えるとともに、ＵＦＢ発生部３０を支持・固定するホルダ部１１と、ＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４の基端側を保持する保持部１４と、プランジャ３４がシリンジ３３の筒方向（図示矢印ｘ方向）に往復運動するように保持部１４をスライドさせるスライド部１２と、を備えている。
【0015】
ＵＦＢ水貯蔵槽２０は、溶存気体生成部として、吸込口２２ａより溶存気体（例えば、空気）２６を吸い込む気体吸込部２２を備えている。
【0016】
導水路２１ａの一端はＵＦＢ水２７内に浸され、他端は気液混合ユニット部２３に接続されている。導水路２１ｂの一端は気液混合ユニット部２３に接続され、他端はＵＦＢ発生部３０のシリンジ３３の筒先部分に接続されている。気液混合ユニット部２３の詳細については、後述する。
【0017】
コントロール部１５は、例えば、減圧速度（往時移動速度）制御、加圧速度（復時移動速度）制御、位置維持時間（インターバル時間）制御、および、回数（往復運動回数）制御のためのプログラムなどを備えている。そして、操作者の設定入力に基づいて、駆動部１０をプログラムにしたがって制御（プログラム運転）することにより、発生させるバブルのサイズ（気泡の粒径）や量（気泡の個数）、時間などをコントロールすることが可能とされている。
【0018】
図２は、ピストン式ＵＦＢ水製造装置１におけるＵＦＢ発生部３０の概略構成を示す断面図である。
【0019】
図２に示すように、シリンジ３３とプランジャ３４とからなるＵＦＢ発生部３０は、例えば、プランジャ３４の先端側にシリンジ３３の内径との間にすき間がないように設けられたガスケット３５と、ガスケット３５の表側にネジ３７などにより交換可能に取り付けられたパッキン部材３６と、を有している。このガスケット３５とパッキン部材３６との多重構造により、バブル発生時に、シリンジ３３内において、ＵＦＢ水２７がガスケット３５を超えて漏れ出すのを抑制でき、例えば、オゾンガスなどの導入時においても操作者の安全性の確保が可能となる。
【0020】
パッキン部材３６とシリンジ３３の先端部分との間には、ＵＦＢ水貯蔵槽２０からのＵＦＢ水２７をシリンジ３３内に取り込む減圧吸水室３８が形成されるようになっている。この減圧吸水室３８は、プランジャ３４のシリンジ３３に対する位置に応じて、その容積が変化される。
【0021】
ここで、シリンジ３３としては、例えば、筒体部分の内径（直径）が１５ｍｍ以上で、長さ（筒長）が５０ｍｍ以上、筒先部分の内径が２ｍｍ以上で、筒体部分の内径と筒先部分の内径との差が１０ｍｍ以上となるように形成するのが望ましい。
【0022】
また、ＵＦＢ発生部３０において、導水路２１ｂがつながるシリンジ３３の筒先部分には、例えばベンチュリー効果により、ＵＦＢ水貯蔵槽２０からのＵＦＢ水２７を加速および加圧する液加速加圧部３１が設けられている。この液加速加圧部３１は、例えばＲＣ接続ネジ加工技術により、ハーフジョイント部３９のシリンジ３３との装着端側に交換可能に設けられている。
【0023】
即ち、本実施形態においては、液加速加圧部３１の交換によりＵＦＢ水２７の導入径を異ならせることが可能となっている。これにより、液加速加圧部３１のＵＦＢ水２７の導入径に応じて、ＵＦＢ水２７の流速を変更することが可能とされている。
【0024】
図３は、導水路２１ａ，２１ｂの途中に設けられた気液混合ユニット部２３の概略構成を示す断面図である。
【0025】
気液混合ユニット部２３は、例えば図３に示すように、導水路２１ａ，２１ｂがチューブジョイント接手２４ａ，２４ｂを介して接続されるとともに、導水路２５ａにつながる気体取込口（気体導入路）２５ｂ，２５ｃを有する気液接触部材２５と、気液接触部材２５の気体取込口２５ｂに上下動可能に設けられ、気体取込口２５ｃよりＵＦＢ水貯蔵槽２０内の気体（空気またはガス）を取り込む気液流速調整部材１２５と、から構成されている。
【0026】
この気液混合ユニット部２３は、気液流速調整部材１２５に応じて、気体取込口２５ｃより自吸した気体を、導水路２５ａを流れるＵＦＢ水２７中に溶解（混合）させるものである。
【0027】
即ち、気液流速調整部材１２５は、例えば、径の異なる貫通路を有する特殊なイモネジ（ホーローセットなどとも呼称される）を連結させてなり、閉め込まれることによって、気体取込口２５ｃから取り込む気体の流速を調整することが可能となっている。また、閉め込むことによって導水路２５ａ内への突出の程度を変えて、導水路２５ａ内でのＵＦＢ水２７の流れを変化させることにより、バブルの粒径や個数を調整することができるようになっている。
【0028】
図４は、本実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１によるＵＦＢ水の製造方法について説明するために示すフローチャートである。
【0029】
図４において、まずは、操作者によってピストン式ＵＦＢ水製造装置１のＵＦＢ水貯蔵槽２０内に、ＵＦＢ水２７を製造するための溶液（例えば、純水などの原水）が投入される（ステップＳ０１）。
【0030】
次いで、コントロール部１５において、プランジャ３４の駆動速度と駆動回数とを設定するための入力が行われる（ステップＳ０２）。
【0031】
この後、所定のプログラムが起動されて、コントロール部１５が操作者による設定入力に基づいて駆動部１０を制御することにより、スライド部１２による保持部１４の反復運動が開始される（ステップＳ０３）。保持部１４の反復運動は、操作者によって設定入力された駆動速度と駆動回数とに応じて繰り返される。
【0032】
すると、この保持部１４の反復運動に伴って、ホルダ部１１に固定されたＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４が、設定入力された駆動速度と駆動回数とに応じて、シリンジ３３内を往復運動させられる（ステップＳ０４）。
【0033】
ここで、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された溶液は、陰圧時に、気体吸込部２２の吸込口２２ａより吸い込まれた気体がバブリングされて、溶存気体２６を含んだものとされる。このＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された溶液は、ＵＦＢ発生部３０において、プランジャ３４がシリンジ３３内より引き抜かれる方向に移動（往時移動）される際に、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内より吸い出される。そして、導水路２１ａを介して気液混合ユニット部２３へと送られ、気体取込口２５ｃより取り込まれる気体と混合される。
【0034】
この後、気体が混合された溶液は、導水路２１ｂを介してＵＦＢ発生部３０へと送られる。そして、液加速加圧部３１を経た後、シリンジ３３内の減圧吸水室３８に取り込まれる。この減圧吸水室３８への取り込み時に、溶液中には、液加速加圧部３１の導入径やプランジャ３４の駆動速度（減圧速度）に応じた径および数のバブルが発生される。
【0035】
即ち、プランジャ３４の往時の移動によりシリンジ３３内が減圧され、常圧から減圧への環境の変化により、溶解している気体が気泡となり、さらに、気泡が徐々に粉砕されて微細化される。
【0036】
一方、ＵＦＢ発生部３０にてバブルが発生された溶液は、設定入力された駆動速度（加圧速度）に応じて、プランジャ３４がシリンジ３３内に押し込まれる方向に移動（復時移動）される際に、減圧吸水室３８内より押し出される。そして、導水路２１ｂを介して気液混合ユニット部２３へと送られ、再び、気体取込口２５ｃより取り込まれる気体と混合される。
【0037】
その後、バブルを含んだ溶液は、導水路２１ａを介して、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内へと送られて、そこで一時的に貯留される。こうして、設定入力された駆動回数に達するまで、上述の動作が繰り返される。
【0038】
このようにして、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された溶液が、ＵＦＢ発生部３０とＵＦＢ水貯蔵槽２０との間の移動を繰り返し、最終的には、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に所望の粒径を有するウルトラファインバブル（例えば、ナノレベルの微細気泡）を、所定濃度（量）ほど含有する多量のＵＦＢ水２７として貯留される（ステップＳ０５）。
【0039】
こうして製造されたＵＦＢ水２７は、適時、いろいろな用途において、自由に使用することが可能となる。
【0040】
図５は、本実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１によって製造されたＵＦＢ水２７の、ナノ粒子解析システム（ＮＡＮＯＳＩＧＨＴ）による測定データを例示するものである。
【0041】
図５において、向かって左側のグラフは、実験の結果（例えば、５回分）を示すものであり、向かって右側のグラフは、その平均値を示すものであり、いずれも、縦軸はＦＴＬＡ濃度（粒子／ｍｌ）で、横軸は粒径（ｎｍ）である。
【0042】
【0043】
なお、図５および図６（ａ）は、ＵＦＢ水２７の製造において、例えば、プランジャ３４の減圧速度（往時移動速度）を５０ｍｍ／秒以上、加圧速度（復時移動速度）を３０ｍｍ／秒以上、往時と復時との間の位置維持時間（インターバル時間）を１秒以上、プランジャ３４を駆動する回数（往復運動回数）を５０回以上、液加速加圧部３１の導入径を２ｍｍφとし、その導入径により決定されるＵＦＢ水２７の流速を０．５ｍ／秒とした場合の結果である。
【0044】
図５および図６（ａ）からも明らかなように、本実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１によれば、例えば、１００ｎｍ当たりに粒径のピークを有するウルトラファインバブルを、１．４×１０10個／ｍｌの割合で含有したＵＦＢ水２７を製造できる。
【0045】
図７は、液加速加圧部３１の導入径の違いによるバブル生成能力（個数／ｍｌとモード径）について対比して示すものである。
【0046】
ここでは、ＵＦＢ水２７の製造に用いる純水の量を５００ｍｌ、プランジャ３４の減圧速度を１００ｍｍ／秒、加圧速度を５０ｍｍ／秒、往時と復時との間の位置維持時間を３秒、プランジャ３４を駆動する回数を５００回（ストローク）とし、液加速加圧部３１の導入径（流入径）を１．５ｍｍφ、２ｍｍφ、３ｍｍφとした場合について、それぞれ測定を行った（１ストローク当たり５０ｍｌ）。
【0047】
なお、測定は、ＮＡＮＯＳＩＧＨＴ（ＬＭ１０Ｖ）によって、６０秒×５回の測定結果の平均値を各回の測定結果として求めることにより行った。
【0048】
この図からも明らかなように、液加速加圧部３１の導入径を２ｍｍφとした場合のバブルの個数／ｍｌが、最も多くなることが分かった。
【0049】
図８は、プランジャ３４の駆動時の速度の違いによるバブル生成能力（個数／ｍｌとモード径）について対比して示すものである。
【0050】
ここでは、ＵＦＢ水２７の製造に用いる純水の量を５００ｍｌ、往時と復時との間の位置維持時間を３秒、プランジャ３４を駆動する回数を５００回（ストローク）、液加速加圧部３１の導入径（流入径）を２ｍｍφとし、プランジャ３４の減圧（吸引）速度を１００ｍｍ／秒、加圧（排出）速度を５０ｍｍ／秒とした場合と、プランジャ３４の減圧速度を５０ｍｍ／秒、加圧速度を５０ｍｍ／秒とした場合とについて、それぞれ測定を行った（１ストローク当たり５０ｍｌ）。
【0051】
なお、測定は、ＮＡＮＯＳＩＧＨＴ（ＬＭ１０Ｖ）によって、６０秒×５回の測定結果の平均値を各回の測定結果として求めることにより行った。
【0052】
この図からも明らかなように、吸引時と排出時とでプランジャ３４の速度を変える（例えば、吸引時を排出時の２倍程度）とした場合の方が、モード径は若干大きくなるものの、バブルの個数／ｍｌが多くなることが分かった。
【0053】
上記したように、本実施形態によれば、ピストン方式によりウルトラファインバブルを含有した多量のＵＦＢ水を簡単、かつ、安全に製造することができる。
【0054】
即ち、ＵＦＢ水２７を貯留するＵＦＢ水貯蔵槽２０と、ＵＦＢ水貯蔵槽２０に導水路２１ａ，２１ｂを介して接続され、シリンジ３３とプランジャ３４とを有する注射器型のＵＦＢ発生部３０と、ＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４を駆動させる駆動部１０と、駆動部１０を制御するコントロール部１５と、を備え、コントロール部１５によって駆動部１０を制御してプランジャ３４を連続的に駆動させ、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留されたＵＦＢ水２７を一旦はＵＦＢ発生部３０のシリンジ３３内に取り込むとともに、シリンジ３３内に取り込んだＵＦＢ水２７を再びＵＦＢ水貯蔵槽２０へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含有するＵＦＢ水２７を製造するようにしている。
【0055】
これにより、注射器型のＵＦＢ発生部３０という比較的簡単な構造ながらも、ウルトラファインバブルを効率よく発生させることが可能となる。
【0056】
したがって、ピストン式のＵＦＢ水製造装置１において、ウルトラファインバブルをより多く含有する多量のＵＦＢ水２７を、簡単、かつ、安全に製造できるようになる。
【0057】
＜他の実施形態＞
図９は、本発明の他の実施形態に係るバブル水製造装置が適用されるピストン式ＵＦＢ水製造装置１の構成例を示すものである。なお、一実施形態に示したピストン式ＵＦＢ水製造装置１と同一部分には同一または類似の符号を付し、詳しい説明は省略する。
図９は、本発明の他の実施形態に係るバブル水製造装置が適用されるピストン式ＵＦＢ水製造装置１の構成例を示すものである。なお、一実施形態に示したピストン式ＵＦＢ水製造装置１と同一部分には同一または類似の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0058】
この他の実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１は、特殊ガスとして、例えばオゾンガス（Ｏ3 ）を供給するオゾンガス供給部４０により、オゾンＵＦＢ水２７を製造するものとして説明する。
【0059】
即ち、この他の実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１は、ＵＦＢ水貯蔵槽２０に、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内の余剰ガスを外部に放出する内部ガス放出口３２と、気体吸込部２２に接続されて、ガス導入路４１ａ，４１ｂおよびガス供給制御部（オゾン濃度計）４２を介して、オゾンガスの供給が行われるオゾンガス供給部（ボンベ）４０と、をさらに備えている。
【0060】
以下に、図１０を参照して、この他の実施形態に係るピストン式ＵＦＢ水製造装置１によるオゾンＵＦＢ水２７の製造方法について説明する。
【0061】
図１０において、例えば、オゾンＵＦＢ水２７を製造する場合、まずは、操作者によってオゾンガス供給部４０のボンベが開栓されるとともに、ガス供給制御部４２に対して、供給するガス量の設定が行われる（ステップＳ１１）。
【0062】
その後、操作者によってピストン式ＵＦＢ水製造装置１のＵＦＢ水貯蔵槽２０内に、オゾンＵＦＢ水２７を製造するための溶液（例えば、純水などの原水）が投入される（ステップＳ０１）。
【0063】
次いで、コントロール部１５において、プランジャ３４の駆動速度と駆動回数とを設定するための入力が行われる（ステップＳ０２）。
【0064】
そして、ＵＦＢ水貯蔵槽２０の内部ガス放出口３２が開放されて、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内からの余剰ガスの放出が行われる（ステップＳ１２）。
【0065】
この後、所定のプログラムが起動されて、コントロール部１５が操作者による設定入力に基づいて駆動部１０を制御することにより、スライド部１２による保持部１４の反復運動が開始される（ステップＳ０３）。保持部１４の反復運動は、操作者によって設定入力された駆動速度と駆動回数とに応じて繰り返される。
【0066】
すると、この保持部１４の反復運動に伴って、ホルダ部１１に固定されたＵＦＢ発生部３０のプランジャ３４が、設定入力された駆動速度と駆動回数とに応じて、シリンジ３３内を往復運動させられる（ステップＳ０４）。
【0067】
上述したように、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に貯留された溶液が、ＵＦＢ発生部３０とＵＦＢ水貯蔵槽２０との間の移動を繰り返し、最終的には、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内に所望の粒径を有するオゾンウルトラファインバブル（例えば、ナノレベルの微細気泡）を、所定濃度（量）ほど含有する多量のオゾンＵＦＢ水２７として貯留される（ステップＳ０５）。
【0068】
こうして、プランジャ３４の移動が駆動回数に達すると、操作者によってＵＦＢ水貯蔵槽２０の内部ガス放出口３２が閉塞されて、ＵＦＢ水貯蔵槽２０内からの余剰ガスの放出が阻止される（ステップＳ１３）。
【0069】
また、オゾンガス供給部４０のボンベが閉栓されて（ステップＳ１４）、一連のオゾンＵＦＢ水２７の製造が終了される。
【0070】
こうして製造されたオゾンＵＦＢ水２７は、適時、いろいろな用途において、自由に使用することが可能となる。
【0071】
上記したように、この他の実施形態によれば、オゾンＵＦＢ水２７を製造する場合においても、ピストン方式によりウルトラファインバブルを含有した多量のオゾンＵＦＢ水を簡単、かつ、安全に製造することができる。
【0072】
なお、特殊ガスとしては、オゾンに限らず、例えば、酸素、窒素、または、各種の医療用ガスなどを用いることも可能である。
【0073】
以上、いくつかの実施形態を例示して本発明の態様について説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。
【符号の説明】
【0074】
１…ピストン式ＵＦＢ水製造装置
１０…駆動部
１１…ホルダ部
１２…スライド部
１４…保持部
１５…コントロール部（制御部）
２０…ＵＦＢ水貯蔵槽（水槽）
２１ａ，２１ｂ…導水路（配管）
２３…気液混合ユニット部
２４ａ，２４ｂ…チューブジョイント接手
２５…気液接触部材
２５ａ…導水路
２５ｂ，２５ｃ…気体取込口
２７…ＵＦＢ水（液体）
３０…ＵＦＢ発生部（減圧式のバブル発生器）
３１…液加速加圧部
３２…内部ガス放出口
３３…シリンジ（外筒）
３４…プランジャ（押し子）
３５…ガスケット
３６…パッキン部材
３８…減圧吸水室
４０…オゾンガス供給部
１２５…気液流速調整部材
１０…駆動部
１１…ホルダ部
１２…スライド部
１４…保持部
１５…コントロール部（制御部）
２０…ＵＦＢ水貯蔵槽（水槽）
２１ａ，２１ｂ…導水路（配管）
２３…気液混合ユニット部
２４ａ，２４ｂ…チューブジョイント接手
２５…気液接触部材
２５ａ…導水路
２５ｂ，２５ｃ…気体取込口
２７…ＵＦＢ水（液体）
３０…ＵＦＢ発生部（減圧式のバブル発生器）
３１…液加速加圧部
３２…内部ガス放出口
３３…シリンジ（外筒）
３４…プランジャ（押し子）
３５…ガスケット
３６…パッキン部材
３８…減圧吸水室
４０…オゾンガス供給部
１２５…気液流速調整部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を貯留し、溶存気体生成部として、貯留する前記液体に溶存させるための溶存気体を吸い込む気体吸込部を備えた水槽と、
前記水槽内に設けられ、気体取込口より取り込まれる前記水槽内の気体を、前記水槽内より吸い出される前記液体に混合させる気液混合部と、
前記気液混合部に接続され、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器と、
前記バブル発生器の前記押し子を往復駆動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、
を備え、
前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、前記水槽内より吸い出され、前記気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造装置。
前記水槽内に設けられ、気体取込口より取り込まれる前記水槽内の気体を、前記水槽内より吸い出される前記液体に混合させる気液混合部と、
前記気液混合部に接続され、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器と、
前記バブル発生器の前記押し子を往復駆動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、
を備え、
前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、前記水槽内より吸い出され、前記気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造装置。
【請求項2】
前記気液混合部の前記気体取込口には、前記水槽内より取り込まれる前記気体の流速を調整するための流速調整部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項3】
前記流速調整部材は、前記水槽内より吸い出される前記液体が流れる導水路に突出可能に設けられ、前記導水路内への突出の程度を変えることによって、前記導水路内での前記液体の流れを変化させることができることを特徴とする請求項２に記載のバブル水製造装置。
【請求項4】
前記バブル発生器の前記外筒の筒先部分には、ベンチュリー効果により、前記水槽からの前記液体を加速および加圧するための液加速加圧部が設けられており、当該液加速加圧部の前記液体の導入径を異ならせることによって、前記導入径に応じて前記外筒内に取り込まれる前記液体の流速を変更できることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項5】
前記水槽には、特殊ガスの供給が行われるガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項6】
前記特殊ガスが、オゾン、酸素、窒素、または、医療用ガスのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載のバブル水製造装置。
【請求項7】
前記バブル発生器の前記外筒が、ステンレス、または、フッ素樹脂加工が施された金属、樹脂、ガラスのいずれかによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバブル水製造装置。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１項に記載のバブル水製造装置を用いてウルトラファインバブルを含むバブル水を製造する方法であって、
制御部によって駆動部を制御して、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させ、
前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、水槽内より吸い出され、気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造方法。
制御部によって駆動部を制御して、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させ、
前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、水槽内より吸い出され、気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とするバブル水製造方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
上記課題を達成するため、本発明の一態様は、液体を貯留し、溶存気体生成部として、貯留する前記液体に溶存させるための溶存気体を吸い込む気体吸込部を備えた水槽と、前記水槽内に設けられ、気体取込口より取り込まれる前記水槽内の気体を、前記水槽内より吸い出される前記液体に混合させる気液混合部と、前記気液混合部に接続され、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器と、前記バブル発生器の前記押し子を往復駆動させる駆動部と、前記駆動部を制御して前記押し子を連続的に駆動させる制御部と、を備え、前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、前記水槽内より吸い出され、前記気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
また、本発明の他の態様は、一態様に記載のバブル水製造装置を用いてウルトラファインバブルを含むバブル水を製造する方法であって、制御部によって駆動部を制御して、外筒と、先端側にガスケットおよびパッキン部材からなる多重構造を備えた押し子と、を有する注射器型のバブル発生器の前記押し子を連続的に往復駆動させ、前記外筒内から引き抜かれる前記押し子の往時方向への駆動により、水槽内より吸い出され、気液混合部にて気体が混合された溶液を、減圧状態とされた前記外筒の減圧吸水室内に取り込むとともに、前記減圧吸水室への取り込みに伴ってバブルが生成された前記液体を、前記外筒内に押し込まれる前記押し子の復時方向への駆動により前記減圧吸水室内より押し出し、前記気液混合部にて気体を混合させた後、再び前記水槽へと移動させることを繰り返すことによって、ウルトラファインバブルを含むバブル水を製造することを特徴とする。