特開 2023-177823 ウルトラファインバブル製造装置及び製造方法

(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】P2023177823

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】ウルトラファインバブル製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01F 23/23 20220101AFI20231207BHJP

   B01F 23/2375 20220101ALI20231207BHJP

   B01F 25/45 20220101ALI20231207BHJP

   B01F 31/85 20220101ALI20231207BHJP

   B01F 35/221 20220101ALI20231207BHJP

   B01F 35/93 20220101ALI20231207BHJP

   B01F 35/75 20220101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

B01F23/23

B01F23/2375

B01F25/45

B01F31/85

B01F35/221

B01F35/93

B01F35/75

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090715

(22)【出願日】2022-06-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三原 弘明

(72)【発明者】

【氏名】山本 輝

(72)【発明者】

【氏名】樫野 俊雄

【テーマコード（参考）】

4G035

4G036

4G037

【Ｆターム（参考）】

4G035AB04

4G035AB28

4G035AC26

4G035AE13

4G035AE15

4G036AB22

4G037AA11

4G037CA11

4G037EA01

(57)【要約】

【課題】ウルトラファインバブルを効率的に生成し回収することができるウルトラファインバブル製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】気体導入流路１０６を設け、気流導入流路１０６から流入した気流１０８をフェイス面１０２に沿って流動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するための吐出口が形成されたフェイス面と、
前記吐出口から吐出された液体を回収するための回収容器と、
を備え、前記吐出の圧力によって前記液体中にウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブル製造装置であって、
前記フェイス面に沿って気流を流動させるように構成された流動手段を更に備えることを特徴とするウルトラファインバブル製造装置。

【請求項2】

前記流動手段は、前記回収容器に気体を供給する気体供給路と気体を排出する気体排出路とを有することを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項3】

前記フェイス面には、複数の前記吐出口が設けられており、
前記吐出口と対応して、液体に膜沸騰を生じさせる発熱素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項4】

前記フェイス面には、複数の前記吐出口が設けられており、
前記吐出口と対応して、液体に圧力を生じさせる圧電素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項5】

前記流動手段は、前記フェイス面に沿って流速１０ｍ／ｓ以上の気流を流すことを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項6】

前記流動手段は、前記フェイス面に沿って流速４０ｍ／ｓ以上の気流を流すことを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項7】

前記フェイス面が設けられた生成ユニットと、
前記生成ユニットに液体を供給可能に設けられた液体供給タンクと、を更に備え、
前記液体供給タンクでは、液体にガスが溶解され、
前記流動手段は、前記ガスと同じ気体を前記フェイス面に沿って流動させることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項8】

前記回収容器は、前記流動手段によって吹き飛ばされた液体が衝突する回収用壁を備えていることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項9】

前記流動手段は、前記回収容器の内部を減圧するポンプによって、前記フェイス面に沿って気流を流動させることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項10】

前記流動手段は、フィルタを介して前記フェイス面に沿って気流を流動させることを特徴とする請求項１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【請求項11】

フェイス面に形成された吐出口から液体を吐出する吐出工程と、
前記吐出口から吐出された液体を回収する回収工程と、
を備え、前記吐出の圧力によって前記液体中にウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブルの製造方法であって、
前記フェイス面に沿って気流を流動させる工程、
を更に備えることを特徴とするウルトラファインバブルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直径が１．０μｍ未満のウルトラファインバブルの製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、気体溶解液をヒータにより加熱して膜沸騰を生じさせることによりウルトラファインバブルを生成し、生成したウルトラファインバブルを液滴と共に吐出口から排出する技術が開示されている。特許文献１では、回収容器を吐出口下に配置して、吐出された液滴を溜める構成、或いはポンプを使ってミスト状の液体を回収している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０４２７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１のように、吐出口から吐出した液滴を単に容器で回収する方法では、液滴の吐出時に吐出口の周囲に液滴が付着することが有り、付着した液滴によって吐出口の一部が塞がれることがある。一部が液滴で塞がれた吐出口ではウルトラファインバブルの生成効率が低下する虞がある。

【0005】

よって本発明は、ウルトラファインバブルを効率的に生成し回収することができるウルトラファインバブル製造装置及び製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そのため本発明のウルトラファインバブル製造装置は、液体を吐出するための吐出口が形成されたフェイス面と、前記吐出口から吐出された液体を回収するための回収容器と、を備え、前記吐出の圧力によって前記液体中にウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブル製造装置であって、前記フェイス面に沿って気流を流動させるように構成された流動手段を更に備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ウルトラファインバブルを効率的に生成し回収することができるウルトラファインバブル製造装置及び製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ＵＦＢ生成装置を示した概略構成図である。

【図2】吐出された液滴と気体導入流路から流入した気流とを示した図である。

【図3】一般的なＵＦＢ生成装置の構成において吐出された液滴を示した図である。

【図4】ＵＦＢ生成部を示した図である。

【図5】素子基板の断面を示した図である。

【図6】ＵＦＢ生成装置を示した概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。

【0010】

図１は、本実施形態におけるウルトラファインバブル（Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｂｕｂｂｌｅ；以下、「ＵＦＢ」ともいう）を生成するＵＦＢ生成装置１００を示した概略構成図である。ＵＦＢ生成装置１００は、ＵＦＢを生成するＵＦＢ生成ユニット１０１、ＵＦＢ生成ユニット１０１と液体供給管１０３で接続された液体供給タンク１０４、ＵＦＢ生成ユニット１０１から吐出されたＵＦＢ含有液滴１１５を受ける回収容器１０９を備えている。更に、ＵＦＢ生成装置１００は、回収容器１０９と液体フィルタ１１３を介して接続された第２の回収容器１１４を備えている。

【0011】

液体供給タンク１０４は、ＵＦＢ生成ユニット１０１に液体を供給可能に構成されており、ＵＦＢ生成ユニット１０１には、液体供給管１０３を通して、液体供給タンク１０４から液体が送られる。ＵＦＢ生成ユニット１０１で生成されたＵＦＢ含有液滴１１５は、ＵＦＢ生成ユニット１０１のフェイス面１０２上に複数形成されている吐出口からＵＦＢ生成ユニット１０１の外へと排出される。液体供給タンク１０４は、気体導入口１０５から所望の気体を導入することで、液体供給タンク１０４内の液体の気体濃度を上げることができる。

【0012】

回収容器１０９には、気体導入流路（気体供給路）１０６と気体排出流路（気体排出路）１１１とが接続されており、気体導入流路１０６から回収容器１０９に気体を流入させることができ、気体排出流路１１１から気体を排出するように構成されている。気流導入流路１０６から流入した気流１０８は、フェイス面１０２に沿って流動するように構成されており、ＵＦＢ生成ユニット１０１から吐出されたＵＦＢ含有液滴１１５に対して気体を吹き付けることが可能に構成されている。ＵＦＢ生成ユニット１０１から吐出されたＵＦＢ含有液滴１１５は、気流導入流路１０６及び導入部フィルタ１０７を通過した気流１０８によって吹き飛ばされる。気流１０８によって吹き飛ばされたＵＦＢ含有液滴１１５は、気体導入流路１０６における気流１０８の吹き出し口と対向する回収容器１０９の回収用壁１１０に衝突し、回収用壁１１０を伝わり回収容器１０９内に貯蔵される。

【0013】

前述の通り、気流導入流路１０６から流入した気流１０８は、フェイス面１０２に沿って流れる。これにより、吐出口から吐出されたＵＦＢ含有液滴１１５は、気流１０８によってフェイス面１０２に沿って吹き飛ばされ、吐出口の周囲やフェイス面１０２に付着することなく回収用壁１１０に衝突する。回収容器１０９内に流入した気流１０８は、吐出されたＵＦＢ含有液滴１１５を吹き飛ばした後、気体排出流路１１１を介して排出される。気体排出流路１１１の入口部には、入口部を覆うように囲い部材１１２を設け、液体が気体排出流路１１１内に入り込むことを防止する。なお、囲い部材１１２は、液体が気体排出流路１１１に入り込むことを防止する構成であれば、図１に示す構成でなくてもよい。また、気体排出流路１１１の入口部に気液分離膜等を配置することで、回収容器１０９内の液体が気体排出流路１１１に入り込むことを防止してもよい。回収容器１０９に貯蔵された液体は、回収容器１０９下部に配された液体フィルタ１１３を介して第２の回収容器１１４に収納される。

【0014】

液体供給タンク１０４に供給される液体であり、ＵＦＢ含有液の生成に使用する液体としては、例えば、純水、イオン交換水、蒸留水、生理活性水、磁気活性水、化粧水、水道水、海水、川水、上下水、湖水、地下水、雨水などが使用可能である。また、これらの液体等を含む混合液体も可能である。また、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒も使用できる。水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては特に限定されないが、具体例として、以下のものを挙げることができる。メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール、ｓｅｃ－ブチルアルコール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコールなどの炭素数１乃至４のアルキルアルコール類。Ｎ－メチル－２－ピロリドン、２－ピロリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミドなどのアミド類。アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン又はケトアルコール類。テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類。エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール。１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，２－ヘキサンジオール、１，６－ヘキサンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコールなどのグリコール類。エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテル類。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類。グリセリン、１，２，６－ヘキサントリオール、トリメチロールプロパンなどのトリオール類。これらの水溶性有機溶剤は、単独で用いてもよく、または２種以上を併用してもよい。

【0015】

また、液体内に溶解させる気体としては、例えば、水素、ヘリウム、酸素、窒素、メタン、フッ素、ネオン、二酸化炭素、オゾン、アルゴン、塩素、エタン、プロパン、空気、および、それらを含む混合気体等が使用可能である。

【0016】

また、気流に用いる気体は、例えば、水素、ヘリウム、酸素、窒素、メタン、フッ素、ネオン、二酸化炭素、オゾン、アルゴン、塩素、エタン、プロパン、空気、および、それらを含む混合気体等が使用可能である。液体内に溶解させる気体と気流とが同じでも、同じでなくてもよい。

【0017】

ＵＦＢの生成メカニズムは以下のように考えられる。ＵＦＢ生成ユニット１０１内の液体に非常に高い圧力を付与することで吐出口から液体が吐出される。吐出液は液中から高い圧力によって吐出され大気に出ることで、一気に圧力開放されて圧力が低下する。圧力が低下することで飽和溶存ガス量が下がり、吐出された液滴内の溶存ガスが気化することでＵＦＢが生成される。高い圧力を付与するための構成は特に限定されないが、例えば、ヒータを用いて液体中に膜沸騰を生じさせる構成や、圧電素子を用いる構成が好適に利用可能である。本実施形態では、ヒータを用いて液体中に膜沸騰を生じさせる構成を採用する。

【0018】

このように、ＵＦＢの生成過程では、気体を溶解した液体を一気に圧力開放されて圧力を低下させることが必要である。しかし、吐出口の周囲に液滴が付着して吐出口の一部が塞がれた場合、吐出する液滴は、吐出口周囲の液滴によって吐出が妨げられることで一気に圧力開放されないことがある。その場合、液滴においてＵＦＢは効率よく生成されず、生成されたＵＦＢ含有液におけるＵＦＢの濃度が低下することがある。

【0019】

そのため本実施形態では、上記の通り、気体導入流路１０６を設け、気流導入流路１０６から流入した気流１０８がフェイス面１０２に沿って流れる。そして、吐出口から吐出したＵＦＢ含有液滴１１５を、気流１０８によって吹き飛ばして回収用壁１１０に衝突させる。これによって、吐出口から吐出された液滴は、吐出口の周囲やフェイス面１０２に付着することなく、回収容器１０９で回収されることから、ＵＦＢ含有濃度を低下させることなく、効率よくＵＦＢ含有液を生成することができる。

【0020】

図２は、吐出口２０２から吐出された液滴と、気体導入流路１０６から流入した気流１０８とを示した図である。吐出した液滴は、その大部分を構成する主滴２０４とサテライト２０５とがあり、どちらも気流１０８により吹き飛ばされ、フェイス面１０２に付着することなく回収される。

【0021】

図３は、比較例として一般的なＵＦＢ生成装置の構成における吐出口３０２から吐出された液滴を示した図である。気体導入流路が設けられていない一般的な構成では、吐出口３０２から吐出された主滴３０４とサテライト３０５とは、吐出口３０２が設けられたフェイス面１０２に対して略垂直に吐出され飛翔する。また、吐出された一部の主滴３０４やサテライト３０５は、フェイス面１０２や吐出口３０２の周囲に付着して液溜まり３０３を形成する。フェイス面１０２や吐出口３０２の周囲に液溜まり３０３が形成されると吐出口３０２が塞がれて、液滴の飛翔がうまくできず液溜まり３０３が大きく成長する。フェイス面１０２に液溜まり３０３があると、吐出される液滴は、吐出時に一気に圧力開放されないことからＵＦＢを効率よく生成することができない。

【0022】

図４は、本実施形態におけるＵＦＢ生成部を示した図である。ＵＦＢ生成部には、発熱抵抗素子であるヒータ４０１が形成された素子基板４００とノズル部材４０３との間には、ヒータ４０１が位置する圧力室（液体を保持する液室）が設けられている。圧力室は、液体を供給する液流路（供給路）４０２と接続されている。ヒータ４０１と対向するノズル部材４０３の位置には、圧力室と連通する吐出口４０４が形成されており、この吐出口４０４からＵＦＢ４１０を含む液体４０５が吐出される。

【0023】

ヒータ４０１には、不図示の電気配線を通して一定電力のパルス信号が供給される。本実施形態の場合、ヒータ４０１に対しては、パルス幅が０．１μｓｅｃ～１０．０μｓｅｃ程度の極めて短いパルスによって電力が供給される。このような短パルスをヒータ４０１に印加することにより、極めて高い熱流束がヒータ４０１に付与される。そして、ヒータ４０１の表面温度が約３００℃付近となったときに、極めて初期の段階（数ピコ秒程度）においてヒータ４０１上に核沸騰らしき形態が観察された。そして、そのサブμ秒～数μ後には、図４（ａ）のように、膜沸騰による気泡４０７が発生する。その後、図４（ｂ）のように、液体の発泡エネルギーを利用して、吐出口４０４から液体４０５が吐出され、ＵＦＢ４１０が生成される。

【0024】

図５は、本実施形態における素子基板５００（４００）の断面を示した図である。素子基板５００は、シリコン基板５０１の表面に、蓄熱層としての熱酸化膜５０２と、蓄熱層を兼ねる層間膜５０３と、が積層されている。層間膜５０３としては、ＳｉＯ₂膜、またはＳｉＮ膜を用いることができる。層間膜５０３の表面には、抵抗層５０４が形成され、その抵抗層５０４の表面に、配線５０５が部分的に形成されている。配線５０５としては、Ａｌ、Ａｌ－Ｓｉ、またはＡｌ－ＣｕなどのＡｌ合金配線を用いることができる。これらの配線５０５、抵抗層５０４、および層間膜５０３の表面には、ＳｉＯ₂膜、またはＳｉ₃Ｎ₄膜から成る保護層５０６が形成されている。

【0025】

保護層５０６の表面において、発熱部である熱作用部５０８に対応する部分、およびその周囲には、抵抗層５０４の発熱に伴う化学的、および物理的な衝撃から保護層５０６を保護するための耐キャビテーション膜５０７が形成されている。抵抗層５０４の表面において、配線５０５が形成されていない領域は、抵抗層５０４が発熱する熱作用部５０８である。

【0026】

配線５０５が形成されていない抵抗層５０４の発熱部分は、発熱素子（ヒータ）５０２として機能する。このように素子基板５０２における層は、半導体の製造技術によってシリコン基板５０１の表面に順次に形成され、これにより、シリコン基板５０１に熱作用部５０８が備えられる。図に示す構成は一例であり、その他の各種構成が適用可能である。例えば、抵抗層５０４と配線５０５との積層順が逆の構成、および抵抗層５０４の下面に電極を接続させる構成（所謂プラグ電極構成）が適用可能である。つまり、熱作用部５０８により液体を加熱して、液体中に膜沸騰を生じさせることができる構成であればよい。

【0027】

上記構成のＵＦＢ発生装置を使い、下記条件にてＵＦＢを生成し、ＵＦＢ濃度の測定を行った。使用した液体は純水であり、純水中に溶解させたガスは酸素を用いた。液体供給タンク１０４内に入れた常温の純水の量は１Ｌ、酸素を約１００ｍＬ／ｍｉｎの流量で送り込み、ガス溶解槽１０１内で１時間バブリングすることで純水内に酸素を溶解させた。溶存酸素計で溶存酸素量を測定したところ４０ｍｇ／Lであった。酸素溶解前の常温の純水で溶存酸素量測定値は８mｇ／Ｌであり、酸素の溶解が十分にされていることがわかる。

【0028】

ＵＦＢ生成ユニットには、吐出口が６１４４個配され、駆動周波数は１０ｋＨｚ、１つの吐出口から吐出される液滴量は２ｐｌ、吐出される液滴の速度は５～２０ｍ／ｓであった。気流１０８には空気を用いて、流量は１５Ｌ／ｍｉｎ、気流１０８が回収容器１０９内へ流入する開口面積は２５ｍｍ²、吐出される液滴に吹き付けられる気流１０８の流速は１０ｍ／ｓであった。気流１０８は流速１０ｍ／ｓ以上であることが好ましい。

【0029】

ＵＦＢの発生濃度をＳＡＬＤ７５００ｎａｎｏ（島津製作所製）で測定を行い、１μｍ以下のＵＦＢ濃度が約３億個／ｍＬ、平均粒径１１０ｎｍであることを確認した。

【0030】

（比較例１）
比較例１として、第１の実施形態と同じ条件で吐出した液滴に、気体の吹き付けを行わない状態で液滴の回収を行い、ＵＦＢの発生濃度を確認したところ約１億個／ｍＬ、平均粒径１１０ｎｍであった。そして、フェイス面上には吐出した一部の液体が付着して液溜まりができていた。気体の吹き付けを行わない場合には、気体の吹き付けを行った場合と比較してＵＦＢ濃度が低下することが確認された。

【0031】

このように、気体導入流路１０６を設け、気流導入流路１０６から流入した気流１０８をフェイス面１０２に沿って流す。これによって、ウルトラファインバブルを効率的に生成し回収することができるウルトラファインバブル製造装置及び製造方法を提供することができる。

【0032】

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成について説明する。

【0033】

本実施形態では、流速を４０ｍ／ｓとした以外は第１の実施形態と同じ条件でＵＦＢ生成状態を確認した。生成されたＵＦＢ含有液におけるＵＦＢ濃度は、約５億個／ｍＬであり、第１の実施形態よりも向上した。平均粒径は１１０ｎｍであり、第１の実施形態と同じであった。気流１０８は流速４０ｍ／ｓ以上であることが好ましい。本実施形態においては、第１お実施形態よりも気流の流速を上げたことにより、フェイス面に付着する液溜まりが低減したためにＵＦＢ濃度が向上したと考えられる。なお、流速を８０ｍ／ｓの条件とした場合、ＵＦＢ濃度は変わらなかった。

【0034】

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成について説明する。

【0035】

本実施形態では、気流１０８となる気体、及び純水中に溶解させたガスを共に酸素にして、他の条件は第１の実施形態と同じ条件で確認を行った。この条件で生成されたＵＦＢ含有液におけるＵＦＢ濃度は約３億個／ｍＬ、平均粒径１１０ｎｍであり、どちらも第１の実施形態と同じであった。その後、回収容器１０９を密閉して１週間保管した。気流１０８を空気で行った場合には、１週間の保管で液中の溶存酸素量は９ｍｇ／Lであったが、本実施形態の場合３０ｍｇ／Ｌと高い溶存酸素量を維持していた。

【0036】

（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成について説明する。

【0037】

図６は、本実施形態におけるＵＦＢ生成装置６００を示した概略構成図である。本実施形態のＵＦＢ生成装置６００は、回収容器６１２と接続された減圧ポンプ６１０を備えており、減圧ポンプ６１０によって回収容器６１２の内部を減圧することができる。減圧ポンプ６１０によって減圧状態になった回収容器６１２内には、導入部フィルタ６０７および液体フィルタ６１１を通って空気（外気）が流入する。その際、導入部フィルタ６０７を通った空気は気流６０８となり、ＵＦＢ生成ユニット６０１から吐出されたＵＦＢ含有液滴６０９を吹き飛ばす。気流６０８によって吹き飛ばされた液滴６０９は、ＵＦＢ含有液体６１３として回収容器６１２内に収容される。フェイス面６０２に沿って気流６０８が吹き付けているため、吐出した液滴及びミストの殆どがフェイス面６０２に付着することなく、回収容器６１２で回収することができる。

【0038】

第１の実施形態と同様にＵＦＢ生成ユニット６０１には、液体供給管６０３を通して、液体供給タンク６０４から液体が送られる。ＵＦＢ生成ユニット６０１で生成されたＵＦＢ含有液体６１３は、ＵＦＢ生成ユニット６０１のフェイス面６０２上に複数形成されている吐出口からＵＦＢ生成ユニット６０１の外へと排出される。液体供給タンク６０４は、気体導入口６０５から所望の気体を導入することで、液体供給タンク６０４内の液体において、その気体濃度を上げることができ、ＵＦＢの生成効率の向上を図ることができる。

【0039】

第１の実施形態と同じ条件で液滴を吐出し、吐出される液滴に吹き付けられる気流１０８の流速が１３ｍ／ｓの条件でＵＦＢ生成状態を確認した。生成されたＵＦＢ含有液におけるＵＦＢ濃度は、約３億個／ｍＬ、平均粒径１１０ｎｍであり、第１の実施形態と同じであったが、気流１０８が大気を吸い込むことで発生させているため、流入用の気体を用意する必要がなくコストダウンが可能である。

【0040】

本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。

【0041】

（構成１）
液体を吐出するための吐出口が形成されたフェイス面と、
前記吐出口から吐出された液体を回収するための回収容器と、
を備え、前記吐出の圧力によって前記液体中にウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブル製造装置であって、
前記フェイス面に沿って気流を流動させるように構成された流動手段を更に備えることを特徴とするウルトラファインバブル製造装置。

【0042】

（構成２）
前記流動手段は、前記回収容器に気体を供給する気体供給路と気体を排出する気体排出路とを有することを特徴とする構成１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0043】

（構成３）
前記フェイス面には、複数の前記吐出口が設けられており、
前記吐出口と対応して、液体に膜沸騰を生じさせる発熱素子が設けられていることを特徴とする構成１または２に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0044】

（構成４）
前記フェイス面には、複数の前記吐出口が設けられており、
前記吐出口と対応して、液体に圧力を生じさせる圧電素子が設けられていることを特徴とする構成１または２に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0045】

（構成５）
前記流動手段は、前記フェイス面に沿って流速１０ｍ／ｓ以上の気流を流すことを特徴とする構成１ないし４のいずれか１つに記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0046】

（構成６）
前記流動手段は、前記フェイス面に沿って流速４０ｍ／ｓ以上の気流を流すことを特徴とする構成１ないし４のいずれか１つに記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0047】

（構成７）
前記フェイス面が設けられた生成ユニットと、
前記生成ユニットに液体を供給可能に設けられた液体供給タンクと、を更に備え、
前記液体供給タンクでは、液体にガスが溶解され、
前記流動手段は、前記ガスと同じ気体を前記フェイス面に沿って流動させることを特徴とする構成１ないし６のいずれか１つに記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0048】

（構成８）
前記回収容器は、前記流動手段によって吹き飛ばされた液体が衝突する回収用壁を備えていることを特徴とする構成１ないし７のいずれか１つに記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0049】

（構成９）
前記流動手段は、前記回収容器の内部を減圧するポンプによって、前記フェイス面に沿って気流を流動させることを特徴とする構成１に記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0050】

（構成１０）
前記流動手段は、フィルタを介して前記フェイス面に沿って気流を流動させることを特徴とする構成１ないし９のいずれか１つに記載のウルトラファインバブル製造装置。

【0051】

（方法１）
フェイス面に形成された吐出口から液体を吐出する吐出工程と、
前記吐出口から吐出された液体を回収する回収工程と、
を備え、前記吐出の圧力によって前記液体中にウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブルの製造方法であって、
前記フェイス面に沿って気流を流動させる工程、
を更に備えることを特徴とするウルトラファインバブルの製造方法。

【符号の説明】

【0052】

１００ ＵＦＢ生成装置
１０１ ＵＦＢ生成ユニット
１０２ フェイス面
１０６ 気体導入流路
１０８ 気流
１０９ 回収容器
４０１ ヒータ
６１０ 減圧ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】