特許 7142386 微細気泡発生器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-15

(45)【発行日】2022-09-27

(54)【発明の名称】微細気泡発生器

(51)【国際特許分類】

   B01F 25/10 20220101AFI20220916BHJP

   B01F 23/2373 20220101ALI20220916BHJP

   B01F 25/434 20220101ALI20220916BHJP

   B01F 25/435 20220101ALI20220916BHJP

【ＦＩ】

B01F25/10

B01F23/2373

B01F25/434

B01F25/435

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021099346

(22)【出願日】2021-06-15

【審査請求日】2022-03-09

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】599082872

【氏名又は名称】荒川工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001863

【氏名又は名称】特許業務法人アテンダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 幸久

【審査官】長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１７０４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１８１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９５９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４０５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１３７０２２９（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１８－１３４５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０４９６５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１３９６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７４０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２１／００－２５／９０

Ａ４７Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体が流通する流路に設けられ、流路を流通する液体中に気泡を発生させる微細気泡発生器において、
内周面に周方向に螺旋状に延びる第１の螺旋状部が設けられ、内部を軸方向に液体が流通する軸方向一対の筒状の外側部材と、
外周面が外側部材の内周面と所定間隔をおいて対向するように外側部材内に配置され、外周面に周方向に螺旋状に延びる第２の螺旋状部が設けられた軸方向一対の内側部材と、
軸方向一方の外側部材及び内側部材と軸方向他方の外側部材及び内側部材との間に配置され、各内側部材を支持するとともに、液体を軸方向に流通可能な貫通孔を有する中間部材とを備え、
各内側部材及び中間部材の径方向中央部を一方の内側部材の液体流入側から他方の内側部材の液体流出側まで軸方向に貫通する液体流通孔を設け、
前記流体が、一方の外側部材の第１の螺旋状部と一方の内側部材の第２の螺旋状部との間と前記液体流通孔とをそれぞれ流通するとともに、一方の外側部材と一方の内側部材との間から流出した液体が中間部材の貫通孔を通り、他方の外側部材の第１の螺旋状部と他方の内側部材の第２の螺旋状部との間を流通し、前記液体流通孔から流出した液体と他方の内側部材の液体流出側で合流するように構成した
ことを特徴とする微細気泡発生器。

【請求項2】

前記第１の螺旋状部と第２の螺旋状部とを互いに軸方向のピッチが異なるように形成した
ことを特徴とする請求項１記載の微細気泡発生器。

【請求項3】

前記外側部材の液体流入側に下流側に向かって内径が縮小するテーパ部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の微細気泡発生器。

【請求項4】

前記第１の螺旋状部と第２の螺旋状部とを螺旋のねじれ方向が互いに反対向きになるように形成した
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の微細気泡発生器。

【請求項5】

前記中間部材の径方向中央部から軸方向に延びる固定部材を備え、
固定部材によって各内側部材を支持するとともに、
固定部材に前記液体流通孔を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の微細気泡発生器。

【請求項6】

内周面に内ネジ部が設けられ、軸方向両端を開口した筒状の本体ケースを備え、
前記各内側部材が支持された中間部材を各外側部材の間に配置した状態で、各外側部材の外周面に設けられた外ネジ部を本体ケースの内周面に設けられた内ネジ部に螺合するとともに、各外側部材によって中間部材を軸方向に挟持することにより、各外側部材、各内側部材及び中間部材を本体ケースに組み付けた
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の微細気泡発生器。

【請求項7】

前記貫通孔を中間部材の周方向複数箇所に設けるとともに、
各貫通孔の内周面に周方向に螺旋状に延びる第３の螺旋状部を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の微細気泡発生器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば水道水や工業用水等の流路を流通する液体中に微細な気泡を発生させる微細気泡発生器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、液体中に含有される気泡として、いわゆるマイクロバブルやナノバブルと称される微細な気泡が注目されており、各種洗浄、浄化、水産業、農業、医療、美容、食品加工等、各種分野への実用化が進められている。例えば、工業用途では、精密機械部品の洗浄、配管内の異物の付着防止、上下水や湖沼等の水質改善や異臭防止等に利用されている。また、美容・健康分野では、温浴、皮膚洗浄等に効果的であることが知られている。

【0003】

一般に、マイクロバブルは直径１μｍ以上１００μｍ以下、ナノバブルは直径１μｍ未満の気泡をいうが、特にナノバブルは極めて微小であるため、ほとんど浮上せず、液体中で長期間（数週間～数ヶ月）残存することから、その利用分野でのより高い効果が期待されている。

【0004】

このような微細気泡を発生させる装置としては、流路に設けられた液体流通部内に外部から気体を導入し、流路内を流通する液体と混合することにより、液体中に微細気泡を発生させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２または３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－１１９６２３号公報

【文献】特開２００８－２２９５１６号公報

【文献】特開２０１４－１２１６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記従来例のように液体中に外部から気体を導入するようにしたものでは、気体を供給するためのコンプレッサ等の機器が必要になり、構造が複雑になるという問題点があった。また、液体中に外部から気体を導入する場合、一般的に液体の圧力は気体の圧力より低くする必要があるため、導入する気体の圧力限界により高液圧下での発生が困難であるという問題点もあった。

【0007】

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部から気体を導入することなく液体中に微細気泡を発生させることのできる微細気泡発生器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は前記目的を達成するために、液体が流通する流路に設けられ、流路を流通する液体中に気泡を発生させる微細気泡発生器において、内周面に周方向に螺旋状に延びる第１の螺旋状部が設けられ、内部を軸方向に液体が流通する軸方向一対の筒状の外側部材と、外周面が外側部材の内周面と所定間隔をおいて対向するように外側部材内に配置され、外周面に周方向に螺旋状に延びる第２の螺旋状部が設けられた軸方向一対の内側部材と、軸方向一方の外側部材及び内側部材と軸方向他方の外側部材及び内側部材との間に配置され、各内側部材を支持するとともに、液体を軸方向に流通可能な貫通孔を有する中間部材とを備え、各内側部材及び中間部材の径方向中央部を一方の内側部材の液体流入側から他方の内側部材の液体流出側まで軸方向に貫通する液体流通孔を設け、前記流体が、一方の外側部材の第１の螺旋状部と一方の内側部材の第２の螺旋状部との間と前記液体流通孔とをそれぞれ流通するとともに、一方の外側部材と一方の内側部材との間から流出した液体が中間部材の貫通孔を通り、他方の外側部材の第１の螺旋状部と他方の内側部材の第２の螺旋状部との間を流通し、前記液体流通孔から流出した液体と他方の内側部材の液体流出側で合流するように構成している。

【0009】

これにより、一方の外側部材の第１の螺旋状部と一方の内側部材の第２の螺旋状部との間の隙間に液体が流通するとともに、中間部材の貫通孔を通り、他方の外側部材の第１の螺旋状部と他方の内側部材の第２の螺旋状部との間を流通し、液体が第１の螺旋状部と第２の螺旋状部との間から流出する際の減圧効果によりキャビテーションを起こし、液体中に微細気泡が発生する。その際、外側部材の内周面側を流通する液体は第１の螺旋状部に沿って旋回しながら流通し、内側部材の外周面側を流通する液体は第２の螺旋状部に沿って旋回しながら流通することから、旋回流によりキャビテーションが促進される。従って、外部のコンプレッサ等によって空気を導入することなく液体中に微細気泡を発生させることが可能となる。また、一方の内側部材の液体流入側の一部の液体が液体流通孔内を流通し、他方の外側部材の第１の螺旋状部と他方の内側部材の第２の螺旋状部との間を流通した液体と液体流通孔から流出した液体とが他方の内側部材の液体流出側で合流することから、外側部材及び内側部材間から流出した旋回流よりも流速の大きい直進流が液体流通孔から旋回流の中心に吐出される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、外部のコンプレッサ等によって空気を導入することなく液体中に微細気泡を発生させることができるので、構造の簡素化を図ることができ、工業用及び家庭用への普及を図ることができる。また、旋回流によりキャビテーションを促進することができるので、微細気泡の発生量を増大させることができる。また、外側部材及び内側部材間から流出した旋回流よりも流速の大きい直進流を液体流通孔から旋回流の中心に吐出することができるので、速度差及び圧力差の大きい旋回流と直進流とが混ざり合うことによりキャビテーションを促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態を示す微細気泡発生器の側面断面図

【図2】微細気泡発生器の要部拡大側面断面図

【図3】微細気泡発生器の正面図

【図4】Ａ－Ａ線矢視方向断面図

【図5】微細気泡発生器の分解斜視図

【図6】微細気泡発生器の組立工程を示す分解斜視図

【図7】液体の流通状態を示す微細気泡発生器の側面断面図

【図8】実験結果を示す図

【図9】実験装置の概略側面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１乃至図９は本発明の一実施形態を示すもので、流路を流通する液体中に微細な気泡を発生させる微細気泡発生器を示すものである。

【0013】

本実施形態の微細気泡発生器１は、内部に液体を流通する本体ケース１０と、本体ケース１０内に配置される軸方向一対の外側部材２０と、各外側部材２０内にそれぞれ配置される軸方向一対の内側部材３０と、各外側部材２０及び各内側部材３０の間に配置される中間部材４０と、各内側部材３０を中間部材４０に固定する固定部材５０とから構成されている。

【0014】

本体ケース１０は軸方向両端を開口した円筒状の部材からなり、その外周面の軸方向中央には工具把持用の六角ナット部１１が形成されている。本体ケース１０の外周面には、継手等の配管部品と螺合する外ネジ部１２が設けられ、外ネジ部１２は本体ケース１０の軸方向一端と六角ナット部１１との間と、本体ケース１０の軸方向他端と六角ナット部１１との間に亘ってそれぞれ形成されている。本体ケース１０の内周面には、各外側部材２０と螺合する内ネジ部１３が設けられ、内ネジ部１３は本体ケース１０の軸方向一端から他端に亘って形成されている。

【0015】

外側部材２０は軸方向両端を開口した円筒状の部材からなり、その外周面には本体ケース１０の内ネジ部１３に螺合する外ネジ部２１が軸方向一端から他端に亘って形成されている。外側部材２０の内周面の軸方向一端側にはテーパ部２２が設けられ、テーパ部２２は外側部材２０の軸方向内側から外側に向かって徐々に拡径するように形成されている。また、外側部材２０の内周面には第１の螺旋状部２３が設けられ、第１の螺旋状部２３は外側部材２０の内周面の軸方向他端とテーパ部２２との間に亘って形成されている。第１の螺旋状部２３は外側部材２０の内周面に形成された内ネジからなり、ネジの山部２３ａ及び谷部２３ｂが外側部材２０の周方向に連続して螺旋状に延びるように形成されている。

【0016】

内側部材３０は円柱状の部材からなり、外周面が外側部材２０の内周面と所定間隔をおいて対向するように外側部材２０内に配置されている。内側部材３０の軸方向両端面はテーパ部３１からなり、テーパ部３１は径方向中心側が軸方向外側に突出するように形成されている。内側部材３０の径方向の中心には軸方向に貫通するネジ孔３２が設けられ、ネジ孔３２には固定部材５０が螺合するようになっている。また、内側部材３０の外周面には第２の螺旋状部３３が設けられ、第２の螺旋状部３３は内側部材３０の外周面の軸方向一端から他端に亘って形成されている。第２の螺旋状部３３は内側部材３０の内周面に形成された外ネジからなり、ネジの山部３３ａ及び谷部３３ｂが内側部材３０の周方向に連続して螺旋状に延びるように形成されている。この場合、外側部材２０及び内側部材３０は、第１の螺旋状部２３のピッチＰ1 と第２の螺旋状部３３のピッチＰ2 とが互いに異なるように形成されており、本実施形態では第１の螺旋状部２３のピッチＰ1 を第２の螺旋状部３３のピッチＰ2 よりも大きくしている。

【0017】

中間部材４０は軸方向に短い円柱状の部材からなり、その外径が本体ケース１０の内ネジ部１３の内径と等しくなるように形成されている。中間部材４０の径方向の中心には軸方向に貫通するネジ孔４１が設けられ、ネジ孔４１には固定部材５０が螺合するようになっている。また、中間部材４０には軸方向に貫通する複数の貫通孔４２が設けられ、各貫通孔４２はネジ孔４１を中心に中間部材４０の周方向に等間隔で配置されている。各貫通孔４２の内周面には第３の螺旋状部４３がそれぞれ設けられ、第３の螺旋状部４３は貫通孔４２の内周面の軸方向一端から他端に亘って形成されている。第３の螺旋状部４３は貫通孔４２の内周面に形成された内ネジからなり、ネジの山部及び谷部が貫通孔４２の周方向に連続して螺旋状に延びるように形成されている。

【0018】

固定部材５０は軸方向に長い円柱状の部材からなり、その外周面には中間部材４０のネジ孔４１に螺合する外ネジ部５１が軸方向一端から他端に亘って形成されている。固定部材５０は、各内側部材３０と中間部材４０とを挿通可能な長さに形成され、固定部材５０の径方向の中心には軸方向に貫通する液体流通孔５２が設けられている。

【0019】

以上のように構成された微細気泡発生器１を組み立てる場合は、図６に示すように、まず固定部材５０の軸方向中央に中間部材４０を螺合し、固定部材５０の軸方向両端側に各内側部材３０を螺合することにより、中間部材４０によって各内側部材３０を支持する。次に、各内側部材３０、中間部材４０及び固定部材５０からなる組体を本体ケース１０内の軸方向中央に配置した後、本体ケース１０内の軸方向両側に各外側部材２０をそれぞれ螺合する。その際、各外側部材２０によって中間部材４０を軸方向両側から締め付けることにより、各内側部材３０、中間部材４０及び固定部材５０の組体が本体ケース１０に確実に固定される。

【0020】

次に、本実施形態の微細気泡発生器１における気泡の発生作用を図７に基づいて説明する。

【0021】

まず、本体ケース１０の軸方向一端側から流入した液体は一方の外側部材２０のテーパ部２２によって流速及び圧力を増加された後、一部の液体が固定部材５０の液体流通孔５２に流入し、他の液体が軸方向一方の外側部材２０の内周面と軸方向一方の内側部材３０の外周面との間に流入する。外側部材２０と内側部材３０との間の隙間を流通する液体は流速及び圧力が急激に増加し、外側部材２０と内側部材３０との間から流出する際の減圧効果によりキャビテーションを起こし、液体中に微細気泡が発生する。また、外側部材２０の内周面側を流通する液体は第１の螺旋状部２３に沿って旋回しながら流通し、内側部材３０の外周面側を流通する液体は第２の螺旋状部３３に沿って旋回しながら流通する。

【0022】

次に、軸方向一方の外側部材２０と内側部材３０との間を通過した液体は中間部材４０の各貫通孔４２内に流入し、各貫通孔４２内の液体は第３の螺旋状部４３に沿って旋回しながら流通する。

【0023】

続いて、各貫通孔４２から流出した液体は、軸方向他方の外側部材２０の内周面と内側部材３０の外周面との間を流通し、軸方向一方の外側部材２０及び内側部材３０間を流通する場合と同様、外側部材２０と内側部材３０との間から流出する際の減圧効果によりキャビテーションを起こし、液体中に微細気泡が発生する。その際、外側部材２０の内周面側を流通する液体は第１の螺旋状部２３に沿って旋回しながら流通し、内側部材３０の外周面側を流通する液体は第２の螺旋状部３３に沿って旋回しながら流通する。

【0024】

この後、軸方向他方の外側部材２０及び内側部材３０間を通過した液体は、固定部材５０の液体流通孔５２から吐出する液体と合流し、本体ケース１０の軸方向他端側から外部に流出する。その際、液体流通孔５２から吐出する液体が最大流速となるが、外側部材２０及び内側部材３０間から流出する液体は流速及び圧力が減少するため、液体流通孔５２から吐出する液体との速度差及び圧力差が大きくなり、これらの液体の流れの境界部分におけるキャビテーションにより更に微細気泡が発生する。また、液体流通孔５２から吐出する液体は直進流であるのに対し、外側部材２０及び内側部材３０間から流出する液体は旋回流であるため、これらの液体が混ざり合う際のキャビテーションも促進される。

【0025】

ここで、本実施形態の微細気泡発生器１を用いて実験を行ったところ、図８に示す結果が得られた。この実験は、図２に示す外側部材２０の第１の螺旋状部２３の内径Ｄ1 （山部２３ａの内径）を１０．５ｍｍ、外側部材２０の第１の螺旋状部２３のピッチＰ1 を１．５ｍｍ、外側部材２０の第１の螺旋状部２３のねじれ方向を右ねじれ、固定部材５０の液体流通孔５２の内径Ｄ3 を１．５ｍｍとし、内側部材３０の第２の螺旋状部３３の外径Ｄ2 （山部３３ａの外径）と、内側部材３０の長さＬと、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向がそれぞれ異なる実施例１～１０について実験を行った。

【0026】

この場合、実施例１は、内側部材３０の外径Ｄ2 を１０．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを８ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を右ねじれとし、実施例２は、内側部材３０の外径Ｄ2 を１０．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを１２ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を右ねじれとし、実施例３は、内側部材３０の外径Ｄ2 を１０．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを８ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれとし、実施例４は、内側部材３０の外径Ｄ2 を１０．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを１２ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれとし、実施例５は、内側部材３０の外径Ｄ2 を９．５ｍｍ、内側部材３０の長さＬを８ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれ、実施例６は、内側部材３０の外径Ｄ2 を９．５ｍｍ、内側部材３０の長さＬを１２ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれ、実施例７は、内側部材３０の外径Ｄ2 を９．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを８ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれ、実施例８は、内側部材３０の外径Ｄ2 を９．０ｍｍ、内側部材３０の長さＬを１２ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれとし、実施例９は、内側部材３０の外径Ｄ2 を８．５ｍｍ、内側部材３０の長さＬを８ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれとし、実施例１０は、内側部材３０の外径Ｄ2 を８．５ｍｍ、内側部材３０の長さＬを１２ｍｍ、内側部材３０の第２の螺旋状部３３のねじれ方向を左ねじれとした。

【0027】

尚、外側部材２０の第１の螺旋状部２３と内側部材３０の第２の螺旋状部３３との間隔Ｓ（山部２３ａと山部３３ａとの径方向の間隔）は、内側部材３０の外径Ｄ2 が１０．０ｍｍの場合は０．２５ｍｍ、Ｄ2 が９．５ｍｍの場合は０．５ｍｍ、Ｄ2 が９．０ｍｍの場合は０．７５ｍｍ、Ｄ2 が８．５ｍｍの場合は１．０ｍｍとなる。

【0028】

本実験では、図９に示すように、水Ｗを貯留した第１の容器２内に、微細気泡発生器１の一端側が継手３を介して接続された水中ポンプ４を配置し、微細気泡発生器１の他端側に継手５を介して接続されたホース６から第２の容器７に水Ｗを吐出するようにした実験装置を用いた。

【0029】

実験方法としては、水中ポンプ４の吐出圧を０．０４４Ｍｐａとし、まず微細気泡発生器１が接続されていない装置（ホース７が継手のみで水中ポンプ３に接続されたもの）で吐出量、流路面積、平均粒子径、最大頻度径及び粒子個数濃度の測定を行った。ここで測定された粒子は水に含まれる不純物であるため、以下の測定結果（微細気泡発生器１を接続した場合）における粒子個数濃度は、継手のみの場合の粒子個数濃度の測定値を減じた数値をあらわす。

【0030】

次に、微細気泡発生器１が接続された実験装置により、水中ポンプ３で吸引した水Ｗを微細気泡発生器１に流通させ、ホース７から第２の容器５に回収した水Ｗに含まれる気泡を実施例１～１０について測定した。この測定では、吐出量及び流路面積を測定するとともに、水中に浮遊するナノバブルの濃度分布や直径の測定方法として知られている粒子軌跡解析法を用い、平均粒子径、最大頻度径及び粒子個数濃度を測定した。

【0031】

実験の結果、各実施例１～１０の平均粒子径及び最大頻度径はすべて１μｍ未満（ナノバブル）であり、実施例１～１０はいずれもナノバブルを発生させることが確認された。また、粒子個数濃度は実施例１０が最も高いという結果が得られた。実施例１０は、第１の螺旋状部２３のねじれ方向が右ねじれにあるのに対し、第２の螺旋状部３３のねじれ方向が左ねじれであり、互いにねじれ方向が反対向きであることから、第１の螺旋状部２３に沿って流通する液体の旋回方向と第２の螺旋状部３３に沿って流通する液体の旋回方向が互いに逆方向となり、ねじれ方向が同一方向の実施例１及び２に比べてキャビテーション促進効果が高いと考えられる。また、実施例１０は、内側部材３０の長さＬが最も長く、第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３との間の間隔Ｓが最も大きい分、各螺旋状部２３，３３間での流速が減少し、固定部材５０の液体流通孔５２から吐出する液体との流速差及び圧力差が大きくなるため、キャビテーションが増大し、旋回流により気泡発生量が他の実施例１～９よりも多くなったものと考えられる。更に、実施例１０は、第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３との間の間隔Ｓが最も大きいため、気泡発生量のみならず液体の吐出量も最大となる。

【0032】

このように、本実施形態によれば、筒状の外側部材２０の内周面に設けられた第１の螺旋状部２３と、外側部材２０内に配置された内側部材３０の周面に設けられた第２の螺旋状部３３との間の隙間に液体を流通させるようにしたので、液体が第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３との間から流出する際の減圧効果によりキャビテーションを起こし、本体ケース１０内の流路を流通する液体中に微細気泡を発生させることができる。その際、外側部材２０の内周面側を流通する液体は第１の螺旋状部２３に沿って旋回しながら流通し、内側部材３０の外周面側を流通する液体は第２の螺旋状部３３に沿って旋回しながら流通するので、旋回流によりキャビテーションを促進することができ、微細気泡の発生量を増大させることができる。これにより、外部のコンプレッサ等によって空気を導入することなく微細気泡を発生させることができるので、構造の簡素化を図ることができ、工業用及び家庭用への普及を図ることができる。更に、外部から気体を導入する場合と異なり、高液圧下での気泡の発生が可能となるので、気泡の微細化及び発生量の増大に極めて有利である。

【0033】

また、第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３とを互いに軸方向のピッチＰ1 ，Ｐ2 が異なるように形成したので、各螺旋状部２３，３３の軸直角任意断面における隙間の大きさが周方向で不均一になり、各ピッチが同一で隙間の大きさが周方向で均一の場合に比べてキャビテーションが生じやすくなり、微細気泡の発生量を増大させることができる。

【0034】

更に、外側部材２０の液体流入側に下流側に向かって内径が徐々に縮小するテーパ部２２を設けたので、第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３との間に流入する前の液体の流速及び圧力をテーパ部２２によって増加させることができ、キャビテーション効果をより高めることができる。

【0035】

また、第１の螺旋状部２２と第２の螺旋状部２３とを螺旋のねじれ方向が互いに反対向きになるように形成することにより、第１の螺旋状部２２側の流れと第２の螺旋状部３３側の流れを互いに逆方向の旋回流とすることができるので、ねじれ方向が互いに同一方向の場合に比べてキャビテーションが生じやすくなり、微細気泡の発生量を増大させることができる。

【0036】

更に、内側部材２０の径方向中央部を軸方向に貫通する液体流通孔５２を設けたので、外側部材２０及び内側部材３０間から流出した旋回流よりも流速の大きい直進流を液体流通孔５２から旋回流の中心に吐出することができ、速度差及び圧力差の大きい旋回流と直進流とが混ざり合うことによりキャビテーションを促進することができる。

【0037】

また、外側部材２０及び内側部材３０を本体ケース１０内に軸方向一対ずつ設けるとともに、軸方向一方の外側部材２０及び内側部材３０と軸方向他方の外側部材２０及び内側部材３０との間に液体を軸方向に流通可能な中間部材４０を設け、中間部材４０によって各内側部材３０を支持するとともに、中間部材４０を各外側部材２０によって軸方向に挟持した状態で各外側部材２０の外ネジ部２１を本体ケース１０の内ネジ部１３に螺合することにより、各外側部材２０、各内側部材３０及び中間部材４０を本体ケース１０に組み付けるようにしたので、溶接、別部品のボルトやナット等を用いることなく組み立てることができ、極めて容易に製造することができる。また、本体ケース１０内の各部材同士の締結によって組み立てが完結するので、本体ケース１０を継ぎ目や孔のない単一の部材によって形成することができ、水圧に対する密閉性及び耐久性を高めることができる。

【0038】

更に、中間部材４０に液体を軸方向に流通可能な複数の貫通孔４２を互いに周方向に間隔をおいて設けるとともに、各貫通孔４２の内周面に周方向に螺旋状に延びる第３の螺旋状部４３を設けたので、各貫通孔４２内の液体を第３の螺旋状部４３に沿って旋回させながら流通させることができ、旋回により液体中に含まれる気泡の微細化を促進することができる。

【0039】

尚、前記実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は前記実施形態に記載されたものに限定されない。

【符号の説明】

【0040】

１…微細気泡発生器、１０…本体ケース、１１…内ネジ部、２０…外側部材、２１…外ネジ部、２２…テーパ部、２３…第１の螺旋状部、３０…内側部材、３３…第２の螺旋状部、４０…中間部材、４２…貫通孔、４３…第３の螺旋状部、５０…固定部材、Ｐ1 ，Ｐ2 …ピッチ。

【要約】

【課題】外部から気体を導入することなく液体中に微細気泡を発生させることのできる微細気泡発生器を提供する。
【解決手段】本実施形態によれば、筒状の外側部材２０の内周面に設けられた第１の螺旋状部２３と、外側部材２０内に配置された内側部材３０の周面に設けられた第２の螺旋状部３３との間の隙間に液体を流通させるようにしたので、液体が第１の螺旋状部２３と第２の螺旋状部３３との間から流出する際の減圧効果によりキャビテーションを起こし、液体中に微細気泡を発生させることができる。その際、外側部材２０の内周面側を流通する液体は第１の螺旋状部２３に沿って旋回しながら流通し、内側部材３０の外周面側を流通する液体は第２の螺旋状部３３に沿って旋回しながら流通するので、旋回流によりキャビテーションを促進することができ、微細気泡の発生量を増大させることができる。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】