超微细气泡发生装置 【技术领域】
本发明涉及超微细气泡发生装置， 尤其涉及产生超微细气泡、 并使其混入 ( 混合 ) 至液中乃至使其分散的超微细气泡发生装置的改良。背景技术
近年， 1mm 以下的被称为微气泡的超微细气泡具有很多优良的特性的事实逐渐为 人所知， 并被十分关注。例如， 公知在鱼类、 家畜、 植物等的活性化处理以及污水、 排水等净 化处理等过程中， 该微细气泡能够发挥极其优良的效果。
其中， 作为发生这样的超微细的气泡并使其混入至液体中的装置， 已知例如日本 特开 2006-159187 号公报 ( 专利文献 1) 等中记载的装置。该装置具有静止型搅拌器， 该静 止型搅拌器具有由上游侧的螺杆部和下游侧的切割器部构成的筒状的主体。而且， 从连络 管流入的气液二相流体通过静止型搅拌器中的螺杆部的螺旋叶片而被赋予旋转力和强的 扭曲从而成为旋转状态， 接下来， 在切割器部与突出设置在筒状主体的内周面上的多个突 起接触。由此， 气液二相流体的流动被搅乱， 促进了气体向液中的溶解。
不过， 在这样的现有装置中， 静止型搅拌器的螺杆部具有设在筒状主体内的螺旋 叶片， 另外， 切割器部具有设在筒状主体的内周面的多个突起。 因此， 装置的构造比较复杂， 与此相应地， 制造成本增加。 而且， 被生成并混入至液中的气泡也没有达到特定为超微细的 气泡的程度。
另外， 最近研究将发生这样的超微细气泡的装置作为向观赏鱼用水槽、 活鱼用鱼 塘等的水中供给氧气等气体的装置加以利用， 或者作为针对排水处理槽、 发酵槽或培养槽 的通气机构等加以利用。而且， 例如在日本特许第 3806008 号公报 ( 专利文献 2) 和日本特 开 2007-268390 号公报 ( 专利文献 3) 等中， 提出了其具体的构造。
在这样的状况下， 本发明申请人首先在日本实用新型登录第 3130562 号公报 ( 专 利文献 4) 中提出了一种发生超微细气泡的超微细气泡发生装置中所用的分散器 ( 超微细 气泡发生筒体 )。该分散器具有以亲水性的无纺布等将使用多孔质材料形成的筒状体的外 周面覆盖的结构。 而且， 作为形成该分散器的多孔质材料， 优选使用在高分子树脂膜上生成 有细裂纹的通气性膜 ( 通气性膜 )。
这一本申请的申请人提出的分散器， 在沉入水中的状态下， 加压过的空气、 氧气等 气体被送入该分散器的内部空间。 而且， 这样的气体通过通气性膜等多孔质材料和无纺布， 从而成为微细气泡， 并从无纺布的表面被放出到水中而分散。另外， 在该分散器中， 由于无 纺布具有亲水性， 所以透过通气性膜并侵入到无纺布内的气泡成为被进入到无纺布内的水 截断的状态， 从而能够生成进一步被超微细化的气泡。
然而， 本发明的发明人以提高其使用性为目的对这样的分散器进行了进一步研究 并得知， 在水中长时期使用的情况下， 水中的微生物和浮游物等异物会附着在无纺布的表 面上或进入其内部， 由此， 无纺布内的通孔被局部地闭塞， 存在导致微细气泡的发生量减少 的情况的可能。专利文献 1 ： 日本特开 2006-159187 号公报 专利文献 2 ： 日本专利第 3806008 号公报 专利文献 3 ： 日本特开 2007-268390 号公报 专利文献 4 ： 日本实用新型登录第 3130562 号公报发明内容 在此， 本发明是以上述情况为背景而做出的发明， 所要解决的课题在于， 提供一种 超微细气泡发生装置， 通过能够实现制造成本的降低化的简单的构造， 使超微细的气泡可 靠地混入以至分散在液体中。另外， 在本发明中， 所要解决的课题在于， 提供一种超微细气 泡发生装置， 即使在水中长期使用也能够以充分的量稳定地产生更超微细的气泡。
本发明是为了解决上述课题或根据本说明书整体的记载以及附图能够掌握的课 题， 而优选以以下列举的各种方式实施而得到的发明。另外， 以下记载的各方式， 能够以任 意的组合采用。而且， 本发明的方式以至技术特征， 不受以下记载的内容的任何限定， 应理 解为是根据说明书整体的记载以及附图公开的发明思想而认识并得到的。
<1> 一种超微细气泡发生装置， 其特征在于， 该超微细气泡发生装置由具有气体插 气口的第一部件、 具有由带状的浅槽构成的流体通路的第一衬垫及第二衬垫这一对衬垫、 通气性膜、 具有液体流入口和液体流出口的第二部件构成， 该超微细气泡发生装置为以下 构造 ： 在配置于中心的该通气性膜的两面上分别配置该第一衬垫和该第二衬垫， 并且， 在该 第一衬垫的相对于该通气性膜侧的相反侧配置该第一部件， 在该第二衬垫的相对于该通气 性膜侧的相反侧配置该第二部件， 由此， 使经由该气体插气口被送气至该通气性膜的加压 状态的气体通过该通气性膜， 并以超微细的气泡的形状混入至在该第二衬垫上所形成的所 述流体通路中通过的液体中， 该通气性膜具有常态时通气性小、 但能够通过谋求利用加压 状态的气体并强制性地使气体通过而在液中生成超微细的气泡的构造， 并且， 由带状的浅 槽构成的所述第二衬垫的流体通路形成为窄幅， 超微细的气泡被取入到在该流体通路中通 过的液体中。
<2> 如上述方式 <1> 记载的超微细气泡发生装置， 以延长所述流体通路为目的， 在 所述第二衬垫中形成具有 S 形状或漩涡形状、 或屈曲形状等的流体通路。即， 在上述方式 <1> 记载的超微细气泡发生装置中， 优选地， 所述流体通路相对于所述第二衬垫形成为以下 形状， 即与被设计成直线形状的情况相比， 延伸距离变长的、 S 形或漩涡以及屈曲等形状。
<3> 一种超微细气泡发生装置， 其特征在于， 具有 ： (a) 通液体， 呈圆柱状， 在外周 面上以沿轴向延伸的方式设置有供液体流动的流路， 并且， 在轴向一端部形成有使流体流 入该流路的流入口， 在轴向另一端部上形成有使在该流路中流动的流体从该流路流出的流 出口， 而且， 外周面被通气性膜覆盖， 外周面上的该流路的开口部被该通气性膜封闭 ； (b) 外壳， 由两端为开放状态的筒状体构成， 在该筒状体的筒壁部上设有通气口， 并且， 在内侧 收纳有所述通液体， 而且， 在与该通液体的外周面之间形成有中空间， 该中空间将通过该通 气口被导入至该筒状体的内部的加压气体收容， 在所述通液体的外周面上， 所述流路以螺 旋状地延伸的方式形成， 并且， 所述通气性膜具有常态时通气性小、 但能够通过谋求利用加 压状态的气体并强制性地使气体通过而在液中生成超微细的气泡的构造。
<4> 如上述方式 <3> 记载的超微细气泡发生装置， 使所述螺旋状的流路为窄幅， 通
过限制所述流入口的流量， 在从该流入口流入的液体通过该流路时， 使该液体的流速增大， 由此， 在通过所述通气性膜并在液中发生的气泡的发生过程的初期阶段， 在该通气性膜的 与该流路中的液体之间的界面成长的气泡通过所述增速的液体在该流路中的流动被截断， 能够在液中生成更超微细化的气泡。
<5> 如上述方式 <3> 或 <4> 记载的超微细气泡发生装置， 设有对所述流入口的液体 的流量进行控制的流量调节阀， 所述流路中的液体的流速受到控制， 另一方面， 通过调节器 对通过所述通气口而被导入所述中空间的加压气体的压力进行控制。
<6> 如上述方式 <1> ～ <5> 的任一项所述的超微细气泡发生装置， 所述通气性膜由 生成有细裂纹而成的树脂膜构成。
<7> 超微细气泡发生装置， 在被配置在水中的状态下， 生成超微细的气泡， 并使该 超微细气泡在水中放出、 分散， 其特征在于， 具有 ： (a) 超微细气泡发生筒体， 在具有贯穿筒 壁并向外周面开口的通气孔的筒状基材的外周面外插有在高分子树脂膜上生成细裂纹而 成的通气性膜的圆筒体， 而且， 在该圆筒体的外周面上层叠形成有亲水性的无纺布层， 从该 筒状基材的所述通气孔被放出的气体在通过所述圆筒体及无纺布层的过程中被超微细化， 形成超微细气泡 ； (b) 旋转驱动机构， 使该超微细气泡发生筒体围绕其轴心旋转， 在该超微 细气泡发生筒体的旋转状态下， 从所述无纺布层的外周部截出被所述超微细化的气泡， 并 使其分散在水中 ； (c) 气体导入机构， 在通过该旋转驱动机构使所述超微细气泡发生筒体 旋转的状态下， 从外部将气体导入到所述筒状基材的筒内的空间。 <8> 如上述方式 <7> 记载的超微细气泡发生装置， 所述无纺布层由无纺布的圆筒 体构成， 该圆筒状无纺布层被外插在所述通气性膜的圆筒体上。
<9> 如上述方式 <7> 或 <8> 记载的超微细气泡发生装置， 还设有支承机构， 该支承 机构使所述超微细气泡发生筒体以能够绕沿水平方向延伸的旋转轴旋转的方式进行支承。
<10> 如上述方式 <7> ～ <9> 的任一项所述的超微细气泡发生装置， 在所述无纺布 层的外周部的整个表面卷绕有亲水性的纱状体， 该无纺布层的整体被该纱状体缠紧。
<11> 如上述方式 <7> ～ <10> 的任一项所述的超微细气泡发生装置， 所述气体导入 机构的导入气体的导入口向大气开放， 通过该气体导入机构， 大气被导入所述筒状基材的 筒内的空间。
<12> 如上述方式 <7> ～ <10> 的任一项所述的超微细气泡发生装置， 所述气体导入 机构的导入气体的导入口被连接在供给压缩空气的压缩空气供给源上， 通过该气体导入机 构， 压缩空气被导入所述筒状基材的筒内的空间。
<13> 如上述方式 <7> ～ <12> 的任一项所述的超微细气泡发生装置， 通过绕一轴的 旋转而对水进行搅拌的搅拌翼， 以相对于所述超微细气泡发生筒体， 能够与该超微细气泡 发生筒体一体旋转的方式设置。
发明的效果
即， 在本发明的超微细气泡发生装置中， 与现有装置不同地， 不具有任何复杂构造 的螺杆部以及切割器部， 仅利用能够产生超微细的气泡的通气性膜， 并使气体通过该通气 性膜， 由此产生超微细的气泡， 而且， 使这样的超微细气泡混入以至分散在液体中。
因此， 所述依据本发明的超微细气泡发生装置， 不使用大型的装置， 通过能够实现 制造成本的降低化的简单的构造， 就能够使超微细的气泡可靠地混入至多种的液体中。其
结果为， 例如， 通过使超微细气泡混入以至分散在重油等的油类中， 能够谋求该油类的燃烧 效率的改善。 另外， 通过使碳酸气体的超微细气泡混入以至分散在水中， 能够得到混入了超 微细气泡的碳酸水。而且， 这样的混入了超微细气泡的水等， 不仅能够活用于水质的净化、 清洗水、 饮料水等， 在污水以及废水等的废液处理时， 也能够有效地利用于微生物的活性 化。
另外， 在本发明的超微细气泡发生装置中， 在筒状基材的外周面上以通气性膜为 内侧的方式层叠有通气性膜和亲水性的无纺布， 从而构成超微细气泡发生筒体。 由此， 通过 该超微细气泡发生筒体， 形成超微细化的气泡。
而且， 在本发明的超微细气泡发生装置中， 通过气体导入机构， 从外部向超微细气 泡发生筒体的筒状基材的筒内的空间导入气体， 同时通过旋转驱动机构， 使超微细气泡发 生筒体在水中旋转， 由此， 从无纺布层的外周部被超微细化的气泡被截出， 并在水中分散。 因此， 能够从无纺布层的外周部产生更超微细化的气泡。而且， 尤其， 由于超微细气泡发生 筒体边旋转边在水中使用， 所以， 例如水中的微生物以及浮游物等异物难以附着在无纺布 层的外周部 ( 表面 ) 上、 或难以进入到无纺布层的通孔内。另外， 例如， 即使这些异物附着 在无纺布层的外周部、 或进入到通孔内， 通过超微细气泡发生筒体旋转时产生的离心力， 异 物也能够从无纺布层的外周部以及通孔内有利地被除去。因此， 即使超微细气泡发生筒体 在水中长期使用， 也总是能够充分且稳定地确保无纺布层的外周部的通孔的开口面积以及 通孔内的容积。 因此， 在所述的本发明的超微细气泡发生装置中， 即使在水中长期使用， 也能够稳 定地产生充分量的更超微细的气泡， 并使其放出并分散至水中。而且， 作为其结果， 能够更 长期且极稳定地发挥通过超微细气泡向水中的分散而得到的效果， 即， 例如鱼类、 家畜、 植 物等的活性化以及污水、 废水等的净化等的所希望的效果。
而且， 在本发明的超微细气泡发生装置中， 通过由超微细气泡发生筒体的旋转产 生的离心力以及超微细气泡的吹出压力， 筒状基材内部的空间内的气体以被吸起的方式进 入到通气性膜以及无纺布层的各自的通孔内， 并从无纺布层的外周部成为超微细气泡地被 放出。此时， 筒状基材内部的空间内成为减压状态。因此， 在超微细气泡发生筒体的旋转 下， 将加压气体等强制地送入筒状基材内部的空间内， 例如， 仅通过使将气体从气体导入机 构的外部导入的导入口向大气开放， 气体就能够自动且持续地导入到筒状基材内部的空间 内。由此， 不使用用于将压缩空气等的加压气体送入超微细气泡发生筒体内的气体供给源 以及附带的气体供给路等， 就能够使超微细气泡从无纺布层的外周部分散在水中。
因此， 这样的本发明的超微细气泡发生装置， 能够更有利地实现更简单且紧凑的 构造， 并且， 能够以更低的成本使更超微细的气泡分散在水中。
附图说明
图 1 是表示本发明的超微细气泡发生装置的一个实施方式的分解立体说明图。 图 2 是表示图 1 所示的超微细气泡发生装置所具有的衬垫的其他例的立体说明 图 3 是表示图 1 所示的超微细气泡发生装置所具有的衬垫的其他例的立体说明图。
图。图 4 是表示本发明的超微细气泡发生装置的其他的实施方式的、 与图 1 对应的图。
图 5 是表示本发明的超微细气泡发生装置的其他的实施方式的轴向截面说明图。
图 6 是图 5 所示的超微细气泡发生装置所具有的通液体的立体说明图。
图 7 是表示图 5 所示的超微细气泡发生装置所具有的通液体的其他例的、 与图 6 对应的图。
图 8 表示本发明的超微细气泡发生装置的其他的实施方式， 是包含局部剖切图的 主视说明图。
图 9 是用于图 8 所示的超微细气泡发生装置的超微细气泡发生筒体的轴向截面 图。
图 10 是图 8 的 X-X 截面的端面放大说明图。
图 11 是表示本发明的超微细气泡发生装置的其他实施方式的， 与图 8 对应的图。
图 12 是表示本发明的超微细气泡发生装置的另外其他实施方式的， 与图 8 的局部 放大图对应的图。
图 13 是图 12 的 XIII-XIII 截面的端面说明图。
图 14 是表示本发明的超微细气泡发生装置的其他实施方式的， 与图 8 对应的图。
图 15 是表示本发明的超微细气泡发生装置的另外其他实施方式的， 与图 8 对应的图。 具体实施方式
以下， 为了更具体地明确本发明， 边参照附图边对本发明的实施方式进行详细说 明。
首先， 图 1 中示出了具有本发明的构造的超微细气泡发生装置的一个实施方式的 分解立体形态。根据该图 1 可知， 本实施方式的超微细气泡发生装置， 呈纵长平板状， 至少 具有 ： 在纵长方向中央部设有气体插气口 1 的、 作为第一部件的气体供给部件 2 ； 呈薄壁的 纵长平板状、 且分别具有沿纵长方向延伸的流体通路 3 的第一衬垫 4 及第二衬垫 5 ； 通气性 膜6； 呈纵长平板状、 在纵长方向的两端部分别设有液体流入口 7 和液体流出口 8 的、 作为 第二部件的通液部件 9。
在通气性膜 6 的厚度方向的两侧， 第一衬垫 4 和第二衬垫 5 以将通气性膜 6 夹在 中间的方式配置。而且， 这些第一衬垫 4 和第二衬垫 5 相对于通气性膜 6 的两面分别重合， 并被固定。
气体供给部件 2， 在一方的板面上设有沿长度方向延伸的凹部 10。该气体供给部 件 2 相对于第一衬垫 4 与通气性膜 6 的重合侧被配置在相反侧。而且， 气体供给部件 2 的 凹部 10 的形成侧的表面相对于第一衬垫 4 与通气性膜 6 的重合面与其相反侧的表面重合、 并被固定。在这样的状态下， 气体供给部件 2 的凹部 10 与第一衬垫 4 的流体通路 3 对应配 置， 并且， 气体插气口 1 朝向第一衬垫 4 的流体通路 3 的长度方向 ( 延伸方向 ) 中央部开口。 由此， 在与第一衬垫 4 相对的气体供给部件 2 的重合面上形成有由凹部 10 的内侧空间构成 的隙间 11。另外， 第一衬垫 4 的流体通路 3 通过隙间 11 和气体插气口 1 与外部连通。
通液部件 9 相对于第二衬垫 5 与通气性膜 6 的重合侧被配置在相反侧。该通液部 件 9 相对于第二衬垫 5 与通气性膜 6 的重合面与其相反侧的表面重合、 并被固定。在这样的状态下， 通液部件 9 的液体流入口 7 朝向第二衬垫 5 的流体通路 3 的长度方向 ( 延伸方 向 ) 一端部开口。另外， 液体流出口 8 朝向第二衬垫 5 的流体通路 3 的长度方向 ( 延伸方 向 ) 的另一端部开口。由此， 第二衬垫 5 的流体通路 3 在其长度方向的两端部通过液体流 入口 7 和液体流出口 8 与外部连通。
通气性膜 6 由所谓细裂纹生成通气性膜构成。该细裂纹生成通气性膜， 是通过对 高分子树脂膜实施细裂纹处理， 从而产生细裂纹， 并使其具有通气性。 该细裂纹具有与日本 专利第 3156058 号公报中记载的细裂纹同样的构造。而且， 细裂纹生成通气性膜一般呈疏 水性， 具有以下公知的结构， 即具有多个虽能够使气体通过， 但不能使水等液体以及胶状的 溶液通过的超微细的连通孔。
作为构成这样的细裂纹生成通气性膜的高分子树脂， 例如可以列举出聚烯烃， 聚 酯， 聚酰胺， 苯乙烯类树脂， 聚碳酸酯， 含有卤素的热塑性树脂， 腈树脂等热塑性树脂等。作 为这些例示的各种热塑性树脂的各具体例， 能够列举出与在日本专利第 3806008 号公报中 被例示的物质相同的物质。而且， 这些树脂材料可以分别单独地或者两种以上组合并作为 细裂纹生成通气性膜的形成材料使用。 此外， 细裂纹生成通气性膜也可以是单层的， 或者也 可以是多层积层的。
这里使用的细裂纹生成通气性膜的厚度也没有特别限定， 一般为 0.5 ～ 1000μm， 优选为 1 ～ 800μm， 更优选为 2 ～ 500μm 的范围内的值。细裂纹生成通气性膜的细裂纹基 本上呈与高分子树脂膜的分子配向的方向大致平行地延伸的条纹状， 其宽度一般为 0.5 ～ 100μm， 优选为 1 ～ 50μm。 而且， 该条纹状细裂纹， 其在膜的厚度方向上贯通的细裂纹数的 比例优选为全部细裂纹数的 10％以上， 更优选为 20％以上， 进一步优选为 40％以上。其原 因在于， 若贯通的细裂纹数的比例比上述范围小， 则难以充分确保通气性。此外， 构成通气 性膜 6 的细裂纹生成通气性膜的其他特性和细裂纹的构造及其生成方法等与日本专利第 3806008 号公报记载的相同。另外， 这里所说的细裂纹， 是指包括表现在高分子树脂膜的表 面上的表面细裂纹和在内部产生的内部细裂纹， 说的是具有微细的裂纹状的模样的区域。
通气性膜 6 不限于由上述那样的细裂纹生成通气性膜构成， 只要是具有以下结构 的膜即可， 即常态下虽然通气性小 ( 即， 对于与大气压同程度的压力的气体的通过性小 )， 但通过利用加压状态的气体强制地谋求气体通过， 就能够在液中生成微细的气泡。能够作 为具有这样的构造的通气性膜 6 而使用的膜， 能够例示出由聚丙烯和有机填料构成的多孔 质膜等 ； 通过多孔加工而设有多个微细的连通孔而成的膜 ； 具有多个微细的连通孔的由多 孔质氟化乙烯树脂材料构成的膜等。
这样， 本实施方式的超微细气泡发生装置构成为， 在具有上述的构造的通气性膜 6 的两侧， 第一衬垫 4 及气体供给部件 2 和第二衬垫 5 及通液部件 9 作为分别固定的一体组 装品而构成。在这样的超微细气泡发生装置的气体供给部件 2 的气体插气口 1 中连接有通 气管 12， 该通气管 12 例如被连结在以加压状态将空气以及氧气等的气体送入的压缩机等 气体压缩装置上。
由此， 通过通气管 12 被送入的规定的加压气体通过气体插气口 1 被导入形成在气 体供给部件 2 与第一衬垫 4 之间的隙间 11 和形成在第一衬垫 4 上的流体通路 3 中。另外， 被导入流体通路 3 内的加压气体使通气性膜 6 的微细的连通孔 ( 空间 ) 扩张， 并强制地通 过， 另一方面， 通过的加压气体因微细的连通孔中而限制通过量。这样， 通过通气性膜 6 的加压气体在第二衬垫 5 的流体通路 3 内被进一步引导。此外， 伴随这样的加压气体向通气 性膜 6 的通过， 新的加压气体通过通气管 12 被源源不断地补充。这样被补充的加压气体被 收容在隙间 11 以及第一衬垫 4 的流体通路 3 内。
另一方面， 在通液部件 9 的液体流入口 7 上连接有将例如水以及油类等的液体送 入的流入侧通液管 13。另外， 在通液部件 9 的液体流出口 8 上连接有用于将这些液体排出 的流出侧通液管 14。由此， 通过流入侧通液管 13 被送入的规定的液体通过液体流入口 7 被导入到第二衬垫 5 的流体通路 3 内， 并在该流体通路 3 内向液体流出口 8 侧流动。而且， 在该流体通路 3 内流动的液体通过液体流出口 8 流出， 并进一步通过流出侧通液管 14 被排 出。
这样， 本实施方式的超微细气泡发生装置中， 被导入隙间 11 和形成在第一衬垫 4 上的流体通路 3 中的加压气体， 其向微细的连通孔的通过量受到限制， 而且该加压气体强 制地通过通气性膜 6。 而且， 通过通气性膜 6 的加压气体以超微细的气泡的形状混入在第二 衬垫 4 的流体通路 3 内流通的液体中。由被加压的气体构成的超微细气泡容易地被混入液 体中的情况能够通过下式明确。
W ＝ kP 该式中， W 表示溶于液体的气体的质量， P 表示气体的压力， k 为比例常数。通过上 式可知， 溶于液体的气体的质量与气体的压力成正比。也就是说， 在气体溶于液体时， 与该 液体接触的气体的压力越高， 便有越多的气体溶于液体。
另外， 在该超微细气泡发生装置中， 第一衬垫 4 和第二衬垫 5 呈纵长的薄壁平板 状。因此， 分别设在这些第一及第二衬垫 4、 5 上的流体通路 3、 3 也都具有带状的浅槽形态 而构成。另外， 这些各流体通路 3、 3 具有充分窄的宽度， 以在第一及第二衬垫 4、 5 的纵长方 向上直线延伸的方式形成。
这样， 应混入超微细气泡的液体所流通的第二衬垫 5 的流体通路 3 由带状的浅槽 构成， 由此， 能够有效地谋求每单位容积的气体的混入量的增大。另外， 容易供气体溶解的 加压水流形成在流体通路 3 内， 大部分流体边与通气性膜 6 接触边在流体通路 3 内流通。
而且， 由于该流体通路 3 形成为窄幅， 所以， 在液体流入口 7， 液体的流入区域受到 限制。 因此， 能够谋求从液体流入口 7 流入且在流体通路 3 内流通的液体的流速的增大。 由 此， 伴随加压气体相对于通气性膜 6 的通过， 在发生于液中的气泡的发生过程的初期阶段， 成长于通气性膜 6 中与流体通路 3 内的液体的界面上的气泡被增速的液体在流体通路 3 中 的流动截断。而且， 其结果为， 能够在流体通路 3 内流动的液体中可靠地产生更超微细化的 气泡。
在这样的超微细气泡发生装置中， 例如， 在使液体为水、 使气体为空气的情况下， 能够容易地生成 20nm ～ 5μm 左右的超微细的气泡。而且， 这样的超微细气泡能够容易地 混入在第二衬垫 5 的流体通路 3 中流动的水中。由该超微细气泡发生装置生成的超微细气 泡， 虽然目视可见但浮力小， 在水中漂浮。另外， 不能视觉确认的超微细气泡溶入水中或与 水混合， 并在水中滞留。所以， 只要使用本实施方式的超微细气泡发生装置， 就能够容易且 可靠地生成富含超微细气泡的气液混合水。
这样， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 不使用大型的装置， 通过能够实现 制造成本的降低化的简单的构造， 就能够使超微细的气泡可靠地混入多种液体中。
而且， 这样的超微细气泡发生装置能够极有利地被用于医疗、 农业、 水产业、 环境、 水处理、 矿山工业等活用微米· 纳米气泡的领域。尤其是， 由于能够得到混气量丰富的气液 混合液， 所以， 其在废水处理以及水质净化等的水处理领域中的活用十分值得期待。
此外， 在所述实施方式中， 应混入有超微细气泡的液体所流通的第二衬垫 5 的流 体通路 3， 是以直线状延伸的形态。但是， 该流体通路 3 的形状不受任何限定。可以是例如 如图 2 所示、 使第二衬垫 5 的流体通路 3 成为漩涡形状， 或如图 3 所示、 成为 S 形状， 或虽未 图示， 但形成为在多处不规则地折曲、 弯曲的屈曲以至弯曲形状。由此， 对于具有一定的面 积的第二衬垫 5， 能够以尽可能长的长度形成流体通路 3。其结果为， 能够使超微细气泡更 多地混入至通过流体通路 3 内的液体中。另外， 能够有利地实现第二衬垫 5、 进而超微细气 泡发生装置整体的小型化。
另外， 如图 4 所示， 将通液部件 9 的液体流出口 8 省略， 另一方面， 使第二衬垫 5 的 流体通路 3 在与液体流入口 7 的连通侧处于相反侧处向侧方开口。而且， 还可以将这样的 流体通路 3 向侧方的开口部作为液体流出口 8 构成。
下面， 图 5 中示出了具有依照本发明的构造的超微细气泡发生装置的其他的实施 方式的剖面形态。 根据该图 5 可知， 本实施方式的超微细气泡发生装置具有 ： 圆柱状的通液 体 15 ； 将该通液体 15 收容在内部的圆筒状的外壳 16。 更具体地说， 如图 5 及图 6 所示， 在通液体 15 的轴向一端面上形成有流入口 17， 在另一端面上形成有流出口 18， 这些流入口 17、 流出口 18 分别具有规定深度的孔形态而形 成。在流入口 17 的开口部中， 连接有流入侧通液管 19。该流入侧通液管 19 被连结在将水 或油类等的液体送入的泵等的送液装置上， 在该流入侧通液管 19 上， 设有流量调节阀 ( 未 图示 )。由此， 加压状态受到控制的液体从流入侧通液管 19 被送入流入口 17。另外， 在流 入口 17 的底部侧的内周面部分上形成有多个 ( 这里为 2 个 ) 流入侧通液路 20。这些各流 入侧通液路 20 由贯穿流入口 17 的侧壁部的贯通孔构成， 在通液体 15 的轴向一端部的外周 面开口。
在流出口 18 的开口部中， 连接有用于将水或油类等的液体排出的流出侧通液管 21。另外， 在流出口 18 的底部侧的内周面部分形成有多个 ( 这里为 2 个 ) 流出侧通液路 22。这些各流出侧通液路 22 由贯穿流出口 18 的侧壁部的贯通孔构成， 在通液体 15 的轴向 另一端部的外周面开口。此外， 流出侧通液管 21 还可以是具有其外侧端部随着朝向前端而 逐渐细径化的喷嘴形态的结构。
在通液体 15 的外周面上， 供液体流动的凹状流路 23 以隔壁 24 为侧壁部形成有多 个 ( 这里为 2 个 )。这些各凹状流路 23 具有充分窄的宽度和充分浅的深度。另外， 各凹状 流路 23 呈螺旋槽形态， 沿通液体 15 的周向遍及数周地边描绘螺旋边在通液体 15 的轴向上 延伸。而且， 在各凹状流路 23 的延伸方向一端部 ( 通液体 15 的轴向一端部 ) 的底面上， 开 口有流入侧通液路 20， 另外， 在其另一端部 ( 通液体 15 的轴向另一端部 ) 的底面上， 开口有 流出侧通液路 21。 由此， 各凹状流路 23 在其延伸方向一端部， 通过流入侧通液路 20 与流入 口 17 连通， 在其延伸方向另一端部， 通过流出侧通液路 22 与流出口 18 连通。
这样， 从流入侧通液管 19 供给至流入口 17 的液体通过流入侧通液路 20 被导入到 凹状流路 23 内。而且， 这样的液体在凹状流路 23 内流通后， 从流出侧通液路 22 导入流出 口 18， 并通过流出侧通液管 21 被排出。由此可知， 在本实施方式中， 通过流入侧通液路 20
和流入口 17 构成使液体流入流路的流入口， 通过流出侧通液路 22 和流出口 18 构成使液体 从流路流出的流出口。此外， 流入口和流出口还可以是不经由通液路等而相对于流路直接 连通的形态。
在通液体 15 的外周面上， 以卷绕的方式配设有通气性膜 25。 即， 通气性膜 25 以将 在通液体 15 的外周面上开口的凹状流路 23 的开口部封闭的方式、 以与隔壁 24 的前端面紧 密接触的状态将通液体 15 的外周面覆盖。
该通气性膜 25 使用与前述实施方式的超微细气泡发生装置所用的膜具有相同的 构造的膜。例如， 能够使用细裂纹生成通气性膜或通过多孔加工而设有多个微细的连通孔 而成的膜、 由具有多个微细的连通孔的多孔质氟化乙烯树脂材料构成的膜等。 这里， 作为通 气性膜 25， 使用细裂纹生成通气性膜。
在通液体 15 的外周面上， 无纺布 26 以将通气性膜 25 进一步从外侧覆盖的方式配 置。该无纺布 26 被用于保护通气性膜 25， 用于防止下述情况 ： 通气性膜 25 因作用在其上 的气压以及液压而发生变形， 从通液体 15 的外周面剥离。因此， 无纺布 26 只要是具有通气 性和整形性的材料即可， 其材质无特别限定。
另外， 在无纺布 26 的外周面上， 以任意间隔卷绕有纱状线材 27。 该纱状线材 27 同 样用于防止通气性膜 25 从通液体 15 剥离。因此， 纱状线材 27 的材质无特别限定， 但优选 具有良好的耐水性以及耐油性。从该点考虑， 作为纱状线材 27， 优选使用渔线等。此外， 图 5 中， 标记 29 表示将通气体 15 的外周面和通气性膜 25 之间液密及气密地密封的密封环。 另一方面， 外壳 16 是两端为开放状态的筒状的外廓构成体， 具有比通液体 15 大一 圈的大小。在外壳 16 的筒壁部的轴向中间部形成有贯穿该筒壁部的通气孔 28。在通气孔 28 上连接有通气管 30， 该通气管 30 例如被连结在以加压状态将空气或氧气等的气体送入 的压缩机等的气体压缩装置上。虽未图示， 但在该通气管 30 上设有调节器。由此， 从通气 管 30 被送入通气孔 28 的加压气体的压力受到控制。
而且， 在外壳 16 内收容有通液体 15。在通液体 15 被收容在这样的外壳 16 内的情 况下， 在覆盖于通液体 15 的外周面的通气性膜 25( 准确地说， 无纺布 26) 的外周面与外壳 16 的内周面之间， 形成有中空间 32。此外， 图 5 中， 标记 33 是将通液体 15 的外周面与外壳 16 的内周面之间液密且气密地密封的 O 型环。通液体 15 和外壳 16 之间的密封构造、 以及 通气体 15 和通气性膜 25 之间的密封构造都是例示的结构， 不构成任何限定。
由此， 由通气管 30 被送入的规定的加压气体通过通气口 28 被收容在外壳 16 内的 中空间 32 中。另外， 被收容在该中空间 32 中的加压空气边被限制通过量边强制性地通过 无纺布 26 和通气性膜 25。而且， 与所述实施方式的超微细气泡发生装置同样地， 通过通气 性膜 25 的加压空气以超微细的气泡的形状混入至在凹状流路 23 内流通的液体中。同样在 此时， 由于通过通气性膜 25 的气体被加压， 所以， 与前述实施方式同样地， 超微细气泡能够 更容易地混入液体中。
另外， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 凹状流路 23 具有充分浅的深度。 由此， 能够有效地谋求每单位容积的气体的混入量的增大。另外， 在凹状流路 23 内形成气 体容易溶解的加压水流， 大部分流体边与通气性膜 25 接触边在凹状流路 23 内流通。
而且， 由于凹状流路 23 具有充分窄的宽度， 所以， 在流入侧通液路 20 中， 液体的流 入区域受到限制。因此， 能够谋求从流入侧通液路 20 流入并在凹状流路 23 内流通的液体
的流速的增大。由此， 伴随着加压气体相对于通气性膜 25 的通过， 在发生于液中的气泡的 发生过程的初期阶段， 在与通气性膜 25 中的凹状流路 23 中的液体的界面成长的气泡通过 被增速的液体在凹状流路 23 内的流动而被截断。进而， 其结果为， 在凹状流路 23 内流动的 液体中， 能够可靠地生成更超微细化的气泡。
另外， 由于凹状流路 23 为螺旋槽形态， 所以， 相对于具有恒定的面积的通液体 15 的外周面， 能够以尽可能长的长度形成凹状流路 23。 由此， 能够使超微细气泡相对于在凹状 流路 23 内流动的液体更多地混入。另外， 能够有利地实现通液体 15、 进而超微细气泡发生 装置整体的小型化。
这样， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 不使用大型的装置， 通过能够实现 制造成本的降低化的简单的构造， 就能够使超微细的气泡可靠地混入至多种液体中。
另外， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 流量调节阀设在流入侧通液管 19 上， 并且， 调节器设在通气管 30 上， 液体和加压气体在各自的压力被任意地控制的状态下 被导入到凹状流路 23 内。因此， 能够有利地设定与液体的特质相适的超微细气泡的混入条 件。 例如， 在液体为重油、 混入的气体为空气等的情况下， 重油与水相比是粘度高的流体， 但 通过以流量调节阀对流量进行调节从而对送压进行控制， 并且， 通过以调节器将通过通气 性膜 25 的空气等的气体的加压程度相对于送压适当高地设定， 能够生成所希望的超微细 气泡含有液。
而且， 本实施方式的超微细气泡发生装置， 与前述实施方式的超微细气泡发生装 置同样， 能够极有利地被用于医疗、 农业、 水产业、 环境、 水处理、 矿山工业等活用微米· 纳米 气泡的领域。尤其是， 由于能够得到混气量丰富的气液混合液， 所以， 其在废水处理以及水 质净化等的水处理领域的活用十分值得期待。
此外， 在前述实施方式中， 形成在通液体 15 的外周面上的凹状流路 23， 是沿通液 体 15 的周向遍及数周地边描绘螺旋边在通液体 15 的轴向上延伸的螺旋槽形态。但是， 凹 状流路 23 以相对于通液体 15 的外周面螺旋状延伸的方式形成即可。因此， 也可以例如如 图 7 所示， 以在通液体 15 的周方向上描绘不足 1 周的螺旋的螺旋槽形态形成凹状流路 23。
接下来， 在图 8 中， 以主视方式示出了具有本发明的结构的微细气泡发生装置的 另一个实施方式。如所述图 8 明确地所示， 本实施方式的超微细气泡发生装置构成为包括 ： 超微细气泡发生筒体 34 ； 以能够旋转的方式对超微细气泡发生筒体 34 进行支承的支承机 构 35 ； 作为使超微细气泡发生筒体 34 旋转驱动的旋转驱动机构的水中马达 36 ； 用于将气 体导入至超微细气泡发生筒体 34 的内部的气体导入机构 37。
更具体地， 如图 9 所示， 超微细气泡发生筒体 34 具有筒状基材 38。该筒状基材 38 由使用树脂材料形成的纵长圆筒状的树脂成形体构成。用于形成筒状基材 38 的树脂材料 没有特别限定， 只要具有能耐受水中的高速旋转的刚性即可。 在本实施方式中， 使用了聚氯 乙烯树脂。当然也可以使用树脂材料以外的材料， 例如金属材料等形成筒状基材 38。
在筒状基材 38 的外周面的轴向两侧的端部， 分别一体地各形成一个卡合突条 39， 该卡合突条 39 具有以规定高度突出且在整个圆周范围内连续地延伸的、 半圆状的轴向截 面。另外， 在与这些各卡合突条 39 的形成部位相比位于轴向内侧的部位上分别各形成一个 矩形截面的周槽 40。在这些各周槽 40、 40 内， 分别嵌入并收容有圆环状的密封橡胶 41。另 一方面， 在筒状基材 38 的轴向中间部， 在其圆周上的一处， 形成有贯通筒壁且向外周面开口的通气孔 42。该通气孔 42 也可以在筒状基材 38 上设置多个。
在这样的筒状基材 38 的轴向两侧的端部， 分别安装有第一盖部 43 和第二盖部 44。 这些第一盖部 43 及第二盖部 44 具有相同的形状， 都是一体地具有底部 45 和筒部 46 的大 致浅底的有底圆筒状。在第一盖部 43 及第二盖部 44 中， 在筒部 46 的开口侧的内周面部分 上， 周设有向轴向外侧 ( 筒部的开口方向 ) 开口的切槽 47， 而在底部 45 侧的内周面部分上 周设有卡合槽 48。另外， 在各盖部 43、 44 的底部 45 的内面的外周部， 形成有圆形的环状槽 49， 在该环状槽 49 内嵌入并收容有 O 型环 50。而且， 在第一盖部 43 的底部 45 的中心部， 穿 设有在内周面上形成了内螺纹部的贯通孔 51， 使设在连结套筒 52 的外周面上的外螺纹部 与贯通孔 51 的内周面的内螺纹部螺合， 从而将连结套筒 52 固定在该贯通孔 51 中。
而且， 所述第一盖部 43 及第二盖部 44 通过底部 45 闭塞筒状基材 38 的轴向两侧 的开口部， 并且在相对于筒状基材 38 的轴向两侧端部使筒部 46 外嵌的状态下分别被安装。 另外， 在这样安装的状态下， 分别设置在筒状基材 38 的轴向两侧端部上的卡合突条 39 突入 到筒部 46 的卡合槽 48 内， 并与卡合槽 48 的内侧侧面卡合。而且， 筒状基材 38 的轴向两侧 的端面分别被压接在各盖部 43、 44 的环状槽 49 内的 O 型环 50 上。
由此， 能够有效地阻止第一盖部 43 及第二盖部 44 从筒状基材 38 简单地离脱， 并 且筒状基材 38 的内孔成为被第一盖部 43 及第二盖部 44 液密及气密地密闭的内侧空间 53。 而且， 所述内侧空间 53， 只在由第一盖部 43 上设置的贯通孔 51 和被固定在其上的连结套筒 52 的内孔构成的导入孔 54、 以及设置在筒状基材 38 的轴向中间部上的所述通气孔 42 处与 外部连通。另外， 第一盖部 43 及第二盖部 44 的各筒部 46 的切槽 47 的底面相对于筒状基 材 38 的轴向两侧端部的各周槽 40、 40 内所嵌入的密封橡胶 41 的外周面， 在垂直于轴的方 向上相对。
而且， 在成为这样的构造的筒状基材 38 上， 外插有使用通气性膜形成的膜圆筒体 55。这里， 作为形成膜圆筒体 55 的通气性膜， 使用与以往同样地在高分子树脂膜上生成细 裂纹而成的、 所谓细裂纹生成通气性膜。 该细裂纹生成通气性膜具有公知的结构， 即一般呈 疏水性， 并具有多个能使气体透过且不能使水等液体和胶状的溶液透过的微细的连通孔。 另外， 这里使用的细裂纹生成通气性膜， 具有与在所述第一以及第二实施方式中作为通气 性膜所使用的薄膜相同的结构。
而且， 在本实施方式中， 如上所述的细裂纹生成通气性膜， 例如以端部彼此重合的 方式卷绕在筒状基材 38 的外周面， 并呈圆筒形状。另外， 在这样的状态下， 相互重合的端部 彼此通过热熔敷等接合， 从而形成为圆筒形状。这样， 形成膜圆筒体 55。由此， 膜圆筒体 55 在其内周面与筒状基材 38 的外周面紧密接触的状态下， 被外插在筒状基材 38 上。当然， 还 可以在将细裂纹生成通气性膜卷绕在筒状基材 38 的外周面后， 使相互重合的端部彼此接 合， 从而形成膜圆筒体 55。
另外， 这样的膜圆筒体 55， 其轴向长度为不足设置在筒状基材 38 的轴向两侧端部 上的卡合突条 39、 39 间的轴向长度的尺寸。由此， 外插在筒状基材 38 上的膜圆筒体 55 的 轴向两侧的端部突入到安装在筒状基材 38 的两端部上的第一盖部 43 及第二盖部 44 的各 筒部 46 的切槽 47 内， 并且膜圆筒体 55 的轴向两侧的端部的内周面部分与筒状基材 38 的 各周槽 40、 40 内所嵌入的密封橡胶 41、 41 的外周面接触地配置。另外， 贯通筒状基材 38 的 轴向中间部的筒壁部分， 并在筒状基材 38 的外周面开口的通气孔 42 的外周面侧开口部被膜圆筒体 55 的轴向中间部覆盖。
而且， 使用具有亲水性的无纺布形成的圆筒状无纺布层 56 在被积层在膜圆筒体 55 的外周面上的状态下进一步被外插在外插有膜圆筒体 55 的筒状基材 38 上。 只要构成该 圆筒状无纺布层 56 的无纺布具有亲水性， 则其种类没有特别限定。例如， 可以使用将纸浆 作为原料利用的纸浆无纺布、 将化学纤维作为原料利用的化学纤维无纺布、 或是将纸浆、 化 学纤维、 玻璃纤维和金属纤维中的 2 种以上组合作为原料利用的复合无纺布等的任一种。 另外， 在利用化学纤维作为原料的情况下， 例如， 可以使用由聚乙烯醇、 聚乙烯、 聚丙烯、 聚 酰胺、 丙烯酸树脂等构成的化学纤维。
这样的无纺布， 例如以端部彼此重合的方式卷绕在外插于筒状基材 38 上的膜圆 筒体 55 的外周面上， 并呈圆筒形状。另外， 在这样的状态下， 相互重合的端部彼此通过热熔 敷等方式接合， 由此形成为圆筒形状。从而形成圆筒状无纺布层 56。另外， 由此， 所述圆筒 状无纺布层 56， 在其内周面与膜圆筒体 55 的外周面紧密接触的状态下， 被外插在筒状基材 38 及膜圆筒体 55 上。
所述圆筒状无纺布层 56 的厚度和轴向长度被适当地设定， 一般地为 400 ～ 470μm 左右的厚度。另外， 这里， 圆筒状无纺布层 56 的轴向长度为与膜圆筒体 55 的轴向长度大致 相同的尺寸。由此， 与膜圆筒体 55 同样地， 圆筒状无纺布层 56 的轴向两侧的端部突入到安 装于筒状基材 38 的两端部上的第一盖部 43 及第二盖部 44 的各筒部 46 的切槽 47 内， 并且 圆筒状无纺布层 56 的轴向两侧的端部的内周面部分经由膜圆筒体 55 的轴向两端部位相对 于筒状基材 38 的各周槽 40、 40 内所嵌入的密封橡胶 41、 41 的外周面接触配置。 另外， 在相对于外插在筒状基材 38 上的膜圆筒体 55 而进一步外插的圆筒状无纺 布层 56 的外周部上， 在其整个表面上卷绕有亲水性的线状体 57。只要该线状体 57 具有亲 水性， 并具有充分的拉伸强度， 则其材质没有任何限定。例如， 可以是绢、 棉、 麻等天然纤维 构成的， 或者可以由上述例示的构成圆筒状无纺布层 56 的化学纤维构成。在这些材质中， 优选使用耐药性优良、 不会被生物分解的聚乙烯醇纤维作为线状体 57 的形成材料。另外， 线状体 57 的直径 ( 粗细 ) 也是只要能够确保充分的拉伸强度， 可以适当确定， 但一般地其 直径为 50 ～ 500μm 左右。
这样的亲水性的线状体 57 被卷绕在圆筒状无纺布层 56 的外周部的整个表面上， 由此圆筒状无纺布层 56 的整体被所述线状体 57 牢固地捆紧。而且， 构成圆筒状无纺布层 56 的纤维彼此很密， 所述圆筒状无纺布层 56 内的通孔更加超微细。
此外， 线状体 57 优选卷绕在圆筒状无纺布层 56 的外周部的整个表面上， 但也可以 根据情况将线状体 57 局部地卷绕在圆筒状无纺布层 56 上。另外， 线状体 57 能够以在相邻 的各线状体之间形成间隙的方式粗略地卷绕在圆筒状无纺布层 56 上， 或者也能够以在相 邻的各线状体之间不形成间隙的方式紧密地卷绕在圆筒状无纺布层 56 上。 而且， 线状体 57 也能够以双层以上的几层重叠的方式卷绕在圆筒状无纺布层 56 上。
在本实施方式中， 相对于圆筒状无纺布层 56 的轴向两侧端部， 线状体 57 无间隙地 紧密地卷绕， 而相对于除此以外的部分， 线状体 57 粗略地卷绕。由此， 膜圆筒体 55 和圆筒 状无纺布层 56 的各自的轴向两侧端部被牢固地固定在筒状基材 38 的轴向两侧端部上， 这 能够阻止这些膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 从筒状基材 38 脱落。另外， 与此同时， 这 样的膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 的各轴向两侧端部和卷绕在这些轴向两侧端部上的
线状体 57 部分被夹压保持在第一盖部 43 及第二盖部 44 的切槽 47 的底面和密封橡胶 41 的外周面之间， 因此， 能够分别确保膜圆筒体 55 的内周面和筒状基材 38 的外周面之间的液 体密封性以及膜圆筒体 55 的外周面和圆筒状无纺布层 56 的内周面之间的液体密封性。
这样， 在超微细气泡发生筒体 50 中， 膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 在以前者 为内侧地积层的状态下被外插在筒状基材 38 上。因此， 在所述超微细气泡发生筒体 34 中， 通过筒状基材 38 的导入孔 54 而被导入到内侧空间 53 内的气体， 从贯通筒状基材 38 的筒 壁的通气孔 42 通过膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56， 变为微细气泡并从圆筒状无纺布层 56 的外周面 (50μm 以下左右 ) 被放出。另外， 这里， 由于形成膜圆筒体 55 的通气性膜具有 疏水性， 而形成圆筒状无纺布层 56 的无纺布具有亲水性， 因此， 透过膜圆筒体 55 并侵入到 圆筒状无纺布层 56 内的气泡成为被进入到圆筒状无纺布层 56 内的水截断的状态， 从而进 一步被超微细化。而且， 在圆筒状无纺布层 56 的外周部的整个表面上卷绕有亲水性的线状 体 57， 圆筒状无纺布层 56 内的通孔变得更超微细， 因此， 能够促进侵入到圆筒状无纺布层 56 内的气泡进一步超微细化。
另一方面， 如图 8 所示， 以能够旋转的方式对超微细气泡发生筒体 34 进行支承的 支承机构 35 具有基板 58。该基板 58 由长度比超微细气泡发生筒体 34 的轴向长度长、 且具 有比超微细气泡发生筒体 34 的外径大的宽度的纵长矩形的不锈钢制或铝制的金属平板构 成。 另外， 由与基板 58 相同材质的矩形金属平板构成的第一支承板 59 和第二支承板 60， 在 基板 58 的长度方向上相互相对配置的状态下， 通过焊接等方式接合并固定在所述基板 58 的长度方向的两侧的端部。 在比基板 58 的轴向中央偏向第一支承板 59 侧的位置上， 并且在从第二支承板 60 隔开比超微细气泡发生筒体 34 的轴向长度大的距离的位置上， 以在基板 58 的长度方向上 延伸的方式配置有圆筒状的支承筒体 61。 该支承筒体 61 由与第一支承板 59 及第二支承板 60 相同的材质构成。 而且， 在支承筒体 61 中， 在位于其轴向两侧端部中的第一支承板 59 侧 的端部上， 一体地设置有呈矩形框状形态的外凸缘部 62， 所述外凸缘部 62 的下端面被接合 并固定在基板 58 的上表面上。
在这样的支承筒体 61 的内孔内配置有旋转体 63。 该旋转体 63 呈细长的大致圆柱 状的整体形状， 具有比支承筒体 61 的内径小一圈的外径， 并具有比支承筒体 61 的轴向长度 大的轴向长度。在所述旋转体 63 的内部， 沿轴向延伸的连通路 64 分别在旋转体 63 的轴向 中间部的外周面部分和轴向一侧的端面开口地设置。
而且， 该旋转体 63， 以使插入到支承筒体 61 的内孔内且具有连通路 64 所开口的端 面的轴向一侧的端部从所述内孔向轴向外侧突出的状态配置。 另外， 在这样的配置状态下， 旋转体 63 通过在轴向上相互分离地固定的两个轴承 65、 65， 以能够围绕轴心旋转的方式被 支承在支承筒体 61 的内周面。
而且， 在这样的旋转体 63 上， 在被两个轴承 65、 65 支承的部位之间， 在轴向上隔开 间隔地外插有聚四氟乙烯制的两个密封环 66、 66。 而且， 这些各密封环 66、 66 在其内外周面 上能够相对于旋转体 63 的外周面和支承筒体 61 的内周面滑动。由此， 在形成于旋转体 63 的外周面和支承筒体 61 的内周面之间的间隙中， 夹持在两个密封环 66、 66 之间的部分成为 相对于外部密闭的通气部 67。而且， 在旋转体 63 的外周面开口的连通路 64 的开口部朝向 所述通气部 67 开口， 因此， 通气部 67 和连通路 64 相互连通。
另外， 在旋转体 63 从支承筒体 61 的内孔的突出部位的前端部上外插并固定有底 圆筒状的夹紧部件 68。也就是说， 该夹紧部件 68 在其底部的中心部穿设有中心孔 69， 旋转 体 63 的突出部位的前端部通过该中心孔 69 被插入到夹紧部件 68 内。而且， 所述旋转体 63 的向中心孔 69 贯穿的部分被止动螺钉 70 固定在中心孔 69 的内周面。
另一方面， 在第二支承板 60 的中央部设有在板厚方向上贯通该第二支承板 60 的 贯穿孔 71， 在该贯穿孔 71 内贯穿有轴部件 72。该轴部件 72 一体地具有 ： 高度低的有底圆 筒状的夹紧部 73 ； 一体地立设在所述有底圆筒状的夹紧部 73 的底部外表面的中央部的圆 棒状的轴部 74。
另外， 在所述轴部件 72 的夹紧部 73 上， 一体地形成有四个搅拌翼 75。如图 8 及图 10 所示， 这四个搅拌翼 75 分别由横跨夹紧部 73 的底部外表面和筒部外表面而延伸的钩形 的平板构成， 一体地立设在夹紧部 73 的圆周方向上相互隔开等距离的位置上。
而且， 这样的轴部件 72 与被插入到支承筒体 61 的内孔的旋转体 63 隔开规定距离 并同轴地配置， 另外， 在所述配置状态下， 轴部件 72 的轴部 74 经由轴承 76 以能够围绕轴心 旋转的状态被贯穿固定在第二支承板 60 的贯穿孔 71 内。
而且， 在本实施方式的微细气泡发生装置中， 具有如上所述的结构的超微细气泡 发生筒体 34 被配置成 ： 在基板 58 上的支承筒体 61 和第二支承板 60 之间， 使第一盖部 43 侧的端部位于支承筒体 61 一侧， 并且使第二盖部 44 侧的端部位于第二支承板 60 一侧， 在 该状态下， 将超微细气泡发生筒体 34 配置成与支承筒体 61 同轴地延伸。另外， 在所述配置 状态下， 超微细气泡发生筒体 34 的第二盖部 44 嵌入到轴部件 72 的夹紧部 73 内， 并通过未 图示的止动螺钉而固定在所述夹紧部 73 上。另一方面， 固定在超微细气泡发生筒体 34 的 第一盖部 43 上的连结套筒 52 的前端部被插入到夹紧部件 68 内， 该夹紧部件 68 固定于从 支承筒体 61 的内孔内突出的旋转体 63 的突出部位的前端上， 并且， 所述连结套筒 52 的前 端部通过止动螺钉 77 固定在该夹紧部件 68 上。
而且， 超微细气泡发生筒体 34， 在被支承在固定于基板 58 上的支承筒体 61 和第 二支承板 60 上的状态下， 与以能够旋转的方式被支承筒体 61 支承的旋转体 63 一起， 能够 围绕其轴心一体地旋转。另外， 随着这种超微细气泡发生筒体 34 与旋转体 63 的一体旋转， 设在轴部件 72 的夹紧部 73 上的四个搅拌翼 75 也同时一体旋转。而且， 旋转体 63 的连通 路 64 通过由连结套筒 52 的内孔和第一盖部 43 的贯通孔 51 构成的所述导入孔 54 而与超 微细气泡发生筒体 34 的内侧空间 53 内连通。从上述内容可知， 在本实施方式中， 支承机构 35 构成为包括 ： 基板 58、 第二支承板 60、 轴部件 72、 支承筒体 61、 旋转体 63 及夹紧部件 68。
而且， 这里， 在固定于基板 58 上的第一支承板 59 和支承筒体 61 的外凸缘部 62 的 相互的相对面之间， 水中马达 36 以被夹持在这些第一支承板 59 和外凸缘部 62 之间的状态 固定。该水中马达 36， 使其驱动轴 78 的前端部突入并位于支承筒体 61 的内孔内。而且， 以 能够旋转的方式配置在支承筒体 61 的内孔内的旋转体 63 以不能相对旋转的方式安装在所 述驱动轴 78 上。由此， 水中马达 36 的驱动轴 78 经由旋转体 63 以能够一体旋转的方式连 结在超微细气泡发生筒体 34 上。因此， 通过水中马达 36 的旋转驱动， 超微细气泡发生筒体 34 能够与旋转体 63 一起旋转驱动。
另外， 在支承筒体 61 的筒壁部的轴向中间部分上设置有贯通支承筒体 61 的通孔 79。该通孔 79 具有阶梯形状， 即在支承筒体 61 的外周面上开口的外侧开口部一侧为大径，而在支承筒体 61 的内周面上开口的内侧开口部一侧为小径。而且， 在所述通孔 79 的大径 部内插入并固定有大致圆筒状的连接筒部 80。 另外， 在该连接筒部 80 的内孔向外部的开口 部中安装有进气管 81。该进气管 81 中， 与连接筒部 80 的连接侧相反的一侧的开口部成为 导入空气的导入口 82， 该导入口 82 向大气开放。 另一方面， 通孔 79 的小径部与被插入并固 定在大径部上的连接筒部 80 的内孔连通， 并且朝设置在支承筒体 61 的内孔内的通气部 67 开口。
由此， 从进气管 81 的导入口 82 导入的空气 ( 大气 ) 经由进气管 81、 连接筒部 80 的内孔和通孔 79， 被导入通气部 67 内， 而且， 该空气从该通气部 67 内， 通过旋转体 63 的连 通路 64 和超微细气泡发生筒体 34 的导入孔 54 被导入内侧空间 53 内。由此可知， 在本实 施方式中， 气体导入机构 37 由进气管 81、 连接筒部 80、 通孔 79、 旋转体 63 的连通路 64、 以 及超微细气泡发生筒体 34 的导入孔 54 构成。
在具有上述结构的本实施方式的超微细气泡发生装置中， 例如， 在将其用于向观 赏鱼用水槽和活鱼用鱼塘等的水中供给氧气等用途的情况下， 如图 8 所示， 超微细气泡发 生筒体 34 以能够围绕水平面内的旋转轴旋转的方式被支承在支承机构 35 上。另外， 在水 中马达 36 被固定的状态下， 基板 58 被水平地载置在水槽等底面上。此时， 进气管 81 的与 向连接筒部 80 的连接侧相反的一侧的端部位于水上， 其导入口 82 向大气开放。
而且， 在这样的状态下， 通过水中马达 36 旋转驱动， 超微细气泡发生筒体 34 以高 速被旋转驱动而进行使用。此时， 安装在超微细气泡发生筒体 34 的第二盖部 44 上的轴部 件 72 上一体形成的搅拌翼 75 也与超微细气泡发生筒体 34 一起一体旋转。由此， 超微细气 泡发生筒体 34 的周围的水被搅拌。
这样， 在本实施方式的微细气泡发生装置中， 在超微细气泡发生筒体 34 在水中以 水平方向配置的状态下， 大气被导入该超微细气泡发生筒体 34 的内侧空间 53 内。由此， 内 侧空间 53 内的空气从筒状基材 38 的通气孔 42 通过膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56， 并 从圆筒状无纺布层 56 的外周面成为微细气泡被放出到水中并分散。另外， 如上所述， 超微 细气泡发生筒体 34 构成为 ： 疏水性的膜圆筒体 55 和亲水性的圆筒状无纺布层 56 在积层的 状态下被外插在筒状基材 38 上， 在此结构基础上， 在圆筒状无纺布层 56 的外周面的整个表 面卷绕亲水性的线状体 57， 由此实现从圆筒状无纺布层 56 的外周面放出的气泡的进一步 超微细化。
而且， 尤其在本实施方式中， 通过气体导入机构 37， 将空气从外部导入微细气泡发 生筒体 34 的内侧空间 53 内， 并且超微细气泡发生筒体 34 被水中马达 36 高速旋转驱动。 由 此， 通过了膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 的气体在圆筒状无纺布层 56 的外周面的通孔 的开口部被截出。也就是说， 在伴随气体透过膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 而产生在 液体中的气泡的发生过程的初期阶段， 在圆筒状无纺布层 56 的与水之间的界面成长的气 泡通过超微细气泡发生筒体 34 的高速旋转而被截断。并且， 这样的气泡因圆筒状无纺布层 56 的亲水功能而能够迅速地脱离通孔的开口部。 而且， 其结果为， 超微细气泡以超微细化进 一步得到寸金的状态从超微细气泡发生筒体 34 的圆筒状无纺布层 56 的外周面被放出。
另外， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 由于超微细气泡发生筒体 34 高速 旋转， 由于圆筒状无纺布层 56 是亲水性的、 以及微细气泡的放出， 能够尽可能地防止水中 的微生物和浮游物 ( 微生物以外的物质 ) 等异物聚集并附着在圆筒状无纺布层 56 的外周面上。而且， 即使这些异物附着在圆筒状无纺布层 56 的外周面上， 也能够通过高速旋转的 超微细气泡发生筒体 34 的离心力将其从圆筒状无纺布层 56 的外周面有效地除去。
因此， 在本实施方式中， 即使同一个超微细气泡发生筒体 34 在水中被长期使用， 也能够有利地避免因附着在圆筒状无纺布层 56 的外周面上的异物等导致圆筒状无纺布层 56 所具有的多个通孔在外周面上的开口面积和各通孔内的容积减少的情况。
因此， 在如上所述的本实施方式的超微细气泡发生装置中， 即使在水中长期使用， 也能够稳定地发生充足量的更微细的气泡， 并使其放出到水中， 并分散。 而且， 其结果为， 在 将该超微细气泡发生装置用于向观赏鱼用水槽和活鱼用鱼塘等水中供给氧气等的用途时， 向水中的氧气补给能够维持更长时间， 能够极其高效且可靠地进行氧气补给。
另外， 该超微细气泡发生装置， 例如， 即使在作为进行家畜、 植物等活性化以及污 水、 排水等净化等的装置被利用的情况下， 也能够更长时间地极其稳定地发挥所希望的效 果。
而且， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 通过由超微细气泡发生筒体 34 的 旋转产生的离心力， 超微细气泡发生筒体 34 的内侧空间 53 内的空气以被吸入到膜圆筒体 55 和圆筒状无纺布层 56 的各通孔内的方式进入， 从而内侧空间 53 内成为减压状态。 由于进 气管 81 的导入口 82 在大气中开放， 因此， 即使例如进气管 81 没有被连接在供给压缩空气 等的压缩机等压缩空气供给源上也没有关系， 在超微细气泡发生筒体 34 的内侧空间 53 内， 空气持续地被导入， 微细气泡能够从圆筒状无纺布层 56 的外周面稳定且持续地被放出。而 且， 与以往装置不同， 不是具有螺杆部和切割器部这二者的复杂结构。
因此， 在这样的本实施方式的超微细气泡发生装置中， 不仅不设置螺杆部和切割 器部这二者， 而且由于不使用压缩空气供给源等附属装置， 因而能够相应地有利实现结构 的小型化、 简略化， 而且， 能够极其有利地实现设置成本和运行成本的降低。
此外， 为了得到如上所述的效果， 使超微细气泡发生筒体 34 在水中围绕其轴心旋 转很重要， 其旋转速度没有特别限定， 但优选为 500rpm 以上， 更优选为 1000rpm 以上。 而且， 为了实用， 所述旋转速度为 5000rpm 以下左右。由此， 能够更可靠地发挥更优良的效果。
另外， 在本实施方式中， 通过搅拌翼 75 与超微细气泡发生筒体 34 一体旋转， 超微 细气泡发生筒体 34 的周围的水被搅拌。由此， 从圆筒状无纺布层 56 的外周面放出的微细 气泡在水中的更宽的范围内被进一步有效地分散。其结果为， 能够更高水平地可靠地实现 由微细气泡向水中的进一步分散得到的所希望的效果。
而且， 在本实施方式的超微细气泡发生装置中， 纵长圆筒状的超微细气泡发生筒 体 34 以在水中由支承机构 35 以能够围绕沿水平延伸的旋转轴旋转的方式支承的状态配 置。由此， 从圆筒状无纺布层 56 的外周面放出的微细气泡在水中被有效地分散。
以上， 对本发明的具体结构进行了详细的说明， 但这些只不过是例示， 本发明不受 上述记载的任何限制。
例如， 在上述实施方式中， 气体导入机构 37 的进气管 81 的导入口 82 向大气开放， 但如图 11 所示， 所述导入口 82 也可以连接在压缩机等压缩空气供给源 83 上。 由此， 在超微 细气泡发生筒体 34 的内侧空间 53 内， 压缩空气被强制导入， 因此， 即使在超微细气泡发生 筒体 34 的非旋转状态下， 也能够从圆筒状无纺布层 56 的外周面可靠且稳定地放出微细气 泡。此外， 在图 11 所示的本实施方式以及后述的图 12 至图 15 所示的几个实施方式中， 对于具有与上述第一实施方式同样结构的部位及部件， 标注与图 8 至图 10 相同的附图标记， 并省略其详细说明。
另外， 无论进气管 81 的导入口 82 被连接在压缩空气供给源 83 上还是向大气开 放， 都无需连续地使超微细气泡发生筒体 34 旋转， 该旋转也可以间歇地进行。
而且， 只要搅拌翼 75 与超微细气泡发生筒体 34 一体旋转， 且能够对超微细气泡发 生筒体 34 周围的水进行搅拌， 其形状、 形成位置和形成个数等没有任何限定。
即， 例如， 也可以如图 12 及图 13 所示， 在安装于超微细气泡发生筒体 34 的第二盖 部 44 上的支承机构 35 的轴部件 72 的夹紧部 73 的底部外表面上一体形成多个 ( 这里为四 个 ) 矩形平板状的搅拌翼 75。
另外， 也可以如图 14 所示， 将多个 ( 这里为两个 ) 纵长矩形平板状的搅拌翼 75 以 在第一盖部 43 和第二盖部 44 之间架设的方式设在超微细气泡发生筒体 34 上。
而且， 也可以如图 15 所示， 将多个 ( 这里为两个 ) 由螺旋状延伸的弯曲板构成的 搅拌翼 75 以在第一盖部 43 和第二盖部 44 之间架设的方式设在超微细气泡发生筒体 34 上。
在这些以图 12 至图 15 所示的结构设置搅拌翼 75 的任意情况下， 从圆筒状无纺布 层 56 的外周面放出的微细气泡在水中的更宽的范围内进一步被有效地分散。而且， 其结果 为， 能够以更高水平可靠地实现由微细气泡向水中的进一步分散得到的所希望的效果。此 外， 图 8、 图 12 至图 15 所示的搅拌翼 75， 为了容易理解其结构， 应理解为以比实际大的尺寸 夸张地进行图示。
作为使超微细气泡发生筒体 34 围绕其轴心旋转驱动的旋转驱动机构， 除例示的 水中马达 36 以外， 还可以适当地采用公知的各种旋转驱动设备。另外， 所述旋转驱动机 构无需是使超微细气泡发生筒体 34 自动地旋转的机构， 只要能够得到充分的旋转速度， 例 如， 也可以采用通过手柄操作等方式手动地使超微细气泡发生筒体 34 旋转的机构。
当然， 气体导入机构 37 的结构只要是能够使气体从外部导入到超微细气泡发生 筒体 34 的内侧空间 53 内的结构便不限于例示的构造。
此外， 虽未一一列举， 本发明可以根据本领域技术人员的知识经过各种变更、 修 正、 改良等后进行实施， 另外， 这样的实施方式只要不脱离本发明的主旨， 当然也包含在本 发明的范围内。