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気泡生成装置及び気泡生成方法

国内特許コード P170014172
整理番号 16P004
掲載日 2017年6月1日
出願番号 特願2016-102492
公開番号 特開2017-023996
登録番号 特許第6755035号
出願日 平成28年5月23日(2016.5.23)
公開日 平成29年2月2日(2017.2.2)
登録日 令和2年8月27日(2020.8.27)
優先権データ
  • 特願2015-141304 (2015.7.15) JP
発明者
  • 五島 崇
出願人
  • 国立大学法人鹿児島大学
発明の名称 気泡生成装置及び気泡生成方法
発明の概要 【課題】大がかりな構成を必要とせずに、微細化された気泡を効率よく生成することができる技術を提供する。
【解決手段】気泡生成装置100は、下流端10aが液体L中に配置されるガス流路10と、ガス流路10の上流端10bに接続された電磁弁20と、電磁弁20に接続されたガスタンク30及び真空ポンプ40と、電磁弁20を制御する弁制御装置50とを備える。電磁弁20、ガスタンク30、真空ポンプ40、及び弁制御装置50によって構成されるガス圧制御装置が、ガス流路10内を減圧することで、液体Lがガス流路10内のガスと混ざり合うように、液体Lを下流端10aから吸い込ませたのち、ガス流路10内を加圧することで、ガス流路10内の液体L及びガスを、下流端10aから噴出させる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

近年、化学工業や生物工業等の分野で、液体中に生成した気泡、特にファインバブルと呼ばれる直径100μm以下の気泡が利用されている。気泡を生成する手法を開示した文献として、下記特許文献1及び2が挙げられる。

特許文献1は、下流端が液体中に配置されたガス管の上流端から、オーディオスピーカで生成した音波を導入する手法を提案している。特許文献1は、音波の振動によって、ガス管の下流端から気泡が生成されると説明している。

特許文献2は、気泡を噴出する微細孔が多数形成された円盤を液体中で回転させる手法を開示している。円盤の回転によって気泡に剪断力が作用し、この剪断力によって気泡が微細化される。

産業上の利用分野

本発明は、気泡生成装置及び気泡生成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
液体を貯留する液体貯留部を有する蓄気室と、
前記液体貯留部を、前記蓄気室の外部において前記液体を貯留する液槽に連通させる液体連通路と、
下流端が前記液体貯留部の前記液体中に配置されるガス流路と、
前記ガス流路内を減圧することにより、前記液体貯留部の前記液体が前記ガス流路内のガスと混ざり合うように、前記液体貯留部の前記液体を前記下流端から吸い込ませたのち、前記ガス流路内を加圧することにより、前記ガス流路内の前記液体及び該液体と混ざり合った前記ガスを、前記下流端から前記液体貯留部に噴出させるガス圧制御装置と、
を備え
前記蓄気室が、前記液体貯留部の上方に、前記ガスを収容する空間であって、前記液体貯留部に貯留された前記液体の液面と接する空間を画定するガス収容部をさらに有し、
前記ガス収容部によって画定された前記空間が前記ガス流路の上流端と連通していることにより、前記ガス圧制御装置によって前記ガス流路内が減圧された際に、前記液槽の前記液体が前記液体連通路を通じて前記液体貯留部に引き上げられ、かつ前記ガス圧制御装置によって前記ガス流路内が加圧された際に、前記液体貯留部の前記液体及び前記ガスが、前記液体連通路を通じて前記液槽に押し込まれる、
気泡生成装置。

【請求項2】
前記ガス流路の前記下流端が、前記液体の流れを絞る絞り部を有するノズルで構成され、
前記ガス圧制御装置によって前記ガス流路内が減圧された際に、前記ノズルから吸い込まれた前記液体が、前記絞り部から前記ガス流路の前記上流端側に向かって噴出することにより、前記ガス流路内の前記ガスと混ざり合う
請求項1に記載の気泡生成装置。

【請求項3】
前記ノズルが、本体部と、各々前記本体部における前記液体の流れを絞る複数の前記絞り部とを有し、
前記本体部と、各々の前記絞り部とで流路断面の形状が異なる、
請求項2に記載の気泡生成装置。

【請求項4】
前記ガス圧制御装置が、
第1及び第2の入力ポート並びに出力ポートの少なくとも3つのポートを有し、前記出力ポートに前記ガス流路の前記上流端が接続される弁と、
前記第1の入力ポートに接続されるガスタンクと、
前記第2の入力ポートに接続される真空ポンプと、
前記第1の入力ポートが前記出力ポートに連通された状態と、前記第2の入力ポートが前記出力ポートに連通された状態とが交互に切り替えられるように、前記弁を制御する弁制御装置と、
を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の気泡生成装置。

【請求項5】
液体を貯留する液体貯留部を有する蓄気室と、
前記液体貯留部を、前記蓄気室の外部において前記液体を貯留する液槽に連通させる液体連通路と、
下流端が前記液体貯留部の前記液体中に配置されるガス流路と、
を用いる気泡生成方法であって、
前記ガス流路内を減圧することにより、前記液体貯留部の前記液体が前記ガス流路内のガスと混ざり合うように、前記液体貯留部の前記液体を前記下流端から吸い込ませる吸い込みステップと、
前記吸い込ませた液体及び該液体と混ざり合った前記ガスを、前記ガス流路内を加圧することにより、前記下流端から前記液体貯留部に噴出させる噴出ステップと、
を含み、
前記蓄気室が、前記液体貯留部の上方に、前記ガスを収容する空間であって、前記液体貯留部に貯留された前記液体の液面と接する空間を画定するガス収容部をさらに有し、
前記ガス収容部によって画定された前記空間が前記ガス流路の上流端と連通していることにより、
前記吸い込みステップでは、前記液槽の前記液体を、前記液体連通路を通じて前記液体貯留部に引き上げ、かつ引き上げた前記液体を前記下流端から吸い込ませ、
前記噴出ステップでは、前記下流端から前記液体貯留部に噴出された前記液体及び前記ガスを、前記液体連通路を通じて前記液槽に押し込む、
気泡生成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016102492thum.jpg
出願権利状態 登録
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