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公開番号2024039736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-25
出願番号2022144322
出願日2022-09-12
発明の名称ナノバブル水製造装置
出願人株式会社ケイビーエクセル
代理人個人,個人
主分類B01F 23/2375 20220101AFI20240315BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】1cc当たり10億個以上の粒径100nm未満のナノバブルを含むナノバブル水を製造するナノバブル水製造装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ナノバブル水を製造するナノバルブ水製造装置であって、加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーが、内径が大きい方を上側に内径が小さい方を下側に略円筒形状の空洞部を上下方向に連通状態で半径方向の隙間なく連結したチャンバー部と、チャンバー部に内設した、上から下方に向けて、略円錐状、略円筒状及び略逆円錐状の3つの流路を上下方向に連通状態で連結して1本の流路としたナノバブル水流路と、チャンバー部の下側の周壁に液体と気体の混合流体を周方向でかつ上方向に向けてらせん状に上昇するように噴入させる噴入部と、を備え、チャンバー部の下側の内径が小さい方の円筒形状体の内周面と、略円筒状の中筒状体の外周面との隙間を小さくしたナノバルブ水製造装置により課題解決できた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気体供給部と、液体供給部と、前記気体供給部からの気体と前記液体供給部からの液体とを混合させ所定の加圧をした混合流体を送出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプからの混合流体を濾過する濾過フィルターと、前記濾過後の混合流体からナノバブルを含有したナノバブル水を生成する加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーと、生成されたナノバブル水を吐出する吐出弁とを備えるナノバルブ水製造装置であって、
前記加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーが、
内径が異なる２つの略円筒形状の空洞部を上下方向に連通状態で半径方向の隙間なく連結したチャンバー部と、前記チャンバー部に内設した、略円錐状、略円筒状及び略逆円錐状の３つの流路を上下方向に連通状態で連結して１本の流路としたナノバブル水流路と、を備え、
前記チャンバー部が、下端のみに開口部を有する前記空洞部を形成した上側円筒状チャンバー部と、前記上側円筒状チャンバー部の下端に前記上側円筒状チャンバー部の内径より小さい内径で上端のみに開口部を有する空洞部を形成した下側円筒状チャンバー部と、を備えて、前記下側円筒状チャンバー部の周壁に液体と気体の混合流体を周方向でかつ上方向に向けてらせん状に上昇するように噴入させる噴入部を設け、
前記ナノバブル水流路が、高さ方向で前記上側円筒状チャンバー部の下端面又は前記下側円筒状チャンバー部の上端面の高さの近傍に設け、外周面と前記チャンバー部の内周面との隙間を狭くした略円筒状の中筒状体と、前記中筒状体の上端縁に載設され、内部に前記上端縁の開口部と略同じ内径を有し所定の長さのガイド用円筒体を前記上端縁から垂下設させた、下方にいくほど内径を大きくした略円錐状の上筒状体と、前記中筒状体の下端縁に垂下設され、下方に行くほど内径を小さくし下端に形成した下端開口部を前記下側円筒状チャンバー部の底壁に貫設した略逆円錐状の下筒状体と、を備えていることを特徴とするナノバルブ水製造装置。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記下側円筒状チャンバー部の前記噴入部の位置から前記下側円筒状チャンバー部の上端までの高さ方向の長さを、噴入された混合液体に含まれている気泡が溶解可能な長さとすることを特徴とする請求項１に記載のナノバルブ水製造装置。
【請求項３】
前記下側円筒状チャンバー部の上端の内周面と前記中筒状体の外周面との間の環状の隙間の水平方向の流路断面積に対する、前記上側円筒状チャンバー部の内周面の水平方向の断面積を、前記隙間によって加圧されて気泡が溶解した混合液体から圧力低下により溶解していた気体が解放され、ナノバルブが発泡可能となる広さとすることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノバルブ水製造装置。
【請求項４】
前記加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーから噴出した混合液体を、前記高圧ポンプの上流に流入する循環用流路を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のナノバルブ水製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な気泡であるナノバブルが含まれた液体であるナノバブル水を製造するナノバブル水製造装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、気泡径がマイクロメートルからナノメートルオーダーの範囲内の微細気泡を含有するファインバブル液製造装置であって、気体供給口からの気体と原料液を吸入するためのポンプとともに、ポンプによって圧送された原料液と気体との気液混合物を加圧するための加圧室と、加圧室で加圧された気液混合物中の気泡径をマイクロメートルからナノメートルオーダーの範囲内のファインバブルへと微細化するための金属フィルターを備え、金属フィルターでは、通水液方向と同軸方向に微細孔路が多数開口されており、気液混合物が微細孔路を通過することにより、気泡径が微細化されるファインバブル液製造装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、上部にバブル含有液導入口を配するとともに底部にバブル含有液導出口を配してなる液槽と、この液槽の前記バブル含有液導入口にマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有液を供給するマイクロバブル含有液供給部と、前記バブル含有液導入口を通して前記液槽内に供給された前記マイクロバブル含有液が下方へ向けて流れる箇所に超音波によるマイクロバブルの圧壊が集中して起こりナノバブルが生成される超音波圧壊場を形成するために前記液槽内へ超音波を照射する超音波圧壊部と、この超音波圧壊部により生成されたナノバブルを含有するナノバブル含有液を、前記バブル含有液導出口を通して前記液槽外に取り出すナノバブル含有液導出部とを具備するナノバブル製造装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部と、前記気体のナノバブルが含まれた混合流体を送り出す噴出部と、前記導入部と前記噴出部との間に、前記気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部とを備えたナノバブル生成ノズルであって、前記ナノバブル生成構造部は、断面積の異なる複数の流路が前記ナノバブル生成ノズルの軸方向に複数段階に分けて配置されてなり、前記流路が加圧溶解の原理を利用してナノバブルを生成するナノバブル生成ノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６１５７６８８号公報
特開２０１５－１８６７８１号公報
特許第６１２９３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明は、ファインバルブ液１ｃｃ当たり均気泡径１５４ｎｍの微細気泡量が１．２５億個／ｃｃであり、図５に示された粒径と量との割合をみると、気泡の大きさ１００ｎｍ以下が４０％弱しかないという問題があった。
【０００７】
特許文献２の発明は、微細で径が均一であり且つ高濃度のナノバブル含有液ＮＢを得ることができる。具体的にはマイクロバブル含有液供給部３により２００ｎｍ～２μｍ前後のマイクロバブル含有液ＭＢを生成するとともに、このマイクロバブル含有液ＭＢに対し超音波圧壊場を形成しさらに圧壊することで、中心粒径１００ｎｍ前後以下且つバブル濃度３億個／ｍｌ以上の達成ができるホモジニアスナノバブル製造装置を実現するものであると記載されているが、粒径１００ｎｍ未満の量が少ないという問題があった。
【０００８】
特許文献３の発明は、約１００ｎｍの直径のナノバブルが最も多く生成され、その数は１ｃｃ当たり約４億個のナノバブルが生成されたと記載されているが、図５又は図６をみると粒径１００ｎｍ未満のナノバブルの量が少ないという問題があった。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、１ｃｃ当たり１０億個以上の粒径１００ｎｍ未満のナノバブルを含むナノバブル水を製造するナノバブル水製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載のナノバルブ水製造装置は、気体供給部と、液体供給部と、前記気体供給部からの気体と前記液体供給部からの液体とを混合させ所定の加圧をした混合流体を送出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプからの混合流体を濾過する濾過フィルターと、前記濾過後の混合流体からナノバブルを含有したナノバブル水を生成する加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーと、生成されたナノバブル水を吐出する吐出弁とを備えるナノバルブ水製造装置であって、前記加圧溶解・マルチサイクロンチャンバーが、内径が異なる２つの略円筒形状の空洞部を上下方向に連通状態で半径方向の隙間なく連結したチャンバー部と、前記チャンバー部に内設した、略円錐状、略円筒状及び略逆円錐状の３つの流路を上下方向に連通状態で連結して１本の流路としたナノバブル水流路と、を備え、前記チャンバー部が、下端のみに開口部を有する前記空洞部を形成した上側円筒状チャンバー部と、前記上側円筒状チャンバー部の下端に前記上側円筒状チャンバー部の内径より小さい内径で上端のみに開口部を有する空洞部を形成した下側円筒状チャンバー部と、を備えて、前記下側円筒状チャンバー部の周壁に液体と気体の混合流体を周方向でかつ上方向に向けてらせん状に上昇するように噴入させる噴入部を設け、前記ナノバブル水流路が、高さ方向で前記上側円筒状チャンバー部の下端面又は前記下側円筒状チャンバー部の上端面の高さの近傍に設け、外周面と前記チャンバー部の内周面との隙間を狭くした略円筒状の中筒状体と、前記中筒状体の上端縁に載設され、内部に前記上端縁の開口部と略同じ内径を有し所定の長さのガイド用円筒体を前記上端縁から垂下設させた、下方にいくほど内径を大きくした略円錐状の上筒状体と、前記中筒状体の下端縁に垂下設され、下方に行くほど内径を小さくし下端に形成した下端開口部を前記下側円筒状チャンバー部の底壁に貫設した略逆円錐状の下筒状体と、を備えていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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