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公開番号2025163258
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2025134204,2023176335
出願日2025-08-12,2019-07-26
発明の名称ファインバブル発生装置
出願人株式会社シバタ
代理人個人
主分類B01F 23/2375 20220101AFI20251021BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】ナノオーダのファインバブルを効率よく発生させるファインバブル発生装置を提供する。
【解決手段】筒状本体の入口から径を漸減させる入口部10と、該入口部に連続するオリフィス15と、該オリフィスに連続する拡径部20とが順次形成され、オリフィスの出口周壁8は半径方向立面とされ、拡径部は、オリフィスの中心線の延長先にある出口のみで開放されるファインバブル発生装置1において、拡径部の径はオリフィスの径の3～10倍とし、オリフィスは直管部分を備え、かつ該直管部分の長さはオリフィスの出口径の長さの0.5～2.0倍とし、出口周壁は前記オリフィスの軸に対して垂直を中心に±20度以内とする、ファインバブル発生装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒状本体の入口から径を漸減させる入口部と、該入口部に連続するオリフィスと、該オリフィスに連続する拡径部とが順次形成され、
前記オリフィスの出口周壁は半径方向立面とされ、
前記拡径部は、前記オリフィスの中心線の延長先にある出口のみで開放されるファインバブル発生装置において、
前記拡径部の径は前記オリフィスの径の３～１０倍であり、
前記オリフィスは直管部分を備え、該直管部分の長さは前記オリフィスの出口径の長さの０．５～２．０倍であり、
前記出口周壁は前記オリフィスの軸に対して垂直を中心に±２０度以内である、ファインバブル発生装置。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のファインバブル発生装置の前記入口部へ２．０ＭＰａの圧力で水を導入することで、前記拡径部から放出される水含まれるファインバルブの実質的に全部をナノオーダとする、ファインバルブを含む水の製造方法。
【請求項３】
前記水に含まれるファインバルブは、個数比においてその９９．８％がナノオーダに達する、請求項３に記載のファインバブルを含む水の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はファインバブル発生装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ファインバブルを形成する一つの手法としてキャビテーション効果の利用がある。特許文献１、特許文献２には、管状の本体部のオリフィス内へ柱状部を突出させ、このオリフィスを通過する水流にナノオーダのファインバブルを発生させるファインバブル発生装置が開示されている。
このファインバブル発生装置へ水道水を導入すると、相対向する柱の間に形成された絞り部にて水流が絞られてその流速が増加する。その結果、ベルヌーイの原理に従い絞り部（及びその下流側）に負圧域が形成され、そのキャビテーション（減圧）効果により水中の溶存気体が析出してファインバブルが発生する。
なお、マイクロオーダのファインバブルであれば、筒状部材に単に小径部分（オリフィス）を設ければよい（特許文献３）。即ち、筒状部材の入口側端部から中心部にいくにしたがって内径が徐々に狭まる入口部と、この入口部に接続するオリフィスと、このオリフィスに接続し筒状部材の出口側他端に向け内径が徐々に広がる拡径部とを備える装置でマイクロオーダのファインバブルを形成できる。
その他、特許文献４～１２を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５７１２２９２号公報
特許第６２７９１７９号公報
特許第６３６９８７９号公報
特開２０１８－５１５６１号公報
韓国公開特許第１０－２０１８－０１１４６６５号公報
国際公開２０１８／０２０７０号公報
特開２００８－２９６０９６号公報
特開２０１３－１４６７１４号公報
特開２００８－１６１８２６号公報
特開２０１１－８３７７２号公報
特開２００８－２９００５０号公報
特開２０１３－１４６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナノオーダのファインバブルを発生するためには、筒状部材のオリフィスに柱状部を突出させていた。
かかる柱状部の存在は流体の流れを阻害するので、ファインバブルを発生させる流体の流量が制限される。また、柱状部間に異物が挟まることもある。
また、柱状部を製造するのに手間がかかる。更には、柱状部が片持ち梁の状態で支持されているときは機械的剛性を確保しがたく、耐久性の確保が困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を達成すべきなされたものであり、次のように規定される。即ち、
オリフィスを有する筒状のファインバブル発生装置であって、
オリフィスの出口の周壁に凹部が形成される、ファインバブル発生装置。
【０００６】
ここにオリフィスとは筒状部材において縮径されてかつ所定の長さを有する部分を指す。
換言すれば、筒状部材においてオリフィスの入り口側と出口側にはそれぞれオリフィスより大径な入口部と出口部（拡径部）が連続されている。
オリフィスは、流れを安定させるために同一径の平坦な内周面を備えることが好ましい。オリフィスの径は求める圧縮比（流体に対する）と流体の処理量との関係で任意に設計できる。キャビティ効果を発揮させるためには、オリフィス出口の径とそれに続く拡径部の径との差の調整が重要になる。
【０００７】
オリフィスの長さはオリフィスを流れる流体が安定すれば、即ち、その軸方向へ流れが揃えられれば、任意に設計できる。
勿論、オリフィスの径は軸方向に均一であることに限定されるわけでない。オリフィスにおいても径を順次変化させることができるし、その内周面にスパイラル溝を形成することもできる。
【０００８】
オリフィスへ続く入口部はオリフィスへ向かって順次縮径することが好ましい。流体を円滑にオリフィスへ導入するためである。これにより、高い流速を確保しつつ、流体を十分に圧縮することができる。
縮径の度合い（軸方向に対する傾斜角度）は流体の種類、流速、求める圧縮率に応じて任意に選択できる。
入口部の内周面は平坦面とすることが好ましいが、その内部へスパイラル溝等を設けることができる。
【０００９】
オリフィス出口に続く拡径部はオリフィス出口の径より拡径している。これにより、オリフィスで圧縮された流体が当該拡径部へ吐出されたときに開放されて負圧になり、キャビティ効果が発揮される。
オリフィスの出口の径と拡径部の最大径の差（比）は、求めるファインバブルの平均粒径や粒子数等に応じて任意に設計される。
【００１０】
オリフィスで圧縮された流体を拡径部で解放して負圧にすることにより、マイクロオーダのファインバブルが形成されることは広く知られている（特許文献３参照）。
この発明では、オリフィスの出口の周壁に凹部を設けることで、オリフィスに何ら柱部を設けることなく、形成されるファインバブルをナノオーダ―にできる。
柱部を省略できることにより、オリフィス内の抵抗が小さくなるので処理できる流体の量が増加する。また、構造が簡素化されるので製造が容易になりかつ耐久性及びメンテナンス性が向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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