[发明专利]微型泡沫形成方法以及微型泡沫形成装置

说明书

技术领域

本发明基于日本国专利申请：日本特愿2013-227636号(2013年10 月31日申请)主张优先权，并通过引用将该申请的全部记载内容插入记载 于本说明书。

本发明涉及用于在液状体之中形成微小直径的气泡的微型泡沫形成方 法以及装置，更详细地说，涉及用于在液状体之中形成稳定的微小直径的 气泡的微型泡沫形成方法以及装置。另外，在液状体中，不仅包含(1)仅 含有液体的液状体，也包含(2)含有液体与不溶解于所述液体的不溶物(更 详细地说，以液状体不丧失流动性的范围的量含有所述不溶物)的液状体。

背景技术

存在各种用于在液状体中产生微型泡沫或纳米泡沫那样的具有微小直 径的微小气泡的方法，但是主要有：(1)使气体通过具有微小的孔的部件 (例如针、多孔材料、空气扩撒膜等)的方法；(2)利用由剪切流引起的 气液界面的不稳定化的方法(具体地说，文丘里管、节流孔方式、高速回 旋的回旋流方式等)；(3)在加压下使气体溶解并在低压下释放的加压溶解 法；(4)对液体发出超音波而产生气穴的方法；和(5)利用碳酸盐与酸产 生碳酸气体等的化学反应法等。

一般地说，直径比较小的区域的气泡，根据气泡的直径尺寸而被称为 微型泡沫和/或纳米泡沫，从概念上来说，将直径为微米为单位的气泡(具 体地说，1μm～1000μm)称为微型泡沫，将以纳米为单位的气泡(具体地 说，1nm～1000nm)称为纳米泡沫，但这些呼称并没有正确地区别开。在 本申请说明书中，设为在“微型泡沫”中也包含“纳米泡沫”。

作为微型泡沫，例如有直径为数十μm左右的泡沫，可实务地利用。 这样的微型泡沫用肉眼也能够确认，如果是直径1μm～100μm的微型泡 沫，则在大量产生时能够通过白浊而予以确认。

这样的微型泡沫，通过适当选择气体(通常的情况下，在大气压下、 室温下为气体)的种类，另外通过适当选择形成泡沫并使其分散的液状体 的种类(例如，水(自来水、纯水、超纯水等)、湖泊水、海水、污水处理 水、洗衣水、浴池水、饮食物、血液等)，在各种领域中利用。例如，在污 水处理的领域，通过利用氧气或空气的微型泡沫，能够提高污水中的溶解 氧浓度。另外，在食品制造的领域，通过利用具有杀菌性的气体(例如， 臭氧气体)，能够对食品进行杀菌。另外，通过利用二氧化碳或空气，能够 得到浴池用的白浊温水。另外，微型泡沫和/或纳米泡沫在医疗现场等也开 始利用。

产生微型泡沫的装置有各种各样的。例如，有下述专利文献1所述的 微型泡沫产生装置，在专利文献1中记载了微型泡沫的产生原理(参照专 利文献1的段落(0003))。根据所述微型泡沫的产生原理，可以如下考虑 例如使用文丘里管产生微型泡沫的装置的情况下的原理。

即，如果急速对液状流体加速，则在液状流体中存在无数其压力变得 比饱和蒸气压低的部分，在这些部分液状流体气化而生成气腔(微小气泡)。 生成的气腔(微小气泡)在含有它的液状流体的流速减小时破灭(认为是 因为所述压力返回到饱和蒸气压以上的压力)。但是，在气泡(例如，直径 为数毫米左右的气泡)预先混入液状流体中并对混入有气泡的液状流体和 气泡一起进行加速的情况下，混入于液状流体的气体充满腔，该气腔作为 微型泡沫而分散于液状流体中。

作为产生微型泡沫的装置，已知有专利文献1所述的微型泡沫产生装 置和下述专利文献2所述的微型泡沫产生器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-21343号公报

专利文献2:日本特开2012-176335号公报

发明内容

发明要解决的课题

在本发明申请中进行了以下的分析。

通常认为，专利文献1所述的微型泡沫产生装置具备：将一端开口2 以及另一端开口3分别在长边方向的两端开放的壳体4；使气体导入壳体4 的气液混合单元5；被内装于壳体4的整流筒体6；固定于整流筒体6的外 侧的第1螺旋桨形翼列7；和固定于整流筒体6的内侧的第2螺旋桨形翼 列8(参照专利文献1的附图的图2)，该微型泡沫产生装置产生气液混合 流体作为内外反向旋转的回旋流，并产生微型泡沫。