[发明专利]气泡产生设备及装置

说明书

一种超微细气泡产生设备在此被公开，其包括一层微细阵列多孔膜及一个用于在液体中产生多个实质均一的超微细气体气泡的装置。所述微细阵列多孔膜包括多个具有小于100μm且实质上均一而具有小于20％的变化量的尺寸的孔洞。由所述超微细气泡产生设备产生的所述超微细气泡可以具有50nm至50000nm且小于20％变化量的实质上均一分布的尺寸。所述超微细气泡产生设备的应用也在此被公开，其包括一种肌肤清洁装置及牙齿清洁装置。所述清洁装置皆包括这样的超微细气泡产生设备。

背景技术

空气气泡(air bubbles)或气体气泡(gas bubbles)能以数种方式在液体(例如水)中产生。举例来说，沸水或空化(cavitation)可以产生大量空气气泡。在液体中控制气体气泡的产生或/及消失的技术已被广泛地应用在不同领域中，例如污水处理(借由提供大量的氧气并质传至废水中)、工业清洁(借由在用来清洁污染物的清洗液中产生受控制的声空化现象)、工业混合(借由破坏及均质在液态溶液中的悬浮粒子),及生物医学工程(例如，在冲击波碎石术中破坏肾结石)。

发明内容

本发明涉及一种超微细气泡产生设备或系统，包含一层微细阵列多孔膜及其实际的应用。

利用发泡材料来产生气体气泡是可行的。现有的发泡材料可以具有0.5至8mm的孔洞尺寸，且可以具有14至3100/mm的比表面积。然而，这些发泡材料的孔洞尺寸具有大的变化量，举例来说，大于100％。

在此公开的一些实施例包含高的表面积对体积比的微细阵列多孔材料。所述微细阵列多孔材料可以是微细阵列膜。所述微细阵列膜具有10μm至50000μm的厚度，且较佳地，为100μm至1000μm。所述微细阵列多孔材料可以具有大于100cm²的表面积，例如20cm×20cm。所述孔洞的尺寸可以是，举例来说，小于约100μm，且较佳地，小于约25μm。相较于现有的发泡材料，于本文公开的微细阵列多孔材料中的所述孔洞的尺寸实质上均一而具有小于约20％的变化量，且较佳地，小于约10％。在一些实施例中，所述微细阵列多孔材料可以包括多个晶界区域且所述晶界区域填充有固态物质或膜，以增加所述微细阵列多孔材料的机械强度，其中，所述比表面积高于410/mm、尺寸变化量小于约10％，且所述晶界区域的尺寸为约5μm至15cm。在一些实施例中，所述微细阵列多孔材料可以具有少的晶界区域或不具有晶界区域。

一个用于产生微细气体气泡的设备在此被公开，更详细地说，一个用于在液体中产生实质均一的超微细气体气泡的设备在此被公开。所述设备可以包括一层具有高于约410/mm的比表面积的微细阵列多孔膜，且所述比表面积取决于不同的孔洞尺寸。所述微细阵列多孔膜包括多个孔洞，其中，所述多个孔洞具有小于约100μm的尺寸，且较佳地，小于约25μm。所述多个孔洞的尺寸实质上均一而具有小于约20％的变化量，且较佳地，小于约10％。在一些实施例中，所述设备中的所述微细阵列多孔膜可以是由聚合物、陶瓷、金属或复合材料所制成。举例来说，所述设备中的所述微细阵列多孔膜可以是由SiO₂、TiO₂、Al₂O₃或ZnO所制成。

在此公开的所述超微细气泡产生设备也包括一个用于在液体中产生超微细气体气泡的装置。所述用于产生超微细气体气泡的装置是被配置来推动包含在位于所述微细阵列多孔膜的一个第一侧上的所述液体中的气体气泡穿透至所述微细阵列多孔膜的一个第二侧，以在位于所述微细阵列多孔膜的第二侧上的所述液体中产生超微细气体气泡。

在一些实施例中，所述用于产生超微细气体气泡的装置包括一个高压液体注入器。所述高压液体注入器被配置来对所述液体施予压力，以使所述液体从所述微细阵列多孔膜的所述第一侧穿透至所述微细阵列多孔膜的第二侧，而产生超微细气体气泡。在所述微细阵列多孔膜的第一侧的液体可以包含大量的大气体气泡，且所述大气体气泡的尺寸大于50μm。在液体与气体气泡间的体积比例可以是，举例来说，1:1至10000:1，且较佳地，20:1至500:1。