[发明专利]微小气泡发生装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微小气泡发生装置以及方法，尤其涉及能够大量地有效地发生具有数10μm左右的气泡直径的微小气泡的微小气泡发生装置以及方法。

背景技术

气泡直径为100μm左右的微小气泡被称为微泡，与通常直径的气泡相比，体积表面积较大，在液体中的滞留时间较长，因此可以期待利用了在气液界面上的物量输送、化学反应、物理的·化学的特性的各种应用。

一般而言，在发生微泡的微小气泡发生装置中，采用通过多孔质体向液体吹入气体的方法。

作为这样的微小气泡发生装置，有通过从压缩机等气体供给装置，经由多孔质体向有水流动的管道供给气体的方式发生微泡的装置(例如，参照日本特开平8-225094号公报)。

另外，在近年所研发的微小气泡发生装置中，多采用在气泡表面施加剪切力使气泡裂开的方法。

作为这样的微小气泡发生装置，有包括如下的旋转式细微气泡发生装置：具有圆锥形的空间的容器主体，在该空间的内壁圆周面的一部分上沿着其切线方向开设的加压液体导入口，开设在该圆锥形的空间底部的气体导入孔，和开设在所述圆锥形空间的顶部的旋转气液导出孔(例如，参日本照特开2003-205228号公报)。

但是，在专利文献1所叙述的采用多孔质体的微小气泡发生装置中，存在较大的问题，即气泡很难脱离多孔质体，因此发生的气泡比多孔质体的孔径大，不能发生微小的气泡。另外，采用使多孔质体旋转的方法，但由于旋转的影响而从较小的旋转轴中心附近发生粗大气泡，因此即便在最适合的条件下，发生的气泡的直径在0.4mm左右就是界限了。

关于这一点，在专利文献2的微小气泡发生装置中，由于在气泡表面施加了剪切力，因此可以发生微小的气泡。但是，也残留了如下的问题，即为了强制地给流体施加旋转流动，将气体加压后提供给圆锥形的容器主体，因此压力损失变大，同时与采用多孔质体的情况相比，液体中的气体的比例变低。

发明内容

于是，本发明的目的在于消除所述以往技术所存在的问题点，提供不用强制性地给与流体以旋转流动，并可以很容易地大量发生微小气泡的微小气泡发生装置以及方法。

另外，本发明的其他的目的在于提供不仅可以很容易地大量发生微小气泡，并且可以使微小气泡的气泡直径均匀化，或者可以发生具有更小的气泡直径的气泡的微小气泡发生装置以及方法。

为了达成所述的目的，本发明的特征在于具备：具有旋转自如地被支撑在液体中的旋转体，并从所述旋转体的表面向液体注入气体的气泡注入部；将作为气泡的原料的气体提供给所述气泡注入部的气体供给管；和使所述气泡注入部在液体中旋转的旋转驱动装置。

另外，本发明的特征在于具备：气泡注入部，其具有在液体中旋转的旋转体，并从所述旋转体的表面向液体注入气体，并且通过将由液体与该旋转体的相对运动所发生的剪切力施加给存在于该旋转体的表面以及表面附近的气泡，发生细微的气泡；将作为气泡的原料的气体提供给所述气泡注入部的气体供给管；和使所述气泡注入部在液体中旋转的旋转驱动装置。

在本发明中，所述气泡注入部包括开有成为气体的通路的微小直径的孔的旋转体，或者具备向外缘部放出气体的微小直径的喷嘴的旋转体，所述旋转体包括多孔质体。

另外，在本发明中，其特征在于，使所述气泡注入部旋转的旋转驱动装置，具有可变地控制所述气泡注入部的转速的控制装置。

在本发明中，可以在所述气泡注入部的上部设置与旋转体同步旋转的碰撞板，或者进一步在所述气泡注入部的旋转体和所述碰撞板之间的外缘部设置气泡破碎部(粉碎部)。

另外，在本发明中，可以在所述气泡注入部的上部设置干扰板，或者作为所述干扰板采用振动式干扰板。进而，还可以设置覆盖所述气泡注入部的多孔质体罩。

进而，本发明的微小气泡发生方法，其特征在于：一边使旋转体在液体中旋转，一边向所述旋转体提供气体；从形成在所述旋转体的表面上的气泡注入孔向液体注入气体；通过将由液体与该旋转体的相对运动所发生的剪切力施加给存在于该旋转体的表面以及表面附近的气泡，发生细微的气泡。

用这一微小气泡发生方法，在所述旋转体的气泡注入孔的圆周速度为6m/s以下的范围内，使所述圆板的转速发生变化，以此来调整发生的气泡的直径的大小，或者，也可以以所述旋转体的气泡注入孔的圆周速度为6m/s以上的方式设定所述圆板的转速，使发生的气泡的直径成为恒定。