用于生成包含微气泡的气液的装置以及系统的制作方法

本发明涉及用于生成包含微气泡的气液体的气液混合装置、泵装置、气泡微细化装置以及系统，尤其涉及气液中的气泡的微细化。

背景技术：

以往，已知有用于将空气、气等气体高效地溶解于水、其他液体等来例如使水质净化以修复水环境的微气泡产生装置。微气泡产生装置除了适用于湖沼、池塘、河川等大规模的水环境之外，最近也被寻求适用于浴缸、自来水管等小规模的水环境。例如，专利文献1中公开了一种回旋方式的微气泡产生装置。在专利文献1所记载的微气泡产生装置中，在气液二相的气液中产生高速回旋流，通过气液的离心分离作用在回旋流中心部产生由负压的气体构成的回旋空腔部，并通过气液的高速回旋流与负压空腔部的回旋速度差对气体进行剪切来进行微气泡化。因此，为了产生微气泡需要使气液高速地回旋，因此需要以高压力将液体加压输送至容器内的大型泵、用于增大回旋半径的大型容器等。因此，专利文献1所记载的微气泡产生装置存在如下这样的问题：虽然能够用于大规模的水环境，但是难以加装到家庭用的净水器、喷淋头、浴缸等中从而在小规模的水环境中应用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-239953号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

本发明的课题在于获得一种用于高效地生成包含微气泡的气液的紧凑型系统，且从气泡的产生到气泡的微细化都能够通过液体的加压输送来进行。

用于解决课题的手段

本发明的发明者们经过研究开发，完成了能够高效地生成包含微气泡的气液的结构紧凑的气液混合装置、能够一边使气液所含的气泡微细化一边对气液进行加压输送的泵装置、以及仅通过使含有气泡的气液经过就能够使气液所含的气泡微细化的气泡微细化装置。通过使用这些装置中的一个或多个，能够实现用于高效地生成包含微气泡的气液的紧凑型系统。在本发明的系统中，从气体的吸入、气泡的产生到气泡的微细化都能够通过液体的加压输送来进行。

本发明例如提供以下项目。

(项目1)

一种气液混合装置，用于生成包含微气泡的气液，所述气液混合装置具备：

容器主体，具有外壁及内壁；

液体导入部，用于将液体导入于所述容器主体内；

气体导入部，用于将气体导入于所述容器主体内；

所述容器主体内的回旋部，用于使所述液体和所述气体回旋而生成所述气液；以及

气液排出部，将所述气液排出。

(项目2)

根据项目1所述的气液混合装置，其中，

所述回旋部为大致圆柱体，所述回旋部的表面的至少一部分沿着大致轴向具有至少一个凹部，该凹部是沿着所述回旋部的圆周方向的凹部。

(项目3)

根据项目2所述的气液混合装置，其中，

所述至少一个凹部围绕所述回旋部的轴具有朝向内壁突出的至少一个突出部。

(项目4)

根据项目3所述的气液混合装置，其中，

所述至少一个突出部相对于所述回旋部的径向倾斜。

(项目5)

根据项目1～4中任一项所述的气液混合装置，其中，

所述内壁至少局部地具有朝向所述气液排出部直径缩小的形状。

(项目6)

根据项目1～5中任一项所述的气液混合装置，其中，

所述液体导入部相对于所述内壁在切线方向上连接。

(项目7)

一种泵装置，用于生成包含微气泡的气液，所述泵装置具备：

泵主体，具有外壁及内壁；

泵吸入部，吸入所述气液；

旋转部，以使得吸入的所述气液回旋的方式旋转；

驱动部，使所述旋转部旋转；以及

气液排出部，将回旋的所述气液排出。

(项目8)

根据项目7所述的泵装置，其中，

所述旋转部具有至少一个离心翅片。

(项目9)

根据项目7或8所述的泵装置，其中，

所述内壁具有沿着所述内壁的圆周方向配置的至少一个突出部。

(项目10)

根据从属于项目8的项目9所述的泵装置，其中，

所述离心翅片的取向与所述突出部的取向不同。

(项目11)

一种气泡微细化装置，用于生成包含微气泡的气液，所述气泡微细化装置具备：

气泡微细化装置主体，具有外壁及内壁；

气液导入部，导入所述气液；

回旋部，使导入的所述气液回旋；以及

气液排出部，将所述气液排出。

(项目12)

根据项目11所述的气泡微细化装置，其中，

所述回旋部为大致圆柱体，在表面的至少一部分具有沿着大致轴向排列的凹凸。

(项目13)

根据项目11或12所述的气泡微细化装置，其中，

所述内壁在至少一部分具有沿着所述内壁的大致轴向排列的凹凸。

(项目14)

根据从属于项目12的项目13所述的气泡微细化装置，其中，

所述回旋部的凹凸与所述内壁的凹凸互为插嵌状。

(项目15)

根据项目14所述的气泡微细化装置，其中，

所述回旋部的凹凸与所述内壁的凹凸呈螺旋状设置。

(项目16)

一种用于生成包含微气泡的气液的系统，具备：

项目1～6中任一项所述的气液混合装置；

项目7～10中任一项所述的泵装置；以及

项目11～15中任一项所述的气泡微细化装置。

(项目17)

一种气液混合方法，用于使用项目1所述的气液混合装置来生成包含微气泡的气液，所述气液混合方法包括如下：

将液体从液体导入部导入于容器主体内的液体导入步骤；

将气体从气体导入部导入于所述容器主体内的气体导入步骤；

通过所述容器主体内的回旋部使被导入到所述容器主体内的所述液体和所述气体回旋来生成气液的步骤；以及

通过气液排出部将所述气液排出的步骤。

(项目18)

一种用于使用项目7所述的泵装置来生成包含微气泡的气液的方法，包括：

将气液吸入于泵吸入部的步骤；

通过旋转部使被吸入到所述泵吸入部的所述气液以回旋的方式旋转的步骤；以及

通过气液排出部将以回旋的方式旋转所述气液排出的步骤。

(项目19)

一种气泡微细化方法，用于使用项目11所述的气泡微细化装置来生成包含微气泡的气液，所述气泡微细化方法包括：

将气液导入于气液导入部的步骤；

通过回旋部使被导入的所述气液回旋的步骤；以及

通过气液排出部将回旋了的所述气液排出的步骤。

(项目20)

一种生成包含微气泡的气液的方法，包括：

项目17所述的气液混合方法中的各步骤；

项目18所述的方法中的各步骤；以及

项目19所述的气泡微细化方法中的各步骤。

发明效果

根据本发明，提供能够高效地生成包含微气泡的气液的结构的气液混合装置、能够一边使气液所含的气泡微细化一边对气液进行加压输送的泵装置、仅通过使含有气泡的气液经过就能够使气液所含的气泡微细化的气泡微细化装置、以及它们的组合。而且，通过使用这些装置，能够实现用于高效地生成包含微气泡的气液的紧凑型系统。

附图说明

图1是用于对本发明的实施方式1涉及的气旋(cyclone)方式的气液混合装置进行说明的图，其中，图1(a)示出气液混合装置100的外观，图1(b)示出图1(a)的ⅰb-ⅰb线剖面的构造，图1(c)示出图1(b)的ⅰc-ⅰc线剖面的构造。

图2是用于对本发明的实施方式2涉及的泵装置进行说明的图，其中，图2(a)示出泵装置200的外观，图2(b)示出图2(a)的ⅱb-ⅱb线剖面的构造，图2(c)示出图2(b)的ⅱc-ⅱc线剖面的构造。

图3是用于对本发明的实施方式3涉及的气泡微细化装置300进行说明的图，其中，图3(a)示出气泡微细化装置300的外观，图3(b)示出图3(a)的ⅲb-ⅲb线剖面的构造，图3(c)放大地示出图3(b)的iⅱc部分。

图4是用于对图3(b)所示的气泡微细化装置300的部件进行说明的图，其中，图4(a)示出气泡微细化装置300的外侧筒状体310，图4(b)示出构成气泡微细化装置300的内侧筒状体320。

图5是用于对本发明的实施方式4涉及的微气泡产生系统1000进行说明的图，其示意性地示出该微气泡产生系统1000的结构。

图6是用于对图5所示的微气泡产生系统1000的使用例进行说明的立体图。

具体实施方式

在本说明书中，“微气泡”是一般所称的微米气泡和纳米气泡的总称，意味着直径为大概50μm以下的气泡。

本发明中的“约”是指后续数字的正负10％的范围内。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1-气液混合装置)

图1是用于对本发明的实施方式1涉及的回旋方式的气液混合装置进行说明的图，其中，图1(a)示出气液混合装置100的外观，图1(b)示出图1(a)的ⅰb-ⅰb线剖面的构造，图1(c)示出图1(b)的ⅰc-ⅰc线剖面的构造。

该气液混合装置100具有：混合容器(容器主体)101，具有内壁和外壁且用于进行液体与气体的混合；回旋部(流路形成体)110，作为用于使液体和气体进行回旋的大致圆柱体；气体导入部102，用于将气体导入于混合容器；液体导入部103，用于将液体导入于混合容器；以及气液排出部104，用于从混合容器101的内部将气液排出。

将气体导入于气体导入部102的手段既可以是自给式也可以是强制式。在优选的实施方式中，气体以自给式被从气体导入部102导入于混合容器101的内部。在自给式的情况下，无需为气体的供给工作而另行准备驱动源，装置的小型化成为可能。进一步，在自给式的情况下，与被导入到液体导入部103的供给液体量相应的气体量既可以追随于供给液体量的变动而变化，也可以始终被调整为适量而进行稳定供给。也可以进一步设置对气体导入量进行调整的控制阀。

在将导入气体的手段设为强制式的情况下，既可以将气体的导入部从图1所示的气体导入部102导入，也可以从后述的泵200与气泡微细化装置300之间的管路导入，还可以从上述两方都导入。在以强制式导入大量气体的情况下，优选从泵200与气泡微细化装置300之间的管路导入。

在代表性的实施方式中，被导入于液体导入部103的液体可以是自来水或加压水，但不限定于此。本发明的气液混合装置100也可以还具备用于应对液体的供给压力变动的减压阀。

也可以向本发明的气液混合装置100的液体导入部103导入多种不同的液体。在此，“不同的液体”意味着不仅液体种类不同而且供给压力和/或供给源也不同。在第1液体和第2液体被导入于液体导入部103的实施方式中，本发明的气液混合装置100也可以具备用于导入第1液体的第1管路、和用于导入第2液体的第2管路。通过这样设置各自独立的管路进而利用加压阀来调整各自的压力，能够高效地产生微气泡。例如，第1液体为自来水,第2液体为加压水，但不限定于此。

混合容器101的形状可以在不妨碍由液体导入部103导入的液体通过回旋部而成为回旋流的范围内采取任意的形状。例如，可以是大致圆筒体，也可以是大致椭圆体，还可以是大致球体。即，关于混合容器的形状，只要其内壁的与回旋流的回旋中心轴正交的剖面(图1(b)的ⅰc-ⅰc线剖面)为大致圆形的形状即可。另外，混合容器101也可以在局部具有朝着气液排出部104而内壁直径缩小的直径缩小部101b，也可以没有。在优选的实施方式中，如图1(a)所示，混合容器101具有圆筒部101a和直径缩小部101b。这是因为：通过这样设置，在直径缩小部101b使回旋的角速度增大，由此从排出部排出的气液的剪切力变大，因此能够实现气泡的分割。在一个实施方式中，直径缩小部101b的形状也可以是圆锥状，还可以是半球状。在优选的实施方式中，如图1(a)所示，直径缩小部101b为圆锥状，但本发明不限定于此。

回旋部110被收纳于圆筒部101a，在混合容器101的内壁面与回旋部110的外周面之间形成有用于使液体和气体一边回旋一边流动的回旋流路rp。在回旋部110的上表面上形成有气体导入部102，在回旋部110的上部形成有用于将液体从气体导入部102导向回旋通路rp的气体通路111。在圆筒部101a的上部形成有用于将液体导入于回旋通路rp的液体导入部103。回旋部110的形状不限定于本实施方式中的大致圆柱体，只要是使得由液体导入部103导入的液体通过回旋部而成为回旋流的形状，可以是例如大致椭圆柱体，也可以是大致球体。即，回旋部110的形状只要是与回旋流的回旋中心轴正交的剖面(图1(b)的ⅰc-ⅰc线剖面)形成为大致圆形的形状即可。

在回旋部110的表面，在轴向上具备至少一个沿圆周方向的凹部、即槽121。具备多个槽121时的槽121与槽121的间隔和/或槽121的数量可以是任意的。在例示的实施方式中，如图1(b)所示，槽121在轴向上以恒定间隔形成有3个，但本发明不限定于此。此外，槽121也可以沿着回旋部110的外周面呈螺旋状地形成。在一个实施方式中，槽121的形状可以采取任意的形状。例如，在包含回旋中心轴的剖面中，例如可以是四边形，也可以是三角形，还可以是半圆形。在优选的实施方式中，如图1(b)所示，槽121在包含回旋中心轴的剖面中为三角形，但本发明不限定于此。

在槽121内，围绕回旋部110、即回旋部主体110a的轴具备至少一个作为突出部的挡板110b。围绕回旋部主体110a的轴具备多个挡板110b时的挡板110b与挡板110b的间隔和/或挡板110b的个数可以是任意的。在设置有多个挡板110b的实施方式中，关于挡板间的间隔和/或挡板的个数，本领域技术人员可以基于回旋部的直径而恰当地确定。在所供给的液体的水压恒定的情况下，若回旋部的直径过小则线速度过快，由于离心力的作用而碰撞挡板的液体流变多，不容易产生回旋流。另外，气体轻，所以容易集中在回旋部的中心部，使气泡成为微细泡的搅拌能力会下降。相反地，若回旋部的直径过大则线速度变慢，虽然容易产生回旋流，但碰撞挡板的液体流变弱，与回旋流的压力差小，因此气体与液体的混合能力容易下降。关于回旋部的直径的大小，本领域技术人员可以根据所要求的水压和/或气液的流量来恰当地选择。在优选的实施方式中，挡板110b与挡板110b的间隔大致等于(正负10％)挡板110b的顶端与回旋部主体110a的内壁之间的距离。

在一个实施方式中，挡板110b与挡板110b间隔可以为大约10mm～大约50mm、大约15mm～大约40mm、或大约20mm～大约30mm。

在一个实施方式中，挡板110b的个数可以是1个～20个、4个～16个、6个～14个、或10个～12个。

在优选的实施方式中，如图1(c)所示，围绕回旋部主体110a的轴以恒定的间隔配置有12个挡板110b，但本发明不限定于此。

在一个实施方式中，关于挡板110b的形状，只要是与因回旋部而回旋的回旋流碰撞而使得气泡分解的形状，则可以采取任意的形状。例如，在与回旋部主体110a的轴垂直的剖面形状中，可以是平板状，也可以是弯曲的。在优选的实施方式中，如图1(c)所示，作为与回旋部主体110a的轴垂直的剖面形状，为平板状。挡板110b可以通过各种各样的方法来成形，例如可以将材料注入铸模来成形，也可以对材料进行机械加工来成形。

另外，关于挡板110b的取向(图1(c)中示出的倾斜角度a)，只要是使得由液体导入部103导入的液体通过回旋部而成为回旋流的形状，则可以采取任意的取向。例如，可以将倾斜角度a设为约90°，也可以设为0°～小于90°(以沿着回旋方向s的朝向倾斜)，还可以设为超过90°～小于180°(以与回旋方向s相反的朝向倾斜)。在一个实施方式中，倾斜角度a可以为大约30°～大约80°、大约40°～大约80°、大约50°～大约80°、大约30°～大约70°、大约40°～大约70°、或大约45°～大约65°，为了气泡的产生以及微细化，优选为大约45°～大约65°。倾斜角度a针对每块挡板可以相同，也可以不同。在优选的实施方式中，如图1(c)所示，以沿着回旋方向s的朝向将倾斜角度a设为大约60°，但本发明不限定于此。

直径缩小部101b的内部为中空区域，直径缩小部101b为越是朝向气液排出部104则直径越小的圆锥台形状的筒状体，流入到直径缩小部101b的气液在直径缩小部101b内使其回旋的角速度不断增大。在直径缩小部101b的下端部形成有用于从混合容器101的内部将气液排出的气液排出部104。

接着对动作进行说明。

供给到气液混合装置100的气体ar从气体导入部102经由液体通路111而被导入于回旋通路rp。另外，供给到气液混合装置100的液体wa经由液体导入部103而从回旋部主体110a的外周面的切线方向被供给至回旋通路rp。供给到回旋通路rp的液体wa在壳体圆筒部101a的上部与从液体通路111喷出的气体ar混合，作为含有气体ar的液体wa(气液m1)一边沿着回旋部主体110a的外周面回旋一边朝向气液排出部104流去。

这样，气液m1在一边沿着回旋部主体110a的外周面回旋一边朝向气液排出部104流去的过程中，会碰撞设于回旋部主体110a的槽121中的挡板110b，气液m1所含的气泡被分解得更细。

当经过了壳体圆筒部101a的回旋通路rp的气液m1流至壳体圆锥台部(直径缩小部)101b时，在壳体圆锥台部101b，由于朝向气液排出部104而内径变小，所以回旋角速度增大，气液m1被拉靠在直径缩小部101b的内周面，从而在直径缩小部101b的中央部分产生负压。在气液m1被从气液排出部104排出时，通过因直径缩小部101b而增大了回旋角速度的气液m1的流动而产生大的剪切力，因此气液m1所含的气泡被该剪切力分解得更细。

根据本实施方式1，气液混合装置100具备：用于进行气体ar与液体wa的混合的混合容器(容器主体)101；和用于使含有气体ar和液体wa的气液m1回旋的回旋部(流路形成体)110，在混合容器101的内壁面与回旋部110的外周面之间形成有用于使液体和气体一边回旋一边流动的回旋流路rp，在回旋部110的表面在轴向上以恒定间隔形成有沿着圆周方向的槽121，在槽121内围绕回旋部主体110a的轴以恒定的间隔配置有挡板110b，因此气液m1在一边沿着回旋部主体110a的外周面回旋一边朝向气液排出部104流去的过程中，会碰撞设于回旋部主体110a的槽121中的挡板110b，气液m1所含的气泡被分解得更细。这样，本发明的气液混合装置100在回旋部110具备突出部(挡板110b)，从而与不具备突出部(挡板110b)的情况相比能够高效地生成微细的气泡，因此能够实现气液混合装置和微气泡产生系统的小型化。另外，本发明的气液混合装置除了具有将气体和液体混合以生成气液的这一气液混合装置本来的功能之外，还可以具有使混合后的气液所含的气泡微细化的这一新功能。

(实施方式2-泵装置)

图2是用于对本发明的实施方式2涉及的泵装置进行说明的图，其中，图2(a)示出泵装置200的外观，图2(b)示出图2(a)的ⅱb-ⅱb线剖面的构造，图2(c)示出图2(b)的ⅱc-ⅱc线剖面的构造。

如图2(a)所示，该实施方式2涉及的泵装置200具有泵主体200a、和驱动泵主体200a的泵驱动部201a。泵主体200a具有圆筒状的壳体(泵壳体)201，在泵壳体201设置有用于将气液吸入泵壳体201内的泵吸入部202以及从泵壳体201内向外部排出气液的泵排出部203。

如图2(b)和图2(c)所示，在泵壳体201内设置有以使得所吸入的气液回旋的方式旋转的旋转部、即翅片旋转体(叶片)211，翅片旋转体211经由旋转体驱动轴201b而安装于使翅片旋转部211旋转的驱动部、即泵驱动部201a。

翅片旋转体211具有：固定于旋转体驱动轴201b的轴侧旋转板211a、以与轴侧旋转板211a相对的方式配置的相对旋转板211b、以及设置于轴侧旋转板211a与相对旋转板211b之间的至少一个离心翅片211c。

在一个实施方式中，关于离心翅片211c的形状，可以在对从泵吸入部202吸入的气液付与离心力而能够生成回旋流的范围采取任意的形状。例如，在垂直于旋转体驱动轴201b的剖面形状中，可以是平板状，也可以是具有预定的曲率半径的弯曲板状。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，离心翅片211c是垂直于旋转体驱动轴201b的剖面形状为圆弧状的弯曲板，但本发明不限定于此。另外，在一个实施方式中，离心翅片211c的形状可以是沿着旋转体驱动轴201b的轴向平坦的形状，也可以是扭转了的螺旋状。在优选的实施方式中，离心翅片211c的形状为沿着旋转体驱动轴201b的轴向呈螺旋状。通过这样设置，能够进一步提高泵装置100对气液的吸引力。

在设置多个离心翅片211c的实施方式中，离心翅片211c与离心翅片211c的间隔为大约10mm～大约50mm、大约15mm～大约40mm、或大约20mm～大约30mm，但本发明不限定于此。本领域技术人员可以根据泵装置100的大小、泵装置100的输出等来选择恰当的间隔。

在一个实施方式中，离心翅片211c的个数可以为1个～20个、4线个～16个、6个～14个、或10个～12个。当绕旋转体驱动轴201b的轴以恒定的间隔配置10个～12个离心翅片211c(在图2(c)的例子中为12个)时，能够有效地实现气泡的微细化。

另外，离心翅片211c的取向(图2(c)中示出的倾斜角度b)可以在能够对从泵吸入部202吸入的气液付与离心力的范围采取任意的取向。例如，可以是垂直于旋转体驱动轴201b的旋转方向(倾斜角度b为大约90°)的朝向，也可以以沿着旋转方向的朝向倾斜(倾斜角度b超过0°～小于90°)，还可以以与旋转方向相反的朝向倾斜(使倾斜角度b超过90°～小于180°)。在一个实施方式中，倾斜角度b可以为大约120°～大约170°、大约130°～大约170°、大约130°～大约160°、大约120°～大约150°、大约120°～大约140、或大约130°～大约140°。倾斜角度b可以针对每张离心翅片相同，也可以不同。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，在沿着与旋转体驱动轴201b的旋转方向x相反方向的朝向，将倾斜角度b设为大约135°，但本发明不限定于此。

关于离心翅片211c的取向(倾斜角度b)，在离心翅片211c为具有预定的曲率半径的弯曲板状的情况下，根据该曲率半径来确定。若曲率半径(倾斜角度b)过大，则流体压力会上升而回旋流速会变快，因此能够高效地实现气泡的微细化，但有时也会诱发气穴的产生从而妨碍稳定的气液供给。另外，若使曲率半径(倾斜角度b)过小，则相反地流体压力会下降而回旋流速会变慢，因此气泡的微细化变得并不高效，但气穴的产生被抑制，能够进行稳定的气液供给。本领域技术人员可以基于所要求的微气泡的高效性以及气液供给的稳定性来恰当地选择离心翅片211c的取向(倾斜角度b)。例如，离心翅片211c的曲率半径的大小可以是叶轮212的外形大小的约1/4～约1/1、约1/3～约3/4、或约1/2～约2/3。

关于离心翅片211c的配置，在能够对从泵吸入部202吸入的气液付与离心力而生成回旋流的范围内，可以在任意的位置以任意的数量进行配置。例如，可以配置一个离心翅片211c，也可以在旋转体驱动轴201b的圆周方向上以恒定间隔配置多个离心翅片211c，也可以在旋转体驱动轴201b的圆周方向上以彼此不同的间隔配置多个离心翅片211c。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，沿着旋转体驱动轴201b的圆周方向以恒定间隔配置有四个离心翅片211c，但本发明不限定于此。离心翅片211c在旋转体驱动轴201b绕箭头x的方向旋转时使从泵吸入部202流入到翅片旋转体211内的气液在泵壳体201内沿着圆弧状的离心翅片211c而朝向泵壳体201的外侧移动。

进一步，在泵壳体201的内壁沿着其内周面配置有至少一个作为突出部的叶轮(挡板)212。关于叶轮212的形状，可以在能够与因离心翅片211c的离心力而朝向泵壳体201的外侧回旋的气液碰撞的范围内采取任意的形状。叶轮212的形状例如可以设为垂直于泵壳体201的轴的剖面形状，也可以是平板状，还可以是具有预定的曲率半径的弯曲板状。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，作为垂直于泵壳体201的轴的剖面形状，为平板状，但本发明不限定于此。另外，在一个实施方式中，离心翅片211c的形状可以是沿着旋转体驱动轴201b的轴向平坦的形状，也可以是扭转了的螺旋状。在优选的实施方式中，离心翅片211c的形状为沿着旋转体驱动轴201b的轴向呈螺旋状。通过这样设置，能够进一步提高泵装置100对气液的吸引力。

另外，关于叶轮212的取向(图2(c)所示的倾斜角度c)，在能够与因离心翅片211c的离心力而朝向泵壳体201的外侧回旋的气液碰撞的范围内可以采取任意的取向。例如，可以是垂直于旋转方向x(倾斜角度c为约90°)的朝向，也可以以沿着旋转方向x的朝向倾斜(倾斜角度c超过0°～小于90°)，还可以以与旋转方向x相反的朝向倾斜(使倾斜角度c超过90°～小于180°)。在一个实施方式中，倾斜角度c可以为大约30°～大约80°、大约40°～大约80°、大约50°～大约80°、大约30°～大约70°、大约40°～大约70°、或大约45°～大约60°。倾斜角度c可以针对每个叶轮212相同，也可以不同。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，叶轮212以沿着旋转方向x的朝向将倾斜角度c设为大约60°，但本发明不限定于此。若倾斜角度c为大约30°以下，则由泵壳体201和叶轮212形成的空间过小，因离心翅片211c而回旋的回旋流难以良好地进入空间，变得难以进行所希望的紊流的产生。

关于叶轮212的取向(倾斜角度c)，在叶轮212为具有预定的曲率半径的弯曲板状的情况下，根据该曲率半径来确定。若使曲率半径(倾斜角度c)过大，则流体压力会上升而回旋流速会变快，因此能够高效地实现气泡的微细化，但有时会诱发气穴的产生从而妨碍稳定的气液供给。另外，若曲率半径(倾斜角度c)过小，则相反地流体压力会下降而回旋流速会变慢，因此也有时气泡的微细化变得不高效，但气穴的产生被抑制，能够进行稳定的气液供给。本领域技术人员可以基于所要求的微气泡的高效性和气液供给的稳定性来恰当地选择叶轮212的取向(倾斜角度c)。例如，叶轮212的曲率半径的大小可以是叶轮212的外形大小的大约1/4～大约1/1、大约1/3～大约3/4、或大约1/2～大约2/3。

在一个实施方式中，离心翅片211c的取向与叶轮212的取向的关系可以采取任意的关系。例如，离心翅片211c与叶轮212的取向可以相同，离心翅片211c与叶轮212的取向也可以不同。在优选的实施方式中，离心翅片211c旋转，在离心翅片211c的顶端与叶轮212的顶端对置时，离心翅片211c和叶轮212成为大致直线。通过这样设为直线，能够使回旋流顺畅地流入泵壳体201的内壁与叶轮212之间的空间。

叶轮212的配置在能够与因离心翅片211c的离心力而朝向泵壳体201的外侧回旋的气液碰撞的范围内可以在任意的位置以任意的数量进行配置。例如，可以配置一个叶轮212，也可以沿着泵壳体201的圆周方向以恒定间隔配置多个叶轮212，还可以沿着泵壳体201的圆周方向以彼此不同的间隔配置多个叶轮212。在优选的实施方式中，如图2(c)所示，沿着泵壳体201的圆周方向以恒定间隔配置有10片叶轮212，但本发明不限定于此。

在一个实施方式中，离心翅片211c与叶轮212之间的小间隙(缝隙)可以采取任意值。若使间隙过小则回旋流速会上升，但排出水量会下降，无法确保所希望的气液排出量。相反地，若间隙过大，则虽然能够确保所希望的气液排出量，但回旋流速会下降而无法在离心翅片211c与叶轮212之间得到所希望的紊流，气泡的微细化变得困难。基于所要求的气液排出量和微气泡直径等条件，选择离心翅片211c与叶轮212之间的间隙。例如，间隙的距离为大约0.5mm～大约5mm、大约0.7mm～大约3mm、或大约1mm～大约2mm。

在这样的构造的泵装置200中，由泵驱动部201a来驱动作为泵主体200a的旋转部的翅片旋转体211，在含有气泡的气液m1被从泵吸入部202供给到泵壳体201内的状态下，通过翅片旋转体211的旋转，泵壳体201内的气液m1在泵壳体201内回旋。这样当气液m1在泵壳体201内回旋时，由于离心力，泵壳体201内的气液m1会一边在泵壳体201内回旋一边从泵壳体201的中心被拉靠在吸引泵壳体201的内壁面侧，并与在泵壳体201的内壁设置的叶轮212碰撞。这样通过气液m1与叶轮212碰撞，气液m1所含的气泡被分割得更细。另外，存在于离心翅片211c与叶轮212之间的小间隙的气液承受作为剪切力的离心翅片211c的离心力，从而气泡被分解得更细。这样，本发明的泵装置200通过在泵主体200a的内壁设置突出部(叶轮212)，从而与不设置突出部(叶轮212)的情况相比能够高效地生成微细的气泡，因此能够实现泵装置以及微气泡产生系统的小型化。另外，本发明的泵装置200除了具有吸入气液并向外部排出气液的泵本来的功能之外，还具有使气液所含的气泡微细化这一新功能。

(实施方式3-气泡微细化装置)

图3是用于对本发明的实施方式3涉及的气泡微细化装置300进行说明的图，其中，图3(a)示出气泡微细化装置300的外观，图3(b)示出图3(a)的ⅲb-ⅲb线剖面的构造，图3(c)放大地示出图3(b)的iⅱc部分。

该实施方式3涉及的气泡微细化装置300，如图3(a)和图3(b)所示，具备：外侧筒状体310，为气泡微细化装置主体并具有内壁和外壁；内侧筒状体320，为使气液回旋的回旋部；气液导入部301，用于将气液导入于外侧筒状体310内部；以及气液排出部302，用于从外侧筒状体310内部将气液向外部排出。在此，气液导入部301设置于外侧筒状体310的一端，气液排出部302设置于外侧筒状体310的另一端。

外侧筒状体310与内侧筒状体320，如图3(b)所示，通过内侧筒状体320嵌合于外侧筒状体310内，从而形成使气液m2一边回旋一边从外侧筒状体310的一端侧流向另一端侧的回旋通路rp2。

图4是用于对图3(b)所示的气泡微细化装置300的部件进行说明的图，其中，图4(a)示出气泡微细化装置300的外侧筒状体310，图4(b)示出构成气泡微细化装置300的内侧筒状体320。

外侧筒状体310具有：导入侧周壁部311，具有气液导入部301；排出侧周壁部313，具有气液排出部302；以及筒状体凹凸部312，位于导入侧周壁部311与排出侧周壁部313之间且沿着外侧筒状体310的大致轴向排列。在一个实施方式中，设置于筒状体凹凸部312的凹凸的形状可以采取任意的形状。例如，在外侧筒状体310的轴向上的剖面(图4(a)所示的剖面)中，例如，可以为四边形，也可以为三角形，还可以为半圆状。在一个实施方式中，设置于筒状体凹凸部312的凹凸在外侧筒状体310的轴向上的配置间隔可以是任意的。例如，可以为恒定间隔，也可以根据进行配置的部位而使凹凸的间隔不同，还可以为螺旋状。例如，设置于筒状体凹凸部312的凹凸在外侧筒状体310的轴向上的配置间隔为恒定间隔，为大约0.5mm～大约7mm、大约1mm～大约5mm、大约2mm～大约3mm。在优选的实施方式中，如图3(c)所示，设置于筒状体凹凸部312的凹凸为呈螺旋状的螺纹槽312a，并被配置成与后述的设置于柱状体凹凸部的凹凸成为插嵌状态，但本发明不限定于此。

内侧筒状体320具有：导入侧端部321，嵌合于外侧筒状体310的导入侧周壁部311；排出侧端部325，嵌合于外侧筒状体310的排出侧周壁部313；以及柱状体凹凸部323，与外侧筒状体310的筒状体凹凸部312相对置。

在一个实施方式中，设置于柱状体凹凸部323的凹凸的形状可采取任意的形状。例如，在内侧筒状体320的轴向上的剖面(图4(b)所示的剖面)中，例如可以为四边形，也可以为三角形，还可以为半圆形。在一个实施方式中，设置于柱状体凹凸部323的凹凸在内侧筒状体320的轴向上配置间隔可以是任意的。例如，可以是恒定间隔，也可以根据进行配置的部位而使凹凸的间隔不同，还可以为螺旋状。

例如，设置于筒状体凹凸部312的凹凸在外侧筒状体310的轴向上的配置间隔为恒定间隔，为大约0.5mm～大约7mm、大约1mm～大约5mm、大约2mm～大约3mm。在优选的实施方式中，如图3(c)所示，设置于柱状体凹凸部323的凹凸为呈螺旋状的螺牙323a，并配置成与设置于筒状体凹凸部312的螺纹槽312a成为插嵌状态，但本发明不限定于此。

在一个实施方式中，设置于柱状体凹凸部323的螺牙323a与设置于筒状体凹凸部312的螺纹槽312a之间的间隙距离可以是任意的。例如，可以为恒定间隔，也可以根据进行配置的部位而使凹凸的间隔不同。例如，设置于柱状体凹凸部323的螺牙323a与设置于筒状体凹凸部312的螺纹槽312a之间的间隙距离为大约0.5mm～大约7mm、大约1mm～大约5mm、大约1.5mm～大约3mm。

内侧筒状体320的导入侧端部321与柱状体凹凸部323之间的部分成为对导入的气液m2付与回旋力的导入侧回旋部322，内侧筒状体320的排出侧端部325与柱状体凹凸部323之间的部分成为对要排出的气液m3付与回旋力的排出侧回旋部324。

在此，如图3(c)、图4(a)、图4(b)所示，在柱状体凹凸部323的外周面，以与在筒状体凹凸部312的内周面形成的螺纹槽312a成为插嵌状态的方式按螺纹的行进方向相反的关系形成有螺牙323a。在外侧筒状体310的筒状体凹凸部312的内周面与内侧筒状体320的柱状体凹凸部323的外周面相对置的部分，一边沿着外侧筒状体310的筒状体凹凸部312的螺纹槽312a回旋一边从外侧筒状体310的一端侧流向另一端侧的气液m2与内侧筒状体320的柱状体凹凸部323的螺牙323a碰撞。

在这样的结构的实施方式3涉及的气泡微细化装置300中，被供给到气泡微细化装置300的气液m2被从气液导入部301导入于回旋通路rp2。被导入到回旋通路rp2的气液m2借助被从气液导入部301导入的势头，在外侧筒状体310的导入侧周壁部311与内侧筒状体320的导入侧回旋部322之间被付与回旋力。被付与了回旋力的气液m2在外侧筒状体310的筒状体凹凸部312的内周面与内侧筒状体320的柱状体凹凸部323的外周面相对置的部分经过，并流入外侧筒状体310的排出侧周壁部313与内侧筒状体320的排出侧回旋部324之间的部分。气液m2在外侧筒状体310的筒状体凹凸部312的内周面与内侧筒状体320的柱状体凹凸部323的外周面相对置的部分经过时，一边沿着外侧筒状体310的筒状体凹凸部312的螺纹槽312a回旋一边从外侧筒状体310的一端侧流向另一端侧，因此气液m2与内侧筒状体320的柱状体凹凸部323的螺牙323a碰撞。通过该碰撞，气液m2所含的气泡被分割得更细。之后，气泡被微细化了的气液m3在外侧筒状体310的排出侧周壁部313与内侧筒状体320的排出侧回旋部324之间的部分被付与回旋力，并从气液排出部302被向气泡微细化装置300的外部排出。这样，本发明的气泡微细化装置300在外侧筒状体310具备凹凸(螺纹槽312a)并且/或者在内侧筒状体320具备凹凸(螺牙323a)，从而与在外侧筒状体310和/或内侧筒状体320不具备凹凸的情况相比能够高效地生成微细的气泡，因此能够实现气泡微细化装置以及微气泡产生系统的小型化。

气泡微细化装置300也可以基于所要求的微气泡的大小和/或量，根据需要将多个(例如3个以上)串联连结来使用。尤其是，在将气体的导入设为强制式、并从气体导入部102和/或泵装置200与微气泡化装置300之间的管路进行导入的情况下，能够有效且大量产生微气泡。

(实施方式4-微气泡产生系统)

本实施方式4涉及的微气泡产生系统1000具备实施方式1涉及的气液混合装置100、实施方式2涉及的泵装置200以及实施方式3涉及的气泡微细化装置300中的任一个以上。在一个实施方式中，本发明的微气泡产生系统具备实施方式1涉及的气液混合装置100、和实施方式2涉及的泵装置200。在另一实施方式中，本发明的微气泡产生系统具备实施方式2涉及的泵装置200、和实施方式3涉及的气泡微细化装置300。在另一实施方式中，本发明的微气泡产生系统具备实施方式1涉及的气液混合装置100和实施方式3涉及的气泡微细化装置300。

图5是用于对本发明的实施方式4涉及的微气泡产生系统1000进行说明的图，示意性地示出该微气泡产生系统1000的结构。本实施方式4涉及的微气泡产生系统1000具备实施方式1涉及的气液混合装置100、实施方式2涉及的泵装置200、以及实施方式3涉及的气泡微细化装置300。在此，气液混合装置100的气液排出部104通过配管(未图示)连接于泵装置200的泵壳体201，泵装置200的泵排出部203通过配管(未图示)连接于气泡微细化装置300的气液导入部301。由此，在该微气泡产生系统1000中，被供给的气体ar与液体wa通过泵装置200的加压输送力而被导入于气液混合装置100，被导入到气液混合装置100的气体ar与液体wa通过泵装置200的加压输送力而在气液混合装置100进行混合，从而作为气液m1而被供给至泵装置200。此外，在泵装置200中，通过泵装置200的加压输送力而在泵装置200内部进一步进行气泡的微细化，含有被进一步微细化了的气泡的气液m2被从泵装置200供给至气泡微细化装置300。在气泡微细化装置300中，所供给的气液m2通过泵装置200的加压输送力一边回旋一边被从气泡微细化装置300的气液导入部301送往气液排出部302，此时，气液m2所含的气泡被进一步微细化了的气液m3产生。

这样，本发明的微气泡产生系统1000在气液混合装置100具备挡板110b、在泵装置200具备叶轮212并且在气泡微细化装置300具备螺纹槽312a和螺牙323a，从而与将气液混合装置100、泵装置200以及气泡微细化装置300分别以单体来使用的情况相比，能够更高效地生成微细的气泡，因此能够实现微气泡产生系统的小型化。另外，需要留意的是，本发明的微气泡产生系统1000能够同时高效地进行送水和微气泡生成。

当然，在本发明的微气泡产生系统1000中生成的气液m3被从气泡微细化装置300排出而能够用于各种用途，例如向浴缸的供水、向喷淋头的供水、或者向洗衣机的供水等用于小规模的水环境，此外也能够利用于大规模的水环境。

图6是用于对图5所示的微气泡产生系统1000的使用例进行说明的图。

在图6所示的微气泡产生系统1000的使用例中，在微气泡产生系统1000中产生的气液m3被供往浴缸50。在此，在浴缸主体51设置有浴缸供水口52和浴缸排水口53。浴缸供水口52连接于微气泡产生系统1000的气液排出部302，浴缸排水口53连接于微气泡产生系统1000的液体导入部103。

在这样的结构中，气液m3在微气泡产生系统1000与浴缸50之间进行循环，在浴缸50中，总是从微气泡产生系统1000供给气泡被微细化了的气液m3。

如以上所述，使用本发明的优选实施方式对本发明进行了例示，但本发明不应被解释成限定于该实施方式。应该理解为：本发明应仅根据权利要求来解释其范围。应该理解为：本领域技术人员能够根据本发明的具体的优选实施方式的记载，并基于本发明记载以及技术常识来实施等同的范围。应该理解为：在本说明书中引用了的文献，与内容自身具体地记载于本说明书的文献同样地，其内容应作为针对本说明书的参考加以援引。

产生上的可利用性

本发明应用于包含微气泡的气液生成领域。

附图标记的说明

50浴缸

51浴缸主体

52浴缸入口

53浴缸出口

100气液混合装置

101混合容器(容器主体)

101a圆筒部

101b直径缩小部

102气体导入部

103液体导入部

104气液排出部

110回旋部

110a回旋部主体

110b挡板

111气体通路

200泵装置

200a泵主体

201泵壳体

201a泵驱动部

201b旋转体驱动轴

202泵吸入部

203泵排出部

211翅片旋转体

211a轴侧旋转板

211b对置旋转板

211c离心翅片

212叶轮

300气泡微细化装置

301气液导入部

302气液排出部

310外侧筒状体

311导入侧周壁部

312筒状体凹凸部

313排出侧周壁部

320内侧筒状体

321导入侧端部

322导入侧回旋部

323柱状体凹凸部

324排出侧回旋部

325排出侧端部

ba气泡

wb液体