细气泡产生装置及细气泡产生方法

摘要

本公开的一个方面的细气泡产生装置是使液体通过具有多个细孔的多孔质的元件而在液体中产生细气泡的装置。在该细气泡产生装置中，在元件的一侧与另一侧之间赋予差压，通过由该被赋予的差压使配置于元件的一侧的液体向另一侧通过并喷射而产生细气泡。并且，在该细气泡产生装置中，液体通过元件时的流速为0.009769[m/s]以上。由此，能够高效地产生细气泡。

说明书

相关申请的交叉引用

本国际申请主张基于2018年6月28日向日本国特许厅提出申请的日本国专利申请第2018-123241号的优先权，通过参照日本国专利申请第2018-123241号的全部内容援用于本国际申请中。

技术领域

本发明涉及在液体中产生细气泡的细气泡产生装置及细气泡产生方法。

背景技术

近年来包含被称作细气泡的微小气泡的液体的有用性受到关注。即，与在水等的液体中包含了由各种的气体构成的微小气泡的液体(即细气泡液)相关的技术受到关注。

例如，使用包含该微小气泡的液体的技术向部件等的清洗、水的除菌、除臭、由臭氧气体进行的杀菌、健康或医疗领域，湖沼或养殖场的水质净化、工厂或畜产等的各种的排水处理、农水产业的生长促进、氢水等的功能性水制造等的利用正在被考虑。

作为产生这样的微小气泡的装置，已知有例如加压溶解方式、微细孔方式、静态混合器方式、回旋流方式等的各种的装置。其中，在近年来因具有构造简单等的优点而提出了使用多孔材料产生微小气泡的微细孔方式的装置(参照专利文献1、2)。

例如在专利文献1中公开了使液体在多孔质管的内侧(即贯通孔)流动并且向多孔质管的外侧高压地供给气体而在多孔质管中的液体中产生微小气泡的技术。

另外，在专利文献2中公开了通过将多孔质管沉入于液体中并向多孔质管中高压地供给气体，从而在多孔质管的外侧的液体中产生微小气泡的技术。

进一步地，除上述以外还提出了涉及微小气泡的各种的技术(参照专利文献3、4)。例如在专利文献3、4中公开了使用由树脂或金属构成的多孔质部来细微化前段罐的水中所含的气泡的技术。该技术是将在前段罐的水中所含有的大气泡剪切(即将气泡细小地切开而小直径化)，从而形成微细气泡的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-170278号公报

专利文献2：日本特开2017-47374号公报

专利文献3：日本特开2002-301345号公报

专利文献4：日本特开2017-217585号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的专利文献1、2记载的技术中，通过在多孔质管的内侧配置液体并从多孔质管的外侧供给高压的气体，或者，通过在多孔质管的外侧配置液体并从多孔质管的内侧供给高压的气体，从而在液体中产生微小气泡，但是存在无法高效地产生微小气泡的问题。

例如，以往存在如下问题，相对于为了产生微小气泡而在液体中以高压力混入的气体的量(气体量)，能够产生的微小气泡少。

此外，在专利文献3、4中记载的技术中需要在前段罐中剪切气泡，装置结构和操作工序变得复杂，从而不优选。

在本发明的一个方面中希望提供一种能够在液体中高效地产生微小气泡的细气泡产生装置及细气泡产生方法。

用于解决课题的技术方案

(1)本发明的一个方面的细气泡产生装置是涉及使液体通过具有多个细孔的多孔质的元件而在液体中产生细气泡的细气泡产生装置。该细气泡产生装置具备差压赋予部和气泡产生部。

在该细气泡产生装置中，由差压赋予部在元件的一侧和另一侧之间赋予差压。在气泡产生部中，通过由差压赋予部赋予的差压，使配置于元件的一侧的液体向另一侧通过并喷射而产生细气泡。并且，在产生细气泡时，液体通过元件时的流速为0.009769[m/s]以上。

此外，作为流速的上限值，可以采用1500[m/s]。

首先，在该细气泡产生装置中，对规定了0.009769[m/s]以上的流速的理由进行说明。

近年来，有对“从纯水(空白水)的阶段开始，通过细气泡产生处理，将使气泡浓度提高1位以上的水作为细气泡水”进行标准化的动向(在FBIA(细气泡产业会)中研讨中的内容)。

另外，从后述的表8也可知，在后述的实验中使用的纯水(空白水)的气泡浓度(即产生细气泡前的纯水的气泡浓度)的Max(最大值)为2.98E+06，Ave(平均值)为1.22E+06[个/ml]。此外，例如，如众所周知的那样，E+06是表示10

因此，在该细气泡产生装置中，作为将气泡浓度至少提高1位以上的数值而将6.82E+07[个/ml]定为基准，为了超过该基准而规定了必要的流速。若为该流速，则能够高效地产生细气泡。

如此，在本第一方面中，例如由于通过由气体赋予的差压而液体通过多孔质的元件时的流速为0.009769[m/s]以上，因此从后述的实验例可明显看出，能够高效地产生细气泡。

即，即使不像以往那样以高压力使气体混入液体，也能够容易地制造具有高气泡浓度的液体(即细气泡液)。例如即使在纯水的情况下，也能够容易提高气泡浓度。

另外，在该细气泡产生装置中，通过使配置于元件的一侧的液体向另一侧通过并喷射，即在至少1次通过中，就能够高效地产生细气泡。

进一步地，在该细气泡产生装置中，如上所述，液体通过多孔质的元件的细孔时的流速为所述规定以上。由于由此高效地产生细气泡，因此即使不使用例如以往的具备大型的泵等的设备，即使用小型的装置也能够容易地产生细气泡。例如在使用从气瓶供给的气体来产生差压的情况下，也可以省略泵、电源等。

作为通过这样规定流速能够高效地产生细气泡的理由，可推定如下述这样的理由。

推定为通过流速快的液体在多孔质的元件的细孔内(因此，为极小的区域内)通过，从而在细孔内局部地产生气穴，通过气穴的压力变化、热量变化等的急剧的能量变化，多个气泡核(即细气泡的来源)生成，由该气泡核产生多个细气泡。

(2)在上述的细气泡产生装置中，元件的平均细孔径也可以是1.5μm～500μm。

通过使用具有这样的平均细孔径的元件，从后述的实验例可明显看出，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(3)在上述的细气泡产生装置中，元件的表面气孔率也可以是24％～47.7％。

通过使用具有这样的表面气孔率的元件，从后述的实验例可明显看出，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(4)在上述的细气泡产生装置中，元件的表面的液体的接触角也可以是38.8°～151.32°。

通过使用这样的液体的接触角的元件，从后述的实验例可明显看出，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(5)在上述的细气泡产生装置中，元件也可以由陶瓷构成。

如此，在元件由陶瓷构成的情况下，由于在细气泡产生的液体中含有的杂质(所谓的污染物)少，因此是适合的。由于在应用于例如医疗领域、食品领域等的情况下，杂质少是优选的，因此在这样的领域中优选使用由陶瓷构成的元件。

另外，在元件由陶瓷构成的情况下，也具有由侵蚀(浸蚀)造成的劣化少的优点。

(6)在上述的细气泡产生装置中，也可以具备与元件一体构成的第一罐和接受从元件喷射的液体的第二罐。

通过使用这样的装置，能够容易地制造含有细气泡的液体。在该装置中，使液体进入第一罐并从第一罐向元件的一侧供给液体。接下来能够在从元件的另一侧喷射液体时产生细气泡，并在第二罐接受含有该细气泡的液体。

(7)在上述的细气泡产生装置中，在第一罐也可以具备：气体供给部，作为差压赋予部，向第一罐内供给赋予差压的气体；及液体供给部，向第一罐内供给液体。此外，气体供给部是差压赋予部的一例。

在该细气泡产生装置中，在第一罐中，能够由气体供给部向第一罐内供给赋予差压的气体，能够由液体供给部向第一罐内供给液体。

(8)在上述的细气泡产生装置中，在第二罐中也可以具备将喷射后的液体向外部取出的液体取出部。

在该细气泡产生装置中，在第二罐中能够通过液体取出部将喷射后的液体向外部取出。

(9)本发明的一个方面的细气泡产生方法是涉及使液体通过具有多个细孔的多孔质的元件而在液体中产生细气泡的细气泡产生方法。

在该细气泡产生方法中，通过在元件的一侧与另一侧之间赋予差压，使配置于元件的一侧的液体向另一侧通过并喷射而产生细气泡。并且，在产生细气泡时，使液体通过元件时的流速为0.009769[m/s]以上。

在该细气泡产生方法中实现与上述的细气泡产生装置同样的效果。

＜以下，对本发明的结构进行说明＞

·多孔质的元件表示形成有多个细孔(即液体能够通过的连通孔)的多孔质的部件。作为该元件，例如可以列举液体能够从内侧向外侧或者从外侧向内侧通过的筒状的部件，例如前端被封闭的筒状的部件、两端开放的筒状的部件。另外也可以列举液体能够从一侧向另一侧通过的膜状(例如板状)的部件等。

·作为元件的材料，可以举出由陶瓷(例如氧化铝、莫来石、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅、氧化镁、氧化钙中的至少一种以上)构成的材料、各种树脂(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯)、金属(例如，铝、钛、铁、金、银、铜、不锈钢)等。作为元件可以采用例如氧化铝97重量％的烧结体。特别地，作为元件的材料优选上述的由陶瓷制成的材料。

·作为液体，可以采用水(例如纯水、自来水、去离子水)、酒精、海水、水溶液、清洗液、有机溶剂等。此外，在液体中通常稍微溶解有周围的气体等的各种气体。

·细气泡是由国际标准化机构(ISO)定义的直径100μm(10

·作为将流速设定为上述的范围的方法，可以列举调节向产生细气泡的液体赋予的差压的方法。例如使施加于通过元件前的液体的压力增加，从而使差压增加，由此能够使流速增加。

作为赋予该差压的方法，可以列举例如通过供给例如高压气体从而使施加于元件的一侧(液体侧)的压力增加的方法(即，使气压增加的方法)。例如可以使用从气瓶供给的气体来赋予差压。另外，可以举出通过抽真空等使施加于元件的另一侧(细气泡产生侧)的压力(气压等)减少的方法等。

·流速[m/s]例如可以根据从元件的一侧(液体侧)流向另一侧(细气泡产生侧)的液体的流量(Q[m

·元件的表面气孔率是指元件的另一侧的表面的开口部分(气孔部分)的面积的合计相对于元件的另一侧(细气泡产生侧)的总表面积的比例。

附图说明

图1是示出第一实施方式的细气泡产生装置的说明图。

图2是对于第一实施方式的细气泡产生装置和以往的微细孔方式的装置，示出气体消耗量与气泡浓度的关系的图表。

图3是示出第二实施方式的细气泡产生装置的说明图。

图4是示出第三实施方式的细气泡产生装置的说明图。

图5是示出第四实施方式的细气泡产生装置的说明图。

图6是示出在实验例1中使用的元件及各部分的名称的说明图。

图7中图7A是示出在实验例4中的各样品的液体的特性的pH的图表，图7B是示出在实验例4中的各样品的液体的特性的电导率的图表，图7C是示出在实验例4中的各样品的液体的特性的ATP的图表。

图8中图8A是示出在实验例4中的各样品的液体的特性的TOC的图表，图8B是示出在实验例4中的各样品的液体的特性的ICP-MS的图表。

图9中图9A是示出在实验例5中的作为各样品的液体的特性的冻结前后的粒子浓度的图表，图9B是示出在实验例5中的作为各样品的液体的特性的将消泡前设为100的情况下的粒子浓度的图表。

符号说明

1、71、91、101…细气泡产生装置

3、103…第一罐

5、105…第二罐

9…气体供给部

10…差压赋予部

11…液体供给部

13…液体取出部

31…气泡产生部

33、75、97、107…元件

具体实施方式

以下，使用附图对应用了本发明的细气泡产生装置及细气泡产生方法的实施方式进行说明。

[1.第一实施方式]

[1-1.整体结构]

首先，对第一实施方式的细气泡产生装置的结构进行说明。

如图1所示，第一实施方式的细气泡产生装置1是在液体(例如纯水等的水)中产生细气泡的装置，具备具有第一罐3及第二罐5的箱状的装置主体7、向第一罐3供给气体(例如氮气)的气体供给部9、向第一罐3供给液体的液体供给部11及从第二罐取出液体(即产生了细气泡的液体：细气泡液)的液体取出部13。以下，详细地进行说明。

＜第一罐＞

第一罐3是能够收容液体的容器，构成为能够对内部进行加压。即，除后述的液体的供给、流出和气体的流入部分以外，是液体、气体不会流出这样的气密构造。

在该第一罐3中，在其侧壁15设置有用于将从气体供给部9供给的气体取入到内部的气体导入口17，在其上部19设置有用于将从液体供给部11供给的液体取入到内部的液体导入口21。此外，气体导入口17配置于在液体进入了第一罐3的情况下比其液面靠上方的位置。

另外，在第一罐3中，在其底部23设置有用于将液体向第二罐5侧供给的液体供给口25，并且在该液体供给口25安装有朝向下方垂直地延伸的不锈钢制的圆筒形的连通管27，以连通第一罐3侧与第二罐5侧。此外，第一罐3内的液体通过连通管27而向第二罐5侧供给。

进一步地，为了检测内部的压力(气压)，在第一罐3内配置有第一压力传感器29。

此外，由气密构造的第一罐3和气体供给部9构成赋予差压的结构(即差压赋予部10)。

＜第二罐＞

第二罐5是能够收容液体(即细气泡液)的容器，在其内部具备产生细气泡的气泡产生部31。

气泡产生部31由连通管27和与连通管27的下端侧连接的多孔质的元件33构成。因此，元件33经由连通管27与第一罐3一体构成。

所述元件33是下端侧(即前端侧)封闭的管状(详细而言是圆筒形状)的部件，其上端外嵌于连通管27并通过粘接剂和接头配件(未图示)接合而无间隙地密接于连通管27。另一方面，元件33的下端侧通过作为元件33的一部分的底部35被封闭。

该元件33是以作为陶瓷的例如氧化铝(Al

详细而言，元件33的平均细孔径为1.5μm～500μm的范围，元件33的表面气孔率为24％～47.7％的范围。另外，元件33的表面的液体(例如水)的接触角为38.8°～151.32°的范围。

另外，在第二罐5中，在其侧壁37的下部设置有用于将液体从第二罐5向外部取出的液体取出口39，在该液体取出口39连接有液体取出部13。

进一步地，为了检测内部的压力(气压)，在第二罐5内配置有第二压力传感器41。

＜周围的结构＞

气体供给部9具备填充有气体的气瓶43、将气瓶43与气体导入口17连接的第一管45、开闭第一管45的流路的第一开闭阀47及检测气瓶43内的压力的第三压力传感器49。

液体供给部11具备与液体导入口21连接而将液体向第一罐3侧供给的第二管51及开闭第二管51的流路的第二开闭阀53。此外，虽未图示，在第二管51的上游侧配置有例如存储液体的罐等。

液体取出部13具备用于与液体取出口39连接而将液体向外部取出的第三管55及开闭第三管55的流路的第三开闭阀57。

[1-2.细气泡产生装置的动作]

接下来，对细气泡产生装置1的动作进行说明。

首先，在关闭第一开闭阀47及第三开闭阀57的状态下，打开第二开闭阀53而从第二管51向第一罐3内供给规定量(例如VO[ml])的液体。之后，关闭第二开闭阀53。此时，第一罐3内的液体经由连通管27向元件33的内部(即内侧空间59)流入。

接下来，打开第一开闭阀47而从气瓶43向第一罐3内供给高压气体。由此，例如第一罐3内的压力为高于大气的压力(例如，0.4MPa)。

如此，当第一罐3内的压力变高时，由该压力按压第一罐3内的液体，并且也按压元件33内的液体。

并且，通过按压该元件33内的液体，元件33内的液体通过元件33的壁面61的细孔而向元件3外(即第二罐内的外侧空间63)以高速喷射。

此时，液体通过元件33时的流速为0.009769m/s以上，并且在液体以这样的高速通过元件33时产生大量的细气泡。即得到含有细气泡的细气泡液。

[1-3.元件的制造方法]

在此，对元件33的制造方法进行说明。此外，关于该元件33，由于能够通过常规方法制造，因此简单地进行说明。

例如，准备平均粒径5μm的氧化铝粉末97重量％、SiO

接下来，在这些固体粉末中添加甲基纤维素、水和脱模剂来制作坯土，使用该坯土制作有底的圆筒形状的成形体。

之后，在使该成形体干燥之后，在大气气氛下，在1500℃下烧成3小时的条件下进行烧成而得到上述结构的元件33。

此外，如周知那样，关于平均细孔径，能够通过控制原料粉粒径进行调整。另外，关于表面气孔率，如周知那样，能够通过控制固体粉末量、有机物量、水量进行调整。

[1-4.效果]

(1)在本第一实施方式中，通过由气体赋予的差压使液体通过多孔质的元件33时的流速为0.009769[m/s]以上，由此，能够高效地产生细气泡。

例如，如图2如示，在以往的微细孔方式的装置(后述的C公司的装置)中，虽然若气体消耗量增加则气泡浓度增加，但是在本第一实施方式的细气泡产生装置1(即本方式)中，与微细孔方式的装置相比，能够以较少的气体消耗量得到高气泡浓度。需要说明的是，图2的本方式的气体消耗量是指用于加压的气体的消耗量。

即，即使不像以往那样以高压力使气体混入液体，也能够容易地制造具有高气泡浓度的液体(即细气泡液)。即使在例如纯水的情况下，也能够容易地提高气泡浓度。

(2)在本第一实施方式中，通过使配置于元件33的一侧的液体向另一侧通过并喷射，即在至少1次通过中，就能够高效地产生细气泡。

(3)在本第一实施方式中，如上所述，若使液体通过多孔质的元件33的细孔时的流速为规定以上，则由于细气泡高效地产生，即使不使用以往的具备大型的泵等的设备，即，即使是小型的装置，也能够容易地产生细气泡。即，通过使用从气瓶43供给的气体而产生差压，由此能够省略泵、电源等。

(4)在本第一实施方式中，元件33的平均细孔径为1.5μm～500μm的范围。因此，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(5)在本第一实施方式中，元件的表面气孔率为24％～47.7％的范围。因此，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(6)在本第一实施方式中，元件33的表面的液体的接触角为38.8°～151.32°的范围。因此，能够高效地产生细气泡。另外，能够实现高气泡浓度。

(7)在本第一实施方式中，元件33由以陶瓷为主要成分的材料构成。因此，由于在细气泡产生的液体中所含有的杂质(所谓的污染物)少，因此例如在医疗领域等杂质越少越好的领域中是适合的。

另外，在元件33以陶瓷作为主要成分的情况下，也有由侵蚀(浸蚀)造成的劣化少的优点。

[1-5.表述的对应关系]

第一实施方式的细气泡产生装置1、第一罐3、第二罐5、气体供给部9、差压赋予部10、液体供给部11、液体取出部13、气泡产生部31、元件33分别相当于本发明的细气泡产生装置、第一罐、第二罐、气体供给部、差压赋予部、液体供给部、液体取出部、气泡产生部、元件的一例。

[2.第二实施方式]

接下来，对第二实施方式进行说明，但是对于与第一实施方式相同的内容，其说明省略或简略化。

如图3所示，本第二实施方式的细气泡产生装置71在单一的罐73内配置有与第一实施方式同样的元件75，在该元件75的上端连接有连通管77。

该连通管77向罐73外延伸，在罐73外，在连通管77配置有开闭阀79。

在本第二实施方式中，通过打开开闭阀79而从连通管77向元件75的内部(即内侧空间81)供给施加了规定的压力的液体(例如水)，由此能够与第一实施方式同样地在液体中产生细气泡。即，能够向元件75的周围的外侧空间83供给细气泡液。

此外，从罐73内取出细气泡液的结构与第一实施方式相同。

本第二实施方式实现与第一实施方式同样的效果。另外，与第一实施方式相比，具有能够简化结构的优点。

[3.第三实施方式]

接下来，对第三实施方式进行说明，但对于与第一实施方式同样的内容，其说明省略或简略化。

由于本第三实施方式只有气泡产生部的结构与第一实施方式不同，因此对气泡产生部进行说明。

如图4所示，本第三实施方式的细气泡产生装置91的气泡产生部93在连通管95的下端连接有圆筒形状的元件97。

该元件97自身的轴向(图4的上下方向)的两端开放，上端连接于连通管95，并且下端由盖99封闭。此外，盖99是圆柱形状，是例如由氧化铝构成的致密的烧结体。

本第三实施方式实现与第一实施方式同样的效果。

[4.第四实施方式]

接下来，对第四实施方式进行说明，对于与第一实施方式同样的内容，其说明省略或简略化。

本第四实施方式是使用板状的部件作为元件的方式。

如图5所示，本第四实施方式的细气泡产生装置101与第一实施方式同样地，具有在第一罐103的下方配置有第二罐105结构。

并且，在第一罐103与第二罐105之间，水平地配置有平板状的元件107，以区分第一罐103和第二罐105。此外，元件107由设置于侧壁109的支承部件111定位而固定。

此外，在图5中，其他的结构(例如向第一罐103供给气体、液体的结构等)被省略。

在本第四实施方式中，也通过向第一罐103供给液体并供给气体而加压，能够使液体通过元件107而在液体中产生细气泡。即，能够向元件107的下方的第二罐105内供给细气泡液。

此外，从第二罐105内取出细气泡液的结构与第一实施方式相同。

本第四实施方式实现与第一实施方式同样的效果。

[5.实验例]

接下来，对为了确认本公开的效果而进行的实验例进行说明。需要说明的是，作为液体，使用了纯水。

[5-1.实验例1]

＜实验内容＞

在该实验例1中，采用与所述第三实施方式同样的元件并使用了与第一实施方式同样的构造的细气泡产生装置作为产生细气泡的装置。

制作了如表1～表6所示的61个样品(样品No.1～59)作为在实验中使用的元件。在该表1～表6中，实施例(实施例1～32)的样品是本发明的范围内的样品，比较例(比较例1～27)的样品是本发明的范围外的样品。

此外，在表1、表2中将实施例和比较例按样品编号顺序汇总示出，在表3、表4中仅示出实施例，在表5、表6中仅示出比较例。

在该实验例1中，在下述表1～表6中示出的条件下产生细气泡，如在下述表2、表4、表6中所示，求出在当时通过元件的流速等。

此外，在表7中从所述表1～表6中记载的样品里列举多个比较例和多个实施例作为例子，气泡浓度为6.82E+0.7以上为优选并将优选的样品表示为“适合”、不优选的样品表示为“不适合”。

在此，对表1～表7的实验条件、实验结果的表示内容进行说明。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

(1)元件构造

元件构造的对称构造表示元件的构造是单一的构造。非对称构造表示元件的内侧和外侧是不同的构造。详细而言，非对称构造是双层构造，元件的外侧(即外侧的层)与内侧(即内侧的层)相比平均细孔径更小。

(2)元件材质

元件材质表示构成元件的材质(材料)。因此，元件是由该材料构成的多孔质的部件。

(3)接触角

接触角如周知那样是指在静止液体的自由表面与壁接触的点处，液面与壁所成的角。

在本实验例1中，使用Drop Master系列(DMo-501)通过液滴法测定接触角。使用纯水(4μl)作为液体，在滴下液体后取得100ms后的接触角。

此外，在细孔的最大孔径DBP[m]、液体的表面张力γ[N/m]、接触角θ[rad]、泡点压力P[Pa]中有在下述式(1)中示出的关系。此外，细孔的最大孔径DBP[m]是指使细孔为圆孔的情况下的直径。

DBP＝4γcosθ/P…(1)

(4)泡点压力

例如将板状的元件浸入于异丙醇等的液体并呈水平，当从下侧供给空气并且持续升高空气的压力时，在到达了某值时，气泡最先从最大孔径的孔产生。将此时的压力称为泡点压力。此外，能够使用所述式(1)由泡点压力求出最大孔径。

(5)纯水

在该实验例1中，使用了纯水作为液体。该纯水通常表示通过离子交换树脂等进行了脱盐、脱离子处理的液体，具有规定范围的电导率、TOC(总有机碳)。

在该实验例1中，如下述表8所示，对在实验中使用的纯水(5个样品：N1～N5)调查了导电率(即电导率)[μS/m]、TOC(总有机碳)[μg/L]、ICP-MS(离子浓度)、pH、DO(溶解氧)[mg/L]、ATP(活菌数)[RLU]。

此外，pH和电导率使用HORIBA制的pH水质计D-74进行了测定。

TOC使用岛津制作所制造的TOC-VWP进行了测定。ICP-MS使用Thermo Fisher制造的SCIENTIFIC iCAP Q进行了测定。DO使用堀场制作所制的OM-71进行了测定。ATP使用Lumitester-PD-30进行了测定。

另外，使用Nanosight NS-300(以下简单地记作Nanosight)调查了气泡直径[nm]、气泡浓度[个/ml]、气泡浓度[个/frame]。需要说明的是，[个/frame]是表示Nanosight的测定的在每1个画面中映出的粒子数，在1个测定中取得1500frame。即，将在1500frame中映出的粒子数的平均值表示为[个/frame]。

将其结果记入下述表8。

此外，在本次的实验中使用的纯水电导率为47.9～83.2[μS/m]的范围，并且TOC为5～40.1[μg/L]的范围。在该范围的水可以称作纯水。

[表8]

(6)元件有效面积

如图6所示，由于在该实验例1中使用圆筒形状的元件，因此将液体能够通过的元件的侧面(即圆筒的外周面)的面积作为元件有效面积。

另外，元件长度是元件的轴向的长度，元件外径是从轴向观察时的元件的外周的直径。因此，能够由该元件长度和元件外径求出元件有效面积。此外，膜厚是圆筒形状的元件的厚度(径向的尺寸)。

(7)表面气孔率

表面气孔率是细孔占元件有效面积的表面比率。该表面气孔率能够利用扫描型电子显微镜(SEM)等取得元件表面的图像并将该画像二值化(黑白)，通过黑白的面积比率(详细而言，表示元件有效面积中的细孔的黑色的比例)求出。

(8)细孔径(即平均细孔径)

细孔径是指使细孔为圆孔的情况下的直径(详细而言是多个细孔的平均值：平均细孔径)。在此使用水银孔隙率计测定细孔径。此外，作为水银孔隙率计使用了AutoporeIV9510(岛津制作所制造)。

(9)溶剂种类

溶剂种类表示产生细气泡的液体，在此使用纯水。

(10)溶剂量

溶剂量表示向第一罐供给的液体的量(VO[ml])。

(11)施加压力

施加压力表示从气瓶向第一罐供给的气体的压力(因此，是第一罐内的压力)。

(12)到溶剂总量通过为止需要的时间

到溶剂总量通过为止需要的时间是指到第一罐内的液体(因此，是元件的内侧空间的液体)全部移动到第二罐内(因此，是元件的外侧空间)为止的时间[sec]。

(13)流量Q

流量Q[m

(14)细孔面积A

细孔面积A[m

(15)流速V

流速V[m/s]是指通过元件的细孔的液体的流速，能够由流量Q[m

(16)气泡直径、气泡浓度

气泡直径、气泡浓度是由Nanosight测定出的量。

＜评价＞

本实施例的各样品流速为0.009769[m/s]以上，这些样品气泡浓度均较高且适合。例如在流速最小的样品No.54中，气泡浓度也为7.30×10

另外，从表1～表4可明显看出，在本实施例的各样品中，元件的细孔径(即平均细孔径)为1.5μm～500μm，可知若为该范围，则可得到高气泡浓度。

此外，对于平均细孔径的下限值的1.5μm，在样品No.1～3等中有记载，对于上限值的500μm，在样品No.50、51、52等中有记载。

进一步地，从表1～表4可明显看出，在本实施例的各样品中，元件的表面气孔率为24％～47.7％，可知若为该范围，则如上所述，可得到高气泡浓度。

此外，对于表面气孔率的下限值的24％，在样品No.6～11中有记载，对于上限值的47.7％，在样品No.54、55中有记载。

此外，从表1～表4可明显看出，在本实施例的各样品中，元件的表面的液体(纯水)的接触角为38.8°～151.32°，可知若为该范围，则如上所述，可得到高气泡浓度。

此外，对于接触角的下限值的38.8°，在样品No.30等中有作为依据的记载，对于上限值的151.32°，在样品No.29中有作为依据的记载。

[5-2.实验例2]

如上所述，上述专利文献3、4的现有技术是与本发明完全不同的技术。即，是剪切在前段罐的水中含有的大气泡而形成微细气泡的技术，气泡的剪切是必要的技术。

与此相对，在本发明中，例如如第一实施方式所示，在第一罐中含有的气泡与在第二罐中含有的气泡中，气泡直径几乎不变。即，在本发明中是例如在第一罐内的液体通过多孔质的元件的细孔内时通过产生急剧的压力的变化而产生细气泡的技术，在通过元件前后，气泡直径几乎不变。并且，为了使该现象发生，如上所述，0.009769[m/s]以上的流速是必要的。

本实验例2是基于上述的见解在液体(纯水)通过元件前和通过之后调查了气泡直径的变化的实验例。

在所述实验例1时，使用Nanosight调查了第一罐内的液体中的细气泡的气泡直径。此外，通常，虽然只有一点，但在液体中存在细气泡。

结果，在各实施例的样品中，在通过元件前的液体中，细气泡的气泡直径的平均值为100.26nm。

另外，在各实施例的样品中，在通过元件后的液体中，细气泡的气泡直径的平均值为100.80nm(表4：参照实施例的Ave值)。

由此可知，虽然在通过了元件的液体中细气泡的气泡浓度变高，但是在通过元件前和通过后，气泡直径的平均值变化不大。

[5-3.实验例3]

本实验例3是使用市售的两家公司的喷嘴方式的细气泡产生装置来调查细气泡的产生状态的实验例。

需要说明的是，喷嘴方式是指利用泵使液体(纯水)在壁面形成有细孔的管内流动，并且在管的中途经由细孔从外部供给空气的方式。

本实验例3在下述表9的条件下，在1次通过(不使液体循环的情况)和通过泵使液体循环60分钟的情况下，使用Nanosight测定了产生的细气泡的气泡浓度。

[表9]

结果，两公司的细气泡产生装置均只能测定到小于Nanosight的可靠性区间(即，2×10

[表10]

此外，在小于Nanosight的可靠性区间的浓度范围中，误差大，可靠性不充分。

[5-4.实验例4]

如图7及图8所示，本实验例4是采用纯水作为液体，使用所述实验例1的实施例的细气泡产生装置、本发明以外的各种细气泡产生装置来产生细气泡，并调查了该细气泡液(详细而言，细气泡水)的各种特性的实验例。此外，在调查特性时，作为装入细气泡液的容器，使用同种的玻璃制的容器并尽可能地统一测定环境。

以下，详细地进行说明。

＜样品、装置等＞

在图7及图8中，“T26：陶瓷”表示样品No.26的实施例，“T55：金属”表示样品No.55的实施例，“T59：树脂”表示样品No.59的实施例。

另外，微细孔方式的装置表示使用了C公司的陶瓷制的元件的微细孔方式的细气泡产生装置(即比较例)。该细气泡产生装置是将前端被封闭的多孔质的元件(即管)沉入于液体中并向该管内供给气体而在管外产生细气泡的装置。

此外，第1次表示在下述的条件下最初产生细气泡后的细气泡液的特性，第5次表示在相同条件下产生细气泡5次后的细气泡液的特性。

(实验条件)

设定压力：0.11MPa

处理时间：1小时

溶剂：纯水500ml

气体种类：氮气

气体流量：600ml/min

进一步地，作为其他的比较例，使用周知的循环型加压溶解装置及循环型气液剪切装置产生细气泡并调查细气泡液的特性。

＜评价＞

在图7A中示出对细气泡液的pH进行了调查的结果。由该图7A可知，实施例的各样品接近于纯水的pH。与其相对，在微细孔方式的第1次中，pH的值增大到7以上。

在图7B中示出对细气泡液的电导率进行了调查的结果。由该图7B可知实施例的各样品接近于纯水的电导率。与其相对，在微细孔方式的第1次中，电导率的值变得非常大为738[μS/m]。其他的产生方式也发现了电导率的增加。

在图7C中示出对细气泡液的ATP进行了调查的结果。从该图7C可知，实施例的各样品接近于纯水的ATP。与其相对，在微细孔方式的第1次中，ATP的值变得非常大为55。

在图8A中示出对细气泡液的TOC进行了调查的结果。由该图8A可知，实施例的各样品(T26、T55)接近于纯水的TOC。另外，实施例的样品(T59)在循环型加压溶解装置及循环型气液剪切装置中，TOC为较大的值。另外，在微细孔方式中，TOC无法测定。

在图8B中示出对细气泡液的ICP-MS进行了调查的结果。由该图8B可知，实施例的各样品接近于纯水的ICP-MS。与其相对，在微细孔方式的第1次中，ICP-MS的值变得非常大为548[ppb]。

[5-5.实验例5]

本实验例5是确认在细气泡产生装置中产生的细气泡实际上是否是细气泡或者是否是微细的粉尘等的粒子(即固体粒子)的实验例。即，由于Nanosight有时将微细的粒子作为细气泡进行计数，因此是确认实际测定的粒子浓度(即，气泡的情况下是气泡浓度)在多大程度上表示细气泡的浓度的实验例。

＜样品及装置等＞

测定粒子浓度的对象的液体与所述实验例4几乎相同。具体而言，是纯水、T26的细气泡液、利用微细孔方式的装置得到的细气泡液(但是，是第1次)、利用循环型加压溶解装置及循环型气液剪切装置得到的各细气泡液、T55及T59的各细气泡液。需要说明的是，除此之外还使用了使Latex粒子分散在溶剂(纯水)中的液体。

＜实验内容＞

在本实验例5中，使各样品的液体暂时冻结后融解，并使用Nanosight调查该冻结前后的液体中的粒子浓度。

根据该冻结的方法，由于若使含气泡、固体粒子的液体冷却而冻结，则气泡的大部分消失，因此通过测定冻结前后的液体的粒子浓度，可知实际上在冻结前的液体中气泡在多大程度上存在。

具体而言，使用了基于在第8次细气泡国际研讨会上被公开的缓慢冻结融解法的气泡和固体粒子的识别方法。详细而言，使各样品在以规定的冷却速度(例如0.57×10

＜评价＞

图9A表示通过本实验例5得到的各样品的冻结前后的粒子浓度。在该图表中，以一对条形图表示各样品的粒子浓度，左侧是冻结前的粒子浓度，右侧是冻结后的粒子浓度。此外，图9B是示出图9A的图表在将冻结前(即消泡前)的粒子浓度设为100的情况下的各样品的冻结后的粒子浓度。此外，在图9A及图9B中，在各一对条形图中左侧条形图表示消泡前，右侧的条形图表示消泡后。

从图9A及图9B可明显看出，在实施例的T26的样品中，在冻结后粒子浓度大幅降低。详细而言，如下述表11所示，实施例的T26的样品的消泡率为88.36％，可知几乎都是气泡。此外，消泡率是表示被检测的粒子中在多大程度上是气泡的指标，并由“(冻结后的液体的粒子浓度/冻结前的液体的粒子浓度)×100”来定义。

[表11]

另外，从表11等可明显看出，实施例的T56的样品的消泡率是82.35％，可知几乎都是气泡。另外，实施例的T59的样品的消泡率是7.37％，可知几乎都是气泡。

与其相对，在作为比较例的微细孔方式的装置的第1次试验中，消泡率是15.20％，可知几乎都是固体粒子。另外，在同一装置的第5次试验中，消泡率是72.74％，可知消泡前的粒子浓度少到2.59E+07[个/ml](参照图9A)。

另外，在比较例的循环型加压溶解装置中，消泡率是65.98％，可知与实施例相比固体粒子更多。

同样地，在比较例的循环型气液剪切装置中，消泡率是78.95％，可知与实施例相比固体粒子更多。

此外，在添加了Latex粒子的样品中，消泡率是11.15％。

[6.其他的实施方式]

此外，本发明不受所述实施方式等任何的限定，只要属于本发明的技术性范围则可以采取多种方式是无需多言的。

(1)例如，作为元件的形状，可以采用有底的筒状、轴向的两端开放的筒状、板状等各种的形状。

(2)关于元件的材质，除陶瓷以外，也可以采用金属、树脂等各种的材料。

(3)另外，在供给液体、气体的流路、取出液体的流路设置开闭阀的情况下，也可以由计算机等控制该开闭阀的动作。

例如也可以通过传感器测量向第一罐内供给的液体的供给量、流量，通过传感器测量第一罐内的压力，并基于由该传感器测量的值，控制所述开闭阀的开闭动作，以使液体的流量等、第一罐内的压力成为目的值。因此，也可以将用于产生细气泡的结构在线化。

(4)此外，也可以使多个构成要素分担上述各实施方式的1个构成要素具有的功能，或者使1个构成要素发挥多个构成要素具有的功能。另外，也可以省略上述各实施方式的结构的一部分。另外，也可以将上述各实施方式的结构的至少一部分相对于其他的实施方式的结构进行附加、置换等。此外，在根据权利要求书中记载的表述特定的技术思想中所包含的所有的方式都是本发明的实施方式。