[发明专利]在液体中发生微细气泡的方法及适于该方法的微细气泡发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在液体中发生微细的气泡的方法及适于该方法的微细气泡发生器，更详细地，涉及一种在对液体未施加机械性的外力的状态下，利用基于天然材料的气泡发生部件，来生成纳米大小的微细气泡的方法和适合于实现该方法的微细气泡发生装置。

背景技术

一般了解为，在液体中新生成或者从外部投入的气体形成微细的气泡，溶解到该液体中而吸收或者成为气泡残留在该液体中。残留于上述液体中的气泡与该液体相比其比重呈现较低的倾向，因此上述气泡上升并向上浮上。但是，上述气泡以规定大小以下存在时，不向液体的表面上浮上，反而照样残留在上述液体中，或者在上述液体中由于外部压力而收缩并最终破裂，从而溶解在上述液体中。

如此，在特定的液体中生成特定的微细气泡时，上述特定的液体意味着一方面溶解特定的气体的反面，另一方面包含该气体的微细气泡而存在。此时，将上述特定的气体选择为有益于生物体的气体，也将上述特定的液体选择为对生物体有益或者无害的液体时，这种状态的液状物质可以带来对生物体非常有益的效果。并且，将上述特定的气体选择为对产业体有用的气体时，这样的液状物质也可以作为对产业体有益的物质而使用。因此，在本发明中，作为上述液体最优选为对人体无害的水，可以是指在上述水中加入少量的其他物质而制备的水溶液，也可以是指其他不同液体。

对一般溶解在水中的气泡的性质进行观察，了解为其大小大于50千分尺时，该气泡在数秒以内浮出到睡眠之上并向大气中扩散，相反其大小从50千分尺到数百纳米时，该微细气泡可能直到6个月也会残留在水中，在残留过程中逐渐收缩及破裂，从而发生将该气体溶解成饱和浓度以上的现象。

具有以微细的大小一时生成多量的气泡时，可以增加水中溶解气体的浓度，长时间残留在水中时，可以作为将如氧气或者氢的气体以高浓度进行溶解的饮用水而利用的优点。

对通过在水中生成微细气泡来增加气体（氧气）的溶解度而制备饮用水的以往的技术及可应用的技术的了解，如下。

加压溶解方法（Dissolved gas Method）是，在密闭的容器的内部灌满水或者饮料的状态下，利用高压填充气体，从而往上述水或者饮料的内部溶解气体的方法。依据此方法时，溶解在上述水或者饮料的气体开放密闭的容器的同时，如向外部喷出一样被释放。利用这样的气体的性质，应用于在清凉饮料利用高压填充碳酸气体来使用的方法。但是，依据该方式时，溶解在水或者饮料的内部的气体，在开放密闭的容器的瞬间，从其内部脱离向外部释放，因此具有不能维持在水或者饮料长时间溶解上述气体的状态的缺点。

超高速旋转方法（Hydrodynamic method）为机械性的混合方法，是向以约10000rpm至20000rpm的高速旋转的马达螺旋桨同时喷射水和氧气，从而使氧气强制性地吸附在水粒子的表面的方法。通常，在容器的内部灌满如水的液体，在该状态下从外部加入气体，同时还利用高速的旋转力来相互混合气体与液体。但是，这样的方法利用高速的旋转力来使液状物质旋转，因此具有破坏液状物质的微细的物理化学性结构的缺点，特别是，饮用水的情况，在制备工序中水可能受到应力。并且，这样的方法具有为了得到高速的旋转力，而需要供给许多能量的缺点，也具有带有基于高速旋转的气体的分散力的极限的缺点。因此，依据此方法时，在较小地形成溶解于液状物质的气体的大小上具有规定的限度。依据此方法时，停止液状物质的旋转时，不能微细地形成溶解于液状物质的气体的大小，因此具有溶解在水中的气体随着时间推移容易浮上并流失的缺点。

水的喷射方法（Water exposure method）是，为了使水可以与氧气接触从而向氧气箱的上部空间喷射水的方法，进行反复喷射，直到达到所需要的氧气浓度。但是，该方法在商业性运用方面难以制备高浓度的氧气水，具有由于生产性也低而运用度非常低的缺点。

另一方面，溶解空气漂浮方法是，利用高的压力首先将空气溶解到水中来制备过饱和的空气-溶解水，对如河水的水处理用水注入上述空气-溶解水的方法。

该方法从上述空气-溶解水发生微细的空气的气泡之后，上述空气气泡朝向上方移动，并使其与溶解在水处理用水中的絮凝物（floc）相结合，从而主要适用于净化水处理用水。但是，上述溶解空气漂浮法为利用溶解在水中的气泡向上漂浮的性质，因此上述气泡的大小应较大地形成，具有不可以以50微米以下形成的缺点。