(第1の実施の形態)
 以下、本発明の第1の実施の形態に係る飽和 水生成器と飽和水生成装置について図面を参 照しながら詳細に説明する。
 図1(a)及び(b)は本発明の第1の実施の形態に� �る飽和水生成器の模式図であり、(c)は飽和� �生成装置の模式図である。なお、図1(b)の右� ��に示した(a.f)は、液泡貯留容器内で生成さ� �た液泡の拡大図であり、図1(c)は図1(a)に示す 飽和水生成器を水槽内に配置し、ポンプに接 続させた飽和水生成装置の模式図である。ま た、1は飽和水生成器、2は圧力水に気体を混� ��させ気泡を多く含んだ水流(以下、気泡含有 水流Wxという。)を作ることのできるノズル、 3はノズル2から噴射された気泡含有水流Wxを� �時的に貯留できるようにノズル2の周辺を容� ��で囲った液泡貯留容器である。なお、液泡� ��留容器3は図示しない固定具によってノズル 2に対して固定されている。

 図1(b)に示すように、飽和水生成器1に圧� �が加えられた水Wを供給した場合、エジェク� ��方式のノズル2の縮径部分に発生する負圧D1� ��より気体自吸パイプ2aから気体Xが自吸され� ��気泡含有水流Wxがノズル2から液泡貯留容器3 内に噴射され、液泡貯留容器3内に液泡が生� �される。そして、噴射された気泡含有水流Wx 中の水Wは液泡の表面水WFに一瞬変化するもの の、連続的に噴射される気泡含有水流Wxによ� ��て直ちに破壊されることになる。すなわち� ��液泡貯留容器3内に気泡含有水流Wxを連続的� ��噴射することで、液泡は連続的に生成され� ��が、同時に破壊されるのである。その結果� ��連続的に供給された気泡含有水流Wxは、処� �水1Wと浮上気体x1とに分離し、液泡貯留容器3 の外にそれぞれ連続的に排出されることにな る。このように、水を液泡に変化させること によって、液泡中の気体Xの分圧に応じて、� �印で示すようにその気体Xが液泡の表面水WF� �溶解した処理水1Wが生成される。

 図1(c)に示す飽和水生成装置においては、 ポンプ4を稼動させることで吸い上げられた� �槽内の水Wが加圧された後、パイプやホース� ��を介して水中に配置された飽和水生成器1に 供給される。そして、ノズル2の縮径部分に� �生する負圧D1により、気体自吸パイプ2aから� ��面上部の気体Xが供給され、ノズル2から気� �含有水流Wxが液泡貯留容器部3内に噴射され� �。なお、気体自吸パイプ2aには気体Xの自吸� �を調整するための自吸量調整バルブV0が取り 付けられている。

 図2(a)は図1(c)の飽和水生成装置の変形例の� �式図であり、(b)は図2(a)の飽和水生成装置の� ��形例を構成するノズル2cの変形例の模式図� �ある。なお、図2(a)の水槽中の左側と右側の� ��はそれぞれ飽和水生成装置の正面図及び側� ��図を示している。
 図2(a)の飽和水生成装置は、図1に示したノ� �ル2に代えて、中空器体を用いた旋回流方式� ��ノズル2cを備えたことを特徴とする。この� �うな構造によれば、ポンプ4で圧力を加えら� ��た水Wが中空器体の接線方向2bから供給され� ��ことによって、中空器体内に旋回流Waが発� �し負圧軸D2が形成される。その結果、気体自 吸パイプ2aから水面上部の気体Xが自吸され、 ノズル2cの先端から気泡含有水流Wxが液泡貯� �容器部3内に噴射される。なお、この時の液� ��貯留容器3内で液泡が生成される様子は、前 述の図1(b)の飽和水生成器の場合とほぼ同じ� �ある。

 図2(b)の飽和水生成装置は、図2(a)に示し� �ノズル2cに代えて、両端に噴出口が設けられ た中空器体を用いた旋回流方式のノズル2dを� ��えたことを特徴とする。このような構造に� ��れば、気泡含有水流Wxが左右の液泡貯留容� �3内に噴射されることから、ポンプ4から供給 される水Wの量を多くできる。また、液泡の� �成量は若干少ないものの、水中だけではな� �空中においても同様に処理水1Wを作ることが できる。なお、気体自吸パイプ2aからの気体X の自吸量が少ない場合には、気体自吸パイプ 2aにエアポンプを接続することで、気体Xの供 給量を増やすこともできる。

 両端に噴出口がある旋回流方式の上記飽和� ��生成器1に水道水を直結し、純酸素ガスを気 体自吸パイプ2aから毎分7・6リットル自吸さ� �、水道水の溶存酸素量DOを測定した結果、ワ ンパスで溶存酸素量DO約32ppmの水道水18.7リッ� ��ルを得ることができた。
 また、ポンプ4を用いてpH12のアルカリ性液� �を飽和水生成器1に供給し、気体自吸パイプ2 aから炭酸ガスを自吸及び供給してpHの変動を 測定した結果、気体自吸パイプ2aから毎分7・ 0リットルの炭酸ガスを自吸するだけの場合� �はpHが9.8であったが、少し圧力を加えて毎分 9.7リットルの炭酸ガスを供給した場合にはpH� ��7.5であった。また、毎分14.0リットルの炭酸 ガスを供給するとpHは6.2となり、酸性を示し� ��。そして、処理液量は約16.3リットルであっ た。なお、使用した飽和水生成器1の各部の� �イズは、中空器体の内径が45mmで、接線方向2 bから水を供給する管の径が13mmで、中空器体� ��両端にある噴出口の口径がそれぞれ5mmであ� ��。
 なお、本実施例ではエジェクタ方式のノズ� ��2と旋回流方式のノズル2c、2dを用いたが、� �れらに限定されるものではない。すなわち� �アスピレータノズル、スタテックミキサー� �ズルなどのように、気体を含有することが� �きるノズルであれば、これらのノズルと同� �に使用することができる。

 以上説明したように、本実施の形態に係� ��飽和水生成器によれば、空気を用いて水を� ��泡にするだけで、空気成分の分圧に応じた� ��和状態となるため、水生生物にとって生息� ��やすい水を作ることができる。また、供給� ��た所望の気体成分を効率良く水に飽和させ� ��ことができるので、経済性や省エネルギー� ��及び汎用性に優れている。

(第2の実施の形態)
 以下、本発明の第2の実施の形態に係る飽和 水生成装置について図面を参照しながら詳細 に説明する。
 図3(a)は本発明の第2の実施の形態に係る飽� �水生成装置の模式図である。 図3(a)の飽和� �生成装置は、飽和水生成器1をタンクT内に配 置し、タンクT内上部の気体Xを加圧状態にす� ��ことで、液泡貯留容器3内に生成される液泡 内の気体Xの圧力を高めることを特徴とする� �なお、この場合、バルブV3が取り付けられた 排出口Taより回収される処理水1Wは、タンクT� ��上部の気体Xの加圧状態に応じた飽和水とな る。
 図3(a)に示すように、まず、ポンプ4を稼動� �せることで水Wを吸水し、飽和水生成器1にポ ンプ4で加圧された水Wを供給するとともに、� ��時にポンプ4の吸水側に発生する負圧D3を利� ��してバルブV1からタンクT内に気体Xの流量を 調整しながら供給させて、ノズル2cから気泡� ��有水流Wxを液泡貯留容器3に噴射させる。こ� ��により、液泡が生成されるが、噴射された� ��泡含有水流Wxによって同時に破壊される。� �して、この時破壊された液泡の中の気体は� �液泡貯留容器3から浮上気体x1としてタンクT� ��上部に向かって浮上し、タンクT内上部に気 体Xとして溜まることになる。

 なお、バルブV3からの処理水1Wの排出量と 、バルブV1からの気体Xの流入量とを調整する ことによれば、タンクT内を所望の加圧状態� �することができる。また、この時タンクT内� ��部に浮上気体x1によって溜まった気体Xは、� ��体自吸パイプ2aにより飽和水生成器1に自吸� ��給され、浮上気体x1は再利用される。さら� �、タンクT内に水位センサーL.Sを配置し、タ� ��クT内の水位を感知することにより、電気的 に処理水1Wの排出量をバルブV3で調整するこ� �や、タンクT内へ供給される気体Xの適量をバ ルブV1で電気的に制御することができる。そ� ��て、タンクT内の加圧状態や、例えば、炭酸 ガス等の溶解率の高い気体類は、水への飽和 溶解率が異なるため、バルブV1からの気体供� ��量では不足する場合には、図3(a)に示すよう に、エアポンプ5を接続してタンクT内へ供給� ��る気体Xの量をバブルV2で調整可能な構造と� ��ることが望ましい。なお、連続的に長時間� ��動させると、元々供給された水に溶存して� ��たガス(窒素、二酸化炭素、硫化水素等)が� �出しタンクTの上部に溜まることがあるが、� ��の場合にはバルブV4を開けて、溜まった不� �なガス(気体X)をタンクTの外に放出させるこ� ��により、所望する処理水1Wを得ることがで� �る。

 以上説明したように、本実施の形態に係� ��飽和水生成装置によれば、水や液体に多量� ��気体を簡単に飽和溶解させることが可能で� ��る。従って、例えば、風呂場や炊事場にお� ��て洗剤の使用量を抑えるために使用される, 微細気泡を多量に含んだ白濁水の製造装置や 、化学工場において接触酸化やガス除去等に 用いられる処理装置や、魚介類の養殖場にお いて残餌・糞などを浮上分離させて除去した り、酸素を供給したりする装置として提供す ることができる。

 本実施の形態に係る飽和水生成装置では� ��気体Xとして空気を使用しているが、これに 限定されるものではない。例えば、気体Xと� �て空気以外の窒素、酸素、水素、オゾン、� �酸ガスなどを使用しても良い。これにより� �例えば、水素ガスを水に高濃度に飽和させ� �洗浄水や、窒素ガスを水に高濃度に飽和さ� �た不活性水などの機能水を製造することが� �きる。また、汚水にオゾンガスを高濃度に� �和させることによれば、有機物の分解、殺� �、漂白、消臭などの汚水処理工程に使用す� �ことが可能である。さらに、純酸素ガスや� �酸化炭素を温泉場などのお湯に飽和させた� �合には、のぼせ防止や血行促進などの効果� �有するお湯を生成することができる。

(第3の実施の形態)
 以下、本発明の第3の実施の形態に係る飽和 水生成装置について図面を参照しながら詳細 に説明する。
 図3(b)は本発明の第3の実施の形態に係る飽� �水生成装置の模式図である。図3(b)の飽和水� ��成装置は、飽和水生成器1をタンクT内に配� �し、タンクT内上部にある気体Xを減圧状態に することで、液泡貯留容器3内に生成される� �泡内の気体Xの圧力を低くすることを特徴と� ��る。なお、L.PはタンクT内で脱気処理された 処理水1Wの水量を目視で確認し、装置の稼動� ��停止を手動で操作できるように透明管で作� ��れたレベルパイプである。また、図4(a)及び (b)はそれぞれ本発明の第2の実施の形態及び� �3の実施の形態に係る飽和水生成装置の変形� ��の模式図である。
 図3(b)に示すように、まず、タンクT上部側� �配置されたバキュウムポンプ6を稼動させて� ��タンクT内の気体Xを外に排出することによ� �タンクT内を減圧状態にする。次に、水Wをポ ンプ4で吸水し減圧状態のタンクT内に配置さ� ��た飽和水生成器1に供給する。これにより、 タンクT上部の減圧されている気体Xは気体自� ��パイプ2aを介して飽和水生成器1に自吸供給� ��れ、減圧された気体Xで生成された気泡含有 水流Wxがノズル2から液泡貯留容器3内に噴射� �れる。

 このようにして生成された液泡の中は減圧� ��態の気体Xによって充たされており、水Wが� �泡の表面水WFになった瞬間に、表面水WFに溶� ��していた気体成分は、図1(b)の液泡の拡大図 (a.f)に記載した矢印の反対方向の減圧状態の� ��体Xで充たされた空間に向かって放出される 。その結果、ポンプ4により供給された水Wは� ��タンクT内上部の気体Xの減圧状態に応じた� �理水1Wとなる。
 タンクT内の処理水1Wを回収する場合、タン� ��T内を減圧にしたままの状態では処理水1Wの� ��収が困難なため、ポンプ4とバキュウムポン プ6を停止し、バルブV5を開けて外の気体Xを� �れることにより、タンクT内を大気圧にした� ��、バルブV3を開けて処理水1Wを回収する。な お、バキュウムポンプ6を稼動させたままの� �態で、バルブV3から処理水1Wを回収するため� ��は、バキュウムポンプ6よりも減圧能力の大 きなポンプを用いることが必要である。

 以上説明したように、本実施の形態に係� ��飽和水生成装置によれば、減圧下の中で液� ��を生成することにより、水生生物にとって� ��要なガスが溶存している水から効率良く不� ��ガスを放出させて脱気水を作ることができ� ��。

 なお、図3(a)及び(b)に示した第2の実施の� �態及び第3の実施の形態に係る飽和水生成装� ��において、例えば、図4(a)及び(b)に示すよう に、ノズル2cを上方に向けるとともに、液泡� ��留容器3をノズル2cの上方に設置する構造と� ��ることもできる。この場合、図3(a)及び(b)に 示す構造のものに比べて、ノズル2cから噴出� ��れる気泡含有水流Wxを液泡貯留容器3によっ� ��捕集し易くなるという作用を有する。

(実施の形態4)
 以下、本発明の第4の実施の形態に係る飽和 液体生成装置について図5を参照しながら詳� �に説明する。
 図5は本発明の第4の実施の形態に係る飽和� �体生成装置の模式図である。図5の飽和液体� ��成装置は、第2の実施の形態に係る飽和水生 成装置と同じように、タンクT内上部の気体X� ��加圧して比重が水よりも小さい(同一温度で 比較して水の密度よりも小さい密度を有する )石油等の可燃性液体Gの液泡を生成すること� ��よって、タンクT内の気体Xの加圧状態に応� �て飽和した可燃性液体1Gを作るための装置で あり、タンクT内下部に水Wを溜められる水溜� ��部WOを設け、この水溜め部WO中に飽和水生成 器が配置されたことを特徴とする。なお、タ ンクTの側面には可燃性液体1Gを回収するため の排出口Tbが設けられている。また、L.Pはタ� ��クT内の水溜め部WOの水位や気体Xによって飽 和された可燃性液体1Gを目視で確認できるよ� ��に設けられた透明なレベルパイプである。

 図5に示すように、ポンプ4の吸引側から� �引して圧力を加えた可燃性液体GをタンクT内 下部の水溜め部WO中に配置された飽和水生成� ��1に供給すると同時に、ポンプ4の吸引側に� �生する負圧D3を利用して、バルブV1からポン� ��4内に気体Xを自吸させると、飽和水生成器1� ��ノズル2から気体Xを含有した可燃性液体Gが� ��出する。この時、飽和水生成器1が水溜め部 WO中に配置されているため、タンクT内に静電 気を発生させることなく、可燃性液体Gの液� �が液泡貯留容器3内で生成される。そして、� ��泡の表面液になった可燃性液体1Gは、液泡� �留容器3内から水Wとの比重差により、水溜め 部WOの上部側に浮上分離するため、バルブVG� �取り付けられた排出口Tbより気体Xによって� �和された可燃性液体1Gが回収できる。また、 同時に液泡貯留容器3内から放出された浮上� �体x1は、水溜め部WO中から浮上し、さらに気� ��Xによって飽和された可燃性液体1Gの液中を� ��上し、タンクTの上部に浮上して気体Xとし� �溜まった後、気体自吸パイプ2aにより飽和水 生成器1に自吸され、液泡の生成に再利用さ� �る。

 なお、バルブV1からの気体供給量では不� �する場合には、図5に示すように、エアポン� ��5を接続してタンクT内へ供給する気体Xの量� ��バブルV2で調整可能な構造とすることが望� �しい。また、タンクT内の上部に圧力計Mや水 位(液位)センサーL.Sを取り付けて気体Xによっ て飽和された可燃性液体1Gの液位やタンクT内 の圧力を電気的に感知することにより、気体 XのバルブV1からの供給量調節や、気体Xによ� �て飽和された可燃性液体1Gの回収孔のバルブ VGからの回収量調節や、エアポンプ5に接続さ れたバブルV2からの気体Xの供給量調節を電気 的に制御することができる。

 以上説明したように、本実施の形態に係� ��飽和液体生成装置によれば、比重が水より� ��小さい石油等の可燃性液体Gに燃焼効率の上 がる酸素ガスを多量に飽和させることにより 、燃焼効率に優れた可燃性液体1Gを作ること� ��できる。また、ポンプ動力を使用せず、水� ��差による圧力液でも稼動させることができ� ��。この場合、静電気の発生がさらに抑制さ� ��、安全性をより一層高めることができる。