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    公开号:WO1991007222A1
    申请号:PCT/JP1990/001504
    申请日:1990-11-16
    公开日:1991-05-30
    发明作者:Hiroshi Oaki；Hiroshi Sasaki
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:B01F3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 微細気泡発生装置
    [0003] 発明 の技術分野
    [0004] 本発明 は、 気体 と 液体 と の接触を利用す る 気泡塔等の 化学反応装置、 空気浮上法や泡沫分離法等に よ る 懸濁物 や油分を分離す る 分離装置、 溶存酸素供給の た め の曝気 装置等に用 い ら れ る 微細気泡発生装置 に関 し 、 特に 中空 糸を用 い た微細気泡発生装置 に関す る 。
    [0005] 発明の背景技術
    [0006] 液体中で微細気泡を製造す る 方法 と し て最 も一 的 に 行な われて い る の は、 加圧液体の減圧 に よ り 、 気，, の溶 解度を物理的 に変化 さ せて気泡を発生 さ せ る 方法であ る が、 こ の方法は、 例え ば、 水処理にお け る溶 空気浮上 法 （加圧浮上法） に利用 さ れて い る 。 例え ば、 水道協会 雑誌第 5 3 巻第 1 2 号 （第 6 0 3 号） 丹保憲ニ他に よ る 「 フ ロ ー テ 一 シ ョ ン テ ス タ に よ る 溶解空気浮上法 と 沈降 分離の比較」 に お い て、 加圧 （ 4 kg eii G ) し た水に空 気を溶解 し 、 それを常圧 （ O kg Z ci! G ) に減圧 し て微細 気泡を発生 さ せ、 そ の粒径分布を測定 し てい る 。 こ の場 合の平均気泡径は 0.055 ranであ り 、 大 き い も ので 0.08 mm 程度、 小 さ い も の で 0.03 urn程度 と 報告 さ れて い る 。
    [0007] 一方、 多孔質固体等を材料 と し た通常の気体分散器を 利用 し て、 こ れ に加圧気体を供給す る 方法で は、 上記 し た よ う な粒径の微細気泡を生成 さ せ る こ と はで き な か つ と こ ろ が、 最近に な っ て、 高分子材料製の 中空糸を利 用 し て微細気泡を発生 さ せ る 方法が開発さ れて実用 に供 さ れ る よ う に な っ た。
    [0008] こ の場合、 中空糸内部に加圧気体を供給 し 、 中空糸外 側表面に接触す る 液体に流速を与え る こ と に よ り 、 加圧 水の減圧 に 匹敵する 程の微小気泡の製造を可能 と し て い 上記の よ う に中空糸表面に接触す る 液体 と 中空糸 と の 間 に相対運動を与え る こ と に よ り 、 中空糸表面の微细孔 よ り 発生す る気泡を中空糸の表面で大き く 成長す る前に 剥離 さ せて、 中空糸 と 液体の相対運動がな い場合よ り も 小 さ い径の気泡を発生 さ せ る こ と が知 ら れてい たが、 中 空糸 と 液体に相対運動を与え る た め に ポ ン プ等の機械的 動力を利用す る必要があ り 、 ラ ン ニ ン グ コ ス ト が高 く な つ て い た。
    [0009] ま た、 上記の利用分野で、 例え ば培養装置で は、 ボ ン プ等の機械的撹拌に よ っ て、 細胞、 微生物等が損傷を受 け る 可能性があ り 、 ま た他の分野で、 従来の気体分散器 に比較 し て ポ ン プ等の動力費が加算 さ れ る こ と が欠点 と な り 、 適用が困難な場合があ っ た。
    [0010] 発明 の概要
    [0011] 本発明 は上記 し た事情 に鑑みてな さ れた も の で あ っ て そ の 目 的 と す る と こ ろ は、 ポ ン プ等の機械的動力を利用 す る こ と な し に、 中空糸表面 に接触す る 液体 に流速を与 え る こ と に よ り 中空糸表面 に発生す る 気泡を微細化す る こ と がで き る よ う に し た微細気泡発生装置を提供す る こ と に あ <2> 0
    [0012] 本発明 の も う 一つ の 目 的 は、 細胞、 微生物な ら びに動 植物の培養 · 飼育装置への溶存酸素供給装置 と し て用 い る場合 に、 液体槽内 の細胞、 微生物等に損傷を与え る こ と が少な い よ う に し た微細気泡発生装置を提供す る こ と 上記諸 目 的を達成す る た め に、 本発明 の第 1 態様に よ れば、 開 口部が上下方向 に位置す る よ う に、 容器内 に貯 え ら れた液体中 に下端を該容器の底部內面か ら離間 さ せ た状態で配置せ し め ら れた筒状装置 と 、 該筒状装置内 に 形成 さ れかつ両端を上下方向 に開放 し た幅の狭い通路 と 該通路の 内面か ら離間す る よ う に該通路内 に挿入 さ れか つ保持 さ れ、 先端が閉塞 さ れた所定長の 中空糸 と 、 そ し て該中空糸の 内部に加圧気体を供給す る た め に開 口 さ れ た基端に接続 さ れた加圧気体供給パイ プ と を具備す る 微 細気泡発生装置が提供 さ れ る 。
    [0013] 本発明の第 2 態様に よ れば、 上記第 1 態様に記載の微 細気泡発生装置で あ っ て、 前記中空糸が前記通路の長手 方向 に対 し て 5 〜 9 0 ° の角度に配置 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置が提供 さ れ る 。
    [0014] 本発明 の第 3 態様に よ れば、 上記第 1 態様 に記載の微 .
    [0015] 細気泡発生装置であ っ て、 前記筒状装置 ^'同心状に配置 さ れた 内 · 外 2 筒力、 ら成 り 、 そ れ に よ つ て前記通路が該 内筒の外周面 と 該外筒 の 内周面 と の 間 に環状 に形成 さ れ 該環状通路内 に前記中空糸が上下方向 に伸長す る 螺旋状 に配置 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置が提供 さ れる。
    [0016] 本発明の第 4 態様に よ れば、 上記第 3 態様に記載の微 細気泡発生装置であ っ て、 前記内筒がそ の上下両端を閉 塞する こ と に よ っ て気密状 に形成 さ れ、 該気密内筒を介 し て前記中空糸が前記加圧気体供給パイ プ に接続 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置が提供さ れ る 。
    [0017] 本発明 の第 5 態様に よ れば、 上記第 1.乃至第 4 態様に 記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前記中空糸が挿入か つ保持 さ れた前記通路が、 細胞、 微生物な ら びに動植物 の培養 · 飼育装置の液体槽内 に貯え ら れた液体中 に下端 を該液体槽の底面か ら離間 さ れ、 かつ上下方向 に伸長す る よ う に形成 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置 が提供 さ れ る 。
    [0018] 本発明 の第 6 態様に よれば、 上記第 1 態様に記載の微 細気泡発生装置であ っ て、 前記中空糸が、 両側の垂直な 柱部分 と 、 こ れ ら の柱部分の 間 に横架 さ れかつ接続 さ れ た複数本の水平部分 と か ら成 る は し ご状に形成 さ れ、 該 は し ご状中空糸が略長方形の断面形状を有 し かつ上下端 を開 口 し た筒体内 に、 そ の周 囲 に前記通路を形成す る よ う に、 挿入かつ保持 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発 生装置が提供 さ れ る 。
    [0019] 本発明 の第 7 態様に よ れば、 上記第 6 態様 に記載の微 細気泡発生装置であ っ て、 前記は し ご状中空糸の一方の 柱部分の一端に加圧気体供給パイ プが接続 さ れた こ と を 特徴 と す る 微細気泡発生装置が提供 さ れ る 。
    [0020] 本発明 の第 8 態様に よ れば、 上記第 6 態様に記載の微 細気泡発生装置であ っ て、 前記 は し ご状中空糸の両方の 柱部分の それぞれの一端 に加圧気体供給パイ プが接続 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置が提供 さ れ る 。
    [0021] 以上の各態様を有す る 本発明 に よ れば、 液体を貯え た 容器内 に配置 さ れた微細気泡発生装置の 中空糸 3 に加圧 空気を供給す る だけで、 液体容器内の液体がエ ア リ フ ト 現象 に よ り 循環 さ れて、 中空糸 3 は こ の と き の循環流に さ ら さ れ、 ポ ン プ等の機械的動力 を利用す る こ と な し に 中空糸 3 に接触す る 液体に流速を与え る こ と がで き 、 上 記ポ ン プ等の機械的動力を利用す る こ と な し に 中空糸 3 の表面 よ り 微細な気泡を発生す る こ と がで き 、 ラ ン ニ ン グ コ ス ト を低 く す る こ と がで き る 。
    [0022] ま た本発明 に係 る 微細気泡装置 に よ る 液体容器内の液 体の循環は ポ ン プ等の機械的動力を用 い て撹拌す る 機械 と 比較 し て ゆ る やか に行な われ る の で、 本発明 に係 る 微 細気泡発生装置を細胞、 微生物な ら びに動植物の培養 · 飼育装置への溶存酸素供給装置 と し て用 い た場合、 液体 .
    [0023] 容器内の細胞、 微生物等に損傷を与え る こ と が少な い と い う 効果を有す る 。
    [0024] 前記な ら びに他の本発明 の 目 的、 態様、 そ し て利点は 本発明の原理に合致す る 好適な具体例が実施例 と し て さ れてい る 以下の記述お よ び添附の 図面に関連 し て説明 さ れ る こ と に よ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら かに な る であ ろ う 。
    [0025] 図面の簡単な説明
    [0026] 第 1 図 は本発明 の一具体例を示す一部破断概略斜視 第 2 図 は本発明 の も う 一つ の具体例を示す概略断面図 第 3 図は第 2 図中の m— m線に沿 っ て得た断面図、 第 4 図は比較例を示す概略斜視図、
    [0027] 第 5 図、 第 6 図そ し て第 7 図 は第 1 図図示の具体例 に よ っ てそれぞれ所定の加圧空気圧下に おい て発生 し た 細気泡の 直径を累積個数分布で表わ し た グラ フ 、 そ し て 第 8 図、 第 9 図そ し て第 1 0 図 は第 4 図図示の比較例 に よ つ てそれぞれ所定の加圧空気圧下に お い て発生 し 微細気泡の 直径を累積個数分布で表わ し た グラ フ であ る
    [0028] 好ま し い具体例の詳細な説明
    [0029] 本発明で.利用す る 中空糸 は静止 し た水中で 0 . 1 0 . 3 删前後の気泡を発生す る 高分子材料製の も の であ り 、 の よ う な 中空糸 は、 例え ば、 以下に説明す る プ ロ セ ス で 紡糸す る こ と がで き る 。 な お、 こ の プ ロ セ ス は そ の一例 であ っ て、 本発明 に係 る 微細空気発生装置 に利用す る 中 空糸の紡糸法を規定す る も の で はな い。 ド ー プ （中空糸材 と そ の溶媒） に は 、 ポ リ ス ル ホ ン P 一 1 7 0 0 ( ユニオ ン カ ー ノく イ ト 社製） を N — メ チ ノレ ー 2 — ピ ロ リ ド ン （三菱化成製） 中 に 2 5 w t %溶解 し 、 增孔剤 と し てエチ レ ン グ リ コ ー ソレ （以下 E G と い う ） を 1 〜 ； L 0 w t %望 ま し く は 3 〜 5 w t %添加 し た。 次に こ の E G を添 加 し た ドー プを真空状態に保ち 、 脱泡を行な い、 そ の後 通常の 2 重管型の紡糸金 口 に よ り 紡糸 し た。 こ の と き 内 部凝固液及び外部凝固液 に は水を用 い た。
    [0030] 上記紡糸 は外部凝固液であ る 水を満 た し た浴槽中で行 な われ る が、 こ の浴槽水面 と 紡糸金具 と の 間の乾式距離 は 0 〜 1 O cm程度、 望 ま し く は 5 cm程度が操作上好ま し い o
    [0031] 外部凝固液か ら 引 き 上げ られた 中空糸 は ド ラ ム に巻 き 取 ら れ る が、 こ の と き の巻 き 取 り を早 く す る と 中空糸 は 延伸 さ れて高分子の配向が進むた め、 気泡が発生 し に く い緻密な構造の 中空糸がで き る 。 本プ ロ セ スで は巻 き と り ド ラ ム を 2 台直列 に配置 し 、 最初 の ド ラ ム の 巻 き 取 り で は延伸作用がな い よ う に ド ラ フ ト 倍率 （実際の巻 き 取 り 線速度 延伸作用がな い場合 に金 口 か ら 押 し 出 さ れ る 中空糸の線速度） を 1 . 0 と し 、 こ の ド ラ ム で ス リ ッ プ がな い よ う に 中 糸を 1 巻 き し た後、 次の ド ム で は延 伸率が 1 . 1 〜 1 . 4 と な る よ う に巻 き 取 り ^度を調整 し た。
    [0032] こ れは紡糸開始後 に凝固作用があ る 程度進むが、 完全 に凝固す る ま でに は到 ら な い状態で中空糸を延伸す る た めであ る 。
    [0033] 次に こ の 中空糸を充分 に水洗 し 、 完全に凝固 し た後、 乾燥 さ せ、 そ の後、 さ ら に 1 . 1 〜 1 . 3倍の延伸 を施 し た。
    [0034] こ の よ う に し て製造 さ れた 中空糸 は、 そ の 内表面及び 外表面が緻密層 と な っ て いて、 そ の 中間 は ス ポ ン ジ状の 支持体か ら な っ てい る 。 そ し て内表面の緻密層 に は孔径 1 0 0 λ 以下の、 ま た外表面 に は孔径数 ミ ク ロ ン以下の 多数の微細孔がで き てい る。
    [0035] 上記の よ う に し て製造 さ れた 中空糸内 に、 こ れを静止 し た水等の液中 に浸漬状態で加圧気体を供給する こ と に よ り 、 こ れの外表面に 0. 1 〜 0 . 3删前後の気泡が発 生す る 。
    [0036] 以下、 添付の 図面に関連 し て本発明の好 ま し い具体例 の幾つかを記述す る 。
    [0037] 図中 1 は外径力《 3 0 ma、 長 さ 1 4 0腿の 円筒状で、 か つ上下両端を閉 じ た 内筒であ り 、 こ れの外周面に棒材 2 が円周方向の等間隔の 4 個所に長手方向 に沿わせて接着 し てあ る 。 こ の各棒材 2 の外側面に は、 直径 1 , 2 mmの 半円形の溝が長手方向 に 5 mmの ピ ッ チで切削加工 さ れて あ り 、 こ の溝に沿 っ て中空糸 3 が螺旋状に巻 き 付け ら れ 各溝に接着剤で固定さ れてあ る 。 こ れに よ り 、 中空糸 3 は内筒 1 の外周面か ら棒材 2 の厚 さ の 間隔をあ け た部分 で螺旋状 に配置 さ れ る 。 こ の と き の 中空糸 3 の長 さ は約 3 ra で あ っ た c)
    [0038] 4 は上記内筒 1 よ り 2 0 删大 き い 内径を も ち 、 長 さ 1 5 0 删の 外筒であ り 、 こ の外筒 4 内 に上記中空糸 3 を 巻 き 付 け た 内筒 1 を挿入 し 、 こ の両筒 1 , 4 が同心状 に な る よ う に ス テ 一 5 に て固定 し た。 外筒 4 の上下両端 は 開放 さ れてお り 、 こ の外筒 4 の 内側 と 内筒 1 と の 間 に、 上下端を開放 し た環状の通路 6 が形成 さ れ る 。
    [0039] 上記中空糸 3 の一端部 （ ま た は両端部） に は加圧空気 供給パ イ プ 7 が気密状に接続 し て あ り 、 非接続側の他端 部 は接着剤等の シ ー ル部材に て閉 じ ら れてい る 。
    [0040] な お こ の構成に お い て は、 上記 し た よ う に、 中空糸 3 の一端部 に加圧空気供給パイ プ 6 を接続 し た構成 と し た が、 こ の構成の他例 と し て、 内筒 1 内 に加圧空気を供給 し 、 こ の 内筒 1 に巻 き 付け た 中空糸 3 を こ の 内筒 1 内 に 接続す る よ う に し て も よ い。 こ の場合、 1 個所では な く 複数個所で接続 し て も よ い。
    [0041] 上記構成の微細気泡発生装置を直径約 1 5 0 imD、 高 さ 3 0 0 mmの水を満 た し た容器 8 の 中心に、 かつ下端を容 器 8 の底面か ら 約 1 5 画離間 し た状態に、 図示 し な い適 宜の保持手段に て保持 し た。
    [0042] 加圧空気供給パイ プ 7 に圧力調整器が付い た コ ン プ レ ッ サ （図示せず） よ り 加圧空気を供給 し 、 こ の加圧空気 の圧力 を徐 々 に上げてい く と 、 約 1 , 5 kg G か ら 中 空糸 3 の表面 に気泡の発生が認め られた。 こ の気泡は徐 々 に大き く な り 、 あ る 大 き さ に な る と 、 中空糸 3 の表面 か ら離れて一斉に上昇を始め る 。 こ の気泡 は内筒 1 と 外 筒 4 の 間 に形成 さ れた通路 6 内を上昇 し てい く 。 こ の と き 、 多 く の気泡の上昇に よ り 、 通路 6 内 に は気泡 に よ る エ ア リ フ ト 現象に よ り 、 通路 6 の下端か ら上端に 向 け て 水の流れが生 じ る 。
    [0043] 上記作用 に よ り 通路 6 内 に位置す る 中空糸 3 の外表面 は上記水の流れに さ ら さ れ る こ と に な り 、 こ の 中空糸 3 の表面に発生す る 気泡 は大 き く 発達す る 前に、 極めて微 細な状態の と き に 中空糸 3 の表面か ら 剥離さ れて上昇を は じ め る 。
    [0044] 外筒 4 を透明体に て形成 し て上記作用 を外部か ら観察 し た と こ ろ 、 中空糸 3 か ら発生す る 気泡の径は分布があ る が、 径が小 さ く 浮力 に よ る水中での上昇速度が小 さ い 気泡 は、 それ自 体が水の流れを可視化す る ト レ ー サ と し て作用 し、 気泡発生量が多 く エア リ フ ト 効果に よ る 通路 6 内での上昇流速が大 き く な っ た 2 kg Z ci G 以上の圧力 で は、 通路 6 の上部の気泡水流出 口 か ら 出 た気泡の 中で 特に微細な も のが循環流 に よ つ て微細気泡発生装置の外 側を下降 し、 再び通路 6 の下端の流入口 に吸い込ま れ る 様子が観察 さ れた。
    [0045] こ の具体例では、 加圧空気圧を 3 kg Z G 以上にす る と 、 増加 し た気泡の発生流量に対 し て、 エ ア リ フ ト 効果 に よ る 上昇流量が不足 し て気泡の合体が進み、 気泡径を 小 さ く す る 本来の 目 的が達成 さ れな か っ た。 こ れはエア リ フ ト 効果に よ る 上昇流速に 限界があ る た めで、 平均気 泡径をで き る だ け小 さ く す る た め に は、 中空糸 自 体の気 泡発生能 と 微細気泡発生装置の構造 に起因す る 最適加圧 空気圧で操作す る こ と が必要であ る 。
    [0046] 上記具体例 に お い て、 加圧空気圧力が 1 . 7 kgノ G の と き の気泡発生流量 は 2 9 cc/m inであ り 、 そ の平均気 泡径は 0 . 1 9 ramであ っ た。 こ の平均気泡径は、 実体顕 微鏡に よ る 写真撮影か ら 5 0 0 個の サ ン プルよ り 求め た 第 5 図 に示す気泡径分布よ り 求め た。
    [0047] ま た、 加圧空気圧力力 2 . 2 kg Z cii G の と き の気泡発 生流量は ら 8 cc/minで、 こ の と き の平均気泡径は 0.086 ramであ っ た。 こ の平均気泡径 は第 5 図 と 同様に し て作成 し た第 6 図か ら 求め た。
    [0048] —方、 加圧空気圧力を 3 . 4 kg Z ci! G と し た と き の気 泡発生流量は 1 9 7 cc/minで、 平均気泡径は 0 . 3 2 ram と 大 き く な.つ た。 こ の と き の気泡径分布 は第 7 図 に示す よ う に な っ た。
    [0049] —般に、 中空糸の周 囲の液体 に流速を与え る こ と に よ り 、 中空糸か ら 発生す る 気泡を微細化 し よ う と し て も 、 中空糸表面に境界層が形成 さ れ、 こ れに よ り 中空糸表面 に発生 し た気泡の剥離が妨害 さ れ、 あ ま り 気泡径が小 さ く な ら な いが、 上記液体を中空糸 と 所定の角度 （ 5 〜 90 。 ） で接触 さ せ る こ と に よ り 、 こ の境界層の影響を小 さ く す る こ と 力 で き る 。
    [0050] 上記具体例で は、 中空糸 3 を 内筒 1 に螺旋状に巻 き 付 けた構成 と な っ てい る の で、 通路 6 を上昇す る 水の流れ に対 し て中空糸 3 は略直交す る 姿勢 と な り 、 上昇流に対 し て効率よ く さ ら さ れ る 。
    [0051] な お こ の 中空糸の配置姿勢は上記上昇流に対 し て 5 〜 9 0 。 好ま し く は 4 5 〜 9 0 。 、 さ ら に好ま し く は 7 5 〜 9 0 ° の角度の範囲に あれば上昇流に よ る 気泡の剥離 効果に よ る 気泡径の微細化が期待で き る 。
    [0052] 比較例
    [0053] 上記具体例 に て用 い た も の と 同一時に製造 さ れた中空 糸 3 を、 第 4 図 に示すよ う に長 さ 2 5 cmの環状に し てァ ク リ ルバイ プ 9 に気密状 に接続 し て気泡発生装置を構成 し、 こ の ア ク リ ルパイ プ 9 へ 、 こ れ に接続 し た加圧気体 供耠パイ プ 1 0 よ り 中空糸 3 内 に加圧空気を供給 し た。
    [0054] 中空糸 3 が水中で静止 し た状態でァ ク リ ルパイ プ 9 に . 1 . 7 kg / cii G 、 2 . 2 kg / cii G s 3 . 4 kg Z c G の加 圧空気を そ れぞれ供給 し た と き に発生す る 気泡の平均径 はそれぞれ 0 , 2 mm 、 0 . 2 4 ram 、 0 . 2 7 mmであ っ た， 上記各加圧空気圧力時の気泡径分布を第 8 図か ら第 1 0 図ま で に示す。
    [0055] 上記 し た具体例 は本発明の一例 にす ぎな い も ので、 そ の形状及び寸法は こ の具体例 に示 し た も の に 限 る も の で は な く 、 特に そ の大 き さ は装置の規模に よ っ て異な る 。 ま た そ の構成 も 内筒 1 及び外筒 4 は必ず し も 円筒状で な く て も よ い。 た だ し両筒 1 , 4 は相似形であ る こ と が 望ま し い。
    [0056] さ ら に上記内筒 1 を用 い な い構成の も のであ っ て も よ い。 第 2 図、 第 3 図 は そ の構成の一例を示す。
    [0057] すな わ ち 、 上下端を開 口 し た断面形状が略長方形 に な つ てい る 筒体 1 1 内 に両側の垂直な柱部分 に複数本の水 平部分を横架 し て は し ご状 に形成 し た 中空糸 3 を挿入 し 図示 し な い適宜の保持手段で筒体 1 1 内 の所定位置 に保 持す る 。 こ の 中空糸 3 の外側 と 筒体 1 1 の 内側 と の 間で 上下方向 に開放 さ れ る 通路 6 a が形成 さ れる 。
    [0058] こ の構成に お け る 中空糸 3 への加圧空気の供給は両側 の柱部分の それぞれの一端部か ら 供給 し て も よ く 、 柱部 分の他端部を閉 じ た一方の柱部分の一端部よ り 供給す る よ う に し て も よ い。
    [0059] 上記各具体例 に示 し た本発明 に係 る 微細気泡発生装置 の使用 例 と し て、 細胞、 微生物、 動植物の培養、 飼育装 置への溶存酸素供給用 と し て用 い る こ と がで き る 。
    [0060] 以上詳述 し た よ う に 、 本発明 に係 る 微細気泡発生装置 で は、 中空糸 に加圧気体供給パ イ プよ り 加圧気体の供給 を開始す る と 、 中空糸の表面 に気泡が発生 し 、 該気泡が 所定の大 き さ に な る と 中空糸表面か ら離れて通路内を上 昇す る 。 こ れ に よ り 通路内 に は上記気泡の上昇に よ る ェ ァ リ フ ト 現象 に よ り 上昇流が生 じ 、 通路内の 中空糸 は ヒ の上昇流に さ ら さ れ、 中空糸の表面に形成 さ れる 気泡 は 加圧気体の供給開始時 ほ ど大き く 成長す る前 に剥離 さ れ て微細な気泡 と な っ て上昇す る 。
    [0061] な お、 液体に流速を与え た場合で も、 中空糸表面に形 成 さ れる境界層が気泡の剥離に よ り 微細化を妨害す る が 液体 と 中空糸の接触す る 角度を 5 〜 9 0 ° にす る こ と に よ り 境界層の影響を小 さ く す る こ と がで き る 。
    权利要求:
    Claims請求の範囲 ·
    1 . 開 口部が上下方向 に位置す る よ う に 、 容器内 に貯え ら れた液体中 に下端を該容器の底部内面か ら離間 さ せた 状態で配置せ し め ら れた筒状装置 と 、 該筒状装置内 に上 下方向 に伸長す る よ う に形成 さ れかつ両端を上下方向 に 開 口 し た幅の狭い通路 と 、 該通路の 内面か ら 離間す る よ う に該通路内 に挿入 さ れかつ保持 さ れ、 先端が閉塞 さ れ た所定長の 中空糸 と 、 そ し て該中空糸の 内部 に加圧気体 を供給す る た め に開 口 さ れた基端に接続 さ れた加圧気体 供給パイ プ と を具備す る 微細気泡発生装置。
    2 . 第 1 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記中空糸が前記通路の長手方向 に対 し て 5 〜 9 0 ° の角 度に配置 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置。
    3 . 第 1 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記筒状装置が同心状 に配置 さ れた 内 · 外 2 筒か ら 成 り 、 それに よ つ て前記通路が該内筒の外周面 と 該外筒 の 内周 面 と の 間 に環状に形成 さ れ、 該環状通路内 に前記中空糸 が上下方向 に伸長す る 螺旋状 に配置 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発生装置。
    4 . 第 3 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記内筒がそ の上下両端を閉塞す る こ と に よ つ て気密状 に 形成 さ れ、 該気密内筒を介 し て前記中空糸が前記加圧気 体供 パ イ プに接続 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気泡発 生装置。
    5 . 第 1 乃至第 4 請求項の いずれか 1 項に記載の微細気 泡発生装置であ っ て、 前記中空糸が挿入かつ保持 さ れた 前記通路が、 細胞、 微生物な ら びに動植物の培養 ， 飼育 装置の液体槽内 に貯え ら れた液体中 に下端を該液体槽の 底面か ら離間 さ れ、 かつ上下方向 に伸長す る よ う に形成 さ れた こ と を特徴 と す る微細気泡発生装置。
    6 . 第 1 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記中空糸が、 両側の垂直な柱部分 と 、 こ れ ら の柱部分の 間に横架 さ れかつ接続 さ れた複数本の水平部分 と か ら成 る は し ご状に形成さ れ、 該 は し ご状中空糸が略長方形の 断面形状を有 し かつ上下端を開 口 し た筒体内 に、 そ の周 囲に前記通路を形成す る よ う に、 挿入かつ保持 さ れた こ と を特徵 とする 微細気泡発生装置。
    7 . 第 6 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記は し ご状中空糸の一方の柱部分の一端に加圧気体供給 パイ プが接続 さ れた こ と を特徵 と す る 微細気泡発生装置
    8 . 第 6 請求項に記載の微細気泡発生装置であ っ て、 前 記は し ご状中空糸の両方の柱部分の そ れぞれの一端 に加 圧気体供給パイ プが接続 さ れた こ と を特徴 と す る 微細気 泡発生装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    KR920700750A|1992-08-10|
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    JP2762372B2|1998-06-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-05-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA KR US |
    1991-05-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    1991-07-09| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 2045123 Country of ref document: CA Ref document number: 1990916806 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1/299413||1989-11-17||
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