Ultra Fine Bubble

超微細孔式ウルトラファインバブル発生装置

超微細孔式ウルトラファインバブルについて

超微細孔式ウルトラファインバブル(UFB)とは?

直径がおよそ1μm (マイクロメートル 1 mm の1/1000)以下の小気泡です。
1um以下の気泡は気液界面のイオンの力により収縮します。収縮することで気液界面のイオン濃度は高められ、また内部の圧力と温度は上昇し様々な現象を引き起こします。

  • 通常、泡は不安定で、すぐに水の表面まで浮上して崩壊する
  • ナノバブル(超微細気泡)では、 水中に滞在する時間が長い
  • 液中のミネラル分(プラスイオン)とバランスしてナノレベル安定する。
マイクロ・ナノバブルはマイナスの電荷を 帯びている

ナノバブルとは

自己収縮の様子を60秒毎に撮影

  • 自己収縮の様子1
  • 自己収縮の様子2
  • 自己収縮の様子3

取得特許について

取得済み基本特許:日本、アメリカ合衆国、カナダ、オーストラリア、 ヨーロッパ ほか

この取得済特許は、超微細孔式発生装置における特殊構造、特殊素材、UFBの発生効率など、複合的な特許になります。

特許

ウルトラファインバブルの作り方

UFBの作り方には代表的なものに7種類の方式が存在します。

円筒状の本体の内部に向けて接線方向より高速で液を圧入し、内部に旋回流を発生させ、上端面中央の孔より噴出させます。この時、旋回液流の回転軸付近は動圧分だけ減圧になるため、下端面の孔よりガスを吸引することが出来ます。吸引されたガスは上端面の孔を通過する際に微細化され微細気泡を発生します。
旋回液流式
ガス分散器内に意図的にキャビテーションが発生するように流路を変形させ、超微細気泡を発生させます。
エゼクター式
流体流路の途中にストローと呼ばれる絞り部分があるベンチュリ中に、液体と気体を同時に流すと液流速の急激な変化により発生した衝撃波が大気泡を粉砕して超微細気泡を発生させます。
ベンチュリ式
空気と水の混相を予圧し、溶解ガス成分を過飽和させた水を制作しておく。 減圧弁を用いて水中にフラッシュさせると、過飽和分のガス成分が水中から超微細気泡となって析出されます。メカニズムとしてはビールの泡と同様であり、 より小さな微細気泡の発生が可能です。
加圧溶解式
超音波の振動を液中に伝え液中でキャビテーションを起こし超微細気泡を発生させます。
超音波振動式
予めスチームと非凝集性のガスを混合し、ノズルから冷却水中に混合蒸気からなる気泡を分散させます。気泡中のスチーム成分は冷却され水化するため体積が著しく減少します。しかし非凝集性のガス成分の存在のため完全には凝集できずに超微細気泡を生成します。
混合蒸気直接接触凝集式
ナノレベルの微細孔より気相を噴出させ更に微細孔境界に液流を与えることで、気相が微細に切断され超微細気泡を発生させます。
超微細孔式

各UFB発生方式の特徴

1

  • ① 旋回液流式
  • ② エゼクター式
  • ③ ベンチュリ式
大きな泡をせん断力により小さな泡へと作り替えてゆく方法です。
水流に高い圧力が必要となり粘度の高い液体や異物の多い液体に使用出来ない場合が多々あります。
  • デメリット
  • 大型化が困難
  • ガス移動効率最大65%
  • 高圧ポンプが必要
  • 高粘度液に不向き
  • 異物を含む液に不向き
  • 連結または循環に不向き
  • メリット
  • 空気を自吸出来る
  • 装置組み込みが可能

2

  • ④ 加圧溶解式
  • ⑤ 超音波振動式
既に溶けているガス分を泡として析出させる方法です。
加圧溶解式には高い水圧とガス圧が必要となります。超音波方式は 超音波の発生装置が必要となります。
  • デメリット
  • ガス移動効率最大65%
  • 高圧ポンプが必要
  • 高温液(20度以上)に不向き
  • 超音波式は高価
  • メリット
  • 中規模装置が可能
  • 多くの実績がある

3

  • ⑥ 混合蒸気直接接触凝集式
飽和水蒸気にガスを混入させ液中に吹き込み、微細気泡を生成する方法です。
  • デメリット
  • 適用範囲が限られている
  • 温度の制約がある
  • メリット
  • 大規模装置が可能

4

  • ⑦ 超微細孔式
セラミックスなどの超微細孔から直接液中に超微細気泡を生成する方法です。
  • デメリット
  • ガス供給に圧が必要
  • 半導体の洗浄に不向き
  • メリット
  • あらゆる液体及びガスに適用可能
  • 最高レベルのガス移動効率
  • ランニングコストが安い

酸素供給方式の比較

酸素供給方式の比較

ガス移動効率:投入ガスがどれだけ液内に留まるのかを示しています。※回転水車については概算での評価です。
電気代:1lw辺りの酸素供給能力での比較であり送液ポンプ等の電力総計によります。
初期費用:必要酸素量を同じとして仮定した場合の概算です。
装置寿命:ポンプやモーターを含めて装置寿命のもっと長い微細孔式を100とし比較します。

超微細孔式ウルトラファインバブル発生装置について

当社の超微細孔式UFB発生装置が選ばれる理由

【性能・機能面】

  • 他方式のガス移動効率は60%前後に対し、当製品のガス移動効率は90%以上
  • 他方式に比べ装置の設置に必要な面積が圧倒的に小さい事により既存の施設にも容易に設置可能
    また、本装置はお客様の設置場所によってオーダーメイド致しますので更に少ないスペースでも設置可能

【コスト面】

  • 電気代が圧倒的に安い
    (基本的な使用方法では、水圧とボンベのガス圧のみで稼働するので電気代はかからない)
  • レンタル契約のため、初期費用が圧倒的に安い

【サポート面】

  • レンタル料には特許権使用料の他、保守管理料が含まれるので万が一トラブルが起きても安心
  • UFBシャワーユニットのご契約の場合、経年劣化によってのシャワーの破損などでも無償で新品と交換可能です。
特徴image
特徴image

アメリカ国立標準技術研究所にて採用

1901年に設立されたアメリカ国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology, NIST)とは、様々な技術研究・開発などを行うアメリカ商務省傘下の機関であり、当社のウルトラファインバブル発生装置が唯一採用され、日々の研究・開発に使用されてております。

NISTでは過去に他社の他方式のウルトラファインバブル発生装置を試験的に導入していましたが、装置の故障など不具合の多発により最終的には当社製品の採用に至っております。

上記からも、当社製品の性能・安定性が極めて高いレベルにあることがお分かり頂けると思います。

アメリカ国立標準技術研究所1
アメリカ国立標準技術研究所2

超微細孔式UFB発生装置の優位性

  • 高周波誘導加熱が利用可能
  • 導電性セラミックスなので高周波による誘導加熱が可能です。UFBをキャリアとして新しい加熱が利用できます。
  • 構造が最もシンプルである
  • 超微細孔式UFB発生装置はダントツに構造がシンプルであり持続性能も最も高いといえます。セラミックス+0.2Mpsの空気圧力+水流で簡単にUFBを得ることが可能です。
  • 優れた経済性
  • 弊社の超微細孔式のUFB発生方法は大きなエネルギーを必要とせず、わずかな動力でUFBを発生します。
  • システムの安定性
  • 超微細孔式UFB発生方法はシステムがシンプルでバイオフィルムにも犯されにくい堅牢なシステムです。他社の方式ではバイオフィルムやコンタミンンによるトラブルが発生しますが弊社の方式はメンテナンス期間も長く安定してUFBを生成し続けます。
  • あらゆる液体で使用可能
  • 焼成セラミック使用により対薬品性に優れています。またスラッジなどの多い液体や粘度のある液体、汚水等にも適しています。
  • 電荷をかける事が可能
  • 導電性セラミックスなので電荷をかけて様々なリアクションを引き起こすことが可能です。電気分解をしながらのUFB発生であったり、電熱を併せてのUFB発生など可能性は未知数です。
優位性

超微細孔式ウルトラファインバブルで出来る事

海域浄化、生物多様化、汚泥減容、ヘドロ処理、 貧酸素の改善、閉鎖水域の改善、微生物活用、有機物分解などを超微細孔式UFB発生装置によって行えます。
以前はきれいだった海、川、池にヘドロがたまり、 生物の住めない水になってしまった水質を浄化できます。

八景島シーパラダイスにて検証実験し、効果が実証されています。

八景島シーパラダイス

また、新潟県阿賀野市瓢湖にて太陽光のみで動く超微細気泡発生装置で浄化実験を行いました。

未来を生きる子供たちのために、少しでも住みよい地球を残したい。
そのような思いで水質の浄化に取り組んでいます。

超微細気泡の農業分野での有効性は多くのフィールドで確認されています。
しかし多くの人たちが有効に利用するには、ランニングコストと装置の耐久性、初期投資費用などが大きな問題となっています。
弊社の開発した超微細孔式発生装置は群を抜いてこれらの要求を満たしています。
環境に優しい超微細気泡で多くの問題を解決することが出来るのです。
植物の糖度比較
超微細気泡を混入(右側) 
  • 低ランニングコスト化
  • 従来使用されている酸素供給方法には加圧溶解方式やディフーザー方式等がありますが、いずれもガス移動効率は60%前後であり、更に装置を駆動するために高い圧力を発生するポンプが必要で多くの電気エネルギーを必要とします。しかし超微細孔式UFBを取り入れる事で酸素供給にかかるコストは半分以下になります。

    また、超微細孔式UFBを取り入れる事により従来よりも高密度な養殖が可能になり、高密度にする事で光熱費のコストを抑える事が出来ます。

    また、養殖に必要な設備も小型化でき、収益性が向上します。

  • 生産性の向上
  • 超微細気泡の農業、水産業についての有効性は多くのフィールドで確認されています。超微細孔式UFBを取り入れる事で生態の免疫力が上がります

    超微細孔式UFBを積極的に取り入れると生態の消化器系に明らかな違いが生じます。生態に有効なビフィズス菌が優位になり免疫力の向上と共に成長促進を促します

    多くのUFB事例でヘルペス等の駆逐や、感染症への効果や抗炎症作用も確認されています。(混相流学会)この図は車エビの養殖データですが、生存率・成長率が飛躍的に向上しているのが分かります。

    車海老の生存率比較
    車海老の成長率比較

また、チョウザメの養殖所で弊社のウルトラファインバブルが実際に使われていて、従来法より30%程度速く成長させることに成功しています。

超微細孔式UFB発生装置と紫外線発生装置の組み合わせでUFBオゾン混合水を作り出す事が出来ます。出荷前の貝類を保存している生簀・養殖場等にてUFBオゾン水を使用する事により、ノロウィルスを完全に除去出来ます。また養殖場での病気の発生を抑制し、さらに餌などの臭いも除去します。

UFBの特性のである「殺菌・洗浄」を活かした事例です。

牡蠣の養殖では、体内に含まれるノロウイルスの殺菌が大きな問題となっています。出荷前の2日間オゾンを含んだUFB混入水で処理(飼育)すると体内のノロウイルスを駆除することができました。

この技術を応用すれば、生食の流通革命が起きると考えています。実用されれば、新鮮な物を生きたまま簡単に食卓に届けることが可能になるでしょう。

ノロウィルス除去
UFB炭酸泉の効果
  • 生物活性作用
  • 呼気や経皮で身体に取り入れられた炭酸ガスは毛細血管を拡張し血行を改善します。またヘモグロビンより溶血酵素が生成され血栓などの予防に繋がり成人病予防に効果があります。
  • 気泡表面特性
  • 超微細気泡はわずかにマイナスに帯電しており効率よく人体にとりつきます、濃度が低い炭酸でも効果を高める事が出来ます。
  • 弱酸性
  • UFB炭酸泉は弱酸性になり肌への刺激を和らげます。弱酸性下では細菌の繁殖を抑え安全、安心を提供できます。
  • 経済的
  • 炭酸泉は血行を増すので湯温を40℃付近に設定出来加温コストを抑制します。
    導入コストは他社製品に比べ圧倒的に安価となっております。
    また、少ない水量で高い洗浄効果を発揮しますので、清掃の手間が格段に減り、また配管内への汚れの付着も大幅に減少しますので、結果として光熱費の削減につながります。
    ■男湯/女湯にそれぞれ中型(AZ-FB50A/S)を各1台用いた場合。
    ※ただし循環ポンプ等の電気代は既存の電気代と同じです。
  • 対応浴槽(弊社推奨):3m×5m×0.55m※湯量5~10ton
  • 使用ガス量:5L/min×2台=10L/min
  • 30kg炭酸ガスボンベ:充填費用 大凡¥3,000-
  • 30kg辺りの使用時間:約27時間(連続使用の場合)
UFB炭酸泉1 
UFB炭酸泉2
スーパー銭湯・介護施設などの設置例

後付けで下記の器具を取り付けることで、浴槽はUFB炭酸泉浴槽に、シャワーはUFB炭酸シャワーに早変わりします。

  • 炭酸ガスボンベ
  • バルブユニット
  • UFBシャワーヘッド
スーパー銭湯・介護施設などの設置例

UFB酸素水で活魚や活海老等を元気に保ち、UFBを使う事で必要酸素を最低限に抑える事が出来ます。
また炭酸ガスと酸素を組み合わせたUFBで生物を安静にして運ぶ事が出来ます。

活魚の輸送

超微細気泡は医療分野に新たな可能性を秘めています。

多くの医学博士が微細気泡に期待を寄せています。
現在確認されている事例だけでも大腸癌、食道癌、喉頭癌、皮膚癌、歯周病、動脈硬化、感染症、人工透析、造影剤移植医などで多くの成果を上げています。

戦時中はオゾン水が救命の魔法の水でした。
我々はそのオゾン水も微細気泡で容易に作ることが出来ます。

また、UFB入り酸素水や、UFB風呂などの民生利用も進んでいます。
水の浄化を簡単に出来れば東アジア地区だけで6億人の命が助かります。

予防的措置と対処的措置の両面で超微細気泡は人々の健康に寄与します。
酸素UFBは活性化したマクロファージの内皮細胞への接着を抑制します。

写真内の矢印:活性化したマクロファージが内皮に密着している様子をしめします。

医療分野1
医療分野2
医療分野3
UFB炭酸シャワーの効果
  • 洗浄効果
  • 毛穴の汚れや、いらない皮脂をしっかり落とします。
    UFBが毛穴や、シワの奥に入り汚れを付着してキレイになります。
  • 節水効果
  • 最大30%の節水を実現。さらに水道代やお湯を沸かすための光熱費(ガス代、電気代)を節約できます。
  • 保湿効果
  • きめ細かい極上泡が、肌と髪に保湿うるおいを与えます。
    お湯が肌の奥まで浸透するため、時間が経過しても水分量が持続 肌も潤う、乾燥対策にも効果的です。
  • 温浴効果
  • 浸透作用や、入浴剤との併用により、入浴剤成分が身体全体に行き渡ります。ぽかぽか暖かさがずっと続くのが特長です。
導入コスト・ランニングコストの圧倒的な安さ

他社製品と比較して導入コストが非常に安価となっております。
また、消耗品は炭素ガスだけで、使用量も気体の消費量が20ml/min.程度です。業務用CO2ボンベを使用した場合のランニングコストは安価になり、ボンベを交換する頻度も劇的に少なくなります。
少ない水量で高い洗浄効果を発揮しますので、結果として光熱費の削減につながりますので、ランニングコストも気にすることなくご使用いただけます。

5台用いた場合(5kgボンベの場合)

  • 充填費用¥2,300-
  • 1台辺り84時間×5台=420時間
  • 1時間あたりのコスト:5.5円

5台用いた場合(30kgボンベの場合)

  • 充填費用¥3,000-
  • 1台辺り504時間×5台=2,520時間
  • 1時間あたりのコスト:1.2円
UFB炭酸シャワー1
UFB炭酸シャワー2 
ヘアーサロン・ペットショップなどの設置例

後付けで下記の器具を取り付けることで既存のシャワーがUFB炭酸シャワーに早変わりします。

  • 炭酸ガスボンベ
  • バルブユニット
  • UFBシャワーヘッド

図には水素ボンベの記載がありますが、水素ガスは取り扱いに危険が伴うため推奨しておりません。

ヘアーサロン・ペットショップなどの設置例

メディア掲載例

  • 日経新聞
  • 日経新聞
  • 立命館大学ニュース
  • 立命館大学ニュース
  • 中日新聞
  • 中日新聞
  • 産経新聞
  • 産経新聞

お問い合わせ

の項目は必ず入力してください。

個人情報保護方針(プライバシーポリシー)に同意した上で[入力内容を確認する]ボタンをクリックしてください。