９．田んぼでの興味深い現象

興味深い現象はステルスマイクロバブルの他に二つあります。
①アオコのジュータンです。
　マイクロバブルを入れた初日からアオコを浮上させていましたが、島のようにぽつぽつと浮いている　　だけでした。
　２週間経過した２００６年8月7日には、ビデオに映っているように枯れたアオコがジュータンのように全面を覆っていました。手ですくって見ると柔らかいスポンジのようでした。
　大阪高専主催の展示会があった時、このビデオを見た校長が「これは除草剤の代わりになるなあ」と感想を述べられました。この話を田んぼの持主に話すと「そういえば、雑草が少なかったような気がする」とのこと。

②田んぼの底にキャビヤのような泡
　このブログの上のほうにあるのが、そうです。底一面に付いていました。マイクロバブルが結合して出来た泡なのか？それとも微生物が出した気泡なのか？はっきりしません。「今までこんな泡が出来たことはない」と持主は言います。
　私はこの写真をデスクトップの壁紙に使っています。

　2日前、偶然に（独）産業技術総合研究所 高橋 正好博士 のホームページを見ました。Bubbleエッセイの 2008/10/16　（「一次産業の活性化」と「技術以外の壁」）にREO研究所の千葉さんが行った「初めての田んぼ作り」を興味深く読ませて貰いました。
　2年前に行ったアオコ浮上の実験池を確保できなかった時、田んぼでその実験の基礎実験をしたときの状況がダブってしまった。

8．ループ流式マイクロバブル発生ノズルの誕生

(有)ＯＫエンジニアリングの松永です
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ループ流式マイクロバブル発生ノズルの誕生は「田んぼ」の中。
「もし、広い水域にマイクロバブルを噴射した時、目視で観察できないことを最初から知っていたら『ループ流式マイクロバブル発生ノズル』を発明することは出来なかったと思う。」　と以前に書きましたが、ループ流式マイクロバブル発生ノズル開発のきっかけは、ステルスバブルの現象を見て閃いたからです。田んぼでの実験初日の出来事でした。
マイクロバブルを目視できないので、田んぼに設置した噴射ノズルを外し、アクリルパイプで噴射すると牛乳色のマイクロバブルが発生しました。この瞬間、どんなノズルでも発生するのではないかと思い、手元にあった他社製の混合ノズル２個を試してみると、ほんのりと白濁しました。激しい乱流が発生するノズルのほうが倍以上白濁が濃かった。激しい乱流を起こす構造であればマイクロバブルを発生することを確信しました。
田んぼでの初日を終え、帰宅しアクリル製のノズルでテストしました。思惑どうり水道水でマイクロバブルが発生しました。この時、ノズル内の撹拌部全体が白く濁る現象が起りました。よく観察するとノズルの噴出口からノズル内に流れ込む逆流があり、それがノズル撹拌部でループ状に流れていることが分りました。これがループ流式マイクロバブル発生ノズル開発の始まりです。
　このループ流について公開特許に書いていますので引用します。

「ループ流れとは、液体供給孔から噴出孔へ向う液体の周囲に沿って流れた後、噴出孔付近で反転して気液ループ流式攪拌混合室の内壁に沿って流れ、再び、液体供給孔から供給された液体の周囲に沿って流れるという一連の流れのことをいう。なお、発生するループ流れの速度は、液体や気体の供給量によって、低速から高速まで、ある程度コントロールできる。したがって、液体や気体の供給量を調整し、さらにループ流れの速度を増加させることで、高速ループ流れを形成することもできる。また、気液ループ流式攪拌混合室内は負圧となっているので、気体流入孔から気体が流入してくるとともに、噴出孔の径が液体供給孔の径よりも大きく形成されていることから、噴出孔において、噴出孔の内壁と混合流体の周囲との間から、外部気体又は／及び外部液体が気液ループ流式攪拌混合室に流入してくる（外部環境によって、外部気体又は／及び外部液体が流入してくる。）。ここで、（ａ）気体流入孔から流入してきた気体は、気体流入孔の気液混合ループ流式攪拌室側端部で剪断されることによって細分化され、（ｂ）ループ流れにおいて撹拌、剪断されながら、（ｃ）一部が液体供給孔から供給された液体と衝突した際の乱流の発生によりさらに細分化され、噴出孔から噴出される。（ｄ）なお、噴出孔から気液混合ループ流式攪拌室内に流入してくる外部気体又は外部液体によって、ループ流れ中の気体は、さらに細分化されることになる。これらの（ａ）～（ｄ）の工程で微細化される気泡発生のメカニズムが、ループ流式バブル発生ノズルの特徴であり、他のノズルにない優れた点である。したがって、上記（１）の構成によれば、簡易な構成でありながら、平均直径が１００μｍ未満のバブル、特に、平均直径が２０μｍ以下のマイクロバブルをも発生させることができるループ流式バブル発生ノズルを提供できる。また、簡易な構成であるので、小型化が可能なループ流式バブル発生ノズルを提供できる。」

ループ流式マイクロバブル発生ノズルの構造は
特許公開2008-119623　　を参照してください。

2006年11月に出願した特許は、発生のメカニズムと基本的構造を申請したもので、2008年5月29日に公開されました。　2008年2月、実用化したノズルを特許出願しました。２００８年１１月にループ流式マイクロバブル発生ノズルの販売開始しました。　家庭用から工業的なものに利用できます。

次回は、田んぼにマイクロバブルを入れた時起った面白い現象を書きたいと思います。

７．水道工事とマイクロバブル

(有)ＯＫエンジニアリングの松永です
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この間水道に関するすることを書いてきましたので、水道で日常的にマイクロバブルを経験すること
について続けて書きます。
２月、３月になると色んな工事で道路に「○○○工事中」の看板が目に付きます。このような時、水道工事告知ビラが入ったら、「また、断水かよ」と怒らずに、「マイクロバブルを体験できるんだ」と喜んでください。マイクロバブルが発生する知らせだと思ってください。

昨年、私も経験しました。夕方、米をとごうと思い蛇口を捻ると真白な牛乳のような水が釜に溜まりました。水道工事のことをすっかり忘れていましたので、一瞬すごいヌカだなあと思いました。でも色が違う。真白。蛇口から真白な水が出ていました。数秒後「あっ!マイクロバブルだ」と叫んでしまいました。
直ぐに風呂場に行き、蛇口を捻ると「真白な牛乳色のお湯」が溜まりました。その間３分位ではなかったかと思います。意外と大きな水道工事だったのでしょう。今まで水道水が白濁するのは経験していますが、これがマイクロバブルだと意識したことがなかったので、この時ばかりは感動しました。

なぜ、水道工事をするとマイクロバブルが発生するのでしょうか。
前回「水道システムは超巨大な加圧溶解タンク」だと書きましたが、工事で水道管に空気が入り、その機能を発揮した結果です。水道の水圧は0.3MPa（３Kg/cm²）。水道管の空気が水道水に溶け込み、その局部的な水道水が蛇口の出口で大気圧に減圧されいっきに気泡化したものです。 （この時、蛇口のパッキン部での乱流でキャビテエーションも起きている可能性もあります。）
この場合、水道局のポンプの吐出水が直接蛇口から出る直結タイプでなければなりません。貯水タンクに一旦溜めて各部屋に給水するタイプでは経験することは出来ません。でも「うすい白濁」は体験できます。

我々が意識しない所で、ある条件下でマイクロバブルは発生しています。
私は上水道で発生させたマイクロバブルが下水道でバクテリヤの活性化を促す下水処理を行うシステムが出来れは「超巨大な下水処理システム」になると考えています。
私の提案。
このシステムを構築するためには国家の補助で各家庭にマイクロバブル発生装置を付けることが出来るような状態が必要です。
今すぐ全国的には難しいとすれば、水不足に悩んでいる地域にこのシステムを導入し、下水処理場で処理した水を上水道に、または貯水池に戻すシステムを構築してはどうでしょうか。
近い将来構築できることを願っています。

６．ちょっと得した気分――水道はマイクロバブルの宝庫

　　
(有)ＯＫエンジニアリングの松永です
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　無料で「マイクロバブルバス」に入ることが出来る「裏技」


　お得な気分とは何でしょうか。
前回、「・・・・『水道のシステムは超巨大な加圧溶解タンク』と考えることが出来ます。これは大きな社会的財産だと思います。全ての家庭で『ポンプ』も『加圧タンク』も無しでマイクロバブルを発生させることが出来る機能を備えている。これにマイクロバブル発生ノズルを加えると巨大なマイクロバブル発生システムを構築できます。」と書きました。

　実は「マイクロバブル発生ノズル」を使用しないで「マイクロバブルバス」に入ることが出来る「裏技」があります。本当は「裏技」ではなく「コツ」です。

　マイクロバブル発生ノズルを販売している本人が言うのですから間違いありません。今日、これを書く前にマイクロバブルが発生することを再確認しました。

　このことを書くかどうか少し迷いましたが、マイクロバブル発生ノズルを研究開発する者として公にしたほうがマイクロバブルの普及につながると思い書くことにしました。

　風呂場にあるお湯と水の混合ガランの栓は普通ゴムパッキンで水量を調節していますが、この構造がベンチュリー管の変形型に似ています。栓を全開にするとベンチュリー管の効果を出しませんが、ほんの少し開くと効果が現れます。ベンチュリー管の効果とはくびれの近くでキャビテーションが起りマイクロバブルを発生することです。いろんな研究発表をみるとマイクロバブル径は、ピークが60ミクロン前後のようです。これで十分です。
➀　シャワーヘッドをホースから外します。
②　ホースを浴槽に入れます。
➂　栓を少し開きます。　
　キャビテーションが起ると混合栓の所から「シー」「ジー」と小さい音を発します。これでマイクロバブルを発生しています。密度を上げるためには「ジー」と鳴る音が少し高くなったかなあーと思われる位がいいと思います。ガランの種類によって条件が違うと思いますが、試行錯誤して濃くしてみてください。ノズルを使った時より少し薄いくらいになります。

　注意事項があります。キャビテーションは金属等を磨耗させる破壊力がありますので１年以上使用していると、ガランの故障が起る可能性があります。１週間に１回のペースであれば、問題は少ないと思います。

　ぜひ、「マイクロバブルバス」を楽しんでください。

このブログも見てください。
37.マイクロバブルと日本混相流学会講演会（その１）――MB発生ノズルを忘れた
http://oke-matrix-mb.blogspot.jp/2009/09/37mb.html

５．ステルスもどき発生のメカニズム

　タイトルを見ると難しそうですが、冬場には風呂で経験することです。

　前回、この現象を再現するには、①「ループ流式マイクロバブル発生ノズル：oke-MB01FJ｣がキャビテーションを起こすか起こさないかの水圧に蛇口を調節しお湯を供給する。ノズルから「ゴー｣と言う音が消える瞬間の状態に蛇口を固定する。②その状態で入浴できる状態までお湯を入れる。③浴槽に体を沈めると数秒後にお湯が「白濁」する。

　と書きましたが、マイクロバブル発生ノズルを使用しなくても起る現象なのです。

　冬、浴槽にお湯を入れ最初に入った人が経験することです。入ってしばらくすると白濁することがあります。これと全く同じ現象が私が名付けた「ステルスマイクロバブルもどき｣です。白濁はマイクロバブルです。バブル径は少し大きいけど、マイクロバブルが「もどき｣ではありません。ステルスが「もどき｣なのです。ステルスではなく、何らかの刺激でマイクロバブルが突然発生するのです。
　この頃、「マイクロバブル｣がブームになっていますが、このように日常の中にも条件があれば誕生し数分間存在しています。

　冬は温度が低いので水道水に沢山空気が溶け込んでいます。給湯器で４０℃前後に暖めて浴槽に溜めるので、この時には飽和状態、それに近いか、過飽和の状態になっています。この時衝撃の少ない状態でお湯を入れると浴槽内のお湯は溶け込んだ気体を「泡｣にするかどうかの瀬戸際の状態にあります。この状態でお湯に体を沈めるとそれが刺激となり、いっきに気泡化します。　

これは、加圧溶解法でマイクロバブルを発生させる原理です。

　この現象をノズルを使用して再現する為お湯を溜めていると、シャワーホース、ノズル、浴槽の底に数多くの泡が付きます。泡径は～２ｍｍあります。それでも入浴するとマイクロバブルが発生します。

そういう意味で考えると「水道のシステムは超巨大な加圧溶解タンク」と考えることが出来ます。これは大きな社会的財産だと思います。全ての家庭で「ポンプ｣も「加圧タンク｣も無しでマイクロバブルを発生させることが出来る機能を備えている。これにマイクロバブル発生ノズルを加えると巨大なマイクロバブル発生システムを構築できます。このシステムを最大限に利用するようになると少しずつ失われた自然を回復できるのではないかと考えています。汚水処理場に行く前の工程である程度バクテリヤによって処理されるようなシステムが構築されるような気がします。

　次回は「６．ループ流式マイクロバブル発生ノズルの誕生｣について書く予定にしていましたが。

　 この前に「ちょっと得した気分――水道はマイクロバブルの宝庫」を書きたいと

４．ステルスマイクロバブルもどき

　　 　　　　　　
　　「ステルスマイクロバブルもどき｣は「ステルスマイクロバブル｣とは違うことを強調する為に「もどき｣を付けました。「もどき｣を付けると「偽者、似てるが違う」と言うふうに日常的には使用されています。
　前回書いたように、「ステルスマイクロバブル｣は見えないけどマイクロバブルが存在しています。密度が非常に薄いので目視できない状態で存在しているだけです。
　ところが「ステルスマイクロバブルもどき｣は最初はマイクロバブルは存在していませんが、何か刺激を与えると数秒後にマイクロバブルが発生する現象です。
　この現象は風呂での出来事です。私はループ流式マイクロバブルを開発する前から、マイクロバブルの風呂に入っていますが、昨年の12月に珍しい現象がありました。
　冬場は底が見えないくらいにマイクロバブルの密度が濃くなるのに、この日だけは全くマイクロバブルが発生していません。透明です。疑問に思いながら、そのまま浴槽に体を沈めると数秒後に白く濁りました。 これが「ステルスマイクロバブルもどき｣です。
　この現象を再現するのに３日かかりました。
　この現象を再現するには、
①「ループ流式マイクロバブル発生ノズル：oke-MB01FJ｣がキャビテーションを起こすか起こさないかの水圧に蛇口を調節しお湯を供給する。ノズルから「ゴー｣と言う音が消える瞬間の状態に蛇口を固定する。
②その状態で入浴できる状態までお湯を入れる。
③浴槽に体を沈めると数秒後にお湯が「白濁」する。

　次回は「５．ステルスもどき発生のメカニズム｣を考えてみたい。
　

３．なぜステルスマイクロバブルになったのか

　結論から言うとﾏｲクロバブルが田んぼの水に分散して非常に密度が薄くなり目で見ることが出来なくなっている状態です。マイクロバブルは消えたのではなく、存在しています。2007年5月5日(土)の日記に書いてあった。

　小さい容器であれば、凄く濃いのに、浴槽では薄くなる。なぜこの現象が起こるのか？
底面積に反比例するのだろうか。現実にはそうなっている。と言うことはマイクロバブルの寿命も関係　　　　　していることを意味する。
　例えば、吐出量：6L/min とし、マイクロバブルの発生量をX個/min,寿命：３minとする。
寿命の３minだけマイクロバブルを発生させると、吐出量は１８Lになり、マイクロバブルの発生量は３Xと成る。分り易くする為にX=10,000個と仮定する。
　①底面積：100×100=10,000（cm²)の風呂に、１８Lお湯を入れると約1.8ｃｍの高さになる。底面積あたりのマイクロバブルの個数は、３個/cm²となる。
　②底面積が30×30=900cm²の容器に１８Lお湯を入れると約２０ｃｍの高さになる。底面積あたりのマイクロバブルの個数は、３３個/cm²となる。
マイクロバブルの密度の比は、１：１１となる。②の容器は①風呂の11倍の濃さになる。
　田んぼに 3分間マイクロバブルを噴射した時広がる面積は、５００×５００＝２５０，０００（cm²）以上になる。影響面積のあたりのマイクロバブルの個数は、0.１２個/cm²となる。マイクロバブルの径は数十ミクロンなので目で見ることは出来ない。（実際の発生個数は億の単位ですが）　このノズルは噴射型なので拡散のスピードも速い。

　　　　　これで、田んぼでの実験で泡を認識できなかった理由が分かった。

次回は「４．ステルスマイクロバブルもどき｣について書きます。

2.ステルスマイクロバブルとは

(有)OKエンジニアリングの松永です。
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以前は「ステルスバブル」と言っていましたが、このブログを書きはじめて「ステルスマイクロバブル」のほうがより適切だと思いますのでブログではこれを使います。
「ステルスマイクロバブル」とは目に見えない、目視では認識できないマイクロバブルのことです。この現象を初めて見たのは2006年7月26日の田んぼでの実験初日です。
　２年前、「生活環境科学研究所」で、「自動加圧溶解タンク装置」を用いて実際の池でアオコの浮上分離の実験をする計画でしたが、実験池を確保できませんでした。そこで、田んぼにマイクロバブルを入れたらどうなるか、実験の為の実験をすることになりました。
　ビデオにあるようにマイクロバブル発生ノズルを田んぼにセットし噴射しても透明なままです。3回ほど噴射させても透明なまま。バブル径ピークが30~40ミクロンの発生ノズル（セラミック格子型）を使用しての実験。
　加圧溶解タンクのアクリルパイプでは「真白」なのに、田んぼで水平に噴射すると全く「白い濁り」も泡も認識できない。ノズルの前にベニヤ板を敷きレンガで浮き上がらないように押さえ噴射流が見やすいようにしましたが、それでもマイクロバブルを確認することは出来ませんでした。「マイクロバブルが出ないやないか。どないなっているんや！」と大騒ぎ。加圧溶解タンクのアクリルパイプに噴射すると白く濁ったのでひと安心した。しかし、「なんで田んぼでは見えへんや」と悩むこと25分。「あれ、泡と違うか？」「ああ！泡や」。ノズルから4m位前に「泡」が浮遊物の周りに固まっているのを多数発見。（ビデオ参照）
　SUS製ノズルをよく見ると、表面にへばり付いている0.3ｍｍ以下の泡を多数発見。爪で動かしても潰れず、ノズルに吸付いていました。ビデオに映っているノズルの表面で銀色に光っているのが 小さなバブルです。また、水面に薄い油の膜のようなものが発生していた。（ビデオ参照）これらの現象でマイクロバブルが発生していることを間接的に認識することが出来た。
この時セラミック格子型ノズルでなくてもマイクロバブは発生するのではないかと閃きました。過去、様々なノズルを作っていたので早速実験。水道水をノズルから噴射すると思惑どおりマイクロバブルが発生しました。
　もし、広い水域にマイクロバブルを噴射した時、目視で観察できないことを最初から知っていたら「ループ流式マイクロバブル発生ノズル」を発明することは出来なかったと思う。

　次回は「３．なぜステルスマイクロバブルバブルになるのか」について書きます。

マイクロバブルとは　　　マイクロバブルとは非常に微細な泡のことです。一般的には数十ミクロン以下の泡をマイクロバブルと言っています。正確な規定はありません。（１ミクロンは1,000分の１ミリ）目で見る限り「泡」と言うよりも「白い濁り」に見えます。水に含まれる気体の量によって濃さが決まります。例えば、加圧溶解タンク（４kg/m²）で十分気体を溶解させた水をこの新型ノズルで噴射すると、牛乳のように真白になります。水道水の場合は「白い薄い濁り」に見えます。放置すれば３­～７分の時間で元の透明な水に戻ります。水よりお湯のほうが白く濁ります。　

　　　　　　 ステルス（stealth) :　英語で「隠密」、「こっそり行うこと」という意味です。

１．ステルスマイクロバブル

１．はじめに
　「マイクロバブル徒然なるままに」は2006年から書いている日記の名前です。ブログのタイトルを決める時、いいタイトルが浮かばなかったので同じ名前にしました。

　最初はマイクロバブル開発に関することを中心に書いていましたが、この頃はマイクロバブルに少しでも関係あれば書いています。ところが2007年４月PCの操作ミスで貴重な現象やデーターを消してしまった。　４月２２日の日記にこのことを書いている。

2007年4月22日(日)午後8時28
　1週間前に、パソコンの調子がおかしくなり、4日間それに振回された。ドキュメントのデーターもほとんど消えてしまった。「MB徒然なるままに」も消えてしまった。約5ヶ月のＭＢにかんする貴重な日記も無くなった。

　消去された中に「予想に反する現象、珍しい現象」が５つか6つ有ったが、思い出せない。歳はとりたくないものだと独りごとを言いながら㋄2日の日記には次のように書いている。

2007年5月2日(水)午前6時36分
　今になって、データーを操作ミスで消してしまったことが、残念に思う。思い出そうとしても思い出せない。頭の中でもやもやしているが、すっきりとした形で浮かんでこない。

　その中の１つが「ステルスバブル」であるが、「田んぼでの実験報告」に書いていたのでこの件では悩むことは無い。しかし、報告書にも書いていない現象とは？
　このブログでは、マイクロバブルに関して私が関心を持ったこと、知ってたら少し得した気分になるようなことを書いていきたいと思います。

　次回「２．ステルスマイクロバブルとは」から始めます。
　　　「ステルスマイクロバブル」とは目に見えない、目視では認識できないマイクロバブル

　　のことです。私が勝手に名づけました。 Googieで「ステルスバブル」「ステルスマイクロ

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