この記事の結論
代表的な作り方は4つあります。流れを絞って圧を下げる方式、渦（旋回流）で気体をちぎる方式、圧力をかけて気体を溶かしてから泡として出す方式、細かい孔から気体を押し出す方式です。方式によって、水圧の下がり方と、電源や消耗品が要るかどうかが変わります。
UFB DUAL® は、ノズルを通る水の圧力の変化で、水道水にもともと溶けている空気を泡にする方式です。電源も消耗品も使わず、減水率は約5%です。
ウルトラファインバブルがどうやって作られているのかを知り、方式ごとの違いを踏まえて器具を選びたい方に向けて、4つの方式と、水圧・電源・手入れへの影響をまとめました。
泡を作る方法は、大きく4つ
水の中に直径1マイクロメートル未満の泡を作るには、気体を細かくちぎるか、いったん水に溶かしてから泡として出すか、のどちらかが要ります。やり方で分けると、代表的なものは次の4つです。
| 方式 | 泡のでき方 | 泡の元になる気体 |
|---|---|---|
| 流れを絞る方式 | 狭いところで圧が下がり、水に溶けた空気が泡になる | 水に溶けている空気を使う形がある |
| 旋回流を使う方式 | 渦の中で気体をちぎって細かくする | 気体を送り込む |
| 加圧溶解方式 | 圧をかけて気体を溶かし、圧を戻すときに泡が出る | 気体を送り込んで溶かす |
| 細かい孔の方式 | 小さな孔から気体を押し出す | 気体を送り込む |
水の流れを絞って圧を下げる方式
水が狭いところを通ると流れが速くなり、そこで圧が下がります。水道水にはもともと空気が溶けているので、圧が下がったところで、その空気が泡になって出てきます。圧の変化で泡が生まれるこの現象を、キャビテーションと呼びます。
この方式は電源が要らず、水道の水圧だけで動かせます。その代わり、泡を増やそうと流れを絞るほど、水圧と水量が下がります。泡の量と水の勢いが引っ張り合う関係にあるのが、この方式の特徴です。
旋回流を使う方式
筒の中で水を渦のように回し、中心にできる流れの速い部分で気体を細かくちぎって泡にする方式です。渦を作るには水を勢いよく送る必要があり、ポンプを使う形では電源が要ります。
送り込む気体の量と渦の強さで泡の大きさを調整できる一方、泡の元になる気体を取り込む口と、送り込む仕組みが要ります。
圧力をかけて気体を溶かす方式
水に圧力をかけると、気体は多く溶けるようになります。その水の圧を一気に下げると、溶けきれなくなった気体が細かい泡として出てきます。炭酸飲料の栓を開けたときと同じ理屈です。
圧をかけるためのポンプや、気体を溶かしておく容器が要るので、設備は大きくなり、電源も要ります。工場や研究の場で、決まった量の泡を安定して作ることに向いた方式です。
細かい孔から気体を押し出す方式
目の細かい膜や多孔質の素材に気体を押し当て、孔から水の中へ押し出して泡にする方式です。孔が小さいほど泡も小さくなります。
泡を作るには気体の供給が要り、孔が汚れや水の成分でふさがれば、手入れや交換が要ります。水の中に置く部品の状態が、泡のでき方を左右する方式です。
空気を外から取り込む形と、取り込まない形
方式とは別に、泡の元になる気体をどこから持ってくるかでも分かれます。外の空気や気体を送り込む形と、水道水にもともと溶けている空気だけを使う形です。
外から取り込む形は、泡の量を増やしやすい一方で、取り込み口の管理が要ります。溶けている空気だけを使う形は、密閉された配管の中で完結するので、外の空気に触れず、水の性質を変えません。水の扱いに気を配る厨房や工場では、この違いが選ぶ理由になります。
方式が違うと、水圧の落ち方が違う
流れを絞る方式は、泡を増やすほど水圧が下がります。旋回流や加圧溶解の方式は、ポンプで勢いを足すので水圧の問題は別の形で解けますが、そのぶんの電源と設備が要ります。
元栓や給水管に入れる器具では、水圧の変化が下流のすべての蛇口に出ます。どの方式かを知ったら、次に減水率を確かめます。泡の数で比べる見方もありますが、泡の数は測る機器と条件で大きく変わるので、当社は直径と減水率で比べています。
電源と消耗品が必要になる方式、ならない方式
毎年の費用がかかるかどうかは、下の表の右の2列で決まります。電源が要れば電気代、手入れや交換の部品があればその費用が、本体の価格とは別に続きます。
| 方式 | 電源 | 消耗品・手入れ |
|---|---|---|
| 流れを絞る方式 | 不要 | 形による（UFB DUAL® は無し） |
| 旋回流を使う方式 | ポンプを使う形では要る | ポンプの点検 |
| 加圧溶解方式 | 要る | ポンプと容器の点検 |
| 細かい孔の方式 | 気体を送る形では要る | 孔のふさがりの手入れ・交換 |
元栓に入れる装置が取っている方式
UFB DUAL® が使っているのは、1つ目の、流れを絞る方式の仲間です。ノズルの中で生まれる圧の差が、水道水に溶け込んでいる空気を泡として引き出します。この方式の弱点だった水圧の低下を、特許第6182715号のデュアル構造が、流れをいったん2つに分けてから合わせ直すことで抑え、減水率は約5%にとどまっています。
開発したのは、三菱レイヨン・クリンスイ株式会社の代表取締役を務めた芝塚 全功（しばつか まさのり）氏です。製造元は株式会社ウォーターデザインで、電源も薬剤も消耗品も使わず、密閉した配管の中だけで泡を作ります。生まれる泡の中心の直径は、製造元の測定で約150〜200ナノメートルです。
よくあるご質問
ウルトラファインバブルは、どうやって作るのですか
流れを絞って圧を下げる、渦でちぎる、圧をかけて溶かしてから出す、細かい孔から押し出す、の4つが代表的です。UFB DUAL® は、圧力の変化で水に溶けている空気を泡にする方式です。
電気を使う装置と使わない装置では、何が違いますか
電気を使う装置は、ポンプなどで泡の作り方を調整できる代わりに、電気代と点検の手間が続きます。使わない装置は水道の水圧だけで動くので、毎年の費用がかかりません。
方式で泡の大きさは変わりますか
変わります。同じ方式でも作り方で幅があるので、製品の説明で直径の数字を確かめます。UFB DUAL® は製造元の測定で、中心の直径が約150〜200ナノメートルです。
UFB DUAL® は水圧を下げませんか
ほとんど下げません。減水率は約5%で、特許のデュアル構造で流れを分けて合わせ直し、泡を作りながら水の勢いを保つ作りです。
消耗品の交換はありますか
UFB DUAL® にはありません。動く部品もフィルターも無く、電源も使いません。
沼倉 孝秀（ぬまくら たかひで）
アリージェンス合同会社 CEO。UFB DUAL®・emiiR®（エミール）・α-HT® の正規一次販売店として、製品の選定から設置、設置後の窓口までを担当しています。
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