米氣泡水的培養基后，定期分 析在各孔中各細胞的圖像（15X)。
[0112] 肺癌細胞A549、肺癌細胞A549D9K、成骨細胞的MC3T3、成纖維細胞NIH3T3和腎細 胞HEK293的相應圖像分別如圖7、圖9、圖11、圖13和圖15所示，并且可以確認，與對照組相 比，在使用納米氣泡水的培養基中，在被處理72小時的情況下存在顯著增加的細胞生長。
[0113]〈實施例4>氫納米氣泡汽油的制備
[0114] 為了制備根據實施例4的高效率的混合燃料，制備氫納米氣泡汽油。為了制備氫 納米氣泡汽油，使用具有99. 995%(ShinyoungSpecialGas)的純度的氫氣和具有從91至 94(HyundaiOilbank)的辛燒值的汽油，不進行另外的純化工藝。為了在汽油中產生氫納 米氣泡，使用了具有與根據本公開的實施方式的產生設備的結構相同的結構的用于產生微 氣泡的設備（圖19)。用于產生微氣泡的裝置包括注入汽油的液罐510和多孔管主體530。 氫氣從氫氣罐流出通過氫氣供給線路單元被注入多孔管主體530中。多孔管主體530包括 多孔材料，并被設置在液罐510的下部以浸沒在汽油中。注入多孔管主體530的氫氣在多 孔管主體530的表面上產生氫納米氣泡。在多孔管主體530的表面上產生的氫納米氣泡被 施加用于將氫納米氣泡保持在固體表面上的吸持力和用于將氫納米氣泡從固體表面分離 的剝離力。如圖20所示，當氫納米氣泡生長時，剝離力變得大于吸持力，并且因此，氫納米 氣泡可以從多孔管主體530的表面上脫離。在實施例4中，制備了在常溫常壓下產生氫納 米氣泡的汽油。裝入在用于產生氫納米氣泡的工藝過程中由于高的揮發性而蒸發的汽油的 量。最后，在用于制造微氣泡的裝置被停止之后，通過出口閥540獲得在液罐510中的內部 產生氫納米氣泡的汽油，所獲得的內部有產生氫納米氣泡的汽油在常溫常壓下被保持在常 規的塑料瓶中。
[0115] 作為用于實驗的發動機，使用由Hyundai Motors制造的并使用具有約2000cc的 排量的電子受控直列式4缸發動機的EF Sonata。
[0116][表1]
[0117] 如表1所示，在實施例4中使用商業化的并在韓國出售的汽油（HyundaiOilbank) 和包括氫納米氣泡的和汽油。氫納米氣泡對汽油的熱值的作用通過測量相應的汽油的熱值 來檢測。根據本實驗的結果，可以確認，即使在常規的汽油中產生氫納米氣泡，熱值也沒有 大的差別。
[0118] [表 2]
[0119] 表2示出了常規的汽油和包括氫納米氣泡的汽油的粘度。如表2所示，常規的汽 油的平均粘度為約0. 58兆帕?秒，包含氫納米氣泡的汽油的平均粘度為約0. 55兆帕?秒， 并且因此，可以看出，包含氫納米氣泡的汽油的粘度低約0. 03兆帕?秒。為了測量汽油的 粘度，使用LVT粘度計（BrookfieldEngineeringLaboratoriesINC.，美國）。用于測量 的粘度計包括主體，該主體包括指示器針、主軸、支撐件，以及圓測斜儀，并且被配置為測量 在約0. 3rmp至約60rmp的主軸速率下從約1. 0兆帕?秒至約2.OX106兆帕?秒的粘度。 在指示器針穩定在預定軸速度下，獲得結果。最后，當由指示器指針指示的值被確定時，動 態粘度通過使用轉換系數來計算。汽油的粘度是指當汽油流動時產生的內部阻力。當汽油 的粘度高時，注入特性惡化，因此，當燃料被注入時有必要增加注入壓力，而且，發動機性能 和燃燒特性可能惡化。
[0120] [表 3]
[0121] 表3示出了常規的汽油和包含氫納米氣泡的汽油的表面張力。汽油的表面 張力使用利用測量液體的表面張力的DuNouy環法的DuNouy張力計（No.3179，Itoh Seisakusho,日本）進行測定。如表3所示，常規的汽油的平均表面張力為約13. 54達因/ 厘米，包含氫納米氣泡的汽油的平均表面張力為約13. 93達因/厘米，因此，可以看出，包含 氫納米氣泡的汽油的表面張力高出約0. 39達因/厘米。
[0122] [表 4]
[0123] 參照表4,可以看到在包含氫納米氣泡的汽油中氫納米氣泡對應于時間的平均值， 以及氫納米氣泡的數量隨時間推移的變化。為了測量氫納米氣泡的數量，使用納米粒子追 蹤分析（NTA)系統。該系統被配置為使激光束照射來記錄在液體中氫納米氣泡根據布朗運 動來移動的視頻。激光照射系統置于顯微鏡的鏡頭下，液體試樣內通過激光束路徑的氫納 米氣泡由系統表示作為移動或振動的白色的小點。當記錄視頻時，NTA2. 3分析軟件跟蹤 每個氫納米氣泡并測量氫納米氣泡的擴散系數Dt。因此，氫納米氣泡的數量通過測得的擴 散系數和氫納米氣泡的半徑（r)以及下面所示的斯托克斯-愛因斯坦方程來確定。
[0124] Dt=(KB*T) / (6*Jr*q*r)
[0125] 在此，KB是波爾茲曼常數，T是溫度，n是液體的粘度。
[0126] 根據通過上述方法計算的包含氫納米氣泡的汽油的濃度，即使在時間過后氫氣納 米氣泡數也沒有大的變化，這意味著氫納米氣泡在汽油中的穩定性。
[0127] 圖21A至圖21C示出了在常規的汽油和按照實施例4的內部產生有微氣泡的汽油 的功率特性。圖21A到圖21C顯示了發動機速度固定在大約3000rpm的狀態下加速器的變 量增加時測量的轉矩值、燃油消耗率、功率值的變化。圖21A示出了根據實施例4的制動扭 矩值依賴發動機負載的關系曲線，圖21B示出了根據實施例4的制動特定燃料消耗率依賴 發動機負載的關系曲線。圖21C示出了根據實施例4的功率值依賴發動機負載的關系曲線。 如圖21A所示，轉矩（輸出）的值是能夠評價輸出特性的代表值。可以看出，與常規的汽油 相比，含有氫納米氣泡的汽油在低負載和中等負載下扭矩值增加。尤其，根據如圖21B所示 的燃料消耗率特性，包含氫納米氣泡的汽油具有改進的輸出值，同時消耗較少量的燃料。人 們認為包含在包含氫納米氣泡的汽油中的氫成分的高爆炸壓力特性對燃燒性能有影響，從 而產生較高的燃燒壓力。如圖21C所示，與常規的汽油相比，根據實施例4的包含氫納米氣 泡的汽油有改進的功率，同時消耗較少量的燃料。
[0128] 圖22A至圖22D顯示了在常規的汽油和按照實施例4的內部產生有微氣泡的汽油 的依賴發動機負載的有害廢氣排放的特性，并顯示出一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物和氮 化合物的產生速率。有害廢氣排放物已經被認為是主要的溫室氣體和與呼吸道疾病相關的 氣體。有害廢氣排放與燃燒性能密切相關。可以看出，對于圖22A和圖22B所示的一氧化 碳和二氧化碳，在發動機負載的整個范圍內，包含氫納米氣泡的汽油比一般的汽油有較低 的產生速率。另外，可以看出，對于圖22C所示的碳氫化合物，在發動機負載的整個范圍內， 包含氫納米氣泡的汽油比常規的汽油有顯著較低的產生速率。碳氫化合物是根據以下原理 產生的：碳和氫作為燃料的主要成分在燃燒過程中不燃燒而是被排出。如從圖22C中可以 看出，認為包含氫納米氣泡的汽油與汽油相比較，燃燒完全，從而碳氫化合物的量下降。對 于如圖22D中所示的氮化合物，可以看出，在發動機負載的整個范圍內該化合物的產生率 降低。氮氧化物與燃燒溫度直接相關，并且因此，當燃燒壓力增加時，燃燒溫度增加，從而導 致氮氧化物增加。也就是說，隨著火焰溫度升高，氮氧化物的量也增加。如從上述的輸出特 性可看出，認為在燃燒室內由于較高的輸出導致火焰溫度高，因此，氮氧化物的量增加。然 而，在用于本實驗的發動機中，排氣處理后裝置被除去。通常，由于氮氧化物可以通過三元 催化處理后凈化器容易地減少，認為通過使用處理后裝置或調整點火的時間或空氣-燃料 比率（注入的燃料的量）來充分地減少是可能的。
[0129] 也就是說，如果發現包括汽油和氫納米氣泡的混合燃料的最佳空氣-燃料比率以 及點火的時間和燃料注入量被精確地調整，則獲得高輸出，高燃料消耗率和較少產生有害 廢氣排放是有可能的。
[0130] 本公開的上述描述被提供用于說明的目的，并且本領域技術人員應當理解，在不 改變本公開的技術概念和必要特征的情況下可以做出各種變化和修改。因此，清楚的是，在 各個方面上述實施方式是說明性的，并且不限制本公開。例如，被描述為單個類型的各部件 可以以分布式的方式來實 現。同樣，被描述為分布式的部件可以以組合的方式來實現。
[0131] 本公開內容的范圍由隨附權利要求，而不是由實施例的詳細描述所定義。應當理 解的是，從該意義和權利要求書及其等同物的范圍構思的所有修改和實施方式都包括在本 公開的范圍內。
[0132] 100 :液罐 101 :排出口 102 :入口 200 :液體循環線路單元210 :循環管道220 :循環馬達 300 :供氣線路單元310 :儲氣罐320 :供應管 330 :壓力控制閥340 :分配管400 :微氣泡釋放單元 410 :多孔管主體420 :主體單元421 :主體管 422 :彈性固定環423 :連接管主體424 :彎曲耦接槽 425 :進氣口孔426 :超聲振動器430 :振動傳送裝置 440 :前封閉蓋441 :親接螺母單元450 :后封閉蓋 451 :螺栓單元452 :氣體通孔453 :彎曲凹槽510 :液罐 520 :供應管道525 :進氣閥530 :多孔管主體540輸出閥
【主權項】
1. 一種用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置，其包括： 液罐，其用以容納液體； 液體循環線路單元，其用以促使在所述液罐中容納的所述液體循環； 氣體供給線路單元，其用以供給氣體到所述液罐中；以及 多個微氣泡排出單元，其被設置在所述液罐中并連接到所述氣體供給線路單元，通過 超聲波來振動以分離微氣泡，使得當從所述氣體供給線路單元供給的氣體以微氣泡的形式 被排出時所述微氣泡互相不聚集。2. 根據權利要求1所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中所述液體循環線路單元包括： 循環管道，其用以連接排出口和入口，在所述液罐中容納的所述液體通過所述排出口 被排出，所述液體通過所述入口被引入到所述液罐中，以便使通過所述排出口到所述入口 的所排出的所述液體循環；以及 循環馬達，其設置在所述循環管道上并被配置為促使所述液體循環。3. 根據權利要求1所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述氣體供給線路單元包括： 儲氣瓶，其被配置成通過內部壓力供給在其中填充的氣體； 供應管，其連接到所述儲氣瓶并被配置成使從所述儲氣瓶供給的所述氣體流動； 壓力控制閥，其連接到所述供應管并被配置為選擇性地減小或增大通過所述供應管供 給的所述氣體的壓力；以及 分配管，其連接到所述壓力控制閥并被配置成將壓力通過所述壓力控制閥減小或增大 的所述氣體分配至設置在所述液罐的上部并被配置成將氣體注入到所述液罐中的氣體注 入單元中的每一個，以及設置在所述液罐的下部并被配置成產生微氣泡的所述微氣泡排出 單元。4. 根據權利要求1所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述微氣泡排出單元包括： 多孔管主體，在其中形成與內部連通的微孔以使得通過所述分配管注入的所述氣體能 以微氣泡形式被排出； 主體單元，其設置成連接到所述多孔管主體的一側并被配置成通過設置在其中的超聲 振動器產生振動；以及 振動傳送單元，其連接到所述多孔管主體的一側并被配置成將從所述主體單元產生的 超聲振動傳送到所述多孔管主體。5. 根據權利要求4所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述多孔管主體包括： 前封閉蓋，其中在所述前封閉蓋的一側上形成的耦接螺母單元被耦接以被容納在所述 多孔管主體的前端側中；以及 后封閉蓋，其中在所述后封閉蓋的一側上形成的螺栓單元從后端側侵入到所述多孔管 主體的所述內部，以便被夾持到所述前封閉蓋的所述耦接螺母單元，多個氣體通孔在所述 螺栓單元的周圍形成，并且彎曲的凹槽沿所述后封閉蓋的外周表面形成。6. 根據權利要求4所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述主體單元包括： 主體管，其形成為管形，其中彎曲耦接槽沿其內周表面形成在前側，并且所述多孔管主 體的后端被插入到并固定到上面形成有所述彎曲耦接槽的所述前側； 彈性固定環，其能移動地位于所述主體管的所述彎曲耦接槽與所述后封閉蓋的所述彎 曲的凹槽之間以便將所述多孔管主體固定到所述主體管；以及 連接管主體，其被螺紋耦接至所述主體管的后端部，并且其中超聲振動器被設置在中 央，且在所述超聲振動器的周圍形成連接到所述氣體供給線路的氣體入口孔。7. 根據權利要求1所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述液罐還包括加熱裝置或冷卻裝置。8. 根據權利要求7所述的用于使用超聲振動器制造微氣泡水的裝置， 其中，所述加熱裝置或冷卻裝置被設置在所述液罐的內部或外部。9. 一種使用超聲振動器的微氣泡排出單元，其包括， 主體單元，其設置成連接到多孔管主體的一側并被配置成通過設置在其中的超聲振動 器產生振動；以及 振動傳送單元，其連接到所述多孔管主體的一側并被配置成將通過所述主體單元產生 的超聲振動傳送到所述多孔管主體， 其中所述超聲振動經由所述振動傳送單元施加到所述多孔管主體，以便分離通過所述 多孔管主體產生的微氣泡。10. 根據權利要求9所述的使用超聲振動器的微氣泡排出單元， 其中所述多孔管主體包括： 前封閉蓋，其中在所述前封閉蓋的一側上形成的耦接螺母單元被耦接以被容納在所述 多孔管主體的前端側中；以及 后封閉蓋，其中在所述后封閉蓋的一側上形成的螺栓單元從后端側侵入到所述多孔管 主體的內部，以便被夾持到所述前封閉蓋的所述耦接螺母單元，多個氣體通孔圍繞所述螺 栓單元形成，并且彎曲的凹槽沿所述后封閉蓋的外周表面形成。11. 根據權利要求9所述的使用超聲振動器的微氣泡排出單元， 其中，所述主體單元包括： 主體管，其形成為管形，其中彎曲耦接槽沿其內周表面形成在前側，并且所述多孔管主 體的后端被插入到并固定到上面形成有所述彎曲耦接槽的所述前側； 彈性固定環，其能移動地位于所述主體管的所述彎曲耦接槽與所述后封閉蓋的所述彎 曲的凹槽之間以便將所述多孔管主體固定到所述主體管；以及 連接管主體，其被螺紋耦接至所述主體管的所述后端，并且其中超聲振動器被設置在 中央，且在所述超聲振動器的周圍形成連接到所述氣體供給線路的氣體入口孔。12. -種細胞培養基，其包括： 血清和抗生素， 其中所述細胞培養基包含微氣泡水，并且1毫升的所述微氣泡水含有IO3至10 18個具 有從Inm至1000 y m的平均直徑的微氣泡。13. 根據權利要求12所述的細胞培養基， 其中，相對于按體積計總計100份的所述細胞培養基，包含按體積計從1份至50份的 所述微氣泡水。14. 根據權利要求12所述的細胞培養基， 其中所述微氣泡水包含選自由氫、氧、二氧化碳、一氧化碳、氮、氙、氬、氖、空氣，臭氧、 氪、氦、含氮化合物氣體、含碳化合物氣體，以及它們的組合所組成的組中的氣體。15. 根據權利要求12所述的細胞培養基， 其中所述細胞包括選自以下的成員：癌癥細胞，所述癌癥細胞選自肺癌細胞、前列腺癌 細胞、胃癌細胞、乳腺癌細胞、胰腺癌細胞、結腸癌細胞、以及它們的組合；細胞，其選自成骨 細胞、腎細胞、成纖維細胞、軟骨細胞、肝細胞、神經細胞、肌肉細胞、干細胞和它們的組合。16. 根據權利要求12所述的細胞培養基， 其中所述血清包括選自由胎牛血清（FBS)、小牛血清（FCS)，以及它們的組合組成的組 中的成員。17. -種細胞培養方法，其包括： 以匯合方式在培養基中培養細胞；以及 將所述細胞培養基更換為包含微氣泡水的培養基， 其中1毫升的所述微氣泡水含有從IO3至10 18個具有從Inm至1000 ym的平均直徑的 微氣泡。18. 根據權利要求17所述的細胞培養方法， 其中，相對于按體積計總計100份的所述細胞培養基，包含按體積計從1份至50份的 所述微氣泡水。19. 根據權利要求17所述的細胞培養方法， 其中所述細胞包括選自以下的成員：癌癥細胞，其選自肺癌細胞、前列腺癌細胞、胃癌 細胞、乳腺癌細胞、胰腺癌細胞、結腸癌細胞、以及它們的組合；細胞，其選自成骨細胞、腎細 胞、成纖維細胞、軟骨細胞、肝細胞、神經細胞、肌肉細胞、干細胞和它們的組合。20. -種高效率的混合燃料，其包括： 燃料；以及 在所述燃料中形成的微氣泡。21. 根據權利要求20所述的高效率的混合燃料， 其中，所述燃料包括選自由化石燃料、生物燃料，以及它們的組合組成的組中的成員。22. 根據權利要求20所述的高效率的混合燃料， 其中，1毫升的所述燃料包括從IO3至10 18個微氣泡。23. 根據權利要求20所述的高效率的混合燃料， 其中，所述微氣泡的直徑為從Inm至1000 y m。24. 根據權利要求20所述的高效率的混合燃料， 其中，所述尚效率的混合燃料具有從〇. 4兆帕?秒至0. 7兆帕?秒的粘度。25. 根據權利要求20所述的高效率的混合燃料， 其中，所述高效率的混合燃料具有從12達因/厘米至15達因/厘米的表面張力。26. -種用于制造高效率的混合燃料的裝置，其包括： 液罐，液體被注入到其中； 氣體供給線路單元，其被配置成供給氣體到所述液罐中；以及 多孔管主體，其被設置在所述液罐中。27. 根據權利要求26所述的用于制造高效率的混合燃料的裝置， 其中，所述氣體供給線路單元包括： 入口閥，氣體被注入通過該入口閥； 壓力計，其被配置成測量所注入的所述氣體的壓力；以及 供應管，所注入的所述氣體移動通過該供應管。28. 根據權利要求27所述的用于制造高效率的混合燃料的裝置， 其中，所述氣體供給線路單元還包括： 氣體罐，其連接到所述入口閥。29. 根據權利要求27所述的用于制造高效率的混合燃料的裝置， 其中，所述氣體通過所述供應管供應到所述多孔管主體。30. 根據權利要求26所述的用于制造高效率的混合燃料的裝置， 其中所述多孔管主體具有孔，每個孔具有從Inm至Imm的尺寸。31. 根據權利要求29所述的用于制造高效率的混合燃料的裝置， 其中，在所述氣體穿過所述多孔管主體的同時，所述多孔管主體將所述氣體轉變成微 氣泡。
【專利摘要】本申請提供了一種用于通過使用能大量生產具有最大量的溶解的氣泡的超聲振動器制造微氣泡水的裝置，微氣泡排出部件，包含微氣泡水的細胞培養基以及使用所述細胞培養基的細胞培養方法，使用微氣泡的高效率混合燃料和用于制造所述高效率混合燃料的裝置。
【IPC分類】C12N5/02, C10L1/12, C02F1/36, C10L1/32
【公開號】CN104968607
【申請號】CN201380072289
【發明人】金鐘民, 吳承勛
【申請人】中央大學校產學協力團
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2013年11月18日
【公告號】US20150343399