(57)【要約】  微細な空気泡を均質に含有する良質の泡沫水を生成することができる泡沫水生成コマを提供する。水吐出管に装着して吐出する水を泡沫水とする泡沫水生成コマ１００である。周回水流膜形成部１１０は、内部に水流の通り道となる隙間１１１を備え、隙間１１１から下流側に打ち出された加速水流が周回方向に連続した立体的な周回水流膜１１２と形成するものである。空気キャビティ１２０は周回水流膜１１２の形成場所として水流管の途中に設けられ、周回水流膜の水流が流れ込んだ状態でも空気が充満された状態が保持される空気キャビティである。空気キャビティ１２０に形成された周回水流膜１１２および周囲の壁面によって囲まれた密閉空間に対し、導通口１４０から密閉空間内に吹き込まれる空気を周回水流膜１１２に対して巻き込ませることにより泡沫水を形成する。
2012033126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水吐出管に装着して吐出する水を泡沫水とする泡沫水生成コマであって、
内部に水流の通り道となる隙間を備え、前記隙間から下流側に打ち出された加速水流が周回方向に連続した立体的な周回水流膜となる周回水流膜形成部と、
前記周回水流膜の形成場所として水流管の途中に設けられ、前記周回水流膜の水流が流れ込んだ状態でも空気が充満された状態が保持される空気キャビティと、
前記空気キャビティに形成された前記周回水流膜および周囲の壁面によって囲まれた密閉空間に対して外気を導通する導通孔を持つ通気路と、
前記導通孔から前記密閉空間内に吹き込まれる空気を前記周回水流膜に対して巻き込ませることにより泡沫水を形成する泡沫水生成手段を備えた泡沫水生成コマ。
【請求項２】
前記周回水流膜の水流が当たる位置に配設され、前記密閉空間の気密性を維持しつつ前記密閉空間を拡げる方向に前記周回水流膜の流れる方向を変える周回水流膜当接体を備え、前記周回水流膜の流れの変化で前記密閉空間を拡張する箇所において気圧低下を生じせしめ、前記導通孔から導入される前記空気を引き込んで前記泡沫水を生成する請求項１に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項３】
前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略円筒形の膜となることを特徴とする請求項１または２に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項４】
前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が小さくなる形状を備え、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略逆円錐台形の膜となることを特徴とする請求項１または２に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項５】
前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が大きくなる形状を備え、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略円錐台形の膜となることを特徴とする請求項１または２に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項６】
前記密閉空間が前記周回水流膜で囲まれた内側空間であり、前記周回水流膜当接体が、前記周回水流膜の下面に当接し、前記周回水流膜の水流を周辺側に方向を変えるように角度が設けられたものであり、前記周回水流膜が周辺側に拡がる箇所において前記内側空間から空気を前記周回水流膜に巻き込ませることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項７】
前記密閉空間が前記周回水流膜とその外周側に設けられた壁面で囲まれた外側空間であり、前記周回水流膜当接体が、前記周回水流膜の下面に当接し、前記周回水流膜の水流を中央側に方向を変えるように角度が設けられたものであり、前記周回水流膜が方向を変える箇所において前記外側空間から空気を前記周回水流膜に巻き込ませることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項８】
前記泡沫水が流出する前記密閉空間の泡沫水流出部の位置・形状・大きさを、前記泡沫水が前記泡沫水流出部を流れ出す際にその全面を占有した状態で流れ出すものとし、前記泡沫水流出部を介した前記密閉空間と外気との導通がないものとすることにより、前記泡沫水が前記泡沫水流出部を介して前記密閉空間から流出しつつも前記密閉空間内内部の気密性が維持されるものとしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項９】
前記周回水流膜形成部の前記隙間が複数個の隙間からなり、前記隙間から下流側に打ち出された前記加速水流が合成され、前記キャビティ空間内に周回方向に連続した立体的な前記周回水流膜が形成されるものである請求項１乃至８のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項１０】
前記泡沫水生成手段により、前記周回水流膜の少なくとも一部が泡沫水により形成された泡沫水周回水流膜面となる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項１１】
前記空気キャビティ内に形成される前記周回水流膜の形状と表面積を可変とする周回水流膜表面積可変機構を備え、前記周回水流膜と前記空気との接触面積を増減して前記周回水流膜に巻き込まれる前記空気の量を調整可能とすることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項１２】
前記導通孔の幅を可変とし、前記導通孔より引き込む前記空気の速度を可変とする導通孔幅可変機構を備え、前記周回水流膜に対して巻き込む空気の速度を調整可能とすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【請求項１３】
前記隙間の幅を可変とする隙間幅可変機構を備え、前記周回水流膜の厚みを調整可能とすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の泡沫水生成コマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、水道の蛇口（一般用水道蛇口のみならず、実験室用の水道蛇口等の特殊用途のものも含む）や、シャワーヘッド等の水吐出管に装着して、この水吐出管から吐出する水を泡沫水とする泡沫水生成コマに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般家庭や商業施設などにおいて泡沫水が求められている。泡沫水は手を洗った際には優しい手触りであり、ガラス類や陶器類を洗った際にも優しい水流であるためにガラス類や陶器類を傷づけるおそれがなく重用されている。また、泡沫水は洗浄の際にガラス類や陶器類に当たっても跳ね返りがほとんどなく、周囲に水を飛ばしたり周囲の環境に影響を与えるおそれがないので、一般家庭のみならず、駅や公共施設の水道蛇口、研究施設の実験室での水道蛇口等、幅ひろく用いられている。【０００３】
従来技術において泡沫水を生成する手段として、水道の蛇口等の水吐出菅に泡沫水を形成する泡沫水生成コマを装着する技術が知られている。従来技術における泡沫水生成コマは、基本構造として、水流に対して空気を引き込むための通気路を持ち、吐出される水に空気を混合し、さらに、水吐出菅の口を金網で覆い、吐出される水を金網で千切ることにより細かく千切り、金網を何枚も設けることにより水を多数に千切りつつ空気と混ぜ合わせることにより泡沫水を形成する。【０００４】
【特許文献１】特開平９−０９５９８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術における泡沫水生成コマには以下に示す問題があった。
従来の泡沫水生成コマは空気泡を含む泡沫水を形成できるものであったが、精密で微細な空気泡を含む泡沫水を形成できるものはなかった。従来技術の泡沫水生成コマは空気と混合させる部位において側方から空気と触れさせて大雑把に混ぜ合わせるものであり、概ね空気泡は数ミリ程度の大きさにとどまるものであった。また、一枚または複数枚の金網を設け、水流を通過させることにより水流を細かく千切ることにより空気との混合を助け、空気泡を含ませる構造となっていた。【０００６】
しかし、従来技術の泡沫水生成コマは空気と混合させる部位において側方から空気と触れさせて大雑把に混ぜ合わせるものであり、また、金網の孔がやはり数ミリ程度あり、それ以下の細かい空気泡を作り出す構造とはなっていない。【０００７】
従来技術の方式において、細かい空気泡を形成する方法として想定される第１の方法は、水流と空気と触れさせる接触面積を増やすことであるが、水道管の側方から空気を供給する限りは水平断面において空気の接触面積を大きくすることができない。縦断面において空気の接触面積を大きくとる場合は、いわゆる滝の落差が大きくなると多くの空気が混合されるのと同様、空気の混合量は増加するが、水道蛇口に取り付ける泡沫水生成コマとしては過剰に長くなってしまう問題が生じる。【０００８】
従来技術の方式において、細かい空気泡を形成する方法として想定される第２の方法は、金網の目の大きさを細かくすることであるが、金網で細かく千切る以上、ミリ単位以下の金網を通過する際の水流の抵抗が大きくなるとともに、もともと上流側で大きな泡として混合している空気泡が金網をうまく通り抜けることができず、空気泡が水道管内部で滞留したり、通気路からの空気の引き込みが阻害したりするおそれがあった。また、金網の目が数ミリ以下となると異物やゴミなどが流れ込んできた場合に目詰まりを起こしてしまうという不具合が発生するおそれが高い。もし、泡沫水の空気泡を細かくするため金網を二重、三重にするとゴミやスケールが堆積しやすく詰まってしまう。金網が詰まると泡沫水が形成されず通常水が出たり、完全に詰まって水が出なくなったりするおそれがあった。特に、水質が悪い場合や硬度が高い水の場合には問題が顕在化しやすい。【０００９】
上記問題点に鑑み、本発明は、微細な空気泡を均質に含有する良質の泡沫水を生成することができる泡沫水生成コマを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記本発明の第１の目的を達成するため、本発明にかかる第１の泡沫水生成コマは、水吐出管に装着して吐出する水を泡沫水とする泡沫水生成コマであって、内部に水流の通り道となる隙間を備え、前記隙間から下流側に打ち出された加速水流が周回方向に連続した立体的な周回水流膜となる周回水流膜形成部と、前記周回水流膜の形成場所として水流管の途中に設けられ、前記周回水流膜の水流が流れ込んだ状態でも空気が充満された状態が保持される空気キャビティと、前記空気キャビティに形成された前記周回水流膜および周囲の壁面によって囲まれた密閉空間に対して外気を導通する導通孔を持つ通気路と、前記導通孔から前記密閉空間内に吹き込まれる空気を前記周回水流膜に対して巻き込ませることにより泡沫水を形成する泡沫水生成手段を備えた泡沫水生成コマである。【００１１】
節水コマの内部に、連続した立体的な周回水流膜により密閉空間を形成するという従来にはない構造であり、このように泡沫水生成手段により、周回水流膜に空気が巻き込まれ、周回水流膜の少なくとも一部が泡沫水となる。【００１２】
なお、前記周回水流膜の水流が当たる位置に配設され、前記密閉空間の気密性を維持しつつ前記密閉空間を拡げる方向に前記周回水流膜の流れる方向を変える周回水流膜当接体を備え、前記周回水流膜の流れの変化で前記密閉空間を拡張する箇所において気圧低下を生じせしめ、前記導通孔から導入される前記空気を引き込んで前記泡沫水を生成することができる。
周回水流膜により形成される密閉空間の気圧が下がると、その気圧低下箇所目がけて導通孔から空気が勢いよく打ち込まれる。空気が周回水流膜に勢い良く打ち込まれることにより、きめ細かい泡を多量に含んだ空気含有量の大きな泡沫水を形成することができる。【００１３】
上記構成において、密閉空間は空気キャビティ内に生じるが、周回水流膜で囲まれた内側空間の構成もあり得るし、周回水流膜とその外側にある壁面により囲まれた外側空間の構成もあり得る。
第１のパターンは、前記密閉空間が前記周回水流膜で囲まれた内側空間であり、前記周回水流膜当接体が、前記周回水流膜の下面に当接し、前記周回水流膜の水流を周辺側に方向を変えるように角度が設けられたパターンである。周回水流膜の水流が周辺側に拡がると周回水流膜に囲まれた内部空間が拡張する方向に変化することとなり、周回水流膜当接体と周回水流膜が当接する箇所において気圧低下が生じる。つまり、周回水流膜の水流が周辺側に拡がる箇所において内側空間から空気を周回水流膜に巻き込ませることとなる。
第２のパターンは、前記密閉空間が前記周回水流膜とその外周側に設けられた壁面で囲まれた外側空間であり、前記周回水流膜当接体が、前記周回水流膜の下面に当接し、前記周回水流膜の水流を中央側に方向を変えるように角度が設けられたパターンである。周回水流膜の水流が中央側に方向を変えると周回水流膜とその外側にある壁面により囲まれた外側空間が拡張する方向に変化することとなり、周回水流膜当接体と周回水流膜が当接する箇所において気圧低下が生じる。つまり、周回水流膜の水流が中央側に方向を変える箇所において外側空間から空気を周回水流膜に巻き込ませることとなる。【００１４】
なお、周回水流膜形成部の隙間の形状と形成される周回水流膜の形状としても様々なパターンがあり得る。
第１のパターンは、前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略円筒形の膜となるものである。
第２のパターンは、前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が小さくなる形状を備えたものとし、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略逆円錐台形の膜となるものがある。
第３のパターンは、前記周回水流膜形成部の前記隙間の形状が周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が大きくなる形状を備えたものとし、前記隙間から下流側に打ち出された前記周回水流膜の形状が連続した周回状の略円錐台形の膜となるものがある。
上記以外にも様々なパターンがあり得る。【００１５】
いずれのパターンにおいても、空気キャビティ内での周回水流膜と壁面により形成する密閉空間の気密性が高くなるよう、密閉空間の下面も空気の気密性が確保されることが好ましい。密閉空間内で生成された泡沫水は当該密閉空間下部の泡沫水流出部から流出していくが、泡沫水が流出しつつも密閉空間内内部の気密性が維持されるために泡沫水流出部の位置・形状・面積を適宜絞ったものとし、泡沫水流出部を介して密閉空間が直接外気と導通しない状態、つまり、泡沫水流出部全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部を介して密閉空間内に入り込まないようにすれば良い。このように、泡沫水流出部を介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。【００１６】
次に、周回水流膜形成部の隙間のパターンについてのバリエーションを述べる。
周回水流膜形成部の隙間のパターンは必ずしも一体に連続した周回状のものでなくとも良い。例えば、前記周回水流膜形成部の前記隙間が複数個の隙間からなり、前記隙間から下流側に打ち出された前記加速水流が合成され、前記キャビティ空間内に周回方向に連続した立体的な前記周回水流膜が形成されるものがある。このように、キャビティ空間内に周回方向に連続した立体的な周回水流膜が形成されるものであれば、隙間自体は必ずしも一体に連続した周回状のものでなくとも良い。【００１７】
ここで、前記空気キャビティ内に形成される前記周回水流膜の形状と表面積を可変とする周回水流膜表面積可変機構を備え、前記周回水流膜と前記空気との接触面積を増減して前記周回水流膜に巻き込まれる前記空気の量を調整可能とすることが好ましい。【００１８】
また、前記導通孔の幅を可変とし、前記導通孔より引き込む前記空気の速度を可変とする導通孔幅可変機構を備え、前記周回水流膜に対して巻き込む空気の速度を調整することが好ましい。【００１９】
また、前記隙間の幅を可変とする隙間幅可変機構を備え、周回水流膜の厚みを調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の泡沫水生成コマによれば、節水コマの内部に、連続した立体的な周回水流膜により密閉空間を形成するという構造を備え、周回水流膜により形成される密閉空間の気圧変化を利用して勢い良く導通孔から空気が密閉空間内部に打ち込むことができ、きめ細かい泡を多量に含んだ空気含有量の大きな泡沫水を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１の本発明の泡沫水生成コマ１００の一構成例を示す図である。
【図２】実施例１の泡沫水生成コマ１００を、部材１０１、部材１０２、部材１０３の３つの部材に分解した図である。
【図３】部材１０１、部材１０２、部材１０３を組み上げる手順を示した図である。
【図４】部材１０１と部材１０２を組み上げた状態の上端面（周回水流膜形成部１１０）と下端面（通気路１４０、泡沫水流出部１５０）を示した図である。
【図５】本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流し、形成される周回水流膜１１２に対して内面側から空気を巻き込ませ泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
【図６】実施例２の泡沫水生成コマ１００ａの構成例を示す図である。
【図７】図６に示した泡沫水生成コマ１００ａに水流を流した状態を示す図である。
【図８】実施例２の別構成の泡沫水生成コマ１００ｂの構成例を示す図である。
【図９】泡沫水生成コマ１００ｂに水流を流した状態を示す図である。
【図１０】実施例３の泡沫水生成コマ１００ｃの構成例を示す図である。
【図１１】実施例３の泡沫水生成コマ１００ｃを、部材１０１ｃ、部材１０２ｃ、部材１０３ｃの３つの部材に分解した図である。
【図１２】泡沫水生成コマ１００ｃに水流を流した状態を示す図である。
【図１３】実施例４の泡沫水生成コマ１００ｄの構成例を示す図である。
【図１４】実施例４の泡沫水生成コマ１００ｄを、部材１０１ｄ、部材１０２ｄ、部材１０３ｄの３つの部材に分解した図である。
【図１５】泡沫水生成コマ１００ｄに水流を流した状態を示す図である。
【図１６】実施例５の複数個の隙間を備えた周回水流膜形成部１１０ｅの一構成例を示す図である。
【図１７】泡沫水生成コマ１００ｅに水流を流した状態を示す図である。
【図１８】実施例５の別構成の複数個の隙間を備えた周回水流膜形成部１１０ｆの一構成例を示す図である。
【図１９】泡沫水生成コマ１００ｆに水流を流した状態を示す図である。
【図２０】導通孔１４１ｇの幅を可変とする導通孔幅可変機構を備えた泡沫水生成コマ１００ｇの構成例を示した図である。
【図２１】隙間１１１ｈの幅を可変とする隙間幅可変機構を備えた泡沫水生成コマ１００ｈの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１００  泡沫水生成コマ
１０１  部材
１０２  部材
１０３  部材
１１０  周回水流膜形成部
１１１  隙間
１１２  周回水流膜
１１３  内側空間
１１４  外側空間
１２０  空気キャビティ
１３０  周回水流膜当接体
１４０  通気路
１４１  導通孔
１５０  泡沫水流出部
１６０  アタッチメント部
１６１  水キャビティ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の泡沫水生成コマの実施例を説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に示した具体的な用途、形状、個数などには限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２４】
以下、実施例１は、本発明の泡沫水生成コマ１００の構成例として、形成される周回水流膜が周回状に連続した略円筒形の水流膜であり、密閉空間が周回水流膜で囲まれた内側空間であり、周回水流膜当接体が周回水流膜の水流を周辺側に拡げるように角度が設けられた構成例とした。【００２５】
本発明の泡沫水生成コマ１００は、周回水流膜形成部１１０、空気キャビティ１２０、周回水流膜当接体１３０、通気路１４０、アタッチメント部１６０、泡沫水流出部１５０を備えたものである。
図１は本発明の泡沫水生成コマ１００の一構成例を示す図である。図１に示した構成例は、部材１０１、部材１０２、部材１０３の３つの部材から構成された例となっている。図２は、部材１０１、部材１０２、部材１０３の３つの部材に分解して示した図である。図３は、３つの部材１０１、部材１０２、部材１０３を組み上げる手順を示した図である。図４は、部材１０１と部材１０２を組み上げた状態の上端面（周回水流膜形成部１１０）と下端面（通気路１４０、泡沫水流出部１５０）を示した図である。図５は、図１に示した構成において、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流し、形成される周回水流膜１１２に対して内面側から空気を巻き込ませることにより泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
図１、図２、図３、図５は、内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。
なお、図１、図２、図３、図５の図示において、泡沫水生成コマ１００は縦軸を中心とした回転体となっているが、導通孔１４１は回転体ではなく、後述する周回水流膜１１２の内側の密封空間に導通するように通気路１４０の壁面に複数個開けられた孔となっている。また、泡沫水流出部１５０は後述する周回水流膜１１２の水流が流れ出るため底面部分に複数個設けられた孔となっている。【００２６】
以下、まず、構成部品ごとに説明し、その次に、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流し、形成される周回水流膜１１２に対して内面側から空気を巻き込ませることにより泡沫水が形成される仕組みを説明する。【００２７】
部材１０１は、図２（ａ）に示すように回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。上部筒体１０１１、鍔状体１０１２、中部筒体１０１３、下部筒体１０１４が設けられており、下部筒体１０１４の内周には雌ネジが設けられている。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０１に対して、後述する周回水流膜形成部１１０や空気キャビティ１２０の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００２８】
部材１０２は、図２（ｂ）に示すように、上部に円板体１０２１が設けられており、その下方には筒状体１０２２が設けられている。筒状体１０２２の内面は通気路１４０となっており、筒状体１０２２の壁面には複数の孔が設けられており、この孔が導通孔１４１となっている。また、筒状体１０２２の外壁面には傘状に開いた傘状体１０２３が設けられており、この傘状体１０２３が周回水流膜当接体１３０である。さらに、筒状体１０２２の底部付近には円板１０２４が設けられている。筒状体１０２２と円板１０２４は後述する図４（ｂ）に示すように、放射状の橋梁により接続されている。円板１０２４に開けられている孔が泡沫水流出部１５０となっている。また、円板１０２４の外周には雄ネジが設けられている。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０２に対して、後述する周回水流膜形成部１１０や空気キャビティ１２０や周回水流膜当接体１３０や通気路１４０の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００２９】
部材１０３は、図２（ｃ）に示すように回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。筒状体１０３１とその底面には中空円板体１０３２が設けられている。筒状体１０３１の内壁面には雌ネジが設けられており、これが水吐出管２００の外周に取り付けるアタッチメント部１６０となる。また、部材１０３の中空円板体１０３２は、部材１０１の鍔状体１０１２を係止する構造物となる。【００３０】
これらの部材１０１、部材１０２、部材１０３の組み上げは、まず、図３（ａ）に示すように、部材１０１の内部に部材１０２を挿入し、部材１０１の下部筒体１０１４の内周の雌ネジに対して、部材１０２の円板１０２４の外周の雄ネジを螺合して取り付ける。【００３１】
図４は部材１０１と部材１０２を取り付けた状態の上端面と下端面を示している。
部材１０１に対して部材１０２を螺合して取り付けた状態において、上端面では、図４（ａ）に示すように、部材１０１の上部筒体１０１１と部材１０２の円板体１０２１により周回水流膜形成部１１０が形成される。部材１０１の上部筒体１０１１の内周と部材１０２の円板体１０２１の外周との間には隙間１１１が開くように径が調整されている。当該隙間１１１が泡沫水生成コマ１００内の水流路の一部となっている。【００３２】
また、部材１０１と部材１０２を螺合して取り付けた状態において、下端面では、図４（ｂ）に示すように、部材１０２の円板１０２４に開けられている孔として泡沫水流出部１５０が形成され、部材１０１の中部筒体１０１３の内周に通気路１４０が形成されている。【００３３】
次に、部材１０１と部材１０２を取り付けた状態で、部材１０３の中空円板体１０３２に対して、部材１０１の鍔状体１０１２を係止させて本発明の泡沫水生成コマ１００を組み上げる。つまり、部材１０３に対して部材１０１と部材１０２が吊り下がった状態となる。このように組み上げた本発明の泡沫水生成コマ１００を水吐出管２００に取り付けることにより、図１の状態を得る。【００３４】
上記のように組み上げられた構成例において、本発明の泡沫水生成コマ１００における各構成要素について述べる。【００３５】
周回水流膜形成部１１０は、内部に水流の通り道となる隙間１１１を備え、上流からの水流を受けて隙間１１１から加速水流を打ち出し、下流側のキャビティ空間内に周回方向に連続した立体的な周回水流膜を形成するものである。【００３６】
この構成例では、部材１０１の上部筒体１０１１と部材１０２の円板体１０２１により形成されている。周回水流膜形成部１１０は加速水流を打ち出すために水キャビティ１６１から空気キャビティ１２０に導通する隙間１１１を備えている。隙間１１１の内壁形状により打ち出される加速水流の方向が決まり、加速水流が形成する周回水流膜１１２の形状が決まる。部材１０１の上部筒体１０１１の内周と部材１０２の円板体１０２１の外周との間に隙間１１１が形成され、図１の構成例では、周回水流膜形成部１１０の隙間１１１が深さ方向に略垂直に形成されている。【００３７】
周回水流膜形成部１１０の隙間１１１に水流が流されると周回水流膜１１２が形成されるが、周回水流膜１１２は周回方向に連続した立体的な水流膜となり、水流膜により周回水流膜１１２の内側空間１１３と外側空間１１４が隔てられ、この周回水流膜１１２には周回方向には切れ目がなく、この構成例ではその内側空間１１３は気密性が維持された密閉空間となっている。図１に示した構成例では、後述する図５に示すように、形成される周回水流膜１１２の形状は略円筒形となる。【００３８】
なお、周回水流膜形成部１１０によって節水効果も得られる。水キャビティ１６１の径よりも隙間１１１の幅が小さいものであれば、隙間１１１において吐出される水量が絞られる結果、節水効果が得られることとなる。なお、本発明の泡沫水生成コマ１００では、水流中に多量の空気を巻き込んで空気含有量の大きな泡沫水を形成することにより、実際の水量に対して、本発明の泡沫水生成コマ１００から吐出される水の見た目の体積が大きくなり、利用者の水使用感を落とすことがない。【００３９】
次に、空気キャビティ１２０は、周回水流膜１１２の形成場所として水流管の途中に設けられた空気が充満した空間である。後述するように、周回水流膜１１２の水流が流れ込んだ状態でも空気が充満された状態が保持される空間となっている。この構成例では、部材１０１の中部筒体１０１３の内壁面と、部材１０２の筒状体１０２２の外壁面および傘状体１０２３の上面で構成される空間が空気キャビティ１２０となっている。
空気キャビティ１２０内には、形成される周回水流膜の１１２の内側に位置する箇所に後述する通気路１４０の導通孔１４１が設けられており、外気より空気が供給される構造となっている。【００４０】
周回水流膜当接体１３０は、キャビティ空間１２０において周回水流膜１１２が形成する立体の下面に配設され、周回水流膜の水流の方向を変えるものである。この構成例では周回水流膜を周辺側に拡げるように変えるようにその位置や角度が調整されている。この構成例では、部材１０２の傘状体１０２３が周回水流膜当接体１３０となっている。例えば、周回水流膜当接体１３０の位置は、下流に打ち込まれてきた周回水流膜の下端が当接する位置に傘の上面が触れる位置であり、その角度は、当接した周回水流膜に緩やかに沿いつつ、更に周回水流膜を周辺側に拡げるように中心側から外側に向かって拡がる角度となっている。周回水流膜当接体１３０の周囲にある隙間である泡沫水流出部１５０を通って流れ出してゆく構造となっている。【００４１】
通気路１４０は、周回水流膜１１２内の密閉空間である内部空間１１３と外気とを導通する通気路であり、周回水流膜１１２内の内部空間１１３内に導通孔１４１が位置するように設けられている。この構成例では、部材１０２の筒状体１０２２の中空部分が通気路１４０となっており、筒状体１０２２の壁面に開けられた複数の孔が導通孔１４１となっている。【００４２】
泡沫水流出部１５０は、周回水流膜当接体１３０に当たって下方に流れ出る水流を排出する部分であり、この泡沫水流出部１５０から泡沫水が流れ出す。この構成例では、部材１０１の中部筒体１０１３の内壁面と部材１０２の傘状体１０２３との隙間部分と、部材１０２の傘状体１０２３と円板１０２４との間に設けられた孔が泡沫水流出部１５０を形成している。  
ここで、泡沫水流出部の位置・形状・面積を適宜絞ったものとし、泡沫水が流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することが好ましい。密閉空間内で生成された泡沫水は当該密閉空間下部の泡沫水流出部から流出していくが、泡沫水流出部全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部を介して密閉空間内に入り込まないようにすれば泡沫水流出部を介して密閉空間が直接外気と導通しない状態となる。このように、泡沫水流出部を介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。【００４３】
アタッチメント部１６０は、水道蛇口等の水吐出管２００に装着するための部材であり、アタッチメント部１６０は、水吐出管２００の外径に沿う内径を持つ接合部分を備えている。この構成例では水道蛇口の水吐出管２００の外周には雄ネジが設けられており、アタッチメント部１６０の接合部分の内周には雌ネジが設けられており、両者が螺合することにより確実に接合され、想定される水圧がかかっても水が漏れないように密閉されている。また、アタッチメント部１６０は、最初に水道蛇口等の水吐出管２００から吐出される水を受け取る部分となる。この例では、アタッチメント部１６０の接合部分の内側に、水で充満される水キャビティ１６１が設けられた構成例となっている。また、アタッチメント部１６０は、周回水流膜形成部１１０を内部に囲む筒体となっている。【００４４】
この構成例では、部材１０３の筒状体１０３１の中空部分が水キャビティ１６１となっており、筒状体１０３１の内周壁面に設けられた雌ネジが水吐出管２００の外周の雄ネジと螺合する雌ネジとなっている。【００４５】
次に、泡沫水生成コマ１００内において形成される泡沫水生成手段について説明する。泡沫水生成手段は、周回水流膜１１２の水流の方向が変わることによって密閉空間が拡張される箇所において気圧を下げ、当該箇所において周回水流膜中に一気に空気を巻き込むことにより泡沫水を生成する。この泡沫水生成手段によって泡沫水が生成される仕組みについて説明する。【００４６】
図５（ａ）は、図１に示した泡沫水生成コマ１００に対して水吐出管２００から水流を流した状態を示す図である。図１と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００４７】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、周回水流膜形成部１１０の上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１から下方へ導かれて行く。
水流の通り道となる隙間１１１の幅は水キャビティ１６１の幅より狭いので、水が隙間１１１を通過する際に加速されて勢い良く空気キャビティ１２０内に打ち込まれるが、ここでは隙間１１１が略円筒形に設けられているので、隙間１１１から打ち出され、空気キャビティ１２０内に打ち込まれる加速水流の形状は、図５（ｂ）に示すように、周回方向に連続した円筒形の立体的な周回水流膜となる。【００４８】
この例では周回水流膜１１２は周回方向に切れ目なく連続しているため、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２の内側の密閉空間１１３と外側の空間１１４とは水流膜により遮断されている構造となっている。このように、周回水流膜１１２の内側空間１１３は気密性が維持され、かつ、空気で充満された密閉空間となっている。なお、周回水流膜１１２の外側空間１１４も空気で充満された状態となっている。【００４９】
この構成例では、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２の下面に周回水流膜当接体１３０が配設されており、周回水流膜１１２の水流が周回水流膜当接体１３０に当接すると水流の向きが外周方向に拡がっている。つまり、この周回水流膜１１２の水流が周回水流膜当接体１３０に当接する箇所において密閉空間である内部空間１１３が拡がることとなり気圧低下が生じる。【００５０】
隙間１１１から打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２の面している空気が巻き込まれて行くが、図５（ａ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２の水流が周回水流膜当接体１３０に当接する箇所において一気に空気が周回水流膜１１２に引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して内面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。【００５１】
ここで、周回水流膜１１２の内側の密閉空間１１３内に導通孔１４１が設けられているため、密閉空間１１３の気圧が下がると、導通孔１４１付近の気圧も下がり、その結果、通気路１４０から導通孔１４１を介して外気が供給される。【００５２】
従来技術の泡沫水生成の仕組みは、水流で充満されている水流管の壁面に設けられた導通孔から空気が巻き込まれるものが多いが、本発明の泡沫水生成コマ１００は水流が流れて入れも水で満たされずに空気が充満している空気キャビティ１２０が設けられるとともに、その空気キャビティ１２０内に周回水流膜１１２が形成され、水の膜により気密性の維持された密閉空間を形成し、周回水流膜の方向変化による気圧の低下により勢い良く空気を水流膜に打ち込むという新しい発想の技術である。また、空気が充満された空間内に薄い膜状に拡がった水に対して内側から空気を打ち込むので、空気含有量が大きく品質の良い泡沫水を生成することができる。【００５３】
また、加速水流の速度が速いほど、周回水流膜の方向変化による気圧の低下が大きくなるため、水流膜に打ち込まれる空気の速度も速くなり、より一層空気との混合が促進される。なお、加速水流の側面から内部に打ち込まれた空気は水流中に拡散して均質で微細な空気泡となる。【００５４】
周回水流膜当接体１３０を通過した泡沫水は泡沫水流出部１５０から流れ出て行く。なお、周回水流膜当接体１３０によって、加速状態である泡沫水周回水流膜の速度が手洗い用などに適度な速度に弱められて下流側に導かれるという効果（速度調整効果）が得られるとともに、傘状体の角度により、泡沫水周回水流膜の径が拡げられ、手洗い用などに適度な径に拡張されるという効果（水径調整効果）が得られ、吐出する泡沫水の速度と直径が調整される。
なお、図５（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は当該密閉空間下部の周回水流膜当接体１３０と壁面１０１３の隙間である泡沫水流出部１５０から流出していくが、泡沫水流出部１５０の位置・形状・面積が適切であれば、泡沫水流出部１５０全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０を介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となる。このように、泡沫水流出部１５０を介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。【００５５】
以上、実施例１の泡沫水生成コマによれば、周回状に連続した円筒状の周回水流膜１１２を形成して内側空間１１３を密閉空間とし、周回水流膜１１２の流れの方向変化により気圧を低下させ、周回水流膜１１２に対して空気を打ち込み、良質の泡沫水を生成することができる。
【実施例２】
【００５６】
周回水流膜の形状としては多様な形状が可能である。本実施例２として、形成される周回水流膜が略逆円錐台形となる例と、略円錐台形となる例を示しておく。以下、実施例２は、密閉空間が周回水流膜で囲まれた内側空間であり、周回水流膜当接体が周回水流膜の水流を周辺側に拡げるように角度が設けられた構成例とした。【００５７】
図６は、形成される周回水流膜が略逆円錐台形となる泡沫水生成コマ１００ａの構成例を示す図である。
図６に示すように、泡沫水生成コマ１００ａは、実施例１の構成と同様、周回水流膜形成部１１０ａ、空気キャビティ１２０、周回水流膜当接体１３０、通気路１４０、泡沫水流出部１５０、アタッチメント部１６０を備えている。図６でも内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。【００５８】
本実施例２の説明において、実施例１での説明と同様の説明は省略し、実施例１の構成と異なる部分を中心に説明してゆく。【００５９】
図６に示すように、周回水流膜形成部１１０ａは、加速水流を打ち出すために水キャビティ１６１から空気キャビティ１２０に導通する隙間１１１ａを備えているが、隙間１１１ａの形状は、周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が小さくなる形状を備えている。つまり、図６において隙間１１１が中心側に向けて傾いている。【００６０】
この隙間１１１ａの内壁形状により打ち出される加速水流の方向が決まり、加速水流が形成する周回水流膜１１２ａの形状が決まる。つまり、この構成例では、周回水流膜１１２ａは周回方向に連続した略逆円錐台状の水流膜となり、水流膜により周回水流膜１１２ａの内側空間１１３と外側空間１１４が隔てられ、この周回水流膜１１２ａの内側空間１１３は気密性が維持された密閉空間となる。【００６１】
図７（ａ）は、図６に示した泡沫水生成コマ１００ａに水流を流した状態を示す図である。図５（ａ）と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００６２】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、周回水流膜形成部１１０ａの上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１ａから下方へ導かれて行く。
水流の通り道となる隙間１１１ａは周回状の隙間であるが、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が小さくなる形状となっており、空気キャビティ１２０内に打ち込まれた加速水流は、図７（ｂ）に示すように、周回方向に切れ目のない連続した略逆円錐台状の立体的な周回水流膜１１２ａとなる。なお、この構成例では、周回水流膜１１２ａの下面に周回水流膜当接体１３０ａが配設されている。【００６３】
周回水流膜１１２ａは周回方向に切れ目なく連続しているため、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ａの内側の密閉空間１１３と外側の空間１１４とは水流膜により遮断され、周回水流膜１１２ａの内側空間１１３が気密性の維持された密閉空間となっている。【００６４】
このように、周回水流膜１１２ａの内側空間１１３は気密性が維持され、かつ、空気で充満された密閉空間となっている。なお、周回水流膜１１２ａの外側空間１１４も空気で充満された状態となっている。【００６５】
隙間１１１ａから打ち出された周回水流膜１１２ａに対して空気が巻き込まれて行く原理は実施例１に説明した原理と同様である。
この構成例では、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２ａの下面に周回水流膜当接体１３０ａが配設されており、逆円錐台形の周回水流膜１１２ａの水流が周回水流膜当接体１３０ａに当接すると水流の向きが外周方向に拡がっている。つまり、この周回水流膜１１２ａの水流が周回水流膜当接体１３０ａに当接する箇所において密閉空間である内部空間１１３が拡がることとなり気圧低下が生じる。【００６６】
隙間１１１から打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２の面している空気が巻き込まれて行くが、図７（ａ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２ａの水流が周回水流膜当接体１３０ａに当接する箇所において一気に空気が周回水流膜１１２ａに引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して内面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。
泡沫水周回水流膜面となった水流は下方へ流れて行き、周回水流膜当接体１３０ａによりさらに外周側へ流れ、泡沫水流出部１５０ａから泡沫水として流れ出て行く。
なお、図７（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は周回水流膜当接体１３０ａと壁面１０１３との隙間である泡沫水流出部１５０ａから流出していくが、泡沫水流出部１５０ａ全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０ａを介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となっている。このように、泡沫水流出部１５０ａを介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。【００６７】
上記のように、周回水流膜形成部１１０ａの隙間１１１ａの形状を変更することにより、周回状に連続した略逆円錐台状の周回水流膜１１２ａを形成することができ、周回水流膜１１２の流れの方向変化により気圧を低下させ、周回水流膜１１２ａに対して空気を打ち込み、良質の泡沫水を生成することができる。【００６８】
次に、別の構成例を示す。
図８は形成される周回水流膜が略円錐台形となる泡沫水生成コマ１００ｂの構成例を示す図である。
図８に示すように、泡沫水生成コマ１００ｂは、実施例１の構成と同様、周回水流膜形成部１１０ｂ、空気キャビティ１２０、周回水流膜当接体１３０、通気路１４０、アタッチメント部１６０、泡沫水流出部１５０を備えている。図８でも内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。【００６９】
図８に示すように、周回水流膜形成部１１０ｂは、加速水流を打ち出すために水キャビティ１６１から空気キャビティ１２０に導通する隙間１１１ｂを備えているが、隙間１１１ｂの形状は、周回状の隙間であり、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が大きく形状を備えている。つまり、図８において隙間１１１ｂが外側に向けて傾いている。【００７０】
この隙間１１１ｂの内壁形状により打ち出される加速水流の方向が決まり、加速水流が形成する周回水流膜１１２ｂの形状が決まる。この構成例では、周回水流膜１１２ｂは周回方向に連続した切れ目のない略円錐台状の立体的な水流膜となり、この水流膜により周回水流膜１１２ｂの内側空間と外側空間が隔てられ、この周回水流膜１１２ｂの内側空間は気密性が維持された密閉空間となる。なお、周回水流膜１１２ｂの下面は周回水流膜当接体１３０が位置しており、周回水流膜１１２ｂの内側の密閉空間の気密性が維持されている。【００７１】
図９（ａ）は、図８に示した泡沫水生成コマ１００ｂに水流を流した状態を示す図である。図５（ａ）と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００７２】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、周回水流膜形成部１１０ｂの上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１ｂから下方へ導かれて行く。
水流の通り道となる隙間１１１ｂは周回状の隙間であるが、深さ方向において深くなるにつれてその周回の径が大きくなる形状となっており、空気キャビティ１２０内に打ち込まれた加速水流は、図９（ｂ）に示すように、周回方向に切れ目のない連続した略円錐台状の立体的な周回水流膜１１２ｂとなる。なお、この構成例では、周回水流膜１１２ｂの下面に周回水流膜当接体１３０が配設されており、周回水流膜１１２ｂの下面が封止されているため、密閉空間１１３の気密性が更に向上している。【００７３】
周回水流膜１１２ｂは周回方向に切れ目なく連続しているため、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ｂの内側の密閉空間１１３ｂと外側の空間１１４ｂとは水流膜により遮断され、周回水流膜１１２ｂの内側空間１１３ｂが気密性の維持された密閉空間となっている。【００７４】
隙間１１１ｂから打ち出された周回水流膜１１２ｂに対して空気が巻き込まれて行く原理は実施例１に説明した原理と同様である。
この構成例では、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２ｂの下面に周回水流膜当接体１３０ｂが配設されており、円錐台形の周回水流膜１１２ｂの水流が周回水流膜当接体１３０ｂに当接すると水流の向きが外周方向に拡がっている。つまり、この周回水流膜１１２ｂの水流が周回水流膜当接体１３０ｂに当接する箇所において密閉空間である内部空間１１３が拡がることとなり気圧低下が生じる。【００７５】
隙間１１１から打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２ｂの面している空気が巻き込まれて行くが、図９（ａ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２ｂの水流が周回水流膜当接体１３０ｂに当接する箇所において一気に空気が周回水流膜１１２ｂに引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して内面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。
通気路１４０が導通する周回水流膜１１２ｂの密閉空間の気密性が維持された状態にて、周回水流膜１１２ｂの流れと空気の巻き込みで生じる気圧低下により、導通孔１４１から勢いよく空気が打ち込まれ、泡沫水が生成される。【００７６】
泡沫水周回水流膜面となった水流は下方へ流れて行き、周回水流膜当接体１３０によりさらに外周側へ流れ、泡沫水流出部１５０から泡沫水として流れ出て行く。
なお、図９（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は周回水流膜当接体１３０ｂと壁面１０１３との隙間である泡沫水流出部１５０ｂから流出していくが、泡沫水流出部１５０ｂ全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０ｂを介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となっている。このように、泡沫水流出部１５０ｂを介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。
上記のように、周回水流膜形成部１１０ｂの隙間１１１ｂの形状を変更することにより、周回状に連続した略円錐台状の周回水流膜１１２ｂを形成することができ、周回水流膜１１２の流れの方向変化により気圧を低下させ、周回水流膜１１２ｂに対して空気を打ち込み、良質の泡沫水を生成することができる。【００７７】
このように周回水流膜１１２の形状が変わることにより、空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２の表面積が変わるが、その結果、周回水流膜１１２と空気との接触面積が増減し、周回水流膜１１２に巻き込まれる空気の量が変化する。つまり、周回水流膜の形状を調整することにより、泡沫水の空気包含量を調整することが可能となる。本発明では、このように、空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２の表面積を可変とする機構を「周回水流膜表面積可変機構」と呼ぶ。なお、周回水流膜形成部１１０から打ち出される周回水流膜１１２の形状を変え、空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２の表面積を可変とする機構自体は特に限定されないが、例えば、周回水流膜形成部１１０の隙間１１１の角度をスライド機構やネジ機構などにより利用者が調整可能な機構とすれば良い。例えば、図１および図５に示した周回水流膜形成部１１０、図６および図７に示した周回水流膜形成部１１０ａ、図８および図９に示した周回水流膜形成部１１０ｂの形状変化を調整可能なスライド機構やネジ機構などを組み込めば良い。【００７８】
また、周回水流膜当接体１３０の高さを上下する機構を備えれば、空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２の表面積を変えることも可能である。このような周回水流膜当接体１３０の高さを上下する機構も「周回水流膜表面積可変機構」として利用可能である。
【実施例３】
【００７９】
以下、実施例３は、本発明の泡沫水生成コマの構成例として、密閉空間が周回水流膜およびその外周に配された壁面により囲まれた外側空間であり、周回水流膜当接体が周回水流膜の水流を中心側に集めるように角度が設けられた構成例とした。
本実施例３の説明において、実施例１での説明と同様の説明は省略し、実施例１の構成と異なる部分を中心に説明してゆく。【００８０】
図１０は、形成される周回水流膜が円筒形となる泡沫水生成コマ１００ｃの構成例を示す図である。
図１０に示すように、泡沫水生成コマ１００ｃは、実施例１の構成と同様、周回水流膜形成部１１０ｃ、空気キャビティ１２０、周回水流膜当接体１３０ｃ、通気路１４０、アタッチメント部１６０、泡沫水流出部１５０を備えている。図１０でも内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。
なお、この構成例では、泡沫水生成コマ１００ｃは、図１１に示した分解図のように、部材１０１ｃ、部材１０２ｃ、部材１０３ｃの３つの部材の組み合わせにより構成された例となっている。【００８１】
周回水流膜形成部１１０ｃは、部材１０１ｃと部材１０２ｃの上面付近に形成されており、実施例１の周回水流膜形成部１１０と同様の内壁形状を備えており、図５の周回水流膜１２０と同様、空気キャビティ１２０の内部に周回方向に連続した略円筒形の周回水流膜１１２ｃを形成するものである。
空気キャビティ１２０ｃは、部材１０１ｃの壁面１０１３ｃと部材１０２ｃの壁面１０２２ｃにより囲まれた空間である。
周回水流膜当接体１３０ｃは、図１に示した実施例１の周回水流膜当接体１３０とは異なり、部材１０１ｃ側に部材１０１６ｃとして設けられており、空気キャビティ１２０を形成する空間において外周側から中央側へ下るように傾きを持って配設されている。
通気路１４０ｃは、実施例１とは異なり、部材１０２ｃ側に設けられている。この構成例では部材１０２ｃの１０１３ｃ、１０１４ｃ、１０１５ｃの間に形成され、外気と通気するようになっている。【００８２】
図１２（ａ）は、図１０に示した泡沫水生成コマ１００ｃに水流を流した状態を示す図である。図５（ａ）と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００８３】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、周回水流膜形成部１１０ｃの上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１ｃから下方へ導かれ、図１２（ｂ）に示すように、図５（ｂ）と同様、周回方向に切れ目のない連続した略円筒状の立体的な周回水流膜１１２ｃとなる。【００８４】
周回水流膜１１２ｃは周回方向に切れ目なく連続しているため、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ｃの内側空間１１３と外側の空間１１４とは水流膜により遮断される。この構成例では周回水流膜１１２ｃの外側空間１１４は、周回水流膜１１２ｃと壁面１０１３ｃにより囲まれ、気密性が維持された密閉空間となる。【００８５】
このように、周回水流膜１１２ｃの外側空間１１４は気密性が維持され、かつ、空気で充満された密閉空間となっている。なお、周回水流膜１１２ｃの内側空間１１３も空気で充満された状態となっている。【００８６】
隙間１１１ｃから打ち出された周回水流膜１１２ｃに対して空気が巻き込まれて行く原理は実施例１に説明した原理と同様である。
この構成例では、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２ｃの下面に周回水流膜当接体１３０ｃが配設されており、略円筒形の周回水流膜１１２ｃの水流が周回水流膜当接体１３０ｃに当接すると水流の向きが内周方向に集まるように変化している。つまり、この周回水流膜１１２ｃの水流が周回水流膜当接体１３０ｃに当接する箇所において密閉空間である外側空間１１４が拡がることとなり気圧低下が生じる。【００８７】
隙間１１１から打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２ｃの面している空気が巻き込まれて行くが、図１２（ａ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２ｃの水流が周回水流膜当接体１３０ｃに当接する箇所において一気に空気が周回水流膜１１２ｃに引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して外面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。
泡沫水周回水流膜面となった水流は下方へ流れて行き、周回水流膜当接体１３０ｃによりさらに外周側へ流れ、泡沫水流出部１５０ｃから泡沫水として流れ出て行く。
なお、図１２（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は周回水流膜当接体１３０ｃと壁面１０１３との隙間である泡沫水流出部１５０ｃから流出していくが、泡沫水流出部１５０ｃ全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０ｃを介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となっている。このように、泡沫水流出部１５０ｃを介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。
【実施例４】
【００８８】
以下、実施例４は、本発明の泡沫水生成コマの構成例として、周回水流膜が略円錐台状のものであり、密閉空間が周回水流膜およびその外周に配された壁面により囲まれた外側空間であり、周回水流膜当接体が外周に配された壁面であり、外側に向けて打ち出された周回水流膜を下方側に曲げるように角度が設けられた構成例とした例である。
本実施例４の説明において、実施例１での説明と同様の説明は省略し、実施例１の構成と異なる部分を中心に説明してゆく。【００８９】
図１３は、形成される周回水流膜が略円錐台形となる泡沫水生成コマ１００ｄの構成例を示す図である。
図１３に示すように、泡沫水生成コマ１００ｄは、実施例１の構成と同様、周回水流膜形成部１１０ｄ、空気キャビティ１２０、周回水流膜当接体１３０ｄ、通気路１４０ｄ、アタッチメント部１６０、泡沫水流出部１５０を備えている。図１３でも内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。
なお、この構成例では、泡沫水生成コマ１００ｄは、図１４に示した分解図のように、部材１０１ｄ、部材１０２ｄ、部材１０３ｄの３つの部材の組み合わせにより構成された例となっている。【００９０】
周回水流膜形成部１１０ｄは、部材１０１ｄと部材１０２ｄの上面付近に形成されており、実施例２の周回水流膜形成部１１０ｂと同様の内壁形状を備えており、図９の周回水流膜１２０と同様、空気キャビティ１２０の内部に周回方向に連続した略円錐台形の周回水流膜１１２ｄを形成するものである。
空気キャビティ１２０ｄは、部材１０１ｄの壁面１０１３ｄと部材１０２ｄの壁面１０２２ｄにより囲まれた空間である。
周回水流膜当接体１３０ｄは、図１に示した実施例１の周回水流膜当接体１３０とは異なり、部材１０１ｃ側に設けられており、この構成例では壁面１０１３ｄが空気キャビティ１２０を形成する壁面であるとともに周回水流膜当接体１３０ｄの機能も兼ねている。この構成例では周回水流膜当接体１３０ｄは単に垂直な壁面であるが、後述するように外側へ拡がる方向へ打ち出されている周回水流膜１１２ｄを下側に曲げる働きをする。
なお、図１４に示すように、部材１０２ｄに傘状の構造物１０２５ｄが設けられているが、この傘状の構造物１０２５ｄは周回水流膜当接体とは異なり、周回水流膜は直接には当接せず、後述するように、空気キャビティ１２０の下面を密封するための部材となっている。
通気路１４０ｄは、実施例３と同様、部材１０２ｄ側に設けられている。この構成例では部材１０２ｄの１０１３ｄ、１０１４ｄ、１０１５ｄの間に形成され、外気と通気するようになっている。【００９１】
図１５（ａ）は、図１３に示した泡沫水生成コマ１００ｄに水流を流した状態を示す図である。図５（ａ）と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００９２】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、周回水流膜形成部１１０ｄの上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１ｄから下方へ導かれ、図１５（ｂ）に示すように、周回方向に切れ目のない連続した略円錐台状の立体的な周回水流膜１１２ｄとなる。【００９３】
周回水流膜１１２ｄは周回方向に切れ目なく連続しているため、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ｄの内側空間１１３と外側空間１１４とは水流膜により遮断される。この構成例では周回水流膜１１２ｄの外側空間１１４は、周回水流膜１１２ｄと壁面１０１３ｄにより囲まれ、気密性が維持された密閉空間となる。【００９４】
このように、周回水流膜１１２ｄの外側空間１１４は気密性が維持され、かつ、空気で充満された密閉空間となっている。なお、周回水流膜１１２ｄの内側空間１１３も空気で充満された状態となっている。【００９５】
隙間１１１ｄから打ち出された周回水流膜１１２ｄに対して空気が巻き込まれて行く原理は実施例１に説明した原理と同様であるが、実施例１では周回水流膜１１２に対して内側空間１１３から打ち込んだが、本実施例４では周回水流膜１１２ｄに対して外側空間１１４から打ち込むものであり、方向が逆となっている。
この構成例では、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２ｄが外側に向かって拡がって打ち出されるが、その先方に壁面である部材１０１３ｄがあり、この部材１０１３ｄが周回水流膜当接体１３０ｄとなる。略円錐台形の周回水流膜１１２ｄの水流がこの周回水流膜当接体１３０ｄに当接すると水流の向きが下側方向に曲げられるように変化している。つまり、この周回水流膜１１２ｄの水流が周回水流膜当接体１３０ｄに当接する箇所において密閉空間である外側空間１１４が下側に拡がることとなり、当該箇所において気圧低下が生じる。【００９６】
隙間１１１ｄから打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２ｄの面している空気が巻き込まれて行くが、図１５（ａ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２ｄの水流が下側に曲げられている箇所において一気に空気が周回水流膜１１２ｄに引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して外面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。
泡沫水となった水流は下方へ流れて行き、部材１０２５ｄと壁面１０１３ｄとの間の隙間から外部へ流れ出し、泡沫水流出部１５０から泡沫水として流れ出て行く。
なお、図１５（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は部材１０２５ｄと壁面１０１３ｄとの隙間である泡沫水流出部１５０ｄから流出していくが、泡沫水流出部１５０ｄ全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０ｄを介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となっている。このように、泡沫水流出部１５０ｄを介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。
【実施例５】
【００９７】
実施例５は、周回水流膜形成部の隙間が複数個の隙間からなり隙間から下流側に打ち出された加速水流が合成され、キャビティ空間内に周回方向に連続した立体的な周回水流膜が形成される例である。
複数個の隙間を備えた周回水流膜形成部には様々な形状や配置があり得る。【００９８】
図１６は、複数個の隙間を備えた周回水流膜形成部１１０ｅの一構成例を示す図である。図１６（ａ）は周回水流膜形成部１１０ｅの上面付近の横断面を示す図、図１６（ｂ）は底面付近の横断面を示す図である。【００９９】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、周回水流膜形成部１１０ｅは、複数個の隙間１１１ｅを周回状に配置した構造となっている。この構成例では８つの隙間１１１ｅ１〜隙間１１１ｅ８が円周を描くように配置されている。
例えば、１つ１つの隙間１１１ｅ１〜隙間１１１ｅ８は深さ方向において真っすぐ設けられたものでも良く、また、深さ方向において深くなるにつれてその長さが少し大きくなる形状でも良い。【０１００】
図１７は、図１６に示した泡沫水生成コマ１００ｅに水流を流した状態を示す図である。図１７に示すように、１つ１つの隙間１１１ｅ１〜隙間１１１ｅ８から打ち出される加速水流は膜状に打ち出され、その後水流同士が重なり合って合成され、周回方向に連続した立体的な周回水流膜１１２ｅが形成される。なお、この構成例では、図１７に示すように、周回水流膜１１２ｅは上部にはわずかに切れ目があるが、落下する水流膜同士は非常に近く接近し合っているため、物理的に両者が引き合って合成される。つまり、周回水流膜形成部１１０ｅから打ち出されて速やかに合成され、全体として周回状に連続した立体的な周回水流膜１１２ｅが形成される。このように、本発明では周回水流膜１１２ｅが周回状に連続している状態とは、切れ目のない水流膜による完全な密閉状態が好ましいが、一部にわずかに切れ目や孔などがあるが全体として周回状に連続している水流膜による密閉状態のものも含まれ得るものとする。【０１０１】
実施例１と同様、周回方向に実質的に連続しているため、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ｅの内側の密閉空間１１３ｅと外側の空間１１４ｅとは水流膜により遮断され、周回水流膜１１２ｅの内側空間１１３ｅが実質的に気密性の維持された密閉空間となっている。【０１０２】
上記の周回水流膜形成部１１０ｅから打ち出される周回水流膜１１２ｅに対して、空気が巻き込まれ、泡沫水が生成されて行く原理は実施例１に説明した原理と同様である。【０１０３】
次に、上記の図１６とは異なるパターンの複数個の隙間を備えた周回水流膜形成部１１０ｆの一構成例を図１８に示す。図１８（ａ）は周回水流膜形成部１１０ｆの上面付近の横断面を示す図、図１８（ｂ）は底面付近の横断面を示す図である。【０１０４】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、周回水流膜形成部１１０ｆは、複数個の隙間１１１ｆを周回状に配置した構造となっている。この構成例では８つの隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ８が円周を描くように配置されているが、外側の列と内側の列の２列設けられている。外側の列は隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ４の４つの隙間があり、内側の列は隙間１１１ｆ５〜隙間１１１ｆ８の４つの隙間がある。【０１０５】
例えば、外側の隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ４は深さ方向において真っすぐ設けられており、また、内側の隙間１１１ｆ５〜隙間１１１ｆ８は深さ方向においてやや外側に傾いて設けられている。そのため、底面側において外側の隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ４と内側の隙間１１１ｆ５〜隙間１１１ｆ８と間が接近している。ここで、外側の隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ４の外側への傾きは、外側の隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ４から打ち出された水流膜と、内側の隙間１１１ｆ５〜隙間１１１ｆ８から打ち出された水流膜が合成して一体化するように調整しておくことが好ましい。【０１０６】
図１９は、図１８に示した泡沫水生成コマ１００ｆに水流を流した状態を示す図である。図１９に示すように、１つ１つの隙間１１１ｆ１〜隙間１１１ｆ８から加速水流が膜状に打ち出され、その後水流同士が重なり合って合成され、周回方向に連続した立体的な周回水流膜１１２ｆが形成される。なお、この構成例では、図１９に示すように、周回水流膜１１２ｆは上部にはわずかに切れ目があるが、水流膜同士の打ち出し角度が合成される角度であり、また、落下する水流膜同士は非常に近く接近し合っているため物理的に両者が引き合って合成される。つまり、周回水流膜形成部１１０ｆから打ち出されて速やかに合成され、全体として周回状に連続した立体的な周回水流膜１１２ｆが形成される。このように、一部にわずかに切れ目や孔などがあるが全体として周回状に連続している水流膜による密閉状態となっている。【０１０７】
実施例１と同様、周回方向に連続しているため、空気キャビティ１２０内において、周回水流膜１１２ｆの内側の密閉空間１１３ｆと外側の空間１１４ｆとは水流膜により遮断され、周回水流膜１１２ｆの内側空間１１３ｆが実質的に気密性の維持された密閉空間となっている。【０１０８】
上記の周回水流膜形成部１１０ｆから打ち出される周回水流膜１１２ｆに対して、空気が巻き込まれ、泡沫水が生成されて行く原理は実施例１に説明した原理と同様である。【０１０９】
以上、実施例５の泡沫水生成コマ１００ｅ、１００ｆによれば、周回状に連続した周回水流膜を形成して内側空間を密閉空間とし、水流膜の流れ、空気の巻き込みにより密閉空間の気圧を低下させ、通気路から周回水流膜に対して空気を打ち込み、良質の泡沫水を生成することができる。
【実施例６】
【０１１０】
実施例６は、泡沫水生成コマにおいて導通孔の幅を可変とし、導通孔より引き込む空気の速度を可変とする導通孔幅可変機構を備え、周回水流膜に対して巻き込む空気の速度を調整可能としたものである。【０１１１】
図２０は、導通孔１４１ｇの幅を可変とする導通孔幅可変機構を備えた泡沫水生成コマ１００ｇの構成例を示した図である。導通孔１４１ｇの幅を可変とする導通孔幅可変機構は実施例１から実施例５に示したいずれの泡沫水生成コマ１００でも適用できるが、ここでは実施例１に示したタイプのものを挙げる。【０１１２】
図２０（ａ）に示すように、泡沫水生成コマ１００ｇは導通孔１４１ｇの幅が可変となっている。導通孔幅可変機構の構造は図示していないが、例えば、導通孔１４１ｇの一部を覆うシャッターをスライドさせる機構、導通孔１４１ｇの縁を形成する壁面自体が上下に可動する機構など導通孔１４１ｇを広げたり狭めたりする機構であれば限定されない。【０１１３】
図２０（ｂ）は導通孔１４１ｇの幅が図１の導通孔１４１の幅よりも少し狭く調整された状態のものを示している。このように導通孔１４１ｇの幅が小さくなった場合、周回水流膜１１２の内側空間１１３の気圧が下がった場合、内側空間１１３に吸引される空気量は気圧低下量により決まるので、その空気量を供給する導通孔１４１ｇの幅（断面積）に応じて導通孔１４１ｇから打ち込まれる空気の速度が変化する。そのため、図２０（ｂ）の状態の導通孔１４１ｇから内側空間１１３に打ち込まれる空気の速度は、図１の状態の導通孔１４１より速くなる。【０１１４】
図１の泡沫水生成コマ１００内部の空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２も、図２０（ｂ）の泡沫水生成コマ１００内部の空気キャビティ１２０内に形成される周回水流膜１１２も、内側空間１１３内の空気に接している表面積は同じであるため、内側空間１１３内の空気の打ち込み速度が速い方が周回水流膜に巻き込まれる空気量は多くなる。【０１１５】
このように、導通孔１４１ｇの幅を可変とし、導通孔１４１ｇより引き込む空気の速度を可変とする導通孔幅可変機構を備えた構造とすれば、周回水流膜に対して巻き込む空気の速度が調整可能となり、周回水流膜に対して巻き込む空気量の調整も可能となる。
【実施例７】
【０１１６】
実施例７は、泡沫水生成コマにおいて隙間の幅を可変とする隙間幅可変機構を備え、周回水流膜の厚みを調整可能としたものである。【０１１７】
図２１は、隙間１１１ｈの幅を可変とする隙間幅可変機構を備えた泡沫水生成コマ１００ｈの構成例を示した図である。隙間１１１ｈの幅を可変とする隙間幅可変機構は実施例１から実施例６に示したいずれの泡沫水生成コマ１００でも適用できるが、ここでは実施例３に示したタイプのものを挙げる。【０１１８】
図２１（ａ）に示すように、泡沫水生成コマ１００ｈは、図２に示した部材１０２が部材１０１の内部を螺合により上下できる機構となっており、部材１０２の円板体１０２１と部材１０１の上部筒体１０１１が相対的に移動する仕組みとなっている。なお、図２に示した部材１０２の円板体１０２１と部材１０１の上部筒体１０１１が相対的に移動することができる機構であれば、隙間幅可変機構の構造は限定されない。【０１１９】
図２１（ｂ）は、図２に示した部材１０２の円板体１０２１が部材１０１の上部筒体１０１１に対して相対的に下側に移動し、隙間１１１ｈの幅が広くなった状態を示す図である。このように隙間１１１ｈの幅が広くなった場合、周回水流膜形成部１１０ｈから打ち出される周回水流膜１１２ｈの水流膜厚が厚くなる。また、隙間１１１ｈの幅が広くなった場合、打ち出される加速水流の速度は隙間の断面積に応じて変化する。そのため、図２１（ｂ）の状態の隙間１１１ｈから空気キャビティ１２０に打ち込まれる周回水流膜１１２ｈの速度は、図３の状態の隙間１１１ｂから空気キャビティ１２０に打ち込まれる周回水流膜１１２ｂの速度より遅くなる。【０１２０】
つまり、隙間１１１ｈの幅が広くなった場合、形成される周回水流膜１１２ｈの水流膜厚が厚くなり周回水流膜１１２ｈの速度は遅くなる。その結果、周回水流膜１１２ｈの内面空間１１３において周回水流膜１１２ｈに巻き込まれる空気量は減るとともに、膜厚も厚くなる分、周回水流膜１１２ｈに占める空気包含割合も小さくなる。【０１２１】
逆に、隙間１１１ｈの幅が狭くなれば、形成される周回水流膜１１２ｈの水流膜厚が薄くなり周回水流膜１１２ｈの速度も速くなる。その結果、周回水流膜１１２ｈの内面空間１１３において周回水流膜１１２ｈに巻き込まれる空気量は増えるとともに、膜厚も薄くなる分、周回水流膜１１２ｈに占める空気包含割合は大きくなる。【０１２２】
このように、隙間１１１ｈの幅を可変とする隙間幅可変機構を備えた構造とすれば、周回水流膜の膜厚と速度の調整が可能となり、周回水流膜に対して巻き込む空気量の調整も可能となる。【０１２３】
本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。従って本発明の技術的範囲は添付された特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、一般用水道蛇口のみならず、実験室用の水道蛇口、プールで目を洗う水洗蛇口、シャワーなど水が出るものであれば、その用途に限定されることなく、節水機能と泡沫機能を適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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