(57)【要約】【課題】微細気泡の生成効率の向上を図る。【解決手段】微細気泡発生器は、液体が通過可能な第１流路と、前記第１流路の断面積を局所的に縮小することで前記第１流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第１衝突部と、を有する第１流路部材と、前記第１流路部材のうち少なくとも前記第１衝突部を内部に収容するとともに、前記第１流路部材の下流側に設けられ液体が通過可能な第２流路と、前記第２流路の断面積を局所的に縮小することで前記第２流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第２衝突部と、を有する第２流路部材と、を備える。【選択図】図４
2020015013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が通過可能な第１流路と、前記第１流路の断面積を局所的に縮小することで前記第１流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第１衝突部と、を有する第１流路部材と、
前記第１流路部材のうち少なくとも前記第１衝突部を内部に収容するとともに、前記第１流路部材の下流側に設けられ液体が通過可能な第２流路と、前記第２流路の断面積を局所的に縮小することで前記第２流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第２衝突部と、を有する第２流路部材と、
を備える微細気泡発生器。
【請求項２】
前記第２流路の内径は、前記第１流路のうち前記第１衝突部が設けられている部分の内径よりも大きい、
請求項１に記載の微細気泡発生器。
【請求項３】
前記第２衝突部における液体の通過可能な領域の面積は、前記第１衝突部における液体の通過可能な領域の面積よりも大きい、
請求項１又は２に記載の微細気泡発生器。
【請求項４】
前記第１衝突部は、前記第１流路内の内周面から前記第１流路の径方向の中心へ向かって突出した少なくとも１つの第１突出部を有し、
前記第２衝突部は、前記第２流路内の内周面から前記第２流路の径方向の中心へ向かって突出した少なくとも１つの第２突出部を有し、
前記第１突出部と前記第２突出部とは、前記第１流路及び前記第２流路の周方向へ向かってずらして配置されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の微細気泡発生器。
【請求項５】
前記第１流路又は前記第２流路の内部と外部とを連通し、前記第１流路又は前記第２流路内に外気を導入可能な外気導入経路、を更に備えている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の微細気泡発生器。
【請求項６】
前記外気導入経路は、液体が衝突部を通過する際に負圧となる負圧領域に接続されている、
請求項５に記載の微細気泡発生器。
【請求項７】
水を使用する家電機器であって、請求項１から６のいずれか一項に記載の微細気泡発生器を備えた家電機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、微細気泡発生器、及び家電機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ファインバブルやウルトラファインバブル、又はマイクロバブルやナノバブルと称される直径が数十ｎｍ〜数μｍサイズの微細気泡が注目されてきている。このような微細気泡を含んだ水を、例えば洗剤等を使用する洗浄作業に用いることで、洗剤の分散性や洗浄対象物への浸透性を高めることができ、洗浄効果を向上させることができる。
【０００３】
このような微細気泡を発生させる手段として、流体力学のいわゆるベンチュリ効果を利用した微細気泡発生器が知られている。このような微細気泡発生器は、水等の液体が流れる流路の断面積を局所的に縮小することでその流路を通る液体を急激に減圧させ、これにより液体中の溶存空気を析出させて微細気泡を発生させることができる。しかしながら、微細気泡の原料は水中に溶け込んだ残存空気であるため、微細気泡の生成濃度には限りがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４０４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、微細気泡の生成効率の向上を図ることができる微細気泡発生器、及び微細気泡発生器を備えた家電機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の微細気泡発生器は、液体が通過可能な第１流路と、前記第１流路の断面積を局所的に縮小することで前記第１流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第１衝突部と、を有する第１流路部材と、前記第１流路部材のうち少なくとも前記第１衝突部を内部に収容するとともに、前記第１流路部材の下流側に設けられ液体が通過可能な第２流路と、前記第２流路の断面積を局所的に縮小することで前記第２流路を通過する液体中に微細気泡を発生させる第２衝突部と、を有する第２流路部材と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態について、微細気泡発生器の適用対象の一例であるドラム式洗濯機を示す図
【図２】第１実施形態について、微細気泡発生器の適用対象の一例である縦型洗濯機を示す図
【図３】第１実施形態について、微細気泡発生器が注水ケースに組み込まれた状態を示す部分断面図
【図４】第１実施形態による微細気泡発生器を示す断面図
【図５】第１実施形態について、図４のＸ５−Ｘ５線に沿って切断した微細気泡発生器を拡大して示す断面図
【図６】第１実施形態について、図４のＸ６−Ｘ６線に沿って切断した微細気泡発生器を拡大して示す断面図
【図７】第２実施形態による微細気泡発生器を示す断面図
【図８】第２実施形態について、図７のＸ８−Ｘ８線に沿って切断した微細気泡発生器を拡大して示す断面図
【図９】第３実施形態による微細気泡発生器を示す断面図
【図１０】第３実施形態について、図９のＸ１０−Ｘ１０線に沿って切断した微細気泡発生器を拡大して示す断面図
【図１１】第３実施形態について、図１０のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿って切断した断面における圧力分布及び流速ベクトルを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０００９】
（第１実施形態）
第１実施形態による微細気泡発生器について、図１〜図６を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態による微細気泡発生器６０を、例えば洗濯機１０、２０のような水を使用する家電機器に適用した例である。
【００１０】
図１に示す洗濯機１０は、外箱１１、水槽１２、回転槽１３、扉１４、モータ１５、及び排水弁１６を備えている。なお、図１の左側を洗濯機１０の前側とし、図１の右側を洗濯機１０の後側とする。また、洗濯機１０の設置面側つまり鉛直下側を、洗濯機１０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を、洗濯機１０の上側とする。洗濯機１０は、回転槽１３の回転軸が水平又は後方へ向かって下降傾斜したいわゆる横軸型のドラム式洗濯機である。この場合、水槽１２及び回転槽１３は、洗濯物を収納する洗濯槽として機能する。
【００１１】
図２に示す洗濯機２０は、外箱２１、水槽２２、回転槽２３、内蓋２４１、外蓋２４２、モータ２５、及び排水弁２６を備えている。なお、図２の左側を洗濯機２０の前側とし、図２の右側を洗濯機２０の後側とする。また、洗濯機２０の設置面側つまり鉛直下側を、洗濯機２０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を、洗濯機２０の上側とする。洗濯機２０は、回転槽２３の回転軸が鉛直方向を向いた縦型洗濯機である。この場合、水槽２２及び回転槽２３は、洗濯物を収納する洗濯槽として機能する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、洗濯機１０、２０は、それぞれ注水装置３０を備えている。注水装置３０は、それぞれ外箱１１、２１内の上後部に設けられている。注水装置３０は、図１及び図２に示すように、給水ホース１００を介して、例えば図示しない水道の蛇口など外部の水源に接続される。
【００１３】
注水装置３０は、図１及び図２に示すように、注水ホース３０１、注水ケース４０、電磁給水弁５０、及び微細気泡発生器６０を有している。注水ケース４０は、全体として容器状に形成されており、内部に洗剤や柔軟剤等を収容可能に構成されている。注水ケース４０は、図３にその一部を示すように、ケース本体４１、吐出空間４２、微細気泡微細気泡発生器収容部４３、及び連通部４４を有している。
【００１４】
ケース本体４１は、中空の容器状に形成されて、注水ケース４０の外側形状を構成している。詳細は図示しないが、ケース本体４１内には、洗剤を収納する洗剤ケースや柔軟剤を収納する柔軟剤ケースが出し引き可能に設けられている。吐出空間４２は、ケース本体４１の内部に形成された空間であり、電磁給水弁５０から供給された水の吐出を受ける部分である。
【００１５】
微細気泡発生器収容部４３は、ケース本体４１に微細気泡発生器６０を収容し取り付けるための空間であり、外部に連通している。微細気泡発生器収容部４３は、例えば内径が異なる複数の円筒形状によって、いわゆる段付きの円筒形状に形成されている。本実施形態の場合、微細気泡発生器収容部４３の内径は、ケース本体４１の外側からケース本体４１の内側へむかうにつれて段階的に小さくなっている。
【００１６】
連通部４４は、吐出空間４２と微細気泡発生器収容部４３との間を例えば円筒形状に貫いて形成されている。連通部４４によって、吐出空間４２と微細気泡発生器収容部４３との間は連通している。
【００１７】
電磁給水弁５０は、図１及び図２に示すように、外部の水源と注水ケース４０との間、すなわち給水ホース１００と注水ケース４０との間に設けられている。注水ホース３０１は、注水ケース４０と、水槽１２、２２内とを接続している。電磁給水弁５０は、外部の水源から注水ケース４０を介して水槽１２、２２内に給水する給水経路を開閉するものであり、図示しない洗濯機１０、２０の制御装置からの制御信号によって開閉動作が制御される。
【００１８】
電磁給水弁５０が開状態になると、外部の水源からの水は、電磁給水弁５０、注水ケース４０、及び注水ホース３０１を介して、水槽１２、２２内に注水される。その際、注水ケース４０内に洗剤や柔軟剤が収容されていれば、その洗剤や柔軟剤は、注水ケース４０内を通過する水によって水槽１２、２２内に流し落とされる。そして、電磁給水弁５０が閉状態になると水槽１２、２２内に対する注水が停止される。
【００１９】
電磁給水弁５０は、図３に示すように、流入部５１と吐出部５２とを有している。流入部５１は、図１又は図２に示すように、給水ホース１００に接続されている。吐出部５２は、図３に示すように、注水ケース４０に接続されている。また、吐出部５２は、例えばフランジ部５２１を有している。フランジ部５２１には、ねじ等の締結部材５３が通される。そして、この締結部材５３は、ケース本体４１の壁部にねじ込まれる。これにより、吐出部５２は、ケース本体４１に取り付けられる。
【００２０】
微細気泡発生器６０は、水等の液体が微細気泡発生器６０の内部を通過する際に、その液体の圧力を急激に減圧することで、その液体中に溶存している気体例えば空気を析出させて微細気泡を発生させるものである。本実施形態の微細気泡発生器６０は、水道圧を印加することによって、直径１００μｍ以下の気泡を含む微細気泡いわゆるファインバブルを発生させることができる。更に本実施形態の微細気泡発生器６０は、粒径がナノオーダーのウルトラファインバブルを含むファインバブルを発生させることができる。なお、本実施形態では、粒径が１００μｍ以下の気泡をファインバブルと称し、粒径が１μｍ以下つまりナノオーダーの気泡をウルトラファインバブルと称する。
【００２１】
図３の例において、電磁給水弁５０の吐出部５２から吐出された水は、微細気泡発生器６０内を図３の右側から左側へ向かって流れる。この場合、図３に示された微細気泡発生器６０について見ると、図３の紙面右側が微細気泡発生器６０の上流側となり、図３の紙面左側が微細気泡発生器６０の下流側となる。
【００２２】
微細気泡発生器６０は、図４に示すように、全体として段付きの円筒形状に形成されている。図３に示すように、微細気泡発生器６０は、注水ケース４０の微細気泡発生器収容部４３内に収容されている。この場合、微細気泡発生器収容部４３の内面と微細気泡発生器６０の外面との間には、ケース側シール部材４５が設けられている。ケース側シール部材４５は、例えばゴム等の弾性部材で構成されたＯリングである。
【００２３】
ケース側シール部材４５は、微細気泡発生器収容部４３の内面と微細気泡発生器６０の外面との間を水密に維持する。これにより、ケース側シール部材４５は、例えば注水ケース４０の吐出空間４２に充満した液体が、微細気泡発生器収容部４３の内面と微細気泡発生器６０の外面との隙間を通って注水ケース４０外へ逆流することを防いでいる。なお、ケース側シール部材４５は、例えば注水ケース４０又は微細気泡発生器６０と一体に構成しても良い。
【００２４】
微細気泡発生器６０は、樹脂製であって、図４に示すように、別体に構成された第１流路部材７０と第２流路部材８０と組み合わせて構成されている。第１流路部材７０は、フランジ部７１を一体に有し、全体として段付きの円筒形状に形成されている。
【００２５】
また、第１流路部材７０は、第１流路７２と第１衝突部７３とを有している。第１流路７２は、液体が通過可能な流路であって、第１流路部材７０を一方向に貫いて形成されている。第１流路７２は、絞り部７２１とストレート部７２２とを含んで構成されている。絞り部７２１は、第１流路部材７０の上流側から下流側つまり第１衝突部７３側へ向かって内径が縮小する形状に形成されている。すなわち、絞り部７２１は、流路の断面積つまり液体の通過可能な領域の面積が上流側から下流側へ向かって連続的に徐々に減少するようないわゆる円錐形のテーパ管状に形成されている。
【００２６】
ストレート部７２２は、絞り部７２１の下流側に設けられている。ストレート部７２２は、内径が変化しない、すなわち流路の断面積つまり液体の通過可能な領域の面積が変化しない円筒形、いわゆるストレート管状に形成されている。
【００２７】
第１衝突部７３は、第１流路７２のストレート部７２２内に設けられており、流路であるストレート部７２２の断面積を局所的に縮小することでストレート部７２２を通過する液体中に溶存している空気を微細気泡として析出させる。第１衝突部７３は、絞り部７２１及びストレート部７２２を構成する部材つまり第１流路部材７０に一体に形成されている。本実施形態の場合、第１衝突部７３は、第１流路７２の下流端部つまりストレート部７２２の下流端部に設けられている。なお、第１衝突部７３は、ストレート部７２２の途中部分に設けられていても良い。
【００２８】
第１衝突部７３は、少なくとも１つの第１突出部７３１を有して構成されている。本実施形態の場合、第１衝突部７３は、図５に示すように、複数の第１突出部７３１、この場合、４本の第１突出部７３１によって構成されている。各第１突出部７３１は、ストレート部７２２の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離間した状態で配置されている。
【００２９】
各第１突出部７３１は、ストレート部７２２の内周面からストレート部７２２の径方向の中心へ向かって突出した棒状又は板状に形成されている。本実施形態において、各第１突出部７３１は、ストレート部７２２の径方向の中心へ向かって先端部が尖った錐状に形成されている。そして、各第１突出部７３１の先端部分は、微細気泡の発生に必要な所定のギャップが確保されている。
【００３０】
ストレート部７２２に流入した液体は、第１流路７２のストレート部７２２において第１突出部７３１が設けられていない箇所を通る。この場合、図５に示すように、ストレート部７２２を断面方向に見た場合において第１突出部７３１が設けられていない隙間部分、つまりストレート部７２２に流入した液体が通過する部分を、第１通過領域７３２と称する。
【００３１】
第２流路部材８０は、第１流路部材７０のうち少なくとも第１衝突部７３部分を内部に収容している。本実施形態の場合、第２流路部材８０は、第１流路部材７０全体を内部に収容している。なお、第１流路部材７０の一部分、例えばフランジ部７１が、第２流路部材８０の第１流路部材収容部８２から外部に突出し、電磁給水弁５０の吐出部５２が第１流路部材７０に直接挿入される構成であっても良い。
【００３２】
図４に示すように、第２流路部材８０は、吐出部挿入部８１、第１流路部材収容部８２、第２流路８３、及び第２衝突部８４を有している。吐出部挿入部８１、第１流路部材収容部８２、及び第２流路８３は、第２流路部材８０内に形成されて相互に連通している。本実施形態の場合、吐出部挿入部８１、第１流路部材収容部８２、及び第２流路８３は、上流側から下流側つまり第２衝突部８４側へ向かって内径が小さくなる段付きの円筒形状に形成されている。
【００３３】
吐出部挿入部８１は、第２流路部材８０における上流側に設けられている。吐出部挿入部８１には、図３に示すように、電磁給水弁５０の吐出部５２の先端部分が挿入される。吐出部挿入部８１の内面との吐出部５２の外面との間には、給水弁用シール部材５４が設けられている。給水弁用シール部材５４は、例えばゴム等の弾性部材で構成されたＯリングである。
【００３４】
給水弁用シール部材５４は、吐出部挿入部８１の内面との吐出部５２の外面との間を水密に維持する。これにより、給水弁用シール部材５４は、吐出部５２から微細気泡発生器６０に供給された液体が、吐出部挿入部８１の内面との吐出部５２の外面との隙間から漏れ出すことを防いでいる。なお、給水弁用シール部材５４は、例えば微細気泡発生器６０又は吐出部５２と一体に構成しても良い。
【００３５】
図４に示すように、第１流路部材収容部８２は、吐出部挿入部８１の下流側でかつ第２流路８３及び第２衝突部８４の上流側に設けられている。第１流路部材７０は、第２流路部材８０の内部に形成された第１流路部材収容部８２に収容されている。
【００３６】
第１流路部材収容部８２の内面と第１流路部材７０の外面との間には、発生器内シール部材６１が設けられている。発生器内シール部材６１は、例えばゴム等の弾性部材で構成されたＯリングである。発生器内シール部材６１は、第１流路部材収容部８２の内面と第１流路部材７０の外面との間を水密に維持する。これにより、発生器内シール部材６１は、第１流路部材７０に供給された液体が、第１流路部材７０の外側に回り込んで第１衝突部７３を通らずに第１衝突部７３の下流側に至ることを防いでいる。また、発生器内シール部材６１は、第１流路部材７０から吐出された液体が第１流路部材収容部８２の内面と第１流路部材７０の外面との隙間を通って逆流することを防いでいる。なお、発生器内シール部材６１は、例えば第１流路部材７０又は第２流路部材８０と一体に構成しても良い。
【００３７】
第２流路８３は、液体が通過可能な流路であって、吐出部挿入部８１の下流側及び第１流路部材収容部８２の下流側に設けられている。本実施形態の場合、第２流路８３の内径は、第１流路部材７０において第１衝突部７３が設けられている部分の内径、この場合、ストレート部７２２の内径よりも大きい。
【００３８】
第２衝突部８４は、第２流路８３内に設けられており、第２流路８３の断面積を局所的に縮小することで、第２流路８３を通過する液体中に溶存している空気、すなわち第１流路部材７０の第１衝突部７３で析出されなかった残りの溶存空気を微細気泡として析出させる。また、第２衝突部８４は、第１衝突部７３で発生した気泡のうち比較的サイズが大きいものを破砕して微細気泡化させる。
【００３９】
第２衝突部８４は、第２流路８３を構成する部材つまり第２流路部材８０に一体に形成されている。本実施形態の場合、第２衝突部８４は、第２流路８３の下流端部に設けられている。なお、第２衝突部８４は、第２流路８３の途中部分に設けられていても良い。
【００４０】
第２衝突部８４は、少なくとも１つの第２突出部８４１を有して構成されている。本実施形態の場合、第２衝突部８４は、図６に示すように、第１衝突部７３と同様に複数の第２突出部８４１、この場合、４本の第２突出部８４１によって構成されている。各第２突出部８４１は、第２流路８３の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離間した状態で配置されている。
【００４１】
各第２突出部８４１は、第１突出部７３１と同様に、第２流路８３の内周面から第２流路８３の径方向の中心へ向かって突出した棒状又は板状に形成されている。本実施形態において、各第２突出部８４１は、第２流路８３の径方向の中心へ向かって先端部が尖った錐状に形成されている。そして、各第２突出部８４１の先端部分は、微細気泡の発生に必要な所定のギャップが確保されている。
【００４２】
第２流路８３に流入した液体は、第２流路８３において第２突出部８４１が設けられていない箇所を通る。この場合、図６に示すように、第２流路８３を断面方向に見た場合において第２突出部８４１が設けられていない隙間部分、つまり第２流路８３に流入した液体が通過する部分を、第２通過領域８４２と称する。この場合、図６に示す第２通過領域８４２の面積つまり第２衝突部８４における液体の通過可能な領域の面積は、図５に示す第１通過領域７３２の面積つまり第１衝突部７３における液体の通過可能な領域の面積よりも大きい。
【００４３】
また、本実施形態の場合、第１衝突部７３の各第１突出部７３１と、第２衝突部８４の各第２突出部８４１とは、第１流路７２及び第２流路８３の周方向へ向かってずれている。この場合、第１衝突部７３及び第２衝突部８４は、それぞれ４つの第１突出部７３１及び第２突出部８４１を有している。そして、各第１突出部７３１及び第２突出部８４１は、第１流路７２及び第２流路８３の周方向へ向かって４５°ずつ、ずらして配置されている。
【００４４】
なお、第１突出部７３１と第２突出部８４１とをずらす角度は、４５°に限られない。また、第１突出部７３１と第２突出部８４１との数は、同一である必要はなく、異なっていても良い。また、第１突出部７３１と第２突出部８４１との位置合わせは、種々の方法が考えられる。例えば第１流路部材７０のフランジ部７１と、第２流路部材８０の第１流路部材収容部８２とに、それぞれ対応するＤカット形状を設けることで、第１突出部７３１と第２突出部８４１との位置合わせを行うようにしても良い。
【００４５】
以上説明した実施形態によれば、微細気泡発生器６０は、第１流路部材７０と、第２流路部材８０と、を備える。第１流路部材７０は、液体が通過可能な第１流路７２と、第１流路７２の断面積を局所的に縮小することで第１流路７２を通過する液体中に微細気泡を発生させる第１衝突部７３と、を有する。第２流路部材８０は、内部に第１流路部材７０を収容する。第２流路部材８０は、第１流路部材７０の下流側に設けられ液体が通過可能な第２流路８３と、第２流路８３の断面積を局所的に縮小することで第２流路８３を通過する液体中に微細気泡を発生させる第２衝突部８４と、を有する。
【００４６】
すなわち、本実施形態において、微細気泡発生器６０は、分割された第１流路部材７０と第２流路部材８０とを組み合させて構成されている。そして、微細気泡を発生させるための衝突部７３、８４は、第１流路部材７０と第２流路部材８０とのそれぞれに設けられている。
【００４７】
この構成において、電磁給水弁５０が動作して微細気泡発生器６０の上流端部つまり第１流路部材７０に水道圧が印加されると、まず、第１流路部材７０の絞り部７２１からストレート部７２２にかけて水道水が流れる。水道水は、気体として主に空気が溶け込んだ気体溶解液体である。第１流路部材７０内を通過する水は、絞り部７２１を通過する際に絞られて徐々に流速が増加していく。
【００４８】
そして、高速流となった水が第１衝突部７３に衝突し通過すると、その水の圧力が急激に低下する。その急激な圧力低下によって生じるキャビテーション効果により、水に溶存している空気が沸騰状態となって微細気泡として析出する。これにより、微細気泡発生器６０は、まず第１流路部材７０を通過する水の中に、いわゆるウルトラファインバブルやファインバブルを含む主に粒径が５０μｍ以下の微細気泡を発生させる。このとき、水中には、ウルトラファインバブルやファインバブルに細分化されなかったミリオーダーの比較的大きな気泡も発生する。
【００４９】
次に、第１流路部材７０を通過した水は、第２流路部材８０の第２流路８３に流入した後、第２衝突部８４に衝突し通過する。これにより、第１流路部材７０の第１衝突部７３では細分化しきれなかったミリオーダーの比較的大きな気泡は、第２衝突部８４に衝突することで粉砕されて、ウルトラファインバブルやファインバブルを含む主に粒径が５０μｍ以下の微細気泡に細分化される。
【００５０】
このように微細気泡発生器６０は、第１衝突部７３で細分化しきれなかった比較的大きな粒径の気泡を、第２衝突部８４で細分化することができる。これにより、微細気泡発生器６０は、第１流路部材７０と第２流路部材８０との２段階で微細気泡を発生させることができるため、微細気泡の生成効率が向上し、濃度の高い微細気泡水を生成することができる。
【００５１】
また、第２衝突部８４が設けられた第２流路８３の内径は、第１流路７２のうち第１衝突部７３が設けられている部分の内径つまりストレート部７２２の内径よりも大きい。これによれば、第１衝突部７３を通過した水は、第２流路８３内に流入すると断面積が拡大されて流速が低下するため、第２流路８３内の静圧が高くなる。すると、第１流路部材７０で析出された気泡は不安定となり、乱流が生じて第２衝突部８４に衝突し易くなる。これにより、水中の気泡が第２衝突部８４に衝突し易くなることで、第１流路部材７０の第１衝突部７３では細分化しきれなかったミリオーダーの比較的大きな気泡を、第２衝突部８４で更に細分化され易くすることができる。その結果、微細気泡の生成効率が更に向上し、より濃度の高い微細気泡水を生成することができる。
【００５２】
また、第２衝突部８４における液体の通過可能な領域８４２の面積は、第１衝突部７３における液体の通過可能な領域７３２の面積よりも大きい。これによれば、第２流路部材８０から吐出される水の流量を極力多く確保することができるため、微細気泡発生器６０から吐出される水の流量低下を抑制することができる。その結果、第１衝突部７３と第２衝突部８４との２段階で微細気泡を析出させる構成であっても、吐出水量の低下を抑制して水の吐出流量を比較的多く確保することができる。
【００５３】
また、第１衝突部７３は、第１流路７２内の内周面から第１流路７２の径方向の中心へ向かって突出した少なくとも１つの第１突出部７３１を含んで構成されている。第２衝突部８４は、第２流路８３内の内周面から第２流路８３の径方向の中心へ向かって突出した少なくとも１つの第２突出部８４１を含んで構成されている。そして、第１突出部７３１と第２突出部８４１とは、第１流路７２及び第２流路８３の周方向へ向かってずらして配置されている。
【００５４】
これによれば、第１衝突部７３及び第２衝突部８４を通過する水に回転力を与えて乱流を発生させ易くすることで、水中の比較的大きな気泡が第２衝突部８４に更に衝突し易くなる。これにより微細気泡発生器６０は、第１衝突部７３で細分化しきれなかった比較的大きな粒径の気泡を、より効率良く第２衝突部８４で細分化することができる。このように、微細気泡発生器６０は、第１流路部材７０と第２流路部材８０との２段階で微細気泡を発生させることができるため、微細気泡の生成効率が向上し、濃度の高い微細気泡水を効率良く生成することができる。
【００５５】
更に、微細気泡発生器６０を採用した洗濯機１０、２０は、微細気泡発生器６０の作用により、注水ケース４０を通して水槽１２、２２内に注水される水にウルトラファインバブルを含む微細気泡を含ませることができる。ここで、洗剤の主成分である陰イオン（アニオン）界面活性剤及び微細気泡水中の微細気泡は、それぞれ個別でも汚れを落とす洗浄能力を有している。しかし、例えば微細気泡を含む水に洗剤を溶解させるなどして濃縮洗剤水に微細気泡を付与すると、疎水相互作用と称される分子間に働く引力的相互作用によって洗剤中の界面活性剤と微細気泡が吸着し、これにより界面活性剤の凝集つまりミセルがほぐれて水中に分散し易くなる。その結果、界面活性剤が汚れと短時間で反応し易い状態となって洗浄能力が向上する。
【００５６】
すなわち、微細気泡を含む水に洗剤を溶解させて洗濯液を生成することで、洗剤中の界面活性剤と微細気泡との相互作用が働き、その結果、水道水に洗剤を溶かしただけの単なる洗濯液と比べて、洗浄能力を格段に高めることができる。また、汚れが乳化されて水中に分散し易くなるため、衣類に汚れが再付着することを防ぐ効果も期待できる。このような理由により、本実施形態の洗濯液は、通常の水道水に洗剤を溶かした洗濯液よりも洗浄能力が高いものとなっている。その結果、洗濯機１０、２０は、高い洗浄能力を発揮することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図７及び図８を参照して説明する。
本実施形態の微細気泡発生器６０において、第２流路部材８０は、上記第１実施形態の第２流路８３及び第２衝突部８４に換えて、第２流路８５及び第２衝突部８６を有している。第２流路８５の内径は、第１流路７２の内径と同等または第１流路７２の内径以下に設定されている。
【００５８】
第２衝突部８６は、上記第１実施形態の第２衝突部８４と同様に、少なくとも１つ、この場合４つの第２突出部８６１を有している。そして、各第２突出部８６１の隙間には、図８に示すように、第２流路８５を通る液体が通過可能な第２通過領域８６２が形成されている。この場合、第２衝突部８６による第２通過領域８６２の面積は、第１衝突部７３による第１通過領域７３２の面積よりも小さい。
【００５９】
これによれば、第１流路部材７０を通過した液体は、第１流路７２の内径以下の内径に形成された第２流路８５を通過し、第１通過領域７３２よりも狭い第２通過領域８６２を通過することで、第１衝突部７３を通過したときの速い流速が維持される。これにより、第２流路８５に流入した液体は、高速な流速を維持したまま第２衝突部８６に衝突するため、乱流が発生し易くなる。このように、本実施形態によっても、第２流路部材８０を通過する液体に乱流が更に発生し易くなって微細気泡の発生が促進され、その結果、微細気泡の生成効率が向上して濃度の高い微細気泡水を生成することができる。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
本実施形態の微細気泡発生器６０は、図９及び図１０に示すように、外気導入経路６２を備えている。外気導入経路６２は、微細気泡発生器６０の内部と外部とを通気可能に連通する経路である。本実施形態の場合、外気導入経路６２は、第１流路部材７０及び第２流路部材８０を貫いて形成されており、第１流路部材の第１流路７２内に接続されている。この場合、外気導入経路６２は、図１０にも示すように、隣接する２つの第１突出部７３１の間に接続されている。
【００６１】
これによれば、液体が微細気泡発生器６０内を通過する際、液体の流れによる負圧によって、微細気泡発生器６０の外部の空気が外気導入経路６２を通って微細気泡発生器６０内に引き込まれる。これにより、微細気泡発生器６０は、予め液体中に溶存していた溶存空気だけでなく、外部からも空気を導入することで、微細気泡の生成効率を更に向上させることができる。その結果、本実施形態によっても、微細気泡の生成効率が向上して濃度の高い微細気泡水を生成することができる。
【００６２】
ここで、衝突部７３周辺における圧力及び流速の分布、つまり通過領域７３２を通過する液体の圧力及び流速の分布を見ると、図１１に示すように、衝突部７３における径方向の中心付近つまり突出部７３１の先端付近よりも、衝突部７３の径方向の外側つまり突出部７３１の付け根部分の方が、低圧で流速も速い。
【００６３】
そこで、本実施形態において、外気導入経路６２は、図１０に示すように、第１流路７２の周方向に隣接する２つの突出部７３１の間、つまり突出部７３１の付け根部分であって第１流路７２の内周面に接続されている。すなわち、外気導入経路６２は、液体が衝突部７３を液体が通過する際に負圧となる負圧領域に接続されている。
【００６４】
これによれば、微細気泡発生器６０の空気を、第１流路７２及び第２流路８３のうち圧力がより低くかつ流速がより速い箇所、つまり隣接する突出部７３１間であって突出部７３１の付け根部分に引き込むことができる。これにより、外部から引き込んだ空気による気泡を、第１流路７２及び第２流路８３のうち圧力がより低くかつ流速がより速い箇所に曝して、その気泡の更に効率良く微細化させることができる。その結果、微細気泡の生成効率が更に向上してより濃度の高い微細気泡水を生成することができる。また、外気導入経路６２は、負圧領域に接続されているため、液体の逆流を防ぐことができる。
【００６５】
なお、上記説明した各実施形態の微細気泡発生器６０は、上述した洗濯機１０、２０以外にも、例えば食器洗浄機や温水便座など水道水を使用して洗浄する家電機器に適用することができる。水道水を使用する家電機器に微細気泡発生器６０を適用することで、洗浄用の水道水を微細気泡が高濃度に含まれた微細気泡水にし、微細気泡による洗浄効果を付加させることができる。その結果、家電機器の付加価値を向上させることができる。
【００６６】
また、上記実施形態の微細気泡発生器６０は、樹脂成型品であるため、生産性が高くコストが安い。また、微細気泡発生器６０は、微細気泡の発生に水道の圧力を用いており、ポンプや送風機等の装置を必要としないため、簡易な構成でかつ小型なものにすることができる。そのため、ユーザは、微細気泡発生器６０を低コストで家電機器等に採用することができ、また微細気泡発生器６０を採用することによる家電機器等の大型化を抑制できる。
【００６７】
以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
図面中、１０、２０は洗濯機（家電機器）、６０は微細気泡発生器、７０は第１流路部材、７２は第１流路、７３は第１衝突部、７３１は第１突出部、８０は第２流路部材、８３は第２流路、８４は第２衝突部、８４１は第２突出部、７５は第１流路、８５は第２流路、８６は第２衝突部、８６１は第２突出部、を示す。
【図１】
2020015013.tif 000003
【図２】
2020015013.tif 000004
【図３】
2020015013.tif 000005
【図４】
2020015013.tif 000006
【図５】
2020015013.tif 000007
【図６】
2020015013.tif 000008
【図７】
2020015013.tif 000009
【図８】
2020015013.tif 000010
【図９】
2020015013.tif 000011
【図１０】
2020015013.tif 000012
【図１１】
2020015013.tif 000013