(57)【要約】      （修正有）【課題】微小気泡発生効率が高く、取り付け場所を選ばず、且つ廉価で導入が容易な微小気泡発生体を提供するものである。【解決手段】給水系の経路に挿入して使用する微小気泡発生体１であって、略円柱形状の棒状体２と、棒状体２の曲面の表面に設けられた多数の凸部３とを備え、弾性を有する材料により形成される微小気泡発生体。そして、上記弾性を有する材料は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、またはシリコーンゴムである。【選択図】図１
2018034133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水系の経路に挿入して使用する微小気泡発生体であって、
略円柱形状の棒状体と、
当該棒状体の曲面の表面に設けられた多数の凸部と、
を備え、
弾性を有する材料により形成される
ことを特徴とする微小気泡発生体。
【請求項２】
上記弾性を有する材料は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、またはシリコーンゴムである
ことを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生体。
【請求項３】
上記棒状体の一端に円錐体を設け、
当該円錐形状側を給水系の経路の上流側に向けて挿入して使用する
ことを特徴とする微小気泡発生体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の微小気泡発生体を給水系の経路に挿入した
ことを特徴とする微小気泡含有水発生装置。
【請求項５】
上記微小気泡発生体を挿入する経路は、屈曲可能な経路である
ことを特徴とする請求項４に記載の微小気泡含有水発生装置。
【請求項６】
上記微小気泡発生体を挿入する経路は、非直線状の経路である
ことを特徴とする請求項４に記載の微小気泡含有水発生装置。
【請求項７】
上記微小気泡発生体を挿入した経路内であって、上記微小気泡発生体よりも下流側に水流を絞り込むための絞り部を設けた
ことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の微小気泡含有水発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルやナノバブルといった微小な気泡を発生させる発生体に関するものであり、当該微小気泡発生体を給水系の経路に挿入して使用するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロバブルやナノバブルといった微小気泡を含有する水は、様々な有用な用途に使用できることが検証されている。
例えば、微小な気泡はマイナスの電荷を帯びており、水中に漂うプラスの電荷を帯びた汚濁物質に吸着する。そして、気泡が圧潰する際に生じる大きな圧力により汚濁物質が分解される。これを利用して、水中の有機物を分解することで、水質浄化を行うことができる。
【０００３】
その他にも、菌やウイルス対策、生物の活性化等にも効果があることが知られている。
また、日常的な用途としては、頭皮へのシャワーを行うことで、髪質を柔らかく、且つ滑らかにしたり、入浴水として使用することで、保温効果を高めることができる。食器を洗う際には、洗浄殺菌効果を向上できる。
【０００４】
例えば、工作機械で使用される冷却水（クーラント）としても使用され、刃物の長寿命化や潤滑性能を向上させることが可能である（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３９６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示されている装置は、効率良く微小気泡を発生させることができる反面、螺旋羽根や精密な金属加工で製作されたフリップフロップ現象発生体が必要であり、工作機械のような大掛かりな装置には適用できるものの、家庭用として使用することは困難であった。また、既に設置されている給水系に後から取り付けることも不可能であった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、効率良く微小気泡を発生させるとともに、廉価で作製可能であり、既存の給水系にも容易に取り付けることができる微小気泡発生体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る微小気泡発生体は、給水系の経路に挿入して使用するものであって、略円柱形状の棒状体と、当該棒状体の曲面の表面に設けられた多数の凸部とを備え、弾性を有する材料により形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る微小気泡含有水発生装置は、上記微小気泡発生体を給水系の経路に挿入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
近年、水の重要性は高まり、その認識度も向上している。マイクロバブルやナノバブルといった微小気泡を含んだ水の有用性についても、その認識は高まっている。特に、微小気泡の持つ優れた特性を活かして、各産業においては、既に実用化が開始されている。前述した水質浄化や工作機械の冷却水用途である。その他にも、殺菌効果を活かし、農産物の無農薬化等への検討も開始されている。
【００１１】
一方、生活用途への適用は遅れている。製造コストや、取り付けの困難さ、スペース面等が大きな足かせとなっている。
生活面においても、微小気泡の有用な用途は数多くある。前述したように、浴室での使用や食器等の洗浄、洗濯、あるいは庭の樹木への水やり等にも利用できる。特に、近年においては、食物事情の変化により水道水に対するアレルギーを持つ人が多く、肌荒れ等の症状が報告されている。本発明の微小気泡発生体を用いることにより、こうした症状が大きく軽減することも確認している。その要因は、微小気泡の効果とともに、水が軟水化したことも大きな効果であると考えている。
【００１２】
このように、生活面においても有用であるにもかかわらず、普及が遅れている理由は前述のとおりである。例えば、浄水器が取り付けられた水道に、新たに微小気泡含有水発生装置を取り付けることは、スペース的にも困難な場合が多い。あるいは、お風呂の給湯経路に取り付ける場合も、大きな工事が必要となる。
本発明は、このような課題を解決することが主眼であり、微小気泡を含んだ水の産業への適用はもちろんのこと、一般生活面への適用も容易にし、普及を加速することを可能とするものである。
【００１３】
以上のように、本発明の特長のひとつは、給水系であれば、どの個所でも取り付けできるという導入の容易さである。既存の給水系でも簡単に取り付け可能であり、新たなスペースも全く必要としない。非直線的な配管であっても、ホースのように屈曲可能な配管にも、挿入するだけで取り付けできる。また、ホースの屈曲性を損なうことなく取り付けが可能である。
【００１４】
一般生活用途への導入をさらに容易にするポイントは、導入コストの低さである。特に工事を必要とせず、給水経路に挿入するだけであり、取り付けコストは極めて低い。また、弾性を有する材料により形成するので、材料を選択すれば、量産が容易であり、また材料コストも低くできる。
【００１５】
導入の容易さだけではなく、本来の機能である微小気泡の発生性能も向上できる。
微小気泡は、水圧が高ければ高いほど、効率よく発生することが知られている。水圧が高い場所は、シャワーヘッド等の吐出装置側ではなく、給水系の上流側である。給水経路のどの個所でも挿入できるため、上流側の配管等に挿入すれば、高い効率で微小気泡を発生させることが可能である。そして、大きな気泡に比べて、微小気泡は残存時間が非常に長いため、上流側の配管等に挿入し、吐出装置との配管系路が長くなったとしても問題はない。
【００１６】
また、シリコーンゴム等の弾性素材の表面は、金属や樹脂のように滑らかではなく、表面粗さが大きい。この性質は水の乱流度を高め、微小気泡の発生を促進する。
このように、基本性能である微小気泡の発生効率を高めることができる。
【００１７】
特に、材料としてシリコーンゴムを選択すれば、微小気泡発生体として必要な多くの特性が満足される。弾性の高さ、耐水性、耐熱性、塑性変形のしにくさ、大きな水圧に対する耐久性、表面粗さ、そして量産性等の特性である。
【００１８】
また、上述したように、スペースが無い場合でも取り付けが可能であるため、他の機能と組み合わせて使用することもできる。
例えば、浄水装置と組み合わせて使用することも容易である。また、シャワーヘッドの場合には、塩素除去フィルター等との組み合わせも容易である。ナノバブル、軟水化、そして塩素除去を行えば、水道水に対するアレルギー症状を大きく緩和することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の微小気泡発生体の全体模式図である。
【図２】本発明の微小気泡発生体を給水管に組み込む際の説明図である。
【図３】本発明の微小気泡発生体を給水管に組み込んだ微小気泡含有水発生装置の模式図である。
【図４】本発明の微小気泡発生体が屈曲する様子を表した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
本発明に係る微小気泡発生体の構成、使用例および長所等に関して、以下において、図面を用いて説明する。なお、以下の説明は本発明に関する良好な一例を開示するものであり、本発明が当該実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態において開示する発明品の材料や寸法等は、良好な一例を示すに過ぎず、その他の可能性を否定するものでは無い。
【００２１】
＜構成＞
まず、図１を用いて、本発明に係る微小気泡発生体の構成について説明する。
図１は、微小気泡発生体の全体模式図である。
微小気泡発生体１は、配管やホース等の給水系の経路に挿入して使用するものであって、略円柱形状の棒状体２と、この棒状体２の曲面の表面に設けられた多数の凸部３とを備え、弾性を有する材料により形成される。
なお、図１においては、図面が煩雑になるのを避けるため、多数の凸部のうち、代表する一つの凸部にのみ記号「３」を付している。
【００２２】
棒状体２は略円柱状であり、その曲面上に凸部３が設けられている。凸部３の形状は、ひし形や三角形等であり、水の流れを乱し、乱流を発生させやすい形状であるならば、どのような形状であっても良い。
棒状体２と凸部３は一体で作製されることが望ましく、弾性を有する材料からなる。特に、弾性を有する材料としては、シリコーンゴムが最も望ましい。
【００２３】
棒状体の一端に円錐体４を設けることで、乱流の発生をさらに効率化できる。この円錐体４も、棒状体２と凸部３と一体で形成することで、製造コストの低減が可能となる。
【００２４】
なお、微小気泡発生体１を構成する材料としては、次のような特性を持つものが望ましい。
第一に、弾性を有することである。配管やホース等に挿入する際には、ある程度の弾性を持っていた方が、挿入しやすい。また、シャワーヘッドのように曲がった給水経路のものもあり、このような非直線的な経路にも挿入できる。また、ホースに挿入した際には、弾性を有することで、ホースの屈曲性を阻害することなく、ホースを自由に曲げて使用できる。
【００２５】
第二に、耐水性を有することである。したがって、吸水性の小さな材料が望ましい。
第三に、耐熱性を有することである。用途にもよるが、配管中を熱湯が流れる場合があり、摂氏１００度以上の耐熱性が要求される。
【００２６】
第四に、塑性変形しにくいことである。配管中では大きな水圧が掛かるが、それによっても塑性変形しにくことは、重要な特性である。特に、凸部３には大きな水圧が掛かり、流水中にはある程度の変形が生じるが、水圧がなくなった際には、ほとんど塑性変形せず、元の形状に戻ることが望ましい。
第五に、引き裂け力や引っ張り力に対する耐久性が必要である。上述したように、凸部３には大きな水圧が掛かるためである。
【００２７】
第六に、表面粗さがある程度荒いことである。表面粗さが荒いことで、乱流の発生をさらに効率化できるためである。
第七に、量産性を有することである。
【００２８】
上記の必要な諸特性を満足するエラストマ（弾性を有する材料）は数多くあるが、特に、シリコーンゴムは、上記のすべての性質を有しており、本発明の微小気泡発生体として、最適な材料である。
また、ポリ塩化ビニルも上記の諸特性の多くを満足する。そして、添加する可塑剤の量によって、硬度を変化させることが容易であるため、凸部３の大きさ等に応じて、最適な硬度にできるという大きな利点を有する。すなわち、水流の圧力によって、凸部３が変形しすぎないように硬度を選択できる。ポリ塩化ビニルと同様、ポリ塩化ビニリデンも微小気泡発生体として適した材料である。
【００２９】
＜使用方法＞
微小気泡発生体１は、図２に示すように、給水系の経路に挿入して使用する。給水経路であれば、どこに挿入しても良い。例えば、浴室のシャワーの場合、シャワーヘッド内に挿入しても良いし、シャワーヘッドが接続されているホースに挿入しても良い。あるいは、ホースが接続されている金属や樹脂製の配管に挿入しても良い。挿入しやすい箇所に挿入すれば良い。
【００３０】
マイクロバブルやナノバブルは、大きな気泡とは異なり、水の中に残存する時間が圧倒的に長い。したがって、シャワーヘッド等の吐出装置から離れた箇所で発生した微小気泡であっても、吐出装置から吐出されるまでに、減少する割合は非常に小さい。
【００３１】
図２は、一例として配管２０に挿入する場合の方法を説明するための模式図である。配管２０に、水の流れの下流側から挿入する場合を示している。微小気泡発生体１を、円錐体４側から配管２０に挿入する。そして、微小気泡発生体１を挿入後に、必要に応じて絞り部１０を挿入する。
なお、微小気泡発生体１と絞り部１０を接合し、一体化させても良い。一体化させた場合には、一体化させたものを挿入するだけでよく、配管等への挿入がより簡便に行える。
【００３２】
図３は、挿入後の模式図であり、矢印は水の流れを示している。水は、微小気泡発生体１と配管２０の内面とから構成される空間を流れる。この空間において、水は凸部３と衝突する等により乱流を生じ、微小気泡が発生する。
円錐体４は、この空間への水の流れをスムースに誘導することで、微小気泡の発生をさらに効率化する役割を有している。
【００３３】
絞り部１０は、いわゆる漏斗のような内面形状であり、水の流れを制御することで、円錐体４と同様に、微小気泡の発生をさらに効率化する役割を持っている。
絞り部１０は、樹脂や金属で作製しても良いが、微小気泡発生体１と同様に弾性を有する材料を用いることが望ましい。配管への挿入を容易にしたり、曲がった配管への挿入も可能であるといった特長を有するからである。
上述のように、この絞り部１０は微小気泡発生体１と接合し、一体化させても良い。
【００３４】
なお、図２においては、配管２０に、水の流れの下流側から微小気泡発生体１を挿入する場合を示したが、水の流れの上流側から挿入することも可能であり、その場合には、まず、絞り部１０を挿入し、次に、微小気泡発生体１を円錐体４と反対側から挿入してやれば良い。
【００３５】
また、微小気泡発生体１は、図４に示すように屈曲することができるため、配管２０のような直管だけではなく、曲がった配管や曲がった形状のシャワーヘッド等にも挿入して使用することができる。また、ホースのように屈曲するものに挿入して使用する際においては、微小気泡発生体１を挿入した部分も屈曲性が損なわれないため、使用しやすい。
【００３６】
＜本発明の社会的役割と特長＞
近年、水の重要性は高まり、その認識度も向上している。マイクロバブルやナノバブルといった微小気泡を含んだ水の有用性についても、その認識は高まっている。特に、微小気泡の持つ優れた特性を活かして、各産業においては、既に実用化が開始されている。前述した水質浄化や工作機械の冷却水用途である。その他にも、殺菌効果を活かし、農産物の無農薬化等への検討も開始されている。
【００３７】
一方、生活用途への適用は遅れている。製造コストや、取り付けの困難さ、スペース面等が大きな足かせとなっている。
生活面においても、微小気泡の有用な用途は数多くある。前述したように、浴室での使用や食器等の洗浄、洗濯、あるいは庭の樹木への水やり等にも利用できる。特に、近年においては、食物事情の変化により水道水に対するアレルギーを持つ人が多く、肌荒れ等の症状が報告されている。本発明の微小気泡発生体を用いることにより、こうした症状が大きく軽減することも確認している。その要因は、微小気泡の効果とともに、水が軟水化したことも大きな効果であると考えている。
【００３８】
このように、生活面においても有用であるにもかかわらず、普及が遅れている理由は前述のとおりである。例えば、浄水器が取り付けられた水道に、新たに微小気泡含有水発生装置を取り付けることは、スペース的にも困難な場合が多い。あるいは、お風呂の給湯経路に取り付ける場合も、大きな工事が必要となる。
本発明は、このような課題を解決することが主眼であり、微小気泡を含んだ水の産業への適用はもちろんのこと、一般生活面への適用も容易にし、普及を加速することを可能とするものである。
【００３９】
以上のように、本発明の特長のひとつは、給水系であれば、どの個所でも取り付けできるという導入の容易さである。既存の給水系でも簡単に取り付け可能であり、新たなスペースも全く必要としない。非直線的な配管であっても、ホースのように屈曲可能な配管にも、挿入するだけで取り付けできる。また、ホースの屈曲性を損なうことなく取り付けが可能である。
【００４０】
一般生活用途への導入をさらに容易にするポイントは、導入コストの低さである。特に工事を必要とせず、給水経路に挿入するだけであり、取り付けコストは極めて低い。また、弾性を有する材料により形成するので、材料を選択すれば量産が容易であり、また材料コストも低くできる。
【００４１】
導入の容易さだけではなく、本来の機能である微小気泡の発生性能も向上できる。
微小気泡は、水圧が高ければ高いほど、効率よく発生することが知られている。水圧が高い場所は、シャワーヘッド等の吐出装置側ではなく、給水系の上流側である。給水経路のどの個所でも挿入できるため、上流側の配管等に挿入すれば、高い効率で微小気泡を発生させることが可能である。そして、上述したように、大きな気泡に比べて、微小気泡は残存時間が非常に長いため、上流側の配管等に挿入し、吐出装置との配管系路が長くなったとしても全く問題はない。
【００４２】
また、シリコーンゴム等の弾性素材の表面は、金属や樹脂のように滑らかではなく、表面粗さが大きい。この性質は水の乱流度を高め、微小気泡の発生を促進する。
このように、基本性能である微小気泡の発生効率を高めることができる。
【００４３】
特に、材料としてシリコーンゴムを選択すれば、微小気泡発生体として必要な多くの特性が満足される。弾性の高さ、耐水性、耐熱性、塑性変形のしにくさ、大きな水圧に対する耐久性、表面粗さ、そして量産性等の特性である。
【００４４】
また、上述したように、スペースが無い場合でも取り付けが可能であるため、他の機能と組み合わせて使用することもできる。
例えば、浄水装置と組み合わせて使用することも容易である。また、シャワーヘッドの場合には、塩素除去フィルター等との組み合わせも容易である。ナノバブル、軟水化、そして塩素除去を行えば、水道水に対するアレルギー症状を大きく緩和することも可能となる。
【００４５】
＜本発明の用途＞
本発明に係る微小気泡発生体の具体的な用途は、給水経路を構成する配管等へ挿入し、微小気泡を含んだ水を生成することである。配管やホースは、規格で決まった内径を有している。それら複数の内径に対応する微小気泡発生体を準備しておけば、どのような場所にも直ぐに設置が可能となる。特に、ホース等の屈曲する配管や、非直線的な配管にも対応できる。
また、この微小気泡発生体を組み込んだ微小気泡含有水発生装置として提供することも可能である。既存のシャワーヘッドや水道の蛇口等の吐出装置の内部流路は屈曲したものである場合が少なくない。このように曲がった内部流路にも対応できるため、金型等の作り替えが不要であり、既存の吐出装置に微小気泡発生機能を付加して提供することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１    微小気泡発生体
２    棒状部
３  凸部
４  円錐体
１０  絞り部
２０  配管
【図１】
2018034133.tif 000003
【図２】
2018034133.tif 000004
【図３】
2018034133.tif 000005
【図４】
2018034133.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月8日(2017.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下流側にシャワーヘッド、蛇口、または絞り部を有する吐出装置の給水系の経路に挿入して使用する微小気泡発生体であって、
略円柱形状の棒状体と、
当該棒状体の曲面の表面に設けられた多数の凸部と、
を備え、
弾性を有するエストラマ材料により形成される
ことを特徴とする微小気泡発生体。
【請求項２】
上記弾性を有する材料は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、またはシリコーンゴムである
ことを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生体。
【請求項３】
上記棒状体の一端に円錐体を設け、
当該円錐形状側を給水系の経路の上流側に向けて挿入して使用する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微小気泡発生体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の微小気泡発生体を給水系の経路に挿入した
ことを特徴とする微小気泡含有水発生装置。
【請求項５】
上記微小気泡発生体を挿入する経路は、ホース状の屈曲可能な経路である
ことを特徴とする請求項４に記載の微小気泡含有水発生装置。
【請求項６】
上記微小気泡発生体を挿入する経路は、非直線状の経路である
ことを特徴とする請求項４に記載の微小気泡含有水発生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る微小気泡発生体は、下流側にシャワーヘッド、蛇口、または絞り部を有する吐出装置の給水系の経路に挿入して使用するものであって、略円柱形状の棒状体と、当該棒状体の曲面の表面に設けられた多数の凸部とを備え、弾性を有するエストラマ材料により形成されることを特徴とする。