(57)【要約】【課題】極小泡を生成できて、シャワーノズル、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器を提供すること。【解決手段】下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成して、第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたこと。【選択図】図５
2012130901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力液体供給部材と、この圧力流体供給部材から給送されてくる液体を吐出する吐出部材との間に介装されて、この吐出部材から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器であって、
下流側に向けて窄まる第１流路を設けた上流側本体と、前記第１流路内に収納されて多数の通液孔を設けた分流コマと、前記上流側本体に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路を設けた下流側本体とにより構成して、
前記第１流路の下流側端部を、前記第２流路の上流側端部に対向させたことを特徴とするバブル発生器。
【請求項２】
互いに当接し合う前記上流側本体の当接面または前記下流側本体の当接面のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバブル発生器。
【請求項３】
前記分流コマの各通液孔の軸心を、当該分流コマの軸心に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバブル発生器。
【請求項４】
前記上流側本体と下流側本体との間に空間を形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバブル発生器。
【請求項５】
前記第１流路の下流側端部に位置する開口の大きさを、前記第２流路の上流側端部に位置する開口より小さくしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のバブル発生器。
【請求項６】
前記上流側本体または下流側本体に、前記空間に連通する取入口を有した外気取入部材を取り付けて、前記液体中に前記極小泡と微小泡とを発生させ得るようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のバブル発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力液体供給部材と、吐出部材との間に介装されて、この吐出部材から吐出される液体中に極小泡を発生させるバブル発生器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、蛇口やシャワーノズルによって吐水される水中に、気泡を混入させるようにすると、洗浄効果を高めたり、肌に刺激を与えるようになったり、あるいは水はねを防止できる等といった効果が得られることが、特許文献１あるいは特許文献２等においてよく知られている。
【０００３】
これらの特許文献１及び２で提案されている気泡の形成は、水道水の流れの中に負圧発生部分を形成して、この負圧発生部分に外気を導入してなされるものであるため、大きさがせいぜいミリ単位の気泡（以下、ミリバブル、あるいは微小泡という）である。この微小泡を、大きさがミクロン単位の気泡（以下、マイクロバブル、あるいは極小泡という）にすれば、洗浄効果等がより一層高まることが、例えば、特許文献３において示されている。
【０００４】
一般に、「マイクロバブル」の定義としては、分野により様々な定義がなされているが、直径１ｍｍ以上を含まないことでは一致しており、また直径１μｍ未満のものはナノバブルと称されるので、これらの間の直径を有する気泡をマイクロバブルと定義する。本発明では、このように定義されるマイクロバブルを極小泡と言い、直径１ｍｍ以上の気泡を微小泡ということとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７３１５号公報、要約
【特許文献２】特開２００９−２７４０２６号公報、要約
【特許文献３】特開２００９−７８１４０号公報、要約
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３には、「より短時間で効率よく洗髪ないしマッサージなどの身体各部のケアを行なう」ことを目的としてなされた、「身体ケア用洗浄水供給装置」が提案されており、この「身体ケア用洗浄水供給装置」は、図８にも示すように、「原水に気泡を混合した洗浄水を用いて身体のケアを行なう洗浄水供給装置にとして、原水の供給部から身体を洗浄する洗浄水の注出部に至る水配管１２と、原水に微細気泡を混合、溶解させるために上記水配管に設置した微細気泡発生装置及び発生した微細気泡が混合、溶解している原水をノズルから原水中に加速して噴射し、直径が約１〜５０μｍのマイクロバブルを混合、溶解した洗浄水を生成するため水配管に設置した洗浄水生成部２９と、上記水配管の注出部に設けた洗浄水注出のための水栓及び注出した洗浄水を受け止められる身体洗浄用水受けを具備して構成する」という構成を有するものである。
【０００７】
そして、この特許文献３の「直径が約１〜５０μｍのマイクロバブルを発生させる微細気泡発生装置」は、当該文献３の段落００１８に示されているように、「上記微細気泡発生装置１５は、…流入口１５ａから供給される浄水と、空気を吸引するための渦流ポンプ３９と、渦流ポンプ３９を駆動するモーター４０と、渦流ポンプ３９から排出される空気を原水と混合、攪拌し、原水に空気を溶解させるせん断・攪拌部４１と、空気混合溶解液に含有され、溶解されない気体を分離する気液混合分離手段４２、上記手段４２から排出される空気溶解液を吐出、減圧して微細気泡を発生させる手段を備えている」ものであるが、当該文献３の段落００１０に示されているように、「微細気泡発生装置は、原水を攪拌状態として渦流・せん断を生じさせる装置であり、いわゆるマイクロバブルとなる微細気泡を混合、溶解させるために用意されている」ものである。
【０００８】
つまり、この特許文献３にて提案されている「微細気泡発生装置」は、上記のように複雑な構成を有しているだけでなく、「原水を攪拌状態として渦流・せん断を生じさせる装置」なのか、「マイクロバブルとなる微細気泡を混合、溶解させる」装置なのかよく判らないものとなっている。
【０００９】
そこで、本発明者等は、簡単な構成で、マイクロバブル、つまり極小泡を生成あるいは発生させることができるだけでなく、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器とするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【００１０】
すなわち、本発明の目的とするところは、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器を、簡単な構成によって提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から給送されてくる液体を吐出する吐出部材２００との間に介装されて、この吐出部材２００から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器１００であって、
下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成して、
第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたことを特徴とするバブル発生器１００」
である。
【００１２】
すなわち、この請求項１に係るバブル発生器１００は、図１に示すように、例えば給水栓のような圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から例えば第１流路１１を介して給送されてくる液体を吐出する、例えばシャワーノズルのような吐出部材２００との間に介装されるものである。なお、このバブル発生器１００は、種々な機器に適用されるものであり、図１に例示するようなシャワーノズル２００に限らず、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワー等に適用できるものである。
【００１３】
さらに、このバブル発生器１００は、次のような種々な分野あるいは機器に、応用あるいは適用されるものである。
・理美容、ペット洗浄分野（洗浄性、消臭性向上が期待できる）
・お風呂分野（マイクロバブルバスとして洗浄性、保温性向上が期待できる）
・介護分野あるいは介護施設（シャワーとして洗浄性、保温性向上が期待できる）
・水産加工物洗浄分野（洗浄性が期待できる）
・洗濯機、コインランドリー分野（配管への装着で、衣類の洗浄性向上が期待できる）
・農業、食品工場分野（農産物の育成助長、減菌効果が期待できる）
・大学などの研究機関にマイクロバブル発生装置としての提供
・ガソリンスタンドの洗浄シャワーノズル分野（洗浄性向上が期待できる）
・化粧品分野（洗浄性効果が期待できる）
【００１４】
そして、このバブル発生器１００は、吐出部材２００から吐出される水道水や湯水等の液体中に極小泡を発生させるものである。従って、このバブル発生器１００が適用される液体も、シャワー水や洗浄水に限らず、極小泡が発生すると好ましい他の液体、例えば、液肥や処理液等をも対象とし得るものである。
【００１５】
バブル発生器１００は、図２〜図７に示すように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものである。また、このバブル発生器１００は、上流側本体１０の第１流路１１内に流れた液体を、下流側本体２０の第２流路２１内に円滑に給送すべく、第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。
【００１６】
つまり、このバブル発生器１００は、図５中の矢印にて示すように、圧力液体供給部材２１０から上流側本体１０側に給送されてきた液体中に、図示下側に位置する下流側本体２０から第２流路２１に給送する間に、内部で極小泡を発生させることになるものであり、第２流路２１から吐出された液体中に極小泡を混入させるものである。なお、図１に示したバブル発生器１００は、図５に示したバブル発生器１００とは上下反対になっている。
【００１７】
このバブル発生器１００において、極小泡は次のようにして発生する。まず、上流側本体１０内に給送された液体は、分流コマ３０の各通液孔３１内に流れ込むことによって分流されながら第１流路１１内に放出される。この第１流路１１は、下流側に向けて窄まっているから、第１流路１１内に放出された液体を圧縮しながら下流側にむけて送り込む。この第１流路１１の下流側端部は、下流側本体２０に形成してある第２流路２１の上流側端部に対向させてあるから、液体は第１流路１１から第２流路２１内に流れ込む。この第２流路２１は、下流側に向けて広がるものであるから、その下流側端部において、液体の圧力は急激に下がることになる。
【００１８】
以上の各段階で、液体には、様々な剪断応力が掛けられるだけでなく、加圧されその開放もなされるから、液体中にキャビテーションが発生することになる。しかも、これらの各力は、バブル発生器１００内が複雑形状の流れを発生させることもあって、これら各力自体が比較的大きいものとなるだけでなく、第１流路１１及び第２流路２１内という極めて短い道程、すなわち短時間内で、掛けられたり開放されたりすることになるのであるから、液体中に溶け込んでいた気体成分がキャビテーションによって気泡となって現出するにあたって、極めて微小な気泡、つまりマイクロバブルとなるのである。
【００１９】
発明者の実験によると、このバブル発生器１００を使用することによって液体中にキャビテーションが発生するのは、次の理由によると考えられる。このバブル発生器１００を使用すると、上流側本体１０の第１流路１１の開口１１ａを液体が通過する際に、旋回流の作用で液流の中心に気体軸（真空軸）が形成される。一方、下流側本体２０の開口２１ａから、第２流路２１へ液体が吐出される際に、周囲の液体の壁によって中央部を流れると考えられる。従って、気体軸側に引き込まれようとする液体と、開口２１ａから放射状に噴出する液体とが衝突し、気体軸の気体が剪断されて極小泡（マイクロバブル）が発生するのであると、考えられる。
【００２０】
一般に、キャビテーションによって発生する蒸気や気泡は、短時間内で再び液体中に吸収されてしまうのであるが、本発明に係るバブル発生器１００内に発生した気泡は、マイクロバブルという極小泡であるから、その表面張力等によって短時間内で再び液体中に吸収されてしまうことはない。換言すれば、第２流路２１から吐出される液体中にはマイクロバブル、つまり極小泡を残留させたままとなるのであり、この液体を、例えばシャワーノズル２００からのシャワー水として使用すれば、高い洗浄力で洗髪や身体洗浄が行えるのである。
【００２１】
従って、この請求項１に係るバブル発生器１００においては、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【００２２】
上記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に記載のバブル発生器１００について、
「互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面１５・２５間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにしたこと」
である。
【００２３】
この請求項２に係るバブル発生器１００は、上述の請求項１のバブル発生器１００で説明したように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものであるし、上流側本体１０の第１流路１１内に流れた液体を、下流側本体２０の第２流路２１内に円滑に給送すべく、第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。
【００２４】
つまり、このバブル発生器１００は、図５中の矢印にて示すように、圧力液体供給部材２１０から上流側本体１０側に給送されてきた液体が、図示下側に位置する下流側本体２０の第２流路２１の図示上端部に給送される際に、この給送液体に負圧が発生するものである。
【００２５】
一方、図５及び図６に示すように、互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としてあるから、これらの当接面１５・２５間には微細な隙間が形成されている。そこで、上流側本体１０側に給送されてきた液体が下流側本体２０に給送される際に、この給送液体に負圧が発生するのであれば、この負圧によって、当接面１５・２５間の微細な隙間から当該バブル発生器１００の内部に外気が導入されることになるのである。
【００２６】
ここで、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としなければならないが、その理由は次の通りである。先ず、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５の面粗度ＲＡが０．２より小さいと、当接面１５・２５間の隙間が小さくて外気の導入を行えないからだけでなく、そのような面粗度への加工はコストが掛かるだけで余り意味がないからである。一方、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５の面粗度Ｒａを６．３より大きいと、当接面１５・２５間の隙間が大きくなりすぎて、外気の導入は簡単に行えるが、この種のバブル発生器１００の「液漏れ」の原因となってしまうのである。
【００２７】
また、面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としなければならないのは、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方であって、必ずしも、上流側本体１０の当接面１５及び下流側本体２０の当接面２５の両方である必要はない。しかしながら、上流側本体１０の当接面１５及び下流側本体２０の当接面２５の両方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としておけば、後述の微小泡の発生制御がし易くなることは当然である。
【００２８】
さて、以上のような面粗度とした当接面１５・２５間の隙間からバブル発生器１００の内部に導入された外気は、上流側本来１０と下流側本来２０との境界部分で液体中に分散されるから、直径がミリ単位の微小泡となるものであり、この微小泡は、下流側本来２０の第２流路２１から吐出される液体中に、極小泡とともに混入されることになるのである。この微小泡は、例えば、上記特許文献１や２等において知られているものである。
【００２９】
従って、この請求項２に係るバブル発生器１００においては、極小泡及び微小泡を同時に生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【００３０】
上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項１または請求項２に記載のバブル発生器１００について、
「分流コマ３０の各通液孔３１の軸心を、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させたこと」
である。    
【００３１】
すなわち、この請求項３のバブル発生器１００では、図４の（ａ）及び図５に示すように、分流コマ３０の各通液孔３１の軸心を、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させたものであり、これにより、各通液孔３１中を流れる液体に極小泡発生のための力をより一層与えるようにしてある。
【００３２】
各通液孔３１が、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させてあると、当該分流コマ３０の軸心方向に流れてきた液体を旋回させることになり、この液体に対する旋回力が進行方向変更に伴う剪断応力として急激に加えられることになって、キャビテーションによる気泡の細分化がより促進され、極小泡の発生をより促すことになるのである。
【００３３】
従って、この請求項３に係るバブル発生器１００は、上記請求項１または請求項２のそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００３４】
さらに、上記課題を解決するために請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバブル発生器１００について、
「上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしたこと」
である。
【００３５】
この請求項４のバブル発生器１００は、図５に示すように、上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしたものであり、互いに対向させてある、第１流路１１の下流側端部と、第２流路２１の上流側端部とが、一旦、この空間４０で開口することになるものである。特に、この空間４０に第１流路１１の下流側端部が開口させてあることは、この第１流路１１の下流側端部から流れ出る液体にベンチュリー効果による負圧を発生させることになるのである。
【００３６】
これらの第１流路１１の下流側端部と、第２流路２１の上流側端部とが、この空間４０で開口していれば、液体は、第１流路１１の下流側端部から空間４０に流れ出る際、またこの空間４０から第２流路２１の上流側端部へと流れる際に、バブル発生器１００の構造的な抵抗と、圧力変化とを急激に受けることになり、この液体に対するキャビテーション発生の原因と、気泡の細分化がより多くなされる。
【００３７】
従って、この請求項４に係るバブル発生器１００は、上記請求項１〜３のいずれかのそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００３８】
また、請求項５に係る発明の採った手段は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載のバブル発生器１００について、
「第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさを、第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしたこと」
である。
【００３９】
この請求項５のバブル発生器１００では、図５に示すように、第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさを、第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしたものであり、これにより、液体が第１流路１１の下流側端部から空間４０に流れ出る際、またこの空間４０から第２流路２１の上流側端部へと流れる際に、この液体に、バブル発生器１００の構造的な抵抗と、圧力変化とをより急激に与えることになり、この液体に対するキャビテーション発生の原因と、気泡の細分化をより多くなすようになっているのである。
【００４０】
従って、この請求項５に係るバブル発生器１００は、上記請求項１〜４のいずれかに係るそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００４１】
そして、上記課題を解決するために、請求項６に係る発明の採った手段は、上記請求項４または請求項５に記載のバブル発生器１００について、
「上流側本体１０または下流側本体２０に、空間４０に連通する取入口５１を有した外気取入部材５０を取り付けて、前記液体中に前記極小泡と微小泡とを発生させ得るようにしたこと」
である。
【００４２】
すなわち、この請求項６のバブル発生器１００は、図５に示すように、空間４０に連通する取入口５１を有した外気取入部材５０を取り付けたものであり、この外気取入部材５０は、その取入口５１が空間４０に連通するのであれば、上流側本体１０または下流側本体２０のいずれに取り付けられるものであってもよい。
【００４３】
外気取入部材５０は、取入口５１を介して空間４０に連通しているし、この空間４０内には第１流路１１の下流側端部から液体が流れ出たとき負圧が生じるのであるから、当該バブル発生器１００が機能中は、この外気取入部材５０に空間４０内の負圧が取入口５１を介して掛けられことになる。この負圧が外気取入部材５０に掛けられると、外気取入部材５０は、外気を取入口５１を介して空間４０内に導入することになり、この外気が空間４０内の液流によって微小泡となるのである。
【００４４】
このバブル発生器１００自体は、極小泡を本来的に生成するものであるから、下流側本体２０から流れ出る液体中には、この極小泡と、外気取入部材５０を介して導入された外気によって形成された微小泡と、が混在することになるのである。
【００４５】
従って、この請求項６に係るバブル発生器１００は、極小泡及び微小泡の両種の気泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【発明の効果】
【００４６】
以上、説明した通り、本発明においては、
「圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から給送されてくる液体を吐出する吐出部材２００との間に介装されて、この吐出部材２００から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器１００であって、
下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成して、
第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器１００を、簡単な構成によって提供することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るバブル発生器１００をシャワーノズル２００と給水栓２１０との間に適用した状態を示す斜視図である。
【図２】同バブル発生器１００の拡大斜視図である。
【図３】同バブル発生器１００の正面図である。
【図４】同バブル発生器１００を示すもので、（ａ）は平面図、（極小泡）は底面図である。
【図５】同バブル発生器１００の縦断面図である。
【図６】図５に示したバブル発生器１００の一部を拡大して示した縦断面図である。
【図７】同バブル発生器１００を構成している分流コマ３０を拡大して示すもので、（ａ）は正面図、（極小泡）は上から見た斜視図、（微小泡）は下から見た斜視図である。
【図８】特許文献３の技術を示す経路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態であるバブル発生器１００について説明するが、この実施形態のバブル発生器１００は、上記各請求項に係る発明の全てを含むものである。
【００４９】
図１には、本発明に係るバブル発生器１００を、その下流側本体２０を介してシャワーノズル２００の下端に連結し、このバブル発生器１００の上流側本体１０をホース２２０の一端に接続した状態が示してある。勿論、ホース２２０の他端は、給水栓２１０に接続してある。この給水栓２１０は、上述した分流コマ３０に対応するものであり、シャワーノズル２００は同空間４０に対応するものである。本実施形態では、上流側本体１０の接続部１３によってホース２２０が接続され、下流側本体２０の接続部２３によってシャワーノズル２００に接続される。
【００５０】
バブル発生器１００は、図２〜図７に示したように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものである。また、このバブル発生器１００は、図５に示したように、その第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。なお、この図５に示したバブル発生器１００は、図１に示したそれと、上下逆にして表現してある。
【００５１】
上流側本体１０と下流側本体２０とは、その各第２流路２１及び２４によって互いに連結されるものであり、その連結部には、パッキング１６を介装して液漏れを防止している。本実施形態のバブル発生器１００では、これらの上流側本体１０と下流側本体２０とを連結させたとき、図５に示したように、上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしている。そして、上流側本体１０に形成した第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさは、下流側本体２０に形成した第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしてある。
【００５２】
上流側本体１０の、第１流路１１の開口端部（図５では第１流路１１の上端側）に位置する部分には載置段部１２が形成してあり、この載置段部１２上には分流コマ３０を収納して載置してある。この分流コマ３０は、図４の（ａ）にも示したように、多数の通液孔３１が形成してあるが、これらの通液孔３１は、その軸心を当該バブル発生器１００のそれに対して傾斜するようにしてある。また、この分流コマ３０の上下には、整流突起３２が突出形成してあり、これらの整流突起３２の側面は傾斜させてある。この傾斜状態は、第１流路１１の内面の傾斜状態に近いものとしてあり、これによって、第１流路１１を流れる液流に滞留部分が大きく形成されないようにしてある。なお、この傾斜状態は、図５の図示下側の整流突起３２については急にしてあり、上側の整流突起３２については緩やかになるようにしてある。
【００５３】
ここで、本実施形態に係るバブル発生器１００では、図５及び図６に示したように、互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としてある。このため、これらの当接面１５・２５間には微細な隙間が形成されている。そこで、上流側本体１０側に給送されてきた液体が下流側本体２０に給送される際に、この給送液体に負圧が発生すると、この負圧によって、当接面１５・２５間の微細な隙間から当該バブル発生器１００の内部に外気が導入されることになるのである。
【００５４】
本実施形態のバブル発生器１００では、図５及び図６に示したように、当接面１５・２５間より内部に、液漏れ防止のためのパッキング１６が介装してあって、このパッキング１６は、断面を逆Ｕ字状にしたものである。このパッキング１６は、当接面１５・２５間の隙間からの外気の導入を許容し易く、逆に当該バブル発生器１００の内部からの液圧による液漏れを防止し易くしている。
【００５５】
本実施形態のバブル発生器１００は、図１〜図７に示したように、外気取入部材５０をも備えたものである。この外気取入部材５０は、その取入口５１を下流側本体２０側に接続することによってバブル発生器１００の一部品としたものであり、その内部が、前述した空間４０内に連通し得るようにしてある。なお、この外気取入部材５０の取入口５１は、空間４０に連通し得るのであれば、上流側本体１０側に連結するように実施してもよい。
【００５６】
外気取入部材５０は、図５に示したように、取入口５１の外側を構成している部分内に収納される弁体５２と、この弁体５２が当接する弁座５４とを備えているものであり、弁体５２のバブル発生器１００側にはスプリング５３が配置してあり、このスプリング５３は当該弁体５２を常にバブル発生器１００とは反対側に付勢するものである。また、このスプリング５３の付勢力は、外部に突出されて弁体５２と一体化された調整ネジ５５によって調整されるものである。さらに、この外気取入部材５０は、弁体５２が弁座５４に当接していないときには、調整ネジ５５の周囲を通して、外部と空間４０内とを連通させるものである。
【００５７】
さて、この外気取入部材５０は、調整ネジ５５の調整によってスプリング５３の付勢力を小さくすれば、空間４０内の負圧が大きくなくても外気を十分取り込み得る状態にし、逆に、このスプリング５３の付勢力を大きくすれば、空間４０内の負圧が大きくなければ外気を取り込み得ない状態にするものである。勿論、この外気取入部材５０によって外気が取り込まれない場合、つまり微小泡が発生されない場合であっても、バブル発生器１００の基本構造によって、「極小泡」自体は発生されていることは言うまでもない。
【００５８】
また、この外気取入部材５０は、「逆止弁」の機能も備えている。つまり、第１流路１１または第２流路２１側において異常な圧力が発生した場合、この圧力が取入口５１を介して弁体５２に掛かるから、この弁体５２が弁座５４に当接して、液漏れを防止するのである。
【００５９】
なお、この外気取入部材５０をバブル発生器１００に取り付けたり、弁体５２や弁座５４を組み付けるにあたっては、必要に応じて、それぞれ適宜箇所にパッキングが採用されることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１００    バブル発生器
１０    上流側本体
１１    第１流路
１１ａ  開口
１２    載置段部
１３    接続部
１４    取付ネジ
１５    当接面
１６    パッキング
２０    下流側本体
２１    第２流路
２１ａ  開口
２３    取付部
２４    取付ネジ
２５    当接面
３０    分流コマ
３１    通液孔
３２    整流突起
４０    空間
５０    外気取入部材
５１    取入口
５２    弁体
５３    スプリング
５４    弁座
５５    調整ネジ
２００    吐出部材（シャワーノズル）
２１０    圧力液体供給部材（給水栓）
２２０    ホース
【図１】
2012130901.tif 000003
【図２】
2012130901.tif 000004
【図３】
2012130901.tif 000005
【図４】
2012130901.tif 000006
【図５】
2012130901.tif 000007
【図６】
2012130901.tif 000008
【図７】
2012130901.tif 000009
【図８】
2012130901.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月20日(2012.2.20)
【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】
圧力液体供給部材と、この圧力流体供給部材から給送されてくる液体を吐出する吐出部材との間に介装されて、この吐出部材から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器であって、
下流側に向けて窄まる第１流路を設けた上流側本体と、前記第１流路内に収納されて多数の通液孔を設けた分流コマと、前記上流側本体に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路を設けた下流側本体とにより構成し、
前記第１流路の下流側端部を、前記第２流路の上流側端部に対向させるとともに、
互いに当接し合う前記上流側本体の当接面または前記下流側本体の当接面のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにしたことを特徴とするバブル発生器。
【請求項２】
前記分流コマの各通液孔の軸心を、当該分流コマの軸心に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のバブル発生器。
【請求項３】
前記上流側本体と下流側本体との間に空間を形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載のバブル発生器。
【請求項４】
前記第１流路の下流側端部に位置する開口の大きさを、前記第２流路の上流側端部に位置する開口より小さくしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバブル発生器。
【請求項５】
前記上流側本体または下流側本体に、前記空間に連通する取入口を有した外気取入部材を取り付けて、前記液体中に前記極小泡と微小泡とを発生させ得るようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のバブル発生器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力液体供給部材と、吐出部材との間に介装されて、この吐出部材から吐出される液体中に極小泡を発生させるバブル発生器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、蛇口やシャワーノズルによって吐水される水中に、気泡を混入させるようにすると、洗浄効果を高めたり、肌に刺激を与えるようになったり、あるいは水はねを防止できる等といった効果が得られることが、特許文献１あるいは特許文献２等においてよく知られている。
【０００３】
これらの特許文献１及び２で提案されている気泡の形成は、水道水の流れの中に負圧発生部分を形成して、この負圧発生部分に外気を導入してなされるものであるため、大きさがせいぜいミリ単位の気泡（以下、ミリバブル、あるいは微小泡という）である。この微小泡を、大きさがミクロン単位の気泡（以下、マイクロバブル、あるいは極小泡という）にすれば、洗浄効果等がより一層高まることが、例えば、特許文献３において示されている。
【０００４】
一般に、「マイクロバブル」の定義としては、分野により様々な定義がなされているが、直径１ｍｍ以上を含まないことでは一致しており、また直径１μｍ未満のものはナノバブルと称されるので、これらの間の直径を有する気泡をマイクロバブルと定義する。本発明では、このように定義されるマイクロバブルを極小泡と言い、直径１ｍｍ以上の気泡を微小泡ということとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７３１５号公報、要約
【特許文献２】特開２００９−２７４０２６号公報、要約
【特許文献３】特開２００９−７８１４０号公報、要約
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３には、「より短時間で効率よく洗髪ないしマッサージなどの身体各部のケアを行なう」ことを目的としてなされた、「身体ケア用洗浄水供給装置」が提案されており、この「身体ケア用洗浄水供給装置」は、図８にも示すように、「原水に気泡を混合した洗浄水を用いて身体のケアを行なう洗浄水供給装置にとして、原水の供給部から身体を洗浄する洗浄水の注出部に至る水配管１２と、原水に微細気泡を混合、溶解させるために上記水配管に設置した微細気泡発生装置及び発生した微細気泡が混合、溶解している原水をノズルから原水中に加速して噴射し、直径が約１〜５０μｍのマイクロバブルを混合、溶解した洗浄水を生成するため水配管に設置した洗浄水生成部２９と、上記水配管の注出部に設けた洗浄水注出のための水栓及び注出した洗浄水を受け止められる身体洗浄用水受けを具備して構成する」という構成を有するものである。
【０００７】
そして、この特許文献３の「直径が約１〜５０μｍのマイクロバブルを発生させる微細気泡発生装置」は、当該文献３の段落００１８に示されているように、「上記微細気泡発生装置１５は、…流入口１５ａから供給される浄水と、空気を吸引するための渦流ポンプ３９と、渦流ポンプ３９を駆動するモーター４０と、渦流ポンプ３９から排出される空気を原水と混合、攪拌し、原水に空気を溶解させるせん断・攪拌部４１と、空気混合溶解液に含有され、溶解されない気体を分離する気液混合分離手段４２、上記手段４２から排出される空気溶解液を吐出、減圧して微細気泡を発生させる手段を備えている」ものであるが、当該文献３の段落００１０に示されているように、「微細気泡発生装置は、原水を攪拌状態として渦流・せん断を生じさせる装置であり、いわゆるマイクロバブルとなる微細気泡を混合、溶解させるために用意されている」ものである。
【０００８】
つまり、この特許文献３にて提案されている「微細気泡発生装置」は、上記のように複雑な構成を有しているだけでなく、「原水を攪拌状態として渦流・せん断を生じさせる装置」なのか、「マイクロバブルとなる微細気泡を混合、溶解させる」装置なのかよく判らないものとなっている。
【０００９】
そこで、本発明者等は、簡単な構成で、マイクロバブル、つまり極小泡を生成あるいは発生させることができるだけでなく、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器とするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【００１０】
すなわち、本発明の目的とするところは、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器を、簡単な構成によって提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から給送されてくる液体を吐出する吐出部材２００との間に介装されて、この吐出部材２００から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器１００であって、
下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成し、
第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させるとともに、
互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面１５・２５間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにしたことを特徴とするバブル発生器１００」
である。
【００１２】
すなわち、この請求項１に係るバブル発生器１００は、図１に示すように、例えば給水栓のような圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から例えば第１流路１１を介して給送されてくる液体を吐出する、例えばシャワーノズルのような吐出部材２００との間に介装されるものである。なお、このバブル発生器１００は、種々な機器に適用されるものであり、図１に例示するようなシャワーノズル２００に限らず、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワー等に適用できるものである。
【００１３】
さらに、このバブル発生器１００は、次のような種々な分野あるいは機器に、応用あるいは適用されるものである。
・理美容、ペット洗浄分野（洗浄性、消臭性向上が期待できる）
・お風呂分野（マイクロバブルバスとして洗浄性、保温性向上が期待できる）
・介護分野あるいは介護施設（シャワーとして洗浄性、保温性向上が期待できる）
・水産加工物洗浄分野（洗浄性が期待できる）
・洗濯機、コインランドリー分野（配管への装着で、衣類の洗浄性向上が期待できる）
・農業、食品工場分野（農産物の育成助長、減菌効果が期待できる）
・大学などの研究機関にマイクロバブル発生装置としての提供
・ガソリンスタンドの洗浄シャワーノズル分野（洗浄性向上が期待できる）
・化粧品分野（洗浄性効果が期待できる）
【００１４】
そして、このバブル発生器１００は、吐出部材２００から吐出される水道水や湯水等の液体中に極小泡を発生させるものである。従って、このバブル発生器１００が適用される液体も、シャワー水や洗浄水に限らず、極小泡が発生すると好ましい他の液体、例えば、液肥や処理液等をも対象とし得るものである。
【００１５】
バブル発生器１００は、図２〜図７に示すように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものである。また、このバブル発生器１００は、上流側本体１０の第１流路１１内に流れた液体を、下流側本体２０の第２流路２１内に円滑に給送すべく、第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。
【００１６】
つまり、このバブル発生器１００は、図５中の矢印にて示すように、圧力液体供給部材２１０から上流側本体１０側に給送されてきた液体中に、図示下側に位置する下流側本体２０から第２流路２１に給送する間に、内部で極小泡を発生させることになるものであり、第２流路２１から吐出された液体中に極小泡を混入させるものである。なお、図１に示したバブル発生器１００は、図５に示したバブル発生器１００とは上下反対になっている。
【００１７】
このバブル発生器１００において、極小泡は次のようにして発生する。まず、上流側本体１０内に給送された液体は、分流コマ３０の各通液孔３１内に流れ込むことによって分流されながら第１流路１１内に放出される。この第１流路１１は、下流側に向けて窄まっているから、第１流路１１内に放出された液体を圧縮しながら下流側にむけて送り込む。この第１流路１１の下流側端部は、下流側本体２０に形成してある第２流路２１の上流側端部に対向させてあるから、液体は第１流路１１から第２流路２１内に流れ込む。この第２流路２１は、下流側に向けて広がるものであるから、その下流側端部において、液体の圧力は急激に下がることになる。
【００１８】
以上の各段階で、液体には、様々な剪断応力が掛けられるだけでなく、加圧されその開放もなされるから、液体中にキャビテーションが発生することになる。しかも、これらの各力は、バブル発生器１００内が複雑形状の流れを発生させることもあって、これら各力自体が比較的大きいものとなるだけでなく、第１流路１１及び第２流路２１内という極めて短い道程、すなわち短時間内で、掛けられたり開放されたりすることになるのであるから、液体中に溶け込んでいた気体成分がキャビテーションによって気泡となって現出するにあたって、極めて微小な気泡、つまりマイクロバブルとなるのである。
【００１９】
発明者の実験によると、このバブル発生器１００を使用することによって液体中にキャビテーションが発生するのは、次の理由によると考えられる。このバブル発生器１００を使用すると、上流側本体１０の第１流路１１の開口１１ａを液体が通過する際に、旋回流の作用で液流の中心に気体軸（真空軸）が形成される。一方、下流側本体２０の開口２１ａから、第２流路２１へ液体が吐出される際に、周囲の液体の壁によって中央部を流れると考えられる。従って、気体軸側に引き込まれようとする液体と、開口２１ａから放射状に噴出する液体とが衝突し、気体軸の気体が剪断されて極小泡（マイクロバブル）が発生するのであると、考えられる。
【００２０】
一般に、キャビテーションによって発生する蒸気や気泡は、短時間内で再び液体中に吸収されてしまうのであるが、本発明に係るバブル発生器１００内に発生した気泡は、マイクロバブルという極小泡であるから、その表面張力等によって短時間内で再び液体中に吸収されてしまうことはない。換言すれば、第２流路２１から吐出される液体中にはマイクロバブル、つまり極小泡を残留させたままとなるのであり、この液体を、例えばシャワーノズル２００からのシャワー水として使用すれば、高い洗浄力で洗髪や身体洗浄が行えるのである。
【００２１】
従って、この請求項１に係るバブル発生器１００においては、まず、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【００２２】
また、この請求項１に記載のバブル発生器１００においては、
「互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面１５・２５間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにした」
ものであった。
【００２３】
このバブル発生器１００は、上述したように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものであるし、上流側本体１０の第１流路１１内に流れた液体を、下流側本体２０の第２流路２１内に円滑に給送すべく、第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。
【００２４】
つまり、このバブル発生器１００は、図５中の矢印にて示すように、圧力液体供給部材２１０から上流側本体１０側に給送されてきた液体が、図示下側に位置する下流側本体２０の第２流路２１の図示上端部に給送される際に、この給送液体に負圧が発生するものである。
【００２５】
一方、図５及び図６に示すように、互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としてあるから、これらの当接面１５・２５間には微細な隙間が形成されている。そこで、上流側本体１０側に給送されてきた液体が下流側本体２０に給送される際に、この給送液体に負圧が発生するのであれば、この負圧によって、当接面１５・２５間の微細な隙間から当該バブル発生器１００の内部に外気が導入されることになるのである。
【００２６】
ここで、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としなければならないが、その理由は次の通りである。先ず、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５の面粗度ＲＡが０．２より小さいと、当接面１５・２５間の隙間が小さくて外気の導入を行えないからだけでなく、そのような面粗度への加工はコストが掛かるだけで余り意味がないからである。一方、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５の面粗度Ｒａを６．３より大きいと、当接面１５・２５間の隙間が大きくなりすぎて、外気の導入は簡単に行えるが、この種のバブル発生器１００の「液漏れ」の原因となってしまうのである。
【００２７】
また、面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としなければならないのは、上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方であって、必ずしも、上流側本体１０の当接面１５及び下流側本体２０の当接面２５の両方である必要はない。しかしながら、上流側本体１０の当接面１５及び下流側本体２０の当接面２５の両方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としておけば、後述の微小泡の発生制御がし易くなることは当然である。
【００２８】
さて、以上のような面粗度とした当接面１５・２５間の隙間からバブル発生器１００の内部に導入された外気は、上流側本来１０と下流側本来２０との境界部分で液体中に分散されるから、直径がミリ単位の微小泡となるものであり、この微小泡は、下流側本来２０の第２流路２１から吐出される液体中に、極小泡とともに混入されることになるのである。この微小泡は、例えば、上記特許文献１や２等において知られているものである。
【００２９】
従って、この請求項１に係るバブル発生器１００においては、極小泡及び微小泡を同時に生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【００３０】
上記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に記載のバブル発生器１００について、
「分流コマ３０の各通液孔３１の軸心を、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させたこと」
である。    
【００３１】
すなわち、この請求項２のバブル発生器１００では、図４の（ａ）及び図５に示すように、分流コマ３０の各通液孔３１の軸心を、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させたものであり、これにより、各通液孔３１中を流れる液体に極小泡発生のための力をより一層与えるようにしてある。
【００３２】
各通液孔３１が、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させてあると、当該分流コマ３０の軸心方向に流れてきた液体を旋回させることになり、この液体に対する旋回力が進行方向変更に伴う剪断応力として急激に加えられることになって、キャビテーションによる気泡の細分化がより促進され、極小泡の発生をより促すことになるのである。
【００３３】
従って、この請求項２に係るバブル発生器１００は、上記請求項１のそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００３４】
さらに、上記課題を解決するために請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項１〜請求項２のいずれかに記載のバブル発生器１００について、
「上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしたこと」
である。
【００３５】
この請求項３のバブル発生器１００は、図５に示すように、上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしたものであり、互いに対向させてある、第１流路１１の下流側端部と、第２流路２１の上流側端部とが、一旦、この空間４０で開口することになるものである。特に、この空間４０に第１流路１１の下流側端部が開口させてあることは、この第１流路１１の下流側端部から流れ出る液体にベンチュリー効果による負圧を発生させることになるのである。
【００３６】
これらの第１流路１１の下流側端部と、第２流路２１の上流側端部とが、この空間４０で開口していれば、液体は、第１流路１１の下流側端部から空間４０に流れ出る際、またこの空間４０から第２流路２１の上流側端部へと流れる際に、バブル発生器１００の構造的な抵抗と、圧力変化とを急激に受けることになり、この液体に対するキャビテーション発生の原因と、気泡の細分化がより多くなされる。
【００３７】
従って、この請求項３に係るバブル発生器１００は、上記請求項１〜２のいずれかのそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００３８】
また、請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバブル発生器１００について、
「第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさを、第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしたこと」
である。
【００３９】
この請求項４のバブル発生器１００では、図５に示すように、第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさを、第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしたものであり、これにより、液体が第１流路１１の下流側端部から空間４０に流れ出る際、またこの空間４０から第２流路２１の上流側端部へと流れる際に、この液体に、バブル発生器１００の構造的な抵抗と、圧力変化とをより急激に与えることになり、この液体に対するキャビテーション発生の原因と、気泡の細分化をより多くなすようになっているのである。
【００４０】
従って、この請求項４に係るバブル発生器１００は、上記請求項１〜３のいずれかに係るそれと同様な機能を発揮する他、極小泡の発生をより一層促進するものとなっているのである。
【００４１】
そして、上記課題を解決するために、請求項５に係る発明の採った手段は、上記請求項３または請求項４に記載のバブル発生器１００について、
「上流側本体１０または下流側本体２０に、空間４０に連通する取入口５１を有した外気取入部材５０を取り付けて、前記液体中に前記極小泡と微小泡とを発生させ得るようにしたこと」
である。
【００４２】
すなわち、この請求項５のバブル発生器１００は、図５に示すように、空間４０に連通する取入口５１を有した外気取入部材５０を取り付けたものであり、この外気取入部材５０は、その取入口５１が空間４０に連通するのであれば、上流側本体１０または下流側本体２０のいずれに取り付けられるものであってもよい。
【００４３】
外気取入部材５０は、取入口５１を介して空間４０に連通しているし、この空間４０内には第１流路１１の下流側端部から液体が流れ出たとき負圧が生じるのであるから、当該バブル発生器１００が機能中は、この外気取入部材５０に空間４０内の負圧が取入口５１を介して掛けられことになる。この負圧が外気取入部材５０に掛けられると、外気取入部材５０は、外気を取入口５１を介して空間４０内に導入することになり、この外気が空間４０内の液流によって微小泡となるのである。
【００４４】
このバブル発生器１００自体は、極小泡を本来的に生成するものであるから、下流側本体２０から流れ出る液体中には、この極小泡と、外気取入部材５０を介して導入された外気によって形成された微小泡と、が混在することになるのである。
【００４５】
従って、この請求項５に係るバブル発生器１００は、極小泡及び微小泡の両種の気泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したものとなっているのである。
【発明の効果】
【００４６】
以上、説明した通り、本発明においては、
「圧力液体供給部材２１０と、この圧力流体供給部材２１０から給送されてくる液体を吐出する吐出部材２００との間に介装されて、この吐出部材２００から吐出される前記液体中に極小泡を発生させるバブル発生器１００であって、
下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成し、
第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させるとともに、
互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３とし、
これらの当接面１５・２５間の微細な隙間から内部に外気を導入し得るようにしたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、極小泡を生成できて、シャワーノズル２００、水道水のための水栓、浴室や水槽さらには食器洗浄機等への配管、園芸に用いられる散水シャワーに適したバブル発生器１００を、簡単な構成によって提供することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るバブル発生器１００をシャワーノズル２００と給水栓２１０との間に適用した状態を示す斜視図である。
【図２】同バブル発生器１００の拡大斜視図である。
【図３】同バブル発生器１００の正面図である。
【図４】同バブル発生器１００を示すもので、（ａ）は平面図、（極小泡）は底面図である。
【図５】同バブル発生器１００の縦断面図である。
【図６】図５に示したバブル発生器１００の一部を拡大して示した縦断面図である。
【図７】同バブル発生器１００を構成している分流コマ３０を拡大して示すもので、（ａ）は正面図、（極小泡）は上から見た斜視図、（微小泡）は下から見た斜視図である。
【図８】特許文献３の技術を示す経路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態であるバブル発生器１００について説明するが、この実施形態のバブル発生器１００は、上記各請求項に係る発明の全てを含むものである。
【００４９】
図１には、本発明に係るバブル発生器１００を、その下流側本体２０を介してシャワーノズル２００の下端に連結し、このバブル発生器１００の上流側本体１０をホース２２０の一端に接続した状態が示してある。勿論、ホース２２０の他端は、給水栓２１０に接続してある。この給水栓２１０は、上述した分流コマ３０に対応するものであり、シャワーノズル２００は同空間４０に対応するものである。本実施形態では、上流側本体１０の接続部１３によってホース２２０が接続され、下流側本体２０の接続部２３によってシャワーノズル２００に接続される。
【００５０】
バブル発生器１００は、図２〜図７に示したように、下流側に向けて窄まる第１流路１１を設けた上流側本体１０と、第１流路１１内に収納されて多数の通液孔３１を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路２１を設けた下流側本体２０とにより構成したものである。また、このバブル発生器１００は、図５に示したように、その第１流路１１の下流側端部を、第２流路２１の上流側端部に対向させたものである。なお、この図５に示したバブル発生器１００は、図１に示したそれと、上下逆にして表現してある。
【００５１】
上流側本体１０と下流側本体２０とは、その各第２流路２１及び２４によって互いに連結されるものであり、その連結部には、パッキング１６を介装して液漏れを防止している。本実施形態のバブル発生器１００では、これらの上流側本体１０と下流側本体２０とを連結させたとき、図５に示したように、上流側本体１０と下流側本体２０との間に空間４０を形成するようにしている。そして、上流側本体１０に形成した第１流路１１の下流側端部に位置する開口１１ａの大きさは、下流側本体２０に形成した第２流路２１の上流側端部に位置する開口２１ａより小さくしてある。
【００５２】
上流側本体１０の、第１流路１１の開口端部（図５では第１流路１１の上端側）に位置する部分には載置段部１２が形成してあり、この載置段部１２上には分流コマ３０を収納して載置してある。この分流コマ３０は、図４の（ａ）にも示したように、多数の通液孔３１が形成してあるが、これらの通液孔３１は、その軸心を当該バブル発生器１００のそれに対して傾斜するようにしてある。また、この分流コマ３０の上下には、整流突起３２が突出形成してあり、これらの整流突起３２の側面は傾斜させてある。この傾斜状態は、第１流路１１の内面の傾斜状態に近いものとしてあり、これによって、第１流路１１を流れる液流に滞留部分が大きく形成されないようにしてある。なお、この傾斜状態は、図５の図示下側の整流突起３２については急にしてあり、上側の整流突起３２については緩やかになるようにしてある。
【００５３】
ここで、本実施形態に係るバブル発生器１００では、図５及び図６に示したように、互いに当接し合う上流側本体１０の当接面１５または下流側本体２０の当接面２５のいずれか少なくとも一方の面粗度Ｒａを、０．２〜６．３としてある。このため、これらの当接面１５・２５間には微細な隙間が形成されている。そこで、上流側本体１０側に給送されてきた液体が下流側本体２０に給送される際に、この給送液体に負圧が発生すると、この負圧によって、当接面１５・２５間の微細な隙間から当該バブル発生器１００の内部に外気が導入されることになるのである。
【００５４】
本実施形態のバブル発生器１００では、図５及び図６に示したように、当接面１５・２５間より内部に、液漏れ防止のためのパッキング１６が介装してあって、このパッキング１６は、断面を逆Ｕ字状にしたものである。このパッキング１６は、当接面１５・２５間の隙間からの外気の導入を許容し易く、逆に当該バブル発生器１００の内部からの液圧による液漏れを防止し易くしている。
【００５５】
本実施形態のバブル発生器１００は、図１〜図７に示したように、外気取入部材５０をも備えたものである。この外気取入部材５０は、その取入口５１を下流側本体２０側に接続することによってバブル発生器１００の一部品としたものであり、その内部が、前述した空間４０内に連通し得るようにしてある。なお、この外気取入部材５０の取入口５１は、空間４０に連通し得るのであれば、上流側本体１０側に連結するように実施してもよい。
【００５６】
外気取入部材５０は、図５に示したように、取入口５１の外側を構成している部分内に収納される弁体５２と、この弁体５２が当接する弁座５４とを備えているものであり、弁体５２のバブル発生器１００側にはスプリング５３が配置してあり、このスプリング５３は当該弁体５２を常にバブル発生器１００とは反対側に付勢するものである。また、このスプリング５３の付勢力は、外部に突出されて弁体５２と一体化された調整ネジ５５によって調整されるものである。さらに、この外気取入部材５０は、弁体５２が弁座５４に当接していないときには、調整ネジ５５の周囲を通して、外部と空間４０内とを連通させるものである。
【００５７】
さて、この外気取入部材５０は、調整ネジ５５の調整によってスプリング５３の付勢力を小さくすれば、空間４０内の負圧が大きくなくても外気を十分取り込み得る状態にし、逆に、このスプリング５３の付勢力を大きくすれば、空間４０内の負圧が大きくなければ外気を取り込み得ない状態にするものである。勿論、この外気取入部材５０によって外気が取り込まれない場合、つまり微小泡が発生されない場合であっても、バブル発生器１００の基本構造によって、「極小泡」自体は発生されていることは言うまでもない。
【００５８】
また、この外気取入部材５０は、「逆止弁」の機能も備えている。つまり、第１流路１１または第２流路２１側において異常な圧力が発生した場合、この圧力が取入口５１を介して弁体５２に掛かるから、この弁体５２が弁座５４に当接して、液漏れを防止するのである。
【００５９】
なお、この外気取入部材５０をバブル発生器１００に取り付けたり、弁体５２や弁座５４を組み付けるにあたっては、必要に応じて、それぞれ適宜箇所にパッキングが採用されることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１００    バブル発生器
１０    上流側本体
１１    第１流路
１１ａ  開口
１２    載置段部
１３    接続部
１４    取付ネジ
１５    当接面
１６    パッキング
２０    下流側本体
２１    第２流路
２１ａ  開口
２３    取付部
２４    取付ネジ
２５    当接面
３０    分流コマ
３１    通液孔
３２    整流突起
４０    空間
５０    外気取入部材
５１    取入口
５２    弁体
５３    スプリング
５４    弁座
５５    調整ネジ
２００    吐出部材（シャワーノズル）
２１０    圧力液体供給部材（給水栓）
２２０    ホース