(57)【要約】【課題】水需要者における供給水圧に応じて、提供水圧を大きく低減させることなく、提供水中における微細気泡数をなるべく増大させる調整機能付き微細気泡水生成器を提供する。【解決手段】本微細気泡水生成器１は、両端で水道水の給水管２に接続される可撓性を有する通水管３と、通水管３を挟み押圧する押圧機構４と、通水管３の吐出側に配置されて押圧機構による押圧により圧縮される弾性体で構成される撹乱部材５と、を備える。押圧機構４が通水管３を押圧して押し潰すと、通水管３の断面積は小さくなり水道水の管路中に通水管３による絞り部が形成されて、通過する水道水の速度が速くなる。そして、通水管３から吐出されるとき撹乱部材５を通り水道水は乱流となって噴出される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水道水の給水管に配設される微細気泡水生成器であって、
両端で前記給水管に接続される可撓性を有する通水管と、
前記通水管を挟み押圧して前記通水管の断面積を小さくする押圧機構と、
前記通水管の吐出側に配置されて前記押圧機構による押圧により圧縮される弾性体で構成されて吐出する水道水に乱流を引き起こす撹乱部材と、
を備える調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項２】
前記撹乱部材は、前記通水管の内周壁によって両端が支持され表面に突起を具備する板バネである請求項１に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項３】
前記バネは、中間部に折曲部が形成された板バネである請求項２に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項４】
前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返して当該屈曲の山部で前記絞り部の内周壁と接する板バネである請求項１に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項５】
前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返しながら前記通水管の内周に沿って配置される板バネである請求項４に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水道水中に含まれる空気を微細化させて微細気泡を増加させる微細気泡水生成器に関し、特に、本器に接続される水道水等の水圧に応じて、本器出口からの供給水中における微細気泡数を調整可能な調整機能付き微細気泡水生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細気泡とは、気泡の直径がおよそ１００μｍ以下のマイクロバブルやナノバブル（直径５０〜５００ｎｍ程度）のことであり、毛穴よりも微小な小さな泡が毛穴や汗腺の汚れを効果的に除去することができ、特に美容や健康での様々な分野で利用されている。そして、微細気泡は、これらの用途以外でも植物の成長を促進させるなどの目的でも利用されている。
【０００３】
また、微細気泡の電気的作用による洗浄効果も注目されている。微細気泡の表面はマイナスの電荷を有しており、気泡どうしが合体することなく、微細気泡は、水中に拡散・浮遊している。これに対し、油や皮脂、細かい異物等による汚れは通常プラスに帯電して、マイナスの電荷を帯びた被洗浄物と電気的に結合している。よって、マイナスの電荷を帯びている微細気泡がプラス電荷の汚れに吸着すると電気的に中和されて、汚れを被洗浄物から分離しやすい状態となる。そして、電気的に中和されて被洗浄物から分離した汚れは、微細気泡の気液界面に吸着したまま気泡の浮力によって水面に浮上することで、被洗浄物から除去された汚れが微細気泡水中で再び被洗浄物に付着されることなく洗浄されていく。
【０００４】
このような微細気泡を含有する液体を生成するには、高速せん断方式、加圧圧壊方式、キャビテーション方式などが知られているが、その多くが、アスピレータ方式などで、外部から空気を吸引している。或いは、強制注入している。例えば、特許文献１には、加速手段にて加速される液体、及び気液混合手段によりケーシングに導入される気体（直径が数ミリ程度の気泡）から成る混合流体をケーシング内にキャビテーションを起こさせて、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、入口から出口に向かってその中心軸に直交する断面積を漸減する通水用入口側の第１ノズルと、入口側の第１ノズルの出口から連通して設けられた連通路を介して連続して配設され、入口から出口に向かってその中心軸に直交する断面積を漸増する通水用出口側の第２ノズルと、前記連通路にのみ開口した隙間又は側室とを有するマイクロバブル発生装置が開示されている。この特許文献２のマイクロバブル発生装置は、外部から空気を吸入することなしに、水の中の溶存空気からキャビテーション方式によってマイクロバブルを発生させている。
【０００６】
また、家庭用に用いられる例としては、水の中の溶存空気からキャビテーション方式によってマイクロバブルを発生させる方式のマイクロバブル発生器を備えるシャワーヘッドが知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００７】
同じく家庭用としては、溶存空気からキャビテーション方式によって発生させたマイクロバブルを流体噴射装置から洗濯槽内の洗濯物に対して噴射して洗濯を行う洗濯機も知られている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２１３４３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３６８６４号公報
【特許文献３】特開２０１６−２１９６号公報
【特許文献４】特開２０１６−２０９３３１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１によるマイクロバブル発生装置は、タンクに貯留した水を加速して行う気液混合方式であり、この方式は、装置が大型化し、水道管直結型の簡易なタイプが要求される家庭用には不向きである。
【００１０】
特許文献２によるマイクロバブル発生装置は、水道圧の状況に応じて側室の軸流方向での幅サイズを調整しているが、第1ノズルと第２ノズルとの間に、調整機構によってサイズが変更する側室を設けるためにノズル全体の構成が複雑となっている。
【００１１】
また、特許文献３及び特許文献４においては、水道水の流路に絞りを設けて、キャビテーションにより微細気泡を発生させている。しかしながら、水道水圧の基準は全国一律に決められて、下限は１．５ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１５ＭＰａ）で、理想的には２．０乃至４．０ｋｇｆ/ｃｍ２（０．２乃至０．３９ＭＰａ）とされているが、地域によってバラツキがある。また、集合住宅の場合では階によっても異なる。
【００１２】
また、例えば地方自治体の水道局又は水道水供給事業者から、水道水の利用者である住居や事業所等に供給される水道水の水圧は、水道水供給者における水道水供給ポンプから各水道水利用者との距離、その間の高低差、需要者が水道水を多く利用する需要期（夏期等）や時間帯（夕刻等）によって、変動するのが実情である。
【００１３】
本考案は、このように、水の需要者における水道水等の供給水圧が変動した場合であっても、本器の各設置場所の供給水圧に応じて、効果的に微細気泡水を供給するよう簡単に調整することが可能な微細気泡水生成器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本考案は、水道水の給水管に配設される微細気泡水生成器であって、両端で前記給水管に接続される可撓性を有する通水管と、前記通水管を挟み押圧して前記通水管の断面積を小さくする押圧機構と、前記通水管の吐出側に配置されて前記押圧機構による押圧により圧縮される弾性体で構成されて吐出する水道水に乱流を引き起こす撹乱部材と、を備える。
【００１５】
ある実施形態では、前記撹乱部材は、前記通水管の内周壁によって両端が支持され表面に突起を具備するバネで構成される。突起を設けることで乱流度が増大し、水道水中の溶存空気が取り出されやすくなり効果的に微細気泡が生成される。さらに、前記バネは、中間部に折曲部が形成された板バネであるとよい。
【００１６】
別の実施形態では、前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返して当該屈曲の山部で前記絞り部の内周壁と接する板バネで構成される。この場合の、撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返しながら前記通水管の内周に沿って配置される板バネであるとよい。
【考案の効果】
【００１７】
このように、本考案による微細気泡水生成器は、給水管の途中に可撓性の通水管を介在させて、押圧機構によって通水管を押し潰すことで絞り部を形成する。
【００１８】
これによって、通水管による絞り部の断面積は、押圧機構による押圧力によって通水管を押し潰す量を調整することで可変でき、本微細気泡水生成器は、各々の水需要者における供給水圧に応じて、本器出口からの供給水圧を大きく低減させることなく、すなわち、本器からの供給水圧を一定以上低減させることなく、供給水中における微細気泡数を維持、または、なるべく増大させることを可能にしたのである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案に係る微細気泡水生成器を側断面図で示す。
【図２】押圧機構の構成を、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面断面図でそれぞれ示す。
【図３】押圧機構の動作を正面断面図で示す。
【図４】撹乱部材を正面図で示す。
【図５】押圧機構の他の例を、（ａ）は側断面図、（ｂ）と（ｃ）はそれぞれ平断面図で示す。
【図６】撹乱部材の他の例を正面図で示す。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
本考案に係る調整機能付き微細気泡水生成器の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本考案に係る微細気泡生成器１の構成を側断面図で示している。微細気泡生成器１は、水道の配水管や高架水槽等からの水を蛇口へと導く給水管２の途中に配置される。
【００２１】
本微細気泡生成器１は、プラスチックやポリ塩化ビニルなどで構成される可撓性を有する通水管３と、通水管３を押圧する押圧機構４と、通水管３の吐出側に配置され吐出する水道水に乱流を引き起こす撹乱部材５と、を備える。
【００２２】
通水管３は、二重の樹脂ホースで構成されており、内側のチューブに補強糸を巻きつけ、その上に外側チューブで被覆することで耐圧性能が向上されたホースが好適である。通水管３は、その両端に継手６を備えて給水管２に接続される。継手６には種々のタイプのものが使用されるが、本例での継手６は、通水管３に挿入される挿入筒部６ａと、通水管３に外嵌される保持筒６ｂと、給水管２に形成されたオネジ部と螺合するメネジ部７を有する継手本体６ｃとから構成される。挿入筒部６ａの外周には隆起部８が設けられて、通水管３はこの隆起部８を乗り越えて嵌っているため、隆起部８によって通水管３は保持筒６ｂの内壁に押し付けられている。
【００２３】
そして、保持筒６ｂは、先端の内周壁の全周に亘って凸部９を有しており、凸部９が通水管３の外周に食い込み、通水管３は継手６に固着される。凸部９の断面を半円形で形成されており、凸部９が通水管３を損傷することがない。
【００２４】
押圧機構４は、図２に示すように、通水管３を平行に挟み込む四角形の一対の押圧板１０，１１と、両方の押圧板１０，１１のそれぞれの４隅を貫通する４本のボルト１２と、押圧板１１の側にあって各ボルト１２と螺合する４個の固定ナット１３とから成り、ボルト１２を締め付けることで、通水管３は押し潰されて、図３で示すように、その断面積が減少することになる。これにより、給水管２の管路に通水管３による絞り部が形成されることになり、上流から送られてくる水道水は通水管３を通過するとき圧力を上げて、下流の給水管２へ高圧で噴出される。例えば、通水管３の断面の直径をＲとすると、押圧板１０，１１に挟まれた部分での通水管３の寸法がＲ／２となるまで押圧機構４によって押し潰されたとき、通水管３の断面積は略３／４まで減少する。よって、流量が一定であれば通水管３を通る水道水の速度は４／３倍となる。
【００２５】
撹乱部材５は、図４に示すように、通水管３の内周壁に両端が支持されて、通水管３の径方向に屈曲させた形状の複数の板バネ５ａにて構成される。板バネ５ａは、押圧機構４による押圧に対抗する弾性を有しており、押圧機構４の押圧によりさらに屈曲するが、押圧が解除されると通水管３と共に弾性により形状を回復させる。板バネ５ａの両側の表面には、高さが１ｍｍ程度で多数の突起が形成されており、この突起の板バネ５ａ表面の配置密度は、１０乃至２０個／ｃｍ２程度が好ましい。
【００２６】
撹乱部材５は、屈曲した板バネ５ａによって水の流れ方向を不規則にすると共に、板バネ５ａの表面に設けた多数の突起により水流は乱流となって下流の給水管２へ噴出されることになる。よって、このように乱流度を向上させることで水道水中に含まれている溶存空気が取り出しやすくなり、噴出された水道水にキャビテーション気泡を効果的に発生させることができる。
【００２７】
押圧機構４の押圧により通水管３及び撹乱部材５が押し潰されると、給水管２から送られてくる水道水は通水管３で絞られて流速を高め、そして、撹乱部材５も変形して水流への抵抗を強めるため水道水は通水管３から高圧で噴出される。したがって、噴出された後の流れの中での急激な圧力差によりキャビテーション気泡が生じる。さらに、撹乱部材５を通過し乱流となって噴出されるため、無数の極微細なキャビテーション気泡を含む微細気泡水が生成される。
【００２８】
給水管２から送られてくる水道水圧は、地域や建物の状況によって異なっており、水道水圧が低い状況では、押圧機構４の押圧力を大きくし、通水管３による絞り部の断面積が小さくすることで、キャビテーション気泡を有効に発生させることができる。この場合、通水管３と共に撹乱部材５が変形することで水道水の乱流度が高まり、より有効にキャビテーション気泡が発生する。しかし、通水管３を押し潰し過ぎると、出口側での水道水の供給量が確保されなくなるが、このように押圧機構４による押圧で変形する撹乱部材５を備えることで、水道水の供給量が不足するまで通水管３を潰さずにキャビテーション気泡を有効に発生させることが可能である。
【００２９】
押圧機構４は、機械加工時等に加工用対象物を一対の口金によって挟み込む万力であってもよい。図５に示す万力４Ａは、ダイヤル１５を回転させて通水３管を平行に挟み固定する口金１６，１７どうしを平行に動かすことで、そのダイヤル１５の回転量に応じて通水管３が押し潰されて通過する水の速度を好ましい速度に設定することができる。
【００３０】
そして、撹乱部材５は、上記したような屈曲させた板バネに限るものではなく、例えば、一端から他方にかけて山と谷とを交互に繰り返して山部で通水管３の内周壁に沿って配置される板バネ５ｂで構成されてもよい。板バネ５ｂは、押圧機構４の押圧により通水管３と共に押し潰されるが復元しようとする反発力を有する。尚、板バネ５ｂは、図示の如くその両端が接続又は重なる形状であってもよいし、或いは両端を近接させた状態で配置されていてもよい。そして、板バネの一組の山と谷の個数は、通水管の内径を１５ｍｍとしたとき、少なくとも６個以上設けるのがよい。
【００３１】
このように、本考案による微細気泡水生成器においては、給水管の途中に可撓性の通水管を介在させて、押圧機構によって通水管を押し潰すことで絞り部を形成し、通水管による絞り部の断面積は、押圧機構による押圧力によって通水管を押し潰す量を調整することで可変可能に構成される。
【００３２】
これによって、本微細気泡水生成器は、各々の水需要者における供給水圧に応じて、本器出口からの供給水圧を大きく低減させることなく、すなわち、本器からの供給水圧を一定以上低減させることなく、供給水中における微細気泡数を維持、または、なるべく増大させることを可能にしたのである。
【符号の説明】
【００３３】
１      本調整機能付き微細気泡水生成器
２      給水管
３      通水管
４      押圧機構
５      撹乱部材
５ａ    板バネ
５ｂ    板バネ
【図１】
0003216637.tif 000003
【図２】
0003216637.tif 000004
【図３】
0003216637.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003216637.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月13日(2018.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水道水の給水管に配設される微細気泡水生成器であって、
両端で前記給水管に接続される可撓性を有する通水管と、
前記通水管を挟み押圧して前記通水管の断面積を小さくする押圧機構と、
前記通水管の吐出側に配置されて前記押圧機構による押圧により圧縮される弾性体で構成されて吐出する水道水に乱流を引き起こす撹乱部材と、
を備える調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項２】
前記撹乱部材は、前記通水管の内周壁によって両端が支持され表面に突起を具備する板バネである請求項１に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項３】
前記バネは、中間部に折曲部が形成された板バネである請求項２に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項４】
前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返して当該屈曲の山部で前記通水管の内周壁と接する板バネである請求項１に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【請求項５】
前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返しながら前記通水管の内周に沿って配置される板バネである請求項４に記載の調整機能付き微細気泡水生成器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
別の実施形態では、前記撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返して当該屈曲の山部で前記通水管の内周壁と接する板バネで構成される。この場合の、撹乱部材は、一端から他方に屈曲を繰り返しながら前記通水管の内周に沿って配置される板バネであるとよい。