(57)【要約】【課題】  組み込み及び微細気泡の発生有無の切り替えが簡易であり、かつ洗剤が安定して供給することができる洗浄水生成装置を得る。【解決手段】  この発明に係る洗浄水生成装置においては、水流を旋回させる固定翼と、固定翼の下流側に配置され水流を高速化する縮径部と、縮径部の下流側の端部に外気を供給する導入路と、縮径部の下流側の端部と接続し、前記外気を微細気泡化する拡径部と、導入路に接続され、外気の導入量を調節する空気導入部と、導入路に接続され、洗剤の導入量を調節する洗剤導入部とを有するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流を旋回させる固定翼と、
前記固定翼の下流側に配置され、前記水流を高速化する縮径部と、
前記縮径部の下流側の端部に外気を供給する導入路と、
前記縮径部の下流側の端部と接続し、前記外気を微細気泡化する拡径部と、
前記導入路に接続され、前記外気の導入量を調節する空気導入部と、
前記導入路に接続され、洗剤の導入量を調節する洗剤導入部と、を備えること
を特徴とする洗浄水生成装置。
【請求項２】
前記縮径部の最小口径が、縮径前の口径の０．４倍以上から０．６倍以下であること
を特徴とする請求項１に記載の洗浄水生成装置。
【請求項３】
前記導入路は、前記縮径部の最小口径部に接して設けられて、前記最小口径部の内壁の周面に対する接線方向に前記外気が導入される構成であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄水生成装置。
【請求項４】
前記導入路は、前記水流の方向の垂直面と平行となる方向が長辺となる矩形とし
前記矩形の長辺は、前記縮径部の最小口径部の内壁から中心軸までの長さ以下であること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄水生成装置。
【請求項５】
前記導入路は、水流の旋回成分の接線方向と同一方向に流入する側に設けられていること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄水生成装置。
【請求項６】
前記拡径部は、前記縮径部の絞り角度より緩やかな角度で拡大する構成であること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄水生成装置。
【請求項７】
前記固定翼の上流に配置され、水栓の吐水口と接続する水栓接続口部を備えること
を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の洗浄水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細気泡を含む洗浄水を吐出する洗浄水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油を使った料理に用いた調理器具や、食べ終わった皿の汚れは落ちにくく、スポンジ等を用いて手で擦り洗いする必要があった。しかし洗剤を手で扱うと、手が荒れたり、手が滑って食器を割ってしまったりすることがある。これに対して、洗面台下に微細気泡発生装置を設けて、配管経路内で微細気泡を発生させて、吐水口へ供給し、こびりついた汚れを落ち易くする方式が提案されている（文献１）。また、吐水口の先端にマイクロバブル洗浄ノズルを装着する小型の装置も提案されている（文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１７３１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−００７３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
洗面台下の配管経路内に微細気泡発生装置を設ける場合には、微細気泡発生装置の圧損が高いため、微細気泡を発生しないときの水流が弱くなってしまい、並列配管で微細気泡発生装置を通らない配管を設ける必要がある。また、吐水口に微細気泡発生装置を設けた場合でも同様であり、装置ノズルの脱着が提案されているが、脱着の動作が煩わしい課題がある。更には、文献２のようにマイクロバブル洗浄ノズルの気体取込口より下流位置に洗剤を導入する洗剤取込口を設ける構造において、複数の取込口により脈動現象が発生し安定した洗剤の供給を行なうことができない課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、組み込み及び微細気泡の発生有無の切り替えが簡易であり、かつ微細気泡を含む洗浄水を安定して供給することができる洗浄水生成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る洗浄水生成装置は、水流を旋回させる固定翼と、固定翼の下流側に配置され水流を高速化する縮径部と、縮径部の下流側の端部に外気を供給する導入路と、縮径部の下流側の端部と接続し外気を微細気泡化する拡径部と、導入路に接続され外気の導入量を調節する空気導入部と、導入路に接続され洗剤の導入量を調節する洗剤導入部とを有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、従来と比べて簡易な構成で高い洗浄力を有する洗浄水生成装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における洗浄水生成装置を洗面台の水栓に装着した場合を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における洗浄水生成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における洗微細気泡発生部の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ部の断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ部の斜視図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ部の断面図である。
【図７】導入路が最小口径部の中央に配置された場合の旋回水流を示す洗微細気泡発生部の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における空気導入部及び洗剤導入部の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１における他の空気導入部及び洗剤導入部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の洗浄水生成装置を洗面台の水栓に装着した構成を示す概略図である。ここでは、洗面台を例に構成を示すが、適用箇所はこれに限るものではない。
図１において、洗面台１は水栓２とシンク３を備え、水栓２は洗面台１の内部に配置された水配管４と接続されている。洗浄水生成装置６は水栓２の吐水口５に接続して使用する構成になっており、吐水口５からの水が洗浄水生成装置６を経由することで、微細気泡を含む洗浄水が供給される。
【００１０】
次に洗浄水生成装置６の構成について説明する。
図２は、実施の形態１における洗浄水生成装置の概略構成図を示すものである。
図２において、洗浄水生成装置６は、微細気泡発生部１０、水栓接続口７、洗浄水吐出口８、空気導入部２０、及び洗剤導入部２１を備えている。第１の矢印３０は水栓２からの水流の方向を示しており、水流は固定翼１１を通過することで旋回水流の状態になる。また、導入路１２に接続された空気導入部２０と洗剤導入部２１から空気と洗剤が供給され、洗浄水吐出口８から微細気泡を含む洗浄水が吐出する構成になっている。なお、以下の説明では、水流の方向とは第１の矢印３０と同一の方向を示すものとして記述する。
【００１１】
また、水栓２の吐水口５に設けられた洗浄水生成装置６は、水栓２と分離可能であり、清掃も簡易に行なうことができる構成となっている。
【００１２】
次に、洗浄水生成装置６の動作について説明する。水栓２が開かれると、上水道及び給湯機から湯水が供給され、水配管４を通って洗面台１の吐水口５から吐水される。このとき、後述する空気導入部２０内に設けられた第１の開閉弁２４を開にすると、微細気泡発生部１０内が負圧となっているため、外気が導入路１２を経由して微細気泡発生部１０内へ吸気される。微細気泡発生部１０の上流部に設けられた固定翼１１により、旋回水流が形成され、縮径部１３にて旋回水流が高速化される。高速化された旋回水流は、拡径部１５に導入された空気と、拡径部１５の内周壁面で合一し、空気は旋回水流により剪断されて微細化され、微細気泡を含む水が発生する。後述する洗剤導入部２１内の第２の開閉弁２５も開とすると、洗剤も導入路１２を経由して拡径部１５内に導入されて、空気と同様に旋回水流により微細化される。
【００１３】
次に、微細気泡発生部１０について説明する。
図３は、実施の形態１における微細気泡発生部１０の断面図を示すものである。図４は、図３のＡ−Ａ部の断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ部での固定翼１１の斜視図である。図６は、図３のＣ−Ｃ部の断面図である。
図３及び図４において、微細気泡発生部１０は、旋回水流を形成するための固定翼１１と、固定翼１１の下流で水流方向に従って断面積が縮小される縮径部１３と、縮径部１３の断面積が最小となる位置の最小口径部１４と、最小口径部１４との内壁の周面に対して接線方向に接続される導入路１２と、縮径部１２の端部から水流方向に従って断面積が大きくなる拡径部１５とで構成される。
以下の説明では、固定翼１１、最小口径部１４、導入路１２、拡径部１５の順に詳細内容を記述する。
【００１４】
図５において、微細気泡発生部１０の上流部にある旋回水流生成部では流路の内壁に固定された翼形状の固定翼１１を有しており、固定翼１１を通過時に水流がねじられて旋回水流が形成される。固定翼１１は、上流部は水流と水平方向に配置され、水流方向に従って水流と垂直方向に立ち上がる円弧形状である。この円弧形状の接線と水流の方向との角度が円弧形状の弦角であり、この円弧形状の弦角は小さい程、水流方向に対して急速な立ち上がり形状であるため、早い旋回流速が形成されて好ましい。一方で、弦角が小さい翼形状の箇所では圧力損失が高くなってしまい、また、流路の開口面積は小さくなるために流速が小さくなってしまうため、旋回水流生成部の中心軸に圧損低下のための流路を設けている。
【００１５】
固定翼１１の下流に配置される縮径部１３では、旋回水流生成部で生成した旋回水流を、圧力損失を少なくして縮径することにより高速化する必要があり、内壁面は粗度の小さい加工がされている。縮径部１３下流の口径が、縮径前の口径の０．４〜０．６倍とすることで、給湯機及び上水道から湯水が微細気泡発生部１０の通過時においても、流量低下が１割以下に抑えることができ、１０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量を確保することができる。
【００１６】
最小口径部１４は、縮径部１３の最小断面積部である。最小口径部１４では、加速された旋回水流と、外部より導入された空気が合一して微細気泡が生成される起点になる部位である。最小口径部１４では、旋回水流の外側に導入された空気の流路となるため、旋回水流を妨げることなく吸気され、吸気量が増大できる。さらには、空気流路が旋回水流の外側になることで、導入空気は旋回水流に誘引されて、旋回水流の外周を旋回するように吸気されるため、旋回水流と導入空気との接触面積を増大することができ、旋回水流により剪断される空気量が増加するために微細気泡生成量も増加する。
【００１７】
図６において、導入路１２は最小口径部１４に接して開口されており、最小口径部１４の内壁の周面に対して接線方向に空気が導入されるように設けられている。図６中の第２の矢印３１は旋回水流の方向を、第３の矢印３２は吸気の方向を模式的に示している。
【００１８】
導入路１２からの吸気の方向は、旋回水流の旋回成分と同方向になるように構成されており、旋回水流に誘引されて導入路１２より空気を導入することができ、かつ旋回水流の妨げとならないよう、最小口径部１４の内周壁に沿って吸気され、吸気量及び微細気泡生成量の増大が得られる。このとき、水流の方向の垂直面と平行となる方向の導入路１２の開口幅は一般的には広い程、吸気量の増大が得られることが知られているが、本発明では最小口径部１４の内壁から中心軸までの長さ以下の開口幅とすることが好ましい。
導入路１２の開口幅が前述の範囲内であれば、旋回水流の旋回速度成分が導入路１２の方向に向かうことなく、空気を最小口径部１４の近傍に誘引することが可能である。
【００１９】
導入路１２の開口幅を最小口径部１４の内壁から中心軸までの長さ以上に設定すると、導入路１２の方向に向かう旋回水流の速度成分が存在するため導入路１２内に水が逆流してしまい、吸気量を減少させてしまう。また、最小口径部１４内において、最小口径部１４が最も負圧が高く、下流に進むにつれて負圧は弱まる。微細気泡発生部１０内の下流の圧力損失が高くなると、水の流れ方向に対する負圧の弱まり方は強くなるため、水流の方向に対して導入路１２の開口を広げることは好ましくない。
【００２０】
上述の理由により、導入路１２の開口形状は、最小口径部１４の半径方向、すなわち、水流の方向の垂直面と平行となる方向が長辺となる矩形とし、開口幅は最小口径部１４内壁から中心軸までの長さ以下とすることが好ましい。
導入路１２の開口幅は、０．２５〜１．５ｍｍとすることが好ましいことが実験により確認されている。
【００２１】
図７は、導入路が最小口径部の中央に配置された場合の旋回水流を示す断面図である。
図７において、導入路１２からの空気が最小口径部１４の中央付近に導入されると、第２の矢印３１で示すように旋回水流が乱れることになり、微細気泡の発生が困難になる。
一方、図６に示す構成であれば、旋回水流が乱れることは低減されているので、
最小口径部１４に接して開口されている導入路１２は、微細気泡生成部１０内の水流の方向に対して略垂直に空気を導入し、最小口径部１４で形成される負圧で損失なく導入路１２から空気を導入することができる。 
【００２２】
導入路１２は、外気を導入する構成になっており、導入路１２の吸気口に電磁弁または機構弁により空気路の開閉を調節できる第１の開閉弁２３が設けられている。この第１の開閉弁２３を含む空気導入部の構成は後述する。また、運転停止時などで導入路１２からの水の逆流を防ぐために、第１の開閉弁２３と最小口径部１４の間には逆止弁（図示せず）を設ける構成でも良い。
【００２３】
拡径部１５は、微細気泡発生部１０と接続される水配管等の内径と同径になるように流れ方向に沿って徐々に断面積が増加する構成である。急激な拡径は乱流を助長し、圧力損失の増大及び吸気量の低下を招くため、緩やかとすることが好ましく、縮径部１３の絞り角度よりも小さく構成される。
【００２４】
次に、空気導入部及び洗剤導入部の構成について説明する。図８は空気導入部及び洗剤導入部の断面図であり、図９は他の空気導入部及び洗剤導入部の断面図である。
図８において、空気導入部２０は、空気導入路２２と第１の開閉弁２４で構成され、洗剤導入部２１は、洗剤導入路２３、第２の開閉弁２５、及び洗剤保管部２６とで構成される。
【００２５】
空気導入路２２と洗剤導入路２３は導入路１２に接続され、微細気泡発生部１０の最小口径部１４と連通する構造になっている。空気導入路２２の端部には開閉可能な第１の開閉弁２４が、洗剤保管部２６と洗剤導入路２３の接続部には開閉可能な第２の開閉弁２５が設けられている。第１の開閉弁２４と第２の開閉弁２５を開とすることで、洗剤保管部２６から洗剤導入路２３へ洗剤が滴下され、最小口径部１３の負圧により微細気泡発生部１０内に導入される。
第１の開閉弁２４と第２の開閉弁２５の開閉は、手動又は電気回路を使用した制御手段で行なう構成である。
【００２６】
空気導入路２２と洗剤導入路２３とは単一の場所より最小口径部１３と連通していることが好ましく、例えば、図９に示すように空気導入路２２の途中から分岐して洗剤を供給するための第２の開閉弁２５が設けられた構成でもよい。
【００２７】
上記の空気導入部及び洗剤導入部の構成とすることで、空気および洗剤が同一箇所から微細気泡生成部１０内に供給され、旋回水流により剪断させる構成となるため、旋回水流の乱れを最小限に抑えることができ、微細化効率も向上し、かつ、旋回水流の乱れによって生じる吸気の脈動を防ぐことができ、安定した微細気泡及び微細化洗剤を供給することができる。
【００２８】
また、導入された洗剤も旋回水流により剪断されて微細化されるため、少量の洗剤で洗浄力を得ることができる。
【００２９】
上記の実施の形態では、水栓の吐水口に洗浄水生成装置を設ける構成を説明したが、例えば、水配管４の途中に洗浄水生成装置を設ける構成でも、同様な効果を有することが可能である。
水配管４の途中に洗浄水生成装置を取り付ける場合には、水栓接続口部７と洗浄水吐水口８の代わりに、水配管接続口部（図示せず）を配置する構成になる。
【００３０】
以上により、圧損増大に起因する縮径部の小径化を最小限にとどめ、空気と旋回水流の接触方法を工夫することで水栓から水の流量を損なうことなく、簡易な構成で洗面台内に微細気泡を供給することができ、かつ、少量の洗剤でも高い洗浄力が得られる洗浄水生成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  洗面台、２  水栓、３  シンク、４  水配管、５  吐水口、
６  洗浄水生成装置、７  水栓接続口部、８  洗浄水吐出口
１０  微細気泡発生部、１１  固定翼、１２  導入路、１３  縮径部、
１４  最小口径部、１５  拡径部、
２０  空気導入部、２１  洗剤導入部、２２  空気導入路、２３  洗剤導入路、２４  第１の開閉弁、２５  第２の開閉弁、２６  洗剤保管部、
３０  第１の矢印、３１  第２の矢印、３２  第３の矢印
【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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