(57)【要約】【課題】気液混合体の吐出時の整流性を改善し、均一なふくらみで気液混合体を吐出することが可能な気液混合体噴射装置の提供。【解決手段】液体１０が導入される液体導入路２０を有する第１の筒体２と、第１の筒体２に連接される第２の筒体３であり、液体１０の流れ方向Ｘに向かって細くなる逆円錐状の導入部３０と、液体導入路２０より縮径された絞り部３１と、絞り部３１より拡径された吐出部３２とを有する第２の筒体３とを含み、第１の筒体２は、さらに、液体導入路２０に対して液体１０の流れ方向Ｘの側方から圧縮気体１１が導入される第１の気体導入路２１と、第２の筒体３の導入部３０の逆円錐状の面３０ａに向かって圧縮気体１１が導入される第２の気体導入路２２とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が導入される液体導入路を有する第１の筒体と、
前記第１の筒体に連接される第２の筒体であり、前記液体の流れ方向に向かって細くなる逆円錐状の導入部と、前記液体導入路より縮径された絞り部と、前記絞り部より拡径された吐出部とを有する第２の筒体とを含み、
前記第１の筒体は、さらに、前記液体導入路に対して前記液体の流れ方向の側方から圧縮気体が導入される第１の気体導入路と、前記第２の筒体の前記導入部の逆円錐状の面に向かって圧縮気体が導入される第２の気体導入路とを有する
気液混合体噴射装置。
【請求項２】
前記第１の気体導入路は、前記第１の筒体の外周部に形成され、前記圧縮気体が導入される周回路と、前記液体導入路から等間隔で放射状に延びて前記周回路に通じる複数の貫通孔とからなる請求項１記載の気液混合体噴射装置。
【請求項３】
前記第２の気体導入路は、前記周回路に沿って等間隔で前記周回路から前記第２の筒体に向かって形成された複数の貫通孔である請求項２記載の気液混合体噴射装置。
【請求項４】
前記第１の筒体および前記第２の筒体を収容するケーシングと、
前記圧縮気体が導入される第３の筒体であり、前記ケーシングを貫通して前記周回路に至る第３の筒体と
を含む請求項２または３に記載の気液混合体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮気体と液体とからなる気液混合体を形成する気液混合体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水道の蛇口から流出する水を節約するために節水コマが用いられている。節水コマとしては、例えばオリフィスを使用したものがある。また、別の節水手段として、少量の水に空気を混入させて泡状に広げ、見た目の水量を多くしつつ、洗浄等を効率良く行うための泡沫形成器が用いられる場合もある。
【０００３】
また、特許文献１には、水道栓に供給される水道水を、加圧処理等を行うことなくそのまま利用することができ、かつ、高い節水効果を有しながら、高い洗浄効果を発揮させることができ、しかも、構造がシンプルで製造コストが廉価な洗浄水噴射装置が開示されている。
【０００４】
図６は特許文献１に記載の従来の洗浄水噴射装置の断面図である。図６に示すように、洗浄水噴射装置１０１は、圧縮空気１０９を流動させるための第１の中空部１０３を備えた第１の筒体１０２と、この第１の筒体１０２を、第２の中空部１０５を備えて収容する第２の筒体１０４と、第１の筒体１０２の外側面１０２ａと第２の筒体１０４の内側面１０４ａとの間の形成される水密な空隙１０６と、第２の筒体１０４の側面を貫通して形成され空隙１０６に洗浄水１１０を供給する洗浄水供給口１０４ｂと、第１の筒体１０２の側面を貫通して形成され空隙１０６に供給された洗浄水１１０を第１の中空部１０３内に導入して圧縮空気１０９と混合させて気液混合体１１１を生成させる複数の洗浄水導入口１０２ｂと、第１の筒体１０２の端部に形成される導出口１０２ｄとを有し、複数の洗浄水導入口１０２ｂは、第１の筒体１０２の内側面において互いに対向して配置されることがなく、かつ、第１の筒体１０２の中心軸の周囲に回転対称に配置されることを特徴とするものである。
【０００５】
この洗浄水噴射装置１０１によれば、洗浄水導入口１０２ｂから第１の筒体１０２の第１の中空部１０３内に少しずつ導入される洗浄水１１０を、第１の中空部１０３内を勢い良く流動する圧縮空気１０９により細かく千切って水滴粒子を形成させるとともに、この水滴粒子は圧縮空気１０９との衝突によって粉砕されて、ミスト状の水滴粒子よりも大きな容積および重量をもつ水滴粒子となり、さらに、この水滴粒子を圧縮空気１０９の流動によって付勢して気液混合体１１１として導出口１０８ａから勢い良く噴射させることができる。したがって、このような気液混合体１１１を被洗浄対象面に吹き付けることで、油汚れ等が付着した被洗浄対象から汚れ成分を効率良く剥ぎ取って洗浄対象面を洗浄することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−８６０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように洗浄水噴射装置１０１は、洗浄水導入口１０２ｂから第１の筒体１０２の第１の中空部１０３内に少しずつ導入される洗浄水１１０を、第１の中空部１０３内を勢い良く流動する圧縮空気１０９により細かく千切って水滴粒子を形成させるものであるが、洗浄水導入口１０２ｂから導入される洗浄水の流量と第１の中空部１０３内を流動する圧縮空気１０９の流量とのバランスによっては、導出口８ａから噴射される気液混合体１１１の整流性にばらつきが発生する。
【０００８】
図７Ａおよび図７Ｂは特許文献１に記載の従来の洗浄水噴射装置１０１から気液混合体１１１が噴射される様子を撮影した画像である。洗浄水導入口１０２ｂから導入される洗浄水の流量と第１の中空部１０３内を流動する圧縮空気１０９の流量とのバランスを変化させると、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、噴射される気液混合体１１１の整流性が異なり、図７Ａと比較して図７Ｂは気液混合体１１１が割れて大きく広がっている。
【０００９】
そこで、本発明においては、気液混合体の吐出時の整流性を改善し、均一なふくらみで気液混合体を吐出することが可能な気液混合体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の気液混合体噴射装置は、液体が導入される液体導入路を有する第１の筒体と、第１の筒体に連接される第２の筒体であり、液体の流れ方向に向かって細くなる逆円錐状の導入部と、液体導入路より縮径された絞り部と、絞り部より拡径された吐出部とを有する第２の筒体とを含み、第１の筒体は、さらに、液体導入路に対して液体の流れ方向の側方から圧縮気体が導入される第１の気体導入路と、第２の筒体の導入部の逆円錐状の面に向かって圧縮気体が導入される第２の気体導入路とを有するものである。
【００１１】
本発明の気液混合体噴射装置によれば、第１の筒体の液体導入路に導入される液体に対し、第１の気体導入路により液体の流れ方向の側方から圧縮気体が導入されて混合され、これらの液体と圧縮気体とが混合された気液混合体が第２の筒体内に導入される。そして、第２の筒体内では、この気液混合体が、第２の気体導入路から導入部の逆円錐状の面に向かって導入される圧縮気体によって流れの中心に向かって収束されて整流されつつ、液体導入路より縮径された絞り部により絞り込まれた後、絞り部より拡径された吐出部により拡げられて吐出され、均一なふくらみを持つ気液混合体となる。
【００１２】
ここで、第１の気体導入路は、第１の筒体の外周部に形成され、圧縮気体が導入される周回路と、液体導入路から等間隔で放射状に延びて周回路に通じる複数の貫通孔とからなることが望ましい。これにより、第１の筒体の外周部に形成された周回路に導入された圧縮気体が、周回路から等間隔で複数の貫通孔を通じて液体導入路の中心に向かって導入されるので、液体導入路の液体に対して均一に圧縮気体を供給することができる。
【００１３】
また、第２の気体導入路は、周回路に沿って等間隔で周回路から第２の筒体に向かって形成された複数の貫通孔であることが望ましい。これにより、第１の筒体の外周部に形成された周回路に導入された圧縮気体が、周回路から第２の筒体に向かって等間隔で複数の貫通孔を通じて第２の筒体の導入部に向かって導入されるので、第２の筒体の導入部の気液混合体に対して均一に圧縮気体を供給することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の気液混合体噴射装置によれば、気液混合体の吐出時の整流性を改善し、均一なふくらみで気液混合体を吐出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における気液混合体噴射装置を構成する各部品の斜視図である。
【図２】図１の気液混合体噴射装置を構成する各部品の断面図である。
【図３】図１の気液混合体噴射装置の断面図である。
【図４】図１の気液混合体噴射装置の使用状態を示す断面図である。
【図５】図１の気液混合体噴射装置から気液混合体が噴射される様子を撮影した画像である。
【図６】従来の洗浄水噴射装置の断面図である。
【図７Ａ】従来の洗浄水噴射装置から気液混合体が噴射される様子を撮影した画像である。
【図７Ｂ】従来の洗浄水噴射装置から気液混合体が噴射される様子を撮影した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における気液混合体噴射装置を構成する各部品の斜視図、図２は図の気液混合体噴射装置を構成する各部品の断面図、図３は図１の気液混合体噴射装置の断面図、図４は図１の気液混合体噴射装置の使用状態を示す断面図である。
【００１７】
図１〜図４に示すように、本発明の実施の形態における気液混合体噴射装置１は、主に、第１の筒体２と、第１の筒体２に連接される第２の筒体３と、第１の筒体２および第２の筒体３を収容するケーシング４とから構成される。
【００１８】
第１の筒体２は、液体１０（図４参照。）が導入される液体導入路２０を有する。第１の筒体２は円筒状であり、液体導入路２０は第１の筒体２の円筒状の中心に設けられている。また、第１の筒体２は、液体導入路２０に対して液体１０の流れ方向（図４の黒矢印の方向Ｘ）の側方から圧縮気体１１が導入される第１の気体導入路２１と、後述する第２の筒体３の導入部３０の逆円錐状の面３０ａに向かって圧縮気体１１が導入される第２の気体導入路２２とを有する。
【００１９】
第１の気体導入路２１は、第１の筒体２の外周部に形成され、圧縮気体１１が導入される周回路２１ａと、液体導入路２０から等間隔で放射状に延びて周回路２１ａに通じる複数の貫通孔２１ｂとからなる。周回路２１ａは、第１の筒体２の外周部を周回するように形成された断面凹状の溝である。複数の貫通孔２１ｂは断面円状の孔である。第２の気体導入路２２は、周回路２１ａに沿って等間隔で周回路２１ａから第２の筒体３に向かって形成された複数の貫通孔である。
【００２０】
第２の筒体３は、液体１０の流れ方向Ｘに向かって細くなる逆円錐状の導入部３０と、液体導入路２０より縮径された絞り部３１と、絞り部３１より拡径された吐出部３２とを有する。導入部３０の逆円錐状の面３０ａは、逆円錐状の中心に対する角度θを３０〜６０°としている。絞り部３１の最小内径は、液体導入路２０の内径よりも小さい内径としている。吐出部３２は、吐出口３２ａに向かって広くなる円錐状としている。
【００２１】
ケーシング４は、第１の筒体２および第２の筒体３が収容可能な収容部４０を有する円筒状である。第１の筒体２は、ケーシング４の上端開口部４１から収容部４０内に挿入される。ケーシング４の上部には、このケーシング４内に挿入された第１の筒体２の周回路２１ａに至る貫通孔４２が設けられている。この貫通孔４２には、ケーシング４を貫通して周回路２１ａに至る第３の筒体５が挿入される。なお、貫通孔４２の内周面には雌ねじ４２ａが形成され、第３の筒体５の先端部の外周面には雄ねじ５ａが形成されている。第３の筒体５は、この貫通孔４２の雌ねじ４２ａに雄ねじ５ａがねじ込まれてケーシング４に固定される。このとき、第３の筒体５が第１の筒体２の周回路２１ａ内にまで突出することで、第１の筒体２の方向Ｘへの移動が拘束される。
【００２２】
ケーシング４の上端部には、第１の筒体２の挿入後に上部キャップ６を装着するための雄ねじ４３が形成されている。一方、上部キャップ６には、この雄ねじ４３にねじ込むための雌ねじ６０が形成されている。また、上部キャップ６には、液体が導入される液体導入部７を装着するための雄ねじ６１が形成されている。液体導入部７には、この装着部６１にねじ込むための雌ねじ７０が形成されている。液体導入部７の上部には液体が導入される液体導入口７１が形成されている。
【００２３】
また、ケーシング４の下端部には、下部キャップ８を装着するための雄ねじ４４が形成されている。下部キャップ８には、この雄ねじ４４にねじ込むための雌ねじ８０が形成されている。また、下部キャップ８には、第２の筒体３を装着するための雌ねじ８１が形成されている。第２の筒体３の下端部には、この雌ねじ８１にねじ込むための雄ねじ３３が形成されている。第２の筒体３は、この下部キャップ８に装着された状態でケーシング４内に挿入され、第１の筒体２に連接される。下部キャップ８には、第２の筒体３の吐出口３２ａに連接される気液混合体吐出口８２が形成されている。
【００２４】
上記構成の気液混合体噴射装置１では、図４に示すように液体導入口７１から水などの液体１０が導入され、第３の筒体５から圧縮空気などの圧縮気体１１が導入される。このとき、液体導入口７１から導入される液体１０の総量は１．０〜２．０Ｌ／ｍｉｎ程度（水道栓の水圧と同等。）であり、第３の筒体５から導入される圧縮気体１１の総量は１５〜４０Ｌ／ｍｉｎ程度である。
【００２５】
液体導入口７１から導入された液体１０は、第１の筒体２の液体導入路２０に導入され、第１の気体導入路２１により液体１０の流れ方向Ｘの側方から圧縮気体１１が導入されて混合され、これらの液体１０と圧縮気体１１とが混合された気液混合体１２が第２の筒体３内に導入される。ここで、本実施形態においては、第１の筒体２の外周部に形成された周回路２１ａに導入された圧縮気体１１が、周回路２１ａから等間隔で複数の貫通孔２１ｂを通じて液体導入路２０の中心に向かって導入されるので、液体導入路２０の液体１０に対して均一に圧縮気体１１が供給される。
【００２６】
そして、第２の筒体３内では、この気液混合体１２が第２の気体導入路２２から導入部３０の逆円錐状の面３０ａに向かって圧縮気体１１が導入される。ここで、本実施形態においては、第１の筒体２の外周部に形成された周回路２１ａに導入された圧縮気体１１が、周回路２１ａから第２の筒体３に向かって等間隔で複数の貫通孔２２を通じて第２の筒体３の導入部３０に向かって導入されるので、第２の筒体３の導入部３０の気液混合体１２に対して均一に圧縮気体１１が供給される。
【００２７】
このように、第２の気体導入路２２から導入部３０の逆円錐状の面３０ａに向かって導入される圧縮気体１１によって、気液混合体１２が流れの中心に向かって収束されて整流されつつ、液体導入路２０より縮径された絞り部３１により絞り込まれた後、絞り部３１より拡径された吐出部３２により拡げられて気液混合体吐出口８２から吐出され、均一なふくらみを持つ気液混合体１３となる。
【００２８】
図５は図１の気液混合体噴射装置１から気液混合体１３が噴射される様子を撮影した画像である。図５に示すように、本実施形態における気液混合体噴射装置１から噴射される気液混合体１３は、吐出時の整流性が改善されており、均一なふくらみで吐出される。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、圧縮気体と液体とからなる気液混合体を形成する気液混合体噴射装置として有用であり、特に、水道の蛇口に取り付け、液体として水道水を用い、圧縮気体として圧縮空気を用いることで、高い節水効果を有しながら、高い洗浄効果を発揮可能な気液混合体噴射装置として好適である。
【符号の説明】
【００３０】
１  気液混合体噴射装置
２  第１の筒体
３  第２の筒体
４  ケーシング
５  第３の筒体
６  上部キャップ
７  液体導入部
８  下部キャップ
１０  液体
１１  圧縮気体
２０  液体導入路
２１  第１の気体導入路
２１ａ  周回路
２１ｂ  貫通孔
２２  第２の気体導入路
３０  導入部
３１  絞り部
３２  吐出部
４０  収容部
４１  上端開口部
４２  貫通孔
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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