JP2020011161A - 微細気泡液供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】１つの微細気泡液発生装置によって家全体或いはビル全体に微細気泡液を供給することができる微細気泡液供給システムを提供する。【解決手段】量水器（水道メータ）１から戸建て住宅２内に配管３が引き込まれ、配管３の上流端は量水器１に接続され、戸外に設けられた最初の分岐部４-１において散水栓５への配管が分岐し、次いで、分岐部４-２において一階部分の配管と二階部分の配管に分岐している。前記量水器１と最初の分岐部４-１との間で、上流側には浄化装置８が設けられ、この浄化装置８の下流側にはバイパス流路１０が設けられ、切替弁１１により本管かバイパス流路１０かを選択できるようにされている。そして、この実施例にあっては、バイパス流路１０に微細気泡液発生装置９を設けている。【選択図】 図１

Description

本発明は、水道水を微細気泡液として端末治具に供給するシステムに関する。

最近、マイクロバブル（ファインバブル）あるいはナノバブル（ウルトラファインバブル）などの微細気泡が多くの用途に応用されている。
気泡の直径が約１００μｍ以下（例えば、５０〜５００ｎｍ）の微細気泡は毛穴よりも小さな気泡が毛穴や汗腺の汚れを効果的に落とすため、美容や健康維持に利用され、また微細気泡液は各種洗浄や植物の育成にも優れていると言われている。

上記の洗浄効果は、微細気泡の電気的作用によると言われている。即ち、微細気泡の表面はマイナスの電荷を有しているため微細気泡同士は反発し合体することなく分散状態が維持され、一方、油や皮脂などの汚れは通常プラスに帯電しマイナスに帯電した皮膚などの被洗浄物の表面に電気的に結合している。
このような状態でマイナス電荷を帯びた微細気泡がプラス電荷を帯びた油や皮脂などに接触すると、油や皮脂などは電気的に中和されて被洗浄物の表面から分離しやすい状態となり、洗浄効果が高まる。

一方、微細気泡液の生成手段としては、外気を旋回流に巻き込んで強制粉砕する二相流旋回方式と、水の流路にベンチュリやオリフィスを設け、水が高速で通過する際の減圧効果（ベルヌーイの定理）により水中の溶存空気を微細気泡として引き出すキャビテーション方式、この他にも高速剪断式や加圧圧潰方式などがある。

特許文献１の段落（００３７）には、水処理装置（微細気泡液発生装置）が水道メータの下流側に配置されること、水道メータから蛇口までの配管距離は平均１５メートルであること、１５メートルの配管の先端でも微細気泡が形成されていることが確認できることが記載されている。

特許文献２の段落（０００２）及び図５、特許文献３の段落（０００４）及び図１、特許文献４の段落（０００９）及び図１には、それぞれ水道メータの下流側且つ最初の配管分岐部よりも上流側に浄水装置を設けることが記載されている。

特許文献５の段落（００３３）〜（００４３）及び図４にはバイパス流路を設け、このバイパス流路に浄水器を設けることが記載され、更に特許文献６には、一部が拡径された膨出部となった分流管、微細気泡を発生させるための中空円管、中空円管を膨出部内において保持するとともに流路が形成された仕切板を備えた微細気泡液発生装置が開示されている。

また、微細気泡液を生成する装置の具体例として、特許文献７にはキャビテーション効果によってガス溶解効率を引き出すことができる液体処理ノズルが開示され、一例として、洗面台の混合栓とシャワーヘッドをつなぐホースの途中に液体処理ノズルを設けている。

登録実用新案第３２０９２８０号公報 登録実用新案第３２０３７３９号公報 特開２００７−２１７９１６号公報 特開平９−１２２６３６号公報 特開２０１１−２５５３５７号公報 特開２００２−１４３６５８号公報 再表２０１６−１７８４３６号公報

微細気泡液を生成する装置は蛇口などの配管の末端や配管の末端から伸びるホースの先端にシャワーヘッドノズルなどとして取付けられるのが一般的である。上述した先行技術には、最初の配管分岐部よりも上流側で水道メータ（量水器）よりも下流側に微細気泡液生成装置を設けた例はない。

ここで、水道メータ（量水器）と最初の配管分岐部との間の配管に微細気泡液生成装置を設ければ、１つの微細気泡液生成装置によって、シャワー、給湯器、洗面器などの各端末に気泡や炭酸ガスなどの微細気泡を含んだ水道水を供給できる。

しかしながら、特許文献２〜４に開示される浄水器と微細気泡液生成装置の両方を配管に設ける場合には、問題が生じる。
即ち、前記したように微細気泡はマイナス電荷を帯びているため、油や皮脂などの汚れを中和して被洗浄物の表面から分離しやすくする効果があるが、微細気泡を含む水が浄水器を通ると、ろ過剤などに微細気泡が接触して電荷が消失し、洗浄効果が低下してしまう。

上記課題を解決するため本発明に係る微細気泡液供給システムは、量水器（水道メータ）よりも下流側で且つ最初の配管分岐部よりも上流側に浄水装置と微細気泡液発生装置の両方を配置するとともに前記浄水装置の下流側に微細気泡液発生装置を配置する構成とした。

前記微細気泡液発生装置は両端を配管に接続するが、接続する配管としては量水器と最初の配管分岐部との間の一部にバイパス配管を設け、このバイパス配管か本管の何れかに微細気泡液発生装置を設け、切替弁でバイパス配管か本管の一方に水道水を流すようにすることができる。尚、バイパス配管は必ずしも設ける必要はない。

また、前記微細気泡液発生装置としては、例えば両端が前記水道配管に接続されるとともに一部が拡径された膨出部となった通水管と、キャビテーションにより微細気泡を発生させるためのノズルと、このノズルを前記膨出部内において保持するとともに通水部が形成された支持部とを備えたものが考えられる。

本発明によれば、１つの微細気泡液発生装置と浄化装置によって家全体或いはビル全体に浄化された微細気泡液を供給することができ、コストパフォーマンスに優れる。

特に、微細気泡液発生装置は浄水装置よりも下流側に設けられているので、微細気泡液発生装置で生成された微細気泡の電荷は失われることなく、長期に亘り洗浄効果を発揮することができる。

また、水道配管の一部にバイパス流路を設け、このバイパス流路かこれと平行な配管のどちらかに微細気泡液発生装置を設けるようにした場合には、何らかの理由により微細気泡を含まない水がほしくなった時に、流路を切り替えるだけ済むため、微細気泡液発生装置を取付けることに抵抗感がなくなる。

本発明に係る微細気泡液供給システムの全体図 微細気泡液発生装置の一例を示す断面図 切替バルブの一例を示す断面図 別実施例に係る微細気泡液供給システムの全体図

図１は本発明に係る微細気泡液供給システムを戸建て住宅に適用した例であり、量水器（水道メータ）１から戸建て住宅２内に配管３が引き込まれている。

配管３の上流端は量水器１に接続され、戸外に設けられた最初の分岐部４-１において散水栓５への配管が分岐し、次いで、分岐部４-２において一階部分の配管と二階部分の配管に分岐している。

一階部分の配管では、分岐部４-３にてキッチンに分岐し、分岐部４-４にて洗濯機に分岐し、分岐部４-５にてトイレに分岐し、二階部分の配管では、分岐部４-６にて洗面台に分岐し、分岐部４-７にて風呂場に分岐し、分岐部４-８にて給湯器に分岐している。一階部分の配管と二階部分の配管は合流部６で合流した後、下水管７に捨てられる。

前記量水器１と最初の分岐部４-１との間には浄水装置８と微細気泡液発生装置９が設けられている。浄水装置８はフィルターなどで構成され微細気泡液発生装置９よりも上流側に配置され、浄化された水道水が微細気泡液発生装置９に流入する。尚、浄水装置８と微細気泡液発生装置９とを１つのケース内に収めることも可能である。

この図示例では、微細気泡液発生装置９はバイパス流路１０に設けられている。このバイパス流路１０と配管３とは切替弁１１により選択できるようにされている。この実施例にあっては、バイパス流路１０に微細気泡液発生装置９を設けているが配管３（本管）に微細気泡液発生装置９を設けてもよい。

微細気泡液発生装置９の構造は図２に示すように、両端が水道水配管に接続される通水管１２と、通水管１２の中央部に形成された膨出部１３内に配置されたノズル１４と、このノズル１４を膨出部１３内に保持する支持部材１５とで構成される。

通水管１２は管体１２Ａと管体１２Ｂを接続して形成され、管体１２Ａと管体１２Ｂは互いに対峙している端部がそれぞれ拡径されている。管体１２Ｂの拡径部の径は、管体１２Ａの拡径部の径よりも大きく、管体１２Ａの拡径部が管体１２Ｂの拡径部に挿入されて、それぞれの内周及び外周に形成されたネジを螺合させて接続している。

支持部材１５は内側リング１６と外側リング１７とこれら内側リング１６と外側リング１７とをつなぐ板状連結部１８とからなり、内側リング１６の内側にノズル１４が螺合して保持され、外側リング１７は前記管体１２Ａと管体１２Ｂとの間にスプリング（クッション材）１９を介して保持され、連結部１８と連結部１８との間は流路となっている。

ノズル１４は筒状をなし、内側流路２０はオリフィス状に絞られ、内側流路２０の上流端には取水プレート２１が取付けられている。この取水プレート２１は円盤状をなし、厚み方向に貫通穴２２が形成されている。貫通穴２２は等間隔で複数、例えば４つ穿設され、且つ貫通穴２２は軸方向に対し捩じれている。その結果、貫通穴を通過した水流にはひねりが加えられ、更にオリフィス状に絞られた部分を通過するため、キャビテーション効果が有効に作用し、水中に溶解している気体が微細な気泡となって水中に引き出される。

前記切替弁１１は図３に示すように、配管３が挿入される開口２３、２４とバイパス流路１０の配管が挿入される開口２５が形成され、これら開口２３、２４、２５とが直交する部分に円形の部屋２６が形成され、この部屋２６内に各開口２３、２４、２５を選択的に塞ぐ弁体２７が外部操作によって回転可能に収納されている。

図３の状態では、浄水装置８を通過した水道水はバイパス流路１０に入らずストレートに供給される。一方、図に示す状態から弁体２７を反時計方向に９０°回転させると、量水器１を通過した水はバイパス流路１０に入り、微細気泡液発生装置９内を通過し、微細気泡が含まれた水が家庭内の各端末まで供給される。弁体２７の回転操作は遠隔操作により行うようにしてもよい。

図４は本発明に係る微細気泡液供給システムをマンションに適用した例であり、量水器（親メータ）１から一旦地上の受水槽２８に溜められ、この受水槽２８内の水をポンプ２９、配管３０を介して屋上の受水槽（高架水槽）３１に送り、この受水槽３１から各家庭に分岐部および子メータ３２を介して供給される構造になっている。

この実施例にあっても、ポンプ２９と屋上の受水槽３１とをつなぐ配管３０の途中に浄化装置８と微細気泡液発生装置９を浄化装置８が上流側となるように設けている。

即ち、配管３０に切替弁３３及びバイパス路３４を設け、この実施例にあっては、配管３０に微細気泡液発生装置９を設けている。微細気泡液発生装置９にて発生した微細気泡は、一旦受水槽３１内で保持されるが、微細気泡の表面は負に帯電しているため微細気泡同士が反発し水中から消失しにくく、各家庭で使用されるまでの間、微細気泡は水中に留まる。

マンションでは、各家庭ごとの水道水使用量を測る子メータ３２が設けられている。各家庭ごとに好みも異なり、全ての家庭が微細気泡が含まれている水道水を要求しないことも考えられる。このようなことを想定し、子メータ３２とその下流側の最初の分岐部との間の配管にバイパス流路３４及び微細気泡液発生装置９を設けるようにすることもできる。

図示例にあっては、微細気泡液発生装置として、キャビテーション方式のものを示したが、二相流旋回方式、高速剪断方式、加圧圧潰方式など特に限定されるものではない。また、気泡としては空気に限らず、炭酸ガス、酸素ガス、水素ガスなども用いることが可能である。

また、実施例としてはキャビテーション効果により水中に溶存している空気を引き出すようにしたが、外部から炭酸ガスを供給し、炭酸ガスの微細気泡を含む液を生成することも考えられる。

１…量水器（水道メータ）
２…戸建て住宅
３…配管
４-１〜４-８…分岐部
５…散水栓
６…合流部
７…下水管
８…浄水装置
９…微細気泡液発生装置
１０…バイパス流路
１１…切替弁
１２…通水管、１２Ａ，１２Ｂ…管体
１３…膨出部
１４…ノズル
１５…支持部材
１６…内側リング
１７…外側リング
１８…連結部
１９…スプリング（クッション材）
２０…内側流路
２１…取水プレート
２２…貫通穴
２３〜２５…開口
２６…部屋
２７…弁体
２８，３１…受水槽
２９…ポンプ
３０…配管
３２…子メータ
３３…切替弁。

Claims (3)

1. 水道配管の途中に浄水装置と微細気泡液発生装置を配設した微細気泡液供給システムであって、量水器（水道メータ）よりも下流側で且つ最初の配管分岐部よりも上流側に浄水装置と微細気泡液発生装置の両方を配置し、且つ前記浄水装置の下流側に微細気泡液発生装置を配置する構成としたことを特徴とする微細気泡液供給システム。
2. 請求項１に記載の微細気泡液供給システムにおいて、前記浄化装置と最初の配管分岐部との間の配管にはバイパス流路が設けられ、このバイパス流路または浄化装置と最初の配管分岐部との間の配管の一方に前記微細気泡液発生装置が設けられていることを特徴とする微細気泡液供給システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の微細気泡液供給システムにおいて、前記微細気泡液発生装置は、両端が前記水道配管に接続されるとともに一部が拡径された膨出部となった通水管と、キャビテーションにより微細気泡を発生させるためのノズルと、このノズルを前記膨出部内において保持するとともに通水部が形成された支持部とを備えていることを特徴とする微細気泡液供給システム。

Images