JP3174668U

JP3174668U - 空気及び炭酸ガスのマイクロバブルを発生させるシャワーノズル

Info

Publication number: JP3174668U
Application number: JP2012000259U
Authority: JP
Inventors: 貴敏山下; 重樹川森
Original assignee: 株式会社田中金属製作所; 重樹川森
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2022-01-20

Abstract

【課題】炭酸ガスによる美容効果は勿論、マイクロバブルによる効果も得られるようなシャワー水を吐出するシャワーノズルを提供する。
【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を設けた分流コマ３０と、上流側本体１０に空間４０を介して取り付けられて、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、空間４０を気密的に覆う回動リング５０と、空間４０内に炭酸ガス供給源からの炭酸ガスを供給すべく、回動リング５０の接続口５１に接続したホースとにより構成する。
【選択図】図２

Description

本考案は、シャワー水供給源及び炭酸ガス供給源が接続されるシャワーノズルであって、このシャワーノズルから吐出されるシャワー水中に、シャワー水中に溶けていた気体（空気）の極小泡と、炭酸ガス供給源からの炭酸ガスの極小泡とを発生させるシャワーノズルに関するものである。

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は従来からよく知られている。

従来から行わ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も知られている。マイクロバブルは、人の毛穴よりも小さいため、髪や身体の洗浄が石鹸やシャンプーなしでも十分行えるからであり、また地肌に物理的な刺激を適当に与えるものだからである。

このようなマイクロバブルを利用した「マイクロバブルシャワー」が、例えば、特許文献１において提案されている。また、特許文献２には、「マイクロバブル生成ノズル及びマイクロバブル生成設備」が提案されている。

特開２００８−２２９５１６号公報、要約特開２００８−１１４０９８号公報、要約、代表図

この特許文献１にて提案されている「マイクロバブルシャワー」は、「水道水圧でも使用することができ、しかもマイクロバブルの発生効率が高いマイクロバブルシャワーを提供する」ことを目的としてなされたもので、「マイクロバブルシャワーは、旋回流発生用翼型ノズルと、この旋回流発生用翼型ノズルと同軸に設けられた縮流部および渦崩壊部を有する渦崩壊用ノズルとをシャワーヘッドの喉部に有する。旋回流発生用翼型ノズルの入口に液体を供給することにより旋回流を発生させるとともに、この旋回流の中心に気体を導入し、この中心に気体が導入された旋回流を縮流部に供給することにより渦崩壊部からマイクロバブルを発生させる。このマイクロバブルシャワーは、シャワーヘッドの喉部の渦崩壊用ノズルの下流側に旋回流を制止する板を有することもある」という解決手段を有したものである。

これに対して、特許文献２の「マイクロバブル生成ノズル及びマイクロバブル生成設備」では、図６にも示すように、「マイクロバブル生成ノズル1は、外筒2と第一、第二通路形成部材3、4とからなる。第一、第二通路形成部材3、4は、先細り状通路5ｂ、6ｂを互いに対向した状態で設置される。第一通路形成部材3は外筒2に固着され、第二通路形成部材4は軸線方向に位置調整可能である。第一、第二の通路形成部材3、4は離間して配設され、第一、第二通路形成部材3、4の間に環状隙間10が形成され、そして外筒2との間に環状空間11が形成されている。環状空間11は、外筒2と第一通路形成部材3との間の断面略三角形状の空間まで延長され、ガス導入ポート12は、外筒2の深部に位置する第一通路形成部材3の先細り状外周面7ｂの先端よりも上流側に変位して配置されている」

しかしながら、これらの特許文献１または特許文献２の「マイクロバブルシャワー」または「マイクロバブルノズル」では、洗浄に必要な十分なマイクロバブルの発生が望めないのではないかと考えられる。特許文献１の「マイクロバブルシャワー」では、シャワーヘッドの喉部には、「旋回流発生用翼型ノズルと、この旋回流発生用翼型ノズルと同軸に設けられた縮流部および渦崩壊部を有する渦崩壊用ノズル」しかないからであり、特許文献２の「マイクロバブルノズル」でも、水流に大きなせん断応力を発生させるための渦流発生部分がないからである。

ところで、炭酸ガス（二酸化炭素）は、水に溶かして使用すると、美容効果や医療効果が高まることが知られている。水に溶けた炭酸ガスは、水と反応して「炭酸」となり、この炭酸の一部が水中で解離して「重炭酸イオン」となり、この重炭酸イオンが皮膚から吸収され易い「分子状二酸化炭素」となる。そして、この「分子状二酸化炭素」が赤血球中のヘモグロビンから酸素を放出させ易くするのであり、この酸素が人の組織細胞に供給されることにより、細胞を活性化させるのである。これが、炭酸ガスによる美容効果や医療効果である。勿論、炭酸ガス（気体）を水に溶かすには、少なくとも微小な泡にすることがより良いことも、十分知られている。

このような炭酸ガスによる美容効果は、上記の特許文献１及び２のシャワーでは得られないものであり、本考案者は、「炭酸ガス」による美容効果は勿論、「マイクロバブル」による効果も得られるようなシャワーノズル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、本考案を完成したのである。

すなわち、本考案の目的とするところは、「炭酸ガス」による美容効果は勿論、「マイクロバブル」による効果も得られるようなシャワー水を吐出するシャワーノズルを提供することにある。

以上の課題を解決するために、本考案の採った手段は、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、
「シャワー水供給源２１０と炭酸ガス供給源２２０とが接続されて、このシャワー水供給源２１０からのシャワー水中に、このシャワー水中に溶け込んでいた気体からなる極小泡と、前記炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスの極小泡とを形成するようにしたシャワーノズル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に空間４０を介して取り付けられて、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、前記空間４０を気密的に覆う回動リング５０と、前記空間４０内に前記炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスを供給すべく、前記回動リング５０の接続口５１に接続したホース６０とにより構成したことを特徴とするシャワーノズル１００」
である。

すなわち、このシャワーノズル１００は、図１に示すように、例えば給水栓や給湯器のようなシャワー水供給源２１０と、炭酸ガスボンベのような炭酸ガス供給源２２０とが接続されるものであり、シャワー水供給源２１０からのシャワー水中に、このシャワー水中に溶け込んでいた気体からなる極小泡と、炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスの極小泡とを形成して、シャワーヘッド１１０から各極小泡を含んだシャワー水として吐出するものである。

まず、このシャワーノズル１００は、図２〜図５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とを備えたものである。また、このシャワーノズル１００では、上流側本体１０の第１流路１１内に流れたシャワー水を、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。

つまり、このシャワーノズル１００は、図３中の矢印にて示すように、シャワー水供給源２１０から上流側本体１０側に給送されてきたシャワー水中に、図示上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、このシャワー水中に溶け込んでいた気体（空気）からなる極小泡を発生させるものであり、第２流路２１の先にあるシャワーヘッド１１０から吐出されるシャワー水中に主として空気からなる極小泡を混入させるものである。

このシャワーノズル１００において、シャワー水中に溶け込んでいた空気からなる極小泡は次のようにして発生する。まず、上流側本体１０内に給送されたシャワー水は、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内に放出されたシャワー水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、シャワー水は第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、シャワー水の圧力は急激に下がることになる。

以上の各段階で、シャワー水には、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、シャワー水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、シャワーノズル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、シャワー水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。

考案者の実験によると、このシャワーノズル１００を使用することによってシャワー水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。このシャワーノズル１００を使用すると、上流側本体１０の第１流路１１の開口をシャワー水が通過する際に、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の開口から、第２流路２１へシャワー水が吐出される際に、周囲のシャワー水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シャワー水と、下流側本体２０の開口から放射状に噴出するシャワー水とが衝突し、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。

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、短時間内で再びシャワー水中に吸収されてしまうのであるが、本考案に係るシャワーノズル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シャワー水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から吐出されるシャワー水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、このシャワー水を、例えばシャワーノズル１００からのシャワー水として使用すれば、シャワー水中に溶け込んでいた気体からなるこれらの極小泡だけでも、高い洗浄力で洗髪や身体洗浄が行えるのである。

さらに、このシャワーノズル１００については、その分流コマ３０に、上流側本体１０の第１流路１１を下流側本体２０の第２流路２１に連通させるための通液孔３１が複数形成してあって、各通液孔３１の軸心は、当該分流コマ３０の軸心に対して傾斜させてある。

すなわち、このシャワーノズル１００では、分流コマ３０の各通液孔３１を通るシャワー水に、さらに複雑なせん断応力が付与できるようになっているし、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ることにより、各通液孔３１中を流れるシャワー水に極小泡発生のための力をより一層与えるのである。

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シャワー水を旋回させることになり、このシャワー水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からである。

また、このシャワーノズル１００は、図３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シャワー水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。

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、シャワー水は、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、シャワーノズル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、このシャワー水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。

そして、このシャワーノズル１００においては、図１〜図５に示すように、上流側本体１０と下流側本体２０との連結境界部分に回動リング５０が気密的かつ回動可能に取り付けてあって、この回動リング５０は上記空間４０をも気密的に覆うものとしてある。この回動リング５０の一部には接続口５１が形成してあり、この接続口５１には、空間４０内に炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスを供給するホース６０が接続してある。

換言すれば、このシャワーノズル１００は、その内部に、ホース６０を介して炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスが供給されるようになっているのであり、このホース６０は、回動自在になっている回動リング５０の接続口５１に接続されることにより、シャワーノズル１００自体の使用によるネジレに対処できるようになっているのである。

このシャワーノズル１００は、主として理美容院で使用されるものであり、その全体角度は、使用によって種々変化する。当該シャワーノズル１００の、シャワー水供給源２１０に対する連結も図示しないホースによって行うのであるが、このホースの軸心に対してシャワーノズル１００自体が回動可能になっていることは一般的である。ところが、シャワー水供給源２１０とは別の炭酸ガス供給源２２０についても、当該シャワーノズル１００はホース６０を介して連結されるのであるから、使用時において、このホース６０とシャワー水供給源２１０側からのホースとが絡むと作業性が悪くなる。しかしながら、本考案では、このホース６０は、シャワーノズル１００に対して回動可能に組み付けてある回動リング５０の接続口５１に接続されるのであるから、両ホースが絡み合う問題は殆どなく、洗髪作業を容易に行えるものとなっているのである。

そして、このシャワーノズル１００の空間４０内には、炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガス、つまり気体状態の二酸化炭素が供給されるのであるが、この供給されてきた炭酸ガスは、上述したシャワー水中に混合される。また、シャワー水中に混合された炭酸ガスは、上記上流側本体１０、分流コマ３０及び下流側本体２０の存在によって、当該シャワーノズル１００内で複雑なせん断応力が掛けられて、最終的には、つまりシャワーヘッド１１０からシャワー水として吐出する際には、殆どが「マイクロバブル」、つまり極小泡となるのである。

この炭酸ガスの極小泡は、従来の技術の項で述べたように、シャワー水に溶け易くなっており、美容効果や医療効果を高めることになる。水に溶けた炭酸ガスは、水と反応して「炭酸」となり、この炭酸の一部が水中で解離して「重炭酸イオン」となり、この重炭酸イオンが皮膚から吸収され易い「分子状二酸化炭素」となる。そして、この「分子状二酸化炭素」が赤血球中のヘモグロビンから酸素を放出させ易くするのであり、この酸素が人の組織細胞に供給されることにより、細胞を活性化させるからである。

勿論、この炭酸ガスのシャワーノズル１００内に供給される量は、ホース６０に設けてある流量調整弁６１の調整によって自在に調整できるものであり、必要に応じて「０」にすることも可能である。

なお、後述する実施形態のシャワーノズル１００では、図３の（ｂ）に示すように、上流側本体１０の下流側本体２０に対するネジ込み部に、その軸心方向の炭酸ガス導入溝１２が形成してある。この炭酸ガス導入溝１２は、回動リング５０の接続口５１が開口している空間４０を、互いに対向し合っている第１流路１１及び第２流路２１の間に連通させるようにしているものであり、炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスがシャワー水中に混入し易くなるようにするものである。

従って、本考案に係るシャワーノズル１００は、「炭酸ガス」による美容効果は勿論、「マイクロバブル」による効果も得られるようなシャワー水を吐出し得るものとなっているのである。

以上、説明したとおり、本考案にあっては、
「シャワー水供給源２１０と炭酸ガス供給源２２０とが接続されて、このシャワー水供給源２１０からのシャワー水中に、このシャワー水中に溶け込んでいた気体からなる極小泡と、前記炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスの極小泡とを形成するようにしたシャワーノズル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に空間４０を介して取り付けられて、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、前記空間４０を気密的に覆う回動リング５０と、空間４０内に炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスを供給すべく、回動リング５０の接続口５１に接続したホース６０とにより構成したこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、「炭酸ガス」による美容効果は勿論、「マイクロバブル」による効果も得られるようなシャワー水を吐出することのできるシャワーノズル１００を提供することができるのである。

本考案に係るシャワーノズル１００を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図１中の１−１線に沿ってみたたて断面図である。同シャワーノズル１００の各部を拡大して示すもので、（ａ）は図２中の２−２線に沿ってみた部分拡大断面図、（ｂ）は当該シャワーノズル１００が備えている上流側本体１０の拡大正面図である。本考案の他の実施例に係るシャワーノズル１００を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図４中の３−３線に沿ってみたたて断面図である。従来の技術を示す部分拡大断面図である。

次に、上記のように構成した本考案を、図面に示した実施の形態であるシャワーノズル１００について説明するが、この実施形態のシャワーノズル１００は、図１〜図３に示した実施例１と、図４及び図５に示した実施例２とがある。実施例２の実施例１と異なる部分は、図４に示すように、実施例２の流量調整弁６１が回動リング５０の接続口５１に直接取り付けられる空間４０のであるのに対し、実施例１の流量調整弁６１は、ホース６０に対して直列的に接続される点である。その他の部分は両者共通するものであり、図４及び図５に示した実施例２のシャワーノズル１００の説明は、これらの図４及び図５中に実施例１の説明で使用した符号を付して、その説明を省略する。

図１には、本考案に係るシャワーノズル１００を、その下流側本体２０を介してシャワーヘッド１１０の下端に連結し、このシャワーノズル１００の上流側本体１０をホースに接続した状態が示してある。勿論、このホースの他端は、シャワー水供給源２１０に接続してある。また、このシャワーノズル１００には、ホース６０を介して炭酸ガス供給源２２０が接続してあり、当該シャワーノズル１００内に炭酸ガスの供給が行えるようにしてある。

換言すれば、このシャワーノズル１００は、図２にも示したように、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に空間４０を介して取り付けられて、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、空間４０を気密的に覆う回動リング５０と、空間４０内に炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスを供給すべく、回動リング５０の接続口５１に接続したホース６０とにより構成したものであり、シャワー水供給源２１０と炭酸ガス供給源２２０とが接続されて、このシャワー水供給源２１０からのシャワー水中に、このシャワー水中に溶け込んでいた気体からなる極小泡と、炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスの極小泡とを形成するようにしたものなのである。

シャワーノズル１００は、図１〜図３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とを備えたものである。また、このシャワーノズル１００は、図２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。

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、パッキングを介装して液漏れを防止している。本実施形態のシャワーノズル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２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より小さくしてある。

上流側本体１０の、第１流路１１の開口端部に位置する部分には載置段部が形成してあり、この載置段部上には分流コマ３０を収納して載置してある。この分流コマ３０は、多数の通液孔３１が形成してあるが、これらの通液孔３１は、その軸心を当該シャワーノズル１００のそれに対して傾斜するようにしてある。

また、このシャワーノズル１００は、図３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シャワー水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。

さらに、このシャワーノズル１００においては、図１〜図５に示したように、上流側本体１０と下流側本体２０との連結境界部分に回動リング５０が気密的かつ回動可能に取り付けてあって、この回動リング５０は上記空間４０をも気密的に覆うものとしてある。この回動リング５０の一部には接続口５１が形成してあり、この接続口５１には、空間４０内に炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスを供給するホース６０が接続してある。

勿論、この炭酸ガスのシャワーノズル１００内に供給される量は、ホース６０に設けてある流量調整弁６１の調整によって自在に調整できるものであり、必要に応じて「０」にすること、つまり、シャワー水中に溶け込んでいた気体からなるマイクロバブル（極小泡）だけの効果による洗髪を行うことも可能としてある。

さらに、このシャワーノズル１００では、図３の（ｂ）に示したように、上流側本体１０の下流側本体２０に対するネジ込み部に、その軸心方向の炭酸ガス導入溝１２を形成するようにしてある。この炭酸ガス導入溝１２は、回動リング５０の接続口５１が開口している空間４０を、互いに対向し合っている第１流路１１及び第２流路２１の間に、上流側本体１０の下流側本体２０に対するネジ込み部を通して連通させるようにしているものであり、炭酸ガス供給源２２０からの炭酸ガスがシャワー水中に混入し易くなるようにするものである。

１００シャワーノズル
１１０シャワーヘッド
１０上流側本体
１１第１流路
１２炭酸ガス導入溝
２０下流側本体
３０分流コマ
３１通液孔
４０空間
５０回動リング
５１接続口
６０ホース
６１流量調整弁
２１０シャワー水供給源
２２０炭酸ガス供給源

Claims

シャワー水供給源と炭酸ガス供給源とが接続されて、前記シャワー水供給源からのシャワー水中に、このシャワー水中に溶け込んでいた気体からなる極小泡と、前記炭酸ガス供給源からの炭酸ガスの極小泡とを形成するようにしたシャワーノズルであって、
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、前記上流側本体に空間を介して取り付けられて、下流側に向けて広がる第２流路を設けた下流側本体と、前記空間を気密的に覆う回動リングと、前記空間内に前記炭酸ガス供給源からの炭酸ガスを供給すべく、前記回動リングの接続口に接続したホースとにより構成したことを特徴とするシャワーノズル。