JP3234015U - 吐出口用ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】既存の水道や浄水器の吐出口に簡便に取り付けることができ、流路で損失させることなく多量の微細気泡を供給することができる吐出口用ノズルを提供する。【解決手段】水を吐出する吐出口である吐出キャップ２３に取り付ける吐出口用ノズル１であって、吐出キャップ２３に取り付け、軸方向が前記吐出口から吐出される水の流れる方向と平行な吐出管２と、吐出管２の内部に吐出管の軸方向と平行に配置された気泡発生媒体３と、を備え、気泡発生媒体３は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質であり、気泡発生媒体３内へ送られる気体が通る送気通路４と、送気通路４の上流側に設けられ、気泡発生媒体３内へ気体を送る送気手段５とを備える。【選択図】図２

Description

本考案は、微細気泡を含む水を吐出する吐出口に取り付ける吐出口用ノズルの技術に関する。

近年、液中において気泡のサイズ（直径）が数百ｎｍ〜数十μｍの微細気泡を使用する技術が注目されている。前記微細気泡は、表面積が非常に大きい特性及び自己加圧効果などの物理化学的な特性を有しており、その特性を生かして、魚介類の養殖、植物の栽培、食物の洗浄・殺菌、及び排水の脱色等に使用する技術が開発されている。

前記特性を持った微細気泡の発生装置として、従来から、コンプレッサにより圧送された空気を放出する空気ノズルの周囲に液体ジェットノズルを配置し、液体ジェットノズルの噴流の力で空気ノズルより放出する気泡を引きちぎって微細化する方法は公知となっている。また、攪拌してできた気泡をメッシュ部材に当てて通しながら気泡を細分化する装置が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、水道水の中において微細気泡を発生させる技術が公知となっている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３９５８３４６号公報 特開２０２０−１１１６１号公報

従来、水道水の中において微細気泡を発生させる場合には、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る構成が公知となっている。このような構成の場合、既存の配管に配置することは困難であり、既存の配管を取り外して、新規で微細気泡生成装置を備えた配管を設置する必要があった。また、水道水の蛇口に浄水器を接続する場合には、微細気泡が浄水器内で消滅し、蛇口から放出する浄水内の微細気泡の数が減少することがあった。

そこで、本考案はかかる課題に鑑み、既存の水道や浄水器の吐出口に簡便に取り付けることができ、流路で損失させることなく多量の微細気泡を供給することができる吐出口用ノズルを提供する。

本考案の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、水を吐出する吐出口に取り付ける吐出口用ノズルであって、前記吐出口に取り付け、軸方向が前記吐出口から吐出される水の流れる方向と平行な吐出管と、前記吐出管の内部に吐出管の軸方向と平行に配置された気泡発生媒体と、を備え、前記気泡発生媒体は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質であり、前記気泡発生媒体内へ送られる気体が通る送気通路と、前記送気通路の上流側に設けられ、前記気泡発生媒体内へ気体を送る送気手段とを備えるものである。

請求項２においては、前記吐出管は、前記気泡発生媒体を収容する大径部と、大径部の端部と連続し、断面径が小さくなるように形成されるテーパ部分と、前記テーパ部分と連続し、微細気泡を含む水を吐出する小径部とを備えるものであってもよい。

請求項３においては、前記気泡発生媒体の断面径は前記吐出管の大径部の断面径の略３０〜７０％となるように構成されるものである。

本考案の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、水道の蛇口、もしくは、各種市販されている浄水器の吐出口に吐出口用ノズルを取り付けることにより、吐出口から流れ出る水の流れによって気泡発生媒体表面に発生する微細気泡を離間させることで、気泡が合体して大きくなるのを防ぎ、均一なサイズの微細気泡を大量に発生させることができる。

請求項２においては、吐出管内の水の流れがテーパ部分において変化することで、微細気泡を含む水が攪拌されやすくなり、微細気泡がより均一に水中に拡散して小径部から吐出されることができる。

請求項３においては、気泡発生媒体の表面を流れる水の体積が、微細気泡の飽和溶存率に近くなるので、効率的に微細気泡を水中に溶存させることができる。

本考案の第一の実施形態に係る吐出口用ノズルを取り付けた浄水器の全体的な構成を示した斜視図。 同じく吐出口用ノズルの構成を示した一部断面図。 気泡発生媒体の構成を示した断面一部拡大図。

次に、考案の実施の形態を説明する。
まず、本考案の一実施形態にかかる吐出口用ノズル１を取り付けた浄水器１００の全体構成について図１を用いて説明する。

浄水器１００は、一般的な水道の吐出管に接続されている。浄水器１００は、水道水に含まれる塩素や鉄さびなどの微少な不純物を除去・浄化する装置であり、内部に浄水部１０を備えている。浄水器１００の浄水部１０から放出された浄水は、浄水蛇口２０から放出される。浄水蛇口２０は、蛇口本体２１と、電磁バルブ２２と、蛇口本体２１の吐出側に設けられた吐出キャップ２３とを備えている。

吐出キャップ２３は、円環状の部材であり、下方に向けて開口している。
吐出キャップ２３には、吐出口用ノズル１が接続されている。吐出口用ノズル１は、長手方向を上下方向とした管状の部材である。吐出口用ノズル１は、吐出キャップ２３に脱着可能に取り付けられる。このように構成することにより、吐出口用ノズル１は、市販の浄水器や一般的な水道の蛇口に取り付けることが可能となる。例えば、吐出口用ノズル１の上端部に径方向締め付け可能なジョイント部を設けることで、様々な系の吐出口に対して吐出口用ノズル１を取り付けることができる。これにより、大型の気泡発生装置を新規に設置することなく、既存の設備において簡便に微細気泡を発生させることができるのである。

吐出口用ノズル１は、軸方向が吐出キャップ２３から吐出される水の流れる方向と平行な吐出管２と、吐出管２の内部に吐出管２の軸方向と平行に配置された気泡発生媒体３と、を備えている。

吐出管２は、気泡発生媒体３を収容する大径部２ａと、大径部２ａの端部と連続し、断面径が小さくなるように形成されるテーパ部分２ｂと、テーパ部分２ｂと連続し、微細気泡を含む水を吐出する小径部２ｃとを備える。

気泡発生媒体３は、吐出管２の内部に設けられている。気泡発生媒体３は、図１及び図２に示すように、円筒状となるように構成されており、その内部に内部空間３ａが設けられている。また、気泡発生媒体３は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体で形成されている。また、気泡発生媒体３は、無数の細かい孔３ｂを有する多孔質の複合体で形成されている。また、気泡発生媒体３は、固体組織がイオン結合による分子構造である複合体で形成されている。また、気泡発生媒体３は導電体であり、気泡発生媒体３から発生する気泡は負の電荷を帯電する。
無数の細かい孔３ｂは、気泡発生媒体３全体に分布しており、その孔径は直径数μｍ〜数十μｍである。気泡発生媒体３の内部空間３ａと表面部３ｃとは、孔３ｂによって連通している。

気泡発生媒体３は、表面部３ｃに沿って水が流れるように形成されており、表面部３ｃの少なくとも一部は、水が流れる方向と直交するように配置されている。本実施形態においては、気泡発生媒体３の長手方向が吐出管２の大径部２ａ内を流れる水の流れと平行になるように設けられている。これにより、気泡発生媒体３の側面の表面部３ｃが、水が流れる方向と直交するように配置されることになる。

また、気泡発生媒体３の断面径は吐出管２の大径部２ａの断面径の略３０〜７０％となるように構成される。このように構成することにより、吐出キャップ２３から放出される水の水圧が低くても、気泡発生媒体３の表面部３ｃ周辺に流速１０ｃｍ／ｓ以上の水流を起こしやすくなり、効率的に微細気泡を水中に溶存させることができる。

送気通路４は、送気手段５と気泡発生媒体３とを連結する通路であり、本実施形態においては可撓性を有する管で構成されている。送気通路４の下流側端部は、気泡発生媒体３の内部空間３ａの上流端と連結されている。また、送気通路４の上流側端部は、送気手段５と連結されている。

送気手段５は、気泡発生媒体３へ気体を送るための装置であり、高圧容器３１と、圧力調整装置３２とを有する。
高圧容器３１は、気体が圧縮された状態で格納される容器である。気体は、例えば、二酸化炭素、酸素、水素、窒素、オゾン、又は空気のいずれかで構成される。高圧容器３１内の圧力は、充填時において１０〜２０ＭＰａとなっている。
圧力調整装置３２は、高圧容器３１内の気体を吐出する際の圧力を調整する装置であり、高圧容器３１内から吐出された気体の圧力を０．１〜０．３ＭＰａに減圧して送気通路４へと送る。圧力調整装置３２には送気通路４が連結される。

このように構成された吐出口用ノズル１を用いた、微細気泡を含む水の吐出について説明する。

浄水器１００の浄水部１０において不純物を除去・浄化された水は浄水蛇口２０へと供給される。
浄水蛇口２０の吐出キャップ２３から放出された浄水は、吐出口用ノズル１の吐出管２へと供給される。送気通路４を通った気体は、気泡発生媒体３の内部空間３ａと流入する。図３に示すように、気泡発生媒体３の内部空間３ａに流入した気体は、直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔３ｂを通過して、表面部３ｃより微細気泡として放出される。表面部３ｃにおいて発生した微細気泡は、吐出管２の大径部２ａ内を流れる水の水流によって表面部３ｃから離間して水中へ溶存することとなる。

また、図１及び図２に示すように、表面部３ｃの少なくとも一部は、水が吐出管２の大径部２ａを流れる方向と直交するように配置されることにより、表面部３ｃにおいて、微細気泡は、水流によって気泡発生媒体３から離間するため、続けて発生する微細気泡同士が合体して大きな気泡になることを防ぐことができる。また、表面部３ｃから一度に大量の微細気泡が発生することにより、水中に短時間で大量の微細気泡を混入させることができる。気泡発生媒体３の表面部３ｃから離間した微細気泡は、吐出管２へ供給された水中に放出されることになる。微細気泡を含む水は、吐出管２のテーパ部分２ｂにおいて流速を上げながら攪拌されることによって微細気泡をより均一に拡散させる。テーパ部分２ｂにおいて攪拌された浄水は、小径部２ｃから吐出される。

このように構成することにより、気泡発生媒体３の表面部３ｃに沿って水が流れることで、微細気泡を発生させることができる。従来技術のように、空気と水の混合によって微細気泡を発生させる場合には、０．１ＭＰａ以上の水圧が必要であったが、本実施形態においては、０．１ＭＰａの水圧であっても、表面部３ｃ周辺に流速１０ｃｍ／ｓ以上の水流があれば、表面部３ｃにおいて、微細気泡は、水流によって気泡発生媒体３から離間するため、微細気泡を発生させることができる。

吐出口用ノズル１から吐出される水に含まれた微細気泡は、表面積が非常に大きい特性及び自己加圧効果などの化学的な特性を有しているので、より長い時間水中内に留まることができる。
微細気泡を含む水は、負電荷を帯びており洗浄効果が高い。また、微細気泡は表面積が大きいため、微細気泡が入った浄水を人体に向けて使用したとき、微細気泡が皮膚と接触する機会も多くなり、洗浄効果がより高くなる。

また、浄水器用ノズル１を浴室で用いる場合には、浴槽内で使用することにより、浴槽内の水中に微細気泡を発生させることができる。

また、吐出口用ノズル１は、既存の蛇口に取り付けることで、簡単に既存の水道蛇口から微細気泡を含む水を吐出することができる。

なお、本実施形態においては、送気手段５として、高圧容器３１及び圧力調整装置３２を使用しているがこれに限定されるものではなく、例えば、送気手段として、コンプレッサを使用することも可能である。また、送気手段として、オゾン発生装置等のガス発生装置を使用することも可能である。

また、気泡発生媒体３は、本実施形態においては、円筒状となるように構成されているがこれに限定されるものではなく、例えば、錐状、または板状となるように構成することもできる。

以上のように、本実施形態に係る吐出口用ノズル１は、水を吐出する吐出口である吐出キャップ２３に取り付ける吐出口用ノズル１であって、吐出キャップ２３に取り付け、軸方向が前記吐出口から吐出される水の流れる方向と平行な吐出管２と、吐出管２の内部に吐出管の軸方向と平行に配置された気泡発生媒体３と、を備え、気泡発生媒体３は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質であり、気泡発生媒体３内へ送られる気体が通る送気通路４と、送気通路４の上流側に設けられ、気泡発生媒体３内へ気体を送る送気手段５とを備えるものである。
このように構成することにより、水道の蛇口、もしくは、各種市販されている浄水器の吐出口に吐出口用ノズル１を取り付けることにより、吐出口から流れ出る水の流れによって気泡発生媒体３表面に発生する微細気泡を離間させることで、気泡が合体して大きくなるのを防ぎ、均一なサイズの微細気泡を大量に発生させることができる。

また、吐出管２は、気泡発生媒体３を収容する大径部２ａと、大径部２ａの端部と連続し、断面径が小さくなるように形成されるテーパ部分２ｂと、テーパ部分２ｂと連続し、微細気泡を含む水を吐出する小径部２ｃとを備えるものであってもよい。
このように構成することにより、吐出管２内の水の流れがテーパ部分２ｂにおいて変化することで、微細気泡を含む水が攪拌されやすくなり、微細気泡がより均一に水中に拡散して小径部２ｃから吐出されるようになる。

また、気泡発生媒体３の断面径は吐出管２の大径部２ａの断面径の略３０〜７０％となるものであってもよい。
このように構成することにより、気泡発生媒体３の表面部３ｃ周辺に流速１０ｃｍ／ｓ以上の水流を起こしやすくなり、効率的に微細気泡を水中に溶存させることができる。

１ 吐出口用ノズル
２ 吐出管
２ａ 大径部
２ｂ テーパ部分
２ｃ 小径部
３ 気泡発生媒体
４ 送気通路
５ 送気手段
３ａ 内部空間
３ｂ 孔
３ｃ 表面部
１０ 浄水部
２０ 浄水蛇口
２１ 蛇口本体
２２ 電磁バルブ
２３ 吐出キャップ
３１ 高圧容器
３２ 圧力調整装置

Claims (3)

1. 水を吐出する吐出口に取り付ける吐出口用ノズルであって、
   前記吐出口に取り付け、軸方向が前記吐出口から吐出される水の流れる方向と平行な吐出管と、
   前記吐出管の内部に吐出管の軸方向と平行に配置された気泡発生媒体と、を備え、
   前記気泡発生媒体は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質であり、
   前記気泡発生媒体内へ送られる気体が通る送気通路と、
   前記送気通路の上流側に設けられ、前記気泡発生媒体内へ気体を送る送気手段とを備える、吐出口用ノズル。
2. 前記吐出管は、前記気泡発生媒体を収容する大径部と、大径部の端部と連続し、断面径が小さくなるように形成されるテーパ部分と、前記テーパ部分と連続し、微細気泡を含む水を吐出する小径部とを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の吐出口用ノズル。
3. 前記気泡発生媒体の断面径は前記吐出管の大径部の断面径の略３０〜７０％となるように構成される、ことを特徴とする請求項２に記載の吐出口用ノズル。

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