JP3962074B2 - マイクロバブル発生装置及び同装置を利用した洗髪装置 - Google Patents
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Description
本発明は、粒径が１μｍ〜５０μｍ程度のマイクロバブルを発生するためのマイクロバブル発生装置及びマイクロバブル発生装置を利用した洗髪装置に関する。
マイクロバブル発生装置は、例えば浴槽内の水をポンプによって吸引し、上記ポンプによって圧送される水内に、コンプレッサによって空気を圧入して水と空気とを混合した混合液を製造し、この混合液を気体溶解装置に導入して余分な空気を排出した溶解水を製造する。そして、ノズルを介して上記溶解水を、例えば浴槽内へ吐出することにより、溶解した気体を微細な気泡として発生させるものである（例えば特許文献１参照）。
人間の洗髪を行う洗髪装置は、頭部を覆って水密的に構成した基体内へノズルからシャワーを噴射する構成であり、しかもシャンプー液を使用するものである（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−２６５９３８号公報
実用新案登録第２５１６６９号公報
前記特許文献１に記載のマイクロバブル発生装置における気体溶解装置は、密閉した容器内に、下部から上端部付近に至る仕切板を備えることによって前記容器内を第１，第２の撹拌・混合路に構成してある。そして、前記第１の撹拌・混合路の下部に備えた流入口から、水と空気とを混合した混合水を流入し、前記仕切板を乗り越えて第２の撹拌・混合路に流入した混合水は、第２の撹拌・混合路の下部に設けた流出口から流出される構成である。なお、混合水内の余分な空気を排出するために、前記容器の上部には空気抜き弁が設けられている。
前記構成においては、水に空気を溶解した溶解水を製造することができるものの、前記容器内には、流入口から第１の撹拌・混合路内を上昇し、前記仕切板を乗り越えて第２の撹拌・混合路内を下降して下部の流出口に至る比較的速い流れの水流が形成されるので、溶解水内に余分な空気か残った状態で、また、水の流れによって運ばれる微小な気泡を含んだ状態のまま流出口から排出されることがある。
したがって、ノズルから溶解水を吐出して微細なマイクロバブルを発生させるとき、上記マイクロバブルに比較して粒径が極めて大きな気泡が生じることがあり、微細なマイクロバブルの粒径の均一化を図る上において、さらなる改善が求められていた。
また、洗髪装置においては、頭部に向ってシャワーを噴射する構成のみにおいては、例えば頭皮部分まで充分に洗浄することが難しいという問題がある。
本発明は、前述したごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、水を吸引すると共に気体を吸引して上記気体を溶解した溶解水を製造する溶解水製造手段と、上記溶解水製造手段から供給された溶解水からマイクロバブルを発生させるためのバブル発生ノズルとを備えたマイクロバブル発生装置を利用した洗髪装置であって、前記溶解水製造手段において気体を溶解するための気体溶解装置は、密閉した密閉容器の適宜位置に水と気体とを混合した状態の混合液の流入口を備えると共に、前記混合液内の余分な気体を排出するための排出弁を備え、前記密閉容器の底部付近に溶解水の流出口を備え、前記流入口と流出口との間に、前記流入口から流入した水によって撹拌されることなく、かつ余分な空気が除去されて空気をほぼ飽和状態に溶解し、水の流れに乗って移送される微小気泡を含まない状態の溶解水の滞留領域を備え、人間の頭部を受け入れ自在な開口部を備えた洗髪容器の下部側に前記バブル発生ノズルを備え、前記洗髪容器の上部側に、洗髪容器内の水を排出するための排水口を備えていることを特徴とするものである。
また、本発明は、水を吸引すると共に気体を吸引して上記気体を溶解した溶解水を製造する溶解水製造手段と、上記溶解水製造手段から供給された溶解水からマイクロバブルを発生させるためのバブル発生ノズルとを備えたマイクロバブル発生装置を利用した洗髪装置であって、前記溶解水製造手段において気体を溶解するための気体溶解装置は、密閉した密閉容器の適宜位置に水と気体とを混合した状態の混合液の流入口を備えると共に、前記混合液内の余分な気体を排出するための排出弁を備え、前記密閉容器の底部付近に溶解水の流出口を備え、前記流入口と流出口との間に、前記流入口から流入した水によって撹拌されることなく、かつ余分な空気が除去されて空気をほぼ飽和状態に溶解し、水の流れに乗って移送される微小気泡を含まない状態の溶解水の滞留領域を備え、前記バブル発生ノズルは、オリフィス，網部材及び圧力解放室を備えたバブル発生カートリッジを、撹拌室を備えたノズル本体に対して着脱可能に備えられており、人間の頭部を受け入れ自在な開口部を備えた洗髪容器の下部側に前記バブル発生ノズルを備え、前記洗髪容器の上部側に、洗髪容器内の水を排出するための排水口を備えていることを特徴とするものである。
本発明によれば、密閉容器内へ水と気体とを混合した状態の混合水を流入して溶解水を製造し、この溶解水を流出するための流出口を前記密閉容器の底部付近に設けて、流入口から前記流出口に至る途中に、前記流入口から流入した水によって撹拌されることなく、かつ余分な空気が除去されて空気をほぼ飽和状態に溶解し、水の流れに乗って移送される微小気泡を含まない状態の溶解水の滞留領域を備えているので、溶解水中の余分な気体を充分に除去することができるものであり、溶解水をノズルから吐出して微細気泡を発生させるとき、気泡の粒径がほぼ均一になるものである。そして、洗髪装置にマイクロバブル発生装置を利用したことにより、洗髪容器内で発生したマイクロバブルが毛髪に付着して毛髪を浮揚させるものである。したがって、洗髪容器内のマイクロバブルは頭皮にまで到達し、頭皮の洗浄を行うことができるものである。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、図１に示すように、本発明の実施形態に係るマイクロバブル発生装置１は、持ち運び自在なケーシング３を備えている。上記ケーシング３は、箱状のケーシング本体５に対して蓋部材７を開閉自在に備えた構成であって、前記ケーシング本体５内には、小型のモータ９によって回転駆動されるポンプ１１が装着してある。このポンプ１１は例えば渦流ポンプ又はカスケードポンプなどのごとき適宜のポンプよりなるものであって、ポンプ１１の吸引口１３は吸引路１５を介して、水を貯留した貯水槽１７に接続してある。
上記貯水槽１７としては、例えば風呂などとすることができる。また、前記吸引路１５を水道、給湯器等の水供給源に接続した場合には、水供給源が貯水槽に相当するものである。前記ポンプ１１に吸引される水に空気を混合して混合水（混合液）とするために、前記吸引路１５の途中には、外気を吸引するための気体吸引路１９が分岐接続してある。前記気体吸引路１９から前記吸引路１５内へ外気（空気）を吸引する構成としては、吸引路１５にはポンプ１１の吸引作用による負圧が発生しているので、吸引路１５に気体吸引路１９を接続する構成でもって容易に実施可能である。
ところで、水に炭酸ガスを溶解しようとする場合には、前記気体吸引路１９に炭酸ガスボンベ２１を接続すればよいものである。
前記ポンプ１１の吐出口２３は、接続路２５を介して気体溶解装置２７に接続してある。この気体溶解装置２７は、前記ポンプ１１などと溶解水製造手段を構成するものであって、密閉した密閉容器２９を備えている。この密閉容器２９の適宜位置、本例においては密閉容器２９の上部側の位置には、前記接続路２５と接続した流入管３１を備えている。この流入管３１の内端部（流入口）３３は、前記密閉容器２９内に貯留された状態にある水面３５より下側に、すなわち密閉容器２９内の水内に没入してある。
さらに、前記密閉容器２９の上部には、前記ポンプ１１によって密閉容器２９内に流入された混合液（混合水）内の余分な気体を排出するための排出弁３７が備えられている。上記排出弁３７は、密閉容器２９の上部から過剰気体（空気）を排出する機能を有すると共に、前記密閉容器２９内の圧力を所定の圧力に保持する機能を有するものである。前記排出弁３７は、例えばボール等のごとき弁体３９を備えた逆止弁等よりなるものであって、この逆止弁の排気孔は、前記密閉容器２９内の圧力が大きく低下することのないように微細孔に形成してある。
前記密閉容器２９の底部付近には、密閉容器２９内の溶解水を外部へ流出するための流出管４１が備えられている。この流出管４１の入口４３は、前記密閉容器２９の底部側（下側）を指向してあって、密閉容器２９の底部と前記流出管４１の入口４３との間には、僅かな間隔が設けてある。そして、前記流入管３１の内端部（流入口）３３と前記流出管４１との間には、前記流入口３３から前記流出管４１に至る水の流速が極めて遅くなるゆったりとした流れの領域である滞留領域が形成されている。
換言すれば、上記滞留領域は、前記流入口３３から密閉容器２９内に流入した水がほぼ滞留する態様となる領域であって、前記流入口３３から流入したときの動的な水の流れの勢いが緩和されて一時的に静的な流れの淀み態様とする領域であって、この滞留領域の水が前記流出管４１を経て外部へ排出されるものである。
前記密閉容器２９内には、前記流入管３１から流入した水流の勢いが前記流出管４１に影響することのないように、板状の静止部材４５が設けてある。この静止部材４５は、前記流入管３１からの水の流入速度が大きく、流入管３１から前記流出管４１に直接的に至る比較的速い流れの水流が生じることを阻止して滞留領域を生じ易くする作用をなすものである。したがって、前記流入管３１から流入する水の流入速度が小さい場合、又は単位時間に流入する水量に比較して密閉容器２９の容量が大きい場合には、前記静止部材４５を省略することができるものである。換言すれば、前記静止部材４５を備えることにより、密閉容器２９の小型化を図ることができるものである。
前記流出管４１には接続路（接続管）４７を介してバブル発生ノズル４９が接続してある。このノズル４９は、図２に示すように、前記接続管４７を接続したノズル本体５１を備えている。このノズル本体５１において前記接続管４７へ連通した連通穴５３にはバブル発生カートリッジ５５が着脱可能に取付けてある。
より詳細には、前記バブル発生カートリッジ５５は、一端側を壁部によって閉じて他端側を開口した形態の円筒形状のカートリッジ本体５７を備えており、このカートリッジ本体５７内には、微細目の網部材５９，適数の小孔を備えたオリフィス６１を、カートリッジ本体５７の他端側の開口から順次挿入し、螺入したリング状のナット、スナップリング等のごときリング状の固定具６３によって着脱可能に固定してある。そして、前記カートリッジ本体５７の一端側の壁部と前記網部材５９との間には圧力解放室６５が備えられており、この圧力解放室６５の周壁には複数の貫通孔６７が形成してある。
前記カートリッジ本体５７の一端側は、前記ノズル本体５１における前記連通穴５３から、ノズル本体５１に形成した大径の穴よりなる撹拌室６９内に突出してあり、前記カートリッジ本体５７の前記貫通孔６７は撹拌室６９に連通してある。
以上のごとき構成において、モータ９を駆動してポンプ１１を回転駆動すると、貯水槽１７内の水が吸引路１５を介して吸引されると共に、空気が気体吸引路１９を介して吸引される。なお気体吸引路１９に炭酸ガスボンベを接続したときには炭酸ガスが吸引されることになる。
ポンプ１１に吸引された水と空気等の気体はポンプ１１内において撹拌混合され、空気の一部は水に溶解されて、気体溶解装置２７における密閉容器２９内へ流入管３１の流入口３３から下方向へ指向して噴射される。そして、この密閉容器２９内の上部付近においては、噴射された水によって上部の水が撹拌されて、空気の溶解が行われる。この際、水に溶解することのない余分な空気は、密閉容器２９内の水面３５の上部に浮上集中し、排出弁３７を介して外部へ排出される。なお、前記密閉容器２９内の圧力は外気圧よりも常に高圧に保持されているものである。
前記密閉容器２９の底部付近は、前記流入管３１から流入した水によって撹拌されることのない静的な滞留態様、すなわち含まれる浮遊物を浮上させて流入管３１に流入することのない程度にゆったりした流れの状態にあり、この底部付近の水は空気をほぼ飽和状態に溶解して微小気泡を含まない状態の溶解水である。したがって、前記底部付近の溶解水は、余分の空気が除去され、かつ水の流れに乗って移送される微小気泡を含んでいない状態の溶解水である。そして、この溶解水は、流出管４１から接続管４７を経てバブル発生ノズル４９へ供給される。
接続管４７からノズル４９へ流入した溶解水は、オリフィス６１の小孔を通過すると、圧力が開放されるので、溶解水に溶解していた気体（空気）が微細気泡となって発生する。この発生した微細な気泡は網部材５９によってさらに微細化されて圧力解放室６５へ噴射される。圧力解放室６５において溶解水の圧力がさらに解放されるので、溶解していた気体が微細気泡となってさらに発生すると共に、圧力解放室６５の一端側の壁部に衝突してさらに微細化される。
そして、前記圧力解放室６５から貫通孔６７を通過して撹拌室６９へ噴射された溶解水はさらに圧力の解放を受けて微細な気泡をさらに発生すると共に撹拌作用により微細化されて粒径が１μｍ〜５０μｍ程度のマイクロバブルとなり、外部へ噴出されることになる。
すでに理解されるように、気体溶解装置２７からノズル４９へ供給される溶解水は余分な空気を除去した状態にあり、かつ水の流れに乗って移送されるような微小気泡も含まれていないので、ほぼ均一なマイクロバブルを発生することができる。したがって、粒径の比較的大きな気泡の浮上に追従してマイクロバブルが浮上するようなことがなく、マイクロバブルの水中に漂う時間を長くすることができ、マイクロバブルの効果を保持することができるものである。
図３は、前述したマイクロバブル発生装置１を利用した洗髪装置７５の構成を概念的、概略的に示すもので、前述した構成と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。
前記洗髪装置７５は、洗髪を行う人が座るイス７７に対して接近離反する方向へ移動自在な移動台７９を備えており、この移動台７９に立設した支柱８１には昇降部材８３が上下位置調節可能に取付けてある。この昇降部材８３にはスライド部材８５が水平方向へ移動調節可能に支持されており、このスライド部材８５の先端部には、枢軸８７を介して洗髪容器８９が上下方向へ揺動（回動）調節可能に支持されている。
前記洗髪容器８９は、前記イス７７に座った人間の頭部を受け入れ自在な開口部９１を備えた構成であって、上記開口部９１の内側には、開口部９１に沿って配置した環状のエアーチューブ９３が配置してあり、このエアーチューブ９３には空気を注入するためのエアーポンプ９５が接続してあると共に、前記エアーチューブ９３内のエアーを排出可能な開閉弁９７が接続してある。
そして、前記洗髪容器８９の下側には、前記バブル発生ノズル４９が装着してあり、かつ洗髪容器８９の上部側には、洗髪容器８９内の水を排出するための排出口９９が設けてあり、この排水口９９は排水管１０１を介して排水槽１０３に接続してある。なお、前記貯水槽１７、マイクロバブル発生装置１及び排水槽１０３はそれぞれ前記移動台７９上に装着してある。
前記構成において、洗髪容器８９の上下位置、図３においての左右方向の位置および洗髪容器８９の開口部９１の位置を洗髪を行う人の頭の位置に合せ、頭部を開口部９１に受け入れた後、開閉弁９７を閉じた状態においてエアーポンプ９５を操作し、エアーチューブ９３にエアーを注入することにより、エアーチューブ９３が膨張して頭部に密着することになる。その後、マイクロバブル発生装置１を駆動すると、ノズル４９から洗髪容器８９内に、前述したようにマイクロバブルが発生される。そして、オーバーフローした水は排水口９９から排水槽１０３に排出される。
前述のごとく、粒径が１μｍ〜５０μｍ程度のマイクロバブルが洗髪容器８９内に発生されると、マイクロバブルは毛髪に付着して毛髪を浮揚させる。したがって、次々に供給されるマイクロバブルは頭皮に直接接触して頭皮の洗浄及び毛髪の洗浄を行うことになる。すなわちマイクロバブルは破裂するときに超音波を発生する。またマイクロバブルが自己加圧効果によって縮小し、小さくなって消える瞬間に圧壊という現象を生じる。この圧壊の現象においては、断熱圧縮的な作用を受けるので、数千度で数千気圧の領域を極めて微小領域に形成するものである。そして、この微小領域において−ＯＨなどのフリーラジカルを発生させる。すなわち前述の超高温度やフリーラジカルを利用することで、水溶液中のさまざまな化学物質を分解することが可能であり、洗剤を使用することなく毛髪、頭皮の洗浄を効果的に行うことができるものである。
なお、本発明は前述したごとき実施形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことによりその他の態様でもって実施可能である。すなわち、前記実施形態においては、イス７７とは別個に設けた移動台７９に洗髪容器８９を移動自在に備えた場合について例示した。しかし、前記イス７７に前記支柱８１に相当するガイド部を備え、このガイド部に沿って上下自在な昇降部材に前記洗髪容器８９を、上記昇降部材の移動方向に対して交差する方向へ移動可能かつ揺動可能に設けることも可能である。
すなわち、イス７７と前記支柱８１等を一体的に組合せた態様の構成、換言すればイス７７に洗髪容器８９を上下動可能、揺動可能に備えた構成とすることができるものである。
９ モータ
１１ ポンプ
１７ 貯水槽
２３ 吐出口
２７ 気体溶解装置
２９ 密閉容器
３１ 流入管
３３ 内端部（流入口）
３５ 水面
３７ 排出弁
４１ 流出管
４３ 入口
４９ バブル発生ノズル
５１ ノズル本体
５５ バブル発生カートリッジ
５７ カートリッジ本体
５９ 網部材
６１ オリフィス
６５ 圧力解放室
６９ 撹拌室
７５ 洗髪装置
７９ 移動台
８９ 洗髪容器
９３ エアーチューブ
９９ 排水口
１１ ポンプ
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２３ 吐出口
２７ 気体溶解装置
２９ 密閉容器
３１ 流入管
３３ 内端部（流入口）
３５ 水面
３７ 排出弁
４１ 流出管
４３ 入口
４９ バブル発生ノズル
５１ ノズル本体
５５ バブル発生カートリッジ
５７ カートリッジ本体
５９ 網部材
６１ オリフィス
６５ 圧力解放室
６９ 撹拌室
７５ 洗髪装置
７９ 移動台
８９ 洗髪容器
９３ エアーチューブ
９９ 排水口
Claims (2)
- 水を吸引すると共に気体を吸引して上記気体を溶解した溶解水を製造する溶解水製造手段と、上記溶解水製造手段から供給された溶解水からマイクロバブルを発生させるためのバブル発生ノズルとを備えたマイクロバブル発生装置を利用した洗髪装置であって、前記溶解水製造手段において気体を溶解するための気体溶解装置は、密閉した密閉容器の適宜位置に水と気体とを混合した状態の混合液の流入口を備えると共に、前記混合液内の余分な気体を排出するための排出弁を備え、前記密閉容器の底部付近に溶解水の流出口を備え、前記流入口と流出口との間に、前記流入口から流入した水によって撹拌されることなく、かつ余分な空気が除去されて空気をほぼ飽和状態に溶解し、水の流れに乗って移送される微小気泡を含まない状態の溶解水の滞留領域を備え、人間の頭部を受け入れ自在な開口部を備えた洗髪容器の下部側に前記バブル発生ノズルを備え、前記洗髪容器の上部側に、洗髪容器内の水を排出するための排水口を備えていることを特徴とする洗髪装置。
- 水を吸引すると共に気体を吸引して上記気体を溶解した溶解水を製造する溶解水製造手段と、上記溶解水製造手段から供給された溶解水からマイクロバブルを発生させるためのバブル発生ノズルとを備えたマイクロバブル発生装置を利用した洗髪装置であって、前記溶解水製造手段において気体を溶解するための気体溶解装置は、密閉した密閉容器の適宜位置に水と気体とを混合した状態の混合液の流入口を備えると共に、前記混合液内の余分な気体を排出するための排出弁を備え、前記密閉容器の底部付近に溶解水の流出口を備え、前記流入口と流出口との間に、前記流入口から流入した水によって撹拌されることなく、かつ余分な空気が除去されて空気をほぼ飽和状態に溶解し、水の流れに乗って移送される微小気泡を含まない状態の溶解水の滞留領域を備え、前記バブル発生ノズルは、オリフィス，網部材及び圧力解放室を備えたバブル発生カートリッジを、撹拌室を備えたノズル本体に対して着脱可能に備えられており、人間の頭部を受け入れ自在な開口部を備えた洗髪容器の下部側に前記バブル発生ノズルを備え、前記洗髪容器の上部側に、洗髪容器内の水を排出するための排水口を備えていることを特徴とする洗髪装置。
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