JP6199768B2 - バブル発生器およびバブル発生機構 - Google Patents

Description

この発明は、流路を流れる水に微小なバブルを発生させる、バブル発生器およびバブル発生機構に関するものである。

従来、シャワーノズルにおいて、内部に、マイクロバブルの発生機構を備えたものがあった（例えば、特許文献１参照）。図１０に示すように、このシャワーノズルは、上流側本体１１に、分流コマ１２と、下流側に向けて窄まる第１流路１３とが設けられた。ここで、分流コマ１２は、下流側に旋回流を形成するよう、多数の通液孔１２ａ、１２ａを有するものであって、この旋回流の作用によりマイクロバブルを発生することができた。

実用新案登録第３１７４６６８号公報

ところで、前記従来のシャワーノズルにあっては、分流コマ１２による旋回流によって、細かなバブルを、ある程度発生することはできたが、さらに細かくせん断することで、微小なバブルの量を増やすことが望まれた。

この発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、バブルをより細かくせん断して、微小なバブルの量を増やすことができる、バブル発生器およびバブル発生機構を提供することにある。

この発明に係るバブル発生器およびバブル発生機構は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係るバブル発生器は、水栓設備に組み込まれて、流路を流れる水に微小なバブルを発生させる、バブル発生器であって、前記流路を有する本体と、前記本体に設けられて、前記バブルを発生すべく、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が絞られて形成された、絞り流路と、前記本体における、前記絞り流路の上流側に収容される、旋回流形成体とを、備える。ここで、前記旋回流形成体は、下流側に旋回流を形成するよう、前記旋回流形成体の中心部分を取り囲む位置において、上流側と下流側とを連通する、第１貫通孔を有する。さらに、前記旋回流形成体は、前記旋回流の中心部に水流を導くよう、前記旋回流形成体の中心部分において、上流側と下流側とを連通する、第２貫通孔を有する。

このバブル発生器によると、本体には、絞り流路が設けられ、その絞り流路の上流側に、旋回流形成体が収容される。この旋回流形成体は、中心部分を取り囲む位置に、第１貫通孔を有し、この第１貫通孔により、旋回流形成体の下流側に旋回流が形成される。そこで、絞り流路によって発生するバブルは、この旋回流により、細かくせん断される。そして、旋回流形成体は、中心部分に、第２貫通孔を有し、この第２貫通孔により、旋回流の中心部に水流が導かれる。これにより、旋回流と、その旋回流の中心部に導かれる水流とが、擦れ合い、バブルは、より細かくせん断される。

また、請求項２に記載の発明に係るバブル発生器は、請求項１に記載のバブル発生器において、前記絞り流路を有して前記本体に着脱可能に収容される絞り流路形成部材を備える。こうして、絞り流路を有する絞り流路形成部材を、本体に着脱可能に設けることで、絞り流路につき各種サイズ、形状からなる絞り流路形成部材を用意し、それら絞り流路形成部材の一つを選択して使用したり、それら絞り流路形成部材を取り換えて使用することで、絞り流路にて発生する負圧の大きさを変えてバブルの量を変化させたり、水の流量を変化させたりすることができる。

また、請求項３に記載の発明に係るバブル発生器は、請求項１または２に記載のバブル発生器において、前記本体は、前記絞り流路の下流側に、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が広がって形成された、広がり流路を有する。

また、請求項４に記載の発明に係るバブル発生機構は、水栓設備に組み込まれて、流路を流れる水に微小なバブルを発生させる、バブル発生機構であって、前記バブルを発生すべく、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が絞られて形成された、絞り流路と、前記絞り流路の上流側に設けられる旋回流形成体とを、備える。ここで、前記旋回流形成体は、下流側に旋回流を形成するよう、前記旋回流形成体の中心部分を取り囲む位置において、上流側と下流側とを連通する、第１貫通孔を有する。さらに、前記旋回流形成体は、前記旋回流の中心部に水流を導くよう、前記旋回流形成体の中心部分において、上流側と下流側とを連通する、第２貫通孔を有する。

このバブル発生機構によると、絞り流路の上流側には、旋回流形成体が設けられる。この旋回流形成体は、中心部分を取り囲む位置に、第１貫通孔を有し、この第１貫通孔により、旋回流形成体の下流側に旋回流が形成される。そこで、絞り流路によって発生するバブルは、この旋回流により、細かくせん断される。そして、旋回流形成体は、中心部分に、第２貫通孔を有し、この第２貫通孔により、旋回流の中心部に水流が導かれる。これにより、旋回流と、その旋回流の中心部に導かれる水流とが、擦れ合い、バブルは、より細かくせん断される。

この発明に係るバブル発生器およびバブル発生機構によれば、旋回流形成体に、旋回流を形成するための第１貫通孔を設けるとともに、旋回流形成体の中心部分に第２貫通孔を設けて、旋回流と中心部の水流とを擦り合わせることで、発生するバブルをより細かくせん断して、微小なバブルの量を増やすことができる。

この発明の一実施の形態の、バブル発生器の縦断面図である。 同じく、絞り流路形成部材を示す図であり、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、底面図を示す。 同じく、旋回流形成体を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ線による断面図、（ｃ）は、底面図を示す。 同じく、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線による断面図である。 同じく、バブル発生器を水栓設備に組み込んだ状態を示す縦断面図である。 旋回流形成体の変形例を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ線による断面図、（ｃ）は、底面図を示す。 同じく、斜視図を示す。 旋回流形成体の他の変形例を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ線による断面図、（ｃ）は、底面図を示す。 同じく、図８（ａ）におけるＥ−Ｅ線による断面図である。 従来の、マイクロバブル発生機構を示す断面図である。

以下、この発明に係るバブル発生器およびバブル発生機構を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施の形態を示す。図中符号１は、流路Ｘを流れる水（当然ながら湯も含むが、以下同様に、単に水と称する。）に微小なバブルを発生させるバブル発生器を示す。同様に、２は、流路Ｘを流れる水に微小なバブルを発生させるバブル発生機構を示す。

ここで、バブル発生器１は、前記流路Ｘを有する本体３と、絞り流路４と、旋回流形成体５とを、備える。絞り流路４は、本体３に設けられて、バブルを発生すべく、前記流路Ｘの一部が、上流側に比して下流側が絞られて形成される（図１において、水の流れの方向を太線による矢印にて示す）。旋回流形成体５は、本体３における、前記絞り流路４の上流側に収容（図示実施の形態においては、着脱可能に収容）される。この旋回流形成体５は、下流側に旋回流を形成するよう、旋回流形成体５の中心部分を取り囲む位置において、上流側と下流側とを連通する（図示実施の形態においては、斜めに連通する）、第１貫通孔５ａを有する。さらに、旋回流形成体５は、旋回流の中心部分に水流を導くよう、旋回流形成体５の中心部分において、上流側と下流側とを連通する、第２貫通孔５ｂを有する。そして、本体３は、前記絞り流路４の下流側に、前記流路Ｘの一部が、上流側に比して下流側が広がって形成された、広がり流路６を有する。

詳細には、バブル発生器１は、前記絞り流路４を有して本体３に着脱可能に収容される絞り流路形成部材７を備えている。そして、前記絞り流路４は、下流側に向かって絞られて形成された、漸次縮径する絞りテーパー部４ａと、その絞りテーパー部４ａに続き、径が一定の第１のど部４ｂとを備える。また、前記広がり流路６は、径が一定の第２のど部６ａと、その第２のど部６ａに続き、下流側に向かって広がって形成された、漸次拡径する広がりテーパー部６ｂとを備える。そして、図示実施の形態においては、第１のど部４ｂの径に比して、第２のど部６ａの径が、若干大きく形成されている。

具体的には、本体３は、筒状に形成されて、その筒内には、前記絞り流路形成部材７が収容され、その絞り流路形成部材７の上流側に、前記旋回流形成体５が収容され、さらに、その旋回流形成体５の上流側に、その旋回流形成体５を抜け止めするリング状の止め部材８が嵌められる。そして、この止め部材８を外すことで、本体３から旋回流形成体５を取り外すことができ、さらには、絞り流路形成部材７を取り外すことができる。詳細には、止め部材８は、軟質材（例えば、パッキン）からなり、後述する雌ねじ３ａにねじ込まれる管状部材（図示せず）に押されて、旋回流形成体５を押圧し、その押圧により、旋回流形成体５は、回り止めされる。

また、本体３は、絞り流路形成部材７（つまり、絞り流路４）の下流側に、前記広がり流路６が形成され、図示実施の形態においては、この広がり流路６の第２のど部６ａと、絞り流路形成部材７の第１のど部４ｂとが、若干の隙間を隔てて対向する。また、この本体３には、本体３自身の取付のために、上流側の内周面に、雌ねじ３ａが形成され、下流側の外周面に、雄ねじ３ｂが形成される。

絞り流路形成部材７は、図２に示すように、筒状に形成されて、その筒内が、前述の絞りテーパー部４ａおよび第１のど部４ｂとなる。そして、絞り流路形成部材７は、絞りテーパー部４ａの側の先端に鍔部７ａを有する。

旋回流形成体５は、図３および図４に示すように、円盤状に形成されて、その表裏を貫通するように、前述の第１貫通孔５ａおよび第２貫通孔５ｂがあけられる。第１貫通孔５ａは、旋回流形成体５の中心部分を取り囲むように、複数（詳しくは、四つ）設けられ、図示実施の形態においては、平面視または底面視において（図３（ａ）または（ｃ）参照）、第２貫通孔５ｂを中心として時計回り方向に進むように傾斜してあけられている。一方、第２貫通孔５ｂは、旋回流形成体５の中心部分を真っ直ぐ貫通するようにあけられている。そして、第２貫通孔５ｂは、第１貫通孔５ａよりもその径が小さく（詳しくは、断面積が小さく）形成される。なお、図中符号５ｃは、旋回流形成体５の表裏を識別するための識別表示を示し、図示実施の形態においては、突起状に形成されている。

バブル発生機構２は、前述した絞り流路４と、その絞り流路４の上流側に設けられる前述した旋回流形成体５とを、備える。図示実施の形態においては、これら絞り流路４と旋回流形成体５とは、本体３に設けられ、その本体３（つまりは、バブル発生器１）が、例えば、シャワー器具とか水栓とかの水栓設備に組み込まれたり、取り付けられたりする。図５は、その一例を示し、本体３（バブル発生器１）は、水栓設備において、水栓本体９と、シャワーホース１０との間に組み込まれている。もっとも、バブル発生機構２は、本体３を通じて水栓設備に組み込まれなくとも、直接水栓設備に組み込まれてもよい。

次に、以上の構成からなるバブル発生器１およびバブル発生機構２の作用効果について説明する。絞り流路４の上流側には、旋回流形成体５が設けられる（詳しくは、本体３に、絞り流路４が設けられ、その絞り流路４の上流側に、旋回流形成体５が収容される）。この旋回流形成体５は、中心部分を取り囲む位置に、第１貫通孔５ａを有し、この第１貫通孔５ａにより、旋回流形成体５の下流側に旋回流が形成される。そこで、絞り流路４によって発生するバブルは、この旋回流により、細かくせん断される。そして、旋回流形成体５は、中心部分に、第２貫通孔５ｂを有し、この第２貫通孔５ｂにより、旋回流の中心部に水流が導かれる。これにより、旋回流と、その旋回流の中心部に導かれる水流とが、擦れ合い、バブルは、より細かくせん断される。つまり、旋回流の中心部に導かれる水流が、旋回流とは別のせん断流となって、バブルがより細かくせん断されることとなる。こうして、旋回流形成体５に、旋回流を形成するための第１貫通孔５ａを設けるとともに、旋回流形成体５の中心部分に第２貫通孔５ｂを設けて、旋回流と中心部の水流とを擦り合わせることで、発生するバブルをより細かくせん断して、微小なバブルの量を増やすことができる。

また、絞り流路４を有する絞り流路形成部材７を、本体３に着脱可能に設けることで、絞り流路４につき各種サイズ、形状からなる絞り流路形成部材７、７を用意し、それら絞り流路形成部材７、７の一つを選択して使用したり、それら絞り流路形成部材７、７を取り換えて使用することで、絞り流路４にて発生する負圧の大きさを変えてバブルの量を変化させたり、水の流量を変化させたりすることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、第２のど部６ａの径は、第１のど部４ｂの径よりも若干大きくなっているが、これらは、同じであってもよく、また、大小が逆転していてもよい。

また、絞り流路４は、絞り流路形成部材７に設けられるが、この絞り流路形成部材７を備えることなく、絞り流路４が、本体３に直接形成されてもよい。

また、絞り流路４は、バブルを発生させることができるものであればよく、絞りテーパー部４ａと第１のど部４ｂとの構成に限定されるものではない。また、第２のど部６ａは、便宜上、広がり流路６の始まりの部分として捉えたが、この第２のど部６ａにおいても、第１のど部４ｂと同様に、バブルが発生するため、第２のど部６ａを、絞り流路４の一部として捉えてもよい。

また、旋回流形成体５において、第２貫通孔５ｂは、第１貫通孔５ａよりもその径が小さく（詳しくは、断面積が小さく）形成されるが、それらは、同じであってもよく、また、大小が逆転していてもよい。もっとも、十分な旋回流を得るためには、相対的に、第１貫通孔５ａが大きく第２貫通孔５ｂが小さく形成されるのがよい。

また、旋回流形成体５における第１貫通孔５ａは、図６および図７に示すように、上流側と下流側とを斜めに連通するよう螺旋状にあけられてもよい。図示実施の形態においては、第１貫通孔５ａは、複数（詳しくは、二つ）設けられ、それら第１貫通孔５ａ、５ａを仕切る隔壁５ｄ、５ｄが、螺旋状に形成される。そして、第１貫通孔５ａ、５ａは、旋回流形成体５の中心から離れた側の面５ｅ、５ｅが、上流側に比して下流側が径小となるようにテーパー状に対面形成されている。

また、第１貫通孔５ａは、下流側に旋回流を形成するものであれば、上流側と下流側とを斜めに連通するものでなくとも、その第１貫通孔５ａにおける上流側にある入口と下流側にある出口とが、旋回流の回転の方向にずれていればよい。図８および図９は、その一例を示し、第１貫通孔５ａは、上流側において真っ直ぐあけられ、下流側の出口部分に、旋回流の回転の方向に突出する段部５ｆを有するとともに、その段部５ｆと対向する側に面取り５ｇが施されている。

また、旋回流形成体５における第２貫通孔５ｂは、円形に限らず、方形等その他の形状
に形成されてもよい。また、第２貫通孔５ｂは、真っ直ぐ貫通するようにあけられなくとも、例えば、先細りあるいは先太りのテーパー状にあけられてもよい。

１ バブル発生器
２ バブル発生機構
３ 本体
４ 絞り流路
５ 旋回流形成体
５ａ 第１貫通孔
５ｂ 第２貫通孔
６ 広がり流路
７ 絞り流路形成部材
Ｘ 流路

Claims (4)

1. 水栓設備に組み込まれて、流路を流れる水に微小なバブルを発生させる、バブル発生器であって、
   前記流路を有する本体と、
   前記本体に設けられて、前記バブルを発生すべく、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が絞られて形成された、絞り流路と、
   前記本体における、前記絞り流路の上流側に収容される、旋回流形成体とを、備え、
   前記旋回流形成体は、下流側に旋回流を形成するよう、前記旋回流形成体の中心部分を取り囲む位置において、上流側と下流側とを連通する、第１貫通孔を有し、また、
   前記旋回流形成体は、前記旋回流の中心部に水流を導くよう、前記旋回流形成体の中心部分において、上流側と下流側とを連通する、第２貫通孔を有する、バブル発生器。
2. 前記絞り流路を有して前記本体に着脱可能に収容される絞り流路形成部材を備える、請求項１に記載のバブル発生器。
3. 前記本体は、前記絞り流路の下流側に、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が広がって形成された、広がり流路を有する、請求項１または２に記載のバブル発生器。
4. 水栓設備に組み込まれて、流路を流れる水に微小なバブルを発生させる、バブル発生機構であって、
   前記バブルを発生すべく、前記流路の一部が、上流側に比して下流側が絞られて形成された、絞り流路と、
   前記絞り流路の上流側に設けられる旋回流形成体とを、備え、
   前記旋回流形成体は、下流側に旋回流を形成するよう、前記旋回流形成体の中心部分を取り囲む位置において、上流側と下流側とを連通する、第１貫通孔を有し、また、
   前記旋回流形成体は、前記旋回流の中心部に水流を導くよう、前記旋回流形成体の中心部分において、上流側と下流側とを連通する、第２貫通孔を有する、バブル発生機構。

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