JP6282153B2 - 泡発生装置および便器 - Google Patents

Description

本発明は、泡発生装置および便器に関する。

従来、洗浄水のエゼクタ効果を用いた圧力変化を利用して泡を発生させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された技術では、洗浄水流路の空気混入部を流れる洗浄水のエゼクタ効果により、吸気弁を開弁させて外部の空気が吸入されて洗浄水中に混入される。洗浄水中に混入された空気は、エゼクタ管の小径部から下流大径部に至る気泡発生部を流通する際に、洗浄水の流速の高速化および減圧化により膨張し、さらに下流側の大径部にて流路断面積の増加に従う加圧により収縮する。このとき、空気がせん断力により分断されて泡が生成される。

また、気泡微細化装置を用いてきめ細かい泡を発生させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に開示された気泡微細化装置は、洗剤溶液を収納可能なケース部と、ケース部内に回転可能に設けられた気泡微細化要素と、気泡微細化要素を駆動させる駆動源と、を備える。この気泡微細化装置によれば、駆動源が気泡微細化要素の回転軸および回転円盤部を回転させることで、回転円盤部の外周側面角部が洗剤溶液に接触しながら洗剤溶液をせん断する結果、洗剤溶液から発生する泡が微細化される。

特許第４２１５１１４号公報 特開２００９−１４２４４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、圧力変化により泡を発生させるため、撹拌効果が十分得られず、きめ細かい泡を生成できないという課題があった。
また、特許文献２に開示された技術では、きめ細かい泡を生成できるものの、気泡微細化要素を駆動する駆動源が必要であるため、装置が高価で大型化するという課題があった。

本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的は、きめ細かい泡を安価に生成できる小型の泡発生装置および該泡発生装置が取り付けられた便器を提供することにある。

（１）上記目的を達成するため（１）の発明は、水が流通する流路（例えば、後述の流入端部２２０，流出端部２３０，内部流路部２４０）と、前記流路に接続され、前記流路内に液体薬剤を供給する薬剤供給路（例えば、後述の薬剤供給路１３）と、前記流路に接続され、前記流路内に空気を供給する空気供給路（例えば、後述の空気供給路１６）と、前記流路のうち、前記薬剤供給路との接続部（例えば、後述の接続部２１３）および前記空気供給路との接続部（例えば、後述の接続部２１４）のいずれよりも下流側の流路内に設けられ、前記薬剤供給路から供給された液体薬剤および前記空気供給路から供給された空気を含む水を撹拌する撹拌部（例えば、後述の撹拌部２５０）と、を備え、前記撹拌部は、前記流路のうち前記撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸（例えば、後述の中心軸Ｃ１）まわりに放射状に設けられかつ前記中心軸を中心として回転可能な複数の羽根（例えば、後述の羽根２５２ａ）を備え、前記流路内を流通する水の圧力により前記撹拌部が前記中心軸を中心として回転することで、前記薬剤供給路から供給された液体薬剤および前記空気供給路から供給された空気を含む水を撹拌して泡を発生させることを特徴とする泡発生装置（例えば後述の泡発生装置２００）を提供する。

（１）の発明では、供給された液体薬剤および空気を含む水が流通する流路のうち、撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸まわりに放射状に複数の羽根を設け、前記中心軸を中心としてこれら複数の羽根を回転可能とする。そして、流路内を流通する水の圧力により撹拌部が前記中心軸を中心として回転することで、液体薬剤および空気を含む水を撹拌して泡を発生させる。
これにより、泡を発生させるために撹拌部を回転させる駆動力として、流路内を流通する水の圧力を利用できるため、モータ等の撹拌部を回転させる駆動源が不要となり、きめ細かい泡を安価に生成できる小型の泡発生装置が得られる。

（２）前記複数の羽根は、少なくとも一部がメッシュ状に形成されることが好ましい。

（２）の発明では、複数の羽根の少なくとも一部を、メッシュ状に形成する。これにより、羽根を有する撹拌部が回転することで生じるせん断力に加えて、少なくとも一部がメッシュ状に形成された羽根によって撹拌効果が向上する。従って、（２）の発明によれば、よりきめ細かい泡を生成できる。

（３）前記薬剤供給路と前記流路の接続部は、前記空気供給路と前記流路の接続部よりも上流側に配置されることが好ましい。

（３）の発明では、薬剤供給路と流路の接続部を、空気供給路と流路の接続部よりも上流側に配置する。これにより、液体薬剤が空気よりも先に水に供給されるため、液体薬剤と水との混合時間をより長い時間確保できる。従って、液体薬剤と水とを十分均一に混合することができ、よりきめ細かい泡を安定して生成できる。

（４）前記流路のうち前記撹拌部よりも上流側の流路の中心軸は、前記流路のうち前記撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸と同軸でないことが好ましい。

（４）の発明では、流路のうち撹拌部よりも上流側の流路の中心軸が、流路のうち撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸と同軸とならないように構成する。これにより、流路から撹拌部に流入する水は、撹拌部の羽根に向かって流れ込む。従って、撹拌部を回転させる駆動力を高められるため、撹拌部の回転速度が向上して撹拌効果を向上でき、よりきめ細かい泡を生成できる。

（５）前記流路は、水道水が流通し、前記水道水の水圧により前記撹拌部が回転することが好ましい。

（５）の発明では、流路に水道水を流通させ、水道水の水圧により撹拌部を回転する。これにより、水道水の水圧により撹拌部を確実に回転できるため、安価で小型の泡発生装置がより確実に得られる。

（６）前記薬剤供給路および前記空気供給路のうち少なくとも一方は、液体薬剤または空気を加圧して前記流路に供給する加圧装置（例えば、後述の薬剤ポンプ１５，空気ポンプ１７）を備えることが好ましい。

（６）の発明では、薬剤供給路および空気供給路のうち少なくとも一方に、液体薬剤または空気を加圧して流路に供給する加圧装置を設ける。これにより、加圧装置によって液体薬剤または空気を加圧して流路に供給できるため、液体薬剤または空気の供給量を正確に制御できる。従って、泡の大きさのばらつきを抑制でき、安定してきめ細かい泡を生成できる。

（７）前記流路のうち前記撹拌部よりも上流側の流路は、下流側ほど縮径する縮径部（例えば、後述の縮径部２４１）を有することが好ましい。

（７）の発明では、流路のうち撹拌部よりも上流側の流路を、下流側ほど縮径する縮径部を有するように構成する。これにより、ベルヌーイの定理によって、縮径部にて圧力損失なく水の流速を増加できる。従って、（７）の発明によれば、撹拌部の回転速度をより向上でき、撹拌効果をより向上できるため、よりきめ細かい泡を生成できる。

（８）前記薬剤供給路と前記流路の接続部および前記空気供給路と前記流路の接続部のうち少なくとも一方は、前記流路の縮径部と前記撹拌部との間の流路に配置されることが好ましい。

（８）の発明では、薬剤供給路と流路の接続部および空気供給路と流路の接続部のうち少なくとも一方を、流路の縮径部と撹拌部との間の流路に配置する。これにより、流路の縮径部と撹拌部との間の流路では、流速が大きいため負圧が発生するところ、この部分に薬剤供給路と流路の接続部および空気供給路と流路の接続部のうち少なくとも一方を配置することで、液体薬剤または空気の流路への引き込み量を増加でき、きめ細かい泡を多量に生成できる。
また、薬剤供給路または空気供給路に加圧装置が設けられる場合には、液体薬剤または空気の流路への引き込み量が増加するに伴い、加圧装置の揚程性能を低くできるため、安価で小型の加圧装置を使用できる。

（９）の発明では、上記泡発生装置が取り付けられた便器（例えば後述の便器１００）を提供する。（９）の発明の便器によれば、上記泡発生装置と同様の作用および効果が奏される。

本発明によれば、きめ細かい泡を安価に生成できる小型の泡発生装置および該泡発生装置が取り付けられた便器を提供できる。

本発明の一実施形態に係る便器の概略構成を示す部分断面側面図である。 上記実施形態に係る泡発生装置を示す図であり、図２（ａ）が斜視図であり、図２（ｂ）が分解斜視図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の断面図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の撹拌部回転作用モデルを示す図であり、（ａ）が全体図であり、（ｂ）が羽根部２５２の斜視図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の流路中心軸傾斜作用モデルを示す図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の水道圧作用モデルを示す図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の加圧装置加圧作用モデルを示す図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の流路縮径作用モデルを示す図である。 上記実施形態に係る泡発生装置の縮径部と撹拌部との間の流路配置作用モデルを示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る便器１００の部分断面側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る便器１００は、水洗式の便器であり、その後方上部には便器装置１が取り付けられている。なお、図１では、後段で詳述する吐出ノズル２０が便器１００の前方（図１の右側）に進んで泡を吐出している状態を示している。

先ず、便器１００について説明する。
図１に示すように、便器１００は、便器本体１０１と、便鉢１０２と、吐水口１０３と、排水路１０４と、を備える。便器１００は、衛生陶器により形成される。

便器本体１０１は、上面に開口が形成されており、前方周壁部１０１ａと、後方周壁部１０１ｂと、を備える。
前方周壁部１０１ａは、前方側の上面周縁から下方に向かうに従い内側に傾斜して延びている。前方周壁部１０１ａの下端は、床面Ｆに当接している。この前方周壁部１０１ａの内側には、後述する便鉢１０２が設けられる。
後方周壁部１０１ｂは、後方側の上面周縁から略鉛直下方に延びている。後方周壁部１０１ｂの下端は、床面Ｆに当接している。この後方周壁部１０１ｂの内側には、後述する便器装置１の一部が収容される図示しない収容空間が設けられる。

便鉢１０２は、上述したように前方周壁部１０１ａの内側に設けられる。便鉢１０２は、前方傾斜部１０２ａと、後方傾斜部１０２ｂと、図示しない右側傾斜部および左側傾斜部と、リム通水路１０２ｃと、排出口１０２ｄと、を備える。
前方傾斜部１０２ａ、後方傾斜部１０２ｂ、右側傾斜部および左側傾斜部は、それぞれ中央側に向かうに従い下方に傾斜している。隣接する傾斜部同士は、なだらかな曲面状に接続される。

リム通水路１０２ｃは、便鉢１０２の上部周縁に形成される。より詳しくは、便器本体１０１の上端周縁から内側に突出するリム１０５の下方に形成される。このリム通水路１０２ｃには、吐水口１０３から吐出される洗浄水が流通する。リム通水路１０２ｃに洗浄水が流通する際には、内側に突出したリム１０５によって洗浄水が外側に飛散するのが回避される。

排出口１０２ｄは、溜水面Ｌの下方に形成される。排出口１０２ｄは、後方傾斜部１０２ｂの下方で鉛直方向に開口している。汚物は、この排出口１０２ｄを介して排出される。

吐水口１０３は、便器装置１が取り付けられている便鉢１０２の後方に設けられる。この吐水口１０３は、リム通水路１０２ｃに沿って流れる洗浄水を吐出する。

排水路１０４は、便鉢１０２の排出口１０２ｄの下流側に設けられる。使用後の溜水Ｗは、洗浄水と共にこの排水路１０４を介して排水される。排水路１０４は、第１下降排水路１０４ａと、上昇排水路１０４ｂと、第２下降排水路１０４ｃと、を備える。
第１下降排水路１０４ａは、便鉢１０２の溜水部の下流側に連通し、後方に向かって斜めに下降している。
上昇排水路１０４ｂは、第１下降排水路１０４ａの下流側に連通し、後方に向かって斜めに上昇している。
第２下降排水路１０４ｃは、上昇排水路１０４ｂの下流側に連通し、鉛直下方に下降している。
これにより、便鉢１０２の溜水面Ｌよりも下方の部分と、第１下降排水路１０４ａと、上昇排水路１０４ｂとで形成されるトラップ流路によって、溜水Ｗが貯留される便鉢１０２の溜水部（封水部）が形成される。

図１に示すように、便器１００には、便座２および便蓋３が取り付けられている。
便座２および便蓋３は、便器本体１０１の後方上面に、軸支部４を介して回動自在に軸支される。これにより、便座２および便蓋３はそれぞれ独立して、便器本体１０１上に倒伏した倒伏状態と、便器本体１０１に対して略垂直方向に起立した起立状態と、を取り得るようになっている。

便器１００の動作について説明する。
先ず、使用者が便器１００を使用した後、図示しないリモコン操作部を操作して便器洗浄（小洗浄または大洗浄）を実行すると、吐水口１０３から洗浄水が吐水される。吐水口１０３から吐水された洗浄水は、リム通水路１０２ｃに沿って便鉢１０２の上端を周回して流れた後、便鉢１０２の内壁を形成する各傾斜部に沿って周回しながら下方に流れ、溜水面Ｌ上に流れ落ちる。即ち、便鉢１０２の内部に洗浄水による旋回流が形成され、この旋回流により各傾斜部等に付着した汚物等が洗い流されて溜水部の中央側に集められた後、第１下降排水路１０４ａ、上昇排水路１０４ｂ、第２下降排水路１０４ｃを順次通って排出される。そして、新たな洗浄水が再び溜水部に貯留され、溜水Ｗが形成される。

次に、便器装置１について説明する。
本実施形態の便器装置１は、泡吐出機能を有する。図１に示すように、便器装置１は、水供給路１０と、水用バルブ１１と、バキュームブレーカ（ＶＢ）１２と、薬剤供給路１３と、薬剤タンク１４と、薬剤ポンプ１５と、空気供給路１６と、空気ポンプ１７と、泡発生装置２００と、泡供給路１９と、吐出ノズル２０と、を備える。

水供給路１０は、図示しない水道管と泡発生装置２００とを接続する。即ち、水供給路１０は、水道水が流通し、給水圧の水を泡発生装置２００に供給する。
水用バルブ１１は、水供給路１０の途中に設けられ、流通する水道水の流量を調整する。
バキュームブレーカ１２は、水供給路１０の水用バルブ１１の下流側に設けられ、内部に図示しない遮断弁を備える。バキュームブレーカ１２は、水供給路１０内に負圧が生じると、図示しない吸気口より空気を吸引して遮断弁を閉じることで、水供給路１０を遮断して水の逆流を防止する。

薬剤供給路１３は、薬剤タンク１４と泡発生装置２００とを接続する。即ち、薬剤供給路１３は、薬剤タンク１４内に貯蔵されていた液体薬剤が流通し、泡発生装置２００に液体薬剤を供給する。
薬剤タンク１４は、内部に液体薬剤を貯蔵する。液体薬剤としては、例えば台所用洗剤等の従来公知の液体薬剤を用いることができる。
薬剤ポンプ１５は、薬剤供給路１３の途中に設けられる。薬剤ポンプ１５は、薬剤供給路１３内を流通する液体薬剤に所定圧を付加することで、液体薬剤を泡発生装置２００に圧送する。

空気供給路１６は、空気ポンプ１７と泡発生装置２００とを接続する。即ち、空気供給路１６は、空気が流通し、泡発生装置２００に空気を供給する。なお、空気供給路１６は、薬剤供給路１３よりも下流側にて泡発生装置２００に接続されている。
空気ポンプ１７は、空気供給路１６に接続され、図示しない吸気口から空気を取り込んで所定圧を付加することで、空気を泡発生装置２００に圧送する。

泡発生装置２００は、水供給路１０を介して供給される水、薬剤供給路１３を介して供給される液体薬剤および空気供給路１６を介して供給される空気を混合することで、泡を発生させる。この泡発生装置２００については、後段で詳述する。
泡供給路１９は、泡発生装置２００と吐出ノズル２０とを接続する。即ち、泡供給路１９は、泡が流通し、吐出ノズル２０に泡を供給する。

吐出ノズル２０は、便器本体１０１の後方上部に設けられ、先端側に泡吐出口を有する長尺状の部材で構成される。吐出ノズル２０は、図示しないスライド機構により前後方向にスライド可能となっている。吐出ノズル２０は、作動前の初期状態では、便器装置１の内部に収容されており、泡の吐出時に前進して移動する。吐出ノズル２０は、泡供給路１９を介して供給された泡を、吐出口から便鉢１０２内に吐出する。

次に、泡発生装置２００について詳しく説明する。
図２は、本実施形態に係る泡発生装置を示す図であり、図２（ａ）が斜視図であり、図２（ｂ）が分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る泡発生装置を示す断面図である。
図２に示すように、泡発生装置２００は、外筒部２１０と、流入端部２２０と、流出端部２３０と、内部流路部２４０と、撹拌部２５０と、を備える。

外筒部２１０は、円筒状に設けられ、泡発生装置２００の外形を構成するケース部材である。外筒部２１０は、その軸方向両端部の外周縁に形成された第１フランジ部２１１および第２フランジ部２１２を有する。
外筒部２１０は、その外周面に、薬剤供給路１３と流路の接続部２１３と、空気供給路１６と流路の接続部２１４と、を有する。薬剤供給路１３と流路の接続部２１３は、空気供給路１６と流路の接続部２１４よりも上流側（図２の左側）に配置される。

流入端部２２０は、外筒部２１０の第１フランジ部２１１側に接続される。流入端部２２０は、水供給路１０と接続される流入口２２１と、外筒部２１０の内部に挿入されて嵌合する内筒部２２２と、流入口２２１と内筒部２２２との間の外周に設けられたフランジ部２２３と、内筒部２２２の外周に取り付けられたシールリング２２４と、を有する。流入端部２２０は、外筒部２１０の内部に内筒部２２２を差し込み、フランジ部２２３が第１フランジ部２１１に当接することで固定される。この際、シールリング２２４が外筒部２１０と内筒部２２２との間を密封する。

流出端部２３０は、流入端部２２０と同一の構成である。流出端部２３０は、外筒部２１０の第２フランジ部２１２側に接続される。流出端部２３０は、泡供給路１９と接続される流出口２３１と、外筒部２１０の内部に挿入されて嵌合する内筒部２３２と、流出口２３１と内筒部２３２との間の外周に設けられたフランジ部２３３と、内筒部２３２の外周に取り付けられたシールリング２３４と、を有する。流出端部２３０は、外筒部２１０の内部に内筒部２３２を差し込み、フランジ部２３３が第２フランジ部２１２に当接することで固定される。この際、シールリング２３４が外筒部２１０と内筒部２３２との間を密封する。

流出端部２３０は、内部に、流路を確保しつつ撹拌部２５０を支持する第１軸受２３５を有する。第１軸受２３５は、周方向に等間隔で放射状に３つ形成された支持部２３５ａと、中心に設けられ後述する撹拌部２５０の回転軸２５１を回転可能に支持する環部２３５ｂと、を備える。環部２３５ｂは、外筒部２１０の流路のうち撹拌部２５０が設けられる部分の流路の中心軸Ｃ１と同軸上に設けられる。

内部流路部２４０は、流入端部２２０と撹拌部２５０との間にて外筒部２１０の中空内部に嵌合され、外筒部２１０内を流通する水の流路を縮径する。内部流路部２４０は、外形は円柱状であり、流路となる縮径部２４１を内部に有する。縮径部２４１は、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路を下流側ほど連続的に縮径する。縮径部２４１は、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路の中心軸Ｃ２が、撹拌部２５０の回転軸２５１の中心軸Ｃ１と同軸とならないように構成される。より具体的には、縮径部２４１は、中心軸Ｃ２が中心軸Ｃ１と所定角度θを有して交差するように構成される。これにより、縮径部２４１内を流れる水が、後述する羽根部２５２に向かって流れ込む。
なお、中心軸Ｃ２が中心軸Ｃ１と平行となるにように構成してもよく、この場合には、縮径部２４１を流れる水が、そのまま真直ぐに羽根部２５２に流れ込むこととなる。

薬剤供給路１３と流路の接続部２１３は、空気供給路１６と流路の接続部２１４よりも上流側にて、縮径部２４１の途中に配置される。また、空気供給路１６と流路の接続部２１４は、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径された流路に配置される。

内部流路部２４０は、流出側に、外筒部２１０の中心軸Ｃ１と同軸上に、撹拌部２５０の回転軸２５１を支持する第２軸受２４２を有する。第２軸受２４２は、内部流路部２４０の中心に撹拌部２５０を回転可能に支持する環部２４２ａを備える。環部２４２ａは、外筒部２１０の流路のうち撹拌部２５０が設けられる部分の流路の中心軸Ｃ１と同軸上に設けられる。
なお、内部流路部２４０は、係止部２４３により外筒部２１０の内周面に係止されることで、外筒部２１０内に固定される。

撹拌部２５０は、液体薬剤および空気を含む水を撹拌する。撹拌部２５０は、回転軸２５１と、羽根部２５２と、を備える。
回転軸２５１は、両端部が第１軸受２３５および第２軸受２４２の環部２３５ｂ，２４２ａに差し込まれ、外筒部２１０の流路のうち撹拌部２５０が設けられる部分の流路の中心軸Ｃ１（外筒部２１０の中心軸Ｃ１）と同軸上に設けられる。回転軸２５１は、羽根部２５２の流入側部分よりも長い流出側部分２５１ａを有し、流出側部分２５１ａが第１軸受２３５の環部２３５ｂを突き抜けて、撹拌部２５０の回転を安定化させる役割を果たす。

羽根部２５２は、複数の羽根２５２ａと、羽根２５２ａの外周を囲う環状部２５２ｂと、を有する。本実施形態では、複数の羽根２５２ａは、中心軸Ｃ１、即ち回転軸２５１を中心として放射状に４つ設けられる。これら４つの羽根２５２ａは、周方向に等間隔で設けられる。ただし、羽根の数はこれに限定されない。
複数の羽根２５２ａのそれぞれは、上流側から下流側に向かって、所定の長さを有する螺旋状の羽根により形成される。即ち、複数の羽根２５２ａのそれぞれは、周方向に延びるに従い下流側に緩やかに傾斜して形成される。
また、複数の羽根２５２ａは、羽根面に厚み方向に貫通した複数の孔を有するメッシュ状に形成される。孔の大きさや数の他、孔の形成位置は、適宜設定される。また、複数の羽根２５２ａのうち、メッシュ状に形成した羽根とメッシュ状でない羽根とを組み合わせてもよい。

撹拌部２５０は、外筒部２１０の中心軸Ｃ１と一致する回転軸２５１を、縮径部２４１の中心軸Ｃ２と所定角度θを有して交差させることで、回転軸２５１よりも径方向外側の複数の羽根２５２ａにより、縮径部２４１を経て流通する水を受ける。

泡発生装置２００の動作について説明する。
先ず、流路の縮径部２４１を流通する水（水道水）に、薬剤ポンプ１５により薬剤供給路１３から接続部２１３を介して液体薬剤が供給される。

次に、液体薬剤が供給された水が、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径された流路を流通する。このとき、液体薬剤が供給されて混合された水に、空気ポンプ１７により空気供給路１６から接続部２１４を介して空気が供給される。縮径部２４１と撹拌部２５０との間では、流速が大きく負圧が発生するため、この部分に配置された接続部２１４から供給される空気の流路への引き込み量は大きい。

また、縮径部２４１の中心軸Ｃ２が、撹拌部２５０の回転軸２５１（中心軸Ｃ１）と所定角度θを有して交差しているため、流路から撹拌部２５０に流入する水は、回転軸２５１よりも径方向外側の羽根２５２ａに向かって流れ込む。従って、流路内を流通する水道水の水圧および縮径部２４１にて増加した流速により、撹拌部２５０が回転軸２５１を中心として回転する。

以上のようにして撹拌部２５０が回転することで、薬剤供給路１３から供給された液体薬剤および空気供給路１６から供給された空気を含む水を撹拌して泡を発生させる。生成された泡は、泡供給路１９を通じて吐出ノズル２０に供給され、便鉢１０２に吐出される。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、供給された液体薬剤および空気を含む水が流通する流路のうち、撹拌部２５０が設けられる部分の流路の中心軸Ｃ１まわりに放射状に複数の羽根２５２ａを設け、中心軸Ｃ１を中心としてこれら複数の羽根２５２ａを回転可能とした。そして、流路内を流通する水の圧力により撹拌部２５０が回転軸２５１（中心軸Ｃ１）を中心として回転することで、液体薬剤および空気を含む水を撹拌して泡を発生させた。
これにより、撹拌部２５０が回転することで生じる羽根２５２ａのせん断力により、大きな泡が弾けてより小さい泡となり、きめ細かい泡が生成される。また、泡を発生させるために撹拌部２５０を回転させる駆動力として、流路内を流通する水の圧力を利用できるため、モータ等の撹拌部２５０を回転させる駆動源が不要となり、安価で小型の泡発生装置２００が得られる。

また本実施形態では、羽根２５２ａの少なくとも一部を、メッシュ状に形成した。これにより、羽根２５２ａを有する撹拌部２５０が回転することで生じるせん断力に加えて、少なくとも一部がメッシュ状に形成された羽根２５２ａによって撹拌効果が向上する。従って、本実施形態によれば、よりきめ細かい泡を生成できる。

また本実施形態では、薬剤供給路１３と流路の接続部２１３を、空気供給路１６と流路の接続部２１４よりも上流側に配置した。これにより、液体薬剤が空気よりも先に水に供給されるため、液体薬剤と水との混合時間をより長い時間確保できる。従って、液体薬剤と水とを十分均一に混合することができ、よりきめ細かい泡を安定して生成できる。

また本実施形態では、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路の中心軸Ｃ２が、流路のうち撹拌部２５０が設けられる部分の流路の中心軸Ｃ１と同軸とならないように、より具体的には撹拌部２５０の回転軸２５１と所定角度θを有して交差するように構成した。これにより、流路から撹拌部２５０に流入する水は、撹拌部２５０の羽根２５２ａに向かって流れ込む。従って、撹拌部２５０を回転させる駆動力を高められるため、撹拌部２５０の回転速度が向上して撹拌効果を向上でき、よりきめ細かい泡を生成できる。

また本実施形態では、流路に水道水を流通させ、水道水の水圧により撹拌部２５０を回転させた。これにより、水道水の水圧（給水圧）により撹拌部２５０を確実に回転できるため、安価で小型の泡発生装置２００がより確実に得られる。

また本実施形態では、薬剤供給路１３および空気供給路１６のうち少なくとも一方に、液体薬剤または空気を加圧して流路に供給する薬剤ポンプ１５と空気ポンプ１７を設けた。これにより、薬剤ポンプ１５と空気ポンプ１７によって、液体薬剤または空気を加圧して流路に供給できるため、液体薬剤または空気の供給量を正確に制御できる。従って、泡の大きさのばらつきを抑制でき、安定してきめ細かい泡を生成できる。

また本実施形態では、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路を、下流側ほど縮径する縮径部２４１を有するように構成した。これにより、ベルヌーイの定理によって、縮径部２４１にて圧力損失なく水の流速を増加できる。従って、本実施形態によれば、撹拌部２５０の回転速度をより向上でき、撹拌効果をより向上できるため、よりきめ細かい泡を生成できる。

また本実施形態では、空気供給路１６と流路の接続部２１４を、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の流路に配置した。これにより、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の流路では、流速が大きいため負圧が発生するところ、この部分に空気供給路１６と流路の接続部２１４を配置したことで、空気の流路への引き込み量を増加でき、きめ細かい泡を多量に生成できる。
また、空気の流路への引き込み量が増加するに伴い、空気ポンプ１７の揚程性能を低くできるため、安価で小型の空気ポンプを使用できる。

また本実施形態では、上記泡発生装置２００が取り付けられた便器１００を提供した。これにより、上述の効果と同様の効果が奏される。

次に、本実施形態の泡発生装置２００の変形モデルについて説明する。
図４は、本実施形態に係る泡発生装置２００の撹拌部２５０の回転作用モデルを示す図であり、図４（ａ）が全体図であり、図４（ｂ）が羽根部２５２の斜視図である。
図４（ａ）に示すように、泡発生装置２００では、流路内を流通する水の圧力Ｐにより撹拌部２５０が回転軸２５１を中心として回転することで、薬剤供給路１３から供給された液体薬剤および空気供給路１６から供給された空気を含む水を撹拌して泡を発生させる。
これにより、泡を発生させるために撹拌部２５０を回転させる駆動力として流路内を流通する水の圧力Ｐが利用できる。水の圧力Ｐが回転軸２５１を中心として撹拌部２５０を回転させ、撹拌部２５０が液体薬剤および空気を含む水を撹拌し、泡が発生する。よって、モータ等の撹拌部２５０を回転させる駆動源が必要なく、部品点数が削減でき、運転コストが低減できると共に小型化できる。また、撹拌時に羽根２５２ａのせん断力が大きな泡を分断し、きめ細かい泡が発生できる。したがって、きめ細かい泡を安価に効率良く発生できる。

このモデルでは、本実施形態と同様に、図４（ｂ）に示すように、複数の羽根２５２ａの羽根面がメッシュ状に形成される。これにより、水の圧力Ｐにより回転軸２５１を中心として撹拌部２５０が回転するときに、羽根面をメッシュ状に形成された羽根２５２ａを有する撹拌部２５０が液体薬剤および空気を含む水を撹拌する効果が向上する。よって、羽根面をメッシュ状に形成された羽根２５２ａのせん断力が向上して大きな泡をより小さく分断し、よりきめ細かい泡が発生できる。

図５は、本実施形態に係る泡発生装置２００の流路中心軸傾斜作用モデルを示す図である。
図５に示すように、泡発生装置２００内では、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路の中心軸（図３に示す縮径部２４１の中心軸Ｃ２）が、撹拌部２５０の回転軸２５１と所定角度θを有して交差する。これにより、流路から撹拌部２５０に流入する水は、回転軸２５１より径方向外側の羽根２５２ａに向かって流れ込む。よって、水の圧力Ｐにより撹拌部２５０を回転せる駆動力が高められ、撹拌部２５０の回転速度が向上でき、撹拌効果を向上できる。

図６は、本実施形態に係る泡発生装置２００の水道圧作用モデルを示す図である。
図６に示すように、水供給路１０に接続された流路に水道水が流通し、水道水の水圧（圧力Ｐ）により撹拌部２５０が回転する。これにより、水道水の水圧（圧力Ｐ）により撹拌部２５０を回転できる。よって、モータ等の駆動源が不要であり、部品点数が削減でき、運転コストが低減できると共に小型化できる。

図７は、本実施形態に係る泡発生装置２００の薬剤ポンプ１５および空気ポンプ１７の加圧作用モデルを示す図である。
図７に示すように、薬剤供給路１３および空気供給路１６の両方それぞれが、液体薬剤または空気を加圧して泡発生装置２００の流路に供給する薬剤ポンプ１５および空気ポンプ１７を備える。これにより、薬剤ポンプ１５および空気ポンプ１７が液体薬剤または空気を加圧して流路に供給するため、液体薬剤または空気の供給量が正確に制御できる。よって、液体薬剤または空気の供給量がきめ細かい泡を発生する混合度合を達成する量に制御でき、きめ細かい泡が効率良く発生できる。

図８は、本実施形態に係る泡発生装置２００の縮径部２４１を用いる流路縮径作用モデルを示す図である。本発明では、流路のうち撹拌部２５０よりも上流側の流路が、下流側ほど縮径する縮径部２４１を有する。これにより、ベルヌーイの定理により縮径部２４１にて水の流速を圧力損失なく増加できるため、撹拌部２５０の回転速度が向上でき、撹拌効果が向上できる。

図９は、本実施形態に係る泡発生装置２００の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の流路配置作用モデルを示す図である。
図９に示すように、空気供給路１６と流路の接続部２１４が、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径された流路に配置される。これにより、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径された流路では、負圧が発生し、この部分に配置された接続部２１４から供給される空気の流路への取り込み量が増加できる。また、空気供給路１６に空気ポンプ１７が備えられる場合には、空気の流路への引き込み量が増加するに伴い、空気ポンプ１７の揚程性能が低くてよく、安価かつ小型の空気ポンプ１７を使用できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形、改良等は本発明に含まれる。

本実施形態では、薬剤供給路１３および空気供給路１６に薬剤ポンプ１５および空気ポンプ１７を設け、変形モデルではいずれも設けなかったが、これに限定されない。例えば、薬剤ポンプ１５と空気ポンプ１７のいずれか一方を設けてもよい。

本実施形態では、空気供給路１６と流路の接続部２１４を、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径する流路に配置したが、これに限定されない。例えば、薬剤供給路１３と流路の接続部２１３を、流路の縮径部２４１と撹拌部２５０との間の拡径する流路に配置してもよい。

本実施形態では、泡発生装置２００を便器１００に用いたが、これに限定されない。例えば、バスタブや台所等の水まわり用の泡発生装置として用いてもよい。

１０…水供給路
１３…薬剤供給路
１６…空気供給路
１００…便器
２００…泡発生装置
２１３…接続部
２１４…接続部
２５０…撹拌部
２５１…回転軸
２５２ｂ…羽根

Claims (9)

1. 水が流通する流路と、
   前記流路に接続され、前記流路内に液体薬剤を供給する薬剤供給路と、
   前記流路に接続され、前記流路内に空気を供給する空気供給路と、
   前記流路のうち、前記薬剤供給路との接続部および前記空気供給路との接続部のいずれよりも下流側の流路内に設けられ、前記薬剤供給路から供給された液体薬剤および前記空気供給路から供給された空気を含む水を撹拌する撹拌部と、を備え、
   前記撹拌部は、前記流路のうち前記撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸まわりに放射状に設けられかつ前記中心軸を中心として回転可能な複数の羽根を備え、
   前記流路内を流通する水が一部の羽根に流れることにより、水圧により撹拌部を回転させることで、前記薬剤供給路から供給された液体薬剤および前記空気供給路から供給された空気を含む水を撹拌して泡を発生させることを特徴とする泡発生装置。
2. 前記複数の羽根は、少なくとも一部がメッシュ状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の泡発生装置。
3. 前記薬剤供給路と前記流路の接続部は、前記空気供給路と前記流路の接続部よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の泡発生装置。
4. 前記流路のうち前記撹拌部よりも上流側の流路の中心軸は、前記流路のうち前記撹拌部が設けられる部分の流路の中心軸と同軸でないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の泡発生装置。
5. 前記流路は、水道水が流通し、前記水道水の水圧により前記撹拌部が回転することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の泡発生装置。
6. 前記薬剤供給路および前記空気供給路のうち少なくとも一方は、液体薬剤または空気を加圧して前記流路に供給する加圧装置を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の泡発生装置。
7. 前記流路のうち前記撹拌部よりも上流側の流路は、下流側ほど縮径する縮径部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の泡発生装置。
8. 前記薬剤供給路と前記流路の接続部および前記空気供給路と前記流路の接続部のうち少なくとも一方は、前記流路の縮径部と前記撹拌部との間の流路に配置されることを特徴とする請求項７に記載の泡発生装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の泡発生装置が取り付けられたことを特徴とする便器。

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