JP6579547B2 - 蛇口用マイクロバブル生成器及びマイクロバブル生成器を内蔵した蛇口 - Google Patents

Description

本発明は、蛇口、首振パイプ付き蛇口から水道水などの液体が吐出するときに、液体に溶解した空気などの気体からマイクロバブルを生成するとともに、蛇口等の口部に簡易に取り付けられる蛇口用マイクロバブル生成器及び蛇口用マイクロバブル生成器を内蔵した蛇口に関する。

マイクロバブルについての研究は、１９８５年頃からスタートした。マイクロバブルは、新しい技術分野であるため、解明されていない点も多い。現在、マイクロバブルについて以下の２つの現象が知られている。

一つは、マイクロバブルのサイズが小さいことから繊維や毛穴などの奥まで入り込み易い浸透現象である。もう一つは、圧壊である。圧壊は、マイクロバブルが水中に吐出されることで、水中の水圧に押しつぶされ、さらに小さなナノバブルとなり、やがて破壊される現象である。この圧壊が起きる時に、時速約４００キロ前後の超音波が発生し、５５００度近い高熱を発すると言われている。そして、この２つの現象の相互作用により、汚れなどが取れやすくなると言われている。

その他の具体的利用例として、水産分野においては、水中にマイクロバブルを発生させることで淡水魚と海水魚を同時に生育させる事例、カキの赤潮被害を防止した事例、ホタテの養殖効率を向上させた事例などが報告されている。

また、船舶分野においては、マイクロバブルを船底に流して船の抵抗を軽減させ、船のスピードを上げる研究がある。また、自動車関連分野においては、内燃機関（エンジン）にマイクロバブル生成器を通して、空気を含んだ混合燃料を噴射させることで、燃焼効率の改善を行う技術も研究されている。

また、大気中の空気を取り込み、マイクロバブルを発生させる装置を付けたシャワーヘッドなどが販売されている。さらに、浴槽用の循環式マイクロバブル発生装置なども販売されている。

以上のように、マイクロバブルについての利用、研究は、広範な技術分野で行われている。

ここで、マイクロバブルを発生させる手段として、高速せん断方式、加圧圧壊方式、キャビテーション方式など、９種類ほどが知られている。その多くが、アスピレータ方式などで、外部から空気を吸引している。或いは、強制注入している。

本願発明者は、既に、特許文献１のマイクロバブル生成器を発明している。特許文献１のマイクロバブル生成器は、気体を溶解した液体からマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成器であって、外周に溝が穿設され内部に前記液体を通しマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成路を備える筒と、前記溝に嵌められ弾性を備えるＯリングと、からなり、前記液体を被送液場所に流す送液管内に配置され、前記Ｏリングで前記送液管と前記筒との間をシールすることを特徴とする。

しかしながら、特許文献１の発明は、蛇口の口部の上流側の配管を切断又は取り外して、装着するもので、煩雑の作業を伴うものであった。また、交換、メンテナンス時には取り外す必要があった。

他方、蛇口として、例えば、図７に示す、首振パイプ付き蛇口が普及している。従来の首振パイプ付き蛇口２０は、蛇口２１と、首振パイプ２５と、袋ナット２６と、Ｕパッキン２７と、リング２８とからなる。

蛇口２１は、上流側に壁やカウンターなどに穿設された配管穴に係止するフランジ２２ａを備え、他端に液体の吐出口である口部２４を備え、コマの位置で内部にある流量が調整される流路を備えた本体２２と、フランジ２２ａの裏手で本体２２に連設し給水配管２９に螺合接続するネジ部２２ｃと、前記コマの位置を回転で調節するハンドル２３とからなる。

口部２４は、外周に外ネジ部２４ａ、内周に輪状の内第一段差部２４ｃ、内第一段差部２４ｃより奥に位置する輪状の内第二段差部２４ｄを備え、液体を吐出する。なお、内第二段差部２４ｄの無い蛇口もある。従来、内第二段差部２４ｄで、首振パイプ２５の蛇口２１内部への侵入を防止していたが、昨今は、リング２８のみでも十分に首振パイプ２５の蛇口内部への侵入、脱落を防止できるようになっている。

首振パイプ２５は、内側に向け輪状に窪む凹部２５ｂを備え、末端部２５ａが内第二段差部２４ｄに当接することで蛇口２１内部へ侵入しない。Ｕパッキン２７は、首振パイプ２５に嵌められ、口部２４の内第一段差部２４ｃに当接する輪状のパッキンである。リング２８は凹部２５ｂに嵌りＵパッキン２７と口部２４の先端２４ｂに接触する。袋ナット２６は、穴を有し、その穴に首振パイプ２５を通し、リング２８を内部に収納したうえで、口部２４の外ネジ部２４ａに内ネジ２６ａで螺合する。

そして、従来の首振パイプ付き蛇口２０は、袋ナット２６の口部２４への螺合により、首振パイプ２５を回動可能に口部２４に接続するとともに、袋ナット２６がＵパッキン２７及びリング２８を内第一段差部に押圧し、Ｕパッキン２７及びリング２８の弾性変形で、口部２４と首振パイプ２５と袋ナット２６との間の接続部をシールする。首振パイプ２５を除いた蛇口２１としても使用される。

特許文献１では、従来の蛇口２１、従来の首振パイプ付き蛇口２０における口部２４に相当する位置に内蔵できる、簡易なマイクロバブル生成器の装着手段は検討されていなかった。

特開２０１４−１４７９０１号公報

そこで、本発明は、蛇口、首振パイプ付き蛇口から水道水などの液体が吐出するときに、液体に溶解した空気などの気体からマイクロバブルを生成するとともに、蛇口等の口部に簡易に取り付けられる蛇口用マイクロバブル生成器及び蛇口用マイクロバブル生成器を内蔵した蛇口を提供することを目的とするものである。

マイクロバブルの効果としては、ミクロの気泡による洗浄効果とともに、マイクロバブルが圧壊する時にだす超音波と高熱よる洗浄効果がある。その効果を発揮し、簡易に取り付ける際の条件として、一般的な水道水の給水圧力０．１ＭＰａ程度の圧力で、かつ、一般に配管されている水道水の給水管の管径で、さらに外部から空気を取り込まずに、水道水の中に含まれている含有空気をマイクロバブル化できる管路形状とその配置方法を検討した。そして、蛇口、首振パイプ付き蛇口に簡易に導入する新たな取り付け方法を検討し、本願発明を完成した。

そして、本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
蛇口に内蔵され、内部に蛇口から吐出する液体を通し、前記液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する流路を備えたインサートであることを特徴とする蛇口用マイクロバブル生成器。
（２）
口部の内部に内ネジ部を設けた蛇口に内蔵される蛇口用マイクロバブル生成器であって、
内部に蛇口から吐出する液体を通し、前記液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する流路を備え、
外周に前記蛇口の口部の内部の内ネジ部に螺合する外ネジ部を備える、
インサートであることを特徴とする蛇口用マイクロバブル生成器。
（３）
前記インサートの上流側にスペースを備え、前記液体を旋回させ流速を上げる偏芯穴を備えるトルネードプレートを、前記スペースに配置したことを特徴とする（１）又は（２）に記載の蛇口用マイクロバブル生成器。
（４）
口部の内部に内ネジを設けた蛇口と、前記内ネジに螺合する（２）又は（３）に記載の蛇口用マイクロバブル生成器とからなることを特徴とするマイクロバブル生成器を内蔵した蛇口。
（５）
前記蛇口が、首振パイプ付き蛇口であることを特徴とする（４）に記載のマイクロバブル生成器を内蔵した蛇口。
の構成とした。

本発明は、上記構成であるので、マイクロバブル生成器を、蛇口、首振パイプ付き蛇口の口部に、着脱可能に簡易に取り付けることができ、取り付け、メンテナンスが容易で、蛇口、首振パイプ付き蛇口から水道水などの液体が吐出するときに、液体に溶解した空気などの気体からマイクロバブルを生成することができる。

本発明であるマイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口の使用状態を示す図（部分断面図）である。 本発明を構成する蛇口に、マイクバブル生成器除いて首振パイプを装着したときの部分断面図である。 本発明を構成する蛇口の部分断面図である。 蛇口用マイクロバブル生成器の（Ａ）正面斜視図及び（Ｂ）正面斜視断面図である。 インサートの（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）底面図、（Ｄ）Ａ−Ａ‘断面図である。 トルネードプレートの拡大図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）平面斜視図、（Ｃ）Ａ−Ａ‘断面図である。 従来の首振パイプ付き蛇口の説明図（部分断面図）である。

以下、添付図面に基づき本発明について詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

図１に示すように、本発明であるマイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口１１ａは、蛇口２１ａと、従来の首振パイプ２５と、蛇口用マイクロバブル生成器１ａと、従来の袋ナット２６と、Ｕパッキン２７と、リング２８からなり、蛇口用マイクロバブル生成器１ａを蛇口２１ａの口部２４ｆに着脱可能に簡易に取り付けて、口部２４ｆから液体が吐出するときに、液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する。

蛇口２１ａは、上流側に壁やカウンターなどに穿設された配管穴に係止するフランジ２２ａを備え、他端に液体の吐出口である口部２４ｆを備え、コマの位置で内部にある流量が調整される流路を備えた本体２２ｂと、フランジ２２ａの裏手で本体２２ｂに連設し給水配管２９に螺合接続するネジ部２２ｃと、前記コマの位置を回転で調節するハンドル２３とからなる。

口部２４ｆは、図１−３に示すように、外周に外ネジ部２４ａ、内周に輪状の内第一段差部２４ｃ、内第一段差部２４ｃより奥に位置する輪状の内第二段差部２４ｄを備え、液体を吐出する。なお、内第二段差部２４ｄはなくてもよく、蛇口用マイクロバブル生成器１ａの螺合が所定の位置で係止される構造であれば良い。

即ち、蛇口２１ａは、従来の蛇口２１（図７）の口部２４より長い口部２４ｆで、口部２４ｆの内部に内ネジ部２４ｅを備える点において相違する。なお、長さについては、内部に内蔵される蛇口用マイクロバブル生成器の長さによって変化することがある。したがって、従来の蛇口２１と、口部２４ｆの内部に内ネジ部２４ｅを設けた点が決定的な特徴である。また、首振パイプ２５を取り付けない場合にはインサート５ｍは、すっかり口部２４ｆ内に収まる長さとすると、見栄えがよい。

首振パイプ２５は、従来同様に、袋ナット２６とＵパッキン２７とリング２８で、口部２４ｆの外ネジ部２４ａに螺合し、回動可能に取り付けられ、シールされる。

蛇口用マイクロバブル生成器１ａは、図１，４に示すように、インサート５ｍと、トルネードプレート７とからなり、口部２４ｆ内に着脱可能に螺合して、簡易に取り付けされ、内蔵される。ただし、取り付け方法は螺合に限定するものではない。

インサート５ｍは、図５等に示すように、内部に液体を通し、液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する流路５ｈを備える筒体で、外周に蛇口２１ａの口部２４ｆの内部の内ネジ部２４ｅに螺合する外ネジ部５ｉを備え、上流側にトルネードプレート７を収納するスペースを備える。インサート５ｍは、口部２４ｆおよび首振パイプ２５内に挿入、位置固定されるため、口部２４の内部に収まる外径で、また下端側は首振パイプ２５の内部に収納できる外径とする。

流路５ｈは、図５等に示すように、液体の入口側端部から中心部にいくにしたがって内径が徐々に狭まる第一流路５ｅと、第一流路５ｅに接続する円柱状の第二流路５ｆと、第二流路５ｆに接続し液体の出口側他端に向け内径が徐々に広がる第三流路５ｇからなる。

トルネードプレート７は、図６等に示すように、円盤状の本体７ａと、本体７ａを上下に貫通し、液体に回転を加え旋回流にさせ流速を上げるため、例えば１５°偏芯した４つの穴７ｂとからなる。本体７ａは、例えば、樹脂などを成型して作ることができる。

トルネードプレート７は、インサート５ｍの上流側のスペース５ｋに位置し、インサート５ｍが口部２４ｆ内部に螺合したとき、口部２４ｆの内部の内第二段差部２４ｄに当接し、インサート５ｍとで口部２４ｆ内に位置固定する。

上述の部品からなる蛇口用マイクロバブル生成器１ａであるマイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口１１ａは、図1に示すように、従来の首振パイプ付き蛇口２０に換えて、ネジ部２２ｃで給水配管２９に連結すれば、口部２４ｆから液体が吐出するときに、液体に溶解した気体からマイクロバブルを生成する蛇口を簡易に設置することができる。また、蛇口用マイクロバブル生成器１ａは着脱可能で、交換、メンテナンスも容易である。

より詳しくは、図１−３に示すように、蛇口用マイクロバブル生成器１ａを組み込んだ、マイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口１１ａは、下記（１）と（２）からなる。
（１）
液体を吐出する、外周に外ネジ部２４ａ、内周に輪状の内第一段差部２４ｃ及び内第二段差部２４ｄ、さらに内第一段差部２４ｃと内第二段差部２４ｄの間に穿設された内ネジ部２４ｅを有する口部２４ｆを備える蛇口２１ａと、
内側に向け輪状に窪む凹部２５ｂを備えた首振パイプ２５と、
首振パイプ２５に嵌められ、口部２４ｆの内第一段差部２４ｃに当接する輪状のＵパッキン２７と、
凹部２５ｂに嵌りＵパッキン２７及び口部２４ｆの先端２４ｂに接触するリング２８と、
穴に首振パイプを通し、リング２８を内部に収納したうえで、口部２４ｆの外ネジ部２４ａに内ネジ２６ａで螺合する袋ナット２６とからなる、
袋ナット２６の口部２４ｆへの螺合により首振パイプ２５を回動可能に口部２４ｆに接続するとともに、Ｕパッキン２７及びリング２８で接続部がシールされる首振パイプ付き蛇口。
（２）
外周に内ネジ部２４ｅに螺合する外ネジ部５ｉ、内部に液体を通し、液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する流路５ｈ及び流路の上流側にスペースを有し、口部２４ｆ及び首振パイプ２５内に挿入され、螺合し、位置固定されるインサート５ｍと、
インサート５ｍの上流側のスペースに位置する、液体を旋回させ流速を上げる偏芯穴７ｂを有するトルネードプレート７とからなり、
インサート５ｍが螺合することで、トルネードプレート７が内第二段差部２４ｄに当接し、位置固定される蛇口用マイクロバブル生成器１ａ。

蛇口用マイクロバブル生成器１ａの蛇口２１ａへの取り付け手順は、以下の通りである。

予め、図４の状態に蛇口用マイクロバブル生成器１ａを組み立てる。続いて、首振パイプ２５付きの蛇口２１ａの口部２４ｆから袋ナット２６を首振パイプ２５とともに外す。この時、リング２８も付いたまま外れる。さらにＵパッキン２７も口部２４内部又は首振パイプ２５から外す。次に、組み立てておいた蛇口用マイクロバブル生成器１ａの外ネジ部５ｉを蛇口２１ａの口部２４ｆの内ネジ部２４ｅへ螺合させる。そして、取り外しておいたＵパッキン２７をリング２８が付いた首振パイプ２５に装着し、そのまま図１のように蛇口用マイクロバブル生成器１ａを中に納まるように差し込み、袋ナット２６の内ネジ２６ａを口部２４ｆの外ネジ部２４ａに螺合させる。

ただし、このマイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口１１ａは、あらかじめ製造工場で組み立てられてから出荷することができるので、施工現場では従来の首振パイプ付き蛇口と同じ手順で施工すればよいことになる。

１ａ 蛇口用マイクロバブル生成器
５ｅ 第一流路
５ｆ 第二流路
５ｇ 第三流路
５ｈ 流路
５ｉ 外ネジ部
５ｋ スペース
５ｍ インサート
７ トルネードプレート
７ａ 本体
７ｂ 穴
１１ａ マイクロバブル生成器を内蔵した首振パイプ付き蛇口
２０ 従来の首振パイプ付き蛇口
２１ 蛇口
２１ａ 蛇口
２２ 本体
２２ａ フランジ
２２ｂ 本体
２２ｃ ネジ部
２３ ハンドル
２４ 口部
２４ａ 外ネジ部
２４ｂ 先端
２４ｃ 内第一段差部
２４ｄ 内第二段差部
２４ｅ 内ネジ部
２４ｆ 口部
２５ 首振パイプ
２５ａ 末端部
２５ｂ 凹部
２６ 袋ナット
２６ａ 内ネジ
２７ Ｕパッキン
２８ リング
２９ 給水配管

Claims (4)

1. 口部の内部に内ネジ部を設けた蛇口に内蔵される蛇口用マイクロバブル生成器であって、
   内部に蛇口から吐出する液体を通し、前記液体に溶解している気体からマイクロバブルを生成する流路を備え、
   外周に前記蛇口の口部の内部の内ネジ部に螺合する外ネジ部を備える、
   インサートであることを特徴とする蛇口用マイクロバブル生成器。
2. 前記インサートの上流側にスペースを備え、前記液体を旋回させ流速を上げる偏芯穴を備えるトルネードプレートを、前記スペースに配置したことを特徴とする請求項１に記載の蛇口用マイクロバブル生成器。
3. 口部の内部に内ネジを設けた蛇口と、前記内ネジに螺合する請求項１又は請求項２に記載の蛇口用マイクロバブル生成器とからなることを特徴とするマイクロバブル生成器を内蔵した蛇口。
4. 前記蛇口が、首振パイプ付き蛇口であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロバブル生成器を内蔵した蛇口。

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