JP7462205B2

JP7462205B2 - 洗浄水供給装置

Info

Publication number: JP7462205B2
Application number: JP2020009856A
Authority: JP
Inventors: 猛大平; 直樹森川
Original assignee: Air Water Inc; Ohdaira Laboratory Co
Current assignee: Air Water Inc; Ohdaira Laboratory Co
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2024-04-05
Anticipated expiration: 2040-01-24
Also published as: JP2021115209A

Description

本発明は、洗浄水供給装置に関する。より特定的には、本発明は、洗浄水を外部に供給する洗浄水供給装置に関する。

歯科治療の際には、歯が切削され、レジンなどの接着剤を用いて、切削された部分に封止材や補綴素材が固定される。歯の切削された部分にはスミアー層が付着する。スミアー層とは、歯を切削した際に発生する切削片が、象牙質の象牙細管に詰まることによって形成される層である。スミアー層は、封止材や補綴素材を歯に固定する際の接着を阻害する。このため、封止材や補綴素材を固定する前には、ＥＤＴＡ（ＥｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃＡｃｉｄ）を含有する洗浄剤などを用いた洗浄により、スミアー層が除去される。

なお、下記特許文献１～４などには、水にマイクロバブルを混合して洗浄水を作製する従来の洗浄水供給装置が開示されている。

下記特許文献１には、上水の供給路と洗面水洗との間に、電界次亜水生成器および微細気泡供給手段が接続された装置が開示されている。上水は、供給路を通じて電界次亜水生成器に供給され、そこで次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする微アルカリ性の水溶液とされる。この水溶液は微細気泡供給手段に供給され、そこでマイクロバブルを含む微細気泡混合次亜塩素酸ナトリウム希釈液とされる。

下記特許文献２には、１次タンクと、微細気泡発生装置と、洗浄水タンクと、ジャンクションボックスとを備えた装置が開示されている。１次タンクは浄水を貯留する。微細気泡発生装置は、１次タンクから供給される浄水に微細気泡を溶解させて洗浄水を作る。洗浄水タンクは、微細気泡の溶解している洗浄水を吐出ノズルから混合撹拌して噴射し、４～２０μｍのマイクロバブルの混合した洗浄水を貯留する。ジャンクションボックスは、洗浄水を洗浄水タンクから歯科ユニットへ供給する。

下記特許文献３の洗浄水供給装置では、歯科ユニットにおいて洗浄水を使用する操作がされると、圧力開閉弁が電気的に開放される。圧力開閉弁が開放されるのと同時に、微細気泡発生装置の発電機およびポンプが始動し、供給路の浄水が吸引される。吸引された浄水は微細気泡発生装置において、微細気泡が混合または溶解した空気溶解液とされる。空気溶解液は洗浄水生成部に送られ、吐出ノズルから排出される。これにより、直径約１～５０μｍのマイクロバブルが洗浄水に噴射され混合される。マイクロバブルを混合した洗浄水は、ジャンクションボックスを経て歯科ユニットに供給される。

下記特許文献４には、上水道等洗浄水供給源から供給された水が、主洗浄配管内の液体処理ノズルを通過した後、歯科ユニットの洗浄ノズルや吐出部から流出する装置が開示されている。液体処理ノズルを洗浄水が通過する際には、洗浄水に微細気泡が発生する。

特開２０１０－５１３０号公報特開２００８－２９５８８７号公報国際公開第２００９／０３１７１１号明細書特開２０１８－７５３３４号公報

従来においては、スミアー層を除去するための洗浄剤として、特別な薬剤を購入して準備する必要があった。このため、洗浄作業が煩雑であった。

近年、ウルトラファインバブルを包含する水であるウルトラファインバブル水が、スミアー層を除去する優れた性能を有していることが確認された。また、ウルトラファインバブル水が、特定の菌に対する殺菌効果を有していることが確認された。ウルトラファインバブルとは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の直径を有する気泡である。ウルトラファインバブル水は、ナノバブル水とも呼ばれている。ウルトラファインバブル水は、水および気体（典型的には空気）から作製することが可能である。このため、スミアー層を除去するための洗浄剤として、ウルトラファインバブル水を用いた場合には、特別な薬剤を購入して準備する必要がなくなる。

特許文献１～４に記載の装置はいずれも、ウルトラファインバブルではなくマイクロバブルを包含する洗浄水を供給する装置である。一般的に、マイクロバブルとは、１μｍ以上１００μｍ以下の直径を有する気泡である。特許文献１～４に記載の装置に基づいて、ウルトラファインバブルを包含する洗浄水を作製した場合、次のような問題があった。

特許文献１、３、および４に記載の装置では、作製された洗浄水が、貯蔵されずに直ちに外部に供給されていた。このため、特許文献１、３、および４に記載の装置には、供給される洗浄水に含まれる気泡の濃度が安定せず、所望の品質の洗浄水を外部に供給することができないという問題があった。

特許文献２の装置では、作製された洗浄水が、上水を貯留する１次タンクとは別の洗浄水タンクに貯留されていた。このため、特許文献２の装置には、構成が複雑であるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その一の目的は、所望の品質の洗浄水を外部に供給することのできる洗浄水供給装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、構成を簡素化することのできる洗浄水供給装置を提供することである。

本発明の一の局面に従う洗浄水供給装置は、洗浄水を外部に供給する洗浄水供給装置であって、浄水が供給され液体を貯蔵する内部を含むタンクと、供給された液体に対して、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の直径を有する気泡であるウルトラファインバブルを包含させることにより、気泡混合液を作製する気泡混合装置と、タンクの内部から気泡混合装置に供給される液体が流通する第１の流通路と、気泡混合装置からタンクの内部に供給される気泡混合液が流通する第２の流通路であって、第１の流通路とは異なる第２の流通路と、タンクの内部への浄水の供給を制御する第１の制御部と、タンクの内部への気泡混合液の供給を制御する第２の制御部と、タンクの内部に貯蔵された液体を洗浄水として、洗浄水供給装置の外部に供給する洗浄水供給路と、第１の流通路に設けられ、タンクの内部に貯蔵された液体を気泡混合装置に供給する流通路ポンプと、第１の流通路に設けられたセンサーとを備え、センサーは、第１の流通路を流通する液体に対して電磁波を照射する照射部と、照射部によって照射された第１の流通路を流通する液体から散乱された電磁波を検知する検知部とを含み、第２の制御部は、検知部にて検知した電磁波の強度に基づいて流通路ポンプの動作を制御することにより、タンクの内部への気泡混合液の供給を制御する。

上記洗浄水供給装置において好ましくは、気泡混合装置に供給される気体が流通する気体供給路をさらに備え、第２の制御部は、検知部にて受信した電磁波の強度に基づいて、気泡混合装置への気体の供給をさらに制御する。

上記洗浄水供給装置において好ましくは、時間を計測するタイマーをさらに備え、第２の制御部は、気泡混合装置への気体の供給を開始した後でタンクの内部に貯蔵された液体の気泡混合装置への供給を開始し、第２の制御部にて気泡混合装置への気体の供給を開始してからのタイマーにて計測した経過時間が第１の時間に達した場合、および検知部にて受信した電磁波の強度が所定の強度を上回った場合のうち少なくとも一方の場合に、第２の制御部は、気泡混合装置への気体の供給およびタンクの内部に貯蔵された液体の気泡混合装置への供給の各々を停止する。

上記洗浄水供給装置において好ましくは、第２の制御部は、気泡混合装置への気体の供給およびタンクの内部に貯蔵された液体の気泡混合装置への供給の各々を停止してからのタイマーにて計測した経過時間が第２の時間に達した場合に、気泡混合装置への気体の供給を開始する。

上記洗浄水供給装置において好ましくは、第１の制御部は、タンクの内部への浄水の供給を制御する浄水用弁と、タンクの内部の液体の水位を検知するボールタップとを含み、ボールタップは、検知した水位が所定の水位よりも低い場合に浄水用弁を開き、ボールタップは、検知した水位が所定の水位よりも高い場合に浄水用弁を閉じる。

本発明によれば、所望の品質の洗浄水を外部に供給することのできる洗浄水供給装置を提供することができる。また、構成を簡素化することのできる洗浄水供給装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態における洗浄水供給装置１の構成を模式的に示す図である。センサー５０の構成の一例を模式的に示す図である。マイクロバブルおよびウルトラファインバブルの特徴を比較した図である。本発明の第２の実施の形態における洗浄水供給装置１の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

［第１の実施の形態］

始めに、本実施の形態における洗浄水供給装置１の構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における洗浄水供給装置１の構成を模式的に示す図である。

図１を参照して、洗浄水供給装置１（洗浄水供給装置の一例）は、洗浄水供給装置１の外部に洗浄水を供給する。洗浄水供給装置１が供給する洗浄水には、ウルトラファインバブルが包含されている。ウルトラファインバブルとは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の直径を有する気泡である。

洗浄水供給装置１は、タンク１０（タンクの一例）と、水位制御部２０（第１の制御部の一例）と、気泡混合装置３０（気泡混合装置の一例）と、ポンプ４０（流通路ポンプの一例）と、センサー５０（センサーの一例）と、圧力調整部６０（圧力調整部の一例）と、浄水供給路７１と、流通路７２および７３（第１および第２の流通路の一例）と、気体供給路７４（気体供給路の一例）と、洗浄水供給路７５（洗浄水供給路の一例）と、シーケンサー８０（第２の制御部の一例）と、タイマー８１（タイマーの一例）と、コンプレッサー９１と、流量調整弁９２と、電磁弁９３と、流量計９４とを備えている。

タンク１０は、その内部に液体を貯蔵する。タンク１０には、浄水供給路７１が接続されている。タンク１０の内部には、上水道から浄水供給路７１を通じて浄水が供給される。上水道から供給される浄水は、たとえば０．２ＭＰａの圧力を有している。

水位制御部２０は、タンク１０の内部への浄水の供給を制御する。水位制御部２０は、浄水用弁２１（浄水用弁の一例）と、ボールタップ２２（ボールタップの一例）とを含んでいる。浄水用弁２１は、タンク１０の内部への浄水の供給を制御する。ボールタップ２２は、タンク１０の内部の液体の水位を検知する。ボールタップ２２の先端には浮き玉が設けられている。浮き玉は、タンク１０の内部の液体の水面に浮かべられている。ボールタップ２２は、タンク１０の内部の液体の水面の上下変動による浮き玉の変位によって、浄水用弁２１の開閉を制御する。すなわち、ボールタップ２２は、検知した水位が所定の水位ＷＬよりも低い場合に浄水用弁２１を開く。ボールタップ２２は、検知した水位が所定の水位ＷＬよりも高い場合に浄水用弁２１を閉じる。これにより、タンク１０の内部の液体が洗浄水として外部に供給された結果、タンク１０の内部の液体が少なくなった場合に、浄水供給路７１を通じて浄水がタンク１０の内部に供給される。

流通路７２および７３の各々は、タンク１０の内部と気泡混合装置３０との間に接続されている。流通路７２および７３の各々は、互いに異なる流通路である。流通路７２には、タンク１０の内部から気泡混合装置３０に供給される液体が流通する。流通路７３には、気泡混合装置３０からタンク１０の内部に供給される液体が流通する。

ポンプ４０は、流通路７２に設けられている。ポンプ４０は、タンク１０の内部に貯蔵された液体を、気泡混合装置３０に供給する。ポンプ４０は、シーケンサー８０の制御により動作する。

センサー５０は、流通路７２に設けられている。センサー５０は、浄水供給路７１を流通する液体中のウルトラファインバブルの濃度を検知する。

気体供給路７４は、コンプレッサー９１と気泡混合装置３０との間に接続されている。気体供給路７４には、コンプレッサー９１から気泡混合装置３０に供給される気体（ここでは空気）が流通する。

コンプレッサー９１は、気体供給路７４における空気の流通方向の上流側端部に設けられている。コンプレッサー９１は、たとえば０．２ＭＰａの圧力まで空気を圧縮する。コンプレッサー９１によって圧縮された空気は、気体供給路７４を通じて気泡混合装置３０に供給される。

流量調整弁９２、電磁弁９３、および流量計９４の各々は、空気の流通方向の上流側（コンプレッサー９１側）から下流側（気泡混合装置３０側）に向かってこの順序で気体供給路７４に設けられている。

流量調整弁９２は、気体供給路７４を流通する空気の量を所定の量に調整する。

電磁弁９３は、シーケンサー８０の制御により気体供給路７４を開閉する。

流量計９４は、気体供給路７４を流通する空気の量を計測し、洗浄水供給装置１の使用者に対して計測した量を表示する。

気泡混合装置３０は、気泡混合装置３０に供給された液体に対してウルトラファインバブルを包含させることにより、気泡混合液を作製する。ウルトラファインバブルは、気体供給路７４を通じて供給された空気を用いて作製される。気泡混合液は、ウルトラファインバブルと、流通路７２を通じて供給された液体とを混合することにより作製される。気泡混合装置３０は、作製した気泡混合液を、気泡混合装置３０から流通路７３を通じてタンク１０の内部に供給する。

気泡混合装置３０は、微細孔フィルター方式、気液二相流旋回方式、エジェクター方式、ベンチュリー方式、スタティックミキサー方式、気液二相流せん断方式、または超音波発生による生成方式などにより、気泡混合液を作製することができる。特に気泡混合装置３０は、微細孔フィルター方式により気泡混合液を作製することが好ましい。

微細孔フィルター方式では、液体が一定の圧力でノズルに送られる。送られた液体は、ノズルに空いているナノオーダーの直径を有する複数の穴を通じて微細気泡となり、水中に吐出される。

気液二相流旋回方式は、ノズル内の円筒面に沿って液体を高速旋回させてノズル中心に負圧を発生させるものである。この負圧によりノズル内に気体が導入され高速旋回する気液二相旋回流が形成される。この旋回流をノズル出口から開放することにより気液二相流体がせん断され微細気泡が発生する。

エジェクター方式は、ウルトラファインバブルの発生装置のメイン部分にエジェクターを使用したものである。エジェクター方式では、幅を徐々に狭めた管路に水が圧送される。これにより、水の流速が増加し、圧送の圧力の大部分が動圧に変換され、静圧が低下する。管路内に負圧が発生して管路の外部から空気が吸引される。圧送された水は、吸引された空気と混合して気液混相状態となる。水は、幅が徐々に広がった管路を流通する。これにより、水の流速が低下し、圧送の圧力が動圧から静圧に変換される。加圧により空気が水に溶解する。その後、水は大気圧下に吐出される。これにより、水は過飽和状態になり、微細気泡が発生する。

ベンチュリー方式は、ベンチュリー管を用いて気泡混合液を作製するものである。ベンチュリー方式では、気泡を含む液体がベンチュリー管の収縮部に通過する際に、液体の流速は加速し、液体の圧力は減少し、気泡が膨張する。気泡を含む液体がベンチュリー管の膨張部に通過する際に、液体の流速は減速し、液体の圧力は減少し、気泡が膨張する。その後、気泡は崩壊して収縮する。衝撃波面が形成される。

圧力調整部６０は、タンク１０に設けられている。圧力調整部６０は、タンク１０の内部の気体（ここでは空気）の圧力を所定の圧力Ｐ１（圧力Ｐ１はたとえば０．１ＭＰａ）に調整する。圧力調整部６０は、気体排出路６１と、圧力調整弁６２と、防虫用フィルター６３とを含んでいる。気体排出路６１は、タンク１０の内部の空間と洗浄水供給装置１の外部の空間との間に接続されている。気体排出路６１には、タンク１０の内部から放出される空気が流通する。

圧力調整弁６２は、タンク１０の内部の空気の圧力が所定の圧力Ｐ１を超えた場合に気体排出路６１を開く。圧力調整部６０は、タンク１０の内部の空気の圧力が所定の圧力Ｐ１以下である場合に気体排出路６１を閉じる。

防虫用フィルター６３は、空気の流通方向の下流側端部に設けられている。

洗浄水供給路７５は、タンク１０の内部の液体と洗浄水供給装置１の外部との間に接続されている。洗浄水供給路７５は、タンク１０の内部に貯蔵された液体を洗浄水として、洗浄水供給装置１の外部に供給する。供給される洗浄水は、たとえば０．１ＭＰａの圧力を有している。

シーケンサー８０は、タンク１０の内部への気泡混合液の供給を制御する。またシーケンサー８０は、電磁弁９３の開閉を制御する。

タイマー８１は、時間を計測する。タイマー８１は、計測した時間をシーケンサー８０に出力する。

図２は、センサー５０の構成の一例を模式的に示す図である。

図２を参照して、センサー５０は、レーザー光散乱方式を用いて液体中のウルトラファインバブルの濃度を検知する。センサー５０は、照射部５１（照射部の一例）と、検知部５２（検知部の一例）とを含んでいる。照射部５１は、シーケンサー８０の制御の下で、流通路７２を流通する液体に対して電磁波（たとえば可視光線よりも小さい波長を有するレーザー光）ＬＴを照射する。検知部５２は、照射部５１にて照射した電磁波であって流通路７２を流通する液体で散乱された電磁波を検知する。検知部５２は、検知した電磁波の強度を指標する情報をシーケンサー８０に出力する。

なお、センサー５０は、レーザー光散乱方式の代わりに、電気抵抗計測方式などを用いてウルトラファインバブルの濃度を検知してもよい。電気抵抗計測方式の場合、センサー５０は、流路閉塞式電気抵抗計測計であってもよい。電気抵抗計測方式では、液体が細孔を通過する際に生じる２つの電極間の電気抵抗の変化に基づいて、液体中のウルトラファインバブルの濃度が検知される。

流通路７２を流通する液体に対して照射された電磁波は、液体に包含されているウルトラファインバブルの表面で散乱される。ウルトラファインバブルの濃度が高いほど、散乱された電磁波の強度は大きくなる。したがって、検知部５２が検知した電磁波の強度が基準値に到達した場合には、タンク１０の内部に貯蔵された液体のウルトラファインバブルの濃度が必要な濃度に到達している。

図１および図２を参照して、シーケンサー８０は、検知部５２にて検知した電磁波の強度に基づいてポンプ４０の動作を制御することにより、タンク１０の内部への気泡混合液の供給を制御する。また、シーケンサー８０は、検知部５２にて検知した電磁波の強度に基づいて、気泡混合装置３０への気体の供給を制御する。

次に、本実施の形態における洗浄水供給装置１の動作について説明する。

本実施の形態においては、一定時間毎（たとえば１時間毎）に空気供給および循環ポンプ（ポンプ４０）を駆動する運転を行うことで、ウルトラファインバブルを発生させる。ウルトラファインバブルが充分に発生した場合、もしくは循環ポンプが一定時間（たとえば３０分間）動作した場合、運転を停止する。運転開始時には空気供給を先行して起動し、一定時間（たとえば３０秒）経過後に循環ポンプを起動する。運転停止時には循環ポンプを先行して停止し、一定時間（たとえば３０秒）経過後に空気供給を停止する。運転間隔は、洗浄水の消費量に基づいて設定される。洗浄水の消費速度が速い場合には、運転間隔は短縮（たとえば１時間から３０分に短縮）されてもよい。洗浄水の消費速度が遅い場合には、運転間隔は延長（たとえば１時間から２時間に延長）されてもよい。具体的な洗浄水供給装置１の動作は次の通りである。

水位制御部２０によって、タンク１０の内部の液体の水位は所定の水位ＷＬに常に維持される。

シーケンサー８０は、所定の開始のタイミングＴＭ２で、電磁弁９３を開くことにより、気泡混合装置３０への空気の供給を開始する。シーケンサー８０は、気泡混合装置３０への空気の供給を開始した後で、ポンプ４０の駆動を開始する。これにより、タンク１０の内部に貯蔵された液体は、流通路７２、気泡混合装置３０、および流通路７３により構成された経路の循環を開始する。すなわち、タンク１０の内部に貯蔵された液体は流通路７２を通じて、気泡混合装置３０に供給される。

所定の開始のタイミングＴＭ２は、気泡混合装置３０への気体の供給およびポンプ４０の運転を停止した後の経過時間が第２の時間に達したタイミングであってもよい。気泡混合装置３０への気体の供給およびポンプ４０の運転を停止した後の経過時間は、タイマー８１にて計測される。第２の時間は、タンク１０の容量と洗浄水の供給量とに基づいて決定されることが好ましい。

気泡混合装置３０に供給された液体は、気泡混合装置３０によってウルトラファインバブルを混合され、気泡混合液とされる。気泡混合装置３０から排出された気泡混合液は、流通路７３を通じてタンク１０の内部に戻される。このように、タンク１０の内部に貯蔵された液体は、流通路７２、気泡混合装置３０、および流通路７３により構成された経路を循環することによって、ウルトラファインバブルの濃度が高められる。

その後、シーケンサー８０は、所定の停止のタイミングＴＭ３で、気泡混合装置３０への空気の供給およびタンク１０の内部に貯蔵された液体の気泡混合装置３０への供給の各々を停止する。

所定の停止のタイミングＴＭ３は、気泡混合装置３０への空気の供給を開始してからの経過時間が第１の時間に達したタイミングであってもよい。気泡混合装置３０への空気の供給を開始してからの経過時間は、タイマー８１にて計測される。第１の時間は、タンク１０の内部に貯蔵された液体のウルトラファインバブルの濃度が、確実に基準値に到達するのに要する時間に基づいて決定されることが好ましい。また、所定の停止のタイミングＴＭ３は、検知部５２にて検知した電磁波の強度もしくは電気抵抗値が所定のウルトラファインバブルの濃度を充足したタイミング（言い換えれば、所定の強度または電池抵抗値を上回ったタイミング）であってもよい。

タンク１０の内部に貯蔵された液体の圧力は、圧力調整部６０の作用によって常に所定の圧力Ｐ１に調整される。タンク１０の内部に貯蔵された液体は、洗浄水供給路７５の下流側に設けられた栓であって洗浄水供給装置１の外部の栓（図示無し）が開かれた場合に、洗浄水供給路７５を通じて洗浄水供給装置１の外部に供給される。

図３は、マイクロバブルおよびウルトラファインバブルの特徴を比較した図である。

図３を参照して、マイクロバブルは、１μｍ以上１００μｍ以下の直径を有している。マイクロバブルを包含する水は、可視光の散乱により白濁する。マイクロバブルは、液体中においてゆっくりと上昇する性質を有している。たとえば１０μｍの直径を有するマイクロバブルは、１分間に３ｍｍ程度の速度で上昇する性質を有している。この速度は、一般的な１ｍｍ程度の直径を有する気泡（ミニバブル）の速度の２０００分の１程度である。マイクロバブルは液体中で徐々に上昇し、やがて液体中で消滅する性質を有している。

一方、ウルトラファインバブルは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の直径を有している。ウルトラファインバブルを包含する水は、可視光の散乱がほとんど無いため無色透明である。ウルトラファインバブルは、液中安定性に優れており、液体中において数週間～３ヶ月程度の寿命を有している。ウルトラファインバブルは液体中でブラウン運動を行う。

さらに、ウルトラファインバブルは、血管や細胞への侵入が可能であるという性質、物体の表面に高密度に吸着するという性質、および圧壊する際にＯＨ（ヒドロキシル）ラジカルを生成するという性質も有している。

［第２の実施の形態］

図４は、本発明の第２の実施の形態における洗浄水供給装置１の構成を模式的に示す図である。

図４を参照して、本実施の形態の洗浄水供給装置１は、フロースイッチ９５（供給検知部の一例）と、圧力制御弁９６とをさらに備えている。フロースイッチ９５は、洗浄水供給路７５に設けられている。フロースイッチ９５は、洗浄水供給路７５による洗浄水供給装置１の外部への洗浄水の供給を検知する。フロースイッチ９５は、検知結果をシーケンサー８０に出力する。

圧力制御弁９６は、第１の実施の形態の流量調整弁９２の代わりに気体供給路７４に設けられている。圧力制御弁９６は、気体供給路７４を開閉することにより、気体供給路７４を流通する空気の圧力を所定の圧力Ｐ２（たとえば０．１２ＭＰａ）に調整する。

流通路７２に、ポンプ４０およびセンサー５０は設けられていない。

気泡混合装置３０は、ミキサー３１（気泡混合部の一例）と、流通路３２および３３（第１および第２の内部流通路の一例）と、ポンプ３４（内部ポンプの一例）と、気体供給路３５とを含んでいる。

ミキサー３１は、供給された液体に対して、ウルトラファインバブルを包含させることにより、気泡混合液を作製する。

流通路３２は、流通路７２とミキサー３１との間に接続されている。流通路３２には、流通路７２からミキサー３１に供給される液体が流通する。

流通路３３は、流通路７３とミキサー３１との間に接続されている。流通路３３には、ミキサー３１から流通路７３に供給される液体が流通する。

ポンプ３４は、流通路３２に設けられている。ポンプ３４は、タンク１０の内部に貯蔵された液体を、流通路７２および３２を通じてミキサー３１に供給する。ポンプ３４は、シーケンサー８０の制御により動作する。

気体供給路３５は、気体供給路７４とミキサー３１との間に接続されている。気体供給路３５には、コンプレッサー９１から気泡混合装置３０に供給される気体が流通する。

本実施の形態においては、洗浄水供給装置１の使用開始時に、タンク１０の内部に貯蔵された液体が含有するウルトラファインバブルの濃度が適切な濃度に調節される。濃度の調節後は、基本的に洗浄水を使用した場合にのみ、ウルトラファインバブルの補充が行われる。濃度の調節後の具体的な洗浄水供給装置１の動作は次の通りである。

シーケンサー８０は、所定の開始のタイミングＴＭ１で、電磁弁９３を開くことにより、気泡混合装置３０への空気の供給を開始する。シーケンサー８０は、気泡混合装置３０への気体の供給を開始した後で、ポンプ３４を起動することにより、タンク１０の内部への気泡混合液の供給を開始する。

所定の開始のタイミングＴＭ１は、フロースイッチ９５にて洗浄水供給装置１の外部への洗浄水の供給を検知した場合であってもよい。

タンク１０の内部に貯蔵された液体は流通路７２を通じて、気泡混合装置３０に供給される。気泡混合装置３０に供給された液体は、気泡混合装置３０によってウルトラファインバブルを混合され、気泡混合液とされる。気泡混合装置３０から排出された気泡混合液は、流通路７３を通じてタンク１０の内部に戻される。このように、タンク１０の内部に貯蔵された液体は、流通路７２、気泡混合装置３０、および流通路７３により構成された経路を循環することによって、ウルトラファインバブルの濃度が高められる。

その後、シーケンサー８０は、所定の停止のタイミングＴＭ２で、気泡混合装置３０への気体の供給およびタンク１０の内部に貯蔵された液体の気泡混合装置３０への供給の各々を停止する。

所定の停止のタイミングＴＭ２は、気泡混合装置３０への空気の供給を開始してからの経過時間であって、タイマー８１にて計測した経過時間が第１の時間に達した場合であってもよい。

タンク１０の内部に貯蔵された液体の圧力は、圧力調整部６０の作用によって常に所定の圧力Ｐ１に調整される。タンク１０の内部に貯蔵された液体は、洗浄水供給路７５の下流側に設けられた栓で閉止されており、洗浄水供給装置１の外部の栓が開かれた場合に、洗浄水供給路７５を通じて洗浄水供給装置１の外部に供給される。

なお、本実施の形態における上述以外の洗浄水供給装置１の構成および動作は、第１の実施の形態の場合と同様であるため、その説明は繰り返さない。

第１および第２の実施の形態では、上水道の水圧を利用し、空気の自動排除とボールタップとを組み合わせることで、気泡混合装置３０の連続運転を可能としている。特に洗浄水が歯科治療に用いられる場合には、歯科医院が有する通常のユーティリティ（水道水、圧縮空気、および電気など）を用いてウルトラファインバブルを連続的に発生させることができる。洗浄水は歯の切削時や患者のうがい時に使用することができる。これにより、特別な薬剤を購入して準備することなくスミアー層を除去することができる。薬剤の購入費用の削減および作業の単純化を実現することができる。

［実施の形態の効果］

気泡混合装置３０が作製する気泡混合液に包含されるのはウルトラファインバブルである。ウルトラファインバブルはマイクロバブルに比べて液中安定性に優れるため、タンク１０の内部での長期保存が可能である。上述の実施の形態によれば、タンク１０の内部に貯蔵された液体は、流通路７２、気泡混合装置３０、および流通路７３により構成された経路を循環することによってウルトラファインバブルの濃度が高められた後で、タンク１０の内部に戻される。これにより、所望の品質の洗浄水（特にウルトラファインバブルの濃度が所望の濃度である洗浄水）をタンク１０内に貯蔵することができる。その結果、タンク１０の内部から洗浄水供給装置１の外部に、所望の品質の洗浄水を供給することができる。加えて、浄水を供給するタンク１０と、気泡混合液を供給するタンク１０とが同一であるため、構成の簡素化を図ることができる。

［その他］

第１および第２の実施の形態において、気泡混合装置３０、ならびに流通路７２および７３は、タンク１０の内部に設けられていてもよい。

洗浄水供給装置１が供給する洗浄水は、歯科治療時において、切削用タービンやスケーラーの使用時に口内に注がれる洗浄水として用いられてもよい。洗浄水供給装置１が供給する洗浄水は、歯科治療時において、患者が使用するうがい用の洗浄水としてとして用いられてもよい。さらに、洗浄水供給装置１が供給する洗浄水は、家庭や工場などにおいて、物質の洗浄に用いられてもよい。

上述の実施の形態および変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１洗浄水供給装置（洗浄水供給装置の一例）
１０タンク（タンクの一例）
２０水位制御部（第１の制御部の一例）
２１浄水用弁（浄水用弁の一例）
２２ボールタップ（ボールタップの一例）
３０気泡混合装置（気泡混合装置の一例）
３１ミキサー（気泡混合部の一例）
３２，３３，７２，７３流通路（第１および第２の流通路、ならびに第１および第２の内部流通路の一例）
３４，４０ポンプ（流通路ポンプおよび内部ポンプの一例）
３５，７４気体供給路（気体供給路の一例）
８０シーケンサー（第２の制御部の一例）
５０センサー（センサーの一例）
５１照射部（照射部の一例）
５２検知部（検知部の一例）
６０圧力調整部（圧力調整部の一例）
６１気体排出路
６２圧力調整弁
６３防虫用フィルター
７１浄水供給路
７５洗浄水供給路（洗浄水供給路の一例）
８１タイマー（タイマーの一例）
９１コンプレッサー
９２流量調整弁
９３電磁弁
９４流量計
９５フロースイッチ（供給検知部の一例）
９６圧力制御弁

Claims

洗浄水を外部に供給する洗浄水供給装置であって、
浄水が供給され液体を貯蔵する内部を含むタンクと、
供給された液体に対して、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の直径を有する気泡であるウルトラファインバブルを包含させることにより、気泡混合液を作製する気泡混合装置と、
前記タンクの内部から前記気泡混合装置に供給される液体が流通する第１の流通路と、
前記気泡混合装置から前記タンクの内部に供給される前記気泡混合液が流通する第２の流通路であって、前記第１の流通路とは異なる第２の流通路と、
前記タンクの内部への浄水の供給を制御する第１の制御部と、
前記タンクの内部への前記気泡混合液の供給を制御する第２の制御部と、
前記タンクの内部に貯蔵された液体を洗浄水として、前記洗浄水供給装置の外部に供給する洗浄水供給路と、
前記第１の流通路に設けられ、前記タンクの内部に貯蔵された液体を前記気泡混合装置に供給する流通路ポンプと、
前記第１の流通路に設けられたセンサーとを備え、
前記センサーは、
前記第１の流通路を流通する液体に対して電磁波を照射する照射部と、
前記照射部によって照射された前記第１の流通路を流通する液体から散乱された電磁波を検知する検知部とを含み、
前記第２の制御部は、前記検知部にて検知した電磁波の強度に基づいて前記流通路ポンプの動作を制御することにより、前記タンクの内部への前記気泡混合液の供給を制御する、洗浄水供給装置。
前記気泡混合装置に供給される気体が流通する気体供給路をさらに備え、
前記第２の制御部は、前記検知部にて受信した電磁波の強度に基づいて、前記気泡混合装置への気体の供給をさらに制御する、請求項１に記載の洗浄水供給装置。
時間を計測するタイマーをさらに備え、
前記第２の制御部は、前記気泡混合装置への気体の供給を開始した後で前記タンクの内部に貯蔵された液体の前記気泡混合装置への供給を開始し、
前記第２の制御部にて前記気泡混合装置への気体の供給を開始してからの前記タイマーにて計測した経過時間が第１の時間に達した場合、および前記検知部にて受信した電磁波の強度が所定の強度を上回った場合のうち少なくとも一方の場合に、前記第２の制御部は、前記気泡混合装置への気体の供給および前記タンクの内部に貯蔵された液体の前記気泡混合装置への供給の各々を停止する、請求項２に記載の洗浄水供給装置。
前記第２の制御部は、前記気泡混合装置への気体の供給および前記タンクの内部に貯蔵された液体の前記気泡混合装置への供給の各々を停止してからの前記タイマーにて計測した経過時間が第２の時間に達した場合に、前記気泡混合装置への気体の供給を開始する、請求項３に記載の洗浄水供給装置。
前記第１の制御部は、
前記タンクの内部への浄水の供給を制御する浄水用弁と、
前記タンクの内部の液体の水位を検知するボールタップとを含み、
前記ボールタップは、検知した水位が所定の水位よりも低い場合に前記浄水用弁を開き、前記ボールタップは、検知した水位が前記所定の水位よりも高い場合に前記浄水用弁を閉じる、請求項１～４のいずれかに記載の洗浄水供給装置。