WO1999009265A1 - Appareil de decharge d'eau de lavage - Google Patents

Description

明 細 書

洗浄水吐出装置

〔技術分野〕

本発明は洗浄水吐出装置に関するものである。

〔背景技術〕

特開昭 5 6— 7 0 3 3 8号、 特開平 5— 3 3 3 7 7号に、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 洗浄水流路を流れる洗浄水に気 泡を混入させる気泡混入手段とを備え、 気泡を含む洗浄水を吐出して洗浄水の洗 浄カを高め、 或いはソフ 卜な洗浄感を与える人体局部洗浄装置が開示されている。 特開平 1 0— 1 8 3 9 1号に、 洗浄水中に多量の空気を混入させ洗浄水の噴出 速度を増加させて、 大幅な節水を図った人体洗浄装置が開示されている。

気泡を含む洗浄水を吐出して洗浄力を高め、 或いはソフ 卜な洗浄感を与えるこ とができるためには、 被洗浄面に到達した洗浄水の噴流中に実際に気泡が多量に 含まれている必要がある。 特開昭 5 6— 7 0 3 3 8号、 特開平 5— 3 3 3 7 7号 に開示された技術は、 被洗浄面に到達した洗浄水の噴流中に実際に気泡が多量に 含まれていることを保証するものではなかった。

大幅な節水を実現するためには、 空気の混入によって洗浄水が確実に増速され る必要がある。 特開平 1 0— 1 8 3 9 1号に開示された技術は、 空気の混入によ つて洗浄水が確実に増速されることを保証するものではなく、 従って大幅な節水 の実現を保証するものではなかった。

〔発明の開示〕

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、 気泡を多量に含む洗浄水の噴 流を被洗浄面に到達させることができ、 且つ大幅な節水を実現できる洗浄水吐出 装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、 本発明においては、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐 出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 洗浄水流路を流れる洗浄水に気泡を混入 させる気泡混入手段とを備え、 多量の微細気泡が洗浄水中に分散する気泡流を吐 出することを特徴とする洗浄水吐出装置を提供する。

本発明の発明者は、 鋭意研究の結果、 洗浄水流路を流れる気液二相流の流動様 式を最適化することにより、 被洗浄面に到達した洗浄水の噴流中に実際に気泡を 多量に含ませることができ、 且つ空気の混入によって洗浄水を確実に増速できる ことを見出した。 以下本発明の発明者が得た知見を詳述する。

( 1 ) 気液二相流の流動様式

洗浄水流路を流れる気液二相流に関し、 以下の事実が存在する。

① 洗浄水に単に多量の空気を混入させただけでは、 洗浄水流路を流れる気液二 相流の流動様式は、 第 1 ( b ) 図に示すような柱状の空気層と柱状の液体層とが 交互に連なったスラグ流や、 第 1 ( c ) 図に示すようなスラグ流の空気層と液体 層の形状が崩れたフロス流や、 第 1 ( d ) 図に示すような、 霧状の水滴を含有す る柱状の空気層の周囲を洗浄水の層が環状に取り巻く環状噴霧流となり易い。 スラグ流ゃフロス流や環状噴霧流が洗浄水ノズルから吐出すると、 柱状の空気 層や形状が崩れた柱状の空気層や霧状の水滴を含有する柱状の空気層が直ちに大 気中に霧散するので、 被洗浄面に衝突する洗浄水中には僅かな気泡が残存するの みとなり、 洗浄水の洗浄力が失われ、 或いはソフ 卜な洗浄感が失われる。

スラグ流ゃフロス流や環状噴霧流では、 柱状の空気層が洗浄水流路端部の洗浄 水吐出口まで略連続して延在するので、 洗浄水に混入させた空気の大部分は洗浄 水と混ざり合う ことなく柱状の空気流路を通って吐出する。 この結果、 洗浄水中 に多量の空気を混入させても、 空気が柱状の空気流路を高速で通過するのみであ り、 洗浄水の流速を大幅に増加させることはできず、 大幅な節水を実現すること はできない。

② 洗浄水に微細な気泡を多量に分散混入させると、 洗浄水流路を流れる気液二 相流の流動様式は、 第 1 ( a ) 図に示すような多量の微細な気泡が洗浄水中に分 散する気泡流となる。

気泡流が洗浄水ノズルから吐出すると、 洗浄水中に分散した気泡は大気中に霧 散しないので、 被洗浄面に衝突する洗浄水中に多量の気泡が残存し、 洗浄水の洗 浄力が高められ、 或いはソフ 卜な洗浄感が得られる。

気泡流では、 洗浄水に混入させた空気は洗浄水と混ざり合い洗浄水と一体的に 運動するので、 混入させた空気の流量分だけ洗浄水流路を流れる流体の流量が増 加し、 洗浄水の流速が増加する。 従って、 洗浄水流路内の気液二相流の流動様式 が気泡流であると、 洗浄水中に多量に空気を混入させて、 洗浄水の流速を大幅に 増加させることができ、 大幅な節水を実現できる。

( 2 ) 気泡流の噴流の洗浄力

気泡流の噴流の洗浄力に関し、 以下に理論的考察を述べる。

洗浄水の噴流が被洗浄面に衝突する際に被洗浄面に発生する圧力の平均値 P s は式 1で表される。

P s =AW/ S s

= /0 ( S 1 / S s ) V ,² 1

上式において、 AWは被洗浄面に衝突することによる洗浄水の噴流の運動量変 化である。 は洗浄水の密度である。 第 2図に示すように、 S , は洗浄水の噴流 の断面積であり、 S _s は被洗浄面積であり、 は洗浄水の噴流の流速である。 式 1 において、 （ S i / S s ) は、 洗浄水の種類、 温度、 S i 等が極端に変化 しない限り略一定とみなすことができる。 従って、 式 1 を式 2 に変形することが できる。

F s = p ( S i / S s ) V ,²

^ C p V i² 2

上式において、 C = S t / S s であり、 略一定値である。

洗浄水の噴流が、 気泡流の噴流である場合、 洗浄水の密度 pは式 3で表される c

P = ( P 0 Q G + P L Q L ) / ( Q G + Q L )

= ( P G 7? 十 ） / ( 1 + 7? )

^ P L / ( 1 + 7? ) 3

上式において、 p _G は気泡を構成する気体の密度、 p _L は気泡を含まない洗浄 水の密度、 Q _C は気泡を構成する気体の体積流量、 は気泡を含まない洗浄水 の体積流量、 ？？ は Q _C Q L であり、 気泡を構成する気体の体積流量と気泡を含 まない洗浄水の体積流量との比、 すなわち気液比である。 ここで、 p p で ある。 同一直径の球形の気泡が洗浄水中に最密立方格子状に充塡されると仮定す ると、 気液比 の理論上の最大値は約 2. 8 5 となる。 気泡の形状が球より も更 に密に詰め込める多面体であれば、 気液比 は更に大となるが、 気液比が過大に なると気泡が合体して大径となり、 噴流中に留まることができなく なる可能性を 生ずるので、 気液比 ?を過大にすることはできない。 従って上式の中段の式にお いて、 P _G は P L に対して無視できると考えられる。 この結果、 上式の中段の 式から、 下段の式 3が得られる。

式 2、 3に基づいて、 気泡流の噴流が被洗浄面に衝突する場合の P sを求める。 式 3を式 2に代入する。

P s = C p V！² 2

- C p L V ,V ( 1 + 7? )

上式に = (Q G + Q L ) / S ,

= ( 7? Q L + Q L ) / S 1

- ( ?? + 1 ) Q L / S ! 4

を代入すると

P s ^ C p L V ,V ( 1 + 7? )

P L ( 1 + 7? ) ( Q _L /S i ) ² 5

式 5より、 気泡を含まない洗浄水の流量 が一定であれば、 気液比 7?が増大 する程、 すなわち気体混入量が増大する程、 気泡流の噴流が被洗浄面に衝突する 際に被洗浄面に発生する平均圧力 P sが増大し、 ひいては洗浄力が増大すること が分かる。

Q L が一定であるとして、 式 5から求めた ^ = P s ( ?? ) ZP s ( τ? = 0 ) を 第 3図に示す。 第 3図中に、 Q _L 一定の条件下で水道水を用いて行った実験から 得られた ^と との相関を示す。 第 3図から、 式 5から求めた ^と？7との相関と 実験から得られた ^と ？？との相関が良く一致することが分かる。 第 3図から、 気 液比の増大に伴って気泡流の噴流の洗浄力が増大することが、 実験的にも確認さ れることが分かる。

式 5より、 P sを一定に保持する場合、 気液比？？を増大させることにより、 気 泡を含まない洗浄水の流量 を減少させられること、 すなわち節水を図れるこ とが分かる。 式 4から分かるように、 気液比 7?が増大すれば、 すなわち気体混入 量が増大すれば、 洗浄水の噴流の流速 V , が増大するので、 洗浄水の流量 を 減少させても、 洗浄水の噴流の運動量は一定に保持され、 被洗浄面に衝突するこ とによる洗浄水の噴流の運動量変化も一定に保持され、 結局 P sが一定に保持さ れると考えられる。

P sが一定であると して、 式 5から求めた ø = Q L ( ?7 ) / Q L (？? = 0 ) を 第 4図に示す。 第 4図中に、 P s—定の条件下で水道水を用いて行った実験から 得られた 0と 7? との相関を示す。 第 4図から、 式 5から求めた と との相関と 実験から得られた øと ？？ との相関が良く一致することが分かる。 第 4図から、 P sを一定に保持する場合、 気液比？？を増大させることにより、 気泡を含まない洗 浄水の流量 を減少させられることが、 実験的にも確認されることが分かる。 本発明は上記知見に基づく ものであり、 洗浄水流路を流れる気液二相流を気泡 流とすることにより、 気泡を多量に含む洗浄水の噴流を被洗浄面に到達させ、 且 つ大幅な節水を実現するものである。

また本発明においては、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給す る給水手段と、 多量の微細気泡を気泡同志の合体を阻止しつつ生成し洗浄水流路 を流れる洗浄水に分散して混入させる気泡混入手段とを備え、 多量の微細気泡が 洗浄水中に分散する気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置を提供す る。

また本発明においては、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給す る給水手段と、 多量の微細気泡を気泡同志の合体を阻止しつつ生成し洗浄水流路 を流れる洗浄水に略均一に分散して混入させる気泡混入手段とを備え、 多量の微 細気泡が洗浄水中に略均一に分散する気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水 吐出装置を提供する。

洗浄水流路を流れる気液二相流を気泡流とするために、 洗浄水流路を流れる洗 浄水に多量の微細気泡を混入させる必要がある。 多量の微細気泡を洗浄水流路を 流れる洗浄水に混入させるためには、 多量の微細気泡を生成する必要がある。 限 られた領域内で多量の微細気泡を生成すると、 微細気泡の生成時に気泡同志が合 体して大径化し、 大径の気泡が洗浄水に混入する。 大径の気泡が多量に洗浄水に 混入すると、 大径の気泡は剛性が小さ く変形し易く合体し易いので、 これらが更 に合体して、 気液二相流の流動様式はスラグ流ゃフロス流や環状噴霧流等になり 易い。 従って、 多量の微細気泡が洗浄水中に分散する気泡流を得るためには、 微 細気泡の生成時に気泡同志の合体を阻止する必要がある。 また、 生成した微細気 泡は、 洗浄水流路を流れる洗浄水に分散して、 更に好ま しく は略均一に分散して、 混入させる必要がある。 気泡が分散することにより、 更に好ま しく は略均一に分 散することにより、 洗浄水中に混入した気泡同志の合体が阻止され、 スラグ流や フロス流や環状噴霧流等の発生が阻止されるからである。

本発明においては、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給 水手段と、 気泡を生成し洗浄水流路を流れる洗浄水に気泡を混入させる気泡混入 手段とを備え、 洗浄水流路の気泡混入部の直近上流域での洗浄水のエネルギーを E w と し、 気泡混入部の直近下流域での洗浄水のエネルギーを E _t と したときに、 E w < E , であることを特徴とする洗浄水吐出装置を提供する。

多量の微細気泡の生成と洗浄水流路を流れる洗浄水への微細気泡の分散した混 入とを同時に行う と、 気泡混入後直ちに洗浄水は增速され、 洗浄水のエネルギー は増加する。 即ち、 多量の微細気泡の生成、 分散、 混入を同時に行う ことにより、 混入した微細気泡は気泡ポンプと して機能する。 この結果、 E w < E _t となる。 また本発明においては、 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給す る給水手段と、 洗浄水流路を流れる洗浄水に気泡を混入させる気泡混入手段と、 混入した気泡を微細気泡に破砕する気泡破砕手段とを備え、 多量の微細気泡が洗 浄水中に分散する気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置を提供する。 微細気泡を生成混入する代わりに、 気泡混入後に気泡を微細気泡に破砕しても、 洗浄水流路を流れる気液二相流を気泡流とすることができ、 気泡流を吐出するこ とができる。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水吐出装置は気泡混入手段に気体を強 制的に供給する強制給気手段を備える。

気泡混入手段に気体を強制給気することにより、 多量の気泡を洗浄水へ混入さ せることができる。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水に混入される微細気泡の平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 mである。

平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 mの微細気泡は、 剛性が大き く変形し難 いので合体し難い。 平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 w mの微細気泡を洗浄水 に混入することにより、 安定した気泡流を得ることができる。 本発明に係る洗浄水吐出装置を人体局部洗浄装置に装着する場合、 配管寸法や ノズル寸法等を勘案すると、 気泡流を支障なく洗浄水流路に流すために、 気泡流 中の気泡の平均直径は 1 0 0 0 m以下とするのが望ま しい。 他方、 過度に微細 な気泡を発生させるのは技術的に難しい。 これらを勘案すると、 人体局部洗浄装 置に装着された洗浄水吐出装置から吐出される気泡流中の気泡の平均直径は 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 〃 mであるのが好ま しい。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水に混入される気体の体積流量と洗浄 水の体積流量との比が 0 . 5乃至 4 . 0である。

気泡混入手段に気体を強制給気する場合、 同一直径の球形の気泡が洗浄水中に 最密立方格子状に充塡されると仮定すると、 気液比の理論上の最大値は

約 2 . 8 5 となる。 気泡の形状が球より も更に密に詰め込める多面体であれば、 気液比は更に大となる。 しかし、 気液比が過大になると、 洗浄水中に混入した気 泡が合体して気液二相流の流動様式がスラグ流ゃフロス流や環状噴霧流となる可 能性がある。 他方、 気液比が過少であると、 噴流の洗浄力を高めることができな い。 これらを勘案すると、 洗浄水に混入される気体の体積流量と洗浄水の体積流 量との比を 0 . 5乃至 4 . 0 に設定するのが妥当である。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水流路の気泡混入部及び気泡混入部よ り下流域の断面積が混入気泡の平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積よ り大に設定され、 且つ洗浄水流路の気泡混入部より下流域の断面積が気泡混入部 の断面積以上に設定されている。

本願発明の発明者は、 鋭意研究の結果、 配管内の流路を流れる洗浄水に気体を 微細気泡化して大量に混入分散させた後、 微細気泡が多量に混入分散した状態を 維持したまま洗浄水を配管から吐出させて被洗浄面まで到達させるためには、 洗 浄水が流れる流路が以下の条件を満たす必要があることを突き止めた。

① 流路の気泡混入部及び気泡混入部より下流域の断面積が混入気泡の平均体積 から求められる平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積より大であること。 流路の気泡混入部及び気泡混入部より下流域の断面積が混入気泡の平均体積か ら求められる平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積以下であると、 流路 内を流れる気液二相流の流動様式はスラグ流ゃフロス流となる。 流路の気泡混入 部及び気泡混入部より下流域の断面積が混入気泡の平均体積から求められる平均 直径に等しい直径を有する球体の投影面積より大であると、 流路を流れる気液二 相流の流動様式は気泡流となる。

② 流路の気泡混入部より下流域の断面積が気泡混入部の断面積以上であること。 流路の気泡混入部より下流域に、 断面積が気泡混入部の断面積未満となる部位 が存在すると、 該部位より下流の流路を流れる気液二相流の流動様式は環状噴霧 流となる。 断面積が気泡混入部の断面積未満となる部位において、 洗浄水中に分 散する気泡が流れの中心部に集められ、 多量の気泡が合体して柱状の気体層が流 れの中心部に形成されると考えられる。 流路の気泡混入部より下流域の断面積が 気泡混入部の断面積以上に設定されていると、 流路を流れる気液二相流の流動様 式は気泡流となる。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水流路の気泡混入部より下流域が略直 線状に延在する。

洗浄水流路の気泡混入部より下流域が湾曲していると、 気泡流が当該湾曲部を 流れる際に、 分散した微細気泡が遠心力を受けて集合合体し、 気泡流がスラグ流 ゃフロス流へと変化するおそれがある。 洗浄水流路の気泡混入部より下流域を略 直線状に延在させれば、 遠心力による微細気泡の集合合体は起こ らず、 気泡流が 維持される。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡混入手段が、 洗浄水吐出手段内に配設 されている。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡混入手段が、 洗浄水吐出手段の洗浄水 吐出口の近傍に配設されている。

気泡混入手段を、 洗浄水吐出手段内に配設すれば、 更に好ま しく は洗浄水吐出 口の近傍に配設すれば、 気泡流が洗浄水流路内に滞留する時間が短縮され、 微細 気泡が合体する可能性が減少し、 気泡流が維持される可能性が増大する。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡混入手段が洗浄水吐出手段の洗浄水吐 出口の近傍に配設され、 洗浄水吐出手段の洗浄水吐出口の近傍部位が他の部位に 対して着脱可能に取り付けられている。

気泡混入手段を洗浄水吐出手段の洗浄水吐出口の近傍に配設する場合、 洗浄水 吐出手段の洗浄水吐出口の近傍部位を他の部位に対して着脱可能に取り付ければ、 気泡混入手段の保守が容易になる。

本発明の好ましい態様においては、 気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄 水に接する面に多数の独立開孔が形成された気泡生成部材を有する。

気泡生成部材の洗浄水に接する面に形成された多数の独立開孔に、 それぞれ独 立の気泡が生成する。 気泡生成部材の洗浄水に接する面に形成された多数の開孔 力^ 複数の開孔が連結した連続開孔であると、 当該連続開孔にそれぞれ複数の気 泡が生成し易く、 これらが合体して大径の気泡を形成し易い。 気泡生成部材の洗 浄水に接する面に形成された多数の開孔が独立開孔であれば、 気泡生成時の気泡 同志の合体が阻止され、 気泡の大径化が阻止される。 多数の独立開孔のそれぞれ に生成した単独気泡は、 所定の気泡径となるまで成長した後、 洗浄水流路を流れ る洗浄水に連行され、 独立開孔から離脱し、 洗浄水中に分散する。 所定の広がり を有する面に形成された多数の独立開孔から多数の微細気泡が生成し、 洗浄水中 に放出されるので、 微細気泡は洗浄水中に分散して混入する。 この結果、 確実に 気泡流が生成される。

本発明の好ましい態様においては、 前記独立開孔が格子状に規則的に配設され ている。

前記独立開孔を格子状に規則的に配設すれば、 開孔密度を高めることができ、 気泡混入手段の小型化が可能となる。 また、 発生する気泡間の距離を均一に保つ ことができ、 気泡生成時の気泡の合体を防止することができる。

本発明の好ましい態様においては、 気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄 水に接する面が網目構造の気泡生成部材を有する。

気泡生成部材の洗浄水流路を流れる洗浄水に接する面を網目構造とすれば、 当 該網目構造により独立開孔が形成される。 網目構造は繊維を重ねたり、 繊維を織 り込むことにより容易に形成できる。 繊維の太さ、 間隔、 配向を制御して容易に 開孔形状、 開孔間距離等を調整できる。

本発明の好ましい態様においては、 気泡生成部材は、 略球形の微粒子の集合体 である。

略球形の微粒子の集合体は、 粒子の充塡率を高め易く、 開孔の形状を均一化で きるので、 開孔同志が連結した連続開孔が発生し難く、 独立開孔が形成され易い。 本発明の好ましい態様においては、 前記集合体を形成する略球形の微粒子の平 均粒径が 5 0 μ m乃至 3 0 0 mである。

本発明の好ましい態様においては、 前記集合体を形成する略球形の微粒子間の 隙間が 5 0 m乃至 3 0 0 mである。

略球形の微粒子の平均粒径が 5 0 m乃至 3 0 0 mであれば、 当該粒子を最 密立方格子伏に充塡すると、 略球形の微粒子間の隙間である独立開孔の平均直径 が 5 0 m乃至 3 0 0 mとなる。 平均直径が 5 0 u. m乃至 3 0 0 ^ mの独立開 孔から生成分散する気泡の平均直径は 1 0 0 11 乃至 1 0 0 0 111となる。

本発明の好ましい態様においては、 前記集合体を形成する略球形の微粒子の充 塡率が 7 0 %以上である。

同一直径の球形粒子を最密立方格子状に充塡すると、 理論上の充塡率は 7 4 % となる。 静電気の発生等により、 最密立方格子状に充塡するのは困難であること を勘案しても、 独立開孔を得るためには、 前記集合体を形成する略球形の微粒子 の充塡率を 7 0 %以上とするのが望ましい。

本発明の好ましい態様においては、 気泡生成部材は、 加熱溶融性粉体の加熱成 形体である。

加熱溶融性粉体を加熱成形すると、 粒子間の接触面が溶解結合し、 独立開孔が 形成される。 加熱溶融性粉体の加熱成形体は、 使用時の水圧や空気圧に対して十 分な強度を有する。

本発明の好ましい態様においては、 気泡生成部材の洗浄水に接する面が、 洗浄 水流路の囲壁と面一に延在する。

気泡生成部材の洗浄水に接する面が、 洗浄水流路の囲壁と面一に延在すれば、 気泡生成部材による洗浄水流の乱れや淀みは発生しないので、 洗浄水流の乱れに よって気泡が合体し、 或いは、 洗浄水流の淀みにより気泡の滞留時間が増加して 気泡が合体する可能性が'减少する。

本発明の好ましい態様においては、 気泡生成部材は、 洗浄水流路を構成する筒 状多孔体である。

洗浄水流路を構成する筒状多孔体に給気することにより、 洗浄水流路を流れる 洗浄水に多量の気泡を混入させることができる。

本発明の好ましい態様においては、 筒状多孔体の周囲に気体流路が形成される。 筒状多孔体の周囲に気体流路を形成すれば、 筒状多孔体内の洗浄水流路を流れ る洗浄水に筒状多孔体を介して気泡を容易に混入させることができる。

本発明の好ましい態様においては、 筒状多孔体内の洗浄水流路の断面積は、 上 流端から下流端へ向けて一定であるか又は漸次拡大する。

筒状多孔体内の洗浄水流路の断面積を、 上流端から下流端へ向けて一定とし又 は漸次拡大させることにより、 筒状多孔体内の洗浄水流路を流れる気液二相流が 環状噴霧流となるのを防止することができる。

本発明の好ましい態様においては、 筒状多孔体が洗浄水吐出手段に圧入固定さ れている。

筒状多孔体を洗浄水吐出手段に圧入固定することにより、 固定部の隙間を介し て気体が洗浄水に混入し、 予定外の大径の気泡が洗浄水中に混入するのを防止で きる。

本発明の好ましい態様においては、 筒状多孔体の圧入部の内径が他の部位の内 径に比べて大に設定されている。

筒状多孔体の圧入部の内径を他の部位の内径に比べて大に設定することにより、 圧入後の圧入部の内径を他の部位の内径と同一にし、 洗浄水流の乱れの発生を防 止できる。

本発明の好ましい態様においては、 筒状多孔体の両端部が圧入部であり、 何れ か一方の圧入部の内径が他の部位の内径に比べて大に設定されている。

筒状多孔体の両端部を圧入固定することにより、 筒状多孔体を洗浄水吐出手段 に堅固に固定できる。 筒状多孔体は一般に粉末成形されるが、 金型の関係で、 筒 状多孔体の両端部の内径を他の部位の内径に比べて大にすると、 一方にバリがで きる。 従って、 何れか一方の端部の内径を他の部位の内径に比べて犬に設定する のが望ましい。

本発明の好ましい態様においては、 気泡生成部材の全部又は一部が撥水性材料 から成るか又は気泡生成部材の流路表面に撥水処理が施されている。

洗浄水として水道水を使用する場合、 水道水中に多量に含まれるカルシウムィ オンが気泡生成部材の開孔内で炭酸カルゥシム等の形で析出し、 開孔が目詰まり して気泡生成部材が劣化する可能性がある。 また開孔内での毛細管現象による浸 透圧によって、 気泡生成部材の機能が低下する可能性がある。 気泡生成部材の全 部又は一部を P T F E、 E T E F等の撥水性材料によって構成し、 或いは気泡生 成部材の流路表面にパラフィ ン、 カルナバ等を用いて撥水処理を施して、 開孔へ の水の進入を防ぎ、 開孔内での毛細管現象による浸透圧を下げることにより、 気 泡生成部材の劣化、 機能の低下を防止することができる。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡生成部材の全部又は一部が親水性材料 から成るか又は気泡生成部材の流路表面に親水処理が施されている。

気泡生成部材表面の濡れ性が気泡径に影響を及ぼす。 気泡生成部材が濡れにく い （撥水性が高い） 場合、 開孔から流出した気体が気泡生成部材表面に滞留し易 く 、 気泡径が大き く なり易い。 気泡生成部材が濡れ易い （親水性が高い） 場合、 開孔から流出した気体は気泡生成部材表面に滞留し難く 、 気泡径は大き く なり難 い。 気泡生成部材の全部又は一部を H D P E、 L D P E、 P P、 P A、 P E T、 M M A、 ガラス、 ポリオレフイ ン、 セルロース等の親水性材料によつて構成し、 或いは気泡生成部材の流路表面にァク リル酸等を用いて親水処理を施し、 又はプ ラズマ処理、 クロム酸処理、 シリ カコー ト等によって親水処理を施すことにより、 気泡径を小さ く し、 スラグ流ゃフロス流の発生を防止することができる。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡生成部材の流路表面がカルシウムの析 出を抑制する表面処理剤で被覆されている。

気泡生成部材の流路表面をカルシウムの析出を抑制する表面処理剤で彼覆する ことにより、 流路表面の開孔の目詰まりを防止し、 気泡生成部材の機能低下を防 止することができる。

本発明の好ま しい態様においては、 表面処理剤の成分にはシロキサン結合が含 まれている。

表面処理剤の成分にシロキサン結合が含まれている場合、 ァク リル材料から成 る気泡生成部材の流路表面へのカルシゥムの析出、 及びポリェチレン材料から成 る気泡生成部材の流路表面へのカルシゥムの析出、 が効果的に抑制される。

本発明の好ま しい態様においては、 表面処理剤の成分にはァク リルとシリ コ一 P /

1 3

ンとが含まれている。

表面処理剤の成分にァク リルとシリ コーンとが含まれている場合、 ァク リル材 料から成る気泡生成部材の流路表面へのカルシウムの析出、 及びポリェチレン材 料から成る気泡生成部材の流路表面へのカルシゥムの析出、 が効果的に抑制され る。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡生成部材がポリェチレン多孔体であり、 表面処理剤の成分にはアルキルポリ シロキサンが含まれている。

表面処理剤の成分にアルキルポリ シロキサンが含まれている場合、 ポリエチレ ン多孔体から成る気泡生成部材の流路表面へのカルシゥムの析出が効果的に抑制 される。

本発明の好ま しい態様においては、 気泡生成部材がアク リル多孔体であり、 表 面処理剤の成分には常温硬化ガラスが含まれている。

表面処理剤の成分に常温硬化ガラスが含まれている場合、 ァク リル多孔体から 成る気泡生成部材の流路表面へのカルシウムの析出が効果的に抑制される。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水吐出装置は、 洗浄水に所定濃度まで 溶質を溶解する溶質濃度制御手段を備える。

洗浄対象に応じて、 洗浄水に所定濃度まで薬剤、 界面活性剤等の溶質を溶解さ せるのは好ま しい。 洗浄水の流量を所定値に保持することにより、 洗浄水への溶 質の溶解制御が容易化される。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水吐出装置は、 強制給気手段の作動中 に洗浄水流路への洗浄水の通水を断続的に停止させる通水制御手段を備える。 強制給気手段の作動中に断続的に洗浄水流路への洗浄水の通水を停止すること により、 気泡生成部材の流路表面へのカルシゥムの析出が効果的に抑制される。 本発明の好ま しい態様においては、 袷水手段は洗浄水を貯水する洗浄水タ ンク を有し、 強制給気手段は気泡混入手段へ強制給気すると共に、 洗浄水タンクへ強 制給気して洗浄水を加圧して洗浄水タ ンクから洗浄水を吐出させる。

洗浄水タンクを備える洗浄水吐出装置は、 携帯用の各種洗浄装置に広く応用で きる。 強制袷気手段を、 気体の圧送のみならず洗浄水の圧送にも使用することに より、 洗浄水圧送手段を別途設ける場合に比べて、 部品数が減少し、 洗浄水吐出 装置の製造コス トが低減する。 洗浄水の流水に気泡を混入させることにより、 洗 浄水に微細な気泡を多量に混入させることができ、 洗浄水の洗浄効果を高めるこ とができる。

本発明の好ま しい態様においては、 強制給気手段と洗浄水夕ンクとを連結する 配管及び/又は強制給気手段と気泡混入手段とを連結する配管に、 圧力調整弁が 設けられている。

強制袷気手段と洗浄水タンクとを連結する配管及び 又は強制給気手段と気泡 混入手段とを連結する配管に、 圧力調整弁を設けることにより、 洗浄水への気泡 混入量を制御することができる。

本発明の好ま しい態様においては、 洗浄水吐出装置の寸法、 重量、 消費電力が 携帯に適した値に設定されている。

洗浄水吐出装置の寸法、 重量、 消費電力が携帯に適した値に設定することによ り、 洗浄水吐出装置を備える各種洗浄装置を携帯可能にすることができる。 本発明においては、 前記何れかの洗浄水吐出装置を備えることを特徴とする人 体局部洗浄装置を提供する。

本発明に係る人体局部洗浄装置においては、 気泡流が吐出されることにより、 高い洗浄力が得られ、 且つ大幅な節水効果が得られる。

本発明の好ま しい態様においては、 人体局部洗浄装置の洗浄水吐出装置は気泡 混入手段に気体を強制的に供給する強制給気手段を備え、 人体局部洗浄装置は更 に、 所定時間間隔で、 給水手段と強制給気手段とを駆動する制御装置を備える。 所定時間間隔で、 給水手段と強制給気手段とを駆動することにより、 人体局部 洗浄装置を自動的に保守し、 人体局部洗浄装置の機能を長期に亘つて維持するこ とができる。

本発明の好ま しい態様においては、 人体局部洗浄装置が備える洗浄水吐出装置 の気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄水に接する面に多数の独立開孔が形 成された気泡生成部材を有し、 気泡生成部材は洗浄水流路を構成する筒状多孔体 から成り、 筒状多孔体は洗浄水吐出手段内に且つ洗浄水吐出口の近傍に且つ下流 側端部を上方へ差し向けて配設されている。

筒状多孔体を洗浄水吐出手段内に且つ洗浄水吐出口の近傍に且つ下流側端部を 上方へ差し向けて配設することにより、 筒状多孔体より下流の洗浄水流路を略直 線状に延在させることができ、 気泡の合体を防止することができる。

本発明の好ま しい態様においては、 人体局部洗浄装置は、 洗浄水流路の気泡混 入部に供給する気体に揮発成分を混入させる揮発成分混入手段を備える。

消臭剤、 芳香剤等の揮発成分を洗浄水に混入する気泡内の気体に混入させるこ とにより、 人体局部洗浄装置の使用性が向上する。

本発明の好ま しい態様においては、 人体局部洗浄装置が備える洗浄水吐出装置 の洗浄水吐出手段は複数の洗浄水吐出口を有し、 気泡流は流路切換手段を介して 複数の洗浄水吐出口の何れかへ選択的に流される。

洗浄水吐出手段に複数の洗浄水吐出口を配設し、 用途に応じて気泡流を流路切 換手段を介して複数の洗浄水吐出口の何れかへ選択的に流して吐出させるように 人体局部洗浄装置を構成すれば、 人体局部洗浄装置の使用性が向上する。

本発明においては、 上記何れかの洗浄水吐出装置を備えることを特徴とするシ ャ ヮー装置、 洗髮装置、 洗顔装置、 洗眼装置、 口蓋洗浄装置、 手洗浄装置、 水栓 器具、 浴槽を提供する。

上記洗浄水吐出装置を、 シャワー装置、 洗髮装置、 洗顔装置、 洗眼装置、 口蓋 洗浄装置、 手洗浄装置、 水栓器具、 浴槽等に適用することにより、 これらの機器 の洗浄力を高め、 洗浄水を節約することが可能となる。

本発明においては、 上記何れかの洗浄水吐出装置を備える超音波洗浄装置を提 供する。

本発明に係る洗浄水吐出装置から吐出した気泡流が被洗浄面に衝突すると、 気 泡内の気体の運動エネルギーと、 気泡間の洗浄水の運動エネルギーとの差により、 被洗浄面に超音波振動が発生し、 洗浄水の洗浄力が高まる。

本発明においては、 上記何れかの洗浄水吐出装置を備える給湯装置を提供する, 上記洗浄水吐出装置を、 給湯装置に適用することにより、 湯の使用量を節約す ることが可能となり、 加熱装置の小型化が可能になり、 ひいては給湯装置の小型 化、 省エネルギー化が可能になる。

〔図面の簡単な説明〕

第 1 ( a ) 図乃至第 1 ( d ) 図は気液二相流の流動様式を示す図である。 第 1 ( a) 図は気泡流を示し、 1 (b) 図はスラグ流を示し、 1 ( c) 図はフロ ス流を示し、 1 (d) 図は環状噴霧流を示す。

第 2図は噴流が被洗浄面に衝突する様子を表す図である。

第 3図は気泡流が被洗浄面に衝突する際に発生する圧力と気液比との関係を 示す図である。

第 4図は気泡流が被洗浄面に衝突する際に発生する圧力を一定値に維持した 時の洗浄水量と気液比との関係を示す図である。

第 5図は本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置の構成図である。

第 6図は気泡流の吐出状況を示す ] ϋである。

第 7図は超高分子量ポリェチレンの略球形粒子の加熱成形体の表面の電子顕 微鏡 |¾ ! ¾Γあ-。

第 8図はァク リル樹脂の略球形粒子の加熱成形体の表面の電子顕微鏡. ^ ある。

第 9図は本発明の第 2実施例に係る洗浄水吐出装置の構成図である。

第 1 0 (a) 図乃至第 1 0 ( c) 図は気泡発生部材内面に付着した汚れの自 動除去装置の一例を示す図である。 第 1 0 (a ) 図は全体構成図であり、 第 1 0 (b) 図、 第 1 0 ( c ) 図は第 1 0 ( a ) 図中の破線で囲んだ部分の拡大 図である。

第 1 1図は本発明の第 3実施例に係る洗浄水吐出装置が組み込まれた人体局 部洗浄装置の構成図である。

第 1 2図は本発明の第 3実施例に係る洗浄水吐出装置の洗浄水吐出ノズルの 上面図である。

第 1 3図は第 1 2図の線 A— A' に沿った断面図である。

第 1 4図は気泡生成時の気泡直径と水流速との関係を示す図である。

第 1 5図は気泡成長度と気泡滞留時間との関係を示す図である。

第 1 6図は本発明の第 4実施例に係る洗浄水吐出装置が備える洗浄水吐出ノ ズルの断面図である。

第 1 7図は本発明の第 4実施例に係る洗浄水吐出装置が備える流路切替装置 の断面図である。 第 1 8図は気泡ポンプの空気混入率とエネルギー増幅率との関係、 及び空気 混入率と総合効率との関係を示す図である。

第 1 9図は気泡生成部材の変形例を示す図である。

第 2 0図は表面処理剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 1図は表面処理剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験に用いた試験 装置の構成図である。

第 2 2図は炭酸カルシウムの析出に対する通水態様の影響の確認試験の結果 を示す図である。

第 2 3図は炭酸カルシウムの析出に対する通水態様の影響の確認試験の結果 を示す図である。

第 2 4図は表面処理剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 5図は表面処理剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 6図は表面処理剤の炭酸カルシゥム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 7図は表面処理剤の炭酸カルシゥム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 8図は表面処理剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 2 9図は表面処理剤の炭酸カルシゥム析出抑制効果確認試験の結果を示す 図である。

第 3 0図は本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置が組み込まれた給湯装 置の構成図である。

第 3 1 ( a ) 図は本発明の第 1 実施例に係る洗浄水吐出装置が組み込まれた シャ ワー装置の構成図であり、 第 3 1 ( b ) 図は気泡生成部材の断面図である。

第 3 2図は本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置が組み込まれた洗髮装 置の上面図である。 第 3 3図は第 3 2図の A _ A矢視図である。

第 3 4図は第 3 2図の B— B矢視図である。

第 3 5図は本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置が組み込まれた水栓器 具の構成図である。

第 3 6図は第 3 5図の水栓器具の上面図である。

第 3 7図は第 3 5図の水栓器具の側面図である。

第 3 8図は、 気泡破砕装置を有する洗浄水吐出装置の構成図である。

第 3 9 ( a ) 図、 第 3 9 ( b ) 図、 第 3 9 ( c ) 図は、 第 3 8図の洗浄水吐 出装置が有する気泡破碎装置の断面図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

A . 第 1 実施例

A一 1 洗浄水吐出装置の構成

本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置を説明する。

第 5図に示すように、 本発明の第 1実施例に係る洗浄水吐出装置 Aは、 洗浄水 吐出ノズル 1 と、 洗浄水吐出ノズル 1 に至る洗浄水流路を形成する配管 2 と、 配 管 2の途上に配設された気泡混入装置 3 と、 気泡混入装置 3へ強制給気する強制 給気装置 4 と、 配管 2の途上に且つ気泡混入装置 3の上流に配設された定流量弁 5 とを備えている。 配管 2の上流端は図示しない水道の水栓金具に接続されてい る。

気泡混入装置 3 は洗浄水流路を形成する多孔質材料から成る筒状の気泡生成部 材 3 aを有している。 筒状の気泡生成部材 3 aの内周面は、 前後の洗浄水流路の 囲壁と面一に延在している。 気泡生成部材 3 aの内周面には、 多数の独立開孔が 形成されている。 気泡生成部材 3 a内の洗浄水流路の断面積は、 上流端から下流 端へ向けて漸次拡大している。 気泡生成部材 3 aの周囲に圧力室 3 bが形成され ている。

強制給気装置 4 は、 気泡混入装置 3の圧力室 3 bに接続する配管 4 aを有して いる。 配管 4 aの途上に、 下流側から順に逆止弁 4 b、 空気ポンプ 4 c、 除塵用 のエアフィ ルタ一 4 dが配設されている。 エアフィ ルタ一 4 より上流の配管 4 aは大気開放されている。 空気ポンプ 4 cの作動を制御する制御装置 4 eが配 設されている。

気泡生成部材 3 aと気泡生成部材 3 aより も下流域の配管 2 と洗浄水吐出ノズ ル 1 とによって構成される洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 3 aによって洗 浄水流路を流れる洗浄水に混入される気泡の平均体積から求められる平均直径に 等しい直径を有する球体の投影面積より大に設定されている。 また、 気泡生成部 材 3 aより下流域の洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 3 aの下流端の断面積 以上に設定されている。

上記構成を有する洗浄水吐出装置 Aにおいては、 図示しない水道の水栓金具が 開かれると、 水道水が配管 2へ流入し、 定流量弁 5を通って流量が所定値に絞ら れる。 所定流量の水道水が、 配管 2を通って気泡混入装置 3の気泡生成部材 3 a へ流入する。

制御装置 4 eの電源を投入すると、 制御装置 4 eの制御の下に空気ポンプ 4 c が作動する。 空気が配管 4 aへ吸入され、 エアフィ ルタ一 4 dを通って除塵され る。 除塵された空気は、 空気ポンプ 4 c と逆止弁 4 b とを通って、 圧力室 3 bへ 圧送される。 圧力室 3 bへ流入した加圧空気は、 多孔質材料から成る気泡生成部 材 3 aの細孔を通り、 気泡生成部材 3 aの内周面に形成された多数の独立開孔で それぞれ独立気泡を形成する。 気泡は、 所定の気泡径となるまで成長した後、 気 泡生成部材 3 aの内周面が形成する洗浄水流路を流れる水道水に連行され、 独立 開孔から離脱し、 微細気泡となって水道水中に分散混入する。

大量の空気が微細気泡となって水道水中に分散混入して、 水道水の流れは気泡 流となる。 気泡流は配管 2を通り、 洗浄水吐出ノズル 1 から噴流となって吐出す る。 気泡流の噴流は、 高い洗浄力を有し、 被洗浄面に衝突して該面を十分に洗浄 する。 気泡流が吐出することにより、 高い節水効果が得られる。

第 6図に洗浄水吐出装置 Aと同様の洗浄水吐出装置から吐出した気泡流の © を示す。 洗浄水中に微細な気泡が大量に含まれているのが分かる。 気泡は洗浄水 によって守られているので、 吐出後も大気と干渉せず、 確実に被洗浄面へ到達す る。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 気泡生成部材 3 aの内周面に多数形成された独 立開孔のそれぞれにおいて、 単一の独立気泡が生成される。 気泡生成部材 3 aの 内周面に多数形成された開孔が、 複数の開孔が連結した連続開口であると、 各開 孔で複数の気泡が生成され易く、 これらが合体して気泡が大径化し易い。 洗浄水 吐出装置 Aにおいては、 気泡生成部材 3 aの内周面に多数形成された開孔が独立 開孔なので、 気泡生成時の気泡同志の合体が阻止され、 気泡の大径化が阻止され る。 気泡生成部材 3 aの内周面は洗浄水流路の囲壁を形成しているので、 気泡生 成部材 3 aの内周面に形成された開孔で生成する気泡は、 洗浄水流の方向と略直 交する方向へ成長する。 この結果、 生成中の気泡に洗浄水の流水から剪断力が加 わり、 気泡は成長初期の段階で洗浄水に連行されて開孔を離れ、 洗浄水中に分散 混入する。 この結果微細気泡が洗浄水中に分散混入する。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 気泡生成部材 3 aの内周面の全体から水道水の 流水中に略均一に気泡が放出されるので、 微細気泡は水道水の流水中に略均一に 分散して混入する。

従って、 洗浄水吐出装置 Aにおいては、 洗浄水流路を流れる水道水に多量の微 細気泡が略均一に分散して混入し、 気泡流を形成する。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 気泡生成部材 3 aと気泡生成部材 3 aより も下 流域の配管 2 と洗浄水吐出ノズル 1 とによって構成される洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 3 aによって洗浄水流路を流れる水道水に混入される気泡の平均体 積から求められる平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積より大に設定さ れている。 係る構成は、 気泡生成部材 3 aを構成する多孔質材料の細孔径、 ひい ては内周面に形成される独立開孔の径を制御し、 或いは水道水の見かけ流速 （水 道水のみの体積流量を流路の断面積で除した値） を制御し、 或いは後述するよう に多孔質材料の濡れ性を制御し、 水道水に混入させる気泡の平均体積を制御する ことにより実現可能である。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 気泡生成部材 3 aの内周面が形成する洗浄水流 路の断面積は、 上流端から下流端へ向けて漸次拡大している。 また、 気泡生成部 材 3 aより下流域の洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 3 aの下流端の断面積 以上に設定されている。

従って、 洗浄水吐出装置 Aにおいては、 多数の微細気泡が分散して混入された 水道水は、 微細気泡が多量に分散混入した状態を維持したまま洗浄水吐出ノズル 1 から吐出し被洗浄面まで到達する。

上記説明から分かるように、 洗浄水吐出装置 Aは、 微細気泡が多量に分散混入 した水道水の気泡流の噴流を洗浄水吐出ノズル 1 から吐出することができる。 洗浄水吐出装置 Aにおいては、 制御装置 4 e は、 気液比？？の範囲が 0 . 5乃至 4 . 0になるように、 空気ポンプ 4 cの印加電圧を制御する。 ポンプを用いて加 圧した空気を水道水中に混入させる場合、 気液比？？を、 球形気泡を最密立方格子 状に充塡した場合の気液比の理論上の最大値である 2 . 8 5以上に上昇させるこ とができる。 しかし、 気液比 が過大になると、 水道水中に混入した気泡が合体 して気液二相流の流動様式がスラグ流ゃフロス流となる可能性がある。 そこで、 洗浄水吐出装置 Aにおいては、 スラグ流ゃフロス流の発生を防止する観点から、 気液比？？の最大値を 4 . 0に設定した。 また、 気液比？？が過少であると噴流の洗 浄カを高め、 高い節水効果を得ることができないので、 気液比の最小値を 0 . 5 に設定した。

気液比について説明を補足する。

洗浄水の気泡流が被洗浄面に衝突する際に発生する刺激感は、 気液比 7?が増加 すると増加する。 軽い汚れを落とす洗浄水流量の少ない洗浄モー ドにおいては、 強い洗浄力を必要とせず、 節水の必要性も低いので、 気液比を？？ 1 . 0以下に設 定して剌激感を弱めるのが好ま しい。

強い汚れを落とす洗浄水流量の多い洗浄モ一 ドにおいては、 強い洗浄力を得る ために、 また高い節水効果を得るために、 気液比 7?を 1 . 6以上に設定するのが 好ま しい。 しかし、 洗浄水流量が多いと、 洗浄水流速の増加によって洗浄水流の 乱れが大き く なるので、 気泡同志が合体して大径化し、 気泡流の安定性が損なわ れスラグ流ゃフロス流が発生する可能性が高まる。 従って、 気泡流の安定性確保 のために気液比？？を 2 . 3以下に設定するのが好ま しい。

気泡流における気液比 の理論上の最大値は、 球形気泡を最密立方格子状に充 塡した場合に達成される 2 . 8 5である。 気液比？？が 2 . 8 5を超えると、 理論 上気泡同志が互いに接触し合体して大径化し、 気泡流の安定性が損なわれる。 し かし、 気泡は変形可能なので、 実際には、 気泡同志が接触しても互いに変形する ことにより気泡同志の合体が抑制され、 気泡流の安定性が維持される。 また、 気 泡流に含まれる気泡の気泡径分布はある程度分散しているので、 相対的に大径の 気泡の間に、 相対的に小径の気泡を押し込むことが可能である。 従って、 実際に は気泡流の安定性を維持しつつ気液比 を 4 . 0程度まで高めることができる。 気泡流の安定性が得易い中程度の洗浄水流量の洗浄モー ドにおいては、 気液比 の設定値を 4 . 0程度まで高めて、 強い洗浄力と高い節水効果とを実現するのは 好ま しい。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 定流量弁 5 によって気泡生成部材 3 aの洗浄水 流路を流れる水道水の流量が定流量に制御されているので、 空気ポンプ 4 cの印 加電圧を制御するだけで、 気液比 7?を容易に制御し、 ひいては洗浄水ノズル 1 か ら吐出する気泡流の噴流の洗浄力を容易に制御することができる。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 洗浄水流路を構成する多孔質材料から成る筒状 の気泡生成部材 3 aに空気ポンプ 4 cを使用して強制給気するので、 洗浄水流路 を流れる水道水に多量の微細気泡を容易に混入させることができる。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 筒状の気泡生成部材 3 aの周囲に圧力室 3 bを 形成したので、 圧力室 3 bに強制給気することにより、 気泡生成部材 3 a内の洗 浄水流路を流れる水道水に、 気泡生成部材 3 aを介して容易に気泡を混入させる ことができる。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 筒伏の気泡生成部材 3 aの内周面が、 前後の洗 浄水流路の囲壁と面一に延在しているので、 気泡生成部材 3 aによる水道水流の 乱れや淀みは発生しない。 水道水流が乱れると気泡が合体する可能性が増大し、 水道水が淀むと気泡が洗浄水流路内に滞留する時間が増加して気泡が合体する可 能性が増大する。 洗浄水吐出装置 Aにおいては、 水道水流に乱れや淀みは発生し ないので、 気泡が合体する可能性が低く、 良好な気泡流が吐出される。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 筒状の気泡生成部材 3 aから空気ポンプ 4 へ の水道水の逆流を防止する逆止弁 4 bを配設し、 空気ポンプ 4 cに水道水が流入 してポンプ 4 cの機能が低下する事態の発生を防止している。

洗浄水吐出装置 Aにおいては、 空気ポンプ 4 cの上流にエアフィ ルタ一 4 dを 配設して、 気泡生成部材 3 aの塵埃による目詰まりを防止し、 気泡生成部材 3 a の機能低下を防止している。 A— 2 独立開孔を形成するための具体的方策

気泡生成部材 3 aの内周面に独立開孔を形成するための具体的方策に就いて記 述する。

( 1 ) 加熱溶融性材料の微粒子の加熱成形

第 7図に、 超高分子量ポリエチレンの略球形の微粒子を金型に充塡し、 加熱し て形成した加熱成形品の表面の電子顕微鏡 を示す。 第 7図から分かるように、 加熱成形品の表面に多数の独立開孔が形成されている。 略球形の微粒子の集合体 は、 粒子の充塡率を高めやすく、 開孔の形状を均一化できるので、 開孔同志が連 結した連続開孔が発生し難く、 独立開孔が形成され易い。 微粒子径を均一化すれ ば、 開孔を格子状に規則的に配置することができる。 開孔を格子状に規則的に配 置することにより、 発生する気泡間の距離を均一に保つことができ、 気泡生成時 の気泡同志の合体を阻止できる。 また、 開孔を格子状に規則的に配置することに より、 開孔密度を高めることができ、 気泡生成部材 3 aを小型化でき、 洗浄水吐 出装置を小型化できる。

超高分子量ポリエチレンはメル 卜イ ンデッ クス （M l ) が低く且つ溶融時の性 状がゴムに近いので溶融状態で流れ難い。 超高分子量ポリェチレンの略球形微粒 子を金型に充塡し、 融点を僅かに上回る温度で加熱成形すると、 粒子と粒子とが 形状を変えずに接点のみが溶融接着される。 従って、 超高分子量ポリエチレンの 略球形微粒子を使用し、 粒子径と充塡率とを制御することにより、 気泡生成部材 3 aの内周面に形成する独立開孔の径を自由に制御できる。 超高分子量ポリェチ レンは化学的に安定なので、 塩素、 酸塩基、 有機溶媒等を含有する洗浄液に適し ており、 吸水性がほとんど無いので水から成る洗浄液にも適している。

第 8図に、 アク リル樹脂の略球形微粒子を金型に充塡し、 加熱して形成した加 熱成形品の表面の電子顕微鏡 £を示す。 第 8図から分かるように、 加熱成形品 の表面に、 略網目伏に多数の独立開孔が形成されている。 アク リル樹脂は表面張 力が低く水との親和性が高いので、 後述するように微細気泡の生成に適している ( ブロンズ、 ステンレス等の金属、 ガラス、 各種セラ ミ ッ ク等の加熱溶融性材料 の微粒子を加熱成形して気泡生成部材 3 aを形成しても良い。

加熱溶融性材料の微粒子や粉体を加熱成形すると、 粒子同志が融合するので、 水圧や空気圧に対して十分な強度を有する気泡生成部材 3 aが得られる。

加熱溶融性材料の略球形微粒子の平均粒径は、 5 0 m乃至 3 0 0 / mとする のが望ま しい。 略球形微粒子の平均粒径が、 5 0 m乃至 3 0 0 mであれば、 略球形微粒子を最密立方格子状に充塡すると、 略球形微粒子間の隙間である独立 開孔の平均直径が 5 0 m乃至 3 0 0 mとなる。 平均直径が 5 0 m乃至 3 0 0 mの独立開孔から生成分散する気泡の平均直径は 1 0 0 a m乃至

1 0 0 0 / mとなる。 平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 w mの微細気泡は、 剛 性が大き く変形し難いので合体し難い。 平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 〃 m の微細気泡を洗浄水に混入することにより、 安定した気泡流を得ることができる。 洗浄水吐出装置 Aを人体局部洗浄装置に装着する場合、 配管寸法やノズル寸法等 を勘案すると、 気泡流を支障なく洗浄水流路に流すために、 気泡流中の気泡の平 均直径は 1 0 0 0 m以下とするのが望ま しい。 他方、 過度に微細な気泡を発生 させるのは技術的に難しい。 これらを勘案すると、 人体局部洗浄装置に装着され た洗浄水吐出装置から吐出される気泡流中の気泡の平均直径は 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 / mであるのが好ま しい。

加熱溶融性材料の略球形微粒子の充塡率は 7 0 %以上とするのが望ま しい。 同一直径の球形粒子を最密立方格子伏に充塡すると、 理論上の最大充塡率は 7 4 %となる。 静電気の発生等により、 最密立方格子状に充填するのは困難であ ることを勘案しても、 独立開孔を得るためには、 前記集合体を形成する略球形の 粒子の充塡率を 7 0 %以上とするのが望ま しい。

( 2 ) 織布、 不織布

ナイロン等の繊維材料を織り、 編み、 或いは重ねて、 織布、 不織布とすること により網目構造を形成できる。 網目構造は独立開孔を形成する。 繊維の太さ、 間 隔を略均一にすれば、 略格子状の規則的な開孔配置を得ることができる。 繊維の 太さ、 間隔、 配向を制御して容易に開孔形状、 開孔間距離等を調整できる。 織布、 不織布は十分な強度を有さないので、 支持体に固定することが望ま しい。 織布、 不織布を複数枚重ねることにより、 織布、 不織布の振動を抑制し、 気泡混入動作 を安定させることができる。

( 3 ) その他 転相ガラスを用いて連続気孔を形成しても良い。

A - 3 撥水処理、 親水処理

洗浄水吐出装置 Aにおいて、 多孔質材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの全 部又は一部を P T F E、 E T E F等の撥水性材料によって構成し、 或いは多孔質 材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの流路表面にパラフィ ン、 カルナバ等を用 いて撥水処理を施しても良い。 洗浄水と して水道水を使用する場合、 水道水中に 多量に含まれるカルシウムイオンが多孔質材料の細孔内で炭酸カルゥシム等の形 で析出し、 細孔が目詰まり して気泡生成部材 3 aが劣化する可能性がある。 また 多孔質材料表面での毛細管現象による浸透圧によって、 気泡生成部材 3 aの機能 が低下する可能性がある。 多孔質材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの全部又 は一部を P T F E、 E T E F等の撥水性材料によって構成し、 或いは多孔質材料 から成る筒状の気泡生成部材 3 aの流路表面にパラフィ ン、 カルナバ等を用いて 撥水処理を施して、 多孔質材料の細孔への水の進入を防ぎ、 多孔質材料表面での 毛細管現象による浸透圧を下げることにより、 気泡生成部材 3 aの劣化、 機能の 低下を防止することができる。

洗浄水吐出装置 Aにおいて、 多孔質材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの全 部又は一部を HD P E、 L D P E、 P P、 PA、 P E T、 MMA、 ガラス、 ポリ ォレフィ ン、 セルロース等の親水性材料によって構成し、 或いは多孔質材料から 成る筒伏の気泡生成部材 3 aの流路表面にァク リル酸等を用いて親水処理を施し、 又はプラズマ処理、 クロム酸処理、 シリカコー ト等によって親水処理を施しても 良い。

多孔質材料表面の濡れ性が気泡径に影響を及ぼす。 多孔質材料が濡れにく い (撥水性が高い） 場合、 細孔から流出した気体が多孔質材料表面に滞留し易く、 気泡径が大き く なり易い。 多孔質材料が濡れ易い （親水性が高い） 場合、 細孔か ら流出した気体は多孔質材料表面に滞留し難く、 気泡径は大き く なり難い。 多孔 質材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの全部又は一部を HD P E、 L D P E、 P P、 PA、 P E T、 MM A. ガラス、 ポリオレフイ ン、 セルロース等の親水性 材料によって構成し、 或いは多孔質材料から成る筒状の気泡生成部材 3 aの流路 表面にアク リル酸等を用いて親水処理を施し、 又はプラズマ処理、 クロム酸処理. シ リ カコ一 ト等によって親水処理を施すことにより、 気泡径を小さ く し、 スラグ 流ゃフロス流の発生を防止することができる。

A - 4 各種機能の付加

洗浄水吐出装置 Aにおいて、 定流量弁 5 と気泡混入装置 3 との間の配管 2 に水 道水を所定温度まで加熱する温度制御装置を接続し、 或いは、 水道水に所定濃度 まで薬剤、 界面活性剤等の溶質を溶解させる溶質濃度制御装置を接続しても良い。 洗浄対象に応じて、 洗浄水を所定温度まで加熱し、 或いは洗浄水に所定濃度ま で薬剤、 界面活性剤等の溶質を溶解させるのは好ま しい。 洗浄水吐出装置 Aにお いては、 定流量弁 5 によって気泡生成部材 3 aの洗浄水流路を流れる水道水の流 量が定流量に制御されているので、 水道水の加熱制御、 水道水への溶質の溶解制 御は容易である。

洗浄水吐出装置 Aにおいて、 空気ポンプ 4 c と制御装置 4 e とを除去し、 気泡 生成部材 3 aの洗浄水流路を流れる水道水の負圧を利用して気泡生成部材 3 aに 空気を吸引給気しても良い。 この場合、 気液比は 0 . 5程度となる。

洗浄水吐出装置 Aにおいて、 気泡生成部材 3 aを、 上流端から下流端まで断面 積が一定の筒状に形成しても良い。 気泡生成部材 3 aの形状が、 上流端から下流 端まで断面積が一定の筒状であっても、 気泡生成部材 3 aの洗浄水流路内の気液 二相流の流動様式は環状噴霧流とはならない。 従って、 気泡生成部材 3 aを、 上 流端から下流端まで断面積が一定の筒状に形成しても良い。

気泡生成部材 3 aは洗浄水流路の囲壁の全周に亘つて延在する筒伏部材であつ たが、 洗浄水流路の囲壁の周方向の一部を多孔質材料からなる気泡生成部材で形 成しても良い。 この場合でも、 微細気泡を洗浄水中に分散混入させることができ る。

B . 第 2実施例

本発明の第 2実施例に係る洗浄水吐出装置を説明する。

第 9図に示すように、 本発明の第 2実施例に係る洗浄水吐出装置 Bは、 洗浄水 吐出ノズル 1 1 と、 洗浄水吐出ノズル 1 1 に至る洗浄水流路を形成する配管 1 2 と、 配管 1 2の途上に配設された気泡混入装置 1 3 と、 気泡混入装置 1 3に強制 給気する強制給気装置 1 4 と、 配管 1 2の上流に配設された洗浄水タ ンク 1 5 と を備えている。

気泡混入装置 1 3は洗浄水流路を構成する多孔質材料から成る筒状の気泡生成 部材 1 3 aを有している。 気泡生成部材 1 3 aの内周面には多数の独立開孔が形 成されている。 気泡生成部材 1 3 aの洗浄水流路の断面積は、 上流端から下流端 へ向けて漸次拡大している。 気泡生成部材 1 3 aを包囲して圧力室 1 3 bが形成 されている。

強制給気装置 1 4 は気泡混入装置 1 3の圧力室 1 3 bに接続する配管 1 4 aを 備えている。 配管 1 4 aの途上に、 下流側から順に圧力調整弁 1 4 b、 空気ボン プ 1 4 c、 除塵用のエアフィ ルタ一 1 4 dが配設されている。 エアフィ ルタ一 1 4 dより上流の配管 1 4 aは大気開放されている。 空気ポンプ 1 4 cの作動を 制御する制御装置 1 4 eが配設されている。 空気ポンプ 1 4 cから延びる配管 1 4 a ' が、 圧力調整弁 1 4 b ' を介して、 洗浄水タンク 1 5 の上部に接続され ている。

気泡生成部材 1 3 a と気泡生成部材 1 3 aより も下流域の配管 1 2 と洗浄水吐 出ノズル 1 1 とによって構成される洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 1 3 a によつて洗浄水流路を流れる洗浄水に混入される気泡の平均体積から求められる 平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積より大に設定されている。 また、 気泡生成部材 1 3 aより下流域の洗浄水流路の断面積は、 気泡生成部材 1 3 aの 下流端の断面積以上に設定されている。

洗浄水吐出装置 Bの寸法、 重量、 消費電力は携帯に適した値に設定されている c 上記構成を有する洗浄水吐出装置 Bにおいては、 制御装置 1 4 eの電源を投入 すると、 制御装置 1 4 eの制御の下に空気ポンプ 1 4 cが作動する。 空気が配管 1 4 aへ吸入され、 エアフィ ルタ一 1 4 dを通つて除塵される。 除塵された空気 は、 空気ポンプ 1 4 c と圧力調整弁 1 4 b ' とを通って、 洗浄水タ ンク 1 5へ圧 送される。 洗浄水タンク 1 5内の洗浄水が加圧され、 洗浄水タ ンク 1 5から吐出 し、 配管 1 2を通って気泡混入装置 1 3 の気泡生成部材 1 3 aへ流入する。

空気ポンプ 1 4 cを通った空気は、 圧力調整弁 1 4 bを通って、 圧力室 1 3 b へ圧送される。 圧力室 1 3 bへ流入した加圧空気は、 多孔質材料から成る気泡生 成部材 1 3 aの細孔を通り、 内周面に形成された多数の独立開孔を経て、 気泡生 成部材 1 3 aの内部に形成された洗浄水流路を流れる洗浄水に、 微細気泡となつ て略均一に分散して混入する。

大量の空気が微細気泡となつて洗浄水中に分散混入して、 洗浄水の流れは気泡 流となる。 気泡流は配管 1 2を通り、 洗浄水吐出ノズル 1 1 から噴流となって吐 出する。 気泡流の噴流は、 高い洗浄力を有し、 被洗浄面に衝突して該面を十分に 洗浄する。 気泡流が吐出することにより、 高い節水効果が得られる。

洗浄水タ ンクを備える洗浄水吐出装置 Bは、 携帯用の各種洗浄装置に広く応用 できる。 強制給気装置 1 4の空気ポンプ 1 4 cを、 気体の圧送のみならず洗浄水 の圧送にも使用することにより、 洗浄水の圧送用に別途ポンプを設ける場合に比 ベて部品数が減少し、 洗浄水吐出装置 Bの製造コス トが低減する。 滞留する洗浄 水に気泡生成部材 1 3 aを介して気泡を混入させる場合には、 気泡径がある程度 まで大き く ならないと、 気泡は気泡生成部材 1 3 aから離れず、 洗浄水に混入し ない。 洗浄水の流水に気泡生成部材 1 3 aを介して気泡を混入させる場合には、 気泡径が小さ くても、 流水によって気泡は気泡生成部材 1 3 aから離され、 洗浄 水に混入する。 洗浄水吐出装置 Bは、 滞留する洗浄水に気泡を混入させるのでは なく、 洗浄水の流水に気泡を混入させるので、 微細な気泡を洗浄水中に多量に混 入させることができ、 洗浄水の洗浄効果を高めることができる。

配管 1 4 aに圧力調整弁 1 4 bを設け、 圧力室 1 3 bへ流入する空気の圧力を 調整して気泡生成部材 1 3 aからの気泡生成量を調整し、 また、 配管 1 4 a ' に 圧力調整弁 1 4 b ' を設け、 洗浄水タ ンク 1 5へ流入する空気の圧力を調整して 気泡生成部材 1 3 aの内部に形成された洗浄水流路を流れる洗浄水の流量を調整 することにより、 洗浄水への気泡混入量を制御することができる。 圧力調整弁 1 4 b、 1 4 b ' の何れか一方のみでも、 洗浄水への気泡混入量を制御すること ができる。

洗浄水吐出装置 Bの寸法、 重量、 消費電力は携帯に適した値に設定されている ので、 洗浄水吐出装置 Bを備えるシャワー、 人体局部洗浄装置、 手洗浄装置、 口蓋洗浄装置等の各種洗浄装置を携帯可能にすることができる。

C . 気泡生成部材の汚れ除去装置

第 1 0 ( a ) 図乃至第 1 0 ( c ) 図に、 気泡生成部材内面に付着した汚れの自 動除去装置の一例を示す。

洗浄水吐出ノズル 2 1 に洗浄水を供給する配管 2 2の途上に、 第 1実施例の気 泡混入装置 3、 第 2実施例の気泡混入装置 1 3 と同様の、 気泡混入装置の気泡生 成部材 2 3 a、 圧力室 2 3 bが配設されている。 配管 2 2 は気泡生成部材 2 3 a の上流位置で略直角に屈曲している。 上記諸部材は一体化されており、 図示しな い駆動装置により、 第 1 0 ( a ) 図乃至第 1 0 ( c ) 図で左右方向へ駆動される。 配管 2 2の屈曲部に、 開口 2 2 aが形成されている。 棒状部材 2 5が、 開口 2 2 aを通って配管 2 2、 気泡生成部材 2 3 a内へ挿入されている。 棒状部材 2 5の開口 2 2 a外へ延びる部分の端部は不動の支持部材に固定されている。 棒 状部材 2 5の固定端近傍部に第 1蓋部材 2 6 aが固定され、 他端に第 2蓋部材 2 6 bが固定されている。 棒状部材 2 5の他端近傍部にブラシ 2 7が固定されて いる o

配管 2 2へ洗浄水が供給されず、 洗浄水吐出ノズル 2 1が作動を停止している 時、 一体化された上記諸部材は、 図示しない駆動装置により第 1 0 ( a ) 図乃至 第 1 0 ( c ) 図で右方へ駆動され、 第 1 0 ( b ) 図に示すように、 第 1蓋部材 2 6 aが配管 2 2の開口 2 2 aを閉鎖している。

配管 2 2へ洗浄水が供給される前に、 一体化された上記諸部材が、 図示しない 駆動装置により第 1 0 ( c ) 図に示すように左方へ駆動される。 この時、 固定さ れて不動のブラシ 2 7が気泡生成部材 2 3 aの内面を擦り、 気泡生成部材 2 3 a の内面に付着した汚れを除去する。 第 2蓋部材 2 6 bが配管 2 2の開口 2 2 aを 閉鎖する。

配管 2 2へ洗浄水が供給され、 気泡生成部材 2 3 aから発生する気泡が洗浄水 の流水に混入し、 気泡流が洗浄水吐出ノズル 2 1 から吐出する。

洗浄水吐出ノズル 2 1 からの気泡流の吐出が終了すると、 一体化された上記諸 部材が、 図示しない駆動装置により第 1 0 ( b ) 図に示すように右方へ駆動され る。 この時、 固定されて不動のブラシ 2 7が気泡生成部材 2 3 aの内面を擦り、 気泡生成部材 2 3 aの内面に付着した汚れを除去する。 第 1蓋部材 2 6 bが配管 2 2の開口 2 2 aを閉鎖する。

上述のような、 気泡生成部材内面に付着した汚れの自動除去装置を、 カルシゥ ムイオン、 マグネシウムイオン等の析出し易いイオンを多く含む水を使用する洗 浄水吐出装置に用いることにより、 洗浄水吐出装置の保守を容易化し、 洗浄水吐 出装置の機能を長期に亘つて維持することができる。

D . 第 3実施例

本発明の第 3実施例に係る洗浄水吐出装置を説明する。

本実施例に係る洗浄水吐出装置 Cは便器に取り付けられる人体局部洗浄装置に 組み込まれている。 第 1 1図に示すように、 水道水が圧力調整機能を有する電磁 止水弁 3 0を経由し熱交換器 3 1 に供給される。 熱交換器 3 1内に、 ヒーター

3 2 と、 熱交換器内の水位を検知し空焚き等を防止するための第 1水位センサー 3 3、 第 2水位センサ一 3 4 と、 熱交換器内の水温を監視するための温度センサ

― 3 5 とが設けられている。 適温まで昇温した水道水は大気開放弁 3 6を経由し 水流路切替弁 3 7 に導かれる。 水流路切替弁 3 7で、 使用者による操作部 3 8の 操作に基づいて、 流量が調節され、 流路が切替えられ、 ノズル 3 9内に配設され た複数の水流路中の選択された流路へ、 流量調節された水道水が供給される。 空 気ポンプ 4 0 により加圧された空気が、 空気流路切替弁 4 1 に導かれる。 空気流 路切替弁 4 1で、 使用者による操作部 3 8の操作に基づいて、 流路が切替えられ、 ノズル 3 9内に配設された複数の空気流路中の選択された流路へ、 加圧空気が供 給される。

第 1 2図、 第 1 3図に示すように、 ノズル 3 9の先端部は、 着脱可能なノズル ヘッ ド 3 9 aを構成している。 ノズルヘッ ド 3 9 aの上面に、 尻洗浄用の吐出口

4 2、 4 3 と、 ビデ洗浄用の吐出口 4 4、 4 5 とが形成されている。 吐出口 4 4 の直下に、 気泡混入装置 4 6が配設されている。 気泡混入装置 4 6 は、 多孔質材 料である樹脂加熱焼結材から成る直筒状の気泡生成部材 4 6 aを有している。 気 泡生成部材 4 6 aの内周面には、 多数の独立開孔が形成されている。 気泡生成部 材 4 6 aは、 両端部がノズルへッ ド 3 9 aに圧入されることにより、 ノズルへッ ド 3 9 aに固定されている。 気泡生成部材 4 6 aの何れか一方の端部の内径が、 他の部位の内径に比べて大きな値に設定されている。 気泡生成部材 4 6 aの内周 面は洗浄水流路を形成している。 気泡生成部材 4 6 aは、 内周面が形成する洗浄 水流路の下流側端を斜め上方へ差し向けて配設されている。 気泡生成部材 4 6 a の内周面が形成する洗浄水流路の下流側端は、 ノズルへッ ド 3 9 aに形成され、 斜め上方へ延在する直線状の洗浄水流路 4 7を介して、 吐出口 4 4 に連通してい る。 気泡生成部材 4 6 aの内周面が形成する洗浄水流路の上流側端は、 ノズルへ ッ ド 3 9 aの内部に形成された洗浄水流路 4 8 に連通している。 洗浄水流路 4 8 は、 気泡生成部材 4 6 aを超えてノズルヘッ ド 3 9 aの端部まで延び、 ノズルへ ッ ド 3 9 aに形成され、 斜め上方へ延在する略直線状の洗浄水流路 4 9 に連通し ている。 洗浄水流路 4 9 は吐出口 4 5に連通している。 浄水流路 4 8の上流端は ノズル 3 9内に配設された図示しない洗浄水配管に接続されている。 気泡生成部 材 4 6 aの周囲に、 圧力室 4 6 bが形成されている。 圧力室 4 6 bは、 ノズルへ ッ ド 3 9 aの内部に形成された空気流路 5 0 に連通している。 空気流路 5 0の上 流端はノズル 3 9内に配設された図示しない空気配管に接続されている。

吐出口 4 2、 4 3の直下にも、 気泡混入装置 4 6 と同様の、 気泡混入装置が配 設されている。 ノズル 3 9内に、 吐出口 4 2の直下に配設された気泡混入装置に 連通する洗浄水配管、 空気配管と、 吐出口 4 3の直下に配設された気泡混入装置 に連通する洗浄水配管、 空気配管とが配設されている。

水流路切替弁 3 7 より も下流側の部材が洗浄水吐出装置 Cを構成している。 第 1 1図において、 参照番号 5 1 は、 人体局部洗浄装置の制御装置であり、 5 2 は電源投入部であり、 主電源の操作部である。 参照番号 5 3 は、 便器の使用 を検知する使用検知装置である。

本人体局部洗浄装置においては、 通常は、 使用検知手段 5 3 により便器の使用 を自動的に検知して、 待機状態を解除する。 使用者が操作部 3 8を操作して、 吐 出口 4 4、 4 5からの洗浄水の吐出を選択すると、 水流路切替弁 3 7 と、 ノズル

3 9内に配設された図示しない洗浄水配管とを介して、 洗浄水流路 4 8 に水道水 が供給され、 空気流路切替弁 4 1 と、 ノズル 3 9内に配設された図示しない空気 配管とを介して、 空気流路 5 0 に加圧空気が供給される。 気泡混入装置 4 6 にお いて、 水道水中に多量の微細気泡が略均一に分散して混入され、 気泡流が生成さ れる。 気泡流は吐出口 4 4から吐出する。 気泡が混入されない水道水が吐出口

4 5から吐出する。 気泡流と気泡が混入しない水道水とが被洗浄部に当たり、 被 洗浄部を洗浄する。 使用者が操作部 3 8を操作して、 吐出口 4 2又は 4 3からの洗浄水の吐出を選 択すると、 水流路切替弁 3 7 と、 ノズル 3 9内に配設された図示しない洗浄水配 管とを介して、 吐出口 4 2又は 4 3の直下に配設された気泡混入装置に洗浄水が 供給され、 空気流路切替弁 4 1 と、 ノズル 3 9内に配設された図示しない空気配 管とを介して、 吐出口 4 2又は 4 3の直下に配設された気泡混入装置に加圧空気 が供給される。 吐出口 4 2又は 4 3の直下に配設された気泡混入装置において、 水道水中に多量の微細気泡が略均一に分散して混入され、 気泡流が生成される。 気泡流は、 吐出口 4 2又は 4 3から吐出し、 被洗浄部を洗浄する。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡生成部材 4 6 aより も下流の洗浄水流路 4 7が略直線状に延在している。 洗浄水流路 4 了が湾曲していると、 気泡流が当 該湾曲部を流れる際に、 分散した微細気泡が遠心力を受けて集合合体し、 気泡流 がスラグ流ゃフロス流となるおそれがある。 洗浄水流路 4 7を略直線状に延在さ せれば、 遠心力による微細気泡の集合合体は起こらず、 気泡流が維持される。 洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡混入装置 4 6が、 ノズルへッ ド 3 9 a内に、 より具体的にはノズルへッ ド 3 9 aに形成された吐出口 4 4の直下に配設されて いるので、 気泡流が洗浄水流路内に滞留する時間が短縮される。 この結果、 水道 水中に分散した微細気泡が、 吐出前に合体する可能性が減少し、 吐出時まで気泡 流が維持される可能性が増大する。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡混入装置 4 6が取り付けられたノズルへッ ド 3 9 a力く、 ノズル 3 9 に着脱可能に取り付けられているので、 ノズルヘッ ド 3 9 aをノズル 3 9から取り外して、 気泡生成部材 4 6 aの内周面を容易に洗浄 しすることができる。 従って、 洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡混入装置 4 6 の保守が容易である。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡生成部材 4 6 aがノズルへッ ド 3 9 aに圧 入固定されているので、 固定部の隙間を介して加圧空気が水道水に混入し、 予定 外の大径の気泡が水道水中に混入するのを防止できる。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡生成部材 4 6 aの圧入部の内径が他の部位 の内径に比べて大に設定されているので、 圧入後の圧入部の内径が他の部位の内 径と同一になり、 水道水流の乱れの発生が防止され、 気泡の合体による大径化が 防止される。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡生成部材 4 6 aの両端部が圧入部であり、 何れか一方の圧入部の内径が他の部位の内径に比べて大に設定されている。 気泡 生成部材 4 6 aの両端部を圧入固定することにより、 気泡生成部材 4 6 aをノズ ルへッ ド 3 9 aに堅固に固定できる。 気泡生成部材 4 6 aは一般に粉末成形され るが、 金型の関係で、 気泡生成部材 4 6 aの両端部の内径を他の部位の内径に比 ベて大にすると、 一方にバリができる。 従って、 何れか一方の端部の内径を他の 部位の内径に比べて大に設定するのが望ま しい。

洗浄水吐出装置 Cにおいては、 気泡生成部材 4 6 aは、 ノズルへッ ド 3 9 a内 に且つ吐出口 4 4の直下に且つ内面が形成する洗浄水流路の下流側端を上方へ差 し向けて配設されているので、 気泡生成部材 4 6 aより下流の洗浄水流路 4 7を 略直線状に延在させることができ、 気泡の合体を防止することができる。

本実施例に係る人体局部洗浄装置においては、 水流路切替弁 3 7、 空気流路切 替弁 4 1 はそれぞれモーターにより同期して駆動される。 水流路切替弁 3 7、 空 気流路切替弁 4 1 を 1つのモーターで駆動しても良い。 空気ポンプ 4 0 はローリ ングポンプであるが、 ベ一ンポンプ、 口一タ リ一ポンプ、 リニアポンプ等であつ ても良い。 熱交換器 3 1 は温度変化や温度むらの少ない貯湯式であるが、 小型で 連続出湯が可能な瞬間式や、 貯湯式と瞬間式の長所を兼ね備えるセ ミ貯湯式と し ても良い。 セ ミ貯湯式は貯湯部分は従来の貯湯式熱交換器に比べて小さ く、 ヒー ター容量は大きいので、 瞬間式同様に温度上昇能力が高く且つ温度むらは少ない セミ貯湯式では、 熱交換器の下流側に設置された小型の貯湯部分が、 温度むらを 少なくするために一定時間洗浄水を滞留させる温度緩衝体と して機能する。 セ ミ 貯湯式熱交換器は、 省エネ効果に優れると共に人体局部洗浄装置の使用性の向上 にも寄与する。 空気混入率を制御して使用感を使用者が任意に制御できるように 構成しても良い。 この場合には、 水勢制御とは独立して空気混入率を制御できる ようにするのが望ま しい。 空気ポンプ 4 0内にヒータ一を配設し、 加熱した空気 を気泡混入装置 4 6へ供給しても良い。 この場合は、 熱交換器 3 1で生成する温 水を例えば 2 5で乃至 3 0 °C程度のぬるま湯と し、 ぬるま湯に加熱空気を混入し て、 吐出する気泡流の温度を体温程度にしても良い。 熱交換器 3 1で生成する温 水を例えば 2 5 °C乃至 3 0で程度のぬるま湯とすることにより、 熱交換器 3 1 に 設ける防熱材を薄肉にすることができ、 人体局部洗浄装置を小型化できる。 熱交 換器 3 1 を除去し、 冷水と加熱空気とを気泡混入装置 4 6へ供給して、 温水の気 泡流を生成しても良い。

第 1 4図に、 洗浄水吐出装置じでの、 洗浄水流速と気泡生成直後の気泡径との 関係の一例を示す。 第 1 4図から、 洗浄水流速を制御して生成気泡径を制御でき ることが分かる。 洗浄水流速が大きいと生成中の気泡に加わる洗浄水からの剪断 力が大きいので、 気泡は成長の初期段階で洗浄水に連行されて洗浄水中に分散混 入する。 従って洗浄水流速が大きいと気泡径は小さい。 洗浄水流速が一定の場合 には、 生成気泡径は気泡生成部材の洗浄水に接する面に形成する独立開孔の開孔 面積に略比例して増減する。 従って、 洗浄水流速が一定の場合には、 前記独立開 孔の開孔径を制御して、 生成気泡径を制御できる。

第 1 5図に、 洗浄水吐出装置じでの、 気泡の洗浄水流路内滞留時間と気泡成長 度との関係の一例を示す。 図中 D bは生成直後の気泡径を示し、 Dは滞留後の気 泡径を示す。 第 1 5図から、 滞留時間が増加すると共に、 気泡同志が合体して気 泡が成長し、 気泡径が増加することが分かる。 滞留時間を制御して気泡径を制御 することかできる。 洗浄水流量を制御することにより滞留時間を制御し、 気泡径 を制御することができる。 洗浄水流量が小さい時は、 洗浄水流速が小さ く 、 滞留 時間が長いので、 大きな気泡径が得られ、 ソフ トな感触を与える気泡流が得られ る。 洗浄水流量が大きい時は、 洗净水流速が大き く、 滞留時間が短いので、 小さ な気泡径が得られ、 ドな感触を与える気泡流が得られる。

E . 第 4実施例

本発明の第 4実施例に係る洗浄水吐出装置を説明する。

第 1 6図、 第 1 7図に示すように、 本実施例に係る洗浄水吐出装置 Dは、 洗浄 水吐出ノズル 6 0を備えている。 洗浄水吐出ノズル 6 0の先端部は、 着脱可能な ノズルへッ ド 6 0 aを構成している。 ノズルへッ ド 6 0 aには、 第 1吐出口 6 1 と第 2吐出口 6 2 とが形成されている。 洗浄水吐出ノズル 6 0、 ノズルへッ ド 6 0 aには、 第 1吐出口 6 1 に接続する洗浄水流路 6 3 と、 第 2吐出口 6 2 に接 続する洗浄水流路 6 4 とが形成されている。 洗浄水流路 6 4の断面積は、 洗浄水 流路 6 3の断面積より大きな値に設定されている。 浄水吐出ノズル 6 0の基部に、 可動の気泡混入装置 6 5が配設されている。 気泡混入装置 6 5 は、 洗浄水流路を 形成する多孔質材料から成る筒状の気泡生成部材 6 5 aを有している。 気泡生成 部材 6 5 aの内周面には多数の独立開孔が形成されている。 気泡生成部材 6 5 a 内の洗浄水流路の断面積は、 上流端から下流端へ向けて漸次拡大している。 気泡 生成部材 6 5 aの周囲に圧力室 6 5 bが形成されている。 気泡混入装置 6 5 は、 気泡生成部材 6 5 a内の洗浄水流路の上流端に接続するニップル 6 6 と、 圧力室 6 5 bに連通する逆 L型のニップル 6 7 とを有している。 ニップル 6 6 は図示し ないフ レキシブルチューブを介して、 洗浄水の供給源に接続し、 ニップル 6 7 は 図示しないフ レキシブルチューブを介して加圧空気供給源に接続している。 気泡 混入装置 6 5 は洗浄水吐出ノズル 6 0 の基部に固定された案内部材 6 8内に摺動 可動に収容されている。 案内部材 6 8に形成された開孔 6 9が洗浄水流路 6 3 に 連通し、 開孔 7 0が洗浄水流路 6 4 に連通している。 案内部材 6 8に、 図示しな い駆動ベルトとの係合部 7 1が形成されている。 案内部材 6 8内に、 気泡混入装 置 6 5を付勢するパネ 7 2が配設されている。 洗浄水吐出装置 Dは、 図示しない 便器に取り付けられる人体局部洗浄装置に組み込まれている。

洗浄水吐出装置 Dにおいては、 図示しない洗浄水供給源から気泡混入装置 6 5 へ洗浄水が供給され、 図示しない加圧空気供給源から気泡混入装置 6 5へ加圧空 気が供給される。 気泡生成部材 6 5 aの内周面が形成する洗浄水流路を流れる洗 浄水中に、 気泡生成部材 6 5 aの内周面に形成された多数の独立開孔を介して、 多量の微細気泡が略均一に分散して混入され、 気泡流が形成される。 生成された 気泡流は、 第 1 6図から分かるように、 案内部材 6 8の開孔 6 9、 洗浄水流路 6 3を通り、 第 1吐出口 6 1から吐出する。

図示しない駆動ベル トを作動させ、 案内部材 6 8 の係合部 7 1 を押すと、 洗浄 水吐出ノズル 6 0力 <、 第 1 7図で矢印で示す方向、 即ちノズルへッ ド 6 0 aの方 向へ移動する。 洗浄水吐出ノズル 6 0がノズルへッ ド 6 0 aの方向へ移動すると、 二ップル 6 7が、 固定の突起部材 7 3 と係合し、 気泡混入装置 6 5は、 パネ 7 2 の付勢力に逆らって移動する。 この結果、 第 1 7図から分かるように、 気泡生成 部材 6 5 aの内周面が形成する洗浄水流路が、 案内部材 6 8の開孔 7 0に連通す る。 気泡混入装置 6 5で生成された気泡流は、 第 1 7図から分かるように、 案内 部材 6 8の開孔 7 0、 洗浄水流路 6 4を通り、 第 2吐出口 6 2から吐出する。 洗浄水流路 6 4の断面積は洗浄水流路 6 3の断面積より大きいので、 両者を流 れる洗浄水の流量を略同一と した場合、 洗浄水流路 6 4を流れる洗浄水の流速は 洗浄水流路 6 3を流れる洗浄水の流速より も小さい。 洗浄水流路 6 3 と洗浄水流 路 6 4 とは略同一長さなので、 気泡流が洗浄水流路 6 4内に滞留する時間は、 気 泡流が洗浄水流路 6 3内に滞留する時間より も長い。 この結果、 吐出口 6 2から 吐出する気泡流に含まれる気泡の径は、 吐出口 6 1 から吐出する気泡流に含まれ る気泡の径ょり も大となり、 吐出口 6 2から吐出する気泡流は吐出口 6 1 から吐 出する気泡流に比べてソフ トな洗浄感を生む。 吐出口 6 1 をお尻洗浄用と し、 吐 出口 6 2をビデ用と し、 上述のように、 流路切換手段を介して、 選択的に何れか の吐出口へ気泡流を供給すれば、 人体局部洗浄装置の使用性が向上する。

洗浄水吐出装置 Dの作動中に空気の供給が停止すると、 水の浸透圧ゃ管路抵抗 等による圧力により洗浄水の一部が気泡生成部材 6 5 aの細孔を通って圧力室 6 5 b . 空気流路等へ進入する可能性があるので、 気泡を含まない洗浄水を吐出 する場合でも、 圧力室に少量の加圧空気を供給し、 気泡生成部材 6 5 aを通して 微量の空気が洗浄水中に混入するように構成するのが望ま しい。 洗浄水の吐出停 止後に、 洗浄水吐出ノズル 6 0内の残水を除去するために一定時間空気のみを吐 出させると、 吐出口 6 1、 6 2の周辺に付着した水滴ゃゴミなども除去すること ができる。

第 1 8図に、 洗浄水吐出装置 Dで得られる、 気泡ポンプ効果の一例を示す。 図中、 E t/Ewはエネルギー増幅効果を示している。 E tは気泡流の気泡混入装置 6 5の直近下流域における出力エネルギーをあらわし、 Ewは気泡混入装置 6 5の 直近上流域の洗浄水のエネルギーである。 効率は E tパ Ew+Ea)であらわされ、 出力 エネルギー E tをすベての入力エネルギーで除したポンプと しての総合効率である, Eaは、 混入された空気のエネルギーである。 E t、 Ew、 Eaは下式で表される。

E _t = P _t Q t + ( p , / 2 ) Q , V _t ²

E , = P , Q , 上式において、 Pは圧力、 Qは体積流量、 pは密度、 Vは速度をあらわし、 添 え字 wは気泡混入装置 6 5直近上流域における気体未混入時の洗浄水をあらわし、 添え字 tは気泡混入装置 6 5直近下流域における気体混入後の二相流となつた洗 浄水をあらわし、 添え字 aは空気をあらわす、 Paは気泡混入装置 6 5の通過圧力 損失を除外した空気混入圧力である。 多量の微細気泡の生成、 洗浄水の流水への 略均一に分散した混入を同時に行うと、 混入した気泡は気泡ポンプと して機能し、 直ちに洗浄水を增速させ、 洗浄水のエネルギーを增加させる。 混入気泡の気泡径 が小さいと、 気泡の剛性が高く、 洗浄水中で不要な変形や振動を起こさないので、 気泡が洗浄水中に在ることによるエネルギー損失も少ない。

気泡ポンプと して機能する気泡混入装置 6 5を用いれば、 高層マンシ ョ ンの最 上階や一般家庭の二階等水圧の低い場所に、 エネルギー消費量の少ない人体局部 洗浄装置を設置することが可能となる。 水圧の低い場所に人体局部洗浄装置を設 置すべく水ポンプ等を配設する場合においても、 気泡混入装置 6 5を用いれば、 ポンプの小型化が図れる。 ポンプアツプのため水道配管に水ポンプを接続する際 には、 水ポンプの作動が水道圧力に影響を与えることによる汚水の逆流を防ぐた めに水道配管と水ポンプの間に大気開放された貯水槽を設ける必要がある。 気泡 混入装置 6 5により構成される気泡ポンプは、 従来の水ポンプとは全く作動原理 が異なり、 気泡ポンプを作動させても水道圧力に影響を与えないので、 水道配管 と直接接続することが可能であり、 水圧の低い場所に人体局部洗浄装置を設置す る際に、 人体局部洗浄装置の大幅な簡略化を図れる。

気泡ポンプ機能を有する気泡混入装置 6 5を用いれば、 水道水の水圧を低く で きるので、 空気混入に必要な圧力も低く できる。

気泡混入装置 6 5を、 水の硬度が高い地域で使用する場合には、 気泡生成部材 6 5 aの内周面に形成した独立開孔が、 炭酸カルシウム等の硬度成分の化合物に より閉塞する可能性がある。 独立開孔が閉塞すると混入空気流量が減少する。 気 泡混入装置 6 5を、 水の硬度が高い地域で使用する場合には、 気泡混入装置 6 5 より も上流側の洗浄水流路に、 酸性水溶液を流すための、 通常は封鎖された開孔 を設けておく ことが望ま しい。 酸性水溶液を流すことにより気泡生成部材 6 5 a の内周面に付着した硬度成分の化合物を容易に溶解して除去することができる。 必要時に酸性水溶液を生成できるように酸性水溶液生成装置を設けてもよい。 酸 性水溶液生成装置は、 洗浄水を電気分解して酸性水を生成する装置であつても良 く 、 洗浄水中に溶解すると酸性を示す物質を投入する装置であっても良い。 酸性 水溶液生成装置を、 所定の時間間隔で作動させて気泡生成部材 6 5 aの内周面を 洗浄するように構成しても良く、 使用者が必要に応じて作動させるように構成し ても良い。

第 1 9図にナイ ロンメ ッシュにより独立開孔を形成した気泡生成部材 6 5 a ' を示す。 気泡生成部材 6 5 a ' においては、 網目伏の独立開孔を有するナイ口ン 製のメ ッ シュ 7 4が筒状且つ格子状の支持体 7 5に加熱溶着されている。 気泡生 成部材 6 5 a ' は、 十分な強度を有している。 メ ッ シュ 7 4の開孔形状は使用す る繊維の太さや間隔や配向を変えることにより任意に調整可能である。

F . 気泡発生部材の機能低下防止策

洗浄水吐出装置 A、 B、 C、 Dにおける気泡発生部材 3 a、 1 3 a 4 6 a , 6 5 aの内周面への炭酸カルシウムの析出を抑制し、 気泡発生部材 3 a、 1 3 a . 4 6 a , 6 5 aの経時的な機能低下を抑制する方策を試験に基づいて検討した。

( 1 ) スケールの主成分の同定

円筒状の多孔質体に水道水を通水し、 多孔質体の周囲に加圧空気を供給して、 多孔質体内を流れる水道水に気泡を混入させ、 気泡が混入した水道水を多孔体か ら吐出させた。 通水を継続した結果、 多孔質体の流路表面にスケールが付着し、 水道水への気泡の混入が妨げられた。 X線回折により、 スケールの主成分が炭酸 カルシウムであると同定した。

( 2 ) 気泡を混入させない通水試験

ァク リル多孔質体の細管の長さの半分を以下の 3種類のコーティ ング剤中に浸 潰し、 引き上げた後乾燥させた。

ポリェチレン多孔質体の細管の長さの半分を以下の 3種類のコ一ティ ング剤中 に浸漬し、 引き上げた後乾燥させた。

①ァク リルとシリ コーンとを混合したコ一ティ ング剤 （三井東圧化学 （株） 製ァ ク リル主剤 Q 1 6 6、 日本油脂 （株） 製シリ コーン F S 7 1 0、 三井東圧化学 (株） 製硬化剤 P 5 3 - 7 0 S、 トルェン溶剤を混合した。 配合は主剤 5重量部 に対して硬化剤 1重量部と した。 シリ コーンと溶剤とは適量加えた。 ）

②アルキルポリ シロキサンが主成分のコーティ ング剤 （日本合成ゴム （株） 製グ ラス力 （A剤、 B剤） 、 イ ソプロピルアルコール溶剤を混合した。 配合は A剤 3 重量部に対して B剤 1重量部と した。 イソプロピルアルコール溶剤は、 適量加え た。 ）

③常温で硬化しガラスとなるコ一ティ ング剤 （ （株） 日興製 G O— 1 0 0 - S X (主剤、 硬化剤） を使用した。 配合は主剤 1 0重量部に対して硬化剤 1重量部と した。 ）

ァク リル多孔質体の細管、 ポリェチレン多孔質体の細管に、 気泡を混入させる ことなく、 硬度を 3 0 0 に調整した水道水を 0 . 5 d m ³ /分の流量で循環して 通水した。

所定時間通水を継続した後、 アク リル多孔質体の細管、 ポ リ エチレン多孔質体 の細管の流路表面を目視観察した。 試験結果を第 2 0図に示す。

第 2 0図から以下が分かる。

①アク リル多孔質体の細管に対しては、 アク リルとシリ コーンとを混合したコ一 ティ ング剤、 常温で硬化してガラスとなるコ一ティ ング剤が、 炭酸カルシウムの 析出抑制に効果的である。

②ポリェチレン多孔質体の細管に対しては、 アク リルとシリ コーンとを混合した コーティ ング剤、 アルキルポリ シロキサンが主成分のコーティ ング剤が、 炭酸力 ルシゥムの析出抑制に効果的である。

③アク リルとシリ コーンとを混合したコ一ティ ング剤、 アルキルポリ シロキサン が主成分のコ一ティ ング剤、 常温で硬化してガラスとなるコ一ティ ング剤は、 何 れもシロキサン結合 （ S i 一 0結合） を有する成分を含有する。 従って、 シロキ サン結合を有する成分を含有するコ一ティ ング剤は、 炭酸カルシウムの析出抑制 に効果的である。

( 3 ) 気泡を混入させた通水試験

①炭酸カルシゥムの析出に対する通水態様の影響の確認試験

表面処理を施していないポリエチレン多孔質体の細管 （外径 X内径 X長さ = 8 m m X 2 m m X 1 0 m m、 平均細孔径= 2 6 / m ) を圧力室内に収納し、 エア ポンプを介して圧力室に空気を 1 d m ³ ノ分の流量で供給しつつ、 ポリエチレン 多孔質体の細管に硬度を 3 0 0に調整した水道水を 0 . 5 d m ³ ノ分の流量で通 水し、 ポ リ エチレン多孔質体の細管から気泡流を吐出させた。 試験装置を第 2 1 図に示す。

連続通水した場合と、 1分間通水後 5秒間通水停止 （空気の供給は継続） を繰 り返した場合と、 1分間通水後 3 0秒間通水停止 （空気の供袷は継続） を繰り返 した場合とにっき、 圧力室へ流入する空気の経時的な圧力上昇を測定した。 試験 結果を第 2 2図に示す。

第 2 2図から、 ポリエチレン多孔質体の細管への通水を断続的に停止した場合、 連続通水する場合に比べて、 圧力室へ流入する空気の圧力上昇速度が低下するこ とが分かり、 ひいてはポリェチレン多孔質体の細管の流路表面への炭酸カルシゥ ムの析出が抑制されることが分かる。 通水停止時に流路表面の細孔から噴出する 空気によつて流路表面に付着したスケールが引き剥がされるものと考えられる。 また、 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返した場合と、 1分間通水後 3 0秒間 通水停止を繰り返した場合とでは、 炭酸カルシウムの析出抑制効果に大差無いこ とが分かる。

第 2 1図の試験装置を用い、 エアポンプを介して圧力室に空気を l d m ³ ノ分 の流量で供給しつつ、 ポ リ エチレン多孔質体の細管に硬度を 1 5 0 に調整した水 道水を 0 . 5 d m ³ Z分の流量で通水し、 ポ リ エチレン多孔質体の細管から気泡 流を吐出させた。

連続通水した場合と、 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返した場合とにっき、 圧力室へ流入する空気の経時的な圧力上昇を測定した。 試験結果を第 2 3図に示 す。

第 2 3図から、 通水する水道水の硬度が変わっても、 ポリエチレン多孔質体の 細管への通水を断続的に停止することにより、 ポリエチレン多孔質体の細管の流 路表面への炭酸カルシウムの析出が抑制されることが分かる。

②コーティ ング剤の炭酸カルシウム析出抑制効果確認試験

第 2 1図と同様の試験装置を用い、 ァク リル、 シ リ コーン、 フ ッ素樹脂の混合 体 （三井東圧化学 （株） 製ァク リル主剤 Q 1 6 6、 日本油脂 （株） 製シ リ コーン F S 7 1 0、 日本油脂 （株） 製フッ素 F 2 0 0、 三井東圧化学 （株） 製硬化剤 P 5 3 — 7 0 S、 トルェン溶剤を混合した。 配合は主剤 5重量部に対して硬化剤 1重量部と した。 シリ コーンとフッ素と溶剤とは適量加えた。 ） を内面に塗布し たァク リル多孔質体の細管 （外径 X内径 X長さ = 8 mm x 2 mmx l 0 mm、 平 均細孔径 = 4 0 β χ ) を圧力室内に収納し、 エアポンプを介して圧力室に空気を 1 d m³ /分の流量で供給しつつ、 ァク リル多孔質体の細管に硬度を 3 0 0 に調 整した水道水を 0. 5 d m³ ノ分の流量で通水し、 アク リル多孔質体の細管から 気泡流を吐出させた。 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返しながら、 圧力室へ 流入する空気の経時的な圧力上昇を測定した。 試験結果を第 2 4図に示す。

第 2 4図に、 表面処理を施していない同一寸法のァク リル多孔質体の細管を用い て同様の試験を行った結果を併記する。

第 2 4図から、 アク リル、 シリ コーン、 フ ッ素樹脂の混合体を用いて表面処理 を施すことにより、 圧力室へ流入する空気の圧力上昇速度が低下すること、 ひい てはァク リル多孔質体の細管の内面への炭酸カルシウムの析出が抑制されること が分かる。

第 2 1 図と同様の試験装置を用い、 アク リル、 シリ コーンの混合体 （三井東圧 化学 （株） 製ァク リル主剤 Q 1 6 6、 日本油脂 （株） 製シ リ コーン F S 7 1 0、 三井東圧化学 （株） 製硬化剤 P 5 3 - 7 0 S、 トルェン溶剤を混合した。 配合は 主剤 5重量部に対して硬化剤 1重量部と した。 シリ コーンの配合は、 0重量％、 0. 3重量％、 3重量％の 3種類と した。 溶剤は適量加えた。 ） を内面に塗布し たァク リル多孔質体の細管 （外径 X内径 X長さ = 8 mm x 2 mmx 1 0 mm、 平 均細孔径 = 3 6 m) を圧力室内に収納し、 エアポンプを介して圧力室に空気を l d m³ ノ分の流量で供給しつつ、 了ク リ ル多孔質体の細管に硬度を 3 0 0 に調 整した水道水を 0. 5 d m³ /分の流量で通水し、 アク リル多孔質体の細管から 気泡流を吐出させた。 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返しながら、 圧力室へ 流入する空気の経時的な圧力上昇を測定した。 試験結果を第 2 5図に示す。 第 2 5図から、 フッ素樹脂を含まないアク リル、 シ リ コーンの混合体を用いて 表面処理を施した場合でも、 ァク リル多孔質体の細管の内面への炭酸カルシゥム の析出が抑制されることが分かる。 また、 フッ素樹脂を含まないアク リル、 シリ コーンの混合体を用いる場合、 シリコーンの配分を 0. 3重量％とするのが効果 的であることが分かる。

第 2 1図と同様の試験装置を用い、 常温で硬化してガラスとなるコ一ティ ング 剤 （ （株） 日興製 G O— 1 0 0 — S X (主剤、 硬化剤） を使用した。 配合は主剤 1 0重量部に対して硬化剤 1重量部とした。 ） を内面に塗布したァクリル多孔質 体の細管 （外径 X内径 X長さ = 8 mm X 2 mm x 1 O mm、 平均細孔径= 3 0 m) を圧力室内に収納し、 エアポンプを介して圧力室に空気を 1 d m³ 分の流 量で供給しつつ、 アクリル多孔質体の細管に硬度を 1 5 0に調整した水道水を 0. 5 d m³ /分の流量で通水し、 アク リル多孔質体の細管から気泡流を吐出さ せた。 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返しながら、 圧力室へ流入する空気の 経時的な圧力上昇を測定した。 試験結果を第 2 6図に示す。 第 2 6図に、 表面処 理を施していない同一寸法のァク リル多孔質体の細管を用いて同様の試験を行つ た結果を併記する。

第 2 6図から、 常温で硬化してガラスとなるコ一ティ ング剤を用いて表面処理 を施すことにより、 アク リル多孔質体の細管の内面への炭酸カルシウムの析出が 抑制されることが分かる。

第 2 1図と同様の試験装置を用い、 ァク リル、 シリ コーンの混合体 （三井東圧 化学 （株） 製ァク リル主剤 Q 1 6 6、 日本油脂 （株） 製シリコーン F S 7 1 0、 三井東圧化学 （株） 製硬化剤 P 5 3 — 7 0 S、 トルエン溶剤を混合した。 配合は 主剤 5重量部に対して硬化剤 1重量部とした。 シリコーンの配合は 0. 3重量％ とした。 溶剤は適量加えた。 ） を内面に塗布したポリエチレン多孔質体の細管 (外径 X内径 X長さ = 8 mm x 2 mm x 1 0 mm、 平均細孔径= 2 5 z m) を圧 力室内に収納し、 エアポンプを介して圧力室に空気を 1 d m³ Z分の流量で供給 しつつ、 ポリエチレン多孔質体の細管に硬度を 1 5 0に調整した水道水を 0. 5 d m³ 分の流量で通水し、 ポリエチレン多孔質体の細管から気泡流を吐出させ た。 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返しながら、 圧力室へ流入する空気の経 時的な圧力上昇を測定した。 試験結果を第 2 7図に示す。

第 2 7図から、 ァク リル、 シリコーンの混合体を用いて表面処理を施すことに より、 ポリエチレン多孔質体の細管の内面への炭酸カルシゥムの析出が抑制され ることが分かる。

第 2 1 図と同様の試験装置を用い、 アルキルポリ シロキサンが主成分のコ一テ イ ング剤 （日本合成ゴム （株） 製グラス力 （A剤、 B剤） 、 イソプロピルアルコ —ル溶剤を混合した。 配合は A剤 3重量部に対して B剤 1重量部と した。 イソプ 口ピルアルコール溶剤は適量加えた。 ） を内面に塗布したポ リエチレン多孔質体 の細管 （外径 X内径 X長さ = 8 m m x 2 m m x 1 O m m、 平均細孔径= 2 5 - 3 0 u rn ) を圧力室内に収納し、 エアポンプを介して圧力室に空気を l d m ³ / 分の流量で供給しつつ、 ポリェチレン多孔質体の細管に硬度を 1 5 0、 3 0 0 に 調整した水道水を 0 . 5 d m ³ /分の流量で通水し、 ポ リ エチレン多孔質体の細 管から気泡流を吐出させた。 1分間通水後 5秒間通水停止を繰り返しながら、 圧 力室へ流入する空気の経時的な圧力上昇を測定した。 硬度が 1 5 0の水道水に対 する試験結果を第 2 8図に、 硬度が 3 0 0 の水道水に対する試験結果を第 2 9図 に示す。

第 2 8図、 第 2 9図から、 アルキルポリ シロキサンが主成分のコ一ティ ング剤 を用いて表面処理を施すことにより、 ポ リエチレン多孔質体の細管の内面への炭 酸カルシウムの析出が抑制されることが分かる。

G . 洗浄水吐出装置の各種装置への適用

G - 1 人体局部洗浄装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを便器に取り付けられる人体局部洗浄装置に適 用しても良い。 洗浄水吐出装置 Aが組み込まれた人体局部洗浄装置においては、 定流量弁 5より も上流の配管 2の途上に開閉弁が配設され、 定流量弁 5 と気泡混 入装置 3の間の配管 2の途上に洗浄水を加熱する加熱装置が配設され、 洗浄水ノ ズル 1 を進退させる駆動装置が配設される。 係る人体局部洗浄装置においては、 気泡流が吐出されることにより、 高い洗浄力が得られ、 ソフ トな洗浄感が得られ, 高い節水効果が得られる。

洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 制御装置 4 eに空気ポ ンプ 4 cの印加電圧を可変制御させても良い。 空気ポンプ 4 cの印加電圧を可変 制御し、 洗浄水への空気混入量、 ひいては気泡混入量を周期的に、 或いは無作為 に可変制御することにより、 洗浄水の洗浄力、 洗浄感を可変制御することができ る。 この結果、 人体局部洗浄装置の使用性が向上する。

洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 空気ポンプ 4 cより下 流の配管 4 aに圧力センサーを設け、 圧力センサ一の出力に基づいて制御装置 4 eに空気ポンプ 4 cの印加電圧を可変制御させても良い。 或いは、 空気ポンプ 4 cの回転数を検知する回転数検知装置を設け、 回転数検知装置の出力に基づい て制御装置 4 eに空気ポンプ 4 cの印加電圧を可変制御させても良い。 或いは、 空気ポンプ 4 cより下流の配管 4 aに大気開放弁を設け、 制御装置 4 eに大気開 放弁の開閉制御を行わせても良い。 空気ポンプ 4 cより下流の配管 4 a内の圧力 に基づいて空気ポンプ 4 cの印加電圧を制御し、 或いは空気ポンプ 4 cの回転数 に基づいて空気ポンプ 4 cの印加電圧を制御し、 或いは空気ポンプ 4 cより下流 の配管 4 aに設けた大気開放弁を開閉制御することにより、 洗浄水への空気混入 量、 ひいては気泡混入量を制御し、 洗浄水の洗浄力、 洗浄感を可変制御すること ができる。 この結果、 人体局部洗浄装置の使用性が向上する。

洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 制御装置 4 eに定流量 弁 5より上流の配管 2の途上に配設される開閉弁を所定時間間隔で開放させて洗 浄水吐出装置 Aに洗浄水を流し、 或いは制御装置 4 eに所定時間間隔で空気ボン プ 4 cを駆動させるようにしても良い。 所定時間間隔で、 洗浄水吐出装置 Aに洗 浄水を流し、 空気ポンプ 4 cを駆動して気泡生成部材 3 aに加圧空気を供袷する ことにより、 気泡生成部材 3 aを自動的に保守し、 局部洗浄装置の機能を長期に 亘つて維持することができる。

洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 制御装置 4 eに空気ポ ンプ 4 cの作動中に定流量弁 5より上流の配管 2の途上に配設される開閉弁を断 铳的に閉鎖させ， 洗浄水流路への通水を断続的に停止させるようにしても良い。 空気ポンプ 4 cの作動中に洗浄水流路への通水を断続的に停止させ、 気泡生成部 材 3 aから空気を吐出させて内周面に付着したカルシウムを剝離させることによ り、 気泡発生部材 3 aの流路表面へのカルシウムの析出が効果的に抑制される。 洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 運転スィ ツチ投入後、 洗浄水吐出ノズル 1 を所定位置へ駆動する前に、 制御装置 4 eに定流量弁 5より 上流の配管 2の途上に配設される開閉弁を開放させて洗浄水吐出装置 Aに洗浄水 を流し、 或いは制御装置 4 eに空気ポンプ 4 cを駆動させるようにしても良い。 係る予備的作動をさせておく ことにより、 所定位置へ移動した洗浄水吐出ノズル 1 から確実に気泡流を吐出させることができる。

洗浄水吐出装置 Aを備える人体局部洗浄装置において、 空気ポンプ 4 cより下 流の配管 4 aの途上に、 揮発成分混入装置を接続しても良い。 消臭剤、 芳香剤等 の揮発成分を洗浄水に混入する気泡内の気体に混入させることにより、 人体局部 洗浄装置の使用性が向上する。

G一 2 給湯装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを給湯装置に適用しても良い。 第 3 0図に示す ように、 配管 2 に、 上流から下流へ向けて順次、 流量センサ一 8 0、 水温センサ 一 8 1 、 水加熱装置 8 2、 湯温センサー 8 3、 湯水混合装置 8 4、 混合水温セン サ一 8 5、 流量制御弁 8 6が配設されている。 流量制御弁の下流に、 洗浄水吐出 装置 Aが配設されている。 洗浄水吐出装置 Aの洗浄水吐出ノズル 1 は、 浴室に配 設されたシャ ワーノズル、 水栓器具、 洗面所に配設された水栓器具等を構成して いる。 洗浄水吐出装置 Aの制御装置 4 eは、 水加熱装置 8 2、 湯水混合装置 8 4、 流量制御弁 8 6等の作動をも制御するように構成されている。

上記構成を有する給湯装置においては、 流量センサ一 8 0が検知した給水流量 と水温センサ一 8 1が検知した水温と湯温センサ一 8 3が検知した湯温とに基づ いて、 制御装置 4 eが水加熱装置 8 2の作動を制御し、 所望温度の湯を生成する c 制御装置 4 e は、 湯温センサ一 8 3が検知した湯温と混合水温センサ一 8 5が検 知した混合水温とに基づき、 湯水混合装置 8 4 の作動を制御し、 湯と水とを適宜 混合して適正温度の混合水を生成する。 装置 4 eは、 流量制御弁 8 6の作動を制 御して、 適正温度且つ適正流量の混合水を配管 2 に流す。 制御装置 4 eは、 洗浄 水吐出装置 Aの空気ポンプ 4 cの作動を制御し、 配管 2を流れる適温の混合水に. 多量の微細気泡を分散混入させる。 水吐出装置 Aの洗浄水吐出ノズル 1が構成す る、 浴室に配設されたシャ ワーノズル、 水栓器具、 洗面所に配設された水栓器具 等から、 温水の気泡流が吐出する。 シャワーノズルの直近上流又は水栓器具の直 近上流に流量センサーを配設し、 水栓器具から温水を吐出する場合には空気ポン プ 4 cを停止させ、 気泡の混入しない温水を吐出するように構成しても良い。 洗浄水吐出装置 Aを備える給湯装置においては、 洗浄水吐出装置 Aの節水効果 により、 湯の使用量が減少する。 この結果、 水加熱装置 8 2の小型化が可能とな り、 ひいては給湯装置の小型化、 省エネルギー化が可能となる。

G - 3 シャ ワー装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aをシャ ワー装置に適用しても良い。 シャ ワー装 置に適用される洗浄水吐出装置 Aにおいては、 第 3 1 ( a ) 図、 第 3 1 ( b ) 図 に示すように、 洗浄水吐出ノズル 1 はシャ ワーノズルを構成しており、 気泡混入 装置 3 は洗浄水吐出ノズル 1 内に配設されている。 気泡生成部材 3 aは、 多孔質 材料から成る円柱体 3 a , と、 円柱体 3 a , の両端面をシールする端板 3 a ₂ と により構成されている。 円柱体 3 a ！ と端板 3 a ₂ とには、 多数の貫通孔 3 a ₃ が形成されている。 円柱体 3 a , に形成された貫通孔 3 a ₃ の周面には多数の微 細独立開口が形成されている。 気泡生成部材 3 aは洗浄水吐出ノズル 1 に圧入固 定されている。 洗浄水吐出ノズル 1 の先端部に、 分散板 1 aが着脱可能に取り付 けられている。 分散板 1 aには、 気泡生成部材 3 aの貫通孔 3 a ₃ に連通する多 数の吐出孔 1 a！ が形成されている。 気泡生成部材 3 aの周囲に圧力室 3 bが形 成されている。 洗浄水吐出ノズル 1 には、 気泡生成部材 3 aの貫通孔 3 a ₃ に連 通する洗浄水流路 1 bと圧力室 3 bに連通する空気流路 1 c とが形成されている。 洗浄水流路 1 bは配管 2 に接続し、 空気流路 1 cは配管 4 aに接続している。 洗 浄水吐出ノズル 1がシャ ワーノズルを構成していること、 気泡混入装置 3が洗浄 水吐出ノズル 1 内に配設されていることを除き、 本シャ ワー装置は第 3 0図の給 湯装置と同一の構成を有する。

本シャヮ一装置においては、 適温の湯と加圧空気とが洗浄水吐出ノズル 1へ供 給される。 湯は洗浄水流路 1 bを通り、 気泡生成部材 3 aの貫通孔 3 a ₃ へ流入 る。 加圧空気は空気流路 1 cを通り、 圧力室 3 bへ流入する。 加圧空気は気泡 生成部材 3 aを介して多量の微細気泡となり、 貫通孔 3 a ₃ を流れる湯に分散混 入する。 多量の微細気泡が湯に分散混入した気泡流が、 分散板 1 aを通り、 気泡 流のシャ ワーとなって吐出する。

洗浄水吐出装置 Aを備えるシャ ヮー装置においては、 強い洗浄力と高い節水効 果とが得られる。 G— 4 洗髮装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 洗髮装置に適用しても良い。 第 3 2図乃至 第 3 4図に示すように、 ボール 9 0の底壁に排水穴 9 0 aが形成され、 ボール 9 0の側壁に複数の側頭部及び後頭部用のシャ ワーノズル 9 1、 複数のシャ ンプ ーノズル 9 2、 前頭部用のシャヮ一ノズル 9 3が取り付けられている。 ボール 9 0 は図示しない台に取り付けられいてる。 シャ ワーノズル 9 1、 9 3を有する 洗浄水吐出装置は、 第 3 1 ( a ) 図、 第 3 1 ( b ) 図に示すシャ ワー装置に適用 された洗浄水吐出装置 Aによって構成されている。 但し、 本洗髪装置に適用され る洗浄水吐出装置 Aにおいては、 複数の洗浄水吐出ノズルに洗浄水と加圧空気と が供袷される。 図示しない供給装置からシャ ンプ一ノズル 9 2 にシャ ンプーが供 給される。

本洗髪装置の利用者は、 仰向けの状態で後頭部をボール 9 0 に載せる。 図示し ないカバーをボール 9 0 に載せて、 前頭部と頂頭部とを覆う。 図示しない制御ス イ ッチを押し、 シャ ンプーノズル 9 2からシャ ンプー液を吐出させて洗髮し、 次 いでシャ ワーノズル 9 1、 9 3から洗浄水の気泡流を吐出させて洗髮した髮を濯 ぐ。 廃水は排水穴 9 0 aから排出される。 図示しないカバ一によって洗髪中のシ ヤ ンブー液、 洗浄水の飛散が防止される。

洗浄水吐出装置 Aを備える洗髮装置においては、 強い洗浄力と高い節水効果と が得られる。 洗浄水吐出装置 Aを備える洗髪装置においては、 多量の微細気泡が 洗浄水中に分散混入しているので、 洗浄水と空気との接触面積が非常に大きい。 この結果、 洗浄水 （水道水） 中に含まれる塩素が迅速に脱気される。 洗浄水から 塩素が脱気されることにより、 反応性に富む塩素による頭髮の損傷が防止される 塩素の脱気を促進するために、 水への吸収速度の速い炭酸ガス等の気体を洗浄水 に混入させても良い。 塩素の脱気は洗浄水の吐出の直前に行われるので、 塩素の 脱気によって洗浄水中に雑菌が繁殖するおそれは無い。 洗浄水吐出装置 Aを人体 の皮膚を洗浄する洗浄装置に適用する場合にも、 同様に塩素の脱気による皮膚の 損傷防止効果が得られる。

G - 5 水栓器具への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを水栓器具に適用しても良い。 水栓器具に適用 される洗浄水吐出装置 Aにおいては、 第 3 5図乃至第 3 7図に示すように、 洗浄 水吐出ノズル 1 は水栓器具の吐水へッ ドを構成しており、 気泡混入装置 3 は洗浄 水吐出ノズル 1 内に配設されている。 洗浄水吐出ノズル 1 には、 気泡生成部材 3 a に連通する洗浄水流路 1 dと、 圧力室 3 bに連通する空気流路 1 e とが形成 されている。 洗浄水吐出ノズル 1 は、 水栓器具本体 1 0 0の回転自在の吐水管 1 0 1 に螺子固定されている。 洗浄水吐出ノズル 1 の洗浄水流路 1 dは、 吐水管 1 0 1 に形成された図示しない配管を介して配管 2に接続し、 洗浄水吐出ノズル 1 の空気流路 1 e は吐水管 1 0 1 に形成された図示しない配管を介して配管 4 a に接続している。 第 3 5図乃至第 3 7図に示すように、 洗浄水吐出ノズル 1が吐 水へッ ドを構成していること、 気泡混入装置 3が洗浄水吐出ノズル 1 内に配設さ れていること、 水栓器具本体 1 0 0、 吐水管 1 0 1 を有することを除き、 本水栓 器具は第 3 0図の給湯装置と同一の構成を有する。

本水栓器具においては、 水栓器具本体 1 0 0の操作部 1 0 0 aにより、 水流量 と空気流量とを調整する。

洗浄水吐出装置 Aを備える水栓器具においては、 強い洗浄力と高い節水効果と が得られる。

G— 6 洗顔装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 洗顔装置に適用しても良い。 洗顔装置の具 体的構成は第 3 2図乃至第 3 4図の洗髪装置と同様で良い。

洗浄水吐出装置 Aを備える洗顔装置においては、 強い洗浄力と高い節水効果と が得られる。

G - 7 洗眼装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 洗眼装置に適用しても良い。 洗顔装置の具 体的構成は、 第 5図の洗浄水吐出装置 Aの空気混入装置 3 より下流の配管 2をフ レキシブル配管と し、 洗浄水吐出ノズル 1 をハンディサイズにして、 洗眼作業を 容易にするようにしたもので良い。

洗浄水吐出装置 Aを備える洗眼装置においては、 気液比を較的低く設定するこ とにより、 ソフ 卜な洗浄感と十分な洗浄力とを得ることができる。

G - 8 口蓋洗浄装置への適用 第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 口蓋洗浄装置に適用しても良い。 口蓋洗浄 の具体的構成は、 第 5図の洗浄水吐出装置 Aの空気混入装置 3より下流の配管 2 をフ レキシブル配管と し、 洗浄水吐出ノズル 1 を細身且つハンディ サイズにして、 口蓋洗浄を容易にするようにしたもので良い。

洗浄水吐出装置 Aを備える口蓋洗浄装置においては、 強い洗浄力と高い節水効 果とが得られる。

G一 9 手洗浄装置への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 手洗浄装置に適用しても良い。 手洗浄装置 の具体的構成は第 3 5図乃至第 3 7図の水栓器具と同一でも良く、 第 3 5図乃至 第 3 7図の水栓器具の近傍に温風吐出装置を設けて洗浄後の乾燥を行えるように したものでも良い。

洗浄水吐出装置 Aを備える手洗浄装置においては、 強い洗浄力と高い節水効果 とが得られる。

G - 1 0 浴槽への適用

第 5図に示す洗浄水吐出装置 Aを、 浴槽に適用しても良い。 浴槽の具体的構成 は、 第 5図の洗浄水吐出装置 Aの洗浄水吐出ノズル 1 を浴槽の側壁に取付けたも ので良い。

洗浄水吐出装置 Aを備える浴槽においては、 気泡流を体に当てることにより、 マッサージ効果が得られる。

G— 1 1 超音波洗浄装置への適用

洗浄水吐出装置 Aを、 超音波洗浄装置に適用しても良い。

気泡流の噴流が被洗浄面に衝突すると、 密度が小さ く運動エネルギーの小さな 気泡と、 密度が大き く運動エネルギーの大きな気泡間の水とが、 短周期で交互に 被洗浄面に衝突する。 この結果、 被洗浄面に圧力変動、 すなわち振動が発生する _c 振動の周波数は単位時間当たりに衝突する気泡数を変えることにより制御できる ので、 特に洗浄力の高い超音波振動を発生することも可能である。 超音波振動は 波長が短いので、 例えば人体表面のしわや凹凸の中に入り込んだ汚れにまで到達 し洗浄することが可能であり、 洗浄力は格段に高い。

高周波振動は波長が短く、 細かい凹凸の中まで洗浄できるが、 振動の減衰が速 く洗浄面積は小さい。 低周波振動は波長が長く、 局所的な洗浄力は低いが、 振動 の減衰が遅く洗浄面積は広い。 同一空気量のもとで気泡径を制御し、 単位時間当 たりに被洗浄面に衝突する気泡数を制御し、 被洗浄面に発生する振動の周波数を 制御するとができる。 すなわち気泡径を制御することで洗浄力の及ぶ範囲や強さ を制御することが可能である。 気泡径が大きいときには振動周波数が低いので、 広い範囲をまんべんなく洗浄することができ、 気泡径が小さいときには振動周波 数が高いので、 局所的な強い汚れを落とすことが可能である。 また振動周波数が 高いと減衰が速いので、 人体表面で振動が減衰し、 皮虜の表面での刺激を強く感 じ、 振動周波数が低いと皮膚表面での刺激を弱めることができる。 5ヘルツから 3 0ヘルツ程度の周波数領域は、 人体の皮膚表面近傍部の自由振動の周波数と概 略一致するためにマッサージ効果が高く、 少ない洗浄水量で高い水量感を与える ので非常に好適である。

H . 気泡破砕装置を備える洗浄水吐出装置。

上記実施例に係る洗浄水吐出装置は、 いずれも多孔質材料からなる気泡生成部 材を用いて、 微細気泡を生成し洗浄水中に分散混入させるものであつたが、 単に 気泡を洗浄水中に混入させた後、 混入気泡を破砕して微細化しても良い。

第 3 8図に示すように、 洗浄水吐出装置 Eにおいては、 洗浄水流路を形成する 配管 1 1 0の途上に、 上流から順に、 定流量弁 1 1 1 、 気泡混入装置 1 1 2、 気 泡破碎装置 1 1 3が取り付けられ、 配管 1 1 0の下流端に、 洗浄水吐出ノズル 1 1 が取り付けられている。

気泡混入装置 1 1 2 は、 洗浄水流路を形成する配管 1 1 2 aと、 配管 1 1 2 a に略直交し配管 1 1 2 aの側壁内面に開口する細管 1 1 2 b とにより構成されて いる。

気泡破砕装置 1 1 3 は、 第 3 9 ( a ) 図示すように、 洗浄水流路を形成する配 管 1 1 3 a と、 配管 1 1 3 a内に取り付けられた単一の開口 1 1 3 b！ を有する 邪魔板 1 1 3 bとにより構成され、 或いは第 3 9 ( b ) 図示すように、 洗浄水流 路を形成する配管 1 1 3 aと、 配管 1 1 3 a内に取り付けられた複数の開口 1 1 3 c , を有する邪魔板 1 1 3 c とにより構成され、 或いは第 3 9 ( c ) 図示 すように、 洗浄水流路を形成する配管 1 1 3 a と、 配管 1 1 3 a内に取り付けら れたメ ッ シュ 1 1 3 dとにより構成されている。 メ ッ シュ 1 1 3 dは、 合成樹脂 繊維や金属繊維の織布、 不織布を複数枚重ねたものにより構成されている。

空気ポンプ 1 1 5 aを有する強制給気装置 1 1 5が気泡混入装置 1 1 2の細管 1 1 2 bに接続されている。

洗浄水吐出装置 Eにおいては、 強制給気装置 1 1 5から供給された加圧空気が 細管 1 1 2 bを介して、 配管 1 1 2 a内を流れる洗浄水中に混入する。 細管 1 1 2 bは配管 1 1 2 aの側壁内面に開口しているので、 細管 1 1 2 bの端部で 生成する気泡は、 洗浄水流と略直交する方向へ成長する。 この結果、 気泡は配管 1 1 2 aを流れる洗浄水から剪断力を受け、 成長の初期段階で細管 1 1 2 bの端 部を離れ洗浄水中へ連行される。 従って、 比較的小径の気泡が洗浄水中に混入す る。 小径の気泡が混入した洗浄水が気泡破砕装置 1 1 3の邪魔板 1 1 3 bの開口 1 1 3 b , を通過する際に、 或いは小径の気泡が混入した洗浄水が気泡破砕装置 1 1 3の邪魔板 1 1 3 cの開口 1 1 3 c , を通過する際に、 流路断面積が減少し、 洗浄水流の流速が増加し、 小径気泡に加わる洗浄水からの剪断力が増加して、 小 径気泡は破砕され微細気泡となる。 小径の気泡が混入した洗浄水が気泡破砕装置 1 1 3のメ ッ シュ 1 1 3 dを通過する際に、 小径気泡がメ ッ シュ 1 1 3 dによつ て破砕され微細気泡となる。 多量の微細気泡が分散混入した洗浄水の気泡流が洗 浄水吐出ノズル 1 1 4から吐出する。 洗浄水の気泡流が吐出することにより、 洗 浄水の洗浄力が増加し、 且つ節水効果が得られる。

〔産業上の利用可能性〕

本発明により、 気泡流を吐出して、 洗浄水の洗浄力を高め、 ソフ トな洗浄感を 実現し、 且つ大幅な節水を実現することができる洗浄水吐出装置が提供される。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 洗浄 水流路を流れる洗浄水に気泡を混入させる気泡混入手段とを備え、 多量の微細気 泡が洗浄水中に分散する気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置。

( 2 ) 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 多量 の微細気泡を気泡同志の合体を阻止しつつ生成し洗浄水流路を流れる洗浄水に分 散して混入させる気泡混入手段とを備え、 多量の微細気泡が洗浄水中に分散する 気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置。

( 3 ) 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 多量 の微細気泡を気泡同志の合体を阻止しつつ生成し洗浄水流路を流れる洗浄水に略 均一に分散して混入させる気泡混入手段とを備え、 多量の微細気泡が洗浄水中に 略均一に分散する気泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置。

( 4 ) 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 気泡 を生成し洗浄水流路を流れる洗浄水に気泡を混入させる気泡混入手段とを備え、 洗浄水流路の気泡混入部の直近上流域での洗浄水のエネルギーを E w と し、 気泡 混入部の直近下流域での洗浄水のエネルギーを E _t と したときに、 E _w < E _t で あることを特徴とする洗浄水吐出装置。

( 5 ) 洗浄水吐出手段と、 洗浄水吐出手段に洗浄水を供給する給水手段と、 洗浄 水流路を流れる洗浄水に気泡を混入させる気泡混入手段と、 混入した気泡を微細 気泡に破砕する気泡破砕手段とを備え、 多量の微細気泡が洗浄水中に分散する気 泡流を吐出することを特徴とする洗浄水吐出装置。

( 6 ) 気泡混入手段に気体を強制的に供給する強制給気手段を備えることを特徴 とする請求の範囲第 1項乃至第 5項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 7 ) 気泡流中の微細気泡の平均直径が 1 0 0 m乃至 1 0 0 0 / mであること を特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 6項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置 _c ( 8 ) 洗浄水に混入される気体の体積流量と洗浄水の体積流量との比が 0 . 5乃 至 4 . 0であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 7項の何れか 1項に記 載の洗浄水吐出装置。 ( 9 ) 洗浄水流路の気泡混入部及び気泡混入部より下流域の断面積が混入気泡の 平均直径に等しい直径を有する球体の投影面積より犬に設定され、 且つ洗浄水流 路の気泡混入部より下流域の断面積が気泡混入部の断面積以上に設定されている ことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 8項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出 装置。

( 1 0 ) 洗浄水流路の気泡混入部より下流域が略直線状に延在するこ とを特徴と する請求の範囲第 1項乃至第 9項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 1 ) 気泡混入手段が、 洗浄水吐出手段内に配設されていることを特徴とする 請求の範囲第 1項乃至第 1 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 2 ) 気泡混入手段が、 洗浄水吐出手段の洗浄水吐出口の近傍に配設されてい ることを特徴とする請求の範囲第 1 1 に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 3 ) 洗浄水吐出手段の洗浄水吐出口の近傍部位が他の部位に対して着脱可能 に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の洗浄水吐出 装置。

( 1 4 ) 気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄水に接する面に多数の独立開 孔が形成された気泡生成部材を有することを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 1 3項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 5 ) 前記独立開孔が格子状に規則的に配設されていることを特徴とする請求 の範囲第 1 4項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 6 ) 気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄水に接する面が網目構造の気 泡生成部材を有することを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 1 3項の何れか 1 項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 7 ) 気泡生成部材は、 略球状の粒子の集合体であることを特徴とする請求の 範囲第 1 4項又は第 1 5項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 8 ) 略球状の粒子の平均粒径が 5 0 m乃至 3 0 0 mであることを特徴と する請求の範囲第 1 7項に記載の洗浄水吐出装置。

( 1 9 ) 略粒状の粒子間の隙間が 5 0 m乃至 3 0 0 mであることを特徴とす る請求の範囲第 1 7項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 0 ) 略球状粒子の充塡率が 7 0 %以上であることを特徴とする請求の範囲第 1 7項乃至第 1 9項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 1 ) 気泡生成部材は、 加熱溶融性粉体の加熱成形体であることを特徴とする 請求の範囲第 1 4項又は第 1 5項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 2 ) 気泡生成部材の洗浄水に接する面が、 洗浄水流路の囲壁と面一に延在す ることを特徴とする請求の範囲第 1 4項乃至第 2 1項の何れか 1項に記載の洗浄 水吐出装置。

( 2 3 ) 気泡生成部材は、 洗浄水流路を構成する筒状多孔体であることを特徴と する請求の範囲第第 1 4項乃至第 2 2項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 4 ) 筒状多孔体の周囲に気体流路が形成されることを特徴とする請求の範囲 第 2 3項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 5 ) 筒状多孔体内の洗浄水流路の断面積は、 上流端から下流端へ向けて一定 であるか又は漸次拡大することを特徴とする請求の範囲第 2 3項又は第 2 4項に 記載の洗浄水吐出装置。

( 2 6 ) 筒状多孔体が洗浄水吐出手段に圧入固定されていることを特徴とする請 求の範囲第 2 3項乃至第 2 5項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 7 ) 筒状多孔体の圧入部の内径が他の部位の内径に比べて大に設定されてい ることを特徴とする請求の範囲第 2 6に記載の洗浄水吐出装置。

( 2 8 ) 筒状多孔体の両端部が圧入部であり、 何れか一方の圧入部の内径が他の 部位の内径に比べて大に設定されていることを特徴とする請求の範囲第 2 7 に記 載の洗浄水吐出装置。

( 2 9 ) 気泡生成部材の全部又は一部が撥水性材料から成るか又は気泡生成部材 の流路表面に撥水処理が施されていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項乃至 第 2 8項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 0 ) 気泡生成部材の全部又は一部が親水性材料から成るか又は気泡生成部材 の流路表面に親水処理が施されていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項乃至 第 2 8項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 1 ) 気泡生成部材の流路表面がカルシウムの析出を抑制する表面処理剤で被 覆されていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項乃至第 2 8項の何れか 1項に 記載の洗浄水吐出装置。 ( 3 2 ) 表面処理剤の成分にはシロキサン結合が含まれていることを特徴とする 請求の範囲第 3 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 3 ) 表面処理剤の成分にはァク リルとシリ コーンとが含まれていることを特 徴とする範囲第 3 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 4 ) 気泡生成部材がポリエチレン多孔体であり、 表面処理剤の成分にはアル キルポリ シロキサンが含まれていることを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載 の洗浄水吐出装置。

( 3 5 ) 気泡生成部材がァク リル多孔体であり、 表面処理剤の成分には常温硬化 ガラスが含まれていることを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載の洗浄水吐出 装置。

( 3 6 ) 洗浄水に所定濃度まで溶質を溶解する溶質濃度制御手段を備えることを 特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3 5項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 7 ) 強制給気手段の作動中に洗浄水流路への洗浄水の通水を断続的に停止さ せる通水制御手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の洗浄水吐 出装置。

( 3 8 ) 給水手段は洗浄水を貯水する洗浄水タ ンクを有し、 強制給気手段は気泡 混入手段へ強制給気すると共に、 洗浄水タ ンクへ強制給気して洗浄水を加圧して 洗浄水タ ンクから洗浄水を吐出させることを特徴とする請求の範囲第 6項又は第 3 7項に記載の洗浄水吐出装置。

( 3 9 ) 強制給気手段と洗浄水タ ンク とを連結する配管及び/又は強制給気手段 と気泡混入手段とを連結する配管に、 圧力調整弁が設けられていることを特徴と する請求の範囲第 3 8項に記載の洗浄水吐出装置。

( 4 0 ) 寸法、 重量、 消費電力が携帯に適した値に設定されていることを特徴と する請求の範囲第 3 8項又は第 3 9項に記載の洗浄水吐出装置。

(4 1 ) 請求の範囲第項 1乃至 4 0の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を備え ることを特徴とする人体局部洗浄装置。

(4 2 ) 請求の範囲第 6項又は第 3 7項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄 水吐出装置を備え、 所定時間間隔で、 給水手段と強制給気手段とを駆動する制御 装置を備えることを特徴とする人体局部洗浄装置。 ( 4 3 ) 気泡混入手段は、 洗浄水流路を流れる洗浄水に接する面に多数の独立開 孔が形成された気泡生成部材を有し、 気泡生成部材は洗浄水流路を構成する筒伏 多孔体から成り、 筒状多孔体は洗浄水吐出手段内に且つ洗浄水吐出口の近傍に且 つ下流側端部を上方へ差し向けて配設されていることを特徴とする請求の範囲第 4 1項又は第 4 2項に記載の人体局部洗浄装置。

( 4 4 ) 洗浄水流路の気泡混入部に供給する気体に揮発成分を混入させる揮発成 分混入手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 4 1項乃至第 4 3項の何れか 1項に記載の人体局部洗浄装置。

( 4 5 ) 洗浄水吐出手段は複数の洗浄水吐出口を有し、 気泡流は流路切換手段を 介して複数の洗浄水吐出口の何れかへ選択的に流されることを特徴とする請求の 範囲第 4 1項乃至第 4 4項の何れか 1項に記載の人体局部洗浄装置。

( 4 6 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とするシャヮ一装置。

( 4 7 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする洗髮装置。

( 4 8 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする洗顔装置。

( 4 9 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする洗眼装置。

( 5 0 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする口蓋洗浄装置。

( 5 1 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする手洗净装置。

( 5 2 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする水栓器具。

( 5 3 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする浴槽。

( 5 4 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする超音波洗浄装置。 ( 5 5 ) 請求の範囲第 1項乃至第 4 0項の何れか 1項に記載の洗浄水吐出装置を 備えることを特徴とする給湯装置。