WO2024116591A1 - 微細気泡発生器、及び洗浄機器 - Google Patents

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WO2024116591A1
WO2024116591A1 PCT/JP2023/035924 JP2023035924W WO2024116591A1 WO 2024116591 A1 WO2024116591 A1 WO 2024116591A1 JP 2023035924 W JP2023035924 W JP 2023035924W WO 2024116591 A1 WO2024116591 A1 WO 2024116591A1
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flow path
bubble generator
collision
section
main body
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PCT/JP2023/035924
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English (en)
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Inventor
賢 磯永
具典 内山
Original Assignee
東芝ライフスタイル株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a microbubble generator and a cleaning device.
  • micro-bubble generators have been known that can rapidly reduce the pressure of a liquid, such as water, passing through a flow path by locally reducing the cross-sectional area of the flow path, thereby precipitating the dissolved air in the liquid and generating micro-bubbles.
  • micro-bubble generator that can efficiently generate micro-bubbles while suppressing a decrease in flow rate, and a cleaning device equipped with a micro-bubble generator.
  • the micro-bubble generator of this embodiment includes a main body having a flow path that connects an inlet and an outlet and allows liquid to pass through, and a collision section that is provided on the outlet side and divides the flow path into multiple sections in the radial direction relative to the center of the flow path, and generates micro-bubbles in the liquid.
  • FIG. 1 is a vertical sectional side view illustrating an example of a drum-type washing machine according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a state in which the fine bubble generator according to the first embodiment is incorporated into a water injection case.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a flow path member is removed from the micro-bubble generator according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a flow path member is removed from the micro-bubble generator according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the micro-bubble generator according to the first embodiment taken along line X5-X5 in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing another example of the collision portion according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the micro-bubble generator according to the first embodiment taken along line X7-X7 in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a collision portion according to a conventional configuration.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a comparative example of the collision portion according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the micro-bubble generator according to the first embodiment taken along line X7-X7 in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a collision portion according to a conventional configuration.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing another example of a state in which the fine bubble generator according to the first embodiment is incorporated into a water injection case;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing an example of a collision portion according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing another example of the collision portion according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing an example of a third embodiment in which a fine bubble generator is provided upstream of a water supply valve.
  • FIG. 13 is a view of the fine bubble generator according to the fourth embodiment, seen from the upstream side.
  • FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the micro-bubble generator according to the fourth embodiment taken along line X16-X16 in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the collision portion according to the fourth embodiment;
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the collision portion according to the fourth embodiment (part 2);
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the collision portion according to the fourth embodiment (part 3);
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of a collision portion according to a fifth embodiment, which corresponds to FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 17 and showing an example of a collision portion according to a sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a vertical sectional side view showing an example of a dishwasher according to a seventh embodiment.
  • FIG. 13 is a top view showing an example of a flush toilet device according to the eighth embodiment.
  • the washing machine 10 shown in Fig. 1 is a drum-type washing machine in which the rotation axis of the rotating tub 14 is horizontal or inclined downward toward the rear.
  • the washing machine is not limited to a drum-type washing machine, but may be a vertical-type washing machine in which the rotation axis of the rotating tub is vertical.
  • the washing machine 10 may be equipped with a drying function such as a heater type or a heat pump type, or may not be equipped with such a drying function.
  • the washing machine 10 may also be equipped with an automatic treatment agent dispenser that can automatically dispense laundry treatment agents such as detergents and finishing agents.
  • the automatic treatment agent dispenser has a treatment agent tank that can store an amount of laundry treatment agent used for multiple washing operations, and is a device that can automatically dispense a predetermined amount of laundry treatment agent from the treatment agent tank into the water tub for each washing operation.
  • Washing machine 10 is equipped with an outer case 11, a door 12, a water tub 13, a rotating tub 14, a motor 15, a drainage mechanism 16, and a water injection device 20. Washing machine 10 is also equipped with a well-known operation panel and control device, etc., although details are not shown.
  • the side of the installation surface of washing machine 10 i.e., the vertically lower side
  • the opposite side to the installation surface i.e., the vertically upper side
  • the left side of FIG. 1 i.e., the side of door 12 relative to outer case 11
  • the right side of FIG. 1 i.e., the opposite side of door 12 relative to outer case 11 is the rear side of washing machine 10.
  • the outer box 11 is formed into a rectangular hollow box shape as a whole by a combination of metals such as stainless steel plate and resin materials.
  • the outer box 11 forms the outer shell of the washing machine 10.
  • the outer box 11 also has an opening 111 on the front side that connects the inside and outside of the outer box 11.
  • the door 12 is provided on the front side of the outer box 11 and opens and closes the opening 111. With the door 12 open, the user can put clothes in and take them out of the spin tub 14 through the opening 111.
  • the water tank 13 and the rotating tank 14 are both formed into a cylindrical shape with a bottom.
  • the water tank 13 is capable of storing water inside.
  • the water tank 13 is disposed within the outer box 11 and is elastically supported by a suspension (not shown).
  • the rotating tank 14 is disposed rotatably within the water tank 13 and is driven to rotate by a motor 15.
  • the motor 15 is provided on the outside of the bottom of the water tank 13 and has the function of driving the rotating tank 14 to rotate relative to the water tank 13.
  • the drain mechanism 16 is for draining the water in the water tub 13 to the outside of the washing machine 10.
  • the drain mechanism 16 can be configured to have a drain valve 161 and a drain hose 162.
  • the drain valve 161 is configured to be electromagnetically openable and closable. One end of the drain hose 162 is connected to the drain valve 161, and the other end is pulled out to the outside of the washing machine 10.
  • the drain valve 161 opens and closes a drain path for draining the water stored in the water tub 13 to the outside.
  • the water injection device 20 is for injecting water supplied from an external water source such as a water tap into the water tank 13.
  • the water injection device 20 has a water supply valve 21, a water injection case 22, a water injection hose 23, and a micro-bubble generator 30.
  • the water supply valve 21 is configured to be electromagnetically openable and closable.
  • the water supply valve 21 opens and closes the path leading from the external water source through the water injection case 22 to the water tank 13.
  • the water supply valve 21 has an inlet 211 and an outlet 212.
  • the inlet 211 is connected to an external water source such as a water faucet (not shown) via the water supply hose 100.
  • the outlet 212 is connected to, for example, the water injection case 22.
  • the water injection case 22 has the function of receiving water supplied from an external water source and supplying the water into the water tub 13 via the water injection hose 23.
  • the water injection case 22 is made of, for example, synthetic resin, and can be formed into a long box shape along the front-to-rear direction of the washing machine 10.
  • the water injection case 22 is configured to be able to store laundry treatment agents such as detergent and fabric softener inside.
  • the water injection case 22 has a connection part 221 and a communication part 222.
  • the connection part 221 and the communication part 222 communicate between the inside and the outside of the water injection case 22.
  • the connection part 221 is formed, for example, into a cylindrical shape with a step on the inner circumferential surface.
  • connection part 221 connects the water supply valve 21 and the water supply case 22. Water that passes through the water supply valve 21 flows into the water supply case 22 through the connection part 221. As shown in FIG. 2, the outflow part 212 of the water supply valve 21 is directly connected to the connection part 221. Direct connection means that no other member is interposed between the members that are connected to each other.
  • a seal member 24 is provided between the outer peripheral surface of the outflow part 212 and the inner peripheral surface of the connection part 221.
  • the seal member 24 is composed of an O-ring made of synthetic resin, for example. The seal member 24 is pressed by the outer peripheral surface of the outflow part 212 and the inner peripheral surface of the connection part 221, and the outflow part 212 and the connection part 221 are connected in a watertight state.
  • the communicating portion 222 is formed, for example, in a cylindrical shape with a substantially constant inner diameter.
  • the inner diameter of the communicating portion 222 is, for example, smaller than the inner diameter of the connecting portion 221.
  • the communicating portion 222 is located downstream of the connecting portion 221. In other words, the connecting portion 221 is located upstream of the communicating portion 222.
  • the downstream side means the downstream side in the direction in which the water supplied from the external water source flows.
  • the upstream side means the upstream side in the direction in which the water supplied from the external water source flows.
  • the water injection hose 23 is for injecting water that has flowed into the water injection case 22 from an external water source into the water tub 13. As shown in FIG. 1, one end of the water injection hose 23 is connected to the water injection case 22, and the other end is connected to the water tub 13. When water flows into the water injection case 22 while a laundry treatment agent is stored in the water injection case 22, the laundry treatment agent in the water injection case 22 mixes with the water flowing in the water injection case 22, and then passes through the water injection hose 23 and flows into the water tub 13.
  • the fine bubble generator 30 has the function of generating fine bubbles, including ultrafine bubbles, in liquid, such as water supplied from an external water source, when the liquid passes through the inside of the fine bubble generator 30 in the direction of arrow A in Figure 2.
  • Ultrafine bubbles are bubbles with a particle diameter of 50 nm to less than 1,000 nm. Because of their small particle diameter, ultrafine bubbles can penetrate into intricate areas, and can exert a cleaning effect by removing dirt from objects that cannot be removed by other fine bubbles such as microbubbles.
  • ultrafine bubbles have the properties of having a nano-order particle diameter, low buoyancy, and being highly hydrophobic and difficult to dissolve in water, allowing them to remain in liquid for a long time.
  • the micro-bubble generator 30 is provided downstream of the water supply valve 21 and inside the water supply case 22. As shown in FIG. 2, the micro-bubble generator 30 is attached in a state in which it is supported between the outflow part 212 and the connection part 221. The micro-bubble generator 30 is attached, for example, in a state in which it is sandwiched between the outflow part 212 and the connection part 221.
  • a seal member 25 is provided between the outer peripheral surface of the micro-bubble generator 30 and the inner peripheral surface of the connection part 221.
  • the seal member 25 is, for example, composed of an O-ring made of synthetic resin.
  • the seal member 25 is pressed by the outer peripheral surface of the micro-bubble generator 30 and the inner peripheral surface of the connection part 221, and the micro-bubble generator 30 and the connection part 221 are connected in a watertight state.
  • the micro-bubble generator 30 may be configured to be fixed to the outflow part 212 and the connection part 221 by press-fitting.
  • the micro-bubble generator 30 is made of, for example, synthetic resin, and has a diameter and overall length of, for example, several mm to several tens of mm, specifically, a maximum diameter of about 15 mm and a length of about 10 mm. As shown in FIG. 2, the micro-bubble generator 30 is formed, for example, in a cylindrical shape with a flange.
  • the micro-bubble generator 30 has a main body 40, a flow path member 50, and a collision portion 60.
  • the main body 40 is located on the upstream side of the micro-bubble generator 30, and the flow path member 50 is located on the downstream side of the micro-bubble generator 30.
  • the main body 40 and the flow path member 50 are configured to be able to be combined with each other separately.
  • the main body 40 and the flow path member 50 are not limited to being separate, and may be configured as an integrated unit.
  • the main body 40 is formed, for example, in a cylindrical shape having a step on the outer circumferential surface.
  • the main body 40 has an inlet 41, an outlet 42, and a flow path 43.
  • the inlet 41 and the outlet 42 are formed, for example, in a cylindrical shape.
  • the inlet 41 is a portion through which water flows from the outside of the main body 40 to the inside. Water that has passed through the water supply valve 21 from an external water source is introduced into the main body 40 through the inlet 41.
  • the outlet 42 is a portion through which water flows out from the inside of the main body 40 to the outside.
  • the inner diameter of the outlet 42 is smaller than the inner diameter of the inlet.
  • the outlet 42 is connected to the flow path member 50.
  • the water introduced into the main body 40 flows out from the outlet 42 through the flow path member 50 into the water injection case 22, and then merges with the laundry treatment agent in the water injection case 22 and is supplied to the water tub 13.
  • the flow path 43 is provided inside the main body 40, connects the inlet 41 and the outlet 42, and allows liquid to pass through.
  • the flow path 43 includes a throttle section 431 and a straight section 432.
  • the throttle section 431 and the straight section 432 are provided around the entire circumference of the inner surface of the main body 40.
  • the throttle section 431 is provided on the inlet side, i.e., the upstream side, of the main body 40.
  • the throttle section 431 is connected to the inlet 41 and is provided between the inlet 41 and the outlet 42.
  • the throttle section 431 is formed so as to gradually reduce the cross-sectional area, i.e., the inner diameter, of the flow path 43 from the inlet 41 to the middle part in the direction in which the main body 40 extends.
  • the throttle section 431 is formed in the shape of a so-called truncated cone tapered tube in which the cross-sectional area, i.e., the inner diameter, of the flow path 43 is gradually reduced continuously.
  • the throttle section 431 may be configured to gradually reduce the cross-sectional area of the flow path 43 in a stepped manner.
  • the narrowing portion 431 may be configured integrally with the main body portion 40 or may be a separate body.
  • the straight section 432 is provided downstream of the throttle section 431.
  • the straight section 432 is connected to the outlet section 42.
  • the straight section 432 is formed in a cylindrical shape, a so-called straight tube shape, in which the inner diameter does not change, i.e., the cross-sectional area of the flow path 43, i.e., the area through which liquid can pass, does not change.
  • the inner diameter of the straight section 432 is set to be approximately the same as the minimum inner diameter of the throttle section 431.
  • the inner diameter of the straight section 432 is also set to be approximately the same as the inner diameter of the communication section 222 of the water injection case 22. In this embodiment, the inner diameter of the straight section 432 is set to be approximately 3 mm.
  • the flow path member 50 is formed in a cylindrical shape having a step on the inner circumferential surface, and has a flow path 51 inside.
  • the overall length of the flow path member 50 is longer than the overall length of the main body 40, for example.
  • the flow path member 50 communicates between the main body 40 and the communication part 222 of the water injection case 22.
  • the inner diameter of the upstream part of the flow path member 50 is slightly larger than the outer diameter of the downstream part of the main body 40.
  • the downstream part of the main body 40 is configured to be inserted into the upstream part of the flow path member 50 in a substantially fitted state.
  • the main body 40 and the flow path member 50 can be combined by inserting the downstream part of the main body 40 into the upstream part of the flow path member 50.
  • the inner diameter of the downstream part of the flow path member 50 is set to be approximately the same as the inner diameter of the communication part 222 and the inner diameter of the straight part 432.
  • the collision section 60 is intended to generate microscopic bubbles in the liquid passing through the flow path 43 by locally reducing the cross-sectional area of the flow path 43.
  • the ratio of the cross-sectional area of the collision section 60 to the cross-sectional area of the flow path 43 can be set to approximately 25% to 45%.
  • the collision section 60 is located near the downstream end of the main body section 40, and at least a portion of it is provided in the straight section 432.
  • the collision section 60 is formed integrally with the main body section 40, for example, by injection molding a synthetic resin material.
  • the collision section 60 does not necessarily have to be formed integrally with the main body section 40, but may be formed separately.
  • the collision section 60 divides the flow path 43 into a plurality of parts (in this case, three parts) in the radial direction with respect to the center of the flow path 43 along the direction in which the liquid flows.
  • the flow path 43 is divided into three flow paths 43a when passing through the collision section 60.
  • the collision section 60 is composed of three protruding parts 61 formed, for example, in a rod shape, and is formed to protrude from the inner surface of the straight section 432 toward the inside of the flow path 43.
  • the protruding parts 61 protrude from the inner surface of the straight section 432 toward the center of the cross section of the flow path 43.
  • the protruding parts 61 are connected at their tips and integrated into an approximately Y-shape.
  • the multiple protruding parts 61 are connected within the flow path 43. According to this, the multiple protruding parts 61 are connected and linked together within the flow path, thereby increasing the strength of the collision section 60. This improves the reliability of the micro-bubble generator 30. In addition, the multiple protruding parts 61 are connected together within the flow path 43, thereby dividing the flow path 43 into multiple parts. This increases the flow rate of the liquid in the divided flow path 43, thereby increasing the amount of microbubbles generated.
  • the multiple protrusions 61 are arranged at equal intervals from each other in the circumferential direction of the cross section of the flow path 43.
  • the multiple protrusions 61 are not limited to being spaced at equal intervals, but may be spaced at unequal intervals.
  • the area of the gap formed between each protrusion 61 is the minimum cross-sectional area through which water can pass in the micro-bubble generator 30.
  • the multiple protrusions 61 can be four or more as shown in FIG. 6. In other words, the multiple protrusions 61 can be configured to divide the flow path 43 into four or more parts.
  • the collision section 60 is formed by the multiple protrusions 61 in a roughly cross shape as a whole. In this case, the flow path 43 is divided into four flow paths 43b when passing through the collision section 60.
  • the protrusion 61 has an upstream wall 611, an enlarged diameter portion 612, and a downstream wall 613.
  • the upstream wall 611 constitutes the upstream end of the protrusion 61.
  • the longitudinal cross-sectional shape of the upstream wall 611 is formed into a so-called bullet-shaped curved surface that is convex in the opposite direction to the direction in which the liquid flows in the flow path 43, i.e., toward the upstream side.
  • the longitudinal direction means the direction along the direction in which the liquid flows in the flow path 43.
  • the width direction means the direction perpendicular to the direction along the direction in which the liquid flows in the flow path 43, and means the direction along the up-down direction of the washing machine 10 when the micro-bubble generator 30 is attached to the washing machine 10.
  • the longitudinal cross-sectional shape of the upstream wall portion 611 may be a triangle pointed toward the upstream side.
  • the expanding portion 612 is connected to the upstream wall portion 611, and is formed so as to expand in a substantially linear manner from the upstream side to the downstream side.
  • the expanding portion 612 is not limited to a linear expansion, and may be configured so as to expand in a curved manner.
  • the cross-sectional shape of the protruding portion 61 is smaller on the upstream side than on the downstream side in the direction in which the liquid flows in the flow path 43.
  • the longitudinal cross-sectional shape of the protruding portion 61 changes smoothly in the direction in which the liquid flows in the flow path 43.
  • the downstream wall 613 is connected to the enlarged diameter portion 612 and constitutes the downstream end of the protrusion 61.
  • the longitudinal cross-sectional shape of the downstream wall 613 is, for example, substantially rectangular.
  • the downstream end face of the downstream wall 613 is located on the same plane as the downstream end face of the main body 40.
  • the downstream face of the protrusion 61 is configured to be flush with the downstream face of the main body 40.
  • the longitudinal dimension of the downstream wall 613 is smaller than the width dimension of the downstream wall 613.
  • the longitudinal dimension L of the protrusion 61 is made smaller than the width dimension W in the cross section of the protrusion 61, the angle of the surface at which the enlarged diameter portion 612 faces the liquid flowing through the flow path 43 becomes large, and the flow resistance of the protrusion 61 to the liquid flowing through the flow path 43 increases, which may lead to a decrease in the flow rate. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the longitudinal dimension L of the protrusion 61 is larger than the width dimension W in the cross section of the protrusion 61. This makes it possible to reduce the flow resistance of the protrusion 61 to the liquid flowing through the flow path 43 and increase the flow rate.
  • the ratio of the longitudinal dimension L to the width dimension W of the protrusion 61 is set to, for example, about 3:2.
  • the longitudinal dimension L of the protrusion 61 is set to, for example, about 0.7 mm to 1.1 mm
  • the width dimension W of the protrusion 61 is set to, for example, about 0.5 mm to 0.7 mm.
  • the flow path cross-sectional area is narrowed in the narrowing section 431, which is formed to gradually reduce the inner diameter, and this increases the flow velocity based on the so-called Bernoulli's theorem of fluid mechanics, and cavitation occurs due to reduced pressure.
  • the high-speed flow collides with the collision section 60, generating shear forces and negative pressure in a negative pressure region of, for example, -1.0 MPa or less formed near the downstream end face of the collision section 60, generating fine bubbles.
  • the fine-bubble generator 30 can precipitate a large amount of air dissolved in the water passing through the fine-bubble generator 30 as fine bubbles, and supply fine-bubble water containing a larger amount of fine bubbles than before it passed through the fine-bubble generator 30.
  • the inventors of the present application conducted a simulation regarding the effect on the amount of microbubbles generated and the flow rate due to differences in the configuration of the collision section of this embodiment.
  • three specifications were compared: a configuration using a collision section 60a of a conventional microbubble generator as a reference, i.e., a configuration in which the flow path 43 is not divided into multiple sections downstream, as shown in FIG. 8, the microbubble generator 30 of this embodiment, and a configuration using a collision section 60b having an annular member in addition to a rod-shaped member protruding from the inner circumferential surface of the straight section 432 into the flow path 43, as shown in FIG. 9 as a comparative example.
  • the flow path 43 is divided by the collision section 60b into three flow paths 43c and one circular flow path 43d.
  • Figure 10 shows the relationship between (1) the size of the negative pressure area in the area downstream of the collision part, (2) the amount of microbubbles generated after passing through the collision part, and (3) the flow rate after passing through the collision part for each specification.
  • the size of the negative pressure area means the calculated volume of the area where the pressure is -1.0 MPa or less.
  • FIG 10 when using a micro-bubble generator 30 having the collision part 60 of this embodiment, it was confirmed that the same amount of microbubbles can be generated as compared to the conventional configuration, and the flow rate increases by about 1.1 times. It was also confirmed that the size of the negative pressure area is increased by about 1.2 times in the configuration of this embodiment compared to the conventional configuration. In this way, by using the collision part 60 of this embodiment in the micro-bubble generator 30, the size of the negative pressure area is effectively increased, and the amount of microbubbles generated is promoted while an increase in the flow rate can be obtained.
  • the collision part 60b used as a comparative example although an increase in the flow rate was confirmed, the size of the negative pressure area and the amount of fine bubbles generated were significantly reduced. This is because, when a circular member such as the collision part 60b is provided, the collision part 60b needs to be made thin in order to reduce the proportion of the cross-sectional area of the collision part 60b to the cross-sectional area of the flow path. Therefore, it is considered that negative pressure is less likely to be generated by reducing the area of the downstream end face of the collision part 60b. Another reason why negative pressure is less likely to be generated is that when a circular member is present in the flow path, the flow of liquid flowing in the flow path is pushed back, making it impossible to increase the flow rate.
  • the collision part 60b is not symmetrically arranged on the outside and inside of the flow path due to the circular member, it is considered that the flow of liquid interferes with the outside and inside of the flow path, making the flow of liquid unstable. It is presumed that this is the reason why the amount of fine bubbles generated was reduced.
  • the micro-bubble generator 30 includes a main body 40 and a collision section 60.
  • the main body 40 has a flow path 43 that connects the inlet 41 and the outlet 42 and allows liquid to pass through.
  • the collision section 60 is provided on the outlet 42 side and divides the flow path 43 into multiple parts in the radial direction with respect to the center of the flow path 43, and generates micro-bubbles in the liquid.
  • the main body 40 further includes a throttle section 431.
  • the throttle section 431 is provided between the inlet 41 and the outlet 42, and gradually reduces the cross-sectional area of the flow path 43. As a result, the throttle section 431 increases the flow rate of the liquid flowing through the flow path 43, so that the liquid can be caused to collide with the collision section 60 at a high flow rate. This can increase the amount of fine bubbles generated.
  • the number of flow paths 43 separated by the collision section 60 is three or more. This increases the area of the collision section 60 relative to the cross-sectional area of the outlet section 42 by making the number of flow paths separated by the collision section 60 three or more, thereby improving the amount of fine bubbles generated.
  • the cross-sectional shape of the collision portion 60 is smaller on the upstream side than on the downstream side in the direction in which the liquid flows inside the flow path 43.
  • the cross-sectional shape of the collision portion 60 is such that the dimension in the direction in which the liquid flows in the flow path 43 is greater than the dimension in the direction perpendicular to the direction in which the liquid flows.
  • the cross-sectional shape of the collision portion 60 is such that the dimension in the direction in which the liquid flows in the flow path 43, i.e., the longitudinal dimension, is smaller than the dimension in the direction perpendicular to the direction in which the liquid flows, i.e., the width dimension, the angle of the surface of the collision portion 60 facing the liquid flowing in the flow path 43 becomes large. This may result in an increase in flow path resistance, leading to a decrease in the flow rate. Therefore, by making the longitudinal dimension of the cross section of the collision portion 60 greater than the width dimension, the flow path resistance when the liquid flows can be reduced, and the flow rate of the liquid can be further increased.
  • the micro-bubble generator 30 may be configured without the flow path member 50.
  • the micro-bubble generator 30 is configured only by the main body 40 and the collision portion 60.
  • the main body 40 is connected to the communication portion 222 of the water injection case 22.
  • the main body 40 is directly connected to the water injection case 22.
  • the water introduced into the main body 40 flows out from the outlet portion 42 into the water injection case 22, and then merges with the laundry treatment agent in the water injection case 22 and is supplied to the water tank 13. This reduces the number of parts of the micro-bubble generator 30, thereby reducing the assembly labor. As a result, the manufacturing cost of the water injection device 20 incorporating the micro-bubble generator 30 can be reduced.
  • the liquid rectification effect can be obtained similar to that of the flow path member 50.
  • the fine-bubble generator 30 includes a collision section 71 instead of the collision section 60 of the first embodiment.
  • the collision section 60 of the first embodiment is configured with a plurality of protrusions 61
  • the collision section 71 of this embodiment is configured with a single member.
  • the collision section 60 is configured with three protrusions 61
  • the collision section 71 of this embodiment is configured with two protrusions in the shape of a single rod.
  • the collision section 71 is formed, for example, of a plate-like or rod-like member, and is provided so as to cross the flow path 43.
  • the flow path 43 is divided into two flow paths 43e when passing through the collision section 60.
  • the collision section 71 extends linearly from one point on the inner surface of the straight section 432 and the outlet section 42 through the center of the cross section of the straight section 432 and the outlet section 42, i.e., the center of the flow path 43, to another point on the inner surface of the straight section 432 and the outlet section 42, in this case the opposite surface. Therefore, the cross-sectional areas of the flow paths 43e divided by the collision section 71 are approximately equal and are the minimum cross-sectional area through which the liquid can pass in the micro-bubble generator 30.
  • the collision portion 71 can be configured with a cross-sectional shape similar to that of the protrusion 61.
  • the collision portion 71 has an upstream wall portion 711, an enlarged diameter portion 712, and a downstream wall portion 713.
  • the cross-sectional shapes of the upstream wall portion 711, the enlarged diameter portion 712, and the downstream wall portion 713 of the collision portion 71 are similar to those of the upstream wall portion 611, the enlarged diameter portion 612, and the downstream wall portion 613 of the protrusion 61, respectively, and therefore will not be described.
  • the collision portion 71 is provided, for example, substantially horizontally with respect to the installation surface of the washing machine 10.
  • the collision portion 71 is not limited to being substantially horizontal with respect to the installation surface of the washing machine 10, but may be inclined with respect to the horizontal or may be substantially perpendicular. In addition, the collision portion 71 is not limited to being configured to pass through the center of the flow path 43, but may be configured to cross the flow path 43 without passing through the center of the flow path 43. Furthermore, the collision portion 71 is not limited to being configured to extend linearly, but may be configured to extend in other shapes such as a curved or bent shape.
  • the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment. Furthermore, by minimizing the number of flow paths 43 separated by the collision section 71, the cross-sectional area of the flow paths 43 can be secured and a decrease in flow rate can be suppressed. Furthermore, by bridging the collision section 71 between the inner circumferential surfaces of the straight section 432, the strength against external forces can be increased near the outlet section 42. This improves the reliability of the micro-bubble generator 30.
  • multiple collision portions 71 may be provided at intervals on the straight portion 432.
  • two collision portions 71 are provided.
  • the number of multiple collision portions 71 is not limited to two, and three or more collision portions may be provided.
  • the flow path 43 is divided into three or more flow paths 43e by the multiple collision portions 71.
  • the strength against external forces in the vicinity of the outlet portion 42 can be further increased.
  • the installation position of the fine bubble generator 30 in the washing machine 10 is different from that of each of the above-mentioned embodiments.
  • the fine bubble generator 30 is provided downstream of the water supply valve 21, whereas the fine bubble generator 30 in this embodiment is provided upstream of the water supply valve 21.
  • the water injection device 20 has a cylindrical member 26.
  • the cylindrical member 26 is formed, for example, in a cylindrical shape having a step on the outer circumferential surface. As shown in FIG. 14, one end of the cylindrical member 26 is connected to the inlet portion 211 of the water supply valve 21, and the other end is connected to the water supply hose 100.
  • the cylindrical member 26 is detachably attached to the inlet portion 211 and the water supply hose 100 by, for example, screw fitting.
  • the threaded portion formed in the inlet portion 211 can be provided so as to be located above the upper surface 112 of the outer box 11.
  • the fine bubble generator 30 is built into the cylindrical member 26.
  • the fine bubble generator 30 is composed of a main body 40 and a collision part 60.
  • the water supply valve 21 When the water supply valve 21 is opened, the water that flows into the cylindrical member 26 from the external water source through the water supply hose 100 flows through the fine bubble generator 30 as it passes through the cylindrical member 26 and into the water supply valve 21.
  • a fine bubble generating function can be added to the existing washing machine by attaching the cylindrical member 26 between the water supply valve 21 and the water supply hose 100.
  • the fine bubble generator 30 breaks down, the cylindrical member 26 can be removed from the water supply valve 21 and the water supply hose 100, and the failure of the fine bubble generator 30 can be easily dealt with by replacing the parts.
  • the fine-bubble generator 30 when the fine-bubble generator 30 is provided upstream of the water supply valve 21 as in the third embodiment, it is not possible to compensate for the reduction in flow rate caused by the fine-bubble generator 30 by branching the downstream side of the water supply valve 21, as was possible when the fine-bubble generator 30 was provided downstream, and the water supply speed to the washing machine 10 is determined only by the flow rate of the fine-bubble generator 30. Therefore, the fine-bubble generator 30 of the present invention, which can increase the water supply speed compared to conventional fine-bubble generators, can fully demonstrate its effects even in this third embodiment.
  • the structure of the flow path 43 of the fine-bubble generator 30 is different from that of each of the above-mentioned embodiments.
  • the flow path 43 of this embodiment has a downstream throttle section 433 as shown in Figs. 15 and 16.
  • the throttle section 431 functions as an upstream throttle section.
  • the downstream throttle section 433 is provided on the outflow side, i.e., downstream side, of the main body section 40.
  • the downstream throttle section 433 is provided between the straight section 432 and the outlet section 42, and is connected to the outlet section 42.
  • the downstream throttle section 433 is provided closer to the outlet section 42 than the throttle section 431.
  • the throttle section 431 is provided closer to the inlet section 41 than the downstream throttle section 433. According to this, the flow velocity of the liquid flowing through the flow path 43 is increased by the multiple stages of the throttle section 431 and the downstream throttle section 433, thereby improving the decompression effect on the liquid and increasing the amount of fine bubbles generated.
  • the downstream narrowed section 433 is formed so as to gradually reduce the cross-sectional area, i.e., the inner diameter, of the flow path 43 from the straight section 432 to the middle part in the direction in which the main body 40 extends.
  • the downstream narrowed section 433 is formed in a so-called truncated cone-shaped tapered tube shape in which the cross-sectional area, i.e., the inner diameter, of the flow path 43 is continuously and gradually reduced.
  • the downstream narrowed section 433 is provided around the entire circumference of the inner circumferential surface of the main body 40. This allows the cross-sectional area of the flow path 43 to be continuously narrowed, so that the flow rate of the liquid flowing through the flow path 43 can be efficiently increased.
  • the downstream narrowed section 433 may be configured to gradually reduce the cross-sectional area of the flow path 43 in a stepped manner.
  • the downstream narrowed section 433 may be configured integrally with the main body 40 or may be a separate body.
  • the cross-sectional area of the flow path 43 is narrowed stepwise by the narrowing section 431 and the downstream narrowing section 433.
  • the liquid flow, which becomes turbulent when passing through the narrowing section 431, is rectified by the straight section 432, and the cross-sectional area of the flow path is further narrowed by the downstream narrowing section 433, thereby stabilizing the liquid flow and increasing the flow rate. This makes it possible to increase the amount of fine bubbles generated.
  • the lengths Lu, Ld of the narrowing section 431 and the downstream narrowing section 433 can be set to the same or different lengths. In this embodiment, the length Lu of the narrowing section 431 is set to be longer than the length Ld of the downstream narrowing section 433.
  • the inclination angles ⁇ u and ⁇ d of the throttling section 431 and the downstream throttling section 433 relative to the horizontal can be set to the same or different angles.
  • the inclination angles ⁇ u and ⁇ d can be set, for example, in the range of 10° to 30°.
  • the inclination angle ⁇ u of the throttling section 431 relative to the horizontal and the inclination angle ⁇ d of the downstream throttling section 433 relative to the horizontal are set to the same angle.
  • the collision section 60 is provided near the downstream end of the main body section 40, with at least a portion of it being located in the downstream narrowed section 433, as shown in FIG. 16.
  • the collision section 60 is provided in the outlet section 42 and a portion of the downstream narrowed section 433.
  • the collision section 60 divides the flow path 43 into multiple sections (in this case three) in the radial direction from the center of the flow path 43 along the direction in which the liquid flows. In other words, the flow path 43 is divided into three flow paths 43a when it passes through the collision section 60.
  • the multiple protrusions 61 that make up the collision section 60 are formed to protrude from the inner circumferential surfaces of the downstream narrowed section 433 and the outlet section 42 into the flow path 43, as shown in Figures 16 and 17.
  • the protrusions 61 protrude from the inner circumferential surfaces of the downstream narrowed section 433 and the outlet section 42 toward the center of the cross section of the flow path 43.
  • the multiple protrusions 61 form the collision section 60 as a whole in a roughly cross shape, for example.
  • the flow path 43 is divided into four flow paths 43b when passing through the collision section 60.
  • the example shown in FIG. 18 is an example in which the flow path 40 has a downstream narrowing portion 433, and the fine-bubble generator 30 has a collision portion 71 of the second embodiment instead of the collision portion 60.
  • the collision portion 71 can be configured to extend linearly from one point on the inner circumferential surface of the downstream narrowing portion 433 and the outlet portion 42 through the center of the cross section of the downstream narrowing portion 433 and the outlet portion 42, i.e., the center of the flow path 43, to another point on the inner circumferential surface of the downstream narrowing portion 433 and the outlet portion 42, in this case the opposite surface.
  • multiple collision sections 71 may be provided at intervals between the downstream narrowing section 433 and the outlet section 42.
  • two collision sections 71 are provided, and the two collision sections 71 are provided parallel to each other.
  • the multiple collision sections 71 are not limited to a configuration in which two are provided, and may be a configuration in which three or more are provided. In this case, the flow path 43 is divided into three or more flow paths 43c by the multiple collision sections 71. Furthermore, by providing multiple collision sections 71, it is possible to further increase the strength against external forces in the vicinity of the outlet section 42.
  • the flow rate of the liquid can be effectively increased by narrowing the flow path 43 using the downstream narrowing section 433 and the collision section 60.
  • By increasing the flow rate of the liquid flowing through the flow path 43 near the outlet section 42 fine bubbles can be efficiently generated.
  • pressure loss can be reduced and a decrease in the flow rate can be suppressed.
  • the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in the configuration of the collision portion 60.
  • the fifth embodiment includes a protrusion 62 instead of the protrusion 61 of the fourth embodiment.
  • the multiple protrusions 62 of this embodiment each have a cone-shaped end at the tip, are not connected, and independently protrude from the downstream narrowing portion 433. Therefore, in this embodiment, the flow path 43 is not partitioned by the multiple protrusions 62.
  • the protrusion 62 can be configured with a cross-sectional shape similar to that of the protrusion 61.
  • the protrusion 62 has an upstream wall 621, an expanded diameter portion 622, and a downstream wall 623.
  • the cross-sectional shapes of the upstream wall 621, the expanded diameter portion 622, and the downstream wall 623 of the protrusion 62 are similar to those of the upstream wall 611, the expanded diameter portion 612, and the downstream wall 613 of the protrusion 61, respectively, and therefore will not be described.
  • the fifth embodiment also achieves the same effects as the fourth embodiment.
  • the multiple protrusions 62 are not connected to each other within the flow path 43, the proportion of the cross-sectional area of the collision section 60 in the internal cross-sectional area of the main body section 40 can be reduced, thereby ensuring the cross-sectional area of the flow path 43. This makes it possible to ensure the flow rate.
  • the performance of the micro-bubble generator 30 can be improved.
  • the sixth embodiment is different from the fourth embodiment in that the fine-bubble generator 30 includes a collision portion 72 instead of the collision portion 71 of the fourth embodiment.
  • the cross-sectional shape of the collision portion 72 can be configured similarly to that of the collision portion 71.
  • the collision portion 72 of this embodiment has a plurality of main body portions 721 and an annular portion 722.
  • the main body portion 721 is formed of, for example, a plate-shaped or rod-shaped member, and is formed to protrude from the inner circumferential surfaces of the downstream tapered portion 433 and the outlet portion 42 toward the inside of the flow path 43.
  • the plurality of main body portions 721 are provided, for example, symmetrically with respect to the center of the flow path 43.
  • the plurality of main body portions 721 may be asymmetric with respect to the center of the flow path 43.
  • the annular portion 722 is formed, for example, in a circular ring shape, and is provided between a plurality of main body portions 721. In this embodiment, the center of the annular portion 722 coincides with the center of the flow path 43.
  • the annular portion 722 has a through hole 723.
  • the through hole 723 is provided at the center of the annular portion 722, and is formed by penetrating the collision portion 72 in the thickness direction.
  • the flow path 43 is partitioned into two flow paths 43d and one circular flow path 43e when passing through the collision portion 72.
  • the cross-sectional area of the flow path 43e is set to be smaller than the cross-sectional area of the flow path 43d.
  • the downstream throttle section 433 is provided in two places by cutting out a part of the inner circumferential surface of the main body section 40 in the circumferential direction.
  • the part of the inner circumferential surface of the main body section 40 where the downstream throttle section 433 is not provided is formed so that the straight section 432 and the outlet section 42 are connected.
  • the downstream throttle section 433 in the region corresponding to the collision section 72 on the inner circumferential surface of the main body section 40, the liquid with increased flow rate is effectively brought into contact with the downstream throttle section 433, while ensuring a large cross-sectional area of the flow path 43 in the part where the downstream throttle section 433 is not present, it is possible to simultaneously generate fine bubbles and ensure a sufficient flow rate.
  • the flow path resistance tends to be small by providing the through-hole 723 in the collision portion 72. Therefore, according to this embodiment, it is possible to increase the flow rate.
  • the through hole 723 is provided in the center of the flow path 43.
  • the center of the flow path 43 is where the flow velocity is fastest within the flow path 43. Therefore, by providing the through hole 723 in the center of the flow path 43, the flow velocity of the liquid can be effectively increased. Combined with the fact that the flow velocity of the liquid is increased in multiple stages by the throttle section 431 and the downstream throttle section 433, an increase in the amount of fine bubbles generated can be expected.
  • the washing device is applied to a dishwasher 80.
  • the dishwasher 80 includes an outer box 81, a door 82, a washing tank 83, a dish basket 84, a washing nozzle 85, a circulation device 86, a heater 87, and a water supply mechanism 88.
  • the outer box 81 constitutes the outer shell of the dishwasher 80, and is formed as a rectangular box with an opening at the front as a whole from, for example, a stainless steel plate.
  • the door 82 is provided on the front side of the outer box 81 and opens and closes the opening of the outer box 81.
  • the washing tank 83 is provided in the outer box 81, and is formed as a rectangular box with an opening at the front as a whole from, for example, a stainless steel plate.
  • the dish basket 84 is for storing dishes D.
  • the dish basket 84 is configured to be able to put in and take out dishes D from the inside and outside of the washing tank 83 when the door 82 is open.
  • the cleaning nozzle 85 is provided in the cleaning tank 83 below the dish basket 84.
  • cleaning liquid a mixture of water and detergent
  • the circulation device 86 is provided, for example, at the bottom of the outer box 81.
  • the circulation device 86 can be configured to have a switching valve 861 and a pump 862.
  • the switching valve 861 is configured to be electromagnetically openable and closable.
  • the switching valve 861 is configured to be able to selectively switch between a circulation path for circulating the cleaning liquid stored in the cleaning tank 83 and a drainage path for draining the water stored in the cleaning tank 83 to the outside.
  • the pump 862 functions as a circulation pump for circulating the cleaning liquid in the cleaning tank 83 through the circulation path, and also functions as a drainage pump for draining the cleaning liquid in the cleaning tank 83 through the drainage path.
  • the heater 87 is provided, for example, at the bottom of the cleaning tank 83.
  • the heater 87 has a function of heating the cleaning liquid stored in the cleaning tank 83 to turn it into warm water.
  • the water supply mechanism 88 is for supplying water supplied from an external water source, such as a water supply, into the cleaning tank 83.
  • the water supply mechanism 88 has a water supply valve 881, a water supply pipe 882, and a water supply port 883.
  • the water supply valve 881 is configured to be electromagnetically openable and closable.
  • the water supply pipe 882 is, for example, a metal pipe, and one end is connected to the water supply valve 881 and the other end is connected to the water supply port 883.
  • the water supply port 883 is provided, for example, at the top of the cleaning tank 83.
  • the water supply port 883 is for supplying water supplied from an external water source into the cleaning tank 83.
  • the water supply valve 881 When the water supply valve 881 is opened, the water supplied from the external water source is supplied into the cleaning tank 83 from the water supply port 883 through the water supply pipe 882.
  • the water supply valve 881 opens and closes the path from an external water source through the water supply pipe 882 to the water supply port 883.
  • the water supply port 883 has an attachment portion 883a.
  • the fine bubble generator 30 is built into the attachment portion 883a.
  • the fine bubble generator 30 generates fine bubbles, including ultrafine bubbles, in the water supplied from an external water source when the water passes through the inside of the fine bubble generator 30 in the direction of the arrow A in FIG. 22.
  • the water supply valve 881 is opened with the detergent in the cleaning tank 83, the detergent in the cleaning tank 83 and the fine bubble water generated by passing through the fine bubble generator 30 are mixed in the cleaning tank 83.
  • the pump 862 and the heater 87 are driven, and the fine bubble water mixed with the cleaning liquid and turned into warm water is sprayed from the cleaning nozzle 85 toward the tableware D, and the tableware D is washed.
  • the washing performance can be improved by the effect of the fine bubbles while suppressing a decrease in the flow rate.
  • the flushing device is a flush toilet device 90.
  • the flush toilet device 90 includes a toilet bowl 91 and a water supply mechanism 92.
  • the toilet bowl 91 functions as a flushing tank.
  • the toilet bowl 91 includes a toilet bowl 911 and a rim 912 provided on the outer periphery of the upper end of the toilet bowl 911.
  • the water supply mechanism 92 has a water supply valve 921, a main water supply pipe 922, a toilet bowl water supply pipe 923, a rim water supply pipe 924, and a detergent supply device 925.
  • the water supply valve 921 is configured to be electromagnetically openable.
  • One end of the main water supply pipe 922 is connected to the water supply valve 921, and the other end branches into two and is connected to the toilet bowl water supply pipe 923 and the rim water supply pipe 924.
  • the toilet bowl water supply pipe 923 is for supplying water supplied from an external water source into the toilet bowl 911.
  • the toilet bowl water supply pipe 923 has a discharge portion 923a, which is provided at the tip of the toilet bowl water supply pipe 923 and supplies water to the toilet bowl 911.
  • the rim water supply pipe 924 is for supplying water supplied from an external water source to the rim 912.
  • the rim water supply pipe 924 has a discharge portion 924a.
  • the discharge portion 924a is provided at the tip of the rim water supply pipe 924 and supplies water to the rim 912.
  • the detergent supply device 925 has the function of automatically supplying detergent into the toilet bowl 91 through the detergent supply pipe 925a, for example, when the water supply valve 921 is opened and water is supplied into the toilet bowl 91 through the water supply pipes 922, 923, and 924.
  • the main water supply pipe 922 also has an attachment portion 922a.
  • the fine bubble generator 30 is built into the attachment portion 922a.
  • the fine bubble generator 30 generates fine bubbles, including ultra-fine bubbles, in the water supplied from an external water source as the water passes through the inside of the fine bubble generator 30 in the direction of arrow A in FIG. 23.
  • the water supply valve 921 is opened, the cleaning agent in the toilet bowl 91 and the fine bubble water generated by passing through the fine bubble generator 30 are mixed in the toilet bowl 91.
  • the toilet bowl 91 is then flushed with the fine bubble water mixed with the cleaning agent.
  • the flush toilet device 90 equipped with the fine bubble generator 30 can also improve flushing performance by the effect of the fine bubbles while suppressing a decrease in flow rate.
  • micro-bubble generator has been described using specific values, but these specific values are merely examples and can be changed as appropriate.
  • the above-mentioned embodiments can be combined in any desired manner.
  • several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention.
  • These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention.
  • These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

Landscapes

  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Abstract

微細気泡発生器は、入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、出口部側に設けられ流路を流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える。

Description

微細気泡発生器、及び洗浄機器
　本発明の実施形態は、微細気泡発生器、及び洗浄機器に関する。
　従来、水等の液体が流れる流路の断面積を局所的に縮小することでその流路を通る液体を急激に減圧させ、これにより液体中の溶存空気を析出させて微細気泡を発生させることができる微細気泡発生器が知られている。
特開２０１８－２３９３６号公報
　しかしながら、従来構成では、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生させる点において、改善の余地があった。
　そこで、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生させることができる微細気泡発生器、及び微細気泡発生器を備えた洗浄機器を提供する。
　実施形態の微細気泡発生器は、入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、前記出口部側に設けられ前記流路を前記流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える。
第１実施形態によるドラム式洗濯機の一例を概略的に示す縦断側面図 第１実施形態による微細気泡発生器が注水ケースに組み込まれた状態の一例を示す部分断面図 第１実施形態による微細気泡発生器について、流路部材を取り外した状態を示す斜視図 第１実施形態による微細気泡発生器について、流路部材を取り外した状態を示す断面図 第１実施形態による微細気泡発生器について、図４のＸ５－Ｘ５線に沿って示す断面図 第１実施形態による衝突部の他の例を示す図５に相当する断面図 第１実施形態による微細気泡発生器について、図４のＸ７－Ｘ７線に沿って切断した一部を拡大して示す断面図 従来構成による衝突部を示す図５に相当する断面図 第１実施形態による衝突部の比較例を示す図５に相当する断面図 衝突部の構成の違いによる微細気泡の発生量及び流量への影響に関するシミュレーションの結果を示す図 第１実施形態による微細気泡発生器が注水ケースに組み込まれた状態の他の例を示す部分断面図 第２実施形態による衝突部の一例を示す図５に相当する断面図 第２実施形態による衝突部の他の例を示す図５に相当する断面図 第３実施形態について、微細気泡発生器を給水弁の上流側に設けた場合の一例を示す部分断面図 第４実施形態による微細気泡発生器を上流側から見た図 第４実施形態による微細気泡発生器について、図１５のＸ１６－Ｘ１６線に沿って切断した一部を拡大して示す断面図 第４実施形態による衝突部の他の例を示す断面図（その１） 第４実施形態による衝突部の他の例を示す断面図（その２） 第４実施形態による衝突部の他の例を示す断面図（その３） 第５実施形態による衝突部の一例を示す図１７に相当する断面図 第６実施形態による衝突部の一例を示す図１７に相当する断面図 第７実施形態について、食器洗浄機の一例を概略的に示す縦断側面図 第８実施形態について、水洗便器装置の一例を概略的に示す上面図
　以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。また、各実施形態において、構成要素等に付された第１、第２、・・・との語句は、類似した構成要素を単に区別するためのものであり、構成要素間の優劣や時間的要素を意味するものではない。
　（第１実施形態）
　まず、第１実施形態について、微細気泡発生器を洗浄機器としての洗濯機に適用した例について図１から図１１を参照して説明する。図１に示す洗濯機１０は、回転槽１４の回転軸が水平方向へ向かう横軸型又は後方へ向かって下降傾斜した斜め軸型のドラム式洗濯機である。洗濯機は、ドラム式洗濯機に限らず、回転槽の回転軸が鉛直方向を向いた縦軸型洗濯機であっても良い。洗濯機１０は、例えばヒータ式又はヒートポンプ式の乾燥機能を備えたものであっても良いし、備えていないものであっても良い。また、洗濯機１０は、洗剤や仕上げ剤等の洗濯処理剤を自動で投入可能な処理剤自動投入装置を備えていても良い。処理剤自動投入装置は、複数回分の洗濯運転に用いる量の洗濯処理剤を貯留可能な処理剤タンクを有し、洗濯運転ごとに処理剤タンクから所定量の洗濯処理剤を自動で水槽内に投入することができる装置である。
　洗濯機１０は、外箱１１、扉１２、水槽１３、回転槽１４、モータ１５、排水機構１６、及び注水装置２０を備えている。また、洗濯機１０は、詳細は図示しないが、周知の操作パネル及び制御装置等を備えている。なお、図１において、洗濯機１０の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機１０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を洗濯機１０の上側とする。また、図１の紙面左側つまり外箱１１に対して扉１２側を洗濯機１０の前側とし、図１の紙面右側つまり外箱１１に対して扉１２の反対側を洗濯機１０の後側とする。
　外箱１１は、例えばステンレス鋼板等の金属又は樹脂材等の組合せによって全体として矩形の中空箱状に形成されている。外箱１１は、洗濯機１０の外郭を構成している。また、外箱１１は、前面側に外箱１１の内部と外部とを連通する開口１１１を有している。扉１２は、外箱１１の前面側に設けられて、開口１１１を開閉する。ユーザは、扉１２を開いた状態で、開口１１１を通じて回転槽１４から衣類の出し入れをすることができる。
　水槽１３及び回転槽１４は、いずれも有底円筒状に形成されている。水槽１３は、内部に水を貯留可能である。水槽１３は、外箱１１内に配置されて図示しないサスペンションによって弾性的に支持されている。回転槽１４は、水槽１３内に回転可能に配置されており、モータ１５によって回転駆動される。モータ１５は、水槽１３の底部外側に設けられており、回転槽１４を水槽１３に対して相対的に回転駆動させる機能を有する。
　排水機構１６は、水槽１３内の水を洗濯機１０の機外へ排出するためのものである。排水機構１６は、排水弁１６１及び排水ホース１６２を有して構成することができる。排水弁１６１は、電磁的に開閉可能に構成されている。排水ホース１６２は、一方の端部が排水弁１６１に接続され、他方の端部が洗濯機１０の機外に引き出されている。水槽１３内に水が貯留された状態で排水弁１６１が開放されると、水槽１３内に貯留されていた水は、排水ホース１６２を通して洗濯機１０の機外へ排出される。つまり、排水弁１６１は、水槽１３内に貯留された水を外部に排水するための排水経路を開閉する。
　注水装置２０は、例えば水道等の外部の水源から供給される水を水槽１３内に注水するためのものである。注水装置２０は、給水弁２１、注水ケース２２、注水ホース２３、及び微細気泡発生器３０を有している。給水弁２１は、電磁的に開閉可能に構成されている。給水弁２１は、外部の水源から注水ケース２２を介して水槽１３内に至る経路を開閉する。給水弁２１は、図２に示すように、流入部２１１及び流出部２１２を有している。流入部２１１は、給水ホース１００を介して、図示しない水道の蛇口等の外部の水源に接続されている。流出部２１２は、例えば注水ケース２２に接続されている。
　注水ケース２２は、外部の水源から供給される水を受けて、その水を、注水ホース２３を介して水槽１３内に供給する機能を有する。注水ケース２２は、例えば合成樹脂製であって、洗濯機１０の前後方向に沿って長い箱状に形成することができる。注水ケース２２は、内部に洗剤や柔軟剤等の洗濯処理剤を収容可能に構成されている。注水ケース２２は、図２に示すように、接続部２２１及び連通部２２２を有している。接続部２２１及び連通部２２２は、注水ケース２２の内部と外部とを連通している。接続部２２１は、例えば内周面に段差を有する円筒状に形成されている。
　接続部２２１は、給水弁２１と注水ケース２２とを連通している。給水弁２１を通過した水は、接続部２２１を通って注水ケース２２内に流入する。図２に示すように、給水弁２１の流出部２１２は、接続部２２１に直接接続されている。直接接続とは、互いに接続される部材の間に他の部材が介在しないことを意味する。流出部２１２の外周面と接続部２２１の内周面との間には、シール部材２４が設けられている。シール部材２４は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。流出部２１２の外周面と接続部２２１の内周面とによってシール部材２４が押圧されて、流出部２１２と接続部２２１とが水密状態で接続される。
　連通部２２２は、例えば内径が略一定の円筒状に形成されている。連通部２２２の内径は、例えば接続部２２１の内径よりも小さい。連通部２２２は、接続部２２１よりも下流側に位置している。換言すれば、接続部２２１は、連通部２２２よりも上流側に位置している。下流側とは、外部の水源から供給される水が流れる方向の下流側を意味する。上流側とは、外部の水源から供給される水が流れる方向の上流側を意味する。
　注水ホース２３は、外部の水源から注水ケース２２内に流入した水を水槽１３内に注水するためのものである。注水ホース２３は、図１に示すように、一方の端部が注水ケース２２に接続され、他方の端部が水槽１３に接続されている。注水ケース２２内に洗濯処理剤が貯留されている状態で、注水ケース２２内に水が流入すると、注水ケース２２内の洗濯処理剤は注水ケース２２内を流れる水と混合した後に、注水ホース２３を通過して水槽１３内に流れる。
　微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水等の液体が微細気泡発生器３０の内部を図２の矢印Ａ方向に向かって通過する際に、その液体中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる機能を有する。ウルトラファインバブルとは、粒子径が５０ｎｍ～１，０００ｎｍ未満の気泡である。ウルトラファインバブルは、粒径が細かいため入り組んだ部分まで浸透が可能であり、例えばマイクロバブル等の他の微細気泡では除去しきれない対象物の汚れを除去する洗浄効果を発揮できる。また、ウルトラファインバブルは、粒子径がナノオーダーであり浮力が小さいこと及び疎水性が大きく水に溶けにくいため液体中での滞在時間が長いという性質を有する。
　微細気泡発生器３０は、給水弁２１の下流側であって、注水ケース２２の内部に設けられている。微細気泡発生器３０は、図２に示すように、流出部２１２と接続部２２１との間にて支持された状態で取付けられている。微細気泡発生器３０は、例えば流出部２１２と接続部２２１との間で挟み込まれた状態で取付けられている。微細気泡発生器３０の外周面と接続部２２１の内周面との間には、シール部材２５が設けられている。シール部材２５は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。微細気泡発生器３０の外周面と接続部２２１の内周面とによってシール部材２５が押圧されて、微細気泡発生器３０と接続部２２１とが水密状態で接続される。なお、微細気泡発生器３０は、流出部２１２と接続部２２１に対して圧入によって固定される構成としても良い。
　微細気泡発生器３０は、例えば合成樹脂製で、直径及び全長が例えば数ｍｍ～数十ｍｍ程度、具体的には直径が最大約１５ｍｍで長さが約１０ｍｍに設定されている。微細気泡発生器３０は、図２に示すように、例えばフランジを有する円筒状に形成されている。微細気泡発生器３０は、本体部４０、流路部材５０、及び衝突部６０を有している。本体部４０は、微細気泡発生器３０における上流側に位置し、流路部材５０は、微細気泡発生器３０における下流側に位置する。本体部４０及び流路部材５０は、互いに別体で組合せ可能に構成されている。本体部４０及び流路部材５０は、別体に限らず、一体に構成しても良い。
　本体部４０は、図３及び図４に示すように、例えば外周面に段差を有する円筒状に形成されている。本体部４０は、入口部４１、出口部４２、及び流路４３を有している。入口部４１及び出口部４２は、例えば筒状に形成されている。入口部４１は、本体部４０の外部から内部に流入する水が通る部分である。外部の水源から給水弁２１を通過した水は、入口部４１を通って本体部４０内に導入される。出口部４２は、本体部４０の内部から外部に流出する水が通る部分である。出口部４２の内径は、入口部の内径より小さい。本実施形態では、出口部４２は、流路部材５０に接続されている。本体部４０内に導入された水は、出口部４２から流路部材５０を介して注水ケース２２内に流出し、その後注水ケース２２内で洗濯処理剤と合流して水槽１３内に供給される。
　流路４３は、本体部４０の内部に設けられており、入口部４１と出口部４２とを繋ぎ、液体が通過可能である。流路４３は、絞り部４３１及びストレート部４３２を含んで構成されている。絞り部４３１及びストレート部４３２は、本体部４０の内周面における全周に亘って設けられている。絞り部４３１は、本体部４０の流入側つまり上流側に設けられている。絞り部４３１は、入口部４１と繋がっており、入口部４１と出口部４２との間に設けられている。絞り部４３１は、入口部４１から本体部４０の延びる方向の途中部分にかけて流路４３の断面積つまり内径を漸次減少させるように形成されている。本実施形態では、絞り部４３１は、流路４３の断面積つまり内径を連続的に徐々に減少するようないわゆる截頭円錐形のテーパ管状に形成されている。絞り部４３１は、流路４３の断面積を階段状に徐々に減少させる構成としても良い。また、絞り部４３１は、本体部４０と一体に構成されても良いし、別体であっても良い。
　ストレート部４３２は、絞り部４３１の下流側に設けられている。ストレート部４３２は、出口部４２と繋がっている。ストレート部４３２は、内径が変化しない、すなわち流路４３の断面積つまり液体の通過可能な面積が変化しない円筒状、いわゆるストレート管状に形成されている。ストレート部４３２の内径は、絞り部４３１の最小内径と略同一に設定されている。また、ストレート部４３２の内径は、注水ケース２２の連通部２２２の内径と略同一に設定されている。本実施形態では、ストレート部４３２の内径は、約３ｍｍに設定されている。
　流路部材５０は、図２に示すように、例えば内周面に段差を有する円筒状に形成されており、内部に流路５１を有している。流路部材５０の全長は、例えば本体部４０の全長よりも長い。流路部材５０は、本体部４０と注水ケース２２の連通部２２２とを連通している。流路部材５０の上流側部分の内径は、本体部４０の下流側部分の外径よりもやや大きい。そして、本体部４０の下流側部分は、流路部材５０の上流側部分にほぼ嵌合状態にて挿入可能に構成されている。本体部４０の下流側部分を、流路部材５０の上流側部分に挿入することで、本体部４０と流路部材５０とを組み合わせることができる。また、流路部材５０の下流側部分の内径は、連通部２２２の内径及びストレート部４３２の内径と略同一に設定されている。
　衝突部６０は、流路４３の断面積を局所的に縮小することで、流路４３を通過する液体中に微細気泡を発生させるためのものである。流路４３の断面積に対する衝突部６０の断面積の占める割合は、２５％～４５％程度に設定することができる。衝突部６０は、図４に示すように、本体部４０の下流側端部付近であって、少なくとも一部がストレート部４３２に設けられている。衝突部６０は、例えば合成樹脂材料を射出成形して、本体部４０と一体に形成されている。衝突部６０は、本体部４０と一体の構成に限らず、別体に構成されても良い。
　衝突部６０は、図５に示すように、流路４３を液体が流れる方向に沿って流路４３の中心に対し径方向に複数この場合３つに仕切る。つまり、流路４３は、衝突部６０を通過する際に３つの流路４３ａに仕切られる。衝突部６０は、例えば棒状に形成された３本の突出部６１で構成され、ストレート部４３２の内周面から流路４３内に向かって突出して形成されている。本実施形態では、突出部６１は、ストレート部４３２の内周面から流路４３の断面における中心方向へ向かって突出している。そして、各突出部６１は、それぞれが先端で繋がって略Ｙ字形状に一体化している。つまり、複数の突出部６１は、流路４３内で繋がっている。これによれば、複数の突出部６１同士が流路内で繋がり連結されることで、衝突部６０の強度を高めることができる。これにより、微細気泡発生器３０の信頼性を向上できる。また、複数の突出部６１同士が流路４３内で繋がることによって、流路４３を複数に分割させることができる。これにより、分割された流路４３内の液体の流速を高めることができる。よって、微細気泡の発生量を向上できる。
　複数の突出部６１は、流路４３の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離れた状態で配置されている。複数の突出部６１は、等間隔に離れた構成に限らず、不等間隔に離れた構成であっても良い。また、各突出部６１間に形成される隙間の面積が、微細気泡発生器３０における水の通過可能な最小断面積となる。なお、複数の突出部６１は、図６に示すように、４つ以上とすることができる。つまり、複数の突出部６１によって、流路４３を４つ以上に仕切る構成とすることができる。図６の例では、複数の突出部６１によって、衝突部６０は全体として例えば略十字状に形成されている。この場合、流路４３は、衝突部６０を通過する際に、４つの流路４３ｂに仕切られる。
　突出部６１は、図７に示すように、上流側壁部６１１、拡径部６１２、及び下流側壁部６１３を有している。上流側壁部６１１は、突出部６１の上流側端部を構成している。上流側壁部６１１の長手方向の断面形状は、例えば流路４３内を液体が流れる方向とは反対方向つまり上流側に向かって凸となるようにいわゆる砲弾形の曲面状に形成されている。長手方向とは、流路４３内を液体が流れる方向に沿う方向を意味する。幅方向とは、流路４３内を液体が流れる方向に沿う方向と直交する方向であって、微細気泡発生器３０を洗濯機１０に装着した状態において、洗濯機１０の上下方向に沿う方向を意味する。
　上流側壁部６１１の長手方向の断面形状は、上流側に向かって尖った三角状としても良い。拡径部６１２は、上流側壁部６１１に繋がっており、上流側から下流側に向かって略直線的に拡径するように形成されている。拡径部６１２は、直線的に拡径する構成に限らず、湾曲的に拡径する構成であっても良い。つまり、突出部６１の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して上流側の断面形状が下流側の断面形状よりも小さい。そして、突出部６１の長手方向の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して滑らかに変化している。
　下流側壁部６１３は、拡径部６１２に繋がっており、突出部６１の下流側端部を構成している。下流側壁部６１３の長手方向の断面形状は、例えば略矩形状に形成されている。下流側壁部６１３の下流側の端面は、本体部４０の下流側の端面と同一平面上に位置している。つまり、突出部６１の下流側の面は、本体部４０の下流側の面といわゆる面一に構成されている。また、突出部６１における下流側端部の形状に限ってみると、下流側壁部６１３の長手方向の寸法は、下流側壁部６１３の幅方向の寸法よりも小さい。
　ここで、突出部６１の断面において、突出部６１の長手方向の寸法Ｌを幅方向の寸法Ｗよりも小さくした場合、流路４３を流れる液体に対して拡径部６１２が対向する面の角度が大きくなり、流路４３内を流れる液体に対する突出部６１の流路抵抗が増加してしまうため、流量低下を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、突出部６１は、図７に示すように、突出部６１の断面において、長手方向の寸法Ｌが幅方向の寸法Ｗよりも大きい。これにより、流路４３内を流れる液体に対する突出部６１の流路抵抗を抑えて流量を増加させることができる。本実施形態では、突出部６１の長手方向の寸法Ｌと幅方向の寸法Ｗとの比率は、例えば約３：２に設定されている。突出部６１の長手方向の寸法Ｌは、例えば０．７ｍｍ～１．１ｍｍ程度に設定され、突出部６１の幅方向の寸法Ｗは、例えば０．５ｍｍ～０．７ｍｍ程度に設定されている。
　微細気泡発生器３０の上流側に水が流入すると、内径を漸次減少させるように形成された絞り部４３１において流路断面積が絞られることによって、流体力学のいわゆるベルヌーイの定理に基づき流速が高められるとともに減圧によるキャビテーションが発生する。そして、その高速流が衝突部６０に衝突することで作用するせん断力と衝突部６０の下流側端面付近に形成される例えば－１．０ＭＰａ以下となる負圧領域で発生する負圧とによって細分化された微細気泡が生成される。これにより、微細気泡発生器３０は、微細気泡発生器３０内を通過する水の中に溶存している空気を微細気泡として多量に析出させて、微細気泡発生器３０を通過する以前よりも微細気泡を多量に含んだ微細気泡水を供給することができる。
　さて、本願発明者は、本実施形態の衝突部の構成の違いによる微細気泡の発生量及び流量への影響に関するシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、図８に示すように、基準となる従来の微細気泡発生器による衝突部６０ａを用いた構成つまり流路４３が下流側で複数に仕切られていない構成、本実施形態の微細気泡発生器３０、及び比較例として図９に示すように、ストレート部４３２の内周面から流路４３内に向かって突出する棒状の部材に加えて円環状の部材を有する衝突部６０ｂを用いた構成の３仕様について比較した。衝突部６０ｂを用いた構成では、流路４３は、衝突部６０ｂによって３つの流路４３ｃ及び１つの円形状の流路４３ｄに仕切られる。
　図１０は、各仕様における（１）衝突部よりも下流側の領域における負圧領域の大きさ、（２）衝突部を通過後の微細気泡の発生量、及び（３）衝突部を通過後の流量の関係を示したものである。負圧領域の大きさとは、－１．０ＭＰａ以下となる領域の体積を算出したものを意味する。図１０に示すように、本実施形態の衝突部６０を有する微細気泡発生器３０を用いた場合、従来構成に対して、同等の微細気泡発生量を得ることができるとともに、流量が約１．１倍増加することを確認した。そして、本実施形態の構成では、従来構成に対して負圧領域の大きさが約１．２倍向上することを確認した。このように、本実施形態の衝突部６０を微細気泡発生器３０に用いることで負圧領域の大きさが効果的に高まり、それに伴い微細気泡の発生量が促進されつつ、流量の増加を得ることができる。
　また、比較例として用いた衝突部６０ｂでは、流量の増加は確認されたものの、負圧領域の大きさ及び微細気泡の発生量が著しく減少した。これは、衝突部６０ｂのように、円環状の部材を設けた場合、流路の断面積に対する衝突部６０ｂの断面積の占める割合を抑えるために、衝突部６０ｂを細くする必要がある。そのため、衝突部６０ｂの下流側端面の面積が小さくなることで、負圧が発生しにくいことが考えられる。また、負圧が発生しにくい理由としては、流路内に円環状の部材が存在すると、流路内を流れる液体の流れが押し戻されることで流速を高めることができないためであることも考えられる。更に、当該円環状の部材によって流路の外側と内側とで衝突部６０ｂが対称に配置されないため、流路の外側と内側で液体の流れが干渉してしまい液体の流れが不安定になると考えられる。このため、微細気泡の発生量が低下したものと推察する。
　以上説明した実施形態によれば、微細気泡発生器３０は、本体部４０と、衝突部６０と、を備える。本体部４０は、入口部４１と出口部４２とを繋ぎ液体が通過可能な流路４３を有する。衝突部６０は、出口部４２側に設けられ流路４３を流路４３の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、液体中に微細気泡を発生させる。これによれば、衝突部６０によって流路４３を流路４３の中心に対し径方向に複数に仕切ることで、流路４３の断面積が部分的に狭くなる領域が存在しないうえに、出口部４２における流路４３の断面積を確保することができる。これにより、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生できる。
　本体部４０は、絞り部４３１を更に有する。絞り部４３１は、入口部４１と出口部４２との間に設けられ、流路４３の断面積を漸次減少させる。これによれば、絞り部４３１によって、流路４３を流れる液体の流速が高められるため、衝突部６０に対して液体を高い流速で衝突させることができる。これにより、微細気泡の発生量を向上できる。
　また、衝突部６０によって仕切られる複数の流路４３の数は、３つ以上である。これによれば、衝突部６０によって仕切られる流路の数を３つ以上として、出口部４２の断面積に対する衝突部６０の占める面積を大きくすることで、微細気泡の発生量を向上できる。
　更に、衝突部６０の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して上流側が下流側より小さい形状である。これによれば、衝突部６０の断面形状を上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように形成して、流路４３を流れる液体に対して衝突部６０を滑らかな形状とすることで、液体が流れる際の流路抵抗を小さくできるため、液体の流量を多くできる。
　また、衝突部６０の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向の寸法が、液体が流れる方向と直交する方向の寸法よりも大きい形状である。ここで、例えば衝突部６０の断面形状を、流路４３内を液体が流れる方向の寸法つまり長手方向の寸法が、液体が流れる方向と直交する方向の寸法つまり幅方向の寸法よりも小さい形状とした場合、流路４３を流れる液体に対して衝突部６０が対向する面の角度が大きくなる。そのため、流路抵抗が大きくなってしまい流量の低下を招くおそれがある。そこで、衝突部６０の断面において、長手方向の寸法を幅方向の寸法よりも大きい形状とすることで、液体が流れる際の流路抵抗を小さくできるため、液体の流量をより一層増加できる。
　なお、微細気泡発生器３０は、図１１に示すように、流路部材５０を備えていない構成としても良い。この場合、微細気泡発生器３０は、本体部４０及び衝突部６０のみによって構成されている。そして、本体部４０は、注水ケース２２の連通部２２２と繋がっている。つまり、本体部４０が注水ケース２２に直接接続される。図１１の例では、本体部４０内に導入された水は、出口部４２から注水ケース２２内に流出し、その後注水ケース２２内で洗濯処理剤と合流して水槽１３内に供給される。これにより、微細気泡発生器３０の部品点数を削減できるため、組立て工数を低減できる。結果として、微細気泡発生器３０が組み込まれた注水装置２０の製造コストを低減できる。なお、本体部４０の出口部４２が直接接続される注水ケース２２の連通部２２２の内径を、ストレート部４３２の内径と略同一に設定することにより、流路部材５０と同様に液体の整流効果を得ることができる。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について、図１２及び図１３も参照して説明する。この第２実施形態は、微細気泡発生器３０が上記第１実施形態の衝突部６０に換えて衝突部７１を備えている点が、上記第１実施形態と異なる。具体的には、上記第１実施形態では、衝突部６０は、複数の突出部６１によって構成されていたのに対し、本実施形態の衝突部７１は、１つの部材によって構成されている。換言すれば、衝突部６０は、３つの突出部６１によって構成されていたのに対し、本実施形態の衝突部７１は、２つの突出部によって１本の棒状に構成されているとも言える。
　衝突部７１は、例えば板状又は棒状の部材で形成されており、流路４３を横断するように設けられている。つまり、流路４３は、衝突部６０を通過する際に２つの流路４３ｅに仕切られる。本実施形態では、衝突部７１は、ストレート部４３２及び出口部４２の内周面の一点からストレート部４３２及び出口部４２の断面の中心つまり流路４３の中心を通って、ストレート部４３２及び出口部４２の内周面の他の一点、この場合反対面まで直線状に延びている。そのため、衝突部７１によって、仕切られた各流路４３ｅの断面積は略等しくなるとともに、微細気泡発生器３０における液体の通過可能な最小断面積となる。
　衝突部７１は、突出部６１と同様の断面形状で構成することができる。衝突部７１は、上流側壁部７１１、拡径部７１２、及び下流側壁部７１３を有している。衝突部７１の上流側壁部７１１、拡径部７１２、及び下流側壁部７１３の断面形状は、それぞれ突出部６１の上流側壁部６１１、拡径部６１２、及び下流側壁部６１３と同様であるため、説明は省略する。また、衝突部７１は、図１２に示すように、例えば洗濯機１０の設置面に対して略水平に設けられている。衝突部７１は、洗濯機１０の設置面に対して略水平に限らず、水平に対して傾斜されても良いし、略垂直であっても良い。また、衝突部７１は、流路４３の中心を通る構成に限らず、流路４３の中心を通らずに流路４３を横断する構成としても良い。更に、衝突部７１は、直線状に延びる構成に限らず、曲線状又は屈曲状等の他の形状に延びる構成としても良い。
　このような第２実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、衝突部７１によって仕切られる流路４３の数を最小限にすることで、流路４３の断面積を確保して流量の低下を抑制できる。更に、衝突部７１をストレート部４３２の内周面間で橋渡すことによって、出口部４２近傍において外力に対する強度を高めることができる。これにより、微細気泡発生器３０の信頼性を向上できる。
　なお、衝突部７１は、図１３に示すように、ストレート部４３２に互いに間隔をあけて複数設ける構成としても良い。図１３の例では、衝突部７１は、２つ設けられている。複数の衝突部７１は、２つ設ける構成に限らず、３つ以上設ける構成であっても良い。この場合、複数の衝突部７１によって、流路４３が３つ以上の流路４３ｅに仕切られる。そして、複数の衝突部７１を設けることで、出口部４２近傍において外力に対する強度をより一層高めることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態について、図１４を参照して説明する。この第３実施形態は、洗濯機１０における微細気泡発生器３０の取付位置が上記各実施形態と異なる。具体的には、上記各実施形態では、微細気泡発生器３０は、給水弁２１の下流側に設けられていたのに対し、本実施形態の微細気泡発生器３０は、給水弁２１の上流側に設けられている。本実施形態では、注水装置２０は、円筒部材２６を有している。円筒部材２６は、例えば外周面に段差を有する円筒状に形成されている。円筒部材２６は、図１４に示すように、一方の端部が給水弁２１の流入部２１１に接続され、他方の端部が給水ホース１００に接続されている。円筒部材２６は、例えばねじ嵌合によって、流入部２１１及び給水ホース１００に着脱可能に取付けられる。この場合、流入部２１１に形成されるねじ部は、外箱１１の上面１１２より上方に位置するように設けることができる。
　本実施形態では、微細気泡発生器３０は、円筒部材２６に内蔵されている。微細気泡発生器３０は、本体部４０及び衝突部６０によって構成されている。給水弁２１が開放されると、外部の水源から給水ホース１００を介して円筒部材２６に流入した水は、円筒部材２６を通過する際に微細気泡発生器３０を通って、給水弁２１に流れる。このような第３実施形態によっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、例えば微細気泡発生器３０を備えていない既存の洗濯機に対して、給水弁２１と給水ホース１００との間に円筒部材２６を取り付けることで、既存の洗濯機に微細気泡発生機能を付加することができる。更に、例えば微細気泡発生器３０が故障等した場合には、円筒部材２６を給水弁２１及び給水ホース１００から取り外すことで、微細気泡発生器３０の故障等に対し容易に部品交換などにより対応することができる。
　また、第３実施形態のように微細気泡発生器３０を給水弁２１の上流側に設ける場合、下流側に設ける場合に可能であった給水弁２１の下流側を分岐して微細気泡発生器３０による流量減を補うといったことができず、洗濯機１０への給水速度は微細気泡発生器３０の流量のみによって決定してしまう。よって、従来の微細気泡発生器に比して給水速度の増加が図れる本発明の微細気泡発生器３０は、この第３実施形態においてもその効果を十分に発揮することができる。
　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について、図１５から図１９を参照して説明する。この第４実施形態は、微細気泡発生器３０の流路４３の構造が上記各実施形態と異なる。具体的には、本実施形態の流路４３は、図１５及び図１６等に示すように、下流側絞り部４３３を有している。また、本実施形態では、絞り部４３１は、上流側絞り部として機能する。下流側絞り部４３３は、本体部４０の流出側つまり下流側に設けられている。下流側絞り部４３３は、ストレート部４３２と出口部４２との間に設けられており、出口部４２と繋がっている。下流側絞り部４３３は、絞り部４３１よりも出口部４２側に設けられている。換言すれば、絞り部４３１は、下流側絞り部４３３よりも入口部４１側に設けられている。これによれば、絞り部４３１と下流側絞り部４３３との複数段階によって流路４３を流れる液体の流速を高めることで、当該液体に対する減圧効果を向上させ、微細気泡の発生量を増加できる。
　下流側絞り部４３３は、ストレート部４３２から本体部４０の延びる方向の途中部分にかけて流路４３の断面積つまり内径を漸次減少させるように形成されている。本実施形態では、下流側絞り部４３３は、流路４３の断面積つまり内径を連続的に徐々に減少するようないわゆる截頭円錐形のテーパ管状に形成されている。下流側絞り部４３３は、本体部４０の内周面における全周に亘って設けられている。これによれば、流路４３の断面積を連続的に絞ることができるため、流路４３を流れる液体の流速を効率良く高めることができる。これにより、微細気泡の発生量を向上できる。下流側絞り部４３３は、流路４３の断面積を階段状に徐々に減少させる構成としても良い。また、下流側絞り部４３３は、本体部４０と一体に構成されても良いし、別体であっても良い。
　流路４３は、絞り部４３１と下流側絞り部４３３とによって、断面積が段階的に絞られている。そして、絞り部４３１を通過する際に乱れた液体の流れをストレート部４３２によって整流させてから、更に下流側絞り部４３３によって流路断面積を絞ることで、液体の流れを安定させつつ流速を高めることができる。これにより、微細気泡の発生量を向上できる。絞り部４３１と下流側絞り部４３３との長さＬｕ、Ｌｄは、同一又は異なる長さに設定できる。本実施形態では、絞り部４３１の長さＬｕは、下流側絞り部４３３の長さＬｄよりも長く設定されている。
　また、絞り部４３１と下流側絞り部４３３との水平に対する傾斜角度θｕ、θｄは、同一又は異なる角度に設定できる。傾斜角度θｕ、θｄは、例えば１０°～３０°の範囲で設定できる。本実施形態では、絞り部４３１の水平に対する傾斜角度θｕと下流側絞り部４３３の水平に対する傾斜角度θｄとは、同じ角度に設定されている。傾斜角度θｕと傾斜角度θｄとを異なる角度に設定する場合、傾斜角度θｄの角度を傾斜角度θｕよりも大きくすることが好ましい。これにより、絞り部４３１における流速の上昇が抑えられるため、圧力損失が抑えられる。
　また、本実施形態では、衝突部６０は、図１６に示すように、本体部４０の下流側端部付近であって、少なくとも一部が下流側絞り部４３３に設けられている。本実施形態では、衝突部６０は、出口部４２及び下流側絞り部４３３の一部に設けられている。衝突部６０は、図１５に示すように、流路４３を液体が流れる方向に沿って流路４３の中心に対し径方向に複数この場合３つに仕切る。つまり、流路４３は、衝突部６０を通過する際に３つの流路４３ａに仕切られる。
　そして、衝突部６０を構成する複数の突出部６１は、図１６及び図１７に示すように、下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面から流路４３内に向かって突出して形成されている。本実施形態では、突出部６１は、下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面から流路４３の断面における中心方向へ向かって突出している。図１７の例では、複数の突出部６１によって、衝突部６０は全体として例えば略十字状に形成されている。この場合、流路４３は、衝突部６０を通過する際に、４つの流路４３ｂに仕切られる。
　また、図１８に示す例は、流路４０が下流側絞り部４３３を有し、かつ、微細気泡発生器３０が衝突部６０に換えて上記第２実施形態の衝突部７１を備える構成とした例である。この場合、衝突部７１は、下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面の一点から下流側絞り部４３３及び出口部４２の断面の中心つまり流路４３の中心を通って、下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面の他の一点、この場合反対面まで直線状に延びるように構成できる。これによれば、衝突部７１を下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面間で橋渡すことによって、出口部４２近傍において外力に対する強度を高めることができる。これにより、微細気泡発生器３０の信頼性を向上できる。
　なお、衝突部７１は、図１９に示すように、下流側絞り部４３３及び出口部４２に互いに間隔をあけて複数設ける構成としても良い。図１９の例では、衝突部７１は、２つ設けられ、２つの衝突部７１が互いに平行に設けられている。複数の衝突部７１は、２つ設ける構成に限らず、３つ以上設ける構成であっても良い。この場合、複数の衝突部７１によって、流路４３が３つ以上の流路４３ｃに仕切られる。そして、複数の衝突部７１を設けることで、出口部４２近傍において外力に対する強度をより一層高めることができる。
　このような第４実施形態によれば、下流側絞り部４３３と衝突部６０とによって流路４３を絞ることで、液体の流速を効果的に高めることができる。そして、流路４３を流れる液体の流速を出口部４２近傍で高めることで、微細気泡を効率よく発生させることができる。また、下流側絞り部４３３を通過することで流れが安定した状態の液体を衝突部６０に接触させることで圧力損失を低下させて、流量低下を抑制できる。
　（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について、図２０を参照して説明する。この第５実施形態は、上記第４実施形態と衝突部６０の構成が異なる。第５実施形態では、上記第４実施形態の突出部６１に換えて突出部６２を備えている。具体的には、上記第４実施形態では、複数の突出部６１の先端が繋がっていたのに対し、本実施形態の複数の突出部６２は、それぞれが先端を錐状の終端としていて繋がっておらず、独立して下流側絞り部４３３から突出している。そのため、本実施形態では、複数の突出部６２によって流路４３が仕切られていない。
　突出部６２は、突出部６１と同様の断面形状で構成することができる。突出部６２は、上流側壁部６２１、拡径部６２２、及び下流側壁部６２３を有している。突出部６２の上流側壁部６２１、拡径部６２２、及び下流側壁部６２３の断面形状は、それぞれ突出部６１の上流側壁部６１１、拡径部６１２、及び下流側壁部６１３と同様であるため、説明は省略する。
　このような第５実施形態によっても、上記第４実施形態と同様の作用効果を奏する。また、複数の突出部６２同士が流路４３内で繋がっていないことによって、本体部４０の内断面積における衝突部６０の占める断面積の割合を少なくして流路４３の断面積を確保することができる。これにより、流量を確保することができる。そして、流量を確保しつつ、絞り部４３１と下流側絞り部４３３とによって複数段階で液体の流速を高めることで、微細気泡発生器３０の性能を向上できる。
　（第６実施形態）
　次に、第６実施形態について、図２１を参照して説明する。この第６実施形態は、微細気泡発生器３０が上記第４実施形態の衝突部７１に換えて衝突部７２を備えている点が、上記第４実施形態と異なる。衝突部７２の断面形状は、衝突部７１と同様に構成することができる。本実施形態の衝突部７２は、複数の主体部７２１及び環状部７２２を有する。主体部７２１は、例えば板状又は棒状の部材で形成されており、下流側絞り部４３３及び出口部４２の内周面から流路４３内に向かって突出して形成されている。複数の主体部７２１は、例えば流路４３の中心に対して対称となるように設けられている。複数の主体部７２１は、流路４３の中心に対して非対称であっても良い。
　環状部７２２は、例えば円環状に形成されており、複数の主体部７２１の間に設けられている。本実施形態では、環状部７２２の中心は、流路４３の中心と一致している。環状部７２２は、貫通孔７２３を有する。貫通孔７２３は、環状部７２２の中心に設けられており、衝突部７２を厚さ方向に貫通して形成される。このような構成において、流路４３は、衝突部７２を通過する際に２つの流路４３ｄ及び１つの円形状の流路４３ｅに仕切られる。流路４３ｅの断面積は、流路４３ｄの断面積よりも小さく設定されている。
　また、本実施形態では、図２１に示すように、下流側絞り部４３３は、本体部４０の内周面における周方向の一部を切り欠く形に２か所設けられている。この場合、本体部４０の内周面における下流側絞り部４３３が設けられていない部分は、ストレート部４３２と出口部４２とが繋がるように形成されている。これにより、本体部４０の内周面における衝突部７２に対応する領域に下流側絞り部４３３を設けて、流速が高められた液体を効果的に下流側絞り部４３３に接触させつつ、下流側絞り部４３３が存在しない部分の流路４３の断面積を大きく確保することで、微細気泡の発生及び流量の確保を同時に得ることができる。
　このような第６実施形態によれば、衝突部７２に貫通孔７２３を設ける構成とすることで、流路抵抗が小さくなる傾向がある。そのため、本実施形態によれば、流量の増加を図ることができる。
　また、本実施形態では、貫通孔７２３は、流路４３の中心部に設けられている。流路４３の中心部は流路４３内において流速が最も速くなる。そのため、流路４３の中心部に貫通孔７２３を設けることで、液体の流速を効果的に高めることができる。そして、絞り部４３１と下流側絞り部４３３とによって複数段階で液体の流速が高まることと相まって、微細気泡の発生量の増加が期待できる。
　（第７実施形態）
　次に、第７実施形態について、図２２を参照して説明する。この第７実施形態は、洗浄機器として食器洗浄機８０に適用したものである。食器洗浄機８０は、周知のように、外箱８１、扉８２、洗浄槽８３、食器かご８４、洗浄ノズル８５、循環装置８６、ヒータ８７、及び給水機構８８を備えている。外箱８１は、食器洗浄機８０の外殻を構成するものであり、例えばステンレス鋼板等によって全体として前方が開口した矩形の箱状に形成されている。扉８２は、外箱８１の前面側に設けられて、外箱８１の開口を開閉する。ユーザは、扉８２を開いた状態で、当該開口を通じて洗浄槽８３から食器Ｄの出し入れをすることができる。洗浄槽８３は、外箱８１内に設けられ、例えばステンレス鋼板等によって全体として前方が開口した矩形の箱状に形成されている。食器かご８４は、食器Ｄを収容するためのものである。食器かご８４は、扉８２が開いた状態で、洗浄槽８３の内部と外部とを出し入れ可能に構成されている。
　洗浄ノズル８５は、洗浄槽８３内であって、食器かご８４の下方に設けられている。洗浄ノズル８５に水と洗浄剤とが混合した洗浄液が供給されると、その洗浄液が洗浄ノズル８５の先端から噴射される。循環装置８６は、例えば外箱８１の底部に設けられている。循環装置８６は、切替弁８６１及びポンプ８６２を有して構成できる。切替弁８６１は、電磁的に開閉可能に構成されている。切替弁８６１は、洗浄槽８３内に貯留された洗浄液を循環させる循環経路と洗浄槽８３内に貯留された水を外部に排水するための排水経路とを択一的に切替可能に構成されている。ポンプ８６２は、洗浄槽８３内の洗浄液を、循環経路を通して循環させるための循環ポンプとして機能するとともに、洗浄槽８３内の洗浄液を、排水経路を通して排水するための排水ポンプとして機能する。
　ヒータ８７は、例えば洗浄槽８３の底部に設けられている。ヒータ８７は、洗浄槽８３内に貯留された洗浄液を加熱して温水にする機能を有する。給水機構８８は、例えば水道等の外部の水源から供給される水を洗浄槽８３内に供給するためのものである。給水機構８８は、給水弁８８１、給水管８８２、及び給水口部８８３を有している。給水弁８８１は、電磁的に開閉可能に構成されている。給水管８８２は、例えば金属管で構成されており、一方の端部が給水弁８８１に接続され、他方の端部が給水口部８８３に接続されている。給水口部８８３は、例えば洗浄槽８３の上部に設けられている。給水口部８８３は、外部の水源から供給された水を洗浄槽８３内に供給するためのものである。給水弁８８１が開放されると、外部の水源から供給された水は、給水管８８２を通して給水口部８８３から洗浄槽８３内に供給される。つまり、給水弁８８１は、外部の水源から給水管８８２を介して給水口部８８３に至る経路を開閉する。
　また、給水口部８８３は、取付部８８３ａを有している。そして、本実施形態では、図１５に示すように、微細気泡発生器３０は、取付部８８３ａに内蔵されている。これにより、微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水が図２２の矢印Ａ方向に向かって微細気泡発生器３０の内部を通過する際に、その水中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる。洗浄槽８３内に洗浄剤が投入されている状態で、給水弁８８１が開放されると、洗浄槽８３内の洗浄剤と微細気泡発生器３０を通過して生成された微細気泡水とが洗浄槽８３内で混合される。そして、ポンプ８６２及びヒータ８７が駆動されることにより、洗浄液が混合し温水となった微細気泡水が、洗浄ノズル８５から食器Ｄに向けて噴射され、食器Ｄの洗浄が行われる。このような第４実施形態によれば、微細気泡発生器３０を備える食器洗浄機８０において、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡の効果によって洗浄性能を向上できる。
　（第８実施形態）
　次に、第８実施形態について、図２３を参照して説明する。この第８実施形態は、洗浄機器として水洗便器装置９０に適用したものである。水洗便器装置９０は、周知のように、便器９１及び給水機構９２を備えている。便器９１は、洗浄槽としての機能を有する。便器９１は、便鉢９１１と、便鉢９１１の上端の外周部分に設けられたリム９１２と、を有する。
　給水機構９２は、給水弁９２１、メイン給水管９２２、便鉢用給水管９２３、リム用給水管９２４、及び洗剤供給装置９２５を有している。給水弁９２１は、電磁的に開放可能に構成されている。メイン給水管９２２は、一方の端部が給水弁９２１に接続され、他方の端部が２つに分岐して、便鉢用給水管９２３及びリム用給水管９２４に接続されている。便鉢用給水管９２３は、外部の水源から供給された水を便鉢９１１内に供給するためのものである。便鉢用給水管９２３は、吐出部９２３ａを有する、吐出部９２３ａは、便鉢用給水管９２３の先端に設けられ、便鉢９１１に対して水を供給する部分である。リム用給水管９２４は、外部の水源から供給された水をリム９１２に供給するためのものである。リム用給水管９２４は、吐出部９２４ａを有する。吐出部９２４ａは、リム用給水管９２４の先端に設けられ、リム９１２に対して水を供給する部分である。
　給水弁９２１が開放されると、外部の水源から供給された水は、メイン給水管９２２から便鉢用給水管９２３及びリム用給水管９２４を通って便器９１内に供給される。つまり、給水弁９２１は、外部の水源から給水管９２２、９２３、９２４を介して便器９１に至る経路を開閉する。洗剤供給装置９２５は、例えば給水弁９２１が開放されて給水管９２２、９２３、９２４を通して便器９１内に給水がされる際に、洗浄剤を洗浄剤供給管９２５ａを介して便器９１内に自動で供給する機能を有する。
　また、メイン給水管９２２は、取付部９２２ａを有している。そして、本実施形態では、図２３に示すように、微細気泡発生器３０は、取付部９２２ａに内蔵されている。これにより、微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水が図２３の矢印Ａ方向に向かって微細気泡発生器３０の内部を通過する際に、その水中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる。給水弁９２１が開放されると、便器９１内の洗浄剤と微細気泡発生器３０を通過して生成された微細気泡水とが便器９１内で混合される。そして、洗浄剤が混合した微細気泡水によって、便器９１の洗浄が行われる。このような第５実施形態によっても、微細気泡発生器３０を備える水洗便器装置９０において、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡の効果によって洗浄性能を向上できる。
　なお、上記各実施形態では、微細気泡発生器について、具体的数値を挙げながら説明したが、この具体的数値は一例を示したに過ぎず、適宜変更が可能であることは勿論である。また、上記した複数の実施形態を任意に組み合わせて実施することも可能である。
　以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (16)

  1. 　入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、
    　前記出口部側に設けられ前記流路を前記流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える、
    　微細気泡発生器。
  2. 　前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、３つ以上である、
    　請求項１に記載の微細気泡発生器。
  3. 　前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、２つである、
    　請求項１に記載の微細気泡発生器。
  4. 　前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向に対して上流側が下流側より小さい形状である、
    　請求項１に記載の微細気泡発生器。
  5. 　前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向の寸法が前記液体が流れる方向と直交する方向の寸法よりも大きい形状である、
    　請求項１に記載の微細気泡発生器。
  6. 　入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、
    　前記流路の断面積を縮小することで前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備え、
    　前記本体部は、前記出口部に繋がって設けられ前記流路の断面積を漸次減少させる下流側絞り部を有し、
    　前記衝突部は、前記下流側絞り部に設けられている、
    　微細気泡発生器。
  7. 　前記本体部は、前記下流側絞り部よりも前記入口部側に設けられ前記流路の断面積を漸次減少させる上流側絞り部を更に有する、
    　請求項６に記載の微細気泡発生器。
  8. 　前記下流側絞り部は、前記本体部の内周面における全周に亘って設けられている、
    　請求項６に記載の微細気泡発生器。
  9. 　前記下流側絞り部は、前記本体部の内周面における一部に設けられている、
    　請求項６に記載の微細気泡発生器。
  10. 　前記衝突部は、前記本体部の前記内周面から前記流路内に向かって突出して形成され前記本体部の内周面の周方向に間隔をあけて設けられた複数の突出部によって構成されており、
    　複数の前記突出部は、前記流路内で繋がっている、
    　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器。
  11. 　前記衝突部は、前記本体部の前記内周面から前記流路内に向かって突出して形成され前記本体部の内周面の周方向に間隔をあけて設けられた複数の突出部によって構成されており、
    　複数の前記突出部は、前記流路内で独立している、
    　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器。
  12. 　前記衝突部は、前記流路を横断するように形成されている、
    　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器。
  13. 　前記衝突部は、前記衝突部を厚さ方向に貫通して形成される貫通孔を有する、
    　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器。
  14. 　前記貫通孔は、前記流路の中心部に設けられる、
    　請求項１３に記載の微細気泡発生器。
  15. 　前記衝突部は、間隔をあけて複数設けられている、
    　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器。
  16. 　請求項１又は６に記載の微細気泡発生器を備える、
    　洗浄機器。
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