JP5728643B2 - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、気泡径が０．１〜１０００μm程度の微細気泡を液体中に発生させ、微細気泡を含んだ液体を生成し、吐出する微細気泡発生装置に関する。

本出願人は、微細気泡発生装置に関し、下記特許文献１、２に記載したものを提案している。

特許文献１に記載した微細気泡発生装置は、気体が加圧溶解された気液溶解流体を減圧手段で圧力開放することによって微細気泡を発生させ、微細気泡を含んだ液体を吐出ノズルから噴射、吐出させるものである。この微細気泡発生装置では、吐出ノズルに、複数個のベンチュリ管が並列して設けられたベンチュリ管群が減圧手段として設けられ、このベンチュリ管群と吐出ノズルの吐出口との間に、ベンチュリ管群と一定間隔を隔てて金網状のメッシュが設けられている。

このような微細気泡発生装置は、ベンチュリ管群において発生する微細気泡の合一を、ベンチュリ管群とメッシュの間に形成される圧力維持空間によって阻止することができ、浴水などを微細気泡によって十分に白濁させることを可能にする。

特許文献２に記載した微細気泡発生装置は、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を発生させるものであり、液体の流路に減圧・加圧手段としてのベンチュリ管を並列に複数設けたものである。

この微細気泡発生装置は、ベンチュリ管の通過によって発生した微細気泡が一箇所に集中して多数衝突し、これにともなって大きな気泡が発生するのを抑えている。

特開２００８−１４９０３８号公報 特開２００７−８４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載した微細気泡発生装置は、一般に加圧溶解方式に分類されるものであり、気泡径が十分に小さい微細気泡の発生に有効である一方で、気体を液体に溶解させるための溶解タンクなどが必要とされる。したがって、装置の小型化に自ずと限界があり、たとえば水栓金具に取り付けて使用するなどの場合、設置の制約などの問題があり、適用が難しいことが指摘される。

特許文献２に記載した微細気泡発生装置も、気液混合液を加圧するためのポンプを設置することを前提とするものであり、特許文献１に記載した微細気泡発生装置と同様な問題が指摘される。

加えて、特許文献２に記載した微細気泡発生装置は、気泡を粉砕して微細気泡を発生させるものであるため、特許文献１に記載した微細気泡発生装置と比較して気泡の合一が起こりやすく、液体中に大きな気泡径の気泡が混入しやすいことも指摘される。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、装置の小型化を図りつつ、微細気泡を比較的簡便に発生させ、発生した微細気泡の合一を抑制し、微細気泡を含んだ液体を効率よく生成して吐出することのできる微細気泡発生装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の微細気泡発生装置は、液体の流入口と吐出口を有する液体流路を内部に備え、液体流路の途中に、大気に開放された空気導入路が連通されるとともに、空気導入路から吸引した空気を圧壊により微細化し、微細気泡を発生させる微細気泡発生部が設けられた微細気泡発生装置であって、微細気泡発生装置は、１本のベンチュリ管を内部に有する第１圧壊ノズルと、複数本のベンチュリ管が並列に配置されて形成された第２圧壊ノズルおよび第３圧壊ノズルとを有し、第１圧壊ノズル、第２圧壊ノズルおよび第３圧壊ノズルは直列に配置され、第２圧壊ノズルおよび第３圧壊ノズルが微細気泡発生部を形成し、ベンチュリ管の並列数が、第２圧壊ノズルよりも第３圧壊ノズルの方が多く、複数の網板が重ねられて形成された整流板が、第１圧壊ノズル、第２圧壊ノズルおよび第３圧壊ノズルの各ベンチュリ管の出口に対向して設けられ、微細気泡発生部には、液体流路とは異なるバイパス流路が形成され、かつ液体流路とバイパス流路とを切り替える流路切替板が設けられていることを特徴とする。

この微細気泡発生装置においては、整流板を形成する網板が、５０〜２００メッシュの網板であることが好ましい。

また、この微細気泡発生装置においては、水栓金具の吐水部に設けられることが好ましい。

本発明の微細気泡発生装置によれば、微細気泡の発生が比較的簡便に実現され、装置の小型化が可能となる。また、液体の流れの乱れが抑制され、微細気泡の合一を十分に抑制することができ、微細気泡を含んだ液体を効率よく生成して吐出することができる。

本発明の微細気泡発生装置の一実施形態を示した断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、図１に示した微細気泡発生装置のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ、流路切替板の一形態を示した斜視図、この流路切替板による流路の切替方法を示した正面図である。 図１に示した整流板とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。 整流板の別の形態とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。 整流板の別の形態とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ、整流板の別の形態を示した斜視図、断面図である。 （ａ）は、整流板の別の形態を示した斜視図であり、（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、その整流板のメンテナンス方法を示した平面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ、空気導入路の吸気口を開閉する開閉弁を示した要部平面図および要部断面図である。 図１に示した微細気泡発生装置の設置例を示した要部側面図である。

上記のとおり、図１は、本発明の微細気泡発生装置の一実施形態を示した断面図である。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、図１に示した微細気泡発生装置のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。

微細気泡発生装置１は、１本のベンチュリ管２を内部に有する第１圧壊ノズル３と、７本のベンチュリ管４を内部に有する第２圧壊ノズル５と、３７本のベンチュリ管６を内部に有する第３圧壊ノズル７とから形成されている。

第１圧壊ノズル３は、略円筒状の形状を有し、ベンチュリ管２の入口８と同一面上に配置された入口９側に、ベンチュリ管２のくびれ部１０が配置されている。ベンチュリ管２では、入口８からくびれ部１０に向かって管径が次第に縮小し、くびれ部１０から出口１１に向かって管径が次第に拡大している。ベンチュリ管２は、微細気泡発生装置１において液体流路の一部を形成している。第１圧壊ノズル３の出口１２は、ベンチュリ管２の出口１１と同一面上に配置されている。

また、第１圧壊ノズル３では、ベンチュリ管２においてくびれ部１０に近い出口１１側の部分に、バイパス流路１３の一端が接続され、バイパス流路１３は、ベンチュリ管２と同軸上でかつその外側に配置されている。バイパス流路１３は、図２（ａ）に示したように、断面が略１/４円の弧状の形状を有し、ベンチュリ管２の断面形状の円と同心円上に配置され、４つに分割されている。

バイパス流路１３の一端がベンチュリ管２に接続される部分には、第１圧壊ノズル３の軸に直交する方向にスライド自在とされた流路切替板１４が設けられている。

図３（ａ）（ｂ）は、それぞれ、流路切替板の一形態を示した斜視図、この流路切替板による流路の切替方法を示した正面図である。

流路切替板１４は、平面視長方形状の形状を有する板材であり、その中央部に、円形の流路切替口１５が、流路切替板１４の表裏を貫通して形成されている。流路切替板１４は、通常、流路切替口１５がベンチュリ管２に一致するように第１圧壊ノズル３に配置される。この状態から流路切替板１４を上方にスライドさせると、ベンチュリ管２が流路切替板１４によって閉鎖され、流路切替口１５が、バイパス流路１３と連通するように配置される。このとき、ベンチュリ管２のくびれ部１０とバイパス流路１３が連通する。このように、流路切替板１４は、ベンチュリ管２により一部が形成される微細気泡発生装置１の液体流路とバイパス流路１３とに切り替えることができる。

なお、流路切替板１４は、通常の位置から下方にスライドさせても、バイパス流路１３への切り替えが可能である。

また、図１に示したように、第１圧壊ノズル３では、ベンチュリ管２のくびれ部１０に一端において連通し、他端において大気に開放された空気導入路１６が設けられている。空気導入路１６の断面形状は円形とされている。第１圧壊ノズル３において液体が入口９から出口１２に向かってベンチュリ管２を流れるとき、くびれ部１０において液体の流速が増加し、これにともなって低圧が発生し、空気が空気導入路１６を通ってベンチュリ管２に吸い込まれる。このように吸い込まれる空気は、液体中に気泡となって混入するが、液体がベンチュリ管２を出口１１に向かって流れるにしたがって圧力が増加することにより、気泡は砕かれ、気泡径は次第に小さくなっていく。

空気導入路１６の大気に開放された他端には、円形の吸気口１７が、第１圧壊ノズル３の外側面に形成されている。第１圧壊ノズル３には、また、吸気口１７の付近に、第１圧壊ノズル３の長さ方向にスライド自在とされた開閉弁１８が設けられている。開閉弁１８は、そのスライドによって吸気口１７を開閉し、吸気口１７を閉鎖するとき、ベンチュリ管２への空気の吸い込みを遮断することができる。

また、第１圧壊ノズル３では、出口１２側の外周部に、図２（ａ）に示したように、平面視略ひし形状の形状を有するフランジ１９が設けられている。フランジ１９は、第１圧壊ノズル３の外周外側に突出し、対角位置に当たる上下の端部のそれぞれに円形のボルト穴２０が形成されている。

さらに、第１圧壊ノズル３においてフランジ１９よりも出口１２側の端部には、Ｏリング２１が第１圧壊ノズル３の外周部に設けられている。

第２圧壊ノズル５は、第１圧壊ノズル３と同様に、略円筒状の形状を有する一方、ベンチュリ管４の入口２２側の端部に、第１圧壊ノズル３の出口１２側の端部の外径に一致する内径を有する第１凹部２３が形成されている。第２圧壊ノズル５は、第１凹部２３の内側に第１圧壊ノズル３の出口１２側の端部を嵌め込むことによって、第１圧壊ノズル３に直列に接続されている。Ｏリング２１は、第１凹部２３の内周面に密着し、水密性を高めている。

図２（ｂ）に示したように、第２圧壊ノズル５の入口側の端縁部には、第１圧壊ノズル３のフランジ１９に重なり合う、平面視略ひし形状の形状を有するフランジ２４が設けられている。フランジ２４は、第２圧壊ノズル５の外周外側に突出し、対角位置に当たる上下の端部のそれぞれに円形状のボルト穴２５が形成されている。ボルト穴２５は、ボルト穴２０と一致し、両ボルト穴２０、２５は連通している。

また、第２圧壊ノズル５では、その中央部にベンチュリ管４が１本配置されるとともに、中央部に配置されたこのベンチュリ管４を中心としてその外側に等距離で６本のベンチュリ管４が配置され、６本のベンチュリ管４は等間隔で配置されている。こうして、計７本のベンチュリ管４が、第２圧壊ノズル５に並列に配置され、微細気泡発生装置１において液体流路の一部を形成し、全てのベンチュリ管４では、入口２２から出口２６に向かって中間のくびれ部までは管径が次第に縮小し、くびれ部からは管径が次第に拡大している。第２圧壊ノズル５は、微細気泡発生装置１における微細気泡発生部２７の一部を形成している。

なお、第２圧壊ノズル５の第１圧壊ノズル３との直列接続によって、ベンチュリ管４は、第１圧壊ノズル３のベンチュリ管２と連通する。

また、第２圧壊ノズル５では、図１に示したように、ベンチュリ管４の出口２６側の端部に、外側に配置された６本のベンチュリ管４の外側からさらに外側に向かって管径が拡大された空間である第２凹部２８が形成されている。

さらに、第２圧壊ノズル５では、バイパス流路２９が形成されている。バイパス流路２９の入口は、外側に配置された６本のベンチュリ管４の外側に配置され、第２圧壊ノズル５の出口３０に向かって延び、バイパス流路２９の出口は、第２凹部２８の外側に配置されている。バイパス流路２９は、図２（ｂ）に示したように、バイパス流路１３と同様に、断面が略１/４円の弧状の形状を有し、ベンチュリ管４と同心円上に配置され、４つに分割されている。第２圧壊ノズル５の第１圧壊ノズル３との直列接続によって、バイパス流路２９は、第１圧壊ノズル３に形成されたバイパス流路１３と連通する。

そして、第２圧壊ノズル５では、出口３０側の外周部に、外径が入口側の端部よりも小さい段部３１が形成され、段部３１には、出口３０側の外周部にＯリング３２が設けられている。

第３圧壊ノズル７は、第２圧壊ノズル５と同様に、略円筒状の形状を有し、ベンチュリ管６の入口３３側の端部に、第２圧壊ノズル５の段部３１の外径に一致する内径を有する凹部３４が形成されている。第３圧壊ノズル７は、凹部３４の内側に第２圧壊ノズル５の段部３１を嵌め込むことによって、第２圧壊ノズル５に直列に接続され、第１圧壊ノズル３にも直列に配置されている。Ｏリング３２は、凹部３４の内周面に密着し、水密性を高めている。

第３圧壊ノズル７の入口側の端縁部には、第２圧壊ノズル５のフランジ２４に対向して配置される、平面視略ひし形の形状を有するフランジ３５が設けられている。フランジ３５は、第３圧壊ノズル７の外周外側に突出し、対角位置に当たる上下の端部のそれぞれに円形状のボルト穴３６が形成されている。ボルト穴３６は、第２圧壊ノズル５のフランジ２４に形成されたボルト穴２５に対向して配置される。

なお、フランジ３５は、第２圧壊ノズル５の段部３１側の端面に当接することにより、第３圧壊ノズル７を第２圧壊ノズル５に嵌め込む際の位置決めを可能としている。

また、第３圧壊ノズル７では、その中央部にベンチュリ管６が１本配置されるとともに、中央部に配置されたこのベンチュリ管６を中心としてその外側に等距離で６本のベンチュリ管６が配置され、６本のベンチュリ管６は等間隔で配置されている。また、これら６本のベンチュリ管６の外側に、中央部に配置されたベンチュリ管６を中心として等距離で１２本のベンチュリ管６が配置され、１２本のベンチュリ管６も等間隔で配置されている。さらに、これら１２本のベンチュリ管６の外側に、同じく中央部に配置されたベンチュリ管６を中心として等距離で１８本のベンチュリ管６が配置され、１８本のベンチュリ管６も等間隔で配置されている。こうして、計３１本のベンチュリ管６が、第３圧壊ノズル７に並列に配置され、微細気泡発生装置１において液体流路の一部を形成し、全てのベンチュリ管６では、入口３３から出口３７に向かって中間のくびれ部までは管径が次第に縮小し、くびれ部からは管径が次第に拡大している。第３圧壊ノズル７も、微細気泡発生装置１における微細気泡発生部２７の一部を形成している。第３圧壊ノズル７の第２圧壊ノズル５との直列接続によって、ベンチュリ管６は、第２圧壊ノズル５のベンチュリ管４と連通するとともに、第１圧壊ノズル３のベンチュリ管２とも連通する。

また、第３圧壊ノズル７では、図１に示したように、ベンチュリ管６の出口３７側の端部に、最外部に配置された１８本のベンチュリ管６の外側からさらに外側に向かって管径が拡大された、凹状形状を有する液体吐出口３８が形成されている。

さらに、第３圧壊ノズル７では、バイパス流路３９が形成されている。バイパス流路３９の入口は、最外部に配置された１８本のベンチュリ管６のさらにその外側に配置され、第３圧壊ノズル７の液体吐出口３８に向かって延び、バイパス流路３９の出口４０は、液体吐出口３８の外側に配置されている。バイパス流路３９もまた、図２（ｃ）に示したように、他のバイパス流路１３、２９と同様に、断面が略１/４円の弧状の形状を有し、ベンチュリ管６と同心円上に配置され、４つに分割されている。第３圧壊ノズル７の第２圧壊ノズル５との直列接続によって、バイパス流路３９は、第２圧壊ノズル５に形成されたバイパス流路２９と連通するとともに、第１圧壊ノズル３に形成されたバイパス流路１３とも連通する。

また、第３圧壊ノズル７では、液体吐出口３８側の端部の外周部に、フランジ３５と同一の形状を有するフランジ４１が設けられ、フランジ４１は、フランジ３５に対向して配置されている。フランジ４１にもフランジ３５と同様にボルト穴４２が形成され、ボルト穴４２は、ボルト穴３６に対向して配置されている。このようにして対向して配置されたフランジ１９、２４、３５、４１のボルト穴２０、２５、３６、４２に、ボルト４３が、フランジ４１側からねじ込まれ、直列に接続された第１圧壊ノズル３、第２圧壊ノズル５および第３圧壊ノズル７は、しっかりと連結され、微細気泡発生装置１として一体とされている。

このような微細気泡発生装置１では、第１圧壊ノズル３の出口１２と、第２圧壊ノズル５に形成され、出口１２に対向して配置された第１凹部２３の端面との間に、平面視円形の整流板４４が設けられている。整流板４４は、第１圧壊ノズル３のベンチュリ管２の出口１１に対向して配置されている。また、整流板４４は、第２圧壊ノズル５の出口３０と、第３圧壊ノズル７に形成され、出口３０に対向して配置された凹部３４の端面との間にも設けられ、第２圧壊ノズル５の各ベンチュリ管４の出口２６および第２凹部２８に対向して配置されている。これらの整流板４４は、ボルト４３による上記のとおりの連結によって、第１圧壊ノズル３と第２圧壊ノズル５とにより挟持され、また、第２圧壊ノズル５と第３圧壊ノズル７とにより挟持される。

また、整流板４４は、第３圧壊ノズル７の液体吐出口３８側にも設けられ、第３圧壊ノズル７の各ベンチュリ管６の出口３７に対向して配置されている。液体吐出口３８側に設けられた整流板４４は、その外周縁部が、第３圧壊ノズル７の液体吐出口３８側の内周部に設けられる溝状の凹部に嵌め込まれて第３圧壊ノズル７に取り付けられ、固定されている。

いずれの整流板４４も、３枚の網板４５が重ねられて形成されている。

図４は、図１に示した整流板とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。

整流板４４を形成する網板４５は、弾性を有するものであり、たとえば、金属製の細線を網状に編んで形成したり、弾性を有する樹脂などを一体成形したりして形成することができる。網板４５は、平面視円形の形状を有している。網板４５の粗さは、たとえば、５０〜２００メッシュ程度とすることができ、設けられる部位に応じて粗さを変えることができる。また、整流板４４において各網板４５の粗さを同一とするばかりでなく、変えることもできる。

なお、整流板４４では、網板４５は、２枚以上の複数が重ねられて形成されていればよく、３枚に限定されることはない。液体の整流効果と気泡の合一の抑制とを考慮すると、網板４５の枚数は、２〜２０枚が好ましく例示される。

図４に示した整流板４４では、網板４５は、外周部の一箇所において溶着により接合されている。溶着部４６は、網板４５の形成材料によって適宜に形成される。金属製の網板４５の場合は、半田や溶接などにより溶着部４６を形成することができ、樹脂製の網板４５の場合は、加熱による溶解などによって形成することができる。

このように、図４に示した整流板４４では、３枚の網板４５が、外周部の一箇所に配置された溶着部４６において接合されているので、メンテナンス時に、網板４５がばらばらにならず、一つの整流板４４として取り出すことができる。このため、目詰まりの解消などのために洗浄した後に紛失したり、取付けを忘れたりすることがない。また、一箇所の溶着部４６によって接合されているだけであるため、弾性を有する網板４５は、溶着部４６を固定点として相互に離間させるように曲げることができる。したがって、各網板４５について目詰まりなどのメンテナンスを行うことができ、異物を網目から除去することができる。網板４５を完全に一体化させてしまうと、個別にメンテナンスすることができず、特に、内側に配置された網板４５のメンテナンスは非常に難しくなる。

図５は、整流板の別の形態とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。

図５に示した整流板４４では、３枚の網板４５が重ねられて形成されているが、溶着部４６が、網板４５の外周部の二箇所に配置され、網板４５が接合されている。２つの溶着部４６は、網板４５の直径方向に対向して配置されている。このような整流板４４も、図４に示した整流板４４と同様に、各網板４５について目詰まりなどのメンテナンスを行うことができる。図５に示した整流板４４では、２つの溶着部４６を結ぶ仮想線４７を中心線として、網板４５は、その両側に曲げることができ、相互に離間させることができる。

図６は、整流板の別の形態とそのメンテナンス方法を示した斜視図である。

図６に示した整流板４４では、３枚の網板４５が、その中心部に配置された一箇所の溶着部４６において接合されている。このような整流板４４においても、図４に示した整流板４４と同様に、溶着部４６を固定点として相互に離間させるように曲げることができる。したがって、各網板４５について目詰まりなどのメンテナンスを行うことができる。

図７（ａ）（ｂ）は、それぞれ、整流板の別の形態を示した斜視図、断面図である。

図７（ａ）（ｂ）に示した整流板４４では、平面視円環状であり、断面が略コ字形の形状を有する取付けカバー４８が設けられ、重ねられた３枚の網板４５の外周縁部を取付けカバー４８により挟み込んで機械的に接合している。取付けカバー４８は、たとえばゴム製などの弾性を有するものであり、径方向に多少引っ張ることができる。このため、メンテナンス時に、一体化された整流板４４を取り出した後、取付けカバー４８を外側に引っ張ることによって、各網板４５を取付けカバー４８から取り外すことができる。したがって、各網板４５について洗浄によって目詰まりなどのメンテナンスを行うことができ、異物を網目から除去することができる。メンテナンス後には、網板４５を個別にまたは３枚重ねて取付けカバー４８にその内側から圧入して取り付けることができる。網板４５は、その外周縁部において取付けカバー４８により挟持され、接合して整流板４４として一体化される。このような網板４５の取付けおよび取外しは、取付けカバー４８の弾性を利用するものであり、容易である。

図８（ａ）は、整流板の別の形態を示した斜視図であり、図８（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、その整流板のメンテナンス方法を示した平面図である。

図８（ａ）に示した整流板４４では、取付けカバー４８は、図７（ａ）（ｂ）に示した取付けカバー４８と同様に、平面視円環状であり、断面が略コ字形の形状を有し、重ねられた３枚の網板４５の外周縁部を挟み込んで接合するものである。一方、図８（ａ）に示した取付けカバー４８は、図７（ａ）（ｂ）に示した取付けカバー４８と異なり、弾性のあまりない樹脂から形成されている。また、図８（ａ）に示した取付けカバー４８は、平面視略半円状の２つの弧状部４９から形成され、一方の弧状部４９では、その一端部から外周に沿って外側に突出する爪５０が設けられている。他方の弧状部４９では、取付けカバー４８を形成する際に、爪５０が設けられた一方の弧状部４９に近接する一端部において、その端縁からやや離れ、爪５０の先端部が接触可能な位置にストッパー５１が設けられている。

このような取付けカバー４８は、具体的には、図８（ｂ）に示したように、２つの弧状部４９を、爪５０、ストッパー５１が設けられた一端部と反対側に位置する他端部において回動軸５２によって連結し、回動軸５２を中心として２つの弧状部４９が回動自在としたものが例示される。整流板４４のメンテナンス時には、２つの弧状部４９を、図８（ｂ）図中に矢印で示したように外側に回動させることによって、取付けカバー４８から網板４５を個別に取り出すことができる。メンテナンス後に整流板４４に組み立てる際には、２つの弧状部４９の内側に網板４５を３枚重ねて配置し、図８（ｂ）図中の矢印と反対の内側に２つの弧状部４９を回動させる。この後、爪５０を、ストッパー５１が設けられた方の弧状部４９の一端部の外側面上に嵌合させ、爪５０の先端部をストッパー５１に若干乗り上げさせ、ストッパー５１により爪５０を係止させる。このとき、２つの弧状部４９はしっかりと結合し、取付けカバー４８は、重ねられた３枚の網板４５の外周縁部を挟み込んで接合する。

また、取付けカバー４８は、図８（ｃ）に示したように、２つの弧状部４９を分離可能とすることもできる。この場合、一方の弧状部４９には、両端部に上記のとおりの爪５０を設け、他方の弧状部４９には、両端部に上記のとおりのストッパー５１を設けることができる。メンテナンス後に整流板４４に組み立てる際には、２つの弧状部４９を若干離して対向して配置させ、それらの内側に網板４５を３枚重ねて配置し、一方の弧状部４９の両端部に設けた爪５０を他方の弧状部４９の両端部の外側面上に嵌合させる。そして、上記のとおり、爪５０の先端部をストッパー５１に若干乗り上げさせ、ストッパー５１により爪５０を係止させる。このとき、２つの弧状部４９はしっかりと結合し、取付けカバー４８は、重ねられた３枚の網板４５の外周縁部を挟み込んで接合する。

図９（ａ）（ｂ）は、それぞれ、空気導入路の吸気口を開閉する開閉弁を示した要部平面図および要部断面図である。

上記のとおり、微細気泡発生装置１の液体流路の一部を形成する第１圧壊ノズル３では、図１に示したように、ベンチュリ管２のくびれ部１０に一端において連通し、他端において大気に開放された空気導入路１６が設けられている。空気導入路１６の大気に開放された他端には、円形形状を有する吸気口１７が、第１圧壊ノズル３の外側面に形成されている。吸気口１７は、その付近に設けられた開閉弁１８によって開閉自在とされている。

図９（ａ）に示したように、吸気口１７の付近の第１圧壊ノズル３の外側面には、吸気口１７をはさんで両側にレール５３が１本ずつ設けられている。２本のレール５３において対向する内側の側面には、図１に示したように、溝状のガイド５４が設けられている。開閉弁１８は、ほぼ正方形状の形状を有し、対向して配置された一組の側端縁部が、ガイド５４に挿入され、開閉弁１８は、レール５３に沿って、図９（ａ）図中に矢印で示した第１圧壊ノズル３の長さ方向にスライド自在に設けられている。開閉弁１８の他の一組の側端縁部には、その裏面の中央部に、下方に突出する爪５５が設けられている。

一方、吸気口１７の外側には、円環形状を有するＯリング５６がシール部材として設けられている。また、Ｏリング５６の外側には、２つの係止突起５７が、第１圧壊ノズル３から立ち上がるように設けられている。２つの係止突起５７は、第１圧壊ノズル３の長さ方向に対向して配置されている。

図９（ａ）に示したように、開閉弁１８が、第１圧壊ノズル３のベンチュリ管２の上流側に配置され、吸気口１７が開放されているとき、上記のとおり、第１圧壊ノズル３において液体が入口９から出口１２に向かってベンチュリ管２を流れると、くびれ部１０において液体の流速が増加し、これにともなって低圧が発生し、空気が、吸気口１７から空気導入路１６を通ってベンチュリ管２に吸い込まれる。

一方、図９（ｂ）に示したように、開閉弁１８を吸気口１７側にスライドさせ、スライド方向の前後に配置された爪５５が、係止突起５７を乗り越えると、各爪５５は、係止突起５７の各一つにより係止され、開閉弁１８は吸気口１７の上方に固定される。このとき、シール部材としてのＯリング５６は、開閉弁１８の裏面に密着するため、吸気口１７は開閉弁１８によって閉鎖される。この状態では、空気導入路１６は大気に開放されず、たとえ液体が上記のとおりにベンチュリ管２を流れても、ベンチュリ管２への空気の吸い込みは遮断される。

このような開閉弁１８のスライドは、手動で行うことができる。

なお、開閉弁１８のスライドは、必ずしも手動に限定されることはなく、小型化が可能である限り、電動方式とすることもできる。

以上に示した微細気泡発生装置１では、第１圧壊ノズル３の入口９が液体の流入口として配置され、第３圧壊ノズル７の液体吐出口３８が液体の吐出口として配置される。水などの液体が、第１圧壊ノズル３の入口９においてベンチュリ管２の入口８から液体流路に流入すると、通常時には、出口１２に向かって液体がベンチュリ管２を流れるとき、くびれ部１０において液体の流速が増加し、これにともなって低圧が発生する。吸気口１７が開放されている場合、空気が、吸気口１７から空気導入路１６を通ってベンチュリ管２に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、液体中に気泡となって混入し、液体がベンチュリ管２を出口１１に向かって流れるにしたがって圧力が増加することにより、気泡は砕かれ、気泡径は次第に小さくなっていく。

このようにして生成する気泡を含んだ液体は、第１圧壊ノズル３の出口１２と、第２圧壊ノズル５に形成され、出口１２に対向して配置された第１凹部２３の端面との間に設けられた、上記のとおりの整流板４４を通過するとき、整流され、流れの乱れが抑制される。そして、液体中の気泡は、その合一が抑制される。

整流板４４を形成する網板４５の粗さが粗いと、気泡径は粗くなり、粗さが細かいと、気泡径は細かくなる。また、整流板４４において重ねる網板４５の枚数を少なくすると、気泡数は少なくなり、枚数を多くすると、気泡数は多くなる。このように、微細気泡発生装置１では、整流板４４を形成する網板４５の粗さと枚数を組み合わせることによって、気泡径と気泡数を様々に変化させることができる。用途に応じた微細気泡の発生が可能となっている。

この後、気泡を含んだ液体は、第２圧壊ノズル５に流入し、並列に配置された各ベンチュリ管４を入口２２から出口２６に向かって流れる。液体中の気泡は、ベンチュリ管４を流れるにしたがって圧力が、一旦減圧された後、増加することにより、さらに砕かれ、気泡径はさらに小さくなる。

気泡径が細かくされた気泡を含む液体は、一旦、第２凹部２８に流出した後、第２圧壊ノズル５の出口３０と、第３圧壊ノズル７に形成され、出口３０に対向して配置された凹部３４の端面との間に設けられた整流板４４を通過する。このときにも、気泡を含んだ液体は、整流され、流れの乱れが抑制される。そして、液体中の気泡は、その合一が抑制される。

次いで、気泡を含んだ液体は、第３圧壊ノズル７に流入し、並列に配置された各ベンチュリ管６を入口３３から出口３７に向かって流れる。液体中の気泡は、ベンチュリ管６を流れるにしたがって圧力が、一旦減圧された後、増加することにより、さらにまた砕かれ、微細化され、０．１〜１０００μm程度の微細気泡が生成する。

そして、この微細気泡を含んだ液体は、第３圧壊ノズル７の液体吐出口３８側に設けられた整流板４４を通過し、液体吐出口３８から吐出する。液体は、さらに整流され、流れの乱れが抑制され、吐出する液体中の微細気泡は、その合一が十分に抑制され、上記のとおりの微小な気泡径を維持する。

このように、微細気泡発生装置１では、第２圧壊ノズル５および第３圧壊ノズル７を有する微細気泡発生部２７が設けられ、第２圧壊ノズル５および第３圧壊ノズル７の各ベンチュリ管４、６の出口２６、３７に対向して配置され、複数の網板４５が重ねられて形成された整流板４４が設けられている。このため、液体の流れの乱れが抑制され、微細気泡の合一を十分に抑制することができ、微細気泡を含んだ液体を効率よく生成して吐出することができる。また、微細気泡の発生は、上記加圧溶解方式の微細気泡発生装置のように溶解タンクなどを必要とせずに実現され、比較的簡便に実現され、装置の小型化が可能となる。

また、微細気泡発生装置１では、飲用やうがいなどの用途で必ずしも微細気泡を含んだ液体が必要とされないときなどの場合、流路切替板１４によってバイパス流路１３、２９、３９に切り替えることができる。第３圧壊ノズル７のバイパス流路３９の出口４０から吐出する液体は、吸気口１７が開閉弁１８によって閉鎖されず、空気導入路１６が開放されていても、気泡の混入の少ないものとなる。このように、微細気泡発生装置１では、用途に応じ、ベンチュリ管２、４、６などによって形成される液体流路またはバイパス流路１３、２９、３９に切り替えることができ、微細気泡発生装置１の利便性が向上する。

また、微細気泡発生装置１では、空気導入路１６を通じた、第１圧壊ノズル３のベンチュリ管２への空気の吸い込みを遮断可能とした開閉弁１８が設けられているので、開閉弁１８により空気の吸い込みを遮断する場合には、微細気泡を含まない通常の液体の吐出が可能となる。開閉弁１８は、手元で操作することができ、手動も可能である。空気の吸い込みとその遮断を容易に切り替えることができ、微細気泡を含む液体の吐出と微細気泡を含まない通常の液体の吐出とに容易に切り替えることができる。しかも、この切り替えは、手動の場合、安価に実現され、電動方式とする場合の停電などによる動作不能というリスクを低減させることもできる。微細気泡発生装置１の利便性が向上する。もちろん、微細気泡発生装置１の小型化を前提として、開閉弁１８のスライドに電動方式は採用可能である。

なお、開閉弁１８を設ける場合には、上記のとおりのバイパス流路１３、２９、３９および流路切替板１４は、必ずしも必要ではなく、微細気泡を含む液体と微細気泡を含まない通常の液体との切り替えは、開閉弁１８またはバイパス流路１３、２９、３９および流路切替板１４のいずれか一方の選択でも十分に対応することができる。

図１０は、図１に示した微細気泡発生装置の設置例を示した要部側面図である。

微細気泡発生装置１は、上記のとおり、小型化が可能であり、しかも、微細気泡を含む液体と微細気泡を含まない液体とを切り替えて吐出することができるため、厨房装置または洗面化粧台５８のシンクまたは洗面ボウル５９に取り付けられる水栓金具６０の吐水部６１に設けることができる。この場合、微細気泡発生装置１は、水道管に連通し、液体としての水道水は所定の圧力に加圧されているため、ポンプなどの動力を用いることなく、水栓金具６０の吐水部６１に取り付けるだけで微細気泡を含んだ水の吐出が可能となる。また、微細気泡を含む水と微細気泡を含まない水との切り替えを手元で操作することができ、利便性に優れる。

なお、本発明は、以上の実施形態によって限定されることはない。圧壊ノズルの形状および構造、整流板を形成する網板の形状および材質、また、水栓金具の種類および構造などの細部については様々な態様が可能である。

１ 微細気泡発生装置
２、４、６ ベンチュリ管（液体流路にも相当）
５ 第２圧壊ノズル
７ 第３圧壊ノズル
９ 入口（液体の流入口に相当）
１６ 空気導入路
２７ 微細気泡発生部
２６、３７ 出口
３０ 出口
３８ 液体吐出口（液体の吐出口および第３圧壊ノズルの出口に相当）
４４ 整流板
４５ 網板
６０ 水栓金具
６１ 吐水部

Claims (3)

1. 液体の流入口と吐出口を有する液体流路を内部に備え、この液体流路の途中に、大気に開放された空気導入路が連通されるとともに、この空気導入路から吸引した空気を圧壊により微細化し、微細気泡を発生させる微細気泡発生部が設けられた微細気泡発生装置であって、
   前記微細気泡発生装置は、１本のベンチュリ管を内部に有する第１圧壊ノズルと、複数本のベンチュリ管が並列に配置されて形成された第２圧壊ノズルおよび第３圧壊ノズルとを有し、前記第１圧壊ノズル、前記第２圧壊ノズルおよび前記第３圧壊ノズルは直列に配置され、前記第２圧壊ノズルおよび前記第３圧壊ノズルが微細気泡発生部を形成し、前記ベンチュリ管の並列数が、前記第２圧壊ノズルよりも前記第３圧壊ノズルの方が多く、
   複数の網板が重ねられて形成された整流板が、前記第１圧壊ノズル、前記第２圧壊ノズルおよび前記第３圧壊ノズルの各ベンチュリ管の出口に対向して設けられ、
   前記微細気泡発生部には、前記液体流路とは異なるバイパス流路が形成され、かつ前記液体流路と前記バイパス流路とを切り替える流路切替板が設けられていることを特徴とする微細気泡発生装置。
2. 前記整流板を形成する網板が、５０〜２００メッシュの網板であることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
3. 水栓金具の吐水部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の微細気泡発生装置。