JP2010172884A - 気液混合生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水中、大気中の両面で使用でき、既存設備と接合が容易で、微少気泡、ミリバブルの切り換えが手元ででき、しかも安価で簡単な構造で装置から吐出される液体中に微小気泡や大きめの気泡などの大小の気泡を容易に混入させることのできる気液混合生成装置を提供する。
【解決手段】導入側通路２１と吐出側通路２２とからなる液体通路２を内部に形成した外筒３と、導入側通路２１に装着された内筒４と、内筒４の内部の送水通路４１の下流端側に形成されたエッジ部４２と、該エッジ部４２直近下流側の導入側通路２１と吐出側通路２２の境界部分に形成された所定の隙間５と、内筒４の外周と外筒３の内周との間に形成された環状気室６と、一端側７２ａが環状気室６の吸入口６１に連通接続し他端側７２ｂに開閉蓋７３が設けられた吸気路７１を内部に形成した吸気開閉器７とを少なくとも備えた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、日常使う例えば散水、給水、給湯、浴槽でのシャワー浴び等の用途に応じて使用される各種の液体中に気体を混在化させる技術に係り、特に、簡単な構造で装置から吐出される液体中に微小気泡や大きめの気泡などの大小の気泡を容易に混入させて生成する気液混合生成装置に関するものである。

従来、用途に応じて使用される各種の液体中に気体を混在化させて、大小の気泡を液体中に混入させて生成することができる気液混合生成装置が種々開発され、実用に供されている。

しかしながら、従来の気液混合生成装置には、次のような問題点がある。
気液混合生成装置の水中、大気中の両面で使用できない。
装置化されているものが多く既存設備と接合が困難である。
浴槽で使用する微少気泡発生装置には特に高価なものが多い。
微少気泡、ミリバブルの切り換えが手元で出来ない。
その構造が一般に複雑であり、その結果、部品数も多く、コストが高い。
内部の清掃などの作業の際には簡単に分解して内部の清掃を容易に行うことも困難である。

この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、水中、大気中の両面で使用でき、既存設備と接合が容易で、微少気泡、ミリバブルの切り換えが手元ででき、しかも安価で簡単な構造で装置から吐出される液体中に微小気泡や大きめの気泡などの大小の気泡を容易に混入させて生成することのできる気液混合生成装置を提供することにある。

以上の課題を達成するために、請求項１の発明は、導入側通路と吐出側通路とから構成される液体通路を内部に形成した外筒と、該外筒の内部の上記導入側通路に装着され流速を高める送水通路が内部に形成された内筒と、該内筒の内部の送水通路の下流端側に形成され上記吐出側通路に向けて送水通路の内周面の内径がテーパー状に一旦縮小後に拡大し流速促進及び水脈分離を促すエッジ部と、該エッジ部直近下流側の導入側通路と吐出側通路との境界部分にその内周方向に形成された所定の隙間と、上記内筒の外周と上記外筒の内周との間に環状に形成され上記隙間に連通する環状気室と、上記外筒の外周側に装着され一端側が上記環状気室の吸入口に連通し他端側に開閉蓋が設けられた吸気路を内部に形成した吸気開閉器と、を少なくとも備えた手段よりなるものである。

請求項１の発明の好ましい態様として、請求項２の吐出側通路の吐出口に接続して使用される専用ノズルは、内部に攪拌室が形成され、攪拌室の前面及びその外周側面を形成するヘッドと、その後面側を形成するヘッド受けとから構成され、上記前面には多数の吐出孔が形成され、前面の内面側中心部には、内部の上記攪拌室に向けて突起する水流案内突起が形成され、上記ヘッド受けの中央部には貫通して内外にそれぞれ突出する水流案内路が形成され、内部に突出する側の水流案内路の外周側面は水流案内縁となって上記水流案内突起と共にその内部の攪拌室内で旋回流を生じさせ、水流案内路の外部に突出する側が吐出側通路の吐出口の内部に挿入接続される。

また、請求項１の発明の好ましい態様として、請求項３の吸気開閉器の吸気路の他端側に接続して使用される吸気管接続装置は、気体の流路となる吸気管、吸気管の下流端に取り付けられた吸気管接続器、吸気管の途中に設けられた吸気量調整弁から構成され、上記吸気管の上流側は気体供給側の大気中に開口され又は気体貯留タンクに接続される。

また、請求項１の発明の好ましい態様として、請求項４の開閉蓋には、吸気路の他端側の開口部分を完全に塞ぐ箇所の表面の一部に微小径孔が形成されている。

また、請求項１の発明の好ましい態様として、請求項５のエッジ部は、頂部を境にその両側に傾斜面を有する断面三角形状に突起するように送水通路の内周面に形成されている。

課題を解決するための手段よりなるこの発明に係る気液混合生成装置によれば、次のような効果を奏するものである。
（１）気泡径の調整が吸気開閉器の開閉蓋の開閉の開度で簡単に行えるので、使途や好みに合わせ利用できる。しかも、吸気開閉器の開閉蓋の開閉の調整を手元で行うことができる。また、気液混合生成装置の吐出口に例えば市販のシャワーヘッドや専用ノズルを装着することにより使途が広がる。例えば、介護用移動風呂、シャワー、植木等への散水などに使用できる。
（２）内部の送水通路の下流端側にエッジ部が形成された内筒を外筒に挿入して結合するのみの構造であり、その構造が簡単であるため安価になると共に分解清掃が容易に行える。しかも、微細な加工を必要としないため加工費の低減が可能となり製品価格を低減できる。
（３）発生させる気泡の大きさは吸気開閉器の開閉蓋の開度や液体通路途中に設ける隙間により行うので、気泡の大きさを調整する機能を持つ装置などを通路の内部に配置する必要がなく、異物通過の障害がないため、異物の通過が容易に出来る。また、異物径が特定できればそれに合わせた設計が可能である。
（４）気体の吸引は上記隙間部で発生する負圧により自給式となる。導入側通路に挿入した内筒のエッジ部は吐出側通路に向けて急縮小拡大しているので、通過する液体はエッジ部を持って飛び越え吐出側通路へ連続的に移行し導入側通路の下流面と吐出側通路の上流面に設けられている隙間は空洞化し負圧状態となることで吸引力が生じ、液体に気体を吸引させることができる。

請求項２の場合には、気液混合生成装置を大気中で使用したとき、吐出する噴流水が液体通路の流路内に充満せず隙間の周囲まで大気圧となることがあり、この状態になると液体通路の内部に負圧が発生せずに大気を自吸することができなくなるが、吐出側通路の吐出口側にこの専用ノズルを接続し、この専用ノズルで吐出水を一旦受け止め液体通路の流路内に液体の例えば水を充満させることで、吐出側通路と導入側通路との境界付近の隙間の周囲近傍に負圧区域を発生させることができ、これにより大気を自吸させることができる。これに加えて、気泡混合液体が撹拌室で撹拌されることで、より気泡の微細化を促進しつつ噴出することができる。

請求項３の場合には、気液混合生成装置の吸気開閉器の吸気路の他端側に吸気管接続装置を接続して使用することにより、液体中の例えば浴槽内の湯中に気液混合生成装置を水没させて使用することができる。そして吸気量調整弁の弁開度調整を行うことにより、気液混合生成装置の吐出口から吐出する水に対して、気泡無〜微細気泡〜ミリバブルまで無段階に調整することができる。

請求項４の場合には、大気中での散水、浴室でのシャワーとして利用する時の気泡径調整は、吸気開閉器の開閉蓋に形成した微小径孔で全閉時の微細気泡と開閉蓋の開口時のミリバブルに切り替えることができる。

請求項５の場合には、液体がエッジ部を通過す直後の領域に確実に負圧状態を生成することができる。

（Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置の正面図である。（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す別の気液混合生成装置の正面図である。（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置の要部の部分拡大側断面図である。（Ｂ）はこの発明を実施するための形態を示す内筒の下流端の端部正面図である。 この発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置に専用ノズルを装着した側面図である。 （Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す専用ノズルのヘッドの前面を内部から見た内部正面断面図である。（Ｂ）はこの発明を実施するための形態を示す専用ノズルの側断面図である。 この発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置に専用ノズルと吸気管接続装置を装着した側断面図である。 この発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着した側面図である。 この発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着して大気中で使用している概略図である。 この発明を実施するための形態を示す気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着して浴槽水の中で使用している概略図である。

以下、図面に記載の発明を実施するための形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１（Ａ）は気液混合生成装置の正面図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（Ａ）は別の気液混合生成装置の正面図である。図２（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（Ａ）は気液混合生成装置の要部の部分拡大側断面図、図３（Ｂ）は内筒の下流端の端部正面図、図４は気液混合生成装置に専用ノズルを装着した側面図、図５（Ａ）は専用ノズルのヘッドの前面を内部から見た内部正面断面図、図５（Ｂ）は専用ノズルの側断面図、図６は気液混合生成装置に専用ノズルと吸気管接続装置を装着した側断面図、図７は気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着した側面図、図８は気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着して大気中で使用している概略図、図９は気液混合生成装置にシャワーヘッドを装着して浴槽水の中で使用している概略図である。

図において、気液混合生成装置１は、簡単な構造で例えば水、その他の各種の液体中に微小気泡や大きめの気泡などの大小の気泡を容易に混入生成させる装置である。気液混合生成装置１は、液体通路２を内部に形成した外筒３、該外筒３の内部に形成された内筒４、該内筒４の内部に形成されたエッジ部４２、エッジ部４２の直近下流側に形成された所定の隙間５、隙間５に連通する環状気室６、外筒３の外周側に装着された吸気開閉器７などから少なくとも構成されている。また、気液混合生成装置１には必要に応じて、専用ノズル８や吸気管接続装置９が取り付けられて使用される。

気液混合生成装置１を構成する外筒３の内部には例えば円形断面の液体通路２が設けられている。液体通路２は導入側通路２１と例えばこれより段差して内径が小なる吐出側通路２２とから構成されている。導入側通路２１の端部から導入された液体例えば水が液体通路２内を通過中に気体例えば空気が液体の水中に吸引されて混入し、吐出側通路２２の端部から気泡混合液体が吐出される構造になっている。

気液混合生成装置１を構成する外筒３は、その内部の液体通路２を構成する導入側通路２１に内筒４が前後方向に向けて装着されている。内筒４は導入側通路２１の流入側端部から吐出側通路２２に向けて挿入されている。つまり、気液混合生成装置１を構成する外筒３の内部に設けられた液体通路２は、内筒４が挿入された導入側通路２１と吐出側通路２２とに分けられる。

外筒３の内部に形成された導入側通路２１の円形の直径は、前記したように吐出側通路２２の円形の直径より大きく、その境界部分は例えば直角に段差している。つまり導入側通路２１の境界部分は円形になっていて、その円形の内部にこれより小さな同心円形の吐出側通路２２の端部が形成されている。直径が大きな導入側通路２１から挿入された内筒４の先端はこの境界部分の例えば直角な段差部分で隙間５をあけて止められる。

そして、内筒４を導入側通路２１の内部に挿入して装着したとき、導入側通路２１に装着した内筒４と吐出側通路２２との境界部分には通気溝として機能する所定の隙間５が常に形成される構造になっている。つまり、導入側通路２１に挿入された内筒４と吐出側通路２２とは所定の隙間５を形成して前後方向に連通接続されている。

外筒３の導入側通路２１内に挿入されて装着される内筒４は筒状になっていて、内部に断面円形の送水通路４１が形成されている。送水通路４１は、導入側通路２１及び吐出側通路２２と共に液体通路２の一部を構成する。送水通路４１の内径は内筒４が挿入される導入側通路２１の内径よりも小さい。

導入側通路２１の上流端となる導入口２１ａから導入された液体の例えば水は、導入側通路２１を通過してこれよりも内径が小さな内筒４の送水通路４１内に入ると、流体連続性の原理により流速が促進される。つまり、送水通路４１は流速促進部として機能する。

また、内筒４の内部に形成された流速促進部として機能する送水通路４１には、その下流端側にエッジ部４２がその内周面に形成されている。エッジ部４２は吐出側通路２２に向けて送水通路４１の下流端内周面の内径がテーパー状に縮小した形状から形成されていて、流速促進と水脈分離を促す機能を果たす。

内筒４の送水通路４１の下流端側にエッジ部４２を設けたので、流速を有する液体はエッジ部４２により内径がテーパー状に急激に縮小することで、流体の連続性により流速が促進されることになる。また、導入側通路２１から吐出側通路２２に流入する際に、エッジ部４２により液体通路２の断面積が急縮急拡の状態になるので、エッジ部４２を通過直後にその圧力が下がり、液体に吸引力が自然に生じる。

しかも、エッジ部４２の直下流端から液体通路２が吐出側通路２２に向けてテーパー状に拡大しているので、エッジ部４２を通過する液体は傾斜を持って飛び越え吐出側通路２２へ連続的に移行して水脈分離が促進されて、エッジ部４２の直下流の隅部には空洞が形成される。この空洞部分は隙間５に連通している。

そしてエッジ部４２の直下流の隅部は空洞化し飛び越える液体で隅部の気体は連行され負圧状態となり吸引力が自然に生じるようになる。負圧状態となる隅部には隙間５が連通していて、吸引力が発生して境界部分に位置する隙間５から例えば空気などの気体を吐出側通路２２を通過する液体例えば水中に吸引混入させて、吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出された液体中に気泡を混入する構造になっている。

内筒４の送水通路４１の内径はエッジ部４２と送水流入口４１ａを除いて、内径は例えば同一の円形になっている。送水流入口４１ａはその内周縁が丸みを帯びて流入する液体との抵抗が小さくなるように形成されている。

図３に図示する内筒４のエッジ部４２は側面から見ると、頂部４２ａを挟んで図の右側の内面上側は吐出側通路２２に向けて斜め下向きに傾斜し、頂部４２ａを挟んで図の右側の内面下側は吐出側通路２２に向けて斜め上向きに傾斜して、内径は急激に縮小している。また、頂部４２ａを挟んで図の左側の内面上側は吐出側通路２２に向けて斜め上向きに傾斜し、頂部４２ａを挟んで図の左側の下側は吐出側通路２２に向けて斜め下向きに傾斜して、内径は拡大している。

また、図３に図示する内筒４の下流端の端面には通気溝として機能する隙間５が確実に形成されるように、僅かな幅を有する端面凸面４３又は端面凹面４４が半径方向に少なくとも一つは形成されている。この端面凸面４３が導入側通路２１の下流端の段差面に当接することで、或いは端面凹面４４が導入側通路２１の下流端の段差面との間に隙間を形成することで、内筒４の下流端の端面と導入側通路２１の下流端の段差面との間に通気溝として機能する隙間５が確実に形成されることになる。

通気溝として機能する隙間５に連通する環状気室６が、導入側通路２１の内部に挿入された内筒４が段差して外径が小さくなった先端側外周に形成されている。環状気室６が形成された吐出側通路２２との境界側の内筒４の外径は、導入側通路２１の内径より小さく形成されている。内筒４の先端側外周は段差して他の部分より外径が小さくなっており、環状気室６は内筒４が段差して小さくなった外径とこれより大きな内径の導入側通路２１の隙間部分となる環状の空洞部分に形成されている。

導入側通路２１の内周面に内接する内筒４の外周面には、シール溝４ａがその円周方向の全周に向けて形成されている。シール溝４ａの断面は矩形状の形状をしている。シール溝４ａには環状の気密用シール材４ｂが取り付けられている。

また、吐出側通路２２の吐出口２２ａ側の内径は段差してその内径が大きくなっており、大きくなった内周側面には、例えば市販のシャワーヘッドａの端部或いは必要に応じて取り付けて使用される後述の専用ノズル８の端部が接続し易いように例えば螺旋螺子山が形成されている。

気液混合生成装置１を構成する外筒３は、例えば円筒形状に形成されていて、吐出口２２ａ側の外形の直径がそれ以外の部分の直径より少し大きな環状凸部３１に形成されている。環状凸部３１は外筒３の中央部分の外周側に装着されるリング状の吸気開閉器７が吐出口２２ａ側にスライドしないようにストッパーの機能を果たす。

リング状の吸気開閉器７が装着される外筒３の中央部分の後述の吸入口６１を挟んでその両側の外周面には、シール溝３ａがその円周方向の全周に向けてそれぞれ形成されている。シール溝３ａの断面は矩形状の形状をしている。シール溝３ａには環状の気密用シール材３ｂが取り付けられている。吸入口６１の両側に取り付けられた環状の気密用シール材３ｂによって、外筒３の外周と吸気開閉器７の貫通孔７１の内周との気密性が図られて、吸入口６１では吸気開閉器７の吸気路７２を通じて流入する以外の気体の流入の阻止が図られる。

導入側通路２１に液体が流入する側となる上流端の導入口２１ａ側の外形は段差してその外径が小さくなっていて、この小さくなった導入口２１ａ側からリング状の吸気開閉器７が外装される。叉この段差して小さくなった外周側面には液体例えば水の供給通路としての送水管ｂの一端部が接続し易いように例えば螺旋螺子山が形成されている。送水管ｂの他端部は液体供給源例えば水道の蛇口などに接続されている。

リング状の吸気開閉器７が装着される外筒３の中央部分の外周側には外周から内側の円形穴に向かって環状気室６に連通する吸入口６１が形成されている。吸入口６１の開口部分は外筒３の中央部分の外周表面の周方向の全周又は一部に形成されている。吸入口６１は図ではその開口部分が外周表面の周方向の全周に溝状に形成されており、そこから内部に向かって例えば１個又は複数個の円形孔状に形成されて環状気室６に連通している。

液体通路２の外周の全周に形成される環状気室６の端部は通気溝として機能する上記隙間５に連通している。気体は吸入口６１を通過して環状気室６に流入し、環状気室６の全周方向に行き渡った後に液体通路２の内周方向に形成された通気溝として機能する隙間５から吐出側通路２２側でそこを通過する流速を有する液体の例えば水中に吸引されて、吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出される液体の例えば水中に気泡を混入させる。

吸気開閉器７は、環状気室６に吸引される気体の例えば空気の通路を開閉して、気体の流入量を調整するもので、外筒３の中央部分の外周側に装着されている。吸気開閉器７は例えばリング状に形成されている。吸気開閉器７の本体側７ａは円筒形状に形成されていて、その内部の中心から偏心する箇所に円形の貫通孔７１が形成されている。貫通孔７１に外筒３の中央部分の外周側が挿通されることで、吸気開閉器７は外筒３の中央部分の外周側に装着される。

貫通孔７１が円筒形の中心から偏心位置に形成されていることで肉厚となった本体側７ａの内部には、気体例えば空気の流入通路となる吸気路７２が形成されている。吸気路７２は外筒３の内部に形成された液体通路２の軸芯方向に平行になる方向に形成されている。吸気路７２の奥端側は吸気開閉器７の本体側７ａの中央部位まで達している。

中央部位まで達している吸気路７２の奥端側はそこから貫通孔７１に向けて図面では直角に方向をかえて下向きに延設され、延設された吸気路７２の一端側７２ａは貫通孔７１の内周面に到達して開口している。内周面に開口している吸気路７２の一端側７２ａは、貫通孔７１の内周面に内接する外筒３の中央部分の外周側に形成された環状気室６の吸入口６１に連通接続する位置に形成されている。つまり、吸気開閉器７は、開口する吸気路７２の一端側７２ａが吸入口６１に連通接続するように外筒３に装着される。

液体通路２に平行に形成された吸気路７２の他端側７２ｂは、液体通路２の導入側通路２１の導入口２１ａ側の方向に向けて延設され、本体側７ａの開閉蓋側端面７ｂに開口されている。開口された吸気路７２の他端側７２ｂにはこれ開閉する開閉蓋７３が設けられている。開閉蓋７３は外筒３に接する側がその円形外形に対応する凹型円弧状に形成されている。叉その反対側は外筒３に接した状態で吸気開閉器７の本体側７ａの外周側面にその大半が略一致するような円弧状に形成されている。

開閉蓋７３は、例えば図１に図示するように吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分の表面に沿ってその開口面積を狭めたり広げたりして開閉する回動開閉式や、例えば図２に図示するように吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分の表面に向けて前進或いは後退して開口部分との隙間を狭めたり広げたりして開閉する進退動開閉式などがある。

図１に図示する回動開閉式にあっては、吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を塞ぐ箇所から少し離れた位置の本体側７ａの開閉蓋側端面７ｂに、開閉蓋７３の回動軸７３ａが軸支されている。開閉蓋７３はこの回動軸７３ａを中心して回動し、本体側７ａの開閉蓋側端面７ｂに形成された吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を開閉する。

また、図２に図示する進退動開閉式にあっては、吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を塞ぐ箇所から少し離れた位置の本体側７ａの内部を貫通する作動孔７ｃが形成されている。作動孔７ｃは液体通路２の軸芯方向に平行に形成されている。この作動孔７ｃには作動軸７３ｂが挿入されている。作動軸７３ｂの先端側は作動孔７ｃから突出して開閉蓋７３に形成された連結孔７３ｃに挿入連結されている。

作動軸７３ｂの基端側も開閉蓋側端面７ｂの反対側の端面の作動孔７ｃから突出している。基端側の直径は段差して少し大きくなっている。叉この少し直径が大きな基端側が挿入される作動軸７３ｂの内径も段差して少し大きくなっている。この段差して径が大きくなっている部分はストッパーとして機能する。

基端側を必要以上に押し込んだ場合には、この段差によって止められて、それ以上押し込むことができない状態、つまり吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分と開閉蓋７３とが必要以上に隙間が開くのを防ぐことができる。開閉蓋側端面７ｂの反対側となる端面の作動孔７ｃから突出する作動軸７３ｂの基端側は丸みを帯びていて、この基端側を押したり引いたりすることにより、先端側が連結された開閉蓋７３を前後方向に進退させて、吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を開閉する。

さらに、これに以外にも、図示しないが上記と全く逆の構造、つまり、内部に吸気路７２が形成された吸気開閉器７の本体側７ａを、外筒３の外周方向に回したり、或いは外筒３の長さ方向にスライドさせて、相対的に開閉蓋７３を開閉させる方式もある。

ところで、開閉蓋７３には、吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を完全に塞いだ状態でも、吸気路７２の内部に気体の例えば大気が吸引されるように、開口部分を完全に塞ぐ箇所の表面の一部に微小径孔７３ｄが必要に応じて形成されている。この微小径孔７３ｄが形成されている場合には、開閉蓋７３で吸気路７２の他端側７２ｂの開口部分を完全に塞いでも、微小径孔７３ｄを通じて少量の気体例えば大気が吸引されて、吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出される液体の例えば水中に大気の一部が混入されることになる。

専用ノズル８は、吐出側通路２２の吐出口２２ａ側に必要に応じて接続して使用される。専用ノズル８は、特に液体通路２の内部に負圧が発生せずに気体の例えば大気を自吸できない場合には使用される。気液混合生成装置１を大気中で使用した場合、吐出する噴流水が液体通路２の流路内に充満せず隙間５の周囲まで大気圧となることがある。この状態になると液体通路２の内部に負圧が発生せずに大気を自吸することができなくなる。

そこで、吐出側通路２２の吐出口２２ａ側に専用ノズル８を接続し、この専用ノズル８で吐出水を一旦受け止め液体通路２の流路内に液体の例えば水を充満させることで、吐出側通路２２と導入側通路２１との境界付近の隙間５の周囲近傍に負圧区域を発生させることができるのである。

専用ノズル８は、内部に攪拌室８１が形成され、攪拌室８１の前面８２ａ及びその外周側面８２ｂを形成するヘッド８２と、その後面側を形成するヘッド受け８３とから構成されている。攪拌室８１では吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出されて流入した気泡混合水を旋回流で更に攪拌させて微細化する。

ヘッド８２は外形が円筒形状で、前面８２ａ及びその外周側面８２ｂが塞がれ、後面側が開口された構造になっている。円形の前面８２ａには多数の小円形の吐出孔８２ｃが同心円状に形成されていて、攪拌室８１で攪拌された気泡混合水はこの多数の吐出孔８２ｃから吐出される。

ヘッド８２を構成する前面８２ａの内面側の中心部には、内部の攪拌室８１に向けて突起する円錐状の水流案内突起８２ｄが形成されている。吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出されて流入した気泡混合水は、この水流案内突起８２ｄによって攪拌室８１内にスムーズに導かれて後述の水流案内縁８３ｂと相まって攪拌室８１内で旋回流を生じる。

ヘッド受け８３は円形の外形をしており、その円周縁がヘッド８２の外周側面８２ｂの先端側に内接している。円形のヘッド受け８３の中央部には貫通して内外にそれぞれ突出する断面円形の水流案内路８３ａが形成されている。水流案内路８３ａは吐出側通路２２の吐出口２２ａから吐出される吐出水の専用ノズル８内部への流入路である。

内部に突出する側の水流案内路８３ａの外周側面は水流案内縁８３ｂになっていて、前述したように水流案内突起８２ｄと共にその内部の攪拌室８１内で旋回流を生じさせる機能を果たす。叉外部に突出する側の水流案内路８３ａの外周側面には、吐出側通路２２の吐出口２２ａの内部に挿入接続し易いように例えば螺旋螺子山が形成されている。専用ノズル８はこの水流案内路８３ａの外周側面を通じて吐出側通路２２の吐出口２２ａの内部に接続される。

吸気管接続装置９は、気液混合生成装置１に気体例えば空気を吸気させる場合に、必要に応じて吸気開閉器７の吸気路７２の他端側７２ｂに接続して使用される。吸気管接続装置９は、気体の流路となる吸気管９１、吸気管９１の下流端に取り付けられた吸気管接続器９２、吸気管９１の途中に設けられた吸気量調整弁９３などから構成される。気体供給側の気体は吸気管９１を流れて環状気室６内に流入し、隙間５から吐出側通路２２内の液体中に吸引されて溶解し、又気泡となる。

吸気管接続装置９の吸気管９１はその上流側が気体供給側、例えば大気中に開口されていたり、健康や美容などの目的で特殊な気体を吸引して液体例えば水に混入して使用したい場合にはこれらの気体貯留タンクに接続される。吸気管接続器９２は吸気開閉器７の吸気路７２の開口する他端側７２ｂに接続する箇所である。吸気管接続器９２の先端には吸気路７２の開口する他端側７２ｂに挿入接続される接続端子が設けられている。吸気管接続器９２の接続時には吸気開閉器７の開閉蓋７３は全開される。

吸気量調整弁９３は気体供給側から吸引される気体の流量を調整する弁で、この吸気量調整弁９３を調整することにより、例えば流量を少なくすると液体中の気泡の直径を小さくして微小気泡を生成し易くし、逆に流量を多くすると液体中の気泡の直径が大きいものを生成し易くすることができる。

次に、上記発明を実施するための形態の構成に基づく気液混合生成装置の動作について以下説明する。

気液混合生成装置１を構成する外筒３の導入側通路２１の導入口２１ａに、他端部が液体供給源例えば水道の蛇口などに接続されている送水管ｂの一端部を接続する。また、気液混合生成装置１を構成する外筒３の吐出側通路２２の吐出口２２ａに、例えば市販のシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８を接続する。さらに、気液混合生成装置１を液体中例えば浴槽内のお湯の中で使用する場合には、気液混合生成装置１を構成する吸気開閉器７の吸気路７２の他端側７２ｂを開閉する開閉蓋７３を全開にし、吸気路７２の他端側７２ｂに吸気管接続装置９の吸気管接続器９２を接続する。

この状態で送水管ｂを通じて送水すれば、その速度によって気液混合生成装置１の導入側通路２１と吐出側通路２２との境界部分にできるエッジ部４２を通過する水脈がエッジ部４２の形状に追従せず傾斜を持って飛び越え、エッジ部４２の直下流に渦と隅部に負圧発生部ｃを生じつつ連続的に導入側通路２１に挿入された内筒４の内部を通過して吐出側通路２２に移行する。

この時、渦を生じた水脈が導入側通路２１と吐出側通路２２との境界部分の円周状の隅部の空気を連行し流下するのでこの部分は負圧発生部ｃとなる。円周状の隅部に発生した負圧は、負圧発生部ｃに形成された隙間５を通じて環状気室６、環状気室６から吸気開閉器７の吸気路７２の管路内も負圧にする。吸気管接続装置９が接続されている場合には吸気管９１の内部も負圧にする。

吸気管接続装置９を接続していない場合において、吸気開閉器７の開閉蓋７３を全閉すると、導入側通路２１と吐出側通路２２との境界部分の円周状の隅部で発生する負圧によって、開閉蓋７３に形成した微小径孔７３ｄを通じて少量の気体の例えば大気中の空気が連続的に吸引される。吸引された少量の空気は負圧によって吸気開閉器７の吸気路７２を流下し、吸気路７２の一端側７２ａから吸入口６１を通じて環状気室６に流入し、環状気室６に連通する隙間５から液体通路２内を送水されている水脈中へ連行されて液体中の例えば水中に混入される。そして、気液混合生成装置１に接続したシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８からは少量の空気が混入した液体の例えば水が吐出される。

環状気室６及び隙間５を通じて液体通路２内を送水されている水脈中へ供給される空気量を調整する吸気開閉器７の開閉蓋７３の開度により、水中に混入される空気量や気泡の大きさの程度が変化する。吸気開閉器７の開閉蓋７３の開度の調整は、回動開閉式にあっては開閉蓋７３を回動軸７３ａを中心して回動させ、或いは吸気開閉器７の本体側７ａを外筒３の外周方向に回して相対的に開閉蓋７３を回動させる。叉進退動開閉式にあっては作動軸７３ｂの基端側を押したり引いたりすることにより先端側が連結された開閉蓋７３を前後方向に進退させ、或いは開閉蓋７３に対して相対的に外筒３をその長さ方向にスライドさせて行われる。

吸気開閉器７の開閉蓋７３を全開にすれば環状気室６内の圧力が大気圧に近づき、空気が大量に液体通路２内を送水されている水脈中へ連行され、気液混合生成装置１に接続したシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８から吐出される水に混入される気泡径が大きくなる。逆に吸気開閉器７の開閉蓋７３の開度を絞っていけば環状気室６内の圧力が低下し、隙間５を通じて液体通路２内を送水されている水脈中への吸入量が減少し、混入する空気が微小化し水脈へ混入され、気液混合生成装置１に接続したシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８から吐出される水に混入される気泡径が小さくなり、微小気泡を混入した水を生成させることが可能となる。

これに対して、気液混合生成装置１を液体中例えば浴槽中で使用するために、吸気管接続装置９を吸気開閉器７の吸気路７２の他端側７２ｂに接続している場合には、吸気管９１、吸気路７２、環状気室６及び隙間５を通じて、液体通路２内を送水されている水脈中へ供給される空気量は、吸気量調整弁９３の弁開度により負圧の程度が変化する。そして気泡なし〜微小気泡〜ミリバブルまで任意にセットすることができる。

すなわち、吸気量調整弁９３の弁開度を全開にすれば、環状気室６内の圧力が大気圧に近づき、空気が大量に液体通路２内を送水されている水脈中へ連行され、気液混合生成装置１に接続したシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８から吐出される水に混入される気泡径が大きくなる。

逆に空気量を調整する吸気量調整弁９３の弁を絞っていけば環状気室６内の圧力が低下し、隙間５を通じて液体通路２内を送水されている水脈中への吸入量が減少し、混入する空気が微小化し水脈へ混入され、気液混合生成装置１に接続したシャワーヘッドａ或いは専用ノズル８から吐出される水に混入される気泡径が小さくなり、微小気泡を混入した水を生成させることが可能となる。

なお、この発明は上記発明を実施するための形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

１ 気液混合生成装置
２ 液体通路
２１ 導入側通路
２１ａ 導入口
２２ 吐出側通路
２２ａ 吐出口
３ 外筒
３ａ シール溝
３ｂ 気密用シール材
３１ 環状凸部
４ 内筒
４ａ シール溝
４ｂ 気密用シール材
４１ 送水通路
４１ａ 送水流入口
４２ エッジ部
４２ａ 頂部
４３ 端面凸面
４４ 端面凹面
５ 隙間
６ 環状気室
６１ 吸入口
７ 吸気開閉器
７ａ 本体側
７ｂ 開閉蓋側端面
７ｃ 作動孔
７１ 貫通孔
７２ 吸気路
７２ａ 一端側
７２ｂ 他端側
７３ 開閉蓋
７３ａ 回動軸
７３ｂ 作動軸
７３ｃ 連結孔
７３ｄ 微小径孔
８ 専用ノズル
８１ 攪拌室
８２ ヘッド
８２ａ 前面
８２ｂ 外周側面
８２ｃ 吐出孔
８２ｄ 水流案内突起
８３ ヘッド受け
８３ａ 水流案内路
８３ｂ 水流案内縁
９ 吸気管接続装置
９１ 吸気管
９２ 吸気管接続器
９３ 吸気量調整弁
ａ シャワーヘッド
ｂ 送水管
ｃ 負圧発生部

Claims (5)

1. 導入側通路と吐出側通路とから構成される液体通路を内部に形成した外筒と、該外筒の内部の上記導入側通路に装着され流速を高める送水通路が内部に形成された内筒と、該内筒の内部の送水通路の下流端側に形成され上記吐出側通路に向けて送水通路の内周面の内径がテーパー状に一旦縮小後に拡大し流速促進及び水脈分離を促すエッジ部と、該エッジ部直近下流側の導入側通路と吐出側通路との境界部分にその内周方向に形成された所定の隙間と、上記内筒の外周と上記外筒の内周との間に環状に形成され上記隙間に連通する環状気室と、上記外筒の外周側に装着され一端側が上記環状気室の吸入口に連通し他端側に開閉蓋が設けられた吸気路を内部に形成した吸気開閉器と、を少なくとも備えたことを特徴とする気液混合生成装置。
2. 吐出側通路の吐出口に接続して使用される専用ノズルは、内部に攪拌室が形成され、攪拌室の前面及びその外周側面を形成するヘッドと、その後面側を形成するヘッド受けとから構成され、上記前面には多数の吐出孔が形成され、前面の内面側中心部には、内部の上記攪拌室に向けて突起する水流案内突起が形成され、上記ヘッド受けの中央部には貫通して内外にそれぞれ突出する水流案内路が形成され、内部に突出する側の水流案内路の外周側面は水流案内縁となって上記水流案内突起と共にその内部の攪拌室内で旋回流を生じさせ、水流案内路の外部に突出する側が吐出側通路の吐出口の内部に挿入接続される請求項１に記載の気液混合生成装置。
3. 吸気開閉器の吸気路の他端側に接続して使用される吸気管接続装置は、気体の流路となる吸気管、吸気管の下流端に取り付けられた吸気管接続器、吸気管の途中に設けられた吸気量調整弁から構成され、上記吸気管の上流側は気体供給側の大気中に開口され又は気体貯留タンクに接続される請求項１に記載の気液混合生成装置。
4. 開閉蓋には、吸気路の他端側の開口部分を完全に塞ぐ箇所の表面の一部に微小径孔が形成されている請求項１に記載の気液混合生成装置。
5. エッジ部は、頂部を境にその両側に傾斜面を有する断面三角形状に突起するように送水通路の内周面に形成されている請求項１に記載の気液混合生成装置。

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