JP2011089314A - 給水給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】安定で、洗浄力の高い給水を行うことで、吐水量の削減をはかり、節水による省エネを実現しつつも快適な使用が可能な給水給湯システムを提供する。
【解決手段】市水を供給するための水道管に接続された家庭用給水管から、水栓カラン３０に至る給水給湯経路に、気泡混入機構部１０を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、給水給湯システムに係り、特に節水型の給水給湯システムに関する。

近年、地球温暖化対策の一層の推進を図るため、「エネルギーの使用の合理化に関する法律（省エネ法）」が改正され、またこの規程に基づき、新たな住宅の省エネルギー性能向上を促進する措置として「住宅事業建築主の判断の基準」の告示がなされた。
住宅における一次エネルギー消費量のうち、その多くを給湯設備の一次エネルギー消費量が占めている。従って、給湯設備の給湯負荷を低減することは住宅の省エネルギー性能に大きく寄与することが可能となる。

そこで、このような省エネルギー化の一環として、無駄な水の使用をなくし、不要な消費量を削減するための工夫がなされている。たとえば、台所水栓や浴室シャワーなどで湯水を使用する際、使用時に湯水を出しっ放しにしたり、必要以上の流量で使用したりすると、水の消費量が増えるだけでなく、給湯のためのエネルギー消費量も大きく増大する。

台所水栓においては、節水のために吐水量を削減すると、吐水の勢いが低下するため、洗浄の作業性が低下する。このため、洗浄力を高めつつ使用水量を節減することが大きな課題となっている。
例えば、本出願人は、吐水部を介して洗面ボウルに至る吐水に微細気泡を含ませる微細気泡発生装置を設けた洗面化粧台（特許文献１）を提案している。
また、吐水されるシャワー水に微細気泡を含ませる微細気泡発生装置を設けたシャワー装置（特許文献２、３）を提案している。

特開２００７−０８９７０７号公報 特開２００７−０８９７０２号公報 特開２００７−０８９７１０号公報

しかしながら、特許文献１乃至３のいずれも、シャワーや泡沫金具を水栓カランの先端に設置する方式であるため、すべてのカランに対応させるのは困難である。
このように泡沫金具を水栓カランの先端に設置する方式では、水流が不安定であり、止水時に泡沫金具の先端にたまった空気が、再吐水時に水滴とともに吐き出され、飛び散ったりすることもある。
台所水栓は、流し台にとりつけられているため、水栓から出る水が周囲に飛び散ったりして、使用者が濡れないようにする必要がある。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、安定で、洗浄力の高い給水を行うことで、吐水量の削減をはかり、節水による省エネを実現しつつも快適な使用が可能な給水給湯システムを提供することを目的とする。

そこで本発明は、市水を供給するための水道管に接続された家庭用給水管から、水栓カランに至る給水給湯経路に、気泡混入機構部を具備したことを特徴とする。
この構成によれば、給水給湯経路に気泡混入機構部を設けることにより、気泡を安定的に吐水に混入させ、体積流量を増加させるとともに、吐水の勢いを確保することができる。従って少ない流量で、洗浄力を高めることが可能となり、節水が可能となる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡混入機構部は、外壁に突起部を設けた内管と、前記内管の外側を覆うとともに、前記突起部を囲むように形成された鍔部を有する外管とを具備し、前記内管の外壁が前記突起部よりも下流側で、徐々に径小となるテーパ面を有し、前記鍔部において、前記外管と内管との間から空気が流入可能に構成されたものを含む。
この構成によれば、流水中は、ベンチュリー効果により、径が徐徐に縮小される管内での負圧で外管と内管との間に隙間すなわち吸気口が開き、止水中は、配管内の内圧が上昇することにより、配管内体積を増加させるために内管が移動し、外管と内管との間の隙間すなわち吸気口が閉じる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡混入機構部と、前記水栓カランとの間に残留する気泡を回収する気泡回収部を具備したものを含む。
この構成によれば、止水時に、気泡混入機構部と水栓カランの間の配管内に残留する空気を気泡回収部で分離回収することができ、次回の吐水時に空気のみが吐出されるのを防ぐことができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡混入機構部と前記水栓カランとの間に気泡径調整部を具備したものを含む。
この構成によれば、気泡混入機構部と水栓カランとの間に気泡径調整部を配しているため、気泡混入機構部と水栓カランとの間に距離がある場合にも、均一な気泡流を維持することができる。従って混入した気泡が合一してしまい、均一な気泡流を維持することができなくなるような不都合を防止することができる。望ましくは、配管径に合わせたメッシュを挿入する。あるいは、圧力変動や流速変動を発生させ、泡を発泡させるための収縮経路を設けるようにすればよい。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡径調整部は、前記給水給湯経路の前記水栓カランの直前に設けられたものを含む。
この構成によれば、水栓カランから吐水する直前に気泡径を調整しているため、所望の大きさの気泡を含んだ吐水を得ることができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡混入機構部は、流量調整部と、気泡混入部とを具備し、前記気泡混入部は、逆流防止機構部を介して空気供給部に接続されたものを含む。
この構成によれば、止水時に、吸気経路から水が逆流するのを防止することができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、逆流防止機構部と前記気泡混入部との間に加圧機構部を具備したものを含む。
この構成によれば、流防止機構部と前記気泡混入部との間に加圧機構部を具備しているため、ベンチュリー方式による自吸方式に比べ、吸気効率の向上を図ることができる。その際、加圧機構部の動力を、配管を流れる吐水の流速から取り出すことで、外部エネルギーを不要とすることができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、逆流防止機構部と前記気泡混入部との間に吸気量調整機構部を具備したものを含む。
この構成によれば、逆流防止機構部と前記気泡混入部との間に吸気量調整機構部を設けることで、ベンチュリー効果による吸気量を吸気量調整機構部で変動させ、脈動を発生させることができる。その際、吸気量調整機構部の開閉の動力を、配管を流れる吐水の流速から取り出すことで外部エネルギーを不要とすることができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、前記気泡回収部は前記水栓カラン直前の前記水栓カランよりも高い位置に空気貯留部を具備したものを含む。
この構成によれば、水栓カラン直前の最も高い位置に空気貯留部を設置し、止水時に配管に残った空気を貯留する貯留部を設けている。この空気貯留部の容量は気泡混入部で混入する気泡混入率と配管経路の径と長さとから設定するのが望ましい。この空気貯留部に貯留された空気は、次回吐水時に、気泡混入部を通る吐水により発生する負圧を利用し、空気貯留部と気泡混入部とを接続する配管を通り、再度吐水中に気泡として混入する。特に、気泡混入部をベンチュリー管構造とすることで、貯留された空気を効果的に吐水に混入することができる。

また本発明は、上記給水給湯システムにおいて、さらに脈動発生機構部を具備したものを含む。
この構成によれば、水栓カランの上流に、洗浄性向上のために流量を変動させるための脈動発生機構部例えば流量変動部を設置するようにしているため、節水のために吐水量を削減しても、吐水の勢いを低下させることなく、洗浄作業の作業性を向上することができる。給水配管に流量調整部と流量変動部を設け、流量変動部により流量を変動させることができる。

また本発明は、市水を供給するための水道管に接続された家庭用給水管から、水栓カランに至る給水給湯経路に、脈動発生機構部を具備したことを特徴とする。
この構成によれば、脈動発生機構は、気泡混入機構部と併用してもよいし、単体で使用してもよい。併用することにより、より少ない流量で洗浄力を上げることができる。ここでは、水栓カランの上流に、洗浄性向上のために流量を変動させるための脈動発生機構部例えば流量変動部を設置するようにしているため、節水のために吐水量を削減しても、吐水の勢いを低下させることなく、洗浄作業の作業性を向上することができる。給水配管に流量調整部と流量変動部を設け、流量変動部により流量を変動させることができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、給水給湯経路に気泡混入機構部を設けることにより、気泡を安定的に吐水に混入させ、体積流量を増加させるとともに、吐水の勢いを確保することができる。従って少ない流量で、洗浄力を高めることが可能となり、節水が可能となる。

本実施の形態１の給湯給水システムを示す概要図 本実施の形態１の要部概要図 本実施の形態１の給湯給水システムの気泡混入機構部を示す図 本実施の形態１の給湯給水システムの気泡混入機構部を示す図 本実施の形態２の給湯給水システムを示す概要図 本実施の形態３の給湯給水システムの概要図 本実施の形態４の給湯給水システムの概要図 本実施の形態５の給湯給水システムの概要図 本実施の形態５の給湯給水システムの概要図 本実施の形態５の給湯給水システムの概要図 本実施の形態５の給湯給水システムの要部拡大断面図 本実施の形態６の給湯給水システムの概要図 本実施の形態７の給湯給水システムの概要図 本実施の形態８の給湯給水システムの概要図 本実施の形態８の給湯給水システムの要部拡大断面図 本実施の形態９の給湯給水システムの概要図 本実施の形態９の給湯給水システムの概要図

以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
(実施の形態１)
この給水給湯システム１００は、気泡を安定的に吐水に混入させ、体積流量を増加させるとともに、吐水の勢いを確保する節水機能を備えたもので、図１に概要図を示すように、市水Ｗを供給するための水道管（図示せず）に接続された家庭用給水管から、水栓カラン３０に至る給水給湯経路に、気泡混入機構部１０を具備したことを特徴とする。この水栓カラン３０から吐水された気泡を含む水は、流し台２００に、供給され使用される。
この気泡混入機構部１０は、図２にブロック図を示すように、気泡混入部１０Ｓと、逆流防止機構部１０Ｐとを具備している。図３はこの気泡混入機構部１０を示す概要図、図４は要部拡大断面図である。

この気泡混入機構部１０は図３及び４に示すように、吸気口１０１を隔てて外管１０２の端縁が、内管１０３の端縁と重なり合うように構成され、この吸気口１０１から空気が流路に混入するように構成される。図４において、（ａ）は通水時の状態を示し、（ｂ）は止水時の状態を示す。すなわち、外壁に突起部１０４を設けた内管１０３と、内管１０３の外側を覆うとともに、突起部１０４を囲むように形成された鍔部１０５を有する外管１０２とを具備し、内管１０３の外壁が突起部１０４よりも下流側で、徐々に径小となるテーパ面１０７を有している。そしてこの鍔部１０５において、外管１０２と内管１０３との間から空気が流入可能に構成され、気泡混入部１０Ｓを構成している。

また内管１０３に形成された突起部１０４には、逆流防止機構部１０Ｐが形成されている。外管１０２との係合部に、Ｏリング挿通用の環状溝１０８が設けられており、この環状溝１０８と外管の鍔部１０５の内壁面１０５Ｓとの間で、Ｏリング１０９を係止することで、逆流防止機構部１０Ｐを構成し、逆流防止機能を有している。
ここで、内管１０３の上流側から矢印Ａの方向に水が流れると径が徐々に縮小しているため、通水時には図４（ａ）に示すように、ベンチュリー効果により、負圧となる。そこで、外管１０２内部の圧力が低下し、内管が矢印Ａ方向に移動し、Ｏリング１０９が、外管の鍔部１０５の内壁面１０５Ｓと離れ、吸気口１０１から、空気が流入する。

一方、止水時には内管１０３および外管１０２内の内圧が上昇することにより、配管内体積を増加させるために内管１０３が矢印Ｂ方向に移動する。そしてＯリング挿通用の環状溝１０８と、外管の鍔部１０５の内壁面１０５Ｓとの間で、Ｏリング１０９を圧迫することで、逆流防止機構部１０Ｐを構成し、逆流防止機能を発揮している。

この構成によれば、流水中は、ベンチュリー効果により、径が徐々に小さくなる管内での負圧で外管と内管との間に隙間すなわち吸気口が開き、止水中は、配管内の内圧が上昇することにより、配管内体積を増加させるために内管が移動し、外管と内管との間の隙間すなわち吸気口が閉じる。このため、ローリングポンプ、ベーンポンプ、ロータリポンプ、リニアポンプ等の動力ポンプなどの外部エネルギーを使用することなく、気泡の混入と逆流防止がきわめて簡単な構成で実現される。

このように構造も簡単で、メンテナンスフリーであるため、低コスト化をはかることができる。また、給水給湯経路に気泡混入機構部を設けることにより、気泡を安定的に吐水に混入させ、体積流量を増加させるとともに、吐水の勢いを確保することができる。従って少ない流量で、洗浄力を高めることが可能となり、使用水量の低減と洗浄能力の向上とが可能となる。従って、省エネ対策には極めて有効な給湯給水システムを提供することが可能となる

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態では、図５に本発明の実施の形態２の給湯給水システムの概要図を示すように、前記実施の形態１の構成に加えて、気泡混入機構部１０と、水栓カラン３０との間に残留する気泡を回収する気泡回収部２０を具備したことを特徴とする。この気泡回収部は図６に示すように、所望の領域で配管に空気孔１１１を形成し、配管内に残留する空気を回収するものである。
この構成によれば、上記構成に加えて、止水時に、気泡混入機構部と水栓カランの間の配管内に残留する空気を気泡回収部で分離回収することができ、次回の吐水時に空気のみが吐出されるのを防ぐことができる。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態では、図７に本発明の実施の形態３の給湯給水システムの概要図を示すように、前記実施の形態２の構成に加えて、気泡混入機構部１０と水栓カラン３０との間に気泡径調整部２１を具備したものである。
図８は気泡径調整部２１を示す図である。この気泡径調整部２１は配管の途中に接続されており、気泡径調整部本体２１１と、気泡径調整部本体２１１の内径に一致するメッシュ２１２とで構成されており、この気泡径調整部本体２１１内を水が通ることで、気泡径がそろえられ、気泡混入機構部と水栓カランとの間に距離がある場合にも、均一な気泡流を維持することができる。
従って混入した気泡が合一してしまい、均一な気泡流を維持することができなくなるような不都合を防止することができる。

（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
前記実施の形態３では、メッシュからなる気泡径調整部２１を用いたが、本実施の形態では、図９に示すように、径大部２１１ａ、２１１ｂとの間に径小部２１３を設け、急激に圧力変動や流速変動を発生させるとともに、泡を破泡させるため拡縮経路を設けたものである。この例でも気泡径調整部２１は、気泡混入機構部１０と水栓カラン３０との間に配置されている。
この気泡径調整部２１は配管の途中に接続されており、気泡径調整部本体２１１と、気泡径調整部本体２１１の内径に一致するメッシュ２１２とで構成されており、この気泡径調整部本体２１１内を水が通ることで、気泡径がそろえられ、気泡混入機構部と水栓カランとの間に距離がある場合にも、均一な気泡流を維持することができる。
従って本実施の形態によっても混入した気泡が合一してしまい、均一な気泡流を維持することができなくなるような不都合を防止することができる。

なお、この気泡径調整部２１は、給水給湯経路の水栓カラン３０の直前に設けられるようにしてもよい。
この構成により、水栓カラン３０から吐水する直前に気泡径を調整しているため、所望の大きさの気泡を含んだ吐水を得ることができる。
気泡径は径大部２１１ａ、２１１ｂと、これらの間に設けられる径小部２１３の径の比で決まるため、これらを調整することで自由に所望の気泡径を得ることができる。
前記実施の形態では、拡大縮小は急拡大急縮小としたが、徐々に拡大縮小するような経路であってもよい。この場合は装置が大きくなるが、安定した気泡調整が可能となる。

（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態では、図１０に本発明の実施の形態５の給湯給水システムの概要図を示すように、気泡混入機構部１０は、流量調整部１１と、気泡混入部１０Ｓとを具備し、前記気泡混入部１０Ｓは、逆流防止機構部１０Ｐを介して空気供給部１４に接続されており、止水時に、吸気経路から水が逆流するのを防止することができるようにしたものである。

この給水給湯システムは図１１に要部拡大断面図を示すように、流量調整部１１が、徐徐に縮径される第１の通路Ｐ２と一定の流路径の第２の通路Ｐ３と徐々に径大となる第３の通路Ｐ４と一定の流路径の第４の通路Ｐ５とで構成され、これら第１乃至第４の通路の流路径の比で流量調整がなされる。
流量調整部１１では、これら第１乃至第４の通路Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の径とテーパを調整することで、高精度に流量調整を行うことができる。
また、領域Ｐ１は、前記実施の形態１で図３及び図４を用いて示したものと同様の、気泡混入部１０Ｓ、逆流防止機構部１０Ｐを構成する。
この流量調整部１１は、内管１０３の上流側から矢印Ａの方向に水が流れると径が徐々に縮小しているため、通水時には、ベンチュリー効果により、負圧となる。そこで、外管１０２内部の圧力が低下し、内管が矢印Ａ方向に移動し、Ｏリング１０９が、外管の鍔部１０５の内壁面１０５Ｓと離れ、吸気口１０１から、空気が流入することで流量を調整している。

一方、止水時には内管１０３および外管１０２内の内圧が上昇することにより、配管内体積を増加させるために内管１０３が矢印Ｂ方向に移動する。そしてＯリング挿通用の環状溝１０８と、外管の鍔部１０５の内壁面１０５Ｓとの間で、Ｏリング１０９を圧迫することで、逆流防止機構部１０Ｐを構成し、逆流防止機能を発揮する。図１１は止水時を示す図である。
ここで同一部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６について説明する。
本実施の形態では、図１２に本発明の実施の形態６の給湯給水システムの概要図を示すように、実施の形態５の給水給湯システムにおいて、逆流防止機構部１０Ｐと前記気泡混入部１０Ｓとの間にポンプなどの加圧機構部１５を具備したものである。

この構成によれば、逆流防止機構部１０Ｐと前記気泡混入部１０Ｓとの間にポンプなどの加圧機構部１５を具備しているため、ベンチュリー方式による自吸方式に比べ、吸気効率の向上を図ることができる。その際、加圧機構部の動力を、配管を流れる吐水の流速から取り出すことで、外部エネルギーを不要とすることができる。

（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７について説明する。
本実施の形態では、図１３に本発明の実施の形態７の給湯給水システムの概要図を示すように、上記給水給湯システムにおいて、逆流防止機構部１０Ｐと前記気泡混入部１０Ｓとの間に吸気量調整機構部１６を具備したものを含む。
この構成によれば、逆流防止機構部１０Ｐと前記気泡混入部１０Ｓとの間に吸気量調整機構部１６を設けることで、ベンチュリー効果による吸気量を吸気量調整機構部１６で変動させ、脈動を発生させることができる。その際、吸気量調整機構部１６の開閉の動力を、配管を流れる吐水の流速から取り出すことで外部エネルギーを不要とすることができる。

（実施の形態８）
次に本発明の実施の形態８について説明する。
本実施の形態では、図１４に本発明の実施の形態８の給湯給水システムの概要図を示すように、気泡回収部２０が、前記水栓カラン３０直前の前記水栓カラン３０よりも高い位置に空気貯留部４０を具備したものである。これは図１５に断面概要図を示すように水栓カラン直前の最も高い位置に空気貯留部４０を設置し、止水時に配管に残った空気を貯留している。この空気貯留部４０は鍔部１０５に設けられた空気孔４２と、逃げ孔４３とを有する空気溜本体４１とで構成される。

この構成によれば、この空気貯留部４０の空気溜本体４１の容量は気泡混入部１０Ｓで混入する気泡混入率と配管経路の径と長さとから設定するのが望ましい。この空気貯留部４０に貯留された空気は、次回吐水時に、気泡混入部１０Ｓを通る吐水により発生する負圧を利用し、空気貯留部４０と気泡混入部１０Ｓとを接続する配管を通り、再度吐水中に気泡として混入する。特に気泡混入部１０Ｓを図１１に通路Ｐ２−Ｐ５で示すように、ベンチュリー管構造とすることで、貯留された空気を効果的に吐水に混入することができる。ここでも、これら気泡回収部や気体混入機構部は水栓カランの近傍ではなく、少なくとも水栓カランから１ｍ〜２ｍあるいはそれ以上離間した位置に設けることで、安定した気泡混入が可能となる。

（実施の形態９）
次に本発明の実施の形態９について説明する。
本実施の形態では、図１６に本発明の実施の形態９の給湯給水システムの概要図を示すように、給水給湯システムにおいて、さらに脈動発生機構部１８を具備したことを特徴とする。
この構成によれば、水栓カランの上流に、洗浄性向上のために流量を変動させるための脈動発生機構部１８例えば流量変動部を設置するようにしているため、節水のために吐水量を削減しても、吐水の勢いを低下させることなく、洗浄作業の作業性を向上することができる。ここで脈動発生機構部１８は、図１７に示すように、給水配管に流量調整部１１と流量変動部１９を設けることで構成される。この構成によれば、流量変動部１９により流量を変動させることができる。

流量変動部１９は、タイマーにより所定の間隔で開閉する電磁弁を用いた経路の開閉や、キャビテーションによる振動を共振により増幅するなどの方法により、流量を変化させることができる。ここで弁は経路を完全に閉じることなく流量を絞る程度の弁でもよい。

さらにまたキャビテーションを使用することで、動力は不要であり、高周波数での脈動を発生することができる。キャビテーションは、液体の流れの中で圧力がごく短時間だけ（水では大気圧の1/50程度の）飽和蒸気圧より低くなったとき、液体中に存在する100ミクロン以下のごく微小な「気泡核」を核として液体が沸騰したり溶存気体の遊離によって小さな気泡が多数生じる現象である。圧力が変化すると沸騰していた気体の体積も変化し泡の大きさが変る。膨張と収縮を繰り返しながら圧力に応じてしだいに小さくなってゆく。小さくなる過程で、プロペラのような硬い表面近くの泡は粘性と表面張力も作用して、その表面に張り付きながら泡の遠い側がくぼみ、ジェットの勢いで表面に激突して泡は***する。
そして、最終的には周囲の圧力が飽和蒸気圧より高くなり、周囲の液体は泡の中心に向かって殺到して、気泡が消滅する瞬間に中心で衝突するため微小ながら強い圧力波が発生し、騒音・振動を発生させる。
水中でのキャビテーションの作る３０ミクロン前後の微小な泡は、５０キロヘルツ以上の高周波水中振動波（水中音波）を高い効率で減衰するといわれている。
このようなキャビテーションを用いることで、外部エネルギーを使用することなく、微細な気泡を高精度に混入させることができる。

ここで、脈動発生機構は、気泡混入機構部と併用してもよいし、単体で使用してもよい。併用することにより、より少ない流量で洗浄力を上げることができる。ここでは、水栓カランの上流に、洗浄性向上のために流量を変動させるための脈動発生機構部例えば流量変動部を設置するようにしているため、節水のために吐水量を削減しても、吐水の勢いを低下させることなく、洗浄作業の作業性を向上することができる。給水配管に流量調整部と流量変動部を設け、流量変動部により流量を変動させることができる。

なお、以上説明してきた実施の形態では、水栓カランよりも上流側に気泡混入機構部を設けたものであるが、さらに、上記構成に加えて、水栓カランにも、気泡発生装置を加えるようにしてもよい。

たとえば、水や温水が給水される給水管の先端をシャワーヘッドに接続し、給水管を介してシャワーヘッドに供給された水をシャワーヘッドのシャワー吐出孔からシャワー水として外部に吐水可能にし、このシャワー水に０．１〜１０００μｍの微細気泡を含有させる微細気泡発生装置を設けてもよい。詳しくは、シャワーヘッドに供給される水の給水経路は、湯沸かし機のような湯供給部から至る湯供給管と水道管のような水道水供給部から至る水供給管とが湯水混合弁の入口に接続され、この湯水混合弁の出口にシャワーヘッドに至る給水路が接続され、この給水路に吐水水量を制御する電磁弁で構成された給水流量弁が配設されると共に微細気泡発生装置が配設されている。

ここで、気泡混入部にはエアポンプにより気体を水に圧送する強制混入機構を採用することも可能であるが、本実施の形態では、特に動力を必要としないために構成の簡略化を図り得る、給水路を流れる水に気体をエゼクター効果にて自然に引き込ませるエゼクター機構が採用されている。詳しくは、給水路に絞り部を設ける等して形成した負圧発生部に室内に開口する気体供給流路を接続することで構成され、室内の空気を水に混入可能にしている。ここで、気体供給流路には水の逆流を防ぐ逆止弁を設けるのが望ましい。

さらにまた、気泡混入機構部としては、超高分子量ポリエチレンやポリプロピレンなどの略球形粒子を充填して加熱成型して形成した多孔体を用いたものも有効である。たとえば複数の流路に多孔体を配置するとともに、空気ポンプから空気用ホースを通して供給された空気を空気流路から各々の多孔体に供給し、空気流路から供給された空気を気泡混入部から外部へ逃がすこと無く、多孔体にすべて供給するよう工夫されている。

気泡混入部に達した水流は気泡混入部の複数の多孔体に分割導入され、空気供給手段としての空気ポンプから供給された空気は空気流路を通して多孔体にて気泡として微細化され、水中に混入する。微細気泡を含む複数の水流は、メッシュにて一本の整流とするとともに、微細気泡を大径化させ、整流中に均一に分散させる。

そして、多孔体の水に接する面には、多数の独立開孔が設けられており、水のせん断力により気泡を微細化する。多孔体は通水路の一部をなしており、通水路壁面全周に設けられ、通水路方向に延長して設けられているため、流れの乱れやよどみを発生させることなく、開孔面積を大きくすることができる。また開孔面積を大きくすることで開孔部における気泡発生密度を低くすることができるため、大量の空気を混入させても気泡生成時の気泡合一が発生しにくく微細な独立気泡を生成することができる。このようにして、空気の圧力による運動量を確実に、効率よく、迅速に水に伝達することができる。また微細な気泡は剛性が高く変形しにくく、不要な運動を生じないため、でエネルギー損失は少ない。

ここで用いる多孔体としては、超高分子量ポリエチレンやポリプロピレンなどの略球形粒子を充填して加熱成型したであって、表面は粒子により互いの空隙が分割された独立開孔を構成しており、独立気泡を生成するものを用いる。また略均一な粒子を充填することで、開孔は略格子状に規則的な配置となり、気泡生成時に気泡同士が合一することが少ない。

また、気泡混入機構部を自動制御することも可能である。
使用者が水栓カランの下に手を差し出すと検知センサーにより手が検知され、制御器により電磁弁が開弁され通水が開始され、気泡混入機構部に空気が供給されるようにすることも可能である。

また、上記実施の形態では台所シンクで使用する水栓カランについて説明したが、洗面台あるいは浴室で使用するシャワー等にも適用可能であることは言うまでもなく、この場合にも、少ない流量で、気泡を含むシャワー水に均一な良好な外観を現出させると共に、手の肌表面やシンクや洗面ボウルの表面や食器等に良好な汚れ除去効果を付与することができる。

１０ 気泡混入機構部
１０Ｓ 気泡混入部
１０Ｐ 逆流防止機構部
１１ 流量調整部
１４ 空気供給部
１８ 脈動発生機構部
１９ 流量変動部
２０ 気泡回収部
１０１ 吸気口
１０２ 外管
１０３ 内管
１０４ 突起部
１０８ 環状溝
１０９ Ｏリング
１１１ 空気孔

Claims (11)

1. 市水を供給するための水道管に接続された家庭用給水管から、水栓カランに至る給水給湯経路に、
   気泡混入機構部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
2. 請求項１に記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡混入機構部は、外壁に突起部を設けた内管と、前記内管の外側を覆うとともに、前記突起部を囲むように形成された鍔部を有する外管とを具備し、
   前記内管の外壁が前記突起部よりも下流側で、徐々に径小となるテーパ面を有し、
   前記鍔部において、前記外管と内管との間から空気が流入可能に構成された給水給湯システム。
3. 請求項１または２に記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡混入機構部と、前記水栓カランとの間に残留する気泡を回収する気泡回収部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡混入機構部と前記水栓カランとの間に気泡径調整部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡混入機構部は、流量調整部と、気泡混入部とを具備し、
   前記気泡混入部は、逆流防止機構部を介して空気供給部に接続されたことを特徴とする給水給湯システム。
6. 請求項５に記載の給水給湯システムであって、
   逆流防止機構部と前記気泡混入部との間に加圧機構部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
7. 請求項５に記載の給水給湯システムであって、
   逆流防止機構部と前記気泡混入部との間に吸気量調整機構部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
8. 請求項３に記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡回収部は前記水栓カラン直前の前記水栓カランよりも高い位置に空気貯留部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。
9. 請求項４に記載の給水給湯システムであって、
   前記気泡径調整部は、前記給水給湯経路の前記水栓カランの直前に設けられたメッシュである給水給湯システム。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の給水給湯システムであって、
    さらに脈動発生機構部を具備した給水給湯システム。
11. 市水を供給するための水道管に接続された家庭用給水管から、水栓カランに至る給水給湯経路に、
    脈動発生機構部を具備したことを特徴とする給水給湯システム。

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