特開 2023-114280 微細気泡発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023114280

(43)【公開日】2023-08-17

(54)【発明の名称】微細気泡発生装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 23/20 20220101AFI20230809BHJP

   B01F 25/40 20220101ALI20230809BHJP

   E03C 1/084 20060101ALI20230809BHJP

【ＦＩ】

B01F3/04 Z

B01F5/06

E03C1/084

B01F5/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016564

(22)【出願日】2022-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000242378

【氏名又は名称】株式会社ＫＶＫ

(71)【出願人】

【識別番号】501483061

【氏名又は名称】株式会社 フクシマ化学

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】後藤 直人

(72)【発明者】

【氏名】福島 康貴

(72)【発明者】

【氏名】山田 高広

【テーマコード（参考）】

2D060

4G035

【Ｆターム（参考）】

2D060CC17

4G035AB04

4G035AC01

4G035AC26

4G035AE13

(57)【要約】

【課題】微細気泡を発生させるための構造が新規である微細気泡発生装置を提供する。
【解決手段】微細気泡発生装置１０は、流入口１１及び排出口１２と、流入口１１と排出口１２とを連通する流路１３とを備える。流路１３は、流入口１１から排出口１２へ延びる軸線Ｐ周りに螺旋状に延びる独立した複数の螺旋流路１４が並列する並列部１３ａを備える。微細気泡発生装置１０は、並列部１３ａの下流側にて、複数の螺旋流路１４から排出された旋回流を合流させることにより微細気泡を発生させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水栓の通水路に取り付けて用いられる微細気泡発生装置であって、
流入口及び排出口と、
前記流入口と前記排出口とを連通する流路とを備え、
前記流路は、前記流入口から前記排出口へ延びる軸線周りに螺旋状に延びる独立した複数の螺旋流路が並列する並列部を備え、
前記並列部の下流側にて、複数の前記螺旋流路から排出された旋回流を合流させることにより微細気泡を発生させることを特徴とする微細気泡発生装置。

【請求項2】

前記流路における前記並列部の下流側には、複数の前記螺旋流路から排出された水流を合流させる合流部が設けられている請求項１に記載の微細気泡発生装置。

【請求項3】

前記合流部は、複数の前記螺旋流路のそれぞれを前記排出口側に延長させた形状の延長部分と、前記軸線が位置する中心部分にて前記延長部分同士を連通する連通部分とを備える請求項２に記載の微細気泡発生装置。

【請求項4】

筒状の第１部材と、前記第１部材に挿入されるピン状の第２部材とを備え、
前記第１部材は、
断面が円形状の内周面を有する周壁と、
前記周壁の内周面から突出するとともに前記周壁の中心軸である前記軸線周りに螺旋状に延びる複数の螺旋壁と、
前記軸線上に位置するとともに前記第１部材を軸線方向に貫通する貫通孔とを備え、
前記第２部材は、前記貫通孔に挿入されることにより、前記螺旋壁の各先端面に当接して前記貫通孔を塞ぐ部材であり、
前記螺旋流路は、前記周壁、前記螺旋壁、及び前記第２部材により区画された空間である請求項１～３のいずれか一項に記載の微細気泡発生装置。

【請求項5】

前記第１部材の下流側の端部には、前記貫通孔に前記第２部材が挿入されていない部分であって、前記周壁及び前記螺旋壁により区画された空間同士が前記貫通孔により連通された部分が設けられている請求項４に記載の微細気泡発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微細気泡発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

微細気泡発生装置は、水栓の通水路に取り付けて用いられる装置であり、通水路を流れる水流中に微細な気泡を発生させる。水流中に発生した微細な気泡は、洗浄効果などの付加効果を水流に付与する。

【0003】

特許文献１に開示される微細気泡発生装置は、外形が略円筒状の本体部と、本体部をその中心軸方向に貫通する貫通孔とを備える。貫通孔の断面形状は、最も幅の狭い部分を含む中心領域と、本体部の中心軸に対して対称に形成されるとともに最も幅の広い部分を含む二つの周辺領域とを有する形状である。貫通孔は、本体部の中心軸に沿って、水流が流入する第１端部側から水流が流出する第２端部側に向かって上記断面が回転している形状である。

【0004】

水栓の通水路を流れる水流が微細気泡発生装置を通過する際、貫通孔の中心領域に流れ込んだ水流は、ほとんど回転されることなく、そのままの圧力及び流速で本体部の中心軸に沿って直進するように流れる。一方、貫通孔の周辺領域に流れ込んだ水流は、貫通孔の外周形状に沿って螺旋状に旋回しながら流れる。このとき、中心領域を流れる水流と、周辺領域を流れる水流との間には、水流の速度差が生じるとともに、周辺領域を流れる水流に作用する遠心力に基づいて中央領域が低水圧となる圧力差が生じる。特許文献１の微細気泡発生装置は、貫通孔の中心領域を流れる水流と周辺領域を流れる水流との間の速度差及び圧力差に基づいて、貫通孔を流れる水流中に微細気泡を発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－２０１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、微細気泡を発生させるための構造が従来技術と異なる新規な微細気泡発生装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する微細気泡発生装置は、水栓の通水路に取り付けて用いられる微細気泡発生装置であって、流入口及び排出口と、前記流入口と前記排出口とを連通する流路とを備え、前記流路は、前記流入口から前記排出口へ延びる軸線周りに螺旋状に延びる独立した複数の螺旋流路が並列する並列部を備え、前記並列部の下流側にて、複数の前記螺旋流路から排出された旋回流を合流させることにより微細気泡を発生させる。

【0008】

上記構成によれば、螺旋流路から排出された旋回流が混ざり合うことにより微細気泡を発生させることができる。上記構成の場合、従来技術において微細気泡を発生させるための要部である、流入口から排出口まで水流が直進できる部分を設けなくても、微細気泡を発生させることができる。また、上記構成の場合、微細気泡は、旋回流が混ざり合う部分で発生するため、発生と同時又は発生した後に拡散される。そのため、通水路を流れる水流中における微細気泡の分布の偏りが小さくなる。

【0009】

上記微細気泡発生装置において、前記流路における前記並列部の下流側には、複数の前記螺旋流路から排出された水流を合流させる合流部が設けられていることが好ましい。
上記構成の場合、微細気泡発生装置の内部に旋回流を合流させる合流部を設けているため、通水路における微細気泡発生装置が配置される部分の下流側に旋回流を合流させる部分を確保する必要がない。そのため、微細気泡発生装置が設置される通水路の形状、及び通水路における微細気泡発生装置の設置位置を設定する際の自由度が向上する。

【0010】

上記微細気泡発生装置において、前記合流部は、複数の前記螺旋流路のそれぞれを前記排出口側に延長させた形状の延長部分と、前記軸線が位置する中心部分にて前記延長部分同士を連通する連通部分とを備えることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、合流部の流路断面において、排出された各螺旋流が広がる方向が連通部分に向かう方向、即ち、流路の中央へ向かう方向に限定されるため、螺旋流同士が効率的に接触する。これにより、合流部における微細気泡の発生効率が向上する。また、螺旋流路が３以上である場合には、旋回流が混ざり合う部分が連通部分に集中することによっても、微細気泡の発生効率が向上する。

【0012】

上記微細気泡発生装置において、筒状の第１部材と、前記第１部材に挿入されるピン状の第２部材とを備え、前記第１部材は、断面が円形状の内周面を有する周壁と、前記周壁の内周面から突出するとともに前記周壁の中心軸である前記軸線周りに螺旋状に延びる複数の螺旋壁と、前記軸線上に位置するとともに前記第１部材を軸線方向に貫通する貫通孔とを備え、前記第２部材は、前記貫通孔に挿入されることにより、前記螺旋壁の各先端面に当接して前記貫通孔を塞ぐ部材であり、前記螺旋流路は、前記周壁、前記螺旋壁、及び前記第２部材により区画された空間であることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、型成形により形成することのできる形状の第１部材及び第２部材の組み合わせによって、複数の螺旋流路が並列する並列部を有する流路を簡易に形成できる。

【0014】

上記微細気泡発生装置において、前記第１部材の下流側の端部には、前記貫通孔に前記第２部材が挿入されていない部分であって、前記周壁及び前記螺旋壁により区画された空間同士が前記貫通孔により連通された部分が設けられていることが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、型成形により形成することのできる形状の第１部材及び第２部材の組み合わせによって、並列部の下流側に、延長部分及び連通部分を備える合流部を簡易に形成できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、微細気泡を発生させるための構造が新規である微細気泡発生装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】微細気泡発生装置の斜視図である。

【図2】図１の２－２線断面図である。

【図3】（ａ）は、図２の３ａ－３ａ線断面図であり、（ｂ）は図２の３ｂ－３ｂ線断面図である。

【図4】微細気泡発生装置の分解部分断面図である。

【図5】第１部材の上流側端部を示す斜視図である。

【図6】微細気泡発生装置を水栓に取り付けた状態を示す説明図である。

【図7】変更例の微細気泡発生装置の斜視図である。

【図8】図７の８－８線部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の微細気泡発生装置の一実施形態を説明する。
［微細気泡］
本明細書において、微細気泡は、直径１００μｍ未満の気泡を意味する。微細気泡の直径は、例えば、１ｎｍ以上である。微細気泡は、所謂、ファインバブルであり、直径１μｍ以上１００μｍ未満の気泡であるマイクロバブル、及び直径１μｍ未満の気泡であるウルトラファインバブルを含む。

【0019】

［微細気泡発生装置］
図６に示すように、微細気泡発生装置１０は、水栓４０の通水路４１の内部に取り付けて用いられる。通水路４１を流れる水流は、微細気泡発生装置１０を通過して通水路４１の下流側へと流れ、水栓４０の吐出部４２から吐出される。微細気泡発生装置１０は、通水路４１における微細気泡発生装置１０の下流側を流れる水流中に微細気泡を発生させる。水流中に発生した微細気泡は、洗浄効果などの付加効果を水流に付与する。

【0020】

微細気泡発生装置１０が取り付けられる水栓４０の種類は特に限定されるものではなく、微細気泡発生装置が取り付けられる公知の水栓に適用できる。図６においては、一例として、水栓４０がシャワーヘッドである場合を図示している。

【0021】

微細気泡発生装置１０は、当該装置の内部に設けられた特定形状の流路内を水流が通過することにより微細気泡を発生させる。以下では、まず、微細気泡発生装置１０に設けられる特定形状の流路について説明する。

【0022】

［流路形状］
図１及び図２に示すように、微細気泡発生装置１０は、流入口１１及び排出口１２と、流入口１１と排出口１２とを連通する流路１３を備えている。流入口１１は、通水路４１を流れる水流が流れ込む部位である。排出口１２は、微細気泡発生装置１０を通過した水流を通水路４１へ排出する部位である。流路１３は、流路１３の上流側の部分を構成する並列部１３ａと、並列部１３ａの下流側に連続して配置されるとともに流路１３の下流側の部分を構成する合流部１３ｂとを備える。並列部１３ａの上流側端部が流入口１１であり、合流部１３ｂの下流側端部が排出口１２である。

【0023】

［並列部］
並列部１３ａは、微細気泡発生装置１０に流れ込んだ水流を複数の独立した水流に分割するとともに、分割した各水流を螺旋状に流れさせる部分である。

【0024】

図２及び図３（ａ）に示すように、並列部１３ａは、流入口１１から排出口１２へ延びる軸線Ｐ周りに螺旋状に延びる独立した複数の螺旋流路１４が並列して設けられている。並列部１３ａに設けられる螺旋流路１４の数は、２以上５以下であり、好ましくは３である。図面においては、一例として、螺旋流路１４の数が３である場合を図示している。図３（ａ）に示すように、複数の螺旋流路１４は、軸線Ｐ周りに等間隔に配置されている。螺旋流路１４は、軸線Ｐに沿って、流入口１１から排出口１２に向かって図３（ａ）に示す流路断面が回転している形状である。

【0025】

螺旋流路１４の回転数は、例えば、２回転以上（７２０度以上）である。また、螺旋流路１４の回転数は、例えば、３回転以下（１０８０度以下）である。螺旋流路１４の回転数が多くなるにしたがって、微細気泡の発生効率が向上する一方、流路断面積が小さくなることによって、微細気泡発生装置１０を流れる水流の時間当たりの流量が低下する傾向がある。そのため、目的とする流量が得られる範囲内において、螺旋流路１４の回転数を多くすることが好ましい。

【0026】

螺旋流路１４の螺旋のピッチは、例えば、１２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。また、螺旋のピッチは、すべての螺旋流路１４で同じである。
図３（ａ）に示すように、螺旋流路１４における軸線Ｐに直交する断面形状は、螺旋流路１４がなす螺旋の中央側（軸線Ｐ側）から当該螺旋の外周側に向かって、徐々に幅が広くなる拡幅部分を有する形状である。なお、以下では、軸線Ｐに直交する断面形状を単に断面形状と記載する場合がある。

【0027】

拡幅部分を有する形状としては、例えば、扇形、台形、円弧形状、円形状、楕円形状が挙げられる。図面においては、一例として、螺旋流路１４の断面形状が扇形である場合を図示している。複数の螺旋流路１４の断面形状は、全て同じである。

【0028】

［合流部］
合流部１３ｂは、各螺旋流路１４から排出された水流を合流させて混ぜ合わせる部分である。

【0029】

図２及び図３（ｂ）に示すように、合流部１３ｂは、複数の延長部分１５と、連通部分１６とを備える。延長部分１５は、並列部１３ａの螺旋流路１４を排出口１２側に延長させた形状の部分であり、複数の螺旋流路１４のそれぞれに対して一つずつ設けられている。延長部分１５の螺旋のピッチ及び軸線Ｐに直交する断面形状は、螺旋流路１４と同じである。

【0030】

連通部分１６は、軸線Ｐが位置する中心部分に設けられて、複数の延長部分１５同士を連通する部分である。連通部分１６の軸線Ｐに直交する断面形状は特に限定されるものではないが、円形状であることが好ましい。

【0031】

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、合流部１３ｂにおける軸線Ｐに直交する流路断面の断面積は、連通部分１６の分だけ、並列部１３ａにおける流路断面の断面積よりも大きい。連通部分１６の断面積は、特に限定されるものではないが、一つの延長部分１５の断面積よりも小さいことが好ましい。

【0032】

換言すると、一つの螺旋流路１４の断面積を「Ｓ」とし、並列部１３ａを構成する螺旋流路１４の数を「ｎ」とする。このとき、連通部分１６の断面積は、合流部１３ｂの流路断面の断面積が「Ｓ×（ｎ＋１）」以下となる断面積であることが好ましい。また、連通部分１６の断面積は、例えば、合流部１３ｂの流路断面の断面積が「Ｓ×（ｎ＋１／１０）」以上となる断面積である。なお、並列部１３ａを構成する複数の螺旋流路１４の断面形状がそれぞれ異なる場合には、螺旋流路１４の平均断面積を「Ｓ」とする。

【0033】

軸線Ｐに沿った方向における合流部１３ｂの長さは、例えば、同方向における並列部１３ａの長さの１／６以上１／８以下である。また、軸線Ｐに沿った方向における合流部１３ｂの長さは、延長部分１５の回転数が１／４回転以上（９０度以上）１／３回転以下（１２０度以下）であることが好ましい。

【0034】

［微細気泡発生装置の構造］
次に、上述した流路１３を区画する微細気泡発生装置１０の構造について説明する。
図４に示すように、微細気泡発生装置１０は、筒状の第１部材２０と、ピン状の第２部材３０とを備え、第１部材２０と第２部材３０とを組み合わせることにより形成されている。

【0035】

第１部材２０は、軸線Ｐに直交する断面が円形状の内周面を有する周壁２１を備える。周壁２１の外周面の断面形状は特に限定されるものではなく、微細気泡発生装置１０が取り付けられる通水路４１の形状に合わせて適宜、設計される。

【0036】

第１部材２０の上流側の端面には、軸線Ｐ方向に突出する係合部２２が設けられている。図６に示すように、係合部２２は、微細気泡発生装置１０を通水路４１に取り付けた状態において、通水路４１に設けられる被係合部４３と係合する。係合部２２と被係合部４３とが係合することにより、通水路４１に対する微細気泡発生装置１０の回転が規制される。

【0037】

図４に示すように、第１部材２０は、周壁２１の内周面から軸線Ｐに向かって突出する複数の螺旋壁２３を備えている。螺旋壁２３は、周壁２１の上流側端部から下流側端部に向かって、周壁２１の中心軸である軸線Ｐ周りに螺旋状に延びる壁部である。隣接する螺旋壁２３と螺旋壁２３との間の空間が、並列部１３ａの螺旋流路１４及び合流部１３ｂの延長部分１５となる。したがって、第１部材２０における螺旋壁２３の形成数は、螺旋流路１４及び延長部分１５の数に応じた数となる。例えば、図３に示すように、螺旋流路１４及び延長部分１５の数が３である場合、螺旋壁２３の形成数も３となる。

【0038】

図４及び図５に示すように、各螺旋壁２３の上流側の端部には、軸線Ｐを中心軸とする半球面に沿って、螺旋壁２３の突出高さが下流側に向かって徐々に大きくなる形状の案内部２３ａが形成されている。案内部２３ａは、通水路４１を流れる水流が微細気泡発生装置１０に流れ込む際に、スムーズに流れ込むように、水流を螺旋流路１４内へ案内するための構成である。

【0039】

図４に示すように、第１部材２０は、軸線Ｐ上に位置するとともに第１部材２０を軸線Ｐ方向に貫通する貫通孔２４を備えている。各螺旋壁２３は、その突出高さが周壁２１の内周面から軸線Ｐまでの距離よりも低くなっている。これにより、第１部材２０の中央に貫通孔２４が形成されている。また、貫通孔２４は、上流側から下流側に向かって徐々に縮径する形状に形成されている。つまり、各螺旋壁２３の先端面における案内部２３ａよりも下流側の部分は、上流側から下流側に向かって徐々に縮径する円錐台の外周面に沿った形状に形成されている。

【0040】

第２部材３０は、第１部材２０の貫通孔２４に挿入されることにより、螺旋壁２３の先端面に当接して貫通孔２４を塞ぐ。第２部材３０は、ピン状のピン本体３１と、ピン本体３１の基端に設けられる係止部３２とを備える。

【0041】

ピン本体３１は、係止部３２が位置する基端側から先端側に向かって徐々に縮径する円錐台形状又は円錐形状である。ピン本体３１の外周面の形状は、第１部材２０の各螺旋壁２３の先端面に一致する形状である。したがって、第２部材３０を第１部材２０の貫通孔２４に挿入した状態において、ピン本体３１の外周面は、各螺旋壁２３の先端面に面接触する。また、ピン本体３１の軸線Ｐ方向の長さは、第１部材２０の軸線Ｐ方向の長さよりも短い。より具体的には、ピン本体３１の軸線Ｐ方向の長さは、第１部材２０における螺旋壁２３が設けられている範囲の軸線Ｐ方向の長さよりも短い。

【0042】

係止部３２は、ピン本体３１の基端側の端部よりも一回り大きく形成されて、ピン本体３１の基端側の端部から段差状に拡径した部分である。第１部材２０の貫通孔２４に対して、上流側の端部側から第２部材３０のピン本体３１を挿入したとき、係止部３２は、第１部材２０の螺旋壁２３の上流側の端部に当接する。係止部３２が螺旋壁２３に当接することにより、第２部材３０は、貫通孔２４に対して、それ以上の挿入が規制された状態となる。この状態が、第１部材２０に対して第２部材３０が適切に組付けられた組付け状態である。

【0043】

図２及び図３（ａ）に示すように、上記の組付け状態においては、第１部材２０の上流側には、貫通孔２４内に第２部材３０のピン本体３１が挿入された部分が設けられる。当該部分が、流路１３の上流側の部分を構成する並列部１３ａとなる。そして、当該部分において、第１部材２０の周壁２１及び螺旋壁２３、並びに第２部材３０のピン本体３１により区画された螺旋状の空間が螺旋流路１４となる。

【0044】

また、上記の組付け状態において、第１部材２０の下流側には、貫通孔２４内に第２部材３０のピン本体３１が挿入されてない部分が設けられる。当該部分が、流路１３の下流側の部分を構成する合流部１３ｂとなる。そして、当該部分において、第１部材２０の周壁２１及び螺旋壁２３により区画された空間が延長部分１５となり、延長部分１５となる空間同士を連通する貫通孔２４が連通部分１６となる。

【0045】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図６に示すように、微細気泡発生装置１０は、水栓４０の通水路４１の内部に取り付けて用いられる。通水路４１内において、微細気泡発生装置１０に達した水流は、流入口１１から、微細気泡発生装置１０に設けられる流路１３に流れ込む。このとき、水流は、案内部２３ａに沿って流れながら並列部１３ａを構成する複数の螺旋流路１４に流れ込むとともに、螺旋流路１４の数に応じた複数の水流に分割される。

【0046】

図２に示すように、各螺旋流路１４に流れ込んだ水流は、螺旋流路１４内を螺旋状に流れる螺旋流となる。一つの螺旋流路１４内を流れる螺旋流のうち、軸線Ｐに近い側である螺旋流路１４の中央側を流れる内側の水流は、相対的に半径の短い螺旋で旋回しながら下流側へと流れる。一方、軸線Ｐから遠い側である螺旋流路１４の外周側を流れる外側の水流は、相対的に半径の長い螺旋で旋回しながら下流側へと流れる。その結果、一つの螺旋流路１４内を流れる螺旋流には、内側の部分は相対的に遅く流れ、外側の部分は相対的に速く流れることに基づく内側及び外側の速度差が生じる。上記速度差及び螺旋状に流れる際に加わる遠心力によって、螺旋流路１４を流れる螺旋流は、下流側へと流れるにしたがって徐々に加圧されて圧縮された状態になる。

【0047】

並列部１３ａの各螺旋流路１４を流れる螺旋流はそれぞれ、合流部１３ｂに排出される。このとき、各螺旋流路１４から排出された螺旋流は、合流部１３ｂにて互いに混ざり合うと同時に、流路の総断面積が広がることによって圧縮状態から圧力が解放される。合流部１３ｂにおける螺旋流の混ざり合いと、圧力の解放による減圧作用とによって、水流中に溶け込んでいた空気が気泡化し、その結果、合流部１３ｂを流れる水流中に微細気泡が発生する。そして、微細気泡を含む水流が微細気泡発生装置１０の排出口１２から下流側の通水路４１へと排出される。

【0048】

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）微細気泡発生装置１０は、流入口１１及び排出口１２と、流入口１１と排出口１２とを連通する流路１３とを備える。流路１３は、流入口１１から排出口１２へ延びる軸線Ｐ周りに螺旋状に延びる独立した複数の螺旋流路１４が並列する並列部１３ａを備える。微細気泡発生装置１０は、並列部１３ａの下流側にて、複数の螺旋流路１４から排出された旋回流を合流させることにより微細気泡を発生させる。

【0049】

上記構成によれば、螺旋流路１４から排出された旋回流が混ざり合うことにより微細気泡を発生させることができる。上記構成の場合、従来技術において微細気泡を発生させるための要部である、流入口から排出口まで水流が直進できる部分を設けなくても、微細気泡を発生させることができる。また、上記構成の場合、微細気泡は、旋回流が混ざり合う部分で発生するため、発生と同時又は発生した後に拡散される。そのため、通水路４１を流れる水流中における微細気泡の分布の偏りが少なくなる。これに対して、特許文献１に開示される従来技術の場合、発生した微細気泡が水流の中心部分に偏る傾向がある。

【0050】

（２）流路１３における並列部１３ａの下流側には、複数の螺旋流路１４から排出された水流を合流させる合流部が設けられている。
微細気泡発生装置１０の内部に旋回流を合流させる合流部１３ｂを設けている。そのため、通水路４１における微細気泡発生装置１０が配置される部分の下流側に、旋回流を合流させるための部分を確保する必要がない。これにより、微細気泡発生装置１０が設置される通水路４１の形状、及び通水路４１における微細気泡発生装置１０の設置位置を設定する際の自由度が向上する。

【0051】

（３）合流部１３ｂは、複数の螺旋流路１４のそれぞれを排出口１２側に延長させた形状の延長部分１５と、軸線Ｐが位置する中心部分にて延長部分１５同士を連通する連通部分１６とを備える。

【0052】

上記構成によれば、合流部１３ｂの流路断面において、排出された各螺旋流が広がる方向が連通部分１６に向かう方向、即ち、流路の中央へ向かう方向に限定されるため、螺旋流同士が効率的に接触する。これにより、合流部１３ｂにおける微細気泡の発生効率が向上する。また、螺旋流路１４が３以上である場合には、旋回流が混ざり合う部分が連通部分１６に集中することによっても、微細気泡の発生効率が向上する。

【0053】

（３）螺旋流路１４における軸線Ｐに直交する断面形状は、螺旋流路１４がなす螺旋の中央側から当該螺旋の外周側に向かって、徐々に幅が広くなる拡幅部分を有する形状である。

【0054】

上記構成によれば、螺旋流路１４内を流れる螺旋流がより強く圧縮される。これにより、合流部１３ｂにおける圧力の解放による減圧の度合も大きくなる。その結果、合流部１３ｂにおける微細気泡の発生効率が向上する。

【0055】

（５）微細気泡発生装置１０は、筒状の第１部材２０と、第１部材２０に挿入されるピン状の第２部材３０とを備える。第１部材２０は、周壁２１と、周壁２１の内周面から突出するとともに軸線Ｐ周りに螺旋状に延びる複数の螺旋壁２３と、軸線Ｐ上に位置するとともに第１部材２０を軸線Ｐ方向に貫通する貫通孔２４とを備える。第２部材３０は、貫通孔２４に挿入されることにより、螺旋壁２３の各先端面に当接して貫通孔２４を塞ぐ部材である。螺旋流路１４は、周壁２１、螺旋壁２３、及び第２部材３０により区画された空間である。

【0056】

上記構成によれば、型成形により形成することのできる形状の第１部材２０及び第２部材３０の組み合わせによって、複数の螺旋流路１４が並列する並列部１３ａを有する流路１３を簡易に形成できる。

【0057】

（６）第１部材２０の下流側の端部には、貫通孔２４に第２部材３０が挿入されていない部分であって、周壁２１及び螺旋壁２３により区画された空間同士が貫通孔２４により連通された部分が設けられている。

【0058】

上記構成によれば、型成形により形成することのできる形状の第１部材２０及び第２部材３０の組み合わせによって、並列部１３ａの下流側に、延長部分１５及び連通部分１６を備える合流部１３ｂを簡易に形成できる。

【0059】

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、複数の螺旋流路１４の断面形状を全て同じとしていたが、一部の螺旋流路１４の断面形状が異なっていてもよいし、全部の螺旋流路１４の断面形状がそれぞれ異なっていてもよい。また、一つの螺旋流路１４の中で断面形状が変化してもよい。

【0060】

・螺旋流路１４の断面形状は、上記拡幅部分を有する形状に限定されない。例えば、螺旋流路１４の断面形状は、螺旋流路１４がなす螺旋の中央側から当該螺旋の外周側に向かって、幅が一定である形状、例えば、長方形状であってもよい。

【0061】

・合流部１３ｂの形状は、延長部分１５と連通部分１６を備える形状に限定されない。例えば、第１部材２０から螺旋壁２３が省略されて周壁２１のみからなるような断面円形状の合流部１３ｂとしてもよいし、断面円環状の合流部１３ｂとしてもよい。

【0062】

・合流部１３ｂが省略された形状の微細気泡発生装置１０としてもよい。この場合、通水路４１における微細気泡発生装置１０の下流側の部分において、各螺旋流路１４から排出された水流を合流させて混ぜ合わせることにより微細気泡を発生させる。

【0063】

・微細気泡発生装置１０は、上記実施形態の第１部材２０及び第２部材３０を組み合わせた構成に限定されない。例えば、螺旋壁２３が省略された形状の第１部材２０と、ピン本体３１の外周面に螺旋壁２３が一体に形成された第２部材３０とを組み合わせた構成の微細気泡発生装置１０としてもよい。また、切削加工や３次元プリンタにより流路１３が形成された一部材からなる構成の微細気泡発生装置１０としてもよい。

【0064】

・流路１３は、合流部１３ｂを間に挟んで配置された複数の並列部１３ａを備える構成であってもよい。複数の並列部１３ａを備える構成とした場合、各並列部１３ａを構成する螺旋流路１４の回転方向は全て同じであってもよいし、並列部１３ａごとにそれぞれ異なっていてもよい。合流部１３ｂを間に挟んで配置された複数の並列部１３ａを備える微細気泡発生装置１０の一例を図７及び図８に示す。

【0065】

図７及び図８に示す微細気泡発生装置１０の流路１３は、第１並列部１３ａ１と、第１並列部１３ａ１の下流側に配置される合流部１３ｂと、合流部１３ｂの下流側に配置される第２並列部１３ａ２とを備える。第１並列部１３ａ１を構成する螺旋流路１４の回転方向は、下流側に向かって半時計回りであり、第２並列部１３ａ２を構成する螺旋流路１４の回転方向は、下流側に向かって時計回りである。合流部１３ｂは、断面円環に形成されている。

【0066】

また、上記微細気泡発生装置１０は、周壁２１を備える筒状の第１部材２０と、第１部材２０の内部に挿入されるとともに、ピン本体３１の外周面に螺旋壁２３が一体に形成された第２部材３０とから形成されている。なお、図８においては、第１部材２０のみを断面で表示している。

【0067】

通水路４１内において、上記の微細気泡発生装置１０に達した水流は、第１並列部１３ａ１を構成する複数の螺旋流路１４に流れ込むとともに、螺旋流路１４の数に応じた複数の水流に分割される。第１並列部１３ａ１の各螺旋流路１４を流れる螺旋流は、合流部１３ｂにて混ざり合う。そして、混ざり合った水流中に微細気泡が発生する。

【0068】

次いで、微細気泡を含む水流が更に、第２並列部１３ａ２を構成する複数の螺旋流路１４に流れ込むとともに、螺旋流路１４の数に応じた複数の水流に分割される。第２並列部１３ａ２の各螺旋流路１４を流れる微細気泡を含む螺旋流は、下流側の通水路４１にて混ざり合う。そして、混ざり合った水流中に更なる微細気泡が発生する。このように、合流部１３ｂを間に挟んで配置された複数の並列部１３ａを備える微細気泡発生装置１０とすることにより、水流中により多くの微細気泡を発生させることができる。

【符号の説明】

【0069】

Ｐ…軸線、１０…微細気泡発生装置、１１…流入口、１２…排出口、１３…流路、１３ａ…並列部、１３ｂ…合流部、１４…螺旋流路、１５…延長部分、１６…連通部分、２０…第１部材、２１…周壁、２３…螺旋壁、２４…貫通孔、３０…第２部材、４０…水栓、４１…通水路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】