特開 2024-137514 微小気泡発生器具

(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】P2024137514

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】微小気泡発生器具

(51)【国際特許分類】

   B01F 23/23 20220101AFI20240927BHJP

   B01F 23/2375 20220101ALI20240927BHJP

   B01F 25/4314 20220101ALI20240927BHJP

   B01F 25/10 20220101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B01F23/23

B01F23/2375

B01F25/4314

B01F25/10

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049058

(22)【出願日】2023-03-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-09-05

(71)【出願人】

【識別番号】516263915

【氏名又は名称】株式会社アルベール・インターナショナル

(74)【代理人】

【識別番号】100143096

【弁理士】

【氏名又は名称】山岸 忠義

(72)【発明者】

【氏名】二谷 欣哉

【テーマコード（参考）】

4G035

【Ｆターム（参考）】

4G035AC08

4G035AC44

4G035AE13

(57)【要約】

【課題】微小気泡の発生量が良好である微小気泡発生器具を提供すること。
【解決手段】微小気泡発生器具１は、給水系に配置するための器具であって、微小気泡発生体２、および、微小気泡発生体２を収容する筐体３を備える。微小気泡発生体２は、水流方向上流側に配置される第１部材４と、第１部材４に対して水流方向下流側に配置される第２部材５とを備える。第１部材４は、渦を発生させるための渦発生部７と、螺旋部７の水流方向上流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱８とを備える。第２部材５は、水流方向に伸びる円柱軸１２と、円柱軸１２の側面に、径方向に向かって突出する複数の第２角柱１３とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

給水系に配置するための器具であって、
微小気泡発生体、および、前記微小気泡発生体を収容する筐体を備え、
前記微小気泡発生体は、
水流方向上流側に配置される第１部材と、
前記第１部材に対して水流方向下流側に配置される第２部材と
を備え、
前記第１部材は、
渦を発生させるための渦発生部と、
前記渦発生部の水流方向上流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱とを備え、
前記第２部材は、
水流方向に伸びる軸と、
前記軸の側面に、水流方向と交差する交差方向に向かって突出する複数の第２角柱と
を備えることを特徴とする微小気泡発生器具。

【請求項2】

前記第１部材は、前記渦発生部の水流方向下流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【請求項3】

前記第１角柱の寸法は、前記第２角柱の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【請求項4】

前記第１角柱および前記第２角柱は、それぞれ、三角柱または四角柱であることを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【請求項5】

前記複数の第２角柱が、前記軸から放射状に配置されるとともに、軸方向に螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【請求項6】

前記第１部材には、螺旋板が、放射状に、かつ、周方向に間隔を隔てて複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【請求項7】

前記第１部材は、交差方向に複数配置され、
前記第２部材は、交差方向に複数配置され、
前記複数の第１部材と、前記複数の第２部材とは、互いに対をなすことを特徴とする請求項１に記載の微小気泡発生器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微小気泡発生器具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、１μｍ以下の微小気泡であるナノバブルを水に、多量に発生させたナノバブル水は、洗浄能力や美容効果など種々の効果が検証されており、注目されている。ナノバブル水の発生装置は、小型化や簡便性、取付容易性などの改良がなされ、家庭用にも使用できる装置が提供されている。このような発生装置としては、シャワーヘッドに微小気泡発生体を内蔵したシャワーヘッド内蔵タイプ（特許文献１参照）、微小気泡発生体をホース継ぎ手として、シャワーヘッドとホースとの間に取り付けるタイプ（特許文献２参照）などが知られている。

【0003】

しかしながら、特許文献１では、台所や洗面台の蛇口の先端に後付けができず、特許文献２では、小型化に不向きであるという不具合が発生している。そのため、台所の蛇口などに取り付けることができ、ナノバブルを多量に発生できる発生装置が提案されている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１１０３４号公報

【特許文献2】特許第６２０５０９９号

【特許文献3】特許第６９８４９１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特に最近では、ナノバブル発生量をより一層多くして、ナノバブルによる効果をさらに高めた器具の提供が要望されている。

【0006】

本発明は、微小気泡の発生量が良好である微小気泡発生器具を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために、以下の発明を含む。

【0008】

本発明［１］は、給水系に配置するための器具であって、微小気泡発生体、および、前記微小気泡発生体を収容する筐体を備え、前記微小気泡発生体は、水流方向上流側に配置される第１部材と、前記第１部材に対して水流方向下流側に配置される第２部材とを備え、前記第１部材は、渦を発生させるための渦発生部と、前記渦発生部の水流方向上流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱とを備え、前記第２部材は、水流方向に伸びる軸と、前記軸の側面に、水流方向と交差する交差方向に向かって突出する複数の第２角柱と を備える微小気泡発生器具を含む。

【0009】

このような微小気泡発生器具によれば、給水系の上流から微小気泡発生器具へ流入する水は、第１部材の渦発生部によって渦状になりながらその上流面に配置される第１角柱に衝突するため、水中の気泡が細分化される。また、その後、第２部材の角柱と衝突するため、細分化された気泡がさらに細分化されて、微小気泡が多量に発生する。すなわち、渦を発生させながら、水流方向および交差方向に延びる２種類の複数の角柱の衝突によって水中の気泡が複数回細分化されるため、多量の微小気泡を発生させることができる。加えて、水流方向の長さやその交差方向の長さが小さくすることができるため、小型化が可能である。

【0010】

本発明［２］は、前記第１部材が、前記渦発生部の水流方向下流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱をさらに備える［１］に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0011】

このような微小気泡発生器具によれば、第１部材に数多くの第１角柱を配置することができるため、第１角柱と水中の気泡との衝突を多くさせることできる。そのため、より一層多くの微小気泡を発生させることができる。

【0012】

本発明［３］は、前記第１角柱の寸法が、前記第２角柱の寸法よりも小さい［１］または［２］に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0013】

このような微小気泡発生器具によれば、第１部材に数多くの小さい第１角柱を配置することができるため、第１角柱と水中の気泡との衝突を多くさせることできる。そのため、より一層多くの微小気泡を発生させることができる。

【0014】

本発明［４］は、前記第１角柱および前記第２角柱は、それぞれ、三角柱または四角柱である［１］～［３］のいずれか一項に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0015】

このような微小気泡発生器具によれば、各角柱が角張っているために、より確実に微小気泡を発生させることができる。

【0016】

本発明［５］は、前記複数の第２角柱が、前記軸から放射状に配置されるとともに、軸方向に螺旋状に配置されている［１］～［４］のいずれか一項に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0017】

このような微小気泡発生器具によれば、放射状かつ螺旋状に配置される複数の第２角柱によって、渦状に水流をスムーズに勢いよく流すことができるため、微小気泡発生器具から排出される水圧の過度の低下を抑制することができるとともに、第２角柱との衝突による勢いを増すことができるため、より多くの微小気泡を発生させることができる。

【0018】

本発明［６］は、第１部材では、螺旋板が、放射状に、かつ、周方向に間隔を隔てて複数配置されている［１］～［５］のいずれか一項に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0019】

このような微小気泡発生器具によれば、給水系の上流から流れてくる水は、第１部材の渦発生部に衝突して渦状になった後に、短い周方向距離内で、周方向に設けられた間隔を通過して、第２部材へと誘導される。すなわち、上流から流れてくる水の勢いを維持して、水流を第２部材に誘導することができる。よって、第２部材においても、水は勢いよく第２角柱に衝突することができるため、より多くの微小気泡を発生させることができる。

【0020】

本発明［７］は、前記第１部材は、交差方向に複数配置され、前記第２部材は、交差方向に複数配置され、前記複数の第１部材と、前記複数の第２部材とは、互いに対をなすことを特徴とする項［１］～［６］のいずれか一項に記載の微小気泡発生器具を含む。

【0021】

このような微小気泡発生器具によれば、複数対の第１部材および第２部材を備えるため、より多くの微小気泡を発生させることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の微小気泡発生器具は、微小気泡の発生量が良好である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態の分解斜視図を示す。

【図2】図２は、図１の第１実施形態を示し、左図が平面図、右図が左図のＡ－Ａ断面図を示す。

【図3】図３は、図１の第１部材を示し、左上図が平面図、左下図が正面図、右上図が底面図、右下図が側面図を示す。

【図4】図４は、図３において環状枠部を取り除いたときの第１部材を示し、左上図が平面図、左下図が正面図、右上図が斜視図、右下図が側面図を示す。

【図5】図５は、図１の第２部材の正面図を示す。

【図6】図６は、図１の第２部材の平面図を示す。

【図7】図７は、本発明の第２実施形態の分解斜視図を示す。

【図8】図８は、図７の第２実施形態を示し、左図が平面図、右図が左図のＢ－Ｂ断面図を示す。

【図9】図９は、図７の第１部材を示し、左上図が平面図、左下図が正面図、右下図が側面図を示す。

【図10】図１０は、第３実施形態の分解斜視図を示す。

【図11】図１１は、図１０の第３実施形態を示し、左図が平面図、右図が左図のＣ－Ｃ断面図を示す。

【図12】図１２は、図１０の第１部材一体型収容体を示し、左上図が平面図、左下図が底面図、右上図が上流側から観察した斜視図、右下図が下流側から観察した斜視図を示す。

【図13】図１３は、第４実施形態における第１部材一体型収容体を示し、左図が平面図、右上図が上側から観察した斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜第１実施形態＞
図１～図６を用いて、本発明の一例として、第１実施形態の微小気泡発生器具１を説明する。

【0025】

第１実施形態の微小気泡発生器具１（以下、「発生器具」と略する。）は、給水系、すなわち、水が流れる流路に配置して微小気泡を発生させる器具であって、図１～図２に示すように、微小気泡発生体２（以下、「発生体」と略する。）と、筐体３とを備えている。

【0026】

発生体２は、給水系の上流側から流れてくる水に対して微小気泡であるナノバブルを多量に発生させるための部材である。発生体２は、水流方向の上流側に配置される第１部材４と、その下流側に配置される第２部材４とを備えている。なお、水流方向とは、給水系から発生器具１に向かって水が流れる方向であって、後述する中心軸１２の軸方向と一致する。また、水流方向と直交する直交方向（交差方向の一例）は、上記軸方向に対する径方向または周方向と一致する。

【0027】

第１部材４は、図３～図４に示すように、中心部６と、螺旋部（渦発生部の一例）７と、複数の第１角柱８と、環状枠部９とを一体的に備えている。第１部材４の外形は、水流方向に沿うように目視した際に、より具体的には、上流側から下流側に向かって目視した際に（以下、平面視において）、略円形状を有する。

【0028】

中心部６は、螺旋部７を支える部位である。中心部６は、第１部材４の平面視中央に配置されている。第１部材４は、円柱形状を有し、その上流側の端部が三角錐形状に形成されている。

【0029】

螺旋部７は、上流側から流れてくる水を渦状にして、第２部材５へ誘導する部位である。螺旋部７は、複数（３枚）の螺旋板から構成されている。各螺旋板は、螺旋状の板状部材であり、互いに略同一形状を有する。具体的には、螺旋板は、平面視において、中心角が１２０度である平面視扇形状を有し、径方向に沿うように目視した際に（以下、側面視において）、水流方向および径方向の両方と交差する斜め方向に傾斜した形状を有する。すなわち、螺旋板は、平面視において、周方向（具体的には、反時計方向）に進むに従って下流側に傾斜している。螺旋板の傾斜角θ_１（側面視において、螺旋板と径方向とがなす角度）は、例えば、１０度以上、３０度以下である。

【0030】

複数の螺旋板は、平面視において、中心部６から放射状に、かつ周方向に等間隔を隔てて延びている。すなわち、一の螺旋板における周方向一端縁（例えば、時計周り方向端縁；径方向に延びる端縁の一つ）と、その螺旋板と隣接する他の螺旋板における周方向他端縁（例えば、反時計回り方向端縁：径方向に延びる端縁の一つ）とは、周方向に間隔１０を隔てている。間隔１０は、側面視略矩形状に区画されており、第１部材４に流入した水が第２部材５へと流出する際に通過する水の出入り口となる。

【0031】

複数の第１角柱８は、上流側から流れてくる水の内部に含まれる気泡を、マイクロレベルまたはナノレベルの気泡に細分化する部位である。複数の第１角柱８は、螺旋部７の上流側の面において、上流側に向かって突出するように形成されており、周方向および径方向に間隔を隔てて配置されている。また、複数の第１角柱８は、螺旋部７の下流側の面においても、下流側に向かって突出するように形成されており、周方向および径方向に間隔を隔てて配置されている。第１角柱８の総数は、上流側の面および下流側の面のそれぞれにおいて、例えば、１０個以上、１００個以下である。複数の第１角柱８は、三角柱であり、複数の第１角柱８の平面視形状は、互いに同一であり、その高さ（水流方向長さ）も、互いに同一である。上流側の面に配置される複数の第１角柱８と、下流側の面に配置される複数の第１角柱８とは、同一形状であって、対をなす。すなわち、上流側の面に第１角柱８が配置されている箇所の下流側の面には、第１角柱８が配置されている。第１角柱８の寸法（体積）は、後述する第２部材５の寸法よりも小さい。具体的には、第１角柱８の高さ（水流方向長さ）は、第２角柱１３の高さ（径方向長さ）よりも小さく、かつ、第１角柱８の三角形面積は、第２角柱１３の四角形面積よりも小さい。

【0032】

環状枠部９は、螺旋部７を補強する部位である。環状枠部９の内周縁は、螺旋部７、すなわち、複数の螺旋板の径方向端縁と連続しており、その外周縁は、筐体３の内周縁とほぼ一致する。環状部９の外側面には、第１部材４が周方向に回転することを防止するための凸部１１が形成されている。

【0033】

第２部材５は、図５～図６に示すように、円柱軸１２と、複数の第２角柱１３とを一体的に備えている。

【0034】

円柱軸１２は、複数の第２角柱１３を支持する部位である。円柱軸１２は、水流方向と同一方向である軸方向に延びる円柱形状を有する。円柱軸１２の上端は、第１部材４の中心軸６の下端と接触する。

【0035】

複数の第２角柱１３は、第１部材４によって細分化された気泡を更に微細化して、ナノバブルにする部位である。複数の第２角柱１３は、円柱軸１２の周側面から径方向外側に突出するように形成されている。複数の第２角柱１３は、互いに同一形状であって、略平行六面体である。すなわち、第２角柱１３は、側面視において、略平行四辺形状を有する四角柱である。軸方向に直交する断面視においては、径方向に長尺な長方形状を有しており、軸方向他方側に向かうに従って長方形状が円柱軸１２の周方向（具体的には、反時計回り）に回転するように形成されている。第２角柱１３の外周縁は、平面視において、後述する筐体３の内周縁に沿うように湾曲している。すなわち、第２角柱１３の径方向外側面（平行四辺形状を形成する面）は、円弧状に形成されている。

【0036】

第２角柱１３は、円柱軸１２の周側面に複数（３５個）設けられ、円柱軸１２の軸方向一端部から他端部にわたって規則正しく配置されている。具体的には、円柱軸１２から放射状に突出する複数（５個）の角柱が、一組の放射状角柱群１４を構成しており、放射状角柱群１４が、軸方向に間隔を隔てて、複数（７組）配置されている。複数組の放射状角柱群１４は、互いに平行となるように、軸方向に等間隔で配置されており、かつ、周方向に回転するように、すなわち螺旋状に、軸方向に等間隔で配置されている。

【0037】

また、複数の第２角柱１３は、図５に示すように、円柱軸１２の軸方向（特に、円柱軸１２の中心を通過する軸方向の直線）を螺旋軸Ｘとした螺旋状の線Ｙに沿うように、円柱軸１２の側面に配置されている。すなわち、複数の第２角柱１３は、緩やかな螺旋角θ_２（例えば、４５度以下、５度以上）を持つ螺旋状に配置されている。具体的には、図６に示すように、互いに軸方向に間隔を空けて隣接する２つの第２角柱１３の位置関係において、一の第２角柱１３および他の第２角柱１３は、平面視において、互いに重複し、かつ、周方向に僅かにずれるように位置する。すなわち、軸方向他方側に配置される他の第２角柱１３は、軸方向一方側に位置する一の第２角柱１３に対して、反時計周りに僅かにずれている。このような螺旋状に配置される角柱群は、複数組存在する。すなわち、側面視においてに、軸方向に近接する複数（７個）の第２角柱１３で、一列の螺旋状角柱群１５を構成しており、螺旋状角柱群７は、周方向に等間隔で、複数列（５列）配置されている。これにより、多数の第２角柱１３を配置しながら、螺旋状角柱群１５の間に、複数（５個）の螺旋状の流路が区画される。

【0038】

発生体２の直径、すなわち、第１部材４および第２部材５の直径は、それぞれ、例えば、５０ｍｍ以上、好ましくは、２０ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、３０ｍｍ以下である。発生体２の水流方向長さは、例えば、２０ｍｍ以上、好ましくは、３０ｍｍ以上であり、また、例えば、８０ｍｍ以下、好ましくは、６０ｍｍ以下である。各第１角柱８の水流方向長さ（三角柱の高さ）は、例えば、１ｍｍ以上、好ましくは、３ｍｍ以上であり、また、例えば、５ｍｍ以下、好ましくは、４ｍｍ以下である。各第２角柱１３の径方向長さ（四角柱の高さ）は、第１角柱８の水流方向長さよりも長く、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、６ｍｍ以上であり、また、例えば、２０ｍｍ以下、好ましくは、１０ｍｍ以下である。

【0039】

筐体３は、発生体２を収容し、かつ、給水系の内部に配置するための部材である。筐体３は、本体部１６と、蓋部１７とを備えている。本体部１６および蓋部１７は、例えば、溶着、接着剤、嵌合、螺合などの従来方法により、互いに固定されている。筐体３は、給水系に配置ないし固定可能なように、上端部および下端部に、給水系の部材と螺合可能なように形成されている。すなわち、本体部１６の下端および蓋部１７の上端に、それぞれ、内ネジが形成されている。筐体３の上端部に、凸部１１と嵌合する凹部２１が形成され、筐体３の下端部に、径方向に縮径する絞り部１８が形成されている。

【0040】

発生体２および筐体３の材料としては、それぞれ、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、シリコーンゴム、ＡＢＳ樹脂などの樹脂、例えば、アルミニウム、ステンレス、真鍮などの金属などが挙げられ、好ましくは、樹脂が挙げられる。

【0041】

発生器具１は、給水系の途中または端部に配置して使用される。例えば、台所や洗面所、屋外などに配置されている蛇口パイプ（水栓パイプ）の先端、これらの蛇口パイプとホースとの間、水道管またはホースの途中などが挙げられる。より具体的な用途としては、台所用蛇口パイプの先端、洗濯ホースと洗濯機との間、シャワーヘッドとシャワーホースとの間などが挙げられる。

【0042】

この発生器具１によれば、多量のナノバブルを発生させることができる。これは、以下のメカニズムによるものと推測されるが、本発明は、このメカニズムに限定されない。すなわち、給水系の上流側から流れてくる水は、第１部材４の上面に流れ込み、螺旋部７によって渦状になるとともに第１角柱８に衝突することにより、水中の気泡が細分化され、マイクロレベルの微小な気泡となる。次いで、微小な気泡を含有する水は、渦を巻きながら、第２部材５に誘導され、複数の第２角柱１３と多段的に衝突する。この際、第２角柱１３は、螺旋状に形成されているため、渦状の水は、よりスムーズに進むとともに、勢いよく複数の第２角柱１３と接触することによって、さらに微細化される。その結果、多量のナノバブル（直径が１０００ｎｍ以下である微小気泡）が発生し、大幅に増量したナノバブル水が、発生器具１の下流端から放出される。特に、本発明は、突出方向の異なる２種類の角柱による衝突、螺旋部７や第２角柱１３の螺旋配置などによる渦状のスムーズな水流によって、効率よくナノバブルを発生させることができる。加えて、この発生器具１は、水流方向長さおよび径方向長さが比較的小さくでき、小型可能である。

【0043】

また、この発生器具１によれば、第１部材４が、螺旋部７の下流側の面に、複数の第１角柱８をさらに備えている。このため、第１部材４に数多くの第１角柱８が配置されているため、第１角柱８と水中の気泡との衝突を多くさせることできる。そのため、より一層多くのナノバブルを発生させることができる。

【0044】

また、この発生器具１によれば、第１角柱８の寸法は、第２角柱１３の寸法よりも小さい。このため、第１部材４の螺旋部７の上流側の面に数多くの第１角柱８を配置することができ、第１角柱８と、上流から流れてくる水中の気泡とを、より多く衝突させることできる。その結果、より一層多くのナノバブルを発生させることができる。

【0045】

また、この発生器具１によれば、複数の第２角柱１３が、中心軸１２から放射状に配置されるとともに、軸方向に螺旋状に配置されている。このため、螺旋状に配置される複数の第２角柱１３によって、渦状に水流をスムーズに勢いよく流すことができる。その結果、発生器具１から排出される水圧の過度の低下を抑制することができるとともに、第２角柱１３との衝突による勢いを増すことができるため、より多くのナノバブルを発生させることができる。

【0046】

また、この発生器具１によれば、螺旋部７が複数の螺旋板から構成されており、かつ、その螺旋板が、放射状に、かつ、周方向に間隔１０を隔てて複数配置されている。このため、給水系の上流から流れてくる水は、第１部材４の螺旋部７に衝突して渦状になった後に、短い周方向距離内で、周方向に設けられた間隔を通過して、第２部材５へと誘導される。すなわち、上流から流れてくる水の勢いを維持（または、勢いの大幅な低下を抑制）して、水流を第２部材５に誘導することができる。よって、第２部材５においても、水は勢いよく第２角柱１３に衝突することができるため、より多くのナノバブルを発生させることができる。

【0047】

また、この発生器具１によれば、筐体３の下端部に、径方向に縮径する絞り部１８を有する。このため、筐体３の内圧を高めることにより、気泡と第２角柱１３との衝突圧力を高めることができるため、より多くのナノバブルを発生させることができる。

【0048】

＜第２実施形態＞
図７～図９を用いて、本発明の一例として、第２実施形態の微小気泡発生器具１を説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。

【0049】

第２実施形態の発生器具１は、図７～図８に示すように、複数（３つ）の発生体２と、収容体１９と、筐体３とを備えている。

【0050】

複数の発生体２は、周方向（直交方向）に複数配置されている。具体的には、複数の発生体２は、周方向に互いの距離が同一となるように均等に配置されている。

【0051】

複数の発生体２は、いずれも同一部材であり、それぞれ、第１部材４と、第２部材５とを備えている。すなわち、発生器具１は、複数の第１部材４と、複数の第２部材５とを備え、複数の第１部材４と複数の第２部材５とは、互いに対をなす。

【0052】

複数の第１部材４は、周方向に複数配置されている。各第１部材４は、それぞれ、図９に示すように、螺旋部７と、複数の第１角柱８と、環状枠部９とを備えている。螺旋部７は、１枚の螺旋板から構成されており、周方向を略一周するように形成されている。平面視において、螺旋部７の周方向一端縁と、その周方向他端縁との間に、僅かな間隔１０が区画されている。複数の第１角柱８は、螺旋部７の上流側の面および下流側の面において、それぞれ上流側または下流側に向かって突出するように形成されており、周方向および径方向に間隔を隔てて配置されている。環状枠部９の上端は、螺旋部７の外周端縁の下面と一致するように形成されており、環状部９の外側面には、凸部１１が形成されている。

【0053】

複数の第２部材４は、周方向に複数配置され、かつ、複数の第１部材４の下流側に、対をなすように配置されている。各第２部材４は、それぞれ、円柱軸１２と、複数の第２角柱３とを備えている。

【0054】

第２実施形態の第２部材５は、第１実施形態の第２部材５と比して、軸方向長さは略同一であり、周方向および径方向の長さが小さくなっている。第２実施形態の第２部材５の周方向および径方向長さは、例えば、第１実施形態の第２部材５の周方向および径方向長さの１０％以上、５０％以下である。

【0055】

収容体１９は、複数の発生体２、すなわち第１部材４および第２部材５を収容し、かつ、筐体３内に収容される部材である。収容体１９は、筐体３よりも小さい略円筒形状を有し、その外周縁は、筐体３の内周縁とほぼ一致する。収容体１９は、複数の発生体２を収容するための複数（３つ）の円筒状収容部２０が形成されている。円筒状収容部２０は、円形状であって水流方向に延びるように形成されている。円筒状収容部２０の内周面は、螺旋部７の外周面および第２角柱１３の外周面とほぼ一致する。円筒状収容部２０の軸方向長さは、発生体２の軸方向長さと略同一である。各収容部２０の上端に、凸部１１と嵌合する凹部２１が形成され、各収容部２０の下端部に、径方向に縮径する絞り部１８が形成されている。

【0056】

円筒状収容部２０の直径は、例えば、５ｍｍ以上、好ましくは、１０ｍｍ以上であり、また、例えば、３０ｍｍ以下、好ましくは、２０ｍｍ以下である。

【0057】

この第２実施形態の発生器具１によれば、第１実施形態と同様に、多量のナノバブルを発生させることができる。特に、この発生器具１によれば、第１部材４および第２部材５が、それぞれ、周方向に複数配置され、これらの複数の第１部材４と複数の第２部材５とは、互いに対をなす。このため、水が発生体２と衝突する面積が多くなり、より一層多くのナノバブルを発生させることができる。

【0058】

＜第３～第４実施形態＞
図１０～図１３を用いて、本発明の一例として、第３実施形態および第４実施形態の微小気泡発生器具１を説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。

【0059】

第３実施形態の発生器具１は、図１０～図１２に示すように、複数（３つ）の発生体２と、収容体１９と、筐体３とを備えており、発生体２を構成する複数の第１部材４が、収容体１９と一体的に形成されている。換言すると、第３実施形態の発生器具１は、複数（３つ）の第２部材５と、第１部材一体型収容体２２と、筐体３とを備えている。

【0060】

第１部材一体型収容体２２は、複数（３つ）の第２部材５を個別に収容し、かつ、筐体３内に収容される部材である。第１部材一体型収容体２２は、筐体３よりも小さい略円筒形状を有し、その外周縁は、筐体３の内周縁とほぼ一致する。第１部材一体型収容体２２は、複数（３つ）の第１部材４と、複数（３つ）の円筒状収容部２０とを一体的に備えている。

【0061】

第１部材一体型収容体２２の第１部材４は、それぞれ、第１部材一体型収容体２２の上面に形成されている開口２３の内側に配置されている。第１部材４は、開口２３の内周縁から開口の内側に向かって突出する螺旋部７と、螺旋部７の上流側の面に形成される複数の第１角柱８とを備えている。螺旋部７は、下流側に向かって縮径する円錐台形状の筒体であって、その上流側の面に、螺旋状凸部２４が形成されている。螺旋状凸部２４は、螺旋部７の外周縁から回転しながら内側に向かって延びており、一周以上回転している。第１部材一体型収容体２２において、螺旋部７の周方向中心には、第２部材導入口２５が形成されている。第１部材４の上流側から流れてくる水は、第１部材４において、螺旋状凸部８によって誘導されて第１角柱８と衝突した後、第２部材導入口２５を通過して、第２部材５へと移動する。

【0062】

円筒状収容部２０は、各第１部材５の下側に、対となるように配置されている。第２部材導入口２５は、下流側から上流側に向かって目視した際、円筒状収容部２０の中心からずれるように配置されている。すなわち、第２部材導入口２４は、平面視において、円柱軸１２と重複せず、第２角柱１３と重複するように配置される。これにより、円筒状収容部２０に到達した水は、円柱軸１２ではなく第２角柱１３へとスムーズに誘導されるため、効率よく第２角柱１３と衝突することができる。円筒状収容部２０の下流側端部には、絞り部１８が脱着可能なように配置されている。

【0063】

第３実施形態では、１つの螺旋部７において螺旋状凸部２４の数が単数であるが、第４実施形態においては、図１３に示すように、１つの螺旋部７において螺旋状凸部２４の数が複数（４つ）である。

【0064】

この第３実施形態および第４実施形態の発生器具１によれば、第１実施形態と同様に、多量のナノバブルを発生させることができる。特に、この発生器具１によれば、第１部材４と収容体１９と一体的に形成されている第１部材一体型収容体２２を備えているため、部品数が少なくでき、組み立てが容易である。

【0065】

＜変形例＞
第１～４実施形態において、発生体２の第１角柱８および第２角柱１３の個数は限定的でない。例えば、第２角柱１３において、図示しないが、軸方向に間隔を隔てて配置される角柱の数は、例えば、３個以上、１０個以下としてもよく、放射状に位置する角柱数（一の放射状角柱群１４が有する角柱の数）は、例えば、３個以上、７個以下としてもよい。また、第１の実施形態において、螺旋部７を構成する螺旋板の数も限定されない。

【0066】

第１～４実施形態において、第１角柱８は、三角柱であり、第２角柱１３は、四角柱であったが、これらは角形であればよく、互いに同一の角柱であっても異なる角柱であってもよい。例えば、第１角柱８および第２角柱１３は、それぞれ独立に、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱などであってもよい。好ましくは、微小気泡発生量の多さの観点から、第１角柱８および第２角柱１３は、それぞれ、三角柱または四角柱のいずれかである。

【0067】

第１～４実施形態では、軸方向に対する第２角柱１３の螺旋状の螺旋角θ_２が、４５度以下としているが、図示しないが、４５度を超過してもよい。より多くの微小気泡をスムーズに発生することができる観点から、４５度以下が好ましい。

【0068】

第１～４実施形態において、さらに、アダプターや散水盤などを備えていてもよい。例えば、発生器具１を蛇口パイプの先端に取り付ける場合、筐体３の上端の内ネジを蛇口パイプの先端の外ネジに直接またはアダプターを介して取り付け、筐体３の下端に散水盤を取り付けてもよい。

【0069】

第２～４実施形態では、複数の発生体２が全て同じ形状であったが、例えば、図示しないが、複数の発生体２の大きさや形状が互いに異なっていてもよい。例えば、円柱軸１２の長さや第２角柱１３の数が異なっている発生体２を備えていてもよい。

【実施例0070】

以下に実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらによって限定されない。

【0071】

＜実施例１＞
図１～６に記載の発生器具を実施例１として作製した。なお、第１部材４および第２部材５の直径は２８ｍｍ、発生体２の軸方向長さは４０ｍｍ、第１角柱８の水流方向長さは３ｍｍ、第２角柱１３の径方向長さは８ｍｍとした。

【0072】

測定装置としては、ＮＡＮＯＳＩＧＨＴ（ナノ粒子解析システム）を用いた。まず、水道水をサンプル水として、これらに含まれる気泡を測定した。次いで、サンプル液を実施例１の発生器具に通過させ、通過したナノバブル水に含まれる気泡を測定した。これらサンプル水とナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、サンプル水のＤ５０よりも小さくなり、７３．６ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、３．５８×１０^８個増加していた。

【0073】

＜比較例１＞
実施例１の発生器具から第１部材４を除去した器具を、比較例１とした。実施例１と同様に、サンプル水と、サンプル水に比較例１の器具を通過させたナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、サンプル水のＤ５０よりも小さくなり、８８．９ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、１．８９×１０^８個増加していた。

【0074】

実施例１で得たナノバブル水の方が、比較例１で得たナノバブル水よりも、気泡の平均粒子径Ｄ５０が小さく、かつ、気泡総量の増加量も格段に多かった。よって、実施例１の発生器具は、比較例１の発生器具よりも、より多くのナノバブル水を発生させることが出来ることが分かった。

【0075】

＜実施例２＞
図７～９に記載の発生器具を実施例２として作製した。なお、３つの第１部材４および３つの第２部材５の直径は各１０ｍｍ、第２部材５の軸方向長さは２８ｍｍ、第１角柱８の水流方向長さは１ｍｍ、第２角柱１３の径方向長さは４ｍｍ、円筒状収容部２０の直径は１１ｍｍとした。実施例１と同様に、サンプル水と、サンプル水に実施例２の器具を通過させたナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、サンプル水のＤ５０よりも小さくなり、７０．６ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、４．１６×１０^８個増加していた。

【0076】

＜比較例２＞
実施例２の発生器具から第１部材４を除去した器具を、比較例２とした。実施例２と同様に、サンプル水と、サンプル水に比較例１の器具を通過させたナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、８０．７ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、２．７９×１０^８個増加していた。

【0077】

実施例２で得たナノバブル水の方が、比較例２で得たナノバブル水よりも、気泡の平均粒子径Ｄ５０が小さく、かつ、気泡総量の増加量も格段に多かった。よって、実施例２の発生器具は、比較例２の発生器具よりも、より多くのナノバブル水を発生させることが出来ることが分かった。

【符号の説明】

【0078】

１ 微小気泡発生器具 ２ 微小気泡発生体 ３ 筐体 ４ 第１部材
５ 第２部材 ６ 中心部 ７ 螺旋部 ８ 第１角柱 ９ 環状枠部
１０ 間隔 １１ 凸部 １２ 円柱軸 １３ 第２角柱
１４ 放射状角柱群 １５ 螺旋状角柱群 １６ 本体部 １７ 蓋部
１８ 絞り部 １９ 収容体 ２０ 円筒状収容部 ２１ 凹部
２２ 第１部材一体型収容体 ２３ 開口 ２４ 螺旋状凸部
２５ 第２部材導入口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

給水系に配置するための器具であって、
微小気泡発生体、および、前記微小気泡発生体を収容する筐体を備え、
前記微小気泡発生体は、
水流方向上流側に配置される第１部材と、
前記第１部材に対して水流方向下流側に配置される第２部材と
を備え、
前記第１部材は、
渦を発生させるための渦発生部と、
前記渦発生部の水流方向上流側の面に、水流方向に向かって突出する複数の第１角柱とを備え、
前記第２部材は、
水流方向に伸びる軸と、
前記軸の側面に、水流方向と交差する交差方向に向かって突出する複数の第２角柱と
を備え、
前記第１部材は、交差方向に複数配置され、
前記第２部材は、交差方向に複数配置され、
前記複数の第１部材と、前記複数の第２部材とは、互いに対をなすことを特徴とする微小気泡発生器具。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0070】

以下に実施例、参考例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらによって限定されない。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0071】

＜参考例１＞
図１～６に記載の発生器具を参考例１として作製した。なお、第１部材４および第２部材５の直径は２８ｍｍ、発生体２の軸方向長さは４０ｍｍ、第１角柱８の水流方向長さは３ｍｍ、第２角柱１３の径方向長さは８ｍｍとした。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0073】

＜比較例１＞
参考例１の発生器具から第１部材４を除去した器具を、比較例１とした。参考例１と同様に、サンプル水と、サンプル水に比較例１の器具を通過させたナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、サンプル水のＤ５０よりも小さくなり、８８．９ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、１．８９×１０^８個増加していた。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0074】

参考例１で得たナノバブル水の方が、比較例１で得たナノバブル水よりも、気泡の平均粒子径Ｄ５０が小さく、かつ、気泡総量の増加量も格段に多かった。よって、参考例１の発生器具は、比較例１の発生器具よりも、より多くのナノバブル水を発生させることが出来ることが分かった。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0075】

＜実施例２＞
図７～９に記載の発生器具を実施例２として作製した。なお、３つの第１部材４および３つの第２部材５の直径は各１０ｍｍ、第２部材５の軸方向長さは２８ｍｍ、第１角柱８の水流方向長さは１ｍｍ、第２角柱１３の径方向長さは４ｍｍ、円筒状収容部２０の直径は１１ｍｍとした。参考例１と同様に、サンプル水と、サンプル水に実施例２の器具を通過させたナノバブル水とを比較した。その結果、ナノバブル水の気泡の平均粒子径Ｄ５０は、サンプル水のＤ５０よりも小さくなり、７０．６ｎｍであった。また、ナノバブル水の気泡総量は、サンプル水の気泡総量よりも多くなり、４．１６×１０^８個増加していた。