特開 2024-77956 微細気泡発生器、及び洗浄機器

(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】P2024077956

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】微細気泡発生器、及び洗浄機器

(51)【国際特許分類】

   B01F 25/25 20220101AFI20240603BHJP

   B01F 23/232 20220101ALI20240603BHJP

   B01F 25/452 20220101ALI20240603BHJP

   B01F 25/432 20220101ALI20240603BHJP

   D06F 39/08 20060101ALI20240603BHJP

   A47L 15/42 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

B01F25/25

B01F23/232

B01F25/452

B01F25/432

D06F39/08 301Z

A47L15/42 D

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190214

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】503376518

【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】磯永 賢

(72)【発明者】

【氏名】内山 具典

【テーマコード（参考）】

3B082

3B166

4G035

【Ｆターム（参考）】

3B082BD01

3B166AA01

3B166AA11

3B166AB03

3B166AE01

3B166AE02

3B166AE07

3B166BA52

3B166CA01

3B166CA11

3B166CB01

3B166CB11

3B166DA21

3B166DC03

3B166DC14

3B166DC41

3B166DC43

3B166DC45

3B166DC47

3B166DE02

3B166DE04

3B166FB01

3B166GA02

3B166GA12

4G035AB30

4G035AC01

4G035AC06

4G035AC26

(57)【要約】

【課題】流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生させる。
【解決手段】微細気泡発生器は、入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、出口部側に設けられ流路を流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、
前記出口部側に設けられ前記流路を前記流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える、
微細気泡発生器。

【請求項2】

前記本体部は、前記入口部と前記出口部との間に設けられ前記流路の断面積を漸次減少させる絞り部を更に有する、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項3】

前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、３つ以上である、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項4】

前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、２つである、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項5】

前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向に対して上流側が下流側より小さい形状である、
請求項２に記載の微細気泡発生器。

【請求項6】

前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向の寸法が前記液体が流れる方向と直交する方向の寸法よりも大きい形状である、
請求項５に記載の微細気泡発生器。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の微細気泡発生器を備える、
洗浄機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、微細気泡発生器、及び洗浄機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水等の液体が流れる流路の断面積を局所的に縮小することでその流路を通る液体を急激に減圧させ、これにより液体中の溶存空気を析出させて微細気泡を発生させることができる微細気泡発生器が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２３９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来構成では、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生させる点において、改善の余地があった。

【0005】

そこで、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生させることができる微細気泡発生器、及び微細気泡発生器を備えた洗浄機器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の微細気泡発生器は、入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、前記出口部側に設けられ前記流路を前記流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態によるドラム式洗濯機の一例を概略的に示す縦断側面図

【図2】第１実施形態による微細気泡発生器が注水ケースに組み込まれた状態の一例を示す部分断面図

【図3】第１実施形態による微細気泡発生器について、流路部材を取り外した状態を示す斜視図

【図4】第１実施形態による微細気泡発生器について、流路部材を取り外した状態を示す断面図

【図5】第１実施形態による微細気泡発生器について、図４のＸ５－Ｘ５線に沿って示す断面図

【図6】第１実施形態による衝突部の他の例を示す図５に相当する断面図

【図7】第１実施形態による微細気泡発生器について、図４のＸ７－Ｘ７線に沿って切断した一部を拡大して示す断面図

【図8】従来構成による衝突部を示す図５に相当する断面図

【図9】第１実施形態による衝突部の比較例を示す図５に相当する断面図

【図10】衝突部の構成の違いによる微細気泡の発生量及び流量への影響に関するシミュレーションの結果を示す図

【図11】第１実施形態による微細気泡発生器が注水ケースに組み込まれた状態の他の例を示す部分断面図

【図12】第２実施形態による衝突部の一例を示す図５に相当する断面図

【図13】第２実施形態による衝突部の他の例を示す図５に相当する断面図

【図14】第３実施形態について、微細気泡発生器を給水弁の上流側に設けた場合の一例を示す部分断面図

【図15】第４実施形態について、食器洗浄機の一例を概略的に示す縦断側面図

【図16】第５実施形態について、水洗便器装置の一例を概略的に示す上面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。また、各実施形態において、構成要素等に付された第１、第２、・・・との語句は、類似した構成要素を単に区別するためのものであり、構成要素間の優劣や時間的要素を意味するものではない。

【0009】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について、微細気泡発生器を洗浄機器としての洗濯機に適用した例について図１から図１１を参照して説明する。図１に示す洗濯機１０は、回転槽１４の回転軸が水平方向へ向かう横軸型又は後方へ向かって下降傾斜した斜め軸型のドラム式洗濯機である。洗濯機は、ドラム式洗濯機に限らず、回転槽の回転軸が鉛直方向を向いた縦軸型洗濯機であっても良い。洗濯機１０は、例えばヒータ式又はヒートポンプ式の乾燥機能を備えたものであっても良いし、備えていないものであっても良い。また、洗濯機１０は、洗剤や仕上げ剤等の洗濯処理剤を自動で投入可能な処理剤自動投入装置を備えていても良い。処理剤自動投入装置は、複数回分の洗濯運転に用いる量の洗濯処理剤を貯留可能な処理剤タンクを有し、洗濯運転ごとに処理剤タンクから所定量の洗濯処理剤を自動で水槽内に投入することができる装置である。

【0010】

洗濯機１０は、外箱１１、扉１２、水槽１３、回転槽１４、モータ１５、排水機構１６、及び注水装置２０を備えている。また、洗濯機１０は、詳細は図示しないが、周知の操作パネル及び制御装置等を備えている。なお、図１において、洗濯機１０の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機１０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を洗濯機１０の上側とする。また、図１の紙面左側つまり外箱１１に対して扉１２側を洗濯機１０の前側とし、図１の紙面右側つまり外箱１１に対して扉１２の反対側を洗濯機１０の後側とする。

【0011】

外箱１１は、例えばステンレス鋼板等の金属又は樹脂材等の組合せによって全体として矩形の中空箱状に形成されている。外箱１１は、洗濯機１０の外郭を構成している。また、外箱１１は、前面側に外箱１１の内部と外部とを連通する開口１１１を有している。扉１２は、外箱１１の前面側に設けられて、開口１１１を開閉する。ユーザは、扉１２を開いた状態で、開口１１１を通じて回転槽１４から衣類の出し入れをすることができる。

【0012】

水槽１３及び回転槽１４は、いずれも有底円筒状に形成されている。水槽１３は、内部に水を貯留可能である。水槽１３は、外箱１１内に配置されて図示しないサスペンションによって弾性的に支持されている。回転槽１４は、水槽１３内に回転可能に配置されており、モータ１５によって回転駆動される。モータ１５は、水槽１３の底部外側に設けられており、回転槽１４を水槽１３に対して相対的に回転駆動させる機能を有する。

【0013】

排水機構１６は、水槽１３内の水を洗濯機１０の機外へ排出するためのものである。排水機構１６は、排水弁１６１及び排水ホース１６２を有して構成することができる。排水弁１６１は、電磁的に開閉可能に構成されている。排水ホース１６２は、一方の端部が排水弁１６１に接続され、他方の端部が洗濯機１０の機外に引き出されている。水槽１３内に水が貯留された状態で排水弁１６１が開放されると、水槽１３内に貯留されていた水は、排水ホース１６２を通して洗濯機１０の機外へ排出される。つまり、排水弁１６１は、水槽１３内に貯留された水を外部に排水するための排水経路を開閉する。

【0014】

注水装置２０は、例えば水道等の外部の水源から供給される水を水槽１３内に注水するためのものである。注水装置２０は、給水弁２１、注水ケース２２、注水ホース２３、及び微細気泡発生器３０を有している。給水弁２１は、電磁的に開閉可能に構成されている。給水弁２１は、外部の水源から注水ケース２２を介して水槽１３内に至る経路を開閉する。給水弁２１は、図２に示すように、流入部２１１及び流出部２１２を有している。流入部２１１は、給水ホース１００を介して、図示しない水道の蛇口等の外部の水源に接続されている。流出部２１２は、例えば注水ケース２２に接続されている。

【0015】

注水ケース２２は、外部の水源から供給される水を受けて、その水を、注水ホース２３を介して水槽１３内に供給する機能を有する。注水ケース２２は、例えば合成樹脂製であって、洗濯機１０の前後方向に沿って長い箱状に形成することができる。注水ケース２２は、内部に洗剤や柔軟剤等の洗濯処理剤を収容可能に構成されている。注水ケース２２は、図２に示すように、接続部２２１及び連通部２２２を有している。接続部２２１及び連通部２２２は、注水ケース２２の内部と外部とを連通している。接続部２２１は、例えば内周面に段差を有する円筒状に形成されている。

【0016】

接続部２２１は、給水弁２１と注水ケース２２とを連通している。給水弁２１を通過した水は、接続部２２１を通って注水ケース２２内に流入する。図２に示すように、給水弁２１の流出部２１２は、接続部２２１に直接接続されている。直接接続とは、互いに接続される部材の間に他の部材が介在しないことを意味する。流出部２１２の外周面と接続部２２１の内周面との間には、シール部材２４が設けられている。シール部材２４は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。流出部２１２の外周面と接続部２２１の内周面とによってシール部材２４が押圧されて、流出部２１２と接続部２２１とが水密状態で接続される。

【0017】

連通部２２２は、例えば内径が略一定の円筒状に形成されている。連通部２２２の内径は、例えば接続部２２１の内径よりも小さい。連通部２２２は、接続部２２１よりも下流側に位置している。換言すれば、接続部２２１は、連通部２２２よりも上流側に位置している。下流側とは、外部の水源から供給される水が流れる方向の下流側を意味する。上流側とは、外部の水源から供給される水が流れる方向の上流側を意味する。

【0018】

注水ホース２３は、外部の水源から注水ケース２２内に流入した水を水槽１３内に注水するためのものである。注水ホース２３は、図１に示すように、一方の端部が注水ケース２２に接続され、他方の端部が水槽１３に接続されている。注水ケース２２内に洗濯処理剤が貯留されている状態で、注水ケース２２内に水が流入すると、注水ケース２２内の洗濯処理剤は注水ケース２２内を流れる水と混合した後に、注水ホース２３を通過して水槽１３内に流れる。

【0019】

微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水等の液体が微細気泡発生器３０の内部を図２の矢印Ａ方向に向かって通過する際に、その液体中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる機能を有する。ウルトラファインバブルとは、粒子径が５０ｎｍ～１，０００ｎｍ未満の気泡である。ウルトラファインバブルは、粒径が細かいため入り組んだ部分まで浸透が可能であり、例えばマイクロバブル等の他の微細気泡では除去しきれない対象物の汚れを除去する洗浄効果を発揮できる。また、ウルトラファインバブルは、粒子径がナノオーダーであり浮力が小さいこと及び疎水性が大きく水に溶けにくいため液体中での滞在時間が長いという性質を有する。

【0020】

微細気泡発生器３０は、給水弁２１の下流側であって、注水ケース２２の内部に設けられている。微細気泡発生器３０は、図２に示すように、流出部２１２と接続部２２１との間にて支持された状態で取付けられている。微細気泡発生器３０は、例えば流出部２１２と接続部２２１との間で挟み込まれた状態で取付けられている。微細気泡発生器３０の外周面と接続部２２１の内周面との間には、シール部材２５が設けられている。シール部材２５は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。微細気泡発生器３０の外周面と接続部２２１の内周面とによってシール部材２５が押圧されて、微細気泡発生器３０と接続部２２１とが水密状態で接続される。なお、微細気泡発生器３０は、流出部２１２と接続部２２１に対して圧入によって固定される構成としても良い。

【0021】

微細気泡発生器３０は、例えば合成樹脂製で、直径及び全長が例えば数ｍｍ～数十ｍｍ程度、具体的には直径が最大約１５ｍｍで長さが約１０ｍｍに設定されている。微細気泡発生器３０は、図２に示すように、例えばフランジを有する円筒状に形成されている。微細気泡発生器３０は、本体部４０、流路部材５０、及び衝突部６０を有している。本体部４０は、微細気泡発生器３０における上流側に位置し、流路部材５０は、微細気泡発生器３０における下流側に位置する。本体部４０及び流路部材５０は、互いに別体で組合せ可能に構成されている。本体部４０及び流路部材５０は、別体に限らず、一体に構成しても良い。

【0022】

本体部４０は、図３及び図４に示すように、例えば外周面に段差を有する円筒状に形成されている。本体部４０は、入口部４１、出口部４２、及び流路４３を有している。入口部４１及び出口部４２は、例えば筒状に形成されている。入口部４１は、本体部４０の外部から内部に流入する水が通る部分である。外部の水源から給水弁２１を通過した水は、入口部４１を通って本体部４０内に導入される。出口部４２は、本体部４０の内部から外部に流出する水が通る部分である。出口部４２の内径は、入口部の内径より小さい。本実施形態では、出口部４２は、流路部材５０に接続されている。本体部４０内に導入された水は、出口部４２から流路部材５０を介して注水ケース２２内に流出し、その後注水ケース２２内で洗濯処理剤と合流して水槽１３内に供給される。

【0023】

流路４３は、本体部４０の内部に設けられており、入口部４１と出口部４２とを繋ぎ、液体が通過可能である。流路４３は、絞り部４３１及びストレート部４３２を含んで構成されている。絞り部４３１及びストレート部４３２は、本体部４０の内周面における全周に亘って設けられている。絞り部４３１は、本体部４０の流入側つまり上流側に設けられている。絞り部４３１は、入口部４１と繋がっており、入口部４１と出口部４２との間に設けられている。絞り部４３１は、入口部４１から本体部４０の延びる方向の途中部分にかけて流路４３の断面積つまり内径を漸次減少させるように形成されている。本実施形態では、絞り部４３１は、流路４３の断面積つまり内径を連続的に徐々に減少するようないわゆる截頭円錐形のテーパ管状に形成されている。絞り部４３１は、流路４３の断面積を階段状に徐々に減少させる構成としても良い。また、絞り部４３１は、本体部４０と一体に構成されても良いし、別体であっても良い。

【0024】

ストレート部４３２は、絞り部４３１の下流側に設けられている。ストレート部４３２は、出口部４２と繋がっている。ストレート部４３２は、内径が変化しない、すなわち流路４３の断面積つまり液体の通過可能な面積が変化しない円筒状、いわゆるストレート管状に形成されている。ストレート部４３２の内径は、絞り部４３１の最小内径と略同一に設定されている。また、ストレート部４３２の内径は、注水ケース２２の連通部２２２の内径と略同一に設定されている。本実施形態では、ストレート部４３２の内径は、約３ｍｍに設定されている。

【0025】

流路部材５０は、図２に示すように、例えば内周面に段差を有する円筒状に形成されており、内部に流路５１を有している。流路部材５０の全長は、例えば本体部４０の全長よりも長い。流路部材５０は、本体部４０と注水ケース２２の連通部２２２とを連通している。流路部材５０の上流側部分の内径は、本体部４０の下流側部分の外径よりもやや大きい。そして、本体部４０の下流側部分は、流路部材５０の上流側部分にほぼ嵌合状態にて挿入可能に構成されている。本体部４０の下流側部分を、流路部材５０の上流側部分に挿入することで、本体部４０と流路部材５０とを組み合わせることができる。また、流路部材５０の下流側部分の内径は、連通部２２２の内径及びストレート部４３２の内径と略同一に設定されている。

【0026】

衝突部６０は、流路４３の断面積を局所的に縮小することで、流路４３を通過する液体中に微細気泡を発生させるためのものである。流路４３の断面積に対する衝突部６０の断面積の占める割合は、２５％～４５％程度に設定することができる。衝突部６０は、図４に示すように、本体部４０の下流側端部付近であって、少なくとも一部がストレート部４３２に設けられている。衝突部６０は、例えば合成樹脂材料を射出成形して、本体部４０と一体に形成されている。衝突部６０は、本体部４０と一体の構成に限らず、別体に構成されても良い。

【0027】

衝突部６０は、図５に示すように、流路４３を液体が流れる方向に沿って流路４３の中心に対し径方向に複数この場合３つに仕切る。つまり、流路４３は、衝突部６０を通過する際に３つの流路４３ａに仕切られる。衝突部６０は、例えば棒状に形成された３本の突出部６１で構成され、ストレート部４３２の内周面から流路４３内に向かって突出して形成されている。本実施形態では、突出部６１は、ストレート部４３２の内周面から流路４３の断面における中心方向へ向かって突出している。そして、各突出部６１は、それぞれが先端で繋がって略Ｙ字形状に一体化している。

【0028】

複数の突出部６１は、流路４３の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離れた状態で配置されている。複数の突出部６１は、等間隔に離れた構成に限らず、不等間隔に離れた構成であっても良い。また、各突出部６１間に形成される隙間の面積が、微細気泡発生器３０における水の通過可能な最小断面積となる。なお、複数の突出部６１は、図６に示すように、４つ以上とすることができる。つまり、複数の突出部６１によって、流路４３を４つ以上に仕切る構成とすることができる。図６の例では、複数の突出部６１によって、衝突部６０は全体として例えば略十字状に形成されている。この場合、流路４３は、衝突部６０を通過する際に、４つの流路４３ｂに仕切られる。

【0029】

突出部６１は、図７に示すように、上流側壁部６１１、拡径部６１２、及び下流側壁部６１３を有している。上流側壁部６１１は、突出部６１の上流側端部を構成している。上流側壁部６１１の長手方向の断面形状は、例えば流路４３内を液体が流れる方向とは反対方向つまり上流側に向かって凸となるようにいわゆる砲弾形の曲面状に形成されている。長手方向とは、流路４３内を液体が流れる方向に沿う方向を意味する。幅方向とは、流路４３内を液体が流れる方向に沿う方向と直交する方向であって、微細気泡発生器３０を洗濯機１０に装着した状態において、洗濯機１０の上下方向に沿う方向を意味する。

【0030】

上流側壁部６１１の長手方向の断面形状は、上流側に向かって尖った三角状としても良い。拡径部６１２は、上流側壁部６１１に繋がっており、上流側から下流側に向かって略直線的に拡径するように形成されている。拡径部６１２は、直線的に拡径する構成に限らず、湾曲的に拡径する構成であっても良い。つまり、突出部６１の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して上流側の断面形状が下流側の断面形状よりも小さい。そして、突出部６１の長手方向の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して滑らかに変化している。

【0031】

下流側壁部６１３は、拡径部６１２に繋がっており、突出部６１の下流側端部を構成している。下流側壁部６１３の長手方向の断面形状は、例えば略矩形状に形成されている。下流側壁部６１３の下流側の端面は、本体部４０の下流側の端面と同一平面上に位置している。つまり、突出部６１の下流側の面は、本体部４０の下流側の面といわゆる面一に構成されている。また、突出部６１における下流側端部の形状に限ってみると、下流側壁部６１３の長手方向の寸法は、下流側壁部６１３の幅方向の寸法よりも小さい。

【0032】

ここで、突出部６１の断面において、突出部６１の長手方向の寸法Ｌを幅方向の寸法Ｗよりも小さくした場合、流路４３を流れる液体に対して拡径部６１２が対向する面の角度が大きくなり、流路４３内を流れる液体に対する突出部６１の流路抵抗が増加してしまうため、流量低下を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、突出部６１は、図７に示すように、突出部６１の断面において、長手方向の寸法Ｌが幅方向の寸法Ｗよりも大きい。これにより、流路４３内を流れる液体に対する突出部６１の流路抵抗を抑えて流量を増加させることができる。本実施形態では、突出部６１の長手方向の寸法Ｌと幅方向の寸法Ｗとの比率は、例えば約３：２に設定されている。突出部６１の長手方向の寸法Ｌは、例えば０．７ｍｍ～１．１ｍｍ程度に設定され、突出部６１の幅方向の寸法Ｗは、例えば０．５ｍｍ～０．７ｍｍ程度に設定されている。

【0033】

微細気泡発生器３０の上流側に水が流入すると、内径を漸次減少させるように形成された絞り部４３１において流路断面積が絞られることによって、流体力学のいわゆるベルヌーイの定理に基づき流速が高められるとともに減圧によるキャビテーションが発生する。そして、その高速流が衝突部６０に衝突することで作用するせん断力と衝突部６０の下流側端面付近に形成される例えば－１．０ＭＰａ以下となる負圧領域で発生する負圧とによって細分化された微細気泡が生成される。これにより、微細気泡発生器３０は、微細気泡発生器３０内を通過する水の中に溶存している空気を微細気泡として多量に析出させて、微細気泡発生器３０を通過する以前よりも微細気泡を多量に含んだ微細気泡水を供給することができる。

【0034】

さて、本願発明者は、本実施形態の衝突部の構成の違いによる微細気泡の発生量及び流量への影響に関するシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、図８に示すように、基準となる従来の微細気泡発生器による衝突部６０ａを用いた構成つまり流路４３が下流側で複数に仕切られていない構成、本実施形態の微細気泡発生器３０、及び比較例として図９に示すように、ストレート部４３２の内周面から流路４３内に向かって突出する棒状の部材に加えて円環状の部材を有する衝突部６０ｂを用いた構成の３仕様について比較した。衝突部６０ｂを用いた構成では、流路４３は、衝突部６０ｂによって３つの流路４３ｃ及び１つの円形状の流路４３ｄに仕切られる。

【0035】

図１０は、各仕様における（１）衝突部よりも下流側の領域における負圧領域の大きさ、（２）衝突部を通過後の微細気泡の発生量、及び（３）衝突部を通過後の流量の関係を示したものである。負圧領域の大きさとは、－１．０ＭＰａ以下となる領域の体積を算出したものを意味する。図１０に示すように、本実施形態の衝突部６０を有する微細気泡発生器３０を用いた場合、従来構成に対して、同等の微細気泡発生量を得ることができるとともに、流量が約１．１倍増加することを確認した。そして、本実施形態の構成では、従来構成に対して負圧領域の大きさが約１．２倍向上することを確認した。このように、本実施形態の衝突部６０を微細気泡発生器３０に用いることで負圧領域の大きさが効果的に高まり、それに伴い微細気泡の発生量が促進されつつ、流量の増加を得ることができる。

【0036】

また、比較例として用いた衝突部６０ｂでは、流量の増加は確認されたものの、負圧領域の大きさ及び微細気泡の発生量が著しく減少した。これは、衝突部６０ｂのように、円環状の部材を設けた場合、流路の断面積に対する衝突部６０ｂの断面積の占める割合を抑えるために、衝突部６０ｂを細くする必要がある。そのため、衝突部６０ｂの下流側端面の面積が小さくなることで、負圧が発生しにくいことが考えられる。また、負圧が発生しにくい理由としては、流路内に円環状の部材が存在すると、流路内を流れる液体の流れが押し戻されることで流速を高めることができないためであることも考えられる。更に、当該円環状の部材によって流路の外側と内側とで衝突部６０ｂが対称に配置されないため、流路の外側と内側で液体の流れが干渉してしまい液体の流れが不安定になると考えられる。このため、微細気泡の発生量が低下したものと推察する。

【0037】

以上説明した実施形態によれば、微細気泡発生器３０は、本体部４０と、衝突部６０と、を備える。本体部４０は、入口部４１と出口部４２とを繋ぎ液体が通過可能な流路４３を有する。衝突部６０は、出口部４２側に設けられ流路４３を流路４３の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、液体中に微細気泡を発生させる。これによれば、衝突部６０によって流路４３を流路４３の中心に対し径方向に複数に仕切ることで、流路４３の断面積が部分的に狭くなる領域が存在しないうえに、出口部４２における流路４３の断面積を確保することができる。これにより、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡を効率良く発生できる。

【0038】

本体部４０は、絞り部４３１を更に有する。絞り部４３１は、入口部４１と出口部４２との間に設けられ、流路４３の断面積を漸次減少させる。これによれば、絞り部４３１によって、流路４３を流れる液体の流速が高められるため、衝突部６０に対して液体を高い流速で衝突させることができる。これにより、微細気泡の発生量を向上できる。

【0039】

また、衝突部６０によって仕切られる複数の流路４３の数は、３つ以上である。これによれば、衝突部６０によって仕切られる流路の数を３つ以上として、出口部４２の断面積に対する衝突部６０の占める面積を大きくすることで、微細気泡の発生量を向上できる。

【0040】

更に、衝突部６０の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向に対して上流側が下流側より小さい形状である。これによれば、衝突部６０の断面形状を上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように形成して、流路４３を流れる液体に対して衝突部６０を滑らかな形状とすることで、液体が流れる際の流路抵抗を小さくできるため、液体の流量を多くできる。

【0041】

また、衝突部６０の断面形状は、流路４３内を液体が流れる方向の寸法が、液体が流れる方向と直交する方向の寸法よりも大きい形状である。ここで、例えば衝突部６０の断面形状を、流路４３内を液体が流れる方向の寸法つまり長手方向の寸法が、液体が流れる方向と直交する方向の寸法つまり幅方向の寸法よりも小さい形状とした場合、流路４３を流れる液体に対して衝突部６０が対向する面の角度が大きくなる。そのため、流路抵抗が大きくなってしまい流量の低下を招くおそれがある。そこで、衝突部６０の断面において、長手方向の寸法を幅方向の寸法よりも大きい形状とすることで、液体が流れる際の流路抵抗を小さくできるため、液体の流量をより一層増加できる。

【0042】

なお、微細気泡発生器３０は、図１１に示すように、流路部材５０を備えていない構成としても良い。この場合、微細気泡発生器３０は、本体部４０及び衝突部６０のみによって構成されている。そして、本体部４０は、注水ケース２２の連通部２２２と繋がっている。つまり、本体部４０が注水ケース２２に直接接続される。図１１の例では、本体部４０内に導入された水は、出口部４２から注水ケース２２内に流出し、その後注水ケース２２内で洗濯処理剤と合流して水槽１３内に供給される。これにより、微細気泡発生器３０の部品点数を削減できるため、組立て工数を低減できる。結果として、微細気泡発生器３０が組み込まれた注水装置２０の製造コストを低減できる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１２及び図１３も参照して説明する。この第２実施形態は、微細気泡発生器３０が上記第１実施形態の衝突部６０に換えて衝突部７１を備えている点が、上記第１実施形態と異なる。具体的には、上記第１実施形態では、衝突部６０は、複数の突出部６１によって構成されていたのに対し、本実施形態の衝突部７１は、１つの部材によって構成されている。換言すれば、衝突部６０は、３つの突出部６１によって構成されていたのに対し、本実施形態の衝突部７１は、２つの突出部によって構成されているとも言える。

【0044】

衝突部７１は、例えば板状又は棒状の部材で形成されており、流路４３を横断するように設けられている。つまり、流路４３は、衝突部６０を通過する際に２つの流路４３ｅに仕切られる。本実施形態では、衝突部７１は、ストレート部４３２及び出口部４２の内周面の一点からストレート部４３２及び出口部４２の断面の中心つまり流路４３の中心を通って、ストレート部４３２及び出口部４２の内周面の他の一点、この場合反対面まで直線状に延びている。そのため、衝突部７１によって、仕切られた各流路４３ｅの断面積は略等しくなるとともに、微細気泡発生器３０における液体の通過可能な最小断面積となる。

【0045】

衝突部７１は、突出部６１と同様の断面形状で構成することができる。衝突部７１は、上流側壁部７１１、拡径部７１２、及び下流側壁部７１３を有している。衝突部７１の上流側壁部７１１、拡径部７１２、及び下流側壁部７１３の断面形状は、それぞれ突出部６１の上流側壁部６１１、拡径部６１２、及び下流側壁部６１３と同様であるため、説明は省略する。また、衝突部７１は、図１２に示すように、例えば洗濯機１０の設置面に対して略水平に設けられている。衝突部７１は、洗濯機１０の設置面に対して略水平に限らず、水平に対して傾斜されても良いし、略垂直であっても良い。また、衝突部７１は、流路４３の中心を通る構成に限らず、流路４３の中心を通らずに流路４３を横断する構成としても良い。更に、衝突部７１は、直線状に延びる構成に限らず、曲線状又は屈曲状等の他の形状に延びる構成としても良い。

【0046】

このような第２実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、衝突部７１によって仕切られる流路４３の数を最小限にすることで、流路４３の断面積を確保して流量の低下を抑制できる。更に、衝突部７１をストレート部４３２の内周面間で橋渡すことによって、出口部４２近傍において外力に対する強度を高めることができる。これにより、微細気泡発生器３０の信頼性を向上できる。

【0047】

なお、衝突部７１は、図１３に示すように、ストレート部４３２に互いに間隔をあけて複数設ける構成としても良い。図１３の例では、衝突部７１は、２つ設けられている。複数の衝突部７１は、２つ設ける構成に限らず、３つ以上設ける構成であっても良い。この場合、複数の衝突部７１によって、流路４３が３つ以上の流路４３ｅに仕切られる。そして、複数の衝突部７１を設けることで、出口部４２近傍において外力に対する強度をより一層高めることができる。

【0048】

（第３実施形態）
第３実施形態について、図１４を参照して説明する。この第３実施形態は、洗濯機１０における微細気泡発生器３０の取付位置が上記各実施形態と異なる。具体的には、上記各実施形態では、微細気泡発生器３０は、給水弁２１の下流側に設けられていたのに対し、本実施形態の微細気泡発生器３０は、給水弁２１の上流側に設けられている。本実施形態では、注水装置２０は、円筒部材２６を有している。円筒部材２６は、例えば外周面に段差を有する円筒状に形成されている。円筒部材２６は、図１４に示すように、一方の端部が給水弁２１の流入部２１１に接続され、他方の端部が給水ホース１００に接続されている。円筒部材２６は、例えばねじ嵌合によって、流入部２１１及び給水ホース１００に着脱可能に取付けられる。この場合、流入部２１１に形成されるねじ部は、外箱１１の上面１１２より上方に位置するように設けることができる。

【0049】

本実施形態では、微細気泡発生器３０は、円筒部材２６に内蔵されている。微細気泡発生器３０は、本体部４０及び衝突部６０によって構成されている。給水弁２１が開放されると、外部の水源から給水ホース１００を介して円筒部材２６に流入した水は、円筒部材２６を通過する際に微細気泡発生器３０を通って、給水弁２１に流れる。このような第３実施形態によっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、例えば微細気泡発生器３０を備えていない既存の洗濯機に対して、給水弁２１と給水ホース１００との間に円筒部材２６を取り付けることで、既存の洗濯機に微細気泡発生機能を付加することができる。更に、例えば微細気泡発生器３０が故障等した場合には、円筒部材２６を給水弁２１及び給水ホース１００から取り外すことで、微細気泡発生器３０の故障等に対し容易に部品交換などにより対応することができる。

【0050】

また、第３実施形態のように微細気泡発生器３０を給水弁２１の上流側に設ける場合、下流側に設ける場合に可能であった給水弁２１の下流側を分岐して微細気泡発生器３０による流量減を補うといったことができず、洗濯機１０への給水速度は微細気泡発生器３０の流量のみによって決定してしまう。よって、従来の微細気泡発生器に比して給水速度の増加が図れる本発明の微細気泡発生器３０は、この第３実施形態においてもその効果を十分に発揮することができる。

【0051】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１５を参照して説明する。この第４実施形態は、洗浄機器として食器洗浄機８０に適用したものである。食器洗浄機８０は、周知のように、外箱８１、扉８２、洗浄槽８３、食器かご８４、洗浄ノズル８５、循環装置８６、ヒータ８７、及び給水機構８８を備えている。外箱８１は、食器洗浄機８０の外殻を構成するものであり、例えばステンレス鋼板等によって全体として前方が開口した矩形の箱状に形成されている。扉８２は、外箱８１の前面側に設けられて、外箱８１の開口を開閉する。ユーザは、扉８２を開いた状態で、当該開口を通じて洗浄槽８３から食器Ｄの出し入れをすることができる。洗浄槽８３は、外箱８１内に設けられ、例えばステンレス鋼板等によって全体として前方が開口した矩形の箱状に形成されている。食器かご８４は、食器Ｄを収容するためのものである。食器かご８４は、扉８２が開いた状態で、洗浄槽８３の内部と外部とを出し入れ可能に構成されている。

【0052】

洗浄ノズル８５は、洗浄槽８３内であって、食器かご８４の下方に設けられている。洗浄ノズル８５に水と洗浄剤とが混合した洗浄液が供給されると、その洗浄液が洗浄ノズル８５の先端から噴射される。循環装置８６は、例えば外箱８１の底部に設けられている。循環装置８６は、切替弁８６１及びポンプ８６２を有して構成できる。切替弁８６１は、電磁的に開閉可能に構成されている。切替弁８６１は、洗浄槽８３内に貯留された洗浄液を循環させる循環経路と洗浄槽８３内に貯留された水を外部に排水するための排水経路とを択一的に切替可能に構成されている。ポンプ８６２は、洗浄槽８３内の洗浄液を、循環経路を通して循環させるための循環ポンプとして機能するとともに、洗浄槽８３内の洗浄液を、排水経路を通して排水するための排水ポンプとして機能する。

【0053】

ヒータ８７は、例えば洗浄槽８３の底部に設けられている。ヒータ８７は、洗浄槽８３内に貯留された洗浄液を加熱して温水にする機能を有する。給水機構８８は、例えば水道等の外部の水源から供給される水を洗浄槽８３内に供給するためのものである。給水機構８８は、給水弁８８１、給水管８８２、及び給水口部８８３を有している。給水弁８８１は、電磁的に開閉可能に構成されている。給水管８８２は、例えば金属管で構成されており、一方の端部が給水弁８８１に接続され、他方の端部が給水口部８８３に接続されている。給水口部８８３は、例えば洗浄槽８３の上部に設けられている。給水口部８８３は、外部の水源から供給された水を洗浄槽８３内に供給するためのものである。給水弁８８１が開放されると、外部の水源から供給された水は、給水管８８２を通して給水口部８８３から洗浄槽８３内に供給される。つまり、給水弁８８１は、外部の水源から給水管８８２を介して給水口部８８３に至る経路を開閉する。

【0054】

また、給水口部８８３は、取付部８８３ａを有している。そして、本実施形態では、図１５に示すように、微細気泡発生器３０は、取付部８８３ａに内蔵されている。これにより、微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水が図１５の矢印Ａ方向に向かって微細気泡発生器３０の内部を通過する際に、その水中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる。洗浄槽８３内に洗浄剤が投入されている状態で、給水弁８８１が開放されると、洗浄槽８３内の洗浄剤と微細気泡発生器３０を通過して生成された微細気泡水とが洗浄槽８３内で混合される。そして、ポンプ８６２及びヒータ８７が駆動されることにより、洗浄液が混合し温水となった微細気泡水が、洗浄ノズル８５から食器Ｄに向けて噴射され、食器Ｄの洗浄が行われる。このような第４実施形態によれば、微細気泡発生器３０を備える食器洗浄機８０において、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡の効果によって洗浄性能を向上できる。

【0055】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図１６を参照して説明する。この第５実施形態は、洗浄機器として水洗便器装置９０に適用したものである。水洗便器装置９０は、周知のように、便器９１及び給水機構９２を備えている。便器９１は、洗浄槽としての機能を有する。便器９１は、便鉢９１１と、便鉢９１１の上端の外周部分に設けられたリム９１２と、を有する。

【0056】

給水機構９２は、給水弁９２１、メイン給水管９２２、便鉢用給水管９２３、リム用給水管９２４、及び洗剤供給装置９２５を有している。給水弁９２１は、電磁的に開放可能に構成されている。メイン給水管９２２は、一方の端部が給水弁９２１に接続され、他方の端部が２つに分岐して、便鉢用給水管９２３及びリム用給水管９２４に接続されている。便鉢用給水管９２３は、外部の水源から供給された水を便鉢９１１内に供給するためのものである。便鉢用給水管９２３は、吐出部９２３ａを有する、吐出部９２３ａは、便鉢用給水管９２３の先端に設けられ、便鉢９１１に対して水を供給する部分である。リム用給水管９２４は、外部の水源から供給された水をリム９１２に供給するためのものである。リム用給水管９２４は、吐出部９２４ａを有する。吐出部９２４ａは、リム用給水管９２４の先端に設けられ、リム９１２に対して水を供給する部分である。

【0057】

給水弁９２１が開放されると、外部の水源から供給された水は、メイン給水管９２２から便鉢用給水管９２３及びリム用給水管９２４を通って便器９１内に供給される。つまり、給水弁９２１は、外部の水源から給水管９２２、９２３、９２４を介して便器９１に至る経路を開閉する。洗剤供給装置９２５は、例えば給水弁９２１が開放されて給水管９２２、９２３、９２４を通して便器９１内に給水がされる際に、洗浄剤を洗浄剤供給管９２５ａを介して便器９１内に自動で供給する機能を有する。

【0058】

また、メイン給水管９２２は、取付部９２２ａを有している。そして、本実施形態では、図１６に示すように、微細気泡発生器３０は、取付部９２２ａに内蔵されている。これにより、微細気泡発生器３０は、外部の水源から供給された水が図１６の矢印Ａ方向に向かって微細気泡発生器３０の内部を通過する際に、その水中にウルトラファインバブルを含む微細気泡を発生させる。給水弁９２１が開放されると、便器９１内の洗浄剤と微細気泡発生器３０を通過して生成された微細気泡水とが便器９１内で混合される。そして、洗浄剤が混合した微細気泡水によって、便器９１の洗浄が行われる。このような第５実施形態によっても、微細気泡発生器３０を備える水洗便器装置９０において、流量の低下を抑制しつつ、微細気泡の効果によって洗浄性能を向上できる。

【0059】

なお、上記各実施形態では、微細気泡発生器について、具体的数値を挙げながら説明したが、この具体的数値は一例を示したに過ぎず、適宜変更が可能であることは勿論である。また、上記した複数の実施形態を任意に組み合わせて実施することも可能である。
以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１０…洗濯機（洗浄機器）、３０…微細気泡発生器、４０…本体部、４１…入口部、４２…出口部、４３…流路、４３１…絞り部、６０、７１…衝突部、８０…食器洗浄機（洗浄機器）、９０…水洗便器装置（洗浄機器）

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-26

【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】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口部と出口部とを繋ぎ液体が通過可能な流路を有する本体部と、
前記出口部側に設けられ前記流路を前記流路の中心に対し径方向に複数に仕切るとともに、前記液体中に微細気泡を発生させる衝突部と、を備え、
前記衝突部は、前記本体部の内周面から前記流路内に向かって延びる複数の突出部を有し、
複数の前記突出部は、それぞれの先端が繋がっている、
微細気泡発生器。

【請求項2】

前記本体部は、前記入口部と前記出口部との間に設けられ前記流路の断面積を漸次減少させる絞り部を更に有する、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項3】

前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、３つ以上である、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項4】

前記衝突部によって仕切られる複数の前記流路の数は、２つである、
請求項１に記載の微細気泡発生器。

【請求項5】

前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向に対して上流側が下流側より小さい形状である、
請求項２に記載の微細気泡発生器。

【請求項6】

前記衝突部の断面形状は、前記流路内を前記液体が流れる方向の寸法が前記液体が流れる方向と直交する方向の寸法よりも大きい形状である、
請求項５に記載の微細気泡発生器。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の微細気泡発生器を備える、
洗浄機器。