JP3213014U - 洗濯機用微細気泡水生成器 - Google Patents

Abstract

【課題】水道水の給水管と直結で家庭用洗濯機に容易に取り付けることができる洗濯機用微細気泡水生成器を提供する。【解決手段】給水ホースを通して水道水管に接続される洗濯機に取り付けられる洗濯機用微細気泡水生成器１は、給水ホースと連結される円筒形状の取水部２と、洗濯機の給水口に接続される放水部４と、ノズル部３とを備える。取水部と放水部との間に位置するノズル部は、取水部と連通して水道水の流れる方向に沿って径が漸次縮小する第１通水路１０ａと、第１通水路の出口側に連通して設けられ水道水の流れ方向に沿って径が漸次増大する第２通水路１０ｂとから成る。取水部には円形の取水プレート８が嵌め込まれており、取水プレートには、入口側から出口側に向けての中心軸が取水プレートの中心軸に対し傾斜している複数の取水孔が穿設されている。【選択図】図３

Description

本考案は、水に微細気泡を含ませる微細気泡水生成器に関し、洗濯機に取り付けて良好な洗濯機用微細気泡水生成器に関する。

微細気泡とは、気泡の直径がおよそ１００μｍ以下のマイクロバブルやナノバブル（直径５０〜５００ｎｍ程度）のことであり、毛穴よりも微小な小さな泡が毛穴や汗腺の汚れを効果的に除去することができ、美容や健康での様々な分野で利用されている。

また、微細気泡の電気的作用による洗浄効果も注目されている。微細気泡の表面はマイナスの電荷を有しており、気泡同士が合体することなく、微細気泡水中に拡散・浮遊している。これに対し、油や皮脂、細かい異物等による汚れは通常プラスに帯電して、マイナスの電荷を帯びた被洗浄物と電気的に結合している。よって、マイナスの電荷を帯びている微細気泡がプラス電荷の汚れに吸着すると電気的に中和されて、汚れを被洗浄物から分離しやすい状態となる。そして、電気的に中和されて被洗浄物から分離した汚れは、微細気泡の気液界面に吸着したまま気泡の浮力によって水面に浮上することで、被洗浄物から除去された汚れが微細気泡水中で再び被洗浄物に付着されることなく、洗浄されていく。

このような微細気泡を含有する液体を発生するには、高速せん断方式、加圧圧壊方式、キャビテーション方式などが知られているが、その多くが、アスピレータ方式などで、外部から空気を吸引している。或いは、強制注入している。その一つとして、加速手段にて加速される液体、及び気液混合手段によりケーシングに導入される気体（直径が数ミリ程度の気泡）から成る混合流体をケーシング内でキャビテーションを起こさせて、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、外部から空気を吸入することなしに、水の中の溶存空気からキャビテーション方式によってマイクロバブルを発生させる方式としては、入口から出口に向かいその中心軸に直交する断面積を漸減する通水用入口側の第１ノズルと、第１ノズルの出口から連通して設けられた連通路を介して連続して配設され、入口から出口に向かってその中心軸に直交する断面積を漸増する通水用出口側の第２ノズルと、前記連通路にのみ開口した隙間又は側室とを有するマイクロバブル発生装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

そして、水の中の溶存空気からキャビテーション方式によってマイクロバブルを発生させる方式のマイクロバブル発生器を応用したものとしては、回転槽内の洗濯物に対してマイクロバブルを噴射する流体噴射装置を備えた洗濯機が知られている（例えば、特許文献３を参照）。

特開２００７−２１３４３号公報 特開２００９−１３６８６４号公報 特開２０１６−２０９３３１号公報

しかしながら、特許文献１によるマイクロバブル発生装置は、タンクに貯留した水を加速して行う気液混合は装置が大型化し、水道直結型の簡易なタイプが望まれる家庭用には不向きである。

また、特許文献２によるマイクロバブル発生装置は、側室を備える連通路で急膨張した水流を第２ノズルで絞りによる減圧するために、使用するのに十分な量の水が供給できなくなることがある。そのため、そのときの水道圧の状況に応じて側室の軸流方向での幅サイズを調整しなければならない煩わしさがあって、一般の人が所有する家庭用洗濯機に取り付けるのは困難である。

特許文献３は、家庭用の洗濯機にマイクロバブル発生器を応用したものであるが、洗濯機内の設けられた循環ポンプによって形成される送水管路にマイクロバブルを噴射する流体噴射装置が取り付けられており、マイクロバブル発生器は予め装置に組み込まれている。したがって、単体のユニットで提供されて、洗濯機の使用者が任意に取り付けることができる洗濯機用微細気泡水生成器は未だ存在しない。

上記点より本考案は、水道水の給水管と直結で家庭用洗濯機に容易に取り付けることができ、外部から空気を導入することなしに、効果的に微細気泡を発生することが可能な洗濯機用微細気泡水生成器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本考案は、給水ホースを通して水道水管に接続される洗濯機に取り付けられる洗濯機用微細気泡水生成器であって、前記給水ホースと連結される円筒形状の取水部と、前記洗濯機の給水口７に接続される放水部と、前記取水部と連通して水道水の流れる方向に沿って径が漸次縮小する第１通水路と、前記第１通水路の出口側に連通して設けられ水道水の流れ方向に沿って径が漸次増大する第２通水路と、前記取水部に嵌め込まれる円形の取水プレートと、前記取水プレートに穿孔して形成される複数の取水孔と、を備えて、前記取水孔は、入口側から出口側に向けての中心軸が前記取水プレートの中心軸に対し傾斜させている。

この場合、前記取水プレートの取水プレート厚寸法は直径寸法の少なくとも１／４以上とするのが好適である。そして、一つの実施形態では、前記取水孔は、円状に等間隔で複数設けている。

そして、ある実施形態では、前記取水部の外周には、前記給水ホースに嵌め込まれたとき螺合するネジ部が形成される。さらに、ある実施形態では、前記放水部は円筒体で構成されて、前記洗濯機の本体面から突出形成された円筒形状の前記給水口の外周に形成されたネジ部と螺合するネジ部が内周に形成される。これらの実施形態によれば、給水ホースと洗濯機との間に微細気泡水生成器を容易に且つ確実に設置することができる。

さらに、ある実施形態では、前記取水孔の内面には乱流を発生するための凹凸面を形成している。これによって、水道水が取水孔を通過するときの乱流度が高まり、水道水中の溶存空気が取り出しやすくなるため、ノズル部内でキャビテーション気泡が効果的に発生させることができる。

本考案によれば、取水プレートの取水孔から斜めに放出された水道水は第１通水路の内壁を旋回して流速を上げながら下流へ進み、第２通水路で拡散して放出されるため、通常の水道水圧の下で、しかも水道水中の溶存空気から効果的にキャビテーション由来の微細気泡が生成される。よって、微細気泡水生成器は給水ホースと洗濯機の間に配置可能なため、洗濯機の使用者が容易に取り付けることができる。

本考案に係る洗濯機用微細気泡水生成器の外観斜視図を示す。 本考案に係る洗濯機用微細気泡水生成器を洗濯機の取り付ける説明図を示す。 本考案に係る洗濯機用微細気泡水生成器の側断面図を示す。 取水プレートの平面図と側面図とを示す。 ノズル部でのキャビテーション気泡の生成を説明する模式図を示す。

本考案の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本考案に係る洗濯機用微細気泡水生成器１の外観を斜視図で示し、図において矢印で示すように左から右へと水道水が流れる。洗濯機用微細気泡水生成器１は水道水が流れる方向に沿って、取水部２と、ノズル部３と、放水部４とが設けられている。

取水部２と放水部４とは、直径寸法が異なる円筒体で構成されて、径が小さい方の取水部２はその外周にオネジ２ａを有して、大きい方の放水部４はその内周にメネジ４ａを有する。そして、図２に示すように、取水部２は給水ホース５の出口側に挿し込まれて、オネジ２ａが給水ホースの出口側に形成されたメネジ（図示せず）と螺合して接続される。

給水ホース５は、入口側が水道水の蛇口１２に接続されて、出口側が洗濯機６の給水口７に接続される一般的な洗濯機用ホースである。この場合、蛇口１２は、水道配管に直結或いは集合住宅の場合には増圧ポンプや高架水槽を介して接続されている。

洗濯機６の給水口７は、洗濯機６の本体面から凹ませた給水部の底面から突出形成された円筒体で構成されており、外周にはオネジ７aが形成されている。よって、給水ホース５は、通常その出口側でオネジ７aと螺合して洗濯機６と接続されるが、洗濯機６に洗濯機用微細気泡水生成器１を取り付ける際には、給水ホース５の出口側は給水口７に代わって取水部２に接続される。そして、放水部４を給水口７に被せ、オネジ７aと螺合させて、洗濯機用微細気泡水生成器１を洗濯機６に取り付ける。

図３は、洗濯機用微細気泡水生成器１の側断面図を示しており、取水部２には円形の取水プレート８が嵌め込まれている。取水プレート８は、図４（ａ）に示すように、平面上に等間隔で軸方向に貫通する４個の丸孔の取水孔９が円状に穿設されている。そして、図４（ｂ）の側面図で示すように、この取水孔９は奥行き方向の中心軸が取水プレート８の中心軸に対して傾斜するよう設けられている。よって、各取水孔９は斜円柱の形状に取水プレート８に穿設されている。尚、図４（ｂ）では、取水孔９の１つだけを代表して示している。

ノズル部３は、左右の両端から中央部に向けてそれぞれ絞り込まれた形状の通水路１０で形成されている。すなわち、通水路１０は、その中央部に断面の径が最小となる頸部１１が形成されて、頸部１１からそれぞれ左右に延びるにしたがい径が大きくなるよう略円錐状に刳り抜かれた構造となっている。よって、通水路１０は、水道水の流れる方向に沿って径が漸次縮小する第１通水路１０ａと、第１通水路１０ａの出口側に連通して設けられ水道水の流れる方向に沿って径が漸次増大する第２通水路１０ｂとで構成されている。ノズル部３の第１通水路１０ａの入口側の口径は、第２通水路１０ｂの出口側の口径より大きくしている。また、第１通水路１０ａと第２通水路１０ｂとの軸方向の寸法は第２通水路１０ｂより長く設定されている。

放水部４は、中心に第２通水路１０ｂの出口側の口径と等しい通過孔１３が穿設された底面を有する有底円筒体で構成されている。そして、この底面には、洗濯機６の給水口７と接続されたとき、水密性を確保すると共に、緩みを防止するための環状のゴムワッシャー１４が取り付けられている。

上記構成の洗濯機用微細気泡水生成器１の作用について説明する。蛇口１２から洗濯機用微細気泡水生成器１へ供給される水道水は、先ず取水部２へ導入されて、取水プレート８の各取水孔９を通過するが、水道水は斜円柱の形状の取水孔９を通過することで、取水プレート８の中心軸線方向からは外れた斜めの方向へ流出していく。

これにより、取水孔９を通過した後の水道水は、第１通水路１０ａの内壁に斜めから突き当たるため、図５に模式的に示すように螺旋状に旋回しながら頸部１１へ進む。そして、第１通水路１０ａは絞った構造であるため、頸部１１に向けて近づくほど速度を上げ、頸部１１から第２通水路１０ｂへ放出される。

こうして速度を増した水道水は、頸部１１から高圧で吹き出されて、第２通水路１０ｂ内で拡散される。これによって急激な圧力低下が生じて、沸騰現象により水道水中には無数の微細なキャビテーション気泡が第２通水路１０ｂ内に発生する。

ここで、取水プレート８の取水孔９の形状が斜円柱ではなく、取水プレート８の中心軸線方向に沿った通常の円柱形状であっても、このような形状のノズル部３を通過することで、水道水中に微細なキャビテーション気泡を生成することができる。しかしながら、取水孔９の形状が斜円柱にして、第１通水路１０ａを旋回しながら通過していくのと比べれば、発生するキャビテーション気泡の量は限定的である。

また、第１通水路１０ａに旋回流を発生させるとき、回転率が高い有効な旋回流を発生させるほど、水道水中に効果的に微細気泡を生成することができる。そして、回転率の高い有効な旋回流を発生させるには、取水孔９の軸方向での長さ寸法を充分に確保しておく必要がある。それには、取水プレート８を厚くするのがよく、目安としては、取水プレートの取水プレート厚の寸法ｔを直径寸法ｄの少なくとも１／４以上に設定する。本例では、直径寸法ｄが１３．５ｍｍに対して厚さ寸法ｔを５ｍｍとしている。こうして、取水孔９の奥行き方向の中心軸の距離を長くすれば水道水はより勢いよく流出するために、回転率が高い旋回流が第１通水路１０ａ内に形成されて、効果的に多数の微細気泡を発生させることができる。

このように、本考案に係る洗濯機用微細気泡水生成器１によれば、一般家庭に供給されている水道水の中に含まれている空気を利用して、キャビテーションにより微細化された気泡を生成する。水道直結の場合に、一般的な水道水圧は１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２から３ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．１５乃至０．３ＭＰａ）が下限とされており、ノズル部３では、一般家庭に供給されている水道水の中に含まれている空気をこの水道水圧だけで、キャビテーションにより微細化された気泡を含む水道水にすることができる。この場合の水道水圧は、２．０乃至４．０ｋｇｆ/ｃｍ^２（０．２乃至０．３９ＭＰａ）で供給されるのが好ましい。

こうしてノズル部３で生成された微細気泡水は、放水部４を通して洗濯機６の給水口７へと放出される。微細気泡水が注入された洗濯槽の中では、微細気泡の表面はマイナスの電荷を帯びているため、気泡同士が合体することなく、微細気泡水中に拡散・浮遊している。一方、洗濯のために洗濯槽内の微細気泡水中に漬けられている繊維に付着している皮脂や細かい異物等による汚れはプラスに帯電しているため、微細気泡は、汚れに吸着して電気的に中和する。そして、電気的に中和されて繊維から分離した汚れは、微細気泡の気液界面に吸着したまま気泡の浮力によって水面に浮上することで、繊維から除去された汚れが微細気泡水中で再び繊維に付着されることがなく、これにより洗濯が行われている。

よって、微細気泡水で洗濯すれば洗剤を用いずとも効果的に洗濯でき、洗剤アレルギーのある人には最適である。より効果的には、微細気泡水に洗剤を注入してもよいが、通常の水のときと比べて洗剤が少量で済む。

以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨に基づき種々の変形が可能である。例えば、取水孔９は、設置される水道水の配管等の流量に応じて最大でも２０個程度まで設けることができる。したがって、取水孔９の数が多くなるときには、円状に等間隔で配置するよりは、取水部２の平面に一様に均しく配置するのが好ましい。

さらに、取水孔９の内壁表面を凹凸面とすれば、水道水は乱流度を上げながら取水孔９から放出される。このように乱流度を高めることで水道水中の溶存空気が取り出しやすくなり、ノズル部３内でキャビテーション気泡が効果的に発生させることができる。

また、通水路１０においても、上記実施形態は、第１通水路１０ａの入口側の口径を第２通水路１０ｂの出口側の口径より大きくして、中心軸方向での距離は第２通水路１０ｂの方を長くしているが、同一口径として頸部１１を中心に対称となる形状で構成してもよい。要は、第１通水路１０ａから吹き出される水道水の圧力と、第２通水路１０ｂ内での拡散による低下する圧力との関係で、適切な量と微細気泡としての高品質のキャビテーション気泡が生成できればよいのである。

そして、さらに効率良く微細気泡を生成するには、前段のノズル部３の第２通水路１０ｂに後段のノズル部３の第１通水路１０ａを接続する関係で、複数のノズル部３を直列に第２円筒部５の内部に配置して、キャビテーション発生を繰り返す構成にするとよい。

１ 微細気泡水生成器
２ 取水部
２ａ ネジ部
３ ノズル部
４ 放水部
４ａ ネジ部
５ 給水ホース
６ 洗濯機
８ 取水プレート
９ 取水孔
１０ 通水路
１０ａ 第１通水路
１０ｂ 第２通水路
１２ 蛇口

Claims (6)

1. 給水ホースを通して水道水の蛇口に接続される洗濯機に取り付けられる洗濯機用微細気泡水生成器であって、
   前記給水ホースと連結される円筒形状の取水部と、
   前記洗濯機の給水口に接続される放水部と、
   前記取水部と連通して水道水の流れる方向に沿って径が漸次縮小する第１通水路と、
   前記第１通水路の出口側に連通して設けられ水道水の流れ方向に沿って径が漸次増大する第２通水路と、
   前記取水部に嵌め込まれる円形の取水プレートと、
   前記取水プレートに穿孔して形成される複数の取水孔と、
   を備えて、
   前記取水孔は、入口側から出口側に向けての中心軸が前記取水プレートの中心軸に対し傾斜させていることを特徴とする洗濯機用微細気泡水生成器。
2. 前記取水プレートの取水プレート厚寸法は直径寸法の少なくとも１／４以上である請求項１に記載の洗濯機用微細気泡水生成器。
3. 前記取水孔は、円状に等間隔で複数設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の微細気泡水生成器。
4. 前記取水部の外周には、前記給水ホースに嵌め込まれたとき螺合するネジ部が形成される請求項１又は２に記載の洗濯機用微細気泡水生成器。
5. 前記放水部は円筒体で構成されて、前記洗濯機の本体面から突出形成された円筒形状の前記給水口の外周に形成されたネジ部と螺合するネジ部が内周に形成される請求項１又は２に記載の洗濯機用微細気泡水生成器。
6. 前記取水孔の内面には乱流を発生するための凹凸面を形成した請求項１又は２に記載の洗濯機用微細気泡水生成器。

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