JP2002331011A - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の気泡発生装置では、ポンプに吸込まれ
た空気と温水を高圧噴流ノズルで微細化し混合するた
め、高圧で大型のポンプが必要であり、また空気吸入部
にシャトルバルブを用いていることにより、安定した微
細気泡の発生ができないという課題があった。 【解決手段】 循環ポンプ２の吸込み側の供給管３に気
体供給部４を設け、循環ポンプ２の吐出し側の吐出管８
に気液溶解タンク９を設け、吐出管８の水槽吐出部に微
細気泡発生部７を設けた構成であって、気液溶解タンク
９の流入部に絞り部１０を設け、気液溶解タンク９内の
気体と気液溶解タンク９内に流入する気液混合流体を混
合溶解させる構成の微細気泡発生装置とし、低圧で、か
つ、短時間で気体を流体に溶解でき、安定して微細気泡
を発生できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽などの液中に
微細気泡を発生させる微細気泡発生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、浴槽内に空気や各種ガスを含んだ
浴水を噴出させ、その気泡による温熱効果やマッサージ
効果や洗浄効果が得られることにより、快適な入浴を楽
みたいというニーズが高まりを見せている。

【０００３】従来、この種の気泡を発生させる気泡発生
装置としては、特公平３−１４４６４号公報等が提案さ
れている。

【０００４】以下に、従来の技術として特公平３−１４
４６４号公報について図８〜１１に従い説明を行う。図
４は従来の噴流浴装置のシステム図、図５は同噴流浴装
置ににおけるシャトルバルブの断面図、図６は同噴流浴
装置におけるレリーフバルブの断面図、図７は同噴流浴
装置の低圧噴流ノズルの断面図である。

【０００５】先ず構成について説明する。この噴流浴装
置は図４に示すように浴槽１０１と、浴槽１０１内の温
水１０２を循環させるポンプ１０３を備えたポンプユニ
ット１０４と、ポンプユニット１０４のポンプ１０３に
接続され、浴槽１０１に装置されるノズルユニット１１
１より構成されている。

【０００６】ポンプ１０３の吸込み側には吸込側管路１
０５が設けられ、吸込側管路１０５の先端にはポンプユ
ニット１０４における吸入器１０６が接続されている。
ポンプ１０３の吐出し側には吐出側管路１０７が設けら
れ、吐出側管路１０７の先端にはポンプユニット１０４
における２方弁１０８を介して低圧噴流ノズル１０９と
高圧噴流ノズル１１０を分岐して接続している。

【０００７】ポンプ１０３の吸込側管路１０５にはジェ
ット通路１１２が設けられ、吐出側管路１０７からシャ
トルバルブ１１３への分岐通路１１４が設けられ、分岐
通路１１４とジェット通路１１２の間にシャトルバルブ
１１３が分岐して設けられている。

【０００８】図５に示すようにシャトルバルブ１１３
は、スプリング１１５と、スプリング１１５により付勢
された円錐弁１１６と、円錐弁１１６に連結された弁棒
１１７と、先端に位置する空気取り入れ通路１１８を備
え、ジェット通路１１２に通じる空気通路１１９を有し
ている。

【０００９】図６に示すように高圧噴流ノズル１１０
は、気液混合器１２２と、その先端に接続されたレリー
フバルブ１２６より構成されている。気液混合器１２２
は螺旋通路Ａ１２０と螺旋通路Ｂ１２１を交互に備えて
おり、レリーフバルブ１２６はスプリング１２３と、ス
プリング１２３により付勢された弁体１２４と、噴出吐
出口１２５を備えている。

【００１０】図７に示すように低圧噴流ノズル１０９
は、流動通路１２７と、流動通路１２７の外周に形成さ
れた空気流入通路１２８と、流動通路１２７の下流に設
けられた細い通路１２９と、流動通路１２７の下流に設
けられた広い通路１３０と、広い通路１３０に接続され
たノズル１３１と、空気流入通路１２８と広い通路１３
０を連通する細い通路１３２で構成されている。

【００１１】つぎに動作について説明する。微細気泡の
発生時にはポンプ１０３を運転すると、温水１０２は吸
入器１０６から吸入側管路１０５を介してポンプ１０３
に吸引される。その後、ポンプ１０３から吐出側管路１
０７を介して高圧噴流ノズル１１０から微細気泡が噴出
される。このときにはポンプ１０３の吐出圧は分岐通路
１１４に作用し、吐出圧が大きくなり、弁棒１１７に連
結した円錐弁１１６がスプリング１１５の付勢に打ち勝
って円錐弁１１６を開くことで、空気取り入れ通路１１
８と円錐弁１１６と空気通路１１９を介してジェット通
路１１２に空気が吸引されてポンプ１０３に吸引され
る。吸引された空気は、ポンプ１０３により吐出側管路
１０７および２方弁１０８を介して高圧噴流ノズル１１
０に圧送され、高圧噴流ノズル１１０の気液混合器１２
２で温水と空気が微細に混合され、レリーフバルブ１２
６を経て浴槽１０１に吐出される。一方、大気泡発生動
作時には２方弁１０８が切り替わり、ポンプ１０３から
の温水は低圧噴流ノズル１０９から大気泡が浴槽１０１
内に吐出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、微細気泡発生の運転時において、ポンプ１０３
に吸込まれた空気と温水を高圧噴流ノズル１１０の螺旋
通路により微細化し混合するため、高圧で大型のポンプ
が必要であった。また、空気吸入部にシャトルバルブ１
１３を用いていることにより、ポンプ１０３の吐出圧変
化によりシャトルバルブ１１３に設けられたスプリング
１１５の弁体１１６への付勢が変化し、これによりジェ
ット通路１１２を通じてのポンプ１０３への空気供給量
が変化し、ポンプ１０３の吐出圧も変化し、これらが繰
り返されることで安定した微細気泡の発生ができなくな
るという課題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の微細気泡発生装置は、水槽と、前記水槽の液
体を循環する循環ポンプと、前記水槽と前記循環ポンプ
の吸込み側を連通する供給管と、前記供給管に設けられ
た気体供給部と、前記水槽と前記循環ポンプの吐出し側
を連通する吐出管と、前記吐出管に設けられた気液溶解
タンクと、前記吐出管の水槽吐出部に設けられた微細気
泡発生手段とで構成され、前記気液溶解タンクには未溶
解気泡流出防止手段を設けた微細気泡発生装置におい
て、気液溶解タンクの流入部に絞り部を設け、気液溶解
タンク内の気体と気液溶解タンク内に流入する気液混合
流体を混合溶解させる構造とした。

【００１４】上記手段により、循環ポンプから吐出され
た液体と気体の混合流体が、気液溶解タンク内の流入部
に設けられた絞り部により効率よく気液溶解タンク内の
気体とともに混合溶解されため、低圧で、かつ、短時間
で気体を流体に溶解することができ、また余剰気体が微
細気泡発生手段に流出することがないため安定して微細
気泡を発生させることができ、小型のポンプを用い簡単
な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を
提供することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載された発
明は、水槽と、水槽の液体を循環する循環ポンプと、水
槽と循環ポンプの吸込み側を連通する供給管と、供給管
に設けられた気体供給部と、水槽と循環ポンプの吐出し
側を連通する吐出管と、吐出管に設けられた気液溶解タ
ンクと、吐出管の水槽吐出部に設けられた微細気泡発生
手段とで構成され、気液溶解タンク内部には未溶解気泡
流出防止手段を設けた微細気泡発生装置において、気液
溶解タンクの流入部に絞り部を設け、気液溶解タンク内
の気体と気液溶解タンク内に流入する気液混合流体を混
合溶解させる微細気泡発生装置でありれ、循環ポンプか
ら吐出された液体と気体の混合流体が、気液溶解タンク
内の流入部に設けられた気液混合部により気液溶解タン
ク内の気体とともに効率よく混合溶解されるため、低圧
で、かつ、短時間で気体を流体に溶解することができる
という作用を有する。

【００１６】本発明の請求項２に記載された発明は、請
求項１に記載の微細気泡発生装置において、気液溶解タ
ンクは円筒形状で、円筒中心軸方向に流体が流れる構成
であって、未溶解気泡流出防止手段は、円筒軸方向に垂
直でかつ一定間隔で複数設けられた平板よりなり、か
つ、その両端に１対の切欠きを有し、１枚の平板の切欠
きの方向がその上下の平板の切欠きの方向と互いに９０
度回転して配置され、切欠きの面積が流体圧力損失が少
なくなるような面積としたものであり、余剰気体が微細
気泡発生手段に流出することがないため、安定して微細
気泡を発生させることができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項３に記載された発明は、請
求項２に記載の微細気泡発生装置において、未溶解気泡
流出防止手段は、平板の表面の流れの下流側に凹凸を有
する構成としたものであり、絞り部から出る噴流を凹凸
部で撹乱し、より気体と液体の接触の頻度が増し、溶解
効率が向上し、安定して微細気泡を発生させることがで
きるという作用を有する。

【００１８】本発明の請求項４に記載された発明は、請
求項１に記載の微細気泡発生装置において、気体供給部
は、定流量弁を有する構成としたものであり、吸気量を
一定にすることにより微細気泡を安定して発生すること
ができ、また余剰気体が微細気泡発生手段に流出するこ
とがないため安定して微細気泡を発生させることができ
るという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項５に記載された発明は、請
求項４に記載の微細気泡発生装置において、気体供給部
に、空気清浄手段を設けたものであり、清浄な気体を供
給できるので液体の汚れを防止できるとい作用を有す
る。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の微細気泡発生装置のシステム構成図、図２は同微
細気泡発生装置における絞り部の断面図、図３は同微細
気泡発生装置における未溶解気泡流出防止部の断面図で
ある。

【００２２】この微細気泡発生装置のシステムは、図１
に示すように水槽１と、水槽１内の液体１８を供給管３
を介して吸い込む循環ポンプ２と、水槽１と循環ポンプ
２の吸込み側を連通する供給管３と、供給管３に設けら
れた気体供給部４と、循環ポンプ２の吐出管８によって
接続され、かつ、流入部に絞り部１０を設けている気液
溶解タンク９と、気液溶解タンク９の流出側の吐出管８
に接続され、かつ、水槽１内に装置される微細気泡発生
部７と、循環ポンプ２にケーブル１８で接続されて循環
ポンプ２を制御する制御部１５により構成されている。
前記気体供給部４はその気体供給管５に設けた定流量弁
６ａと空気フィルター６ｂを備え、気体供給管５により
供給管３に接続されている。なお、前記気体供給部には
空気清浄手段を設けてもよい。図中の１１は気液溶解タ
ンク９内の気体、１２は気液溶解タンク９内の流体、１
７は流体の流れ、１９は水槽１に吐出された微細気泡で
ある。

【００２３】図２に示すように、気液溶解タンク９は円
筒形状で、円筒中心軸方向に流体が流れる構成としてあ
り、その流入部に設けられた絞り部１０は、ノズル状に
形成され、ノズル口を気液溶解タンク９の内の未溶解気
泡流出防止部１３に向けている。

【００２４】また、図３に示すように気液溶解タンク９
内の未溶解気泡流出防止部１３は、気液溶解タンク９の
円筒軸方向に垂直で、かつ、一定間隔で複数設けられた
平板よりなり、かつ、その両端に１対の切欠き部１４ａ
を有し、１枚の平板の切欠き部１４ａの方向がその上下
の平板の切欠き部１４ａの方向と互いに９０度回転して
配置され、さらに切欠き部１４ａの面積が流体圧力損失
が少なくなるような面積としている。そして平板の表面
の流れの下流側に多数の凹凸部１４ｂを有している。

【００２５】つぎに、本発明の前記実施の形態１の微細
気泡発生装置の動作について説明を行う。

【００２６】循環ポンプ２が運転をスタートすると、供
給管３を通じて水槽１の液体１８が吸引されると同時に
気体供給部４の気体供給管５と定流量弁６ａと空気フィ
ルター６ｂ、供給管３を通じて気体が循環ポンプ２へ吸
引され、循環ポンプ２で攪拌された液体１８と気体は吐
出管８を通じて絞り部１０に送られる。混合された液体
１８と気体の混合流体は、絞り部１０で気液溶解タンク
９内に噴出される。気液溶解タンク９内に噴出された混
合流体は、気液溶解タンク９内の上部の気体１１を巻き
込みながらさらに混合溶解され、噴出した混合流体は未
溶解気泡流出防止部１３に衝突して攪拌される。余剰の
気体は微細気泡発生部７への流出が防止される。余剰の
気体は気液溶解タンク９の上部に集まり、絞り部１０か
らの噴流で混合溶解され、気体が溶解した流体は微細気
泡発生部７へ送られて水槽１へ微細気泡１９を発生させ
る。

【００２７】さらに詳しく説明すると、絞り部１０から
気液溶解タンク９内に噴出された混合流体は、気液溶解
タンク９内の上部の気体１１を巻き込みながら気液溶解
タンク９内の流体１２の液面に衝突し、流体１２中でさ
らに混合溶解される。ここで、噴出された混合流体中の
気泡は循環ポンプ２で攪拌されているため気泡径が小さ
く、流体１２中において溶解し易い状態となっている。
絞り部１０から噴出した気液混合流体は表面に凹凸１４
ｂを有する平板状の未溶解気泡流出防止部１３に衝突
し、撹乱されてさらに細かい気泡となり、流体１２中に
溶解し易くなり、低圧で気体を流体１２に溶解すること
ができる。また、未溶解の気泡は未溶解気泡流出防止部
１３の切欠き部１４ａで分離され、浮力で気体１１へ戻
るため、未溶解気泡の気液溶解タンク９からの流出を防
止することができる。これにより、微細気泡発生部７へ
の気体の流出を防止することができ、安定した微細気泡
の発生を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明
は、水槽と、前記水槽の液体を循環する循環ポンプと、
前記水槽と前記循環ポンプの吸込み側を連通する供給管
と、前記供給管に設けられた気体供給部と、前記水槽と
前記循環ポンプの吐出し側を連通する吐出管と、前記吐
出管に設けられた気液溶解タンクと、前記吐出管の水槽
吐出部に設けられた微細気泡発生手段とで構成された微
細気泡発生装置において、前記気液溶解タンク内部には
切欠きおよび凹凸を有する平板状の未溶解気泡流出防止
手段を設け、前記気液溶解タンクの流入部に絞りを設
け、前記気液溶解タンク内の気体と気液溶解タンク内に
流入する気液混合流体を混合溶解させる構造としたの
で、循環ポンプから吐出された液体と気体の混合流体
が、気液溶解タンク内の流入部に設けられた絞りにより
気液溶解タンク内の気体とともに混合溶解され、混合溶
解された流体は気液溶解タンク上部の気体を巻き込みな
がら気液溶解タンクの液面に衝突しさらに混合溶解さ
れ、余剰の気体は気液混合部に循環されるため、低圧で
かつ短時間で気体を流体に溶解することができ、また、
余剰気体が微細気泡発生手段に流出することがないた
め、安定して微細気泡を発生させることができ、小型の
ポンプを用い簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微
細気泡発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の微細気泡発生装置のシ
ステム構成図

【図２】同微細気泡発生装置における絞り部の断面図

【図３】同微細気泡発生装置における未溶解気泡流出防
止部の断面図

【図４】従来の噴流浴装置のシステム図

【図５】同噴流浴装置におけるシャトルバルブの断面図

【図６】同噴流浴装置におけるレリーフバルブの断面図

【図７】同噴流浴装置における低圧噴流ノズルの断面図

【符号の説明】

１ 水槽 ２ 循環ポンプ ３ 供給管 ４ 気体供給部 ５ 気体供給管 ６ａ 定流量弁 ６ｂ 空気フィルター ７ 微細気泡発生部 ８ 吐出管 ９ 気液溶解タンク １０ 絞り部 １１ 気体（気液溶解タンク内） １２ 流体（気液溶解タンク内） １３ 未溶解気泡流出防止部 １４ａ 切欠き部 １４ｂ 凹凸部 １５ 制御部 １６ ケーブル １７ 流体の流れ １８ 液体（水槽１中） １９ 微細気泡

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽と、前記水槽の液体を循環する循環ポ
   ンプと、前記水槽と前記循環ポンプの吸込み側を連通す
   る供給管と、前記供給管に設けられた気体供給部と、前
   記水槽と前記循環ポンプの吐出し側を連通する吐出管
   と、前記吐出管に設けられた気液溶解タンクと、前記吐
   出管の水槽吐出部に設けられた微細気泡発生手段とで構
   成され、前記気液溶解タンク内部には未溶解気泡流出防
   止手段を設けた微細気泡発生装置において、前記気液溶
   解タンクの流入部に絞り部を設け、前記気液溶解タンク
   内の気体と前記気液溶解タンク内に流入する気液混合流
   体を混合溶解させることを特徴とする微細気泡発生装
   置。
2. 【請求項２】気液溶解タンクは円筒形状で、円筒中心軸
   方向に流体が流れる構成であって、未溶解気泡流出防止
   手段は、前記円筒軸方向に垂直でかつ一定間隔で複数設
   けられた平板よりなり、かつ、その両端に１対の切欠き
   を有し、１枚の平板の切欠きの方向がその上下の平板の
   切欠きの方向と互いに９０度回転して配置され、前記切
   欠きの面積が流体圧力損失が少なくなるような面積であ
   ることを特徴する請求項１記載の微細気泡発生装置。
3. 【請求項３】未溶解気泡流出防止手段は、平板の表面の
   流れの下流側に凹凸を有することを特徴する請求項２記
   載の微細気泡発生装置。
4. 【請求項４】気体供給部は、定流量弁を有することを特
   徴する請求項１記載の微細気泡発生装置。
5. 【請求項５】気体供給部に、空気清浄手段を設けたこと
   を特徴する請求項４記載の微細気泡発生装置。