JP2004313905A

JP2004313905A - 気液溶解タンクの構造

Info

Publication number: JP2004313905A
Application number: JP2003110228A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fukui; 秀明福井; Giichi Hata; 義一秦
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】大きな気泡を含んだ水流がタンク出口から流出するのを防止すると共に、気液撹拌能力を向上させて、微細気泡の発生量を増加させる。ポンプのキャビテーションの発生防止及びエア噛みによる故障防止を図る。
【解決手段】ポンプ１の後方経路に設置されるタンク部２を径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた横置き型とする。最内層に位置する最も径の小さい中心筒体３内の中心流路３ａに向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部９が配置され、中心筒体３と中間筒体４との間に上記中心流路３ａと連通する中間流路４ａが形成され、中間筒体４と外側筒体５との間に、一端が上記中間流路４ａと連通し且つ他端がタンク部２内の後方経路に設けたタンク出口６及び排気口７と連通する外周流路５ａが形成される。中間流路４ａの上層部分が余剰空気Ａを貯留するための余剰空気貯留部８となっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液溶解タンクの構造に関し、詳しくは例えば養殖での酸素補給・池や沼の水浄化（汚泥浮上）・微細気泡バス（入浴設備）に利用される気液溶解タンクの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微細気泡バス等に用いられる気液溶解装置として、水に空気を加えて加圧溶解したのち減圧開放させる加圧溶解方式、水流部にエゼクタを利用して負圧部を設け、空気を自給するエゼクタ方式、多孔質の発泡盤に加圧空気を送りこむ散気方式がある。このうち最も気泡が細かく発生するのが加圧溶解方式である。
【０００３】
この加圧溶解方式を利用したものとして、浴槽循環配管系の負圧配管部で空気を水に混入させて溶解タンクに送り込み、溶解タンク内で撹拌混合した後に気泡混じりの噴流を浴槽内に噴出すベく構成された微細気泡バスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２６９４８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の加圧溶解式の微細気泡発生装置では、大きな加圧力を要するために、べーンポンプやカスケードポンプを利用しており、空気の自吸はポンプの吸い込み経路に設けられる場合が多かった。例えば、従来のポンプ前経路の負圧配管部で空気を自吸する構造にあっては、ポンプ内で十分に撹拌溶解されるため、ポンプ後方の経路は気液溶解の空間とその上方に空気抜き弁を持つ単純な構造で充分であった。しかしながら、ポンプ前経路の負圧配管部で空気を自吸すると、ポンプ内でキャビテーションが発生して部材の耐久性が悪くなる欠点、騒音が高くなるという欠点があり、一方、自吸式以外のポンプ種では、空気が混入するとエアロックが生じ易く、揚程及び水量がでなくなるという欠点があった。なお前記欠点を解決するために、ポンプ後経路で空気を吸い込む方式が考えられるが、上記従来のポンプ前経路の負圧配管部で空気を自吸する構造と同仕様のものをポンプ後方経路に設けて、ポンプ後経路で空気を混入しても微細気泡はほとんど発生しないという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、横置き型のタンク部の気液撹拌能力を向上させ、微細気泡の発生量を増加させることができると共に、大きな気泡を含んだ水流がタンク出口から流出するのを防止でき、さらに従来のポンプのキャビテーションの発生防止及びエア噛みによる故障防止を図ることができる気液溶解タンクの構造を提供することにあり、他の目的とするところは、縦置き型のタンク部において余剰空気を再利用でき、気液撹拌能力を向上させ、微細気泡の発生量を増加させることができると共に、余剰空気の回収効率を向上させることができる気液溶解タンクの構造を提供することにあり、更に他の目的とすることろは、市販されている安価な円筒パイプを利用してタンク部を形成でき、しかも３種以上の円筒パイプを入れ子式で挿入するだけで、限られた容積の中で気液接触長さ（時間）を十分に確保できるようにしながら、三層構造のタンク部を簡単且つ安価に作製できる気液溶解タンクの構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、ポンプ１の後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部２を備え、タンク部２は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた横置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体３内の中心流路３ａに向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部９が配置され、中心筒体３とその外周側に配置される中間筒体４との間に上記中心流路３ａと連通する中間流路４ａが形成され、中間筒体４とその外周側に配置される外側筒体５との間に、一端が上記中間流路４ａと連通し且つ他端がタンク部２内の後方経路に設けたタンク出口６及び排気口７と連通する外周流路５ａが形成され、上記中間流路４ａの上層部分が余剰空気Ａを貯留するための余剰空気貯留部８となっていることを特徴としており、このように構成することで、横置き型のタンク部２において、中間流路４ａの上層部分に中心流路３ａ内で溶解しきれなかった余剰空気Ａを回収して溜めることができるようになり、これにより大きな気泡を含んだ水流がタンク出口６から流出するのを防止できると共に、余剰空気貯留部８の端部では余剰空気Ａが水流と激しくぶつかりあって乱流が生じて気液接触が促進されるので、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量を増加させることができる。しかも、タンク部２を横置き型にすることで、余剰空気貯留部８も横方向に長く延びるようになり、よって余剰空気貯留部８内での余剰空気Ａの溜まる量を増やすことができると共に、中間流路４ａに流入した水流と余剰空気Ａとの接触によって、水流に巻き込まれる空気量が増え、微細気泡の発生量を更に増やすことができ、そのうえタンク部２をポンプ１の後方経路に配置することで、従来のようなポンプ１のキャビテーションの発生防止及びエア噛みによる故障防止を図ることができる。
【０００８】
また本発明にあっては、ポンプ１の後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部２を備え、タンク部２は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた縦置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体３内の中心流路３ａに向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部９が配置され、中心筒体３とその外周側に配置される中間筒体４との間に上記中心流路３ａと連通する中間流路４ａが形成され、中間筒体４とその外周側に配置される外側筒体５との間に、一端が上記中間流路４ａと連通し且つ他端がタンク部２内の後方経路に設けたタンク出口６及び排気口７と連通する外周流路５ａが形成され、上記外周流路５ａの上層部分が余剰空気Ａを貯留する余剰空気貯留部８となっていると共に上記エゼクタ部９よりも下流側にエゼクタ部９側に向かって徐々に口径が大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部１０が配置され、補助エゼクタ部１０の負圧部位を上記余剰空気貯留部８と連通させたことを特徴としており、このように構成することで、縦置き型のタンク部２において、補助エゼクタ部１０による空気自吸により余剰空気貯留部８から余剰空気Ａを吸い込んで中心筒体３内に還流させることができ、余剰空気Ａを再利用できる結果、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量をより増加させることができると共に余剰空気Ａの回収効率を向上させることができるようになる。
【０００９】
また上記筒体が径の異なる３種以上の円筒パイプからなり、外側筒体５を構成する円筒パイプ内に中間筒体４を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入し、さらに中心筒体３を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入して三層構造のタンク部２を形成するのが好ましく、この場合、市販されている安価な円筒パイプを利用してタンク部２を形成でき、しかも３種以上の円筒パイプを入れ子式で挿入するだけで、限られた容積の中で気液接触長さ（時間）を十分に確保できるようにしながら、三層構造のタンク部２を簡単且つ安価に作製できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１は横置き型のタンク部２の内部構造を説明する断面図であり、図２は浴槽循環配管系のポンプ１の吐出側にエゼクタ部９とタンク部２とをこの順に配置し、エゼクタ部９のエゼクタ効果により空気を水に混入させ、さらにタンク部２内で空気を水に加圧溶解させて気泡をより微細化させ、この微細化した気泡混じりの噴流を吐出口１３から浴槽１１内に噴出すベく構成された微細気泡バスの一例を示している。
【００１２】
この微細気泡バスは、図２に示すように、浴槽１１の内側面に吸込口１２と吐出口１３とが設置されており、浴槽１１の上部に空気吸込口１４が設置されている。吸込口１２は接続管１５を介してポンプ１の吸い込み側に接続され、ポンプ１の吐出側は接続管１６を介してエゼクタ部９の吸込側に接続されている。ポンプ１は、遠心ポンプを利用したものであり、例えばタンク部内圧力が０．２ＭＰａ、水量が１４リットル／分となるように設計されている。エゼクタ部９の負圧部位に設けた絞り部９ａ（図１）は接続管１７を介して逆止弁１８の出側に接続され、逆止弁１８の入側は接続管１９を介して空気吸込口１４に接続されている。一方、気液流を流出させるタンク出口６は、接続管２０を介して圧力開放部となるベンチュリ２１の一端に接続され、ベンチュリ２１の他端は接続管２２を介して浴槽１１の側面に設置された吐出口１３に接続されている。
【００１３】
本実施形態のタンク部２は、ポンプ１の後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解することで水に空気を効率よく加圧溶解させて水中への空気の溶解量を増大させるためのものであり、図１に示すように、横置き型の左右両端に蓋をした円筒形状をしている。このタンク部２は、径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせて構成されている。ここでは、筒体が径の異なる３種以上の円筒パイプからなり、最も径の大きい外側筒体５内に、それより径の小さい中間筒体４を入れ子式に挿入し、この中間筒体４に最内層に位置する最も径の小さい中心筒体３を入れ子式に挿入して三層構造のタンク部２を構成している。タンク部２の外殻は、外側筒体５の両端に蓋をした円筒形状となっている。なお、円筒パイプは例えば市販されている安価な配管用樹脂パイプ等を用いることができる。
【００１４】
ここで、中心筒体３の長手方向の一端部（根元部分）がタンク部２の側面中央部に設けたエゼクタ部９に連通している。エゼクタ部９は水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状をしており、水を吐出するノズル部９ｂの周囲に設けた絞り部９ａが空気を取り込む負圧部位となっており、この負圧部位を図２に示す空気吸込口１４に連通させてある。なお本例ではエゼクタ効果を利用して空気を吸入するようにしているが、空気吸入手段の他例として、ベンチュリによる空気自吸、或いは、コンプレッサによる空気圧入などの手段により空気を吸い込む方式を採用してもよいものであり、空気吸入手段の種類は特に限定されないものである。
【００１５】
上記中心筒体３の長手方向の他端部には開口部２３が設けられ、中心筒体３内の中心流路３ａは開口部２３を介して中心筒体３と中間筒体４との間の中間流路４ａに連通している。また中間筒体４の長手方向の他端部の下面側には開口部２４が設けられ、中間筒体４内の中間流路４ａは開口部２４を介して中間筒体４と外側筒体５との間の外周流路５ａとの間の外周流路５ａの一端部に連通していると共に、外周流路５ａの他端部はタンク部２内の後方経路に設けたタンク出口６及び排気口７と連通している。ここでは、上記開口部２３と開口部２４とが筒体の長手方向に互い違いに配置されており、これにより、気泡混じりの水流を中心流路３ａ内から外周側の中間流路４ａ、さらに外周流路５ａへ流れの向きを変えて逐次還流させることができ、これにより気液撹拌が促進されて、最終的にタンク部２内の後方経路に設けられた排気用通路２７内に流出するようになっている。さらに、中心流路３ａと中間流路４ａと外周流路５ａの各断面積がほぼ均等になるように、中心筒体３と中間筒体４と外側筒体５とが横方向に層状となるように同心状に配置されている。なお、排気用通路２７内の大きな気泡はその上方に設けた空気抜き弁２８から外部に排気され、大きな気泡を含まない気液流が排気用通路２７の底面側に設けたタンク出口６から浴槽１１へ供給されるようになっている。
【００１６】
さらに、上記中間流路４ａの上層部分は、余剰空気Ａを貯留するための余剰空気貯留部８となっている。また本例では、中間筒体４の開口部２４は中間筒体４の上下の中心位置よりも下方へ寄った位置（図１の例では真下位置）に開口しているため、中心流路３ａ内で溶解しきれなかった余剰空気Ａは開口部２４から排気されずに、上方に浮き上がって中間流路４ａの上層部分の余剰空気貯留部８に貯留されるようになっている。ちなみに中間筒体４の開口部２４を中間筒体４の上下の中心位置よりも上方へ寄った位置に設けると、ここから余剰空気Ａが抜けて外周流路５ａに流出してしまい、余剰空気貯留部８に溜まる空気量が減り、気液撹拌能力の低下をきたすこととなるため、開口部２４は中間筒体４の上下の中心位置よりも下方へ寄った位置に設けるのが望ましい。
【００１７】
次に、図２を参照して微細気泡バスシステムの運転動作を説明する。入浴者が操作スイッチ３０を押すと、ポンプ１が動作して浴槽１１に貯められた湯水（還流水）が吸込口１２より吸引され、接続管１５を通りポンプ１へ吸引される。ポンプ１より吐き出された湯水は接続管１６を通り、エゼクタ部９へ通水される。このとき、ポンプ１の作動とともにエゼクタ部９による空気自吸により空気吸込口１４から空気を吸い込み、中心筒体３内に水と空気との流体を中心筒体３内に噴射することにより、気液撹拌状態となり、さらに中間流路４ａから外周流路５ａへ逐次流れていく間にさらに空気と水が何度も撹拌されて空気の溶解が進み、気液溶解効果が高められる。また、外周流路５ａの後方経路に設けた排気用通路２７は断面積が大きくなっているので、流速が遅くなり、大半の大きな気泡は上方に浮上する。つまり、流量が多い場合でも確実に余剰空気Ａを上方に誘導して排気できるので、余剰空気Ａが取り除かれた気液流だけをタンク出口６から供給できるようになる。この気液流は圧力の開放するベンチュリ２１に通される。ベンチュリ２１内の絞り径は、大気圧以下の圧力になるように設定されており、この部位にて微細気泡が発生し、この微細気泡を含む湯水が、吐出口１３を通って浴槽１１内へ循環供給される。
【００１８】
上記構成によれば、横置き型のタンク部２の中心流路３ａで空気と水とが撹拌され、さらに中間流路４ａ及び外周流路５ａにて気液溶解が促進されると共に、中心流路３ａと中間流路４ａと外周流路５ａとで流れの向きが逐次変わることで、乱流が生じて気液接触が激しくなり、気液撹拌がより促進されることとなり、結果、小型でコンパクトなタンク構造でありながら、より微細な気泡を発生させることができる。
【００１９】
ここで、上記中間流路４ａの上層部分は余剰空気貯留部８となっているので、中心流路３ａ内で溶解しきれなかった余剰空気Ａを余剰空気貯留部８に回収して溜めることができる。これにより、大きな気泡を含んだ水流が外周流路５ａに流出するのを防止できる。しかも、余剰空気貯留部８の端部（図１のイ部分）では余剰空気Ａが水流と激しくぶつかりあって乱流が生じて気液接触が促進されるので、中間筒体４内において余剰空気貯留部８を利用して空気と水が何度も撹拌されて空気の溶解が進み、気液撹拌能力を更に高めることができる結果、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量を増加させることができる。またこのとき、タンク部２を横置き型にすることで、余剰空気貯留部８も横方向に長く延びるようになり、よって余剰空気貯留部８内での余剰空気Ａの溜まる量を増やすことができると共に、中間流路４ａに流入した水流と余剰空気Ａとの接触によって、水流に巻き込まれる空気量が増え、微細気泡の発生量を更に増やすことができる。
【００２０】
また、外周流路５ａの後方経路に設けた排気用通路２７で流速を落として、大きな気泡を上方に誘導して、空気抜き弁２８にて回収することで余剰空気Ａの回収効率を向上させることができる。従って、余剰空気Ａを無駄に排気したくない場合、例えば、炭酸ガス溶解装置（炭酸泉バスシステム）やオゾン水生成装置（殺菌水利用）の場合などに有効となる。また特殊な貴重なガスの溶解に利用する場合にはガス消費量を減らすことができるようになり、また室内に多量に放出すると人体に悪影響を与える場合においてその問題を解消できるようになり、そのうえ炭酸泉やオゾン殺菌水にかかるコストを容易に削減できるようになる。
【００２１】
また上記タンク部２をポンプ１の後方経路に配置することで、従来のようなポンプ１のキャビテーションの発生防止及びエア噛みによる故障防止を図ることができ、高耐久性を図ることができると共に、低騒音化を図ることができる。これにより例えばエアロックに弱い遠心ポンプを微細気泡バスに利用可能になると共に、安価に普及している遠心ポンプを利用できるので、システムを安価に供給することができ、浴槽設置の気泡バスヘの展開も可能となる。
【００２２】
さらに、本発明に係るタンク部２は、安価な円筒パイプを利用して形成できるものであり、しかも安価に入手しやすい３種以上の円筒パイプを入れ子式で挿入するだけで、限られた容積の中で気液接触長さ（時間）を十分に確保できるようにしながら、三層構造のタンク部２を簡単且つ安価に作製できるという利点がある。
【００２３】
図３、図４は他の実施形態を示している。本実施形態では縦置き型の上下両端に蓋をした円筒形状をしたタンク部２を備え、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体３と中間筒体４と最も径の大きい外側筒体５とが層状に組み合わせて構成されている。本例では図３に示すように、中心筒体３の上端部（根元部分）がタンク部２の上端部の中心に設けたエゼクタ部９に対向配置されていると共に、中心流路３ａと中間流路４ａと外周流路５ａの各断面積がほぼ均等になるように、中心筒体３と中間筒体４と外側筒体５とが縦方向に層状となるように同心状に配置されている。また中心筒体３及び中間筒体４の上下の開口部２５，２６は筒体の長手方向に互い違いに配置されている。さらに中心筒体３と中間筒体４との間には中間流路４ａが形成され、中間筒体４と外側筒体５との間には外周流路５ａが形成され、外周流路５ａはタンク部２の下端部中心に設けたタンク出口６に連通している。
【００２４】
ここで、中間流路４ａ及び外周流路５ａの上層部分がそれぞれ余剰空気貯留部８となっており、外周流路５ａ側の上層部分の余剰空気貯留部８がタンク部２の上端部の外周側に設置した空気抜き弁２８と連通している。一方、タンク部２の上端部の中心部には、断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部９が設けられている。この点は図１の実施形態と同様である。本例では、上記エゼクタ部９よりも下流側に、エゼクタ部９側に向かって徐々に口径が大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部１０が設けられている。補助エゼクタ部１０は、水を吐出するノズル部１０ｂの周囲の負圧部位に絞り部１０ａが設けられ、この絞り部１０ａが上記外周流路５ａ側の余剰空気貯留部８と連通している。ここで、絞り部１０ａにおいて中間筒体４の開口部２６の部位よりも負圧になるように、絞り部１０ａの径が設計されており、これにより、タンク部２内の上層部分に溜まっている余剰空気Ａを補助エゼクタ部１０を介して再度、中心円筒内へ導いて再循環利用することができるようになっている。なお中間筒体４の開口部２６は、図４（ａ）に示すように、中間筒体４の上端部近傍に間隔をあけて穿孔される複数の孔部で形成されてもよいが、これに限らず、図４（ｂ）に示すように、中間筒体４の上端部に切欠いた複数の切欠き部２６ａを形成し、切欠き部２６ａ間の凸部２６ｂをタンク部２内の上端面に当接させるものであってもよい。
【００２５】
しかして、本例の縦置き型のタンク部２では、ポンプ１の作動とともにエゼクタ部９による空気自吸により空気吸込口１４から空気を吸い込むだけでなく、補助エゼクタ部１０による空気自吸により外周流路５ａ側の余剰空気貯留部８から余剰空気Ａを吸い込むようになる。これにより、中心筒体３の根元部分に、外周流路５ａの上層部分に溜まっている余剰空気Ａを還流させることができ、余剰空気Ａを再利用できるようになる。つまり気液撹拌を行なう気液接触経路を経由したあとの余剰空気Ａを貯める空間を有する構造によってその再循環利用に適したものとなる。この結果、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量をより増加させることができると共に、余剰空気Ａの回収効率を向上させることができる。しかも、補助エゼクタ部１０において絞り部１０ａを中間筒体４の開口部２６の部位よりも負圧になるように設計すればよいので、絞り量も少なくて済む。つまり、絞り部１０ａの圧力をポンプ吐出圧力が０になるレベルまで減圧する必要がないため、ポンプ圧損を低く抑えることができるという利点がある。そのうえ、前記実施形態と同様、余剰空気Ａを無駄に排気することがないという利点もある。
【００２６】
図５は前記図３の変形例であり、縦置き型に配置されるタンク部２において、中心筒体３の上端部に、エゼクタ部９側に向かって徐々に口径が大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部１０を一体に突設し、補助エゼクタ部１０の負圧部位をタンク部２内の上層部分の余剰空気貯留部８に連通させた場合の一例を示している。これにより、補助エゼクタ部１０によるエゼクタ効果を利用して、余剰空気Ａをエゼクタ部９の上端側から中心筒体３内部に吸い込むことができる。これにより、中心筒体３の根元部分に、外周流路５ａの上層部分に溜まっている余剰空気Ａを還流させることができ、余剰空気Ａを再利用できる結果、気液撹拌能力を向上させることができる。また図５の例では空気抜き弁２８（図１）が省略可能である。
【００２７】
図６は前記図３の更に他の変形例であり、横置き型に配置されるタンク部２において、中心筒体３の根元部分にエゼクタ部９側に向かって口径が徐々に大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部１０を形成し、補助エゼクタ部１０に設けた絞り部１０ｃを外周流路５ａ内の余剰空気貯留部８に連通させた場合の一例を示している。しかして、図７に示すように、外側筒体５内に中間筒体４を入れ子式に挿入し、この中間筒体４内に中心筒体３を入れ子式に挿入することで、三層構造のタンク部２が構成されると共に、その外殻は外側筒体５の両端部を蓋で密閉した円筒形状となる。また本例では、補助エゼクタ部１０によるエゼクタ効果を利用して余剰空気Ａを中心筒体３の根元部分に吸い込むことができるので、中心筒体３の根元部分に、外周流路５ａの上層部分に溜まっている余剰空気Ａを還流させることができ、余剰空気Ａを再利用できる結果、気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量を増加させることができる。なお気液流の流量が少ない場合や、外周流路５ａの径方向の間隔を大きくして流速を落とすなどの対策を施した場合は本例のように後方経路の排気用通路を省略可能であるが、もちろん排気用通路を設けてもよい。
【００２８】
なお、前記各実施形態では、径の異なる３種の円筒パイプを組み合わせた場合を例示したが、径の異なる４種以上の円筒パイプを組み合わせてもよいのは勿論のことである。
【００２９】
また、本発明に係る気液溶解タンク構造は、微細気泡バスの分野に限らず、例えば、養殖での酸素補給・池や沼の水浄化（汚泥浮上）などの分野に広く適用可能である。また、液体及び気体の種類を問わずこれらを効率良く溶解させることができる気液溶解装置の分野に広く適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
上述のように請求項１記載の発明にあっては、ポンプの後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部を備え、タンク部は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた横置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体内の中心流路に向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部が配置され、中心筒体とその外周側に配置される中間筒体との間に上記中心流路と連通する中間流路が形成され、中間筒体とその外周側に配置される外側筒体との間に、一端が上記中間流路と連通し且つ他端がタンク部内の後方経路に設けたタンク出口及び排気口と連通する外周流路が形成され、上記中間流路の上層部分が余剰空気を貯留するための余剰空気貯留部となっているので、横置き型のタンク部において、中間流路の上層部分に中心流路内で溶解しきれなかった余剰空気を回収して溜めることができるようになり、これにより大きな気泡を含んだ水流がタンク出口から流出するのを防止できると共に、余剰空気貯留部の端部では余剰空気が水流と激しくぶつかりあって乱流が生じて気液接触が促進されるので、余剰空気貯留部を利用して空気と水が何度も撹拌されて空気の溶解が進み、気液撹拌能力を更に高めることができる結果、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量を増加させることができる。しかも、タンク部を横置き型にすることで、余剰空気貯留部も横方向に長く延びるようになり、よって余剰空気貯留部内での余剰空気の溜まる量を増やすことができると共に、中間流路に流入した水流と余剰空気貯留部の余剰空気との接触によって、水流に巻き込まれる空気量が増え、微細気泡の発生量を更に増やすことができるものである。さらにタンク部をポンプの後方経路に配置することで、従来のようなポンプのキャビテーションの発生防止及びエア噛みによる故障防止を図ることができ、高耐久性を図ることができると共に、低騒音化を図ることができるものである。
【００３１】
また請求項２記載の発明は、ポンプの後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部を備え、タンク部は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた縦置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体内の中心流路に向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部が配置され、中心筒体とその外周側に配置される中間筒体との間に上記中心流路と連通する中間流路が形成され、中間筒体とその外周側に配置される外側筒体との間に、一端が上記中間流路と連通し且つ他端がタンク部内の後方経路に設けたタンク出口及び排気口と連通する外周流路が形成され、上記外周流路の上層部分が余剰空気を貯留する余剰空気貯留部となっていると共に上記エゼクタ部よりも下流側にエゼクタ部側に向かって徐々に口径が大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部が配置され、補助エゼクタ部の負圧部位を上記余剰空気貯留部と連通させたので、縦置き型のタンク部において、補助エゼクタ部による空気自吸により余剰空気貯留部から余剰空気を吸い込んで中心筒体内に還流させることができ、余剰空気を再利用できる結果、能力の小さな小型ポンプでも気液撹拌能力が向上し、微細気泡の発生量をより増加させることができると共に余剰空気の回収効率を向上させることができる。
【００３２】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、上記筒体が径の異なる３種以上の円筒パイプからなり、外側筒体を構成する円筒パイプ内に中間筒体を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入し、さらに中心筒体を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入して三層構造のタンク部を形成したので、市販されている安価な円筒パイプを利用してタンク部を形成でき、しかも３種以上の円筒パイプを入れ子式で挿入するだけで、限られた容積の中で気液接触長さ（時間）を十分に確保できるようにしながら、三層構造のタンク部を簡単且つ安価に作製できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明する横置き型の気液溶解タンクの断面図である。
【図２】同上の気液溶解タンクを気泡発生バスに用いた一例の概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明する縦置き型の気液溶解タンクの断面図である。
【図４】（ａ）は図３の中間筒体の斜視図、（ｂ）は中間筒体の他例の斜視図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態を説明する縦置き型の気液溶解タンクの概略図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態を説明する横置き型の気液溶解タンクを備えた微細気泡バスの概略図である。
【図７】図６の横置き型の気液溶解タンクを構成する円筒パイプの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ポンプ
２タンク部
３中心筒体
３ａ中心流路
４中間筒体
４ａ中間流路
５外側筒体
５ａ外周流路
６タンク出口
７排気口
８余剰空気貯留部
９エゼクタ部
１０補助エゼクタ部
Ａ余剰空気

Claims

ポンプの後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部を備え、タンク部は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた横置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体内の中心流路に向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部が配置され、中心筒体とその外周側に配置される中間筒体との間に上記中心流路と連通する中間流路が形成され、中間筒体とその外周側に配置される外側筒体との間に、一端が上記中間流路と連通し且つ他端がタンク部内の後方経路に設けたタンク出口及び排気口と連通する外周流路が形成され、上記中間流路の上層部分が余剰空気を貯留するための余剰空気貯留部となっていることを特徴とする気液溶解タンクの構造。
ポンプの後方経路にて吸入した空気を水に加圧溶解するためのタンク部を備え、タンク部は径の異なる３種以上の筒体を層状に組み合わせた縦置き型であり、最内層に位置する最も径の小さい中心筒体内の中心流路に向けて水と空気とを噴射する断面積を絞ったノズル形状のエゼクタ部が配置され、中心筒体とその外周側に配置される中間筒体との間に上記中心流路と連通する中間流路が形成され、中間筒体とその外周側に配置される外側筒体との間に、一端が上記中間流路と連通し且つ他端がタンク部内の後方経路に設けたタンク出口及び排気口と連通する外周流路が形成され、上記外周流路の上層部分が余剰空気を貯留する余剰空気貯留部となっていると共に上記エゼクタ部よりも下流側にエゼクタ部側に向かって徐々に口径が大きくなるノズル形状の補助エゼクタ部が配置され、補助エゼクタ部の負圧部位を上記余剰空気貯留部と連通させたことを特徴とする気液溶解タンクの構造。
上記筒体が径の異なる３種以上の円筒パイプからなり、外側筒体を構成する円筒パイプ内に中間筒体を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入し、さらに中心筒体を構成する円筒パイプを入れ子式に挿入して三層構造のタンク部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の気液溶解タンクの構造。