JP2005211314A - 気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】循環ポンプの設置位置に関係なく常に当該循環ポンプ内に一定量の空気を吸気することにより本来の能力を発揮できる気泡発生装置を提供する。
【解決手段】気泡発生装置１０には、循環ポンプ１３に空気を吸気管路２１を介して強制吸気するエアポンプ２２が設けられている。そのため、循環ポンプ１３には、常に一定量の空気が吸気されるようになった。従って、循環ポンプ１３の設置位置（高さ位置）が浴槽本体１１内の浴湯Ｗの水面位置に対して変動しても、当該循環ポンプ１３に吸気される空気の吸気量が変化することはない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一定量の気泡を液体中に発生させる気泡発生装置に関する。

従来より、浴槽本体内に気泡混じりの浴湯を噴出可能とする気泡発生装置が例えば特許文献１等に開示されている。この気泡発生装置は、浴槽本体と、当該浴槽本体から浴湯を吸水する吸水管と、浴槽本体が配置された環境（例えば浴場等）内から空気を吸気する吸気管と、前記空気を浴湯に加圧溶解させる循環ポンプと、当該空気が溶解した浴湯を加圧貯留するタンクと、当該浴湯をタンクから浴槽に導く吐水管とを備えている。前記吸気管の一端側は循環ポンプ又は吸水管に接続されている一方、他端側はバイパス空気口と空気口とから空気を吸気可能な態様とされている。

このバイパス空気口からの空気の吸気量は、常に所定量（例えば毎分２〜３リットル）より若干少ない吸気量とされている。また、前記空気口からの空気の吸気量は、空気弁により調節されている。そのため、循環ポンプの駆動に基づき浴槽本体の浴湯を吸水管から循環ポンプ内に吸水すると、当該浴湯の吸水に基づき発生する負圧により前記バイパス空気口及び空気口から吸気管を介して循環ポンプ内に空気が吸気される。この循環ポンプ内において空気が浴湯に攪拌・混合し加圧溶解され、当該浴湯はタンク内に加圧貯留される。そして、この浴湯は、前記吐水管を通過して、当該吐水管の浴槽本体側の端部に設けられた発泡ノズルを介して浴槽本体に噴出される。この際に、前記浴湯は、発泡ノズルを通過する際に当該浴湯に加圧溶解された空気が微細気泡化するため、浴槽本体に気泡（微細気泡）を形成した状態で噴出されることになる。

また、前記タンク内には、当該タンク内に貯留された浴湯の水位を検知する水位検知センサが設けられており、当該水位検知センサからの信号に基づき制御部（空気量調整手段）が空気弁の開弁動作及び閉弁動作を制御するようになっている。例えば、制御部が水位検知センサからタンク内の浴湯量が少ないことを示す信号を入力した場合は、空気弁を閉弁して空気の吸気量を減少させて、浴湯の吸水量を増加させる。逆に、制御部が水位検知センサからタンク内の浴湯量が多いことを示す信号を入力した場合は、空気弁を開弁して空気の吸気量を増加させて、浴湯の吸水量を減少させる。このため、入浴者が浴槽本体内に入水することにより浴湯の水位が変動（上昇）して、当該水位と循環ポンプの設置位置との高低差が変化しても常に一定量の微細気泡を含んだ浴湯が噴出されることになる。
特開２００２−３３６６６８号公報（請求項１、図１）

ところが、特許文献１に記載の気泡発生装置の場合にも依然として以下のような問題がある。即ち、気泡発生装置（循環ポンプ）の設置位置が変更される（即ち、前記水位に対する高さ位置が変更される）毎に、バイパス空気口からの空気の吸気量が前記所定量より若干少ない吸気量となるように、当該バイパス空気口からの空気の吸気量を調整する必要がある。また、前記バイパス空気口からの吸気量の調節や空気弁による調節だけでは、循環ポンプ内に吸気される空気の吸気量を調節できない位置（例えば、前記水面位置に対して非常に高くて負圧が高過ぎる位置や非常に低くて負圧が低過ぎる又は発生しない位置等）にしか循環ポンプが設置できない場合、この気泡発生装置は、本来の能力を発揮することができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、循環ポンプの設置位置に関係なく常に当該循環ポンプ内に一定量の空気を吸気することにより本来の能力を発揮できる気泡発生装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、浴槽本体と、当該浴槽本体内の液体を循環させるための循環ポンプと、当該循環ポンプ内に前記浴槽本体の液体を吸水する吸水管路と、前記循環ポンプ内に気体を吸気する吸気部と、前記循環ポンプ内に吸水された液体を前記浴槽本体に吐水する吐水管路とを備え、前記吸気部は、強制吸気手段を介して気体を前記循環ポンプ内に吸気する構成としたことを要旨としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気泡発生装置において、前記強制吸気手段はエアポンプであることを要旨としている。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の気泡発生装置において、前記吸気部における気体の流動方向において前記強制吸気手段よりも上流側となる位置には、気体内に含まれる埃を透過不可とするフィルタを更に備えたことを要旨としている。

循環ポンプの設置位置に関係なく常に当該循環ポンプ内に一定量の空気を吸気することにより本来の能力を発揮できる。

以下、本発明を具体化した気泡発生装置の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の気泡発生装置１０は、浴湯（液体）Ｗが貯留される浴槽本体１１と当該浴槽本体１１の浴湯Ｗを循環させる循環部１２を備えている。この循環部１２は、モータ（本実施形態では、直流ブラシレスモータ）Ｍと、当該モータＭの駆動力に基づき回転駆動する循環ポンプ１３と、リザーブタンク（タンク）１４とを備えた構成とされており、循環ポンプ１３とリザーブタンク１４は連結管路１５を介して連結されている。また、前記浴槽本体１１の吸水口１６と循環ポンプ１３とは、浴槽本体１１の浴湯Ｗを循環ポンプ１３に吸水するための吸水管路１７を介して連結されている。浴槽本体１１の吐水口１９とリザーブタンク１４とは、循環部１２（リザーブタンク１４）から浴槽本体１１に浴湯Ｗを吐水するための吐水管路１８と微細気泡を発生させるための発泡ノズル２０とを介して連結されている。

また、前記吸水管路１７の中途には、循環ポンプ１３に空気（気体）を吸気するための吸気管路２１が連結されている。この吸気管路２１における空気（気体）の流動方向（図１における矢印方向）において前記吸水管路１７と吸気管路２１との連結部よりも上流側となる位置には、前記循環ポンプ１３内に常に一定量（本実施形態では、毎分２〜３リットル）の空気を強制吸気するためのエアポンプ（強制吸気手段）２２が配設されている。従って、吸気管路２１とエアポンプ２２は、循環ポンプ１３内に気体を強制吸気する吸気部としての機能を有する。そのため、たとえ循環ポンプ１３の設置位置が変更されたとしても（即ち、浴槽本体１１の浴湯Ｗの水面位置に対する循環ポンプ１３の高さ位置が変更されたとしても）、当該循環ポンプ１３内に吸気される空気の吸気量が変動することはない。そして、このように、この吸気部（吸気管路２１及びエアポンプ２２）により吸気された空気は、図２に示すように、浴槽本体１１から吸水管路１７を介して吸水された浴湯Ｗに循環ポンプ１３内において攪拌・混合し加圧溶解される。

また、前記吸気部（吸気管路２１）における空気の流動方向においてエアポンプ（強制吸気手段）２２よりも上流側となる位置には、空気内に含まれる埃を透過不可とするフィルタ２３が配設されている。従って、エアポンプ２２内に前記埃等が混入することは阻止されるため、当該エアポンプ２２は、長期にわたって本来の性能を発揮できる。

前記リザーブタンク１４には、前記循環ポンプ１３内で空気が加圧溶解された浴湯Ｗ及び浴湯Ｗに加圧溶解されなかった空気（以下、「余剰空気」と示す）が連結管路１５を介して導かれる。この際に、図３（ａ）に示す比較例のように、例えば特許文献１等に記載の気泡発生装置５０におけるタンク５１には、余剰空気をタンク５１外へ排気可能な構造ではないため、当該余剰空気は、予期しない非常に大きな気泡５２として、吐水管路５３及び発泡ノズル５４を介して浴槽本体５５に微細気泡と共に噴射されていた。また、図３（ｂ）に示す比較例のように、タンク６０に余剰空気を排気するための排気口６１を設けた気泡発生装置６２も提案されていたが、当該排気口６１は、急激な圧力低下を防止するため、その口径を非常に小さくする必要がある。従って、例えば湯垢等により目詰まりを起こした場合、余剰空気が排気口６１から排気できなくなるという問題があった。

このような問題を解決するため、本実施形態における気泡発生装置１０（リザーブタンク１４）は、以下のような構成とされる。
前記リザーブタンク１４には、当該リザーブタンク１４に加圧貯留されている浴湯Ｗの水面位置を検出するための水位検出センサ（水位検出手段）２４が配設されている。また、このリザーブタンク１４の上側には、前記余剰空気をリザーブタンク１４外へ強制排気するためのエアポンプ（強制排気手段）２５が配設されている。このエアポンプ２５には、排気口２５ａが形成されており、リザーブタンク１４内から強制排気された余剰空気は当該排気口２５ａからリザーブタンク１４外へ排気される。

また、本実施形態では、前記水位検出センサ２４からの信号に基づきエアポンプ２５の駆動を制御する制御部２６が設けられている。そのため、エアポンプ２５は、この制御部２６からの制御信号に基づき駆動するようになっている。例えば、図４（ａ）に示すように、制御部２６は、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水面位置が所定の水面位置である第１の位置１４ａより低いことを示す信号を水位検出センサ２４から入力すると、リザーブタンク１４内の余剰空気を強制排気させるためにエアポンプ２５を駆動させる。この場合、リザーブタンク１４内の余剰空気が排気口２５ａから徐々に排気されるため、当該リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水面位置が上昇する。一方、図４（ｂ）に示すように、制御部２６は、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水面位置が所定の水面位置である第２の位置１４ｂより高いことを示す信号を水位検出センサ２４から入力すると、エアポンプ２５を停止させる。この場合、リザーブタンク１４内の余剰空気は、排気されずに当該タンク１４内に残留するため、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水面位置が下降する。

次に、以上のように構成された本実施形態の気泡発生装置１０の作用について以下説明する。
なお、以下の説明では、気泡発生装置１０の動作前の状態として浴槽本体１１には、十分に浴湯Ｗが貯留されているものとする。また、リザーブタンク１４には、浴湯Ｗは全く貯留されていないものとする。

さて、以上のような前提の下、気泡発生装置１０の電源（図示略）が投入されると、循環ポンプ１３（モータＭ）及びエアポンプ２２が駆動する。すると、浴槽本体１１に貯留されている浴湯Ｗが吸水口１６から吸水管路１７を介して循環ポンプ１３内に吸水される。また、前記エアポンプ２２の駆動に基づき、吸気管路２１を介して一定量の空気が循環ポンプ１３内に吸気されると、当該空気は、循環ポンプ１３内において前記浴湯Ｗに攪拌・混合し加圧溶解する（図２参照）。

すると、空気が加圧溶解した浴湯Ｗと前記余剰空気は、連結管路１５を介してリザーブタンク１４に導かれる。この際、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの貯留量は少ないため、エアポンプ２５は駆動している（即ち、リザーブタンク１４内の余剰空気は排気口２５ａから強制排気される）。そして、リザーブタンク１４に導かれた浴湯Ｗは、吐水管路１８を介して発泡ノズル２０まで導かれ、当該浴湯Ｗは、発泡ノズル２０を通過する際に、加圧溶解されていた空気が微細気泡化する。すると、この微細気泡を含んだ浴湯Ｗが吐水口１９から噴出される（図４（ａ）参照）。

また、前記エアポンプ２５が駆動しているため、リザーブタンク１４内には、循環ポンプ１３から導かれた前記浴湯Ｗが徐々に加圧貯留される。そして、リザーブタンク１４内の浴湯Ｗの水面位置が第１の位置１４ａより高くなると、エアポンプ２５は駆動を停止する（図４（ａ）参照）。すると、前記水面位置が徐々に下降し、第２の位置１４ｂより低くなると、エアポンプ２５が駆動するようになる（図４（ｂ）参照）。すると、前記水面位置は、徐々に上昇する。このように、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水面位置は第１の位置１４ａと第２の位置１４ｂとの間に維持される。このため、循環部１２（リザーブタンク１４）からは、余剰空気に基づく大きな気泡を含まない常に一定量の浴湯が微細気泡を含んだ状態で浴槽本体１１に噴出される。

従って、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）まず、吸気部に強制吸気手段であるエアポンプ２２を設けたため、当該エアポンプ２２による強制吸気により常に一定量の空気を吸気管路２１を介して循環ポンプ１３に吸気できる。そのため、浴槽に貯留される浴湯Ｗの水面位置に対する循環ポンプ１３の設置位置（高さ位置）を変更しても、当該循環ポンプ１３への空気の吸気量を例えば空気量調節弁等で調節する必要はない。従って、この循環ポンプ１３の設置位置を浴槽本体１１内の浴湯Ｗの水面位置に関係なく自由に変更することができる。

（２）吸気管路２１に逆止弁としても機能するエアポンプ（強制吸気手段）２２を設けたため、浴槽本体１１から吸水された浴湯Ｗが、吸水管路１７と吸気管路２１との連結部から当該吸気管路２１を空気の流動方向に対して逆流して外部に流出することはない。従って、吸気管路２１に前記浴湯Ｗの逆流を防止する例えば逆止弁等を別途設ける必要はない。

（３）また、吸気部における空気の流動方向においてエアポンプ２２よりも上流側となる位置にフィルタ２３が配設されるため、エアポンプ２２内及び循環ポンプ１３内に埃が混入することを良好に阻止できる。そのため、エアポンプ２２及び循環ポンプ１３は、本体の性能を長期にわたって発揮することができる。

（４）リザーブタンク１４内の余剰空気を強制吸気するエアポンプ（強制吸気手段）２５を設けたため、当該リザーブタンク１４内の余剰空気を効率良く確実に排気することができる。また、従来の技術とは異なり、所謂自然排気をするための小さな排気口からの排気ではないため、例えば湯垢等により当該排気口が目詰まりを起こすことなく余剰空気が排気不能となることはない。

（５）また、強制排気手段としてエアポンプ２２を設けたため、リザーブタンク１４内の浴湯Ｗが排気口２５ａからリザーブタンク１４外へ流出することを阻止できる。
（６）また、水位検出センサ２４からの信号に基づき制御部２６がエアポンプ２５の駆動制御を行うため、余剰空気が排気過多になったり、排気過少になったりすることはない。つまり、リザーブタンク１４内における浴湯Ｗの水位位置が第１の位置１４ａと第２の位置１４ｂとの間で維持できるように確実に制御されるため、微細気泡混じりの浴湯Ｗを確実に浴槽本体１１に噴射できる。

なお、本実施形態は以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・前記実施形態において、水位検出センサ２４を設けなくてもよい。この場合、常に一定量の余剰空気がエアポンプ２５によりリザーブタンク１４から排気口２５ａを介して排出されることになる。

・前記実施形態において、強制排気手段は、リザーブタンク１４内の余剰空気を強制排気できるものであれば例えば排気用のファン等の任意の強制排気手段であってもよい。この場合、排気口２５ａを開口及び閉口するための電磁バルブ等を設けて、水位検出センサ２４からの信号に基づき制御部２６が当該電磁バルブを制御する必要がある。

・前記実施形態において、エアポンプ２５等の強制排気手段を設けなくてもよい。この場合、リザーブタンク１４には、余剰空気を排気させるための排気口を設ける必要がある。

・前記実施形態において、強制吸気手段であるエアポンプ２２を設けなくてもよい。この場合、吸気部である吸気管路２１には、当該吸気管路２１を介して循環ポンプ１３内に吸気される空気の吸気量を調節するための空気量調節弁を別途設ける必要がある。

・前記実施形態において、フィルタ２３を設けなくてもよい。また、吸気部における空気の流動方向においてエアポンプ２２よりも下流側となる吸気管路２１内の位置にフィルタ２３を設けてもよい。この場合、吸気管路２１における空気の流動方向においてフィルタ２３よりも下流側となる位置に、浴湯Ｗが吸気管路２１を図１における反矢印方向に流動するのを防止するための逆止弁等を別途設ける必要がある。このように構成しても、循環ポンプ１３内への埃の混入を阻止できる。

・前記実施形態において、強制吸気手段は、循環ポンプ１３内に空気を吸気できるものであれば例えば吸気用のファン等の任意の強制吸気手段であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）浴槽本体と、当該浴槽本体内の液体を循環させるための循環ポンプと、当該循環ポンプ内に前記浴槽本体の液体を吸水する吸水管路と、前記循環ポンプ内に気体を吸気する吸気部と、前記循環ポンプに吸水された液体を貯留するタンクと、当該タンク内に貯留された液体を前記浴槽本体に吐水する吐水管路と、前記タンクに気体を外部へ排気するための強制排気手段とを備えた気泡発生装置。

（ロ）前記強制排気手段はエアポンプである前記技術的思想イに記載の気泡発生装置。
（ハ）前記タンク内に貯留されている液体の水位を検出する水位検出手段と、当該水位検出手段からの信号に基づき前記強制排気手段を制御する制御部とを更に備えた前記技術的思想イ、ロに記載の気泡発生装置。

気泡発生装置の概略平面断面図。 空気を浴湯に攪拌・混合し加圧溶解する工程を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は共に比較例の気泡発生装置における一部の概略構成を示すブロック図。 （ａ）はリザーブタンク内における浴湯の水面位置が第１の位置より低い場合、（ｂ）はリザーブタンク内における浴湯の水面位置が第２の位置より高い場合を示すブロック図。

符号の説明

１０…気泡発生装置、１１…浴槽本体、１３…循環ポンプ、１４…リザーブタンク（タンク）、１７…吸水管路、１８…吐水管路、２１…吸気管路（吸気部）、２２…エアポンプ（吸気部、強制吸気手段）、２３…フィルタ、２４…水位検出センサ（水位検出手段）２５…エアポンプ（強制排気手段）、２６…制御部、５３…吐水管路、５５…浴槽本体、Ｗ…浴湯（液体）。

Claims (3)

1. 浴槽本体と、当該浴槽本体内の液体を循環させるための循環ポンプと、当該循環ポンプ内に前記浴槽本体の液体を吸水する吸水管路と、前記循環ポンプ内に気体を吸気する吸気部と、前記循環ポンプ内に吸水された液体を前記浴槽本体に吐水する吐水管路とを備え、
   前記吸気部は、強制吸気手段を介して気体を前記循環ポンプ内に吸気する構成とした気泡発生装置。
2. 前記強制吸気手段はエアポンプである請求項１に記載の気泡発生装置。
3. 前記吸気部における気体の流動方向において前記強制吸気手段よりも上流側となる位置には、気体内に含まれる埃を透過不可とするフィルタを更に備えた請求項１又は請求項２に記載の気泡発生装置。

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