JP2006136862A - オゾン微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浴槽内の浴水中に放出される微細気泡により殺菌効果や有機物分解効果を奏するようにし、これにより浴水を常に清潔に保持することの可能なオゾン微細気泡発生装置を提供する。
【解決手段】 浴槽１に開口させてある吸入口２と吐出口３を連通させる循環路４と、循環路４中に配される循環ポンプ５及び気液溶解タンク６と、気液溶解タンク６内に外気を加圧供給する空気吸入管８と、空気吸入管８中に配されるオゾン生成用の高電圧発生部１３と、循環路４の気液溶解タンク６より下流側に配される減圧部１４とで、オゾン微細気泡発生装置を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浴水中に微細気泡を放出する為の技術に関するものである。

従来から、ポンプにて循環中の浴水に空気を過剰溶解させ、浴槽内に吐出する際に減圧することにより微細気泡を発生させる仕組みの微細気泡発生装置が知られている（特許文献１参照）。上記装置の一般的構成は図３に示すようなものであり、浴槽１に形成される吸入口５０と吐出口５１とを浴槽１外に配してある循環路５２で連通させるとともに該循環路５２中に循環ポンプ５３を備え、循環路５２中の循環ポンプ５３上流側には吸気弁５４を有する吸気路５５を分岐させて備え、循環路５２中の循環ポンプ５３下流側には気液溶解タンク５６を備え、この気液溶解タンク５６から空気抜き弁５７を有する空気抜き路５８を分岐させて備え、循環路５２中の気液溶解タンク５６下流側に位置する吐出口５１には微細気泡発生ノズル５９を備えた構成となっている。上記吸気弁５４はエジェクタ機構を有するものであり、循環ポンプ５３の作動によって吸水口５０側から吐出口５１側へと浴水Ｗが流れることに伴い、吸気路５５及び吸気弁５４を介して循環路５２中の浴水Ｗに外部の空気を混入させ、更に気液溶解タンク５６内の加圧混合作用により気液溶解液を生成する。この気液溶解液は微細気泡発生ノズル５９を介して浴槽１内の浴水Ｗ中に吐出される際に減圧作用を受け、溶解していた空気を大量の微細気泡として再度気化させ、浴槽１内の浴水Ｗ中に放出するものである。なお、吸気弁５４を介して混入される空気量は気泡発生に必要な空気量より多くなるよう設計してあるので、気液溶解タンク５６内で溶解されなかった分の空気は気液溶解タンク５６上部に溜められてから空気抜き路５８及び空気抜き弁５７を介して外部に排出される。上記構成の装置によれば、浴槽１内の浴水Ｗ中に放出させた大量の微細気泡により保温効果や血行促進効果が得られるものである。

ここで、浴槽１内の浴水Ｗにあっては細菌の繁殖や有機物による汚れの発生が問題となるが、上記構成の装置から放出される微細気泡は当然ながら殺菌効果や有機物分解効果を奏するものではなく、したがって浴水Ｗを常に清潔に保持しようとすれば薬剤投入等の面倒な殺菌手段や有機物除去手段を講じざるを得ないという問題がある。
実開平５−７４５３０号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、浴槽内の浴水中に放出される微細気泡により殺菌効果や有機物分解効果を奏するようにし、これにより浴水を常に清潔に保持することの可能なオゾン微細気泡発生装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、浴槽１に開口させてある吸入口２と吐出口３を連通させる循環路４と、循環路４中に配される循環ポンプ５及び気液溶解タンク６と、気液溶解タンク６内に外気を加圧供給する空気吸入管８と、空気吸入管８中に配されるオゾン生成用の高電圧発生部１３と、循環路４の気液溶解タンク６より下流側に配される減圧部１４とを具備するオゾン微細気泡発生装置とする。上記構成のオゾン微細気泡発生装置を浴槽１内に浴水を溜めた状態で駆動させると、循環ポンプ５の作動により循環路４中を浴水が循環するとともに、高電圧発生部１３での放電によりオゾンガスを生成させた外気が気液溶解タンク６内に供給され、このオゾンガスを含む外気が気液溶解タンク６内で浴水に加圧溶解されたうえで減圧部１４にまで送り込まれ、減圧部１４にて微細気泡として析出した状態で浴槽1内の浴水中に放出されることとなる。即ち、上記オゾン微細気泡発生装置によればオゾンガスを含む微細気泡が浴槽１内の浴水中に連続的に供給されるものであり、この微細気泡が浴槽１内の浴水中に長時間滞留し、更にこの滞留時間中に浴水全体に行き渡ることで、殺菌及び有機物分解効果が効果的に得られるものである。また、高電圧発生部１３を停止させた状態で上記オゾン微細気泡発生装置を運転すれば、通常の外気から成る微細気泡を発生させることができる。即ち、高電圧発生部１３のオンオフにより、オゾンガスを含む微細気泡と、通常の外気から成る微細気泡とで選択して生成可能なものである。

上記オゾン微細気泡発生装置においては、空気吸入管８中の高電圧発生部１３よりも上流側の箇所に、酸素濃度を高めるための酸素富化部１９を配することが好適である。上記酸素富化部１９を備えることで、高電圧富化部１３には酸素濃度を高めた外気が送り込まれることとなり、高電圧発生部１３を作動させて運転をした場合にはオゾンガスを高濃度に含む微細気泡を発生させることができ、また高電圧発生部１３を停止させて運転をした場合には酸素を高濃度に含む微細気泡を発生させることができる。即ち、高電圧発生部１３のオンオフにより、オゾンガスを高濃度に含む微細気泡と、酸素を高濃度に含む微細気泡とで選択して生成可能なものである。

また、上記のような酸素富化部１９を配するに際し、空気吸入管８を、高電圧発生部１３より上流側の箇所にて切換弁１６を介して複数の分岐管に分岐させるとともに、上記複数の分岐管を、流路途中に酸素富化部１９を配する分岐管１８と、流路途中に酸素富化部１９を配さない分岐管１７とで形成することも好適である。この場合、切換弁１６により上記分岐管１７，１８のいずれかから選択的に外気を吸入可能に設定することで、外気をそのままの状態で送り込む場合と、酸素富化部１９を介して酸素濃度を高めてから送り込む場合とを容易且つ確実に切換えることができる。したがって、上記切換弁１６の切換えと高電圧発生部１３のオンオフとの組合せに応じて、オゾンガスを含む微細気泡と、オゾンガスを更に高濃度に含む微細気泡と、通常の外気から成る微細気泡と、酸素を高濃度に含む微細気泡とで、選択して生成可能なものである。

本発明は、浴槽内の浴水中に放出されるオゾン微細気泡により殺菌効果や有機物分解効果を奏し、これにより浴水を常に清潔に保持することが可能であるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１には、本発明の実施形態における一例のオゾン微細気泡発生装置の基本的構成を示している。図示のように、浴室内に設置される浴槽１の内側壁には吸入口２及び吐出口３を開口させて設けており、この吸入口２に一端側が連通し且つ他端側が吐出口３に連通するように浴槽１外側に管状の循環路４を備えている。循環路４はその流路途中に循環ポンプ５を介在させており、循環ポンプ５を駆動することで循環路４内に吸入口２側から吐出口３側へと向かう水流が生じるように設けている。

循環路４の流路途中であって循環ポンプ５より下流側の個所には、空気を水に加圧溶解させる為の気液溶解タンク６を備えている。気液溶解タンク６の上部には、一端側を吸気口７とする空気吸入管８の他端側を連通接続させており、空気吸入管８の経路途中に介在させてある空気注入ポンプ９を駆動させることで、吸気口７から吸入した浴室外部等の外気が空気吸入管８を通じて気液溶解タンク６内に加圧供給されるように設けている。なお、空気吸入管８中には吸気口７側から気液溶解タンク６側への流れのみを許容する逆止弁２１を介在させているので、気液溶解タンク６内の空気が空気吸入管８を通じて外部に逆流することは防止されている。

そして、空気吸入管８の流路途中であって空気注入ポンプ９よりも下流側の個所には、対向状態で配置された一対の電極１０，１１と、これら一対の電極１０，１１に例えば１〜１０ｋＶの電圧を加える印加手段１２とを具備して成る高電圧発生部１３を介在させており、この高電圧発生部１３が空気中の酸素ガスを基にオゾンガスを生成させる放電式のオゾン発生装置となっている。放電によるオゾン発生は下記の反応式（１）、（２）により、反応式（１）に示すように空気中の酸素分子が電子の衝突により酸素原子となり、この酸素原子が反応式（２）に示すように酸素分子と結合することでオゾン分子が生成される仕組みである。

Ｏ_２＋ｅ⁻→２Ｏ＋ｅ⁻ ・・・・・・・・ （１）
Ｏ_２＋Ｏ →Ｏ_３ ・・・・・・・・ （２）
気液溶解タンク６は、該気液溶解タンク６を挟んで連続する循環路４のうち該気液溶解タンク６よりも上流側の循環路４ａとその上部６ａにて連通し、該気液溶解タンク６よりも下流側の循環路４ｂとその下部６ｂにて連通するものであり、下流側の循環路４ｂの最下流部が配置される浴槽１の吐出口３には、減圧部１４として微細気泡発生ノズル１５を装着させている。

上記構成のオゾン微細気泡発生装置において、浴槽１内の吸入口２及び吐出口３よりも上側の位置にまで浴水Ｗを溜めた状態で循環ポンプ５を作動させると、循環ポンプ５により生じる水圧によって浴槽１内の浴水Ｗが循環路４内を通じて循環する。このとき、更に空気注入ポンプ９及び高電圧発生部１３を作動させることで、浴室外に開口する吸入口７から吸入された外気が空気吸入管８内にて高電圧発生部１３の電極１０，１１間を通過し、ここでの放電により外気中の酸素ガスを基にオゾンガスを生成したうえで気液溶解タンク６の上部に供給されるものである。

気液溶解タンク６内においては、高電圧発生部１３にて生成されたオゾンガスを高濃度に含有する空気が貯留される空気溜部２２が上側に形成され、循環ポンプ５により送り込まれた浴水Ｗが貯留される浴水溜部２３が下側に形成され、上流側の循環路４ａからの水流は空気溜部２２側から供給されて浴水溜部２３中を流下した後に下流側の循環路４ｂへと流出する。循環ポンプ５による浴水Ｗの供給と空気注入ポンプ９による空気の供給とにより気液溶解タンク６内は加圧され、この高圧の条件下で浴水Ｗと空気とは撹拌されながら気液溶解タンク６内を流下していくので、オゾンガスを高濃度に含有する空気が浴水Ｗ中に効率良く溶解されることとなる。

上記溶解により得られた気液溶解液は下流側の循環路４ｂを通って吐出口３にまで到達し、この吐出口３に配してある微細気泡発生ノズル１５を通過する際に急激な減圧作用を受けることで、気液溶解タンク６内にて高圧下で溶解されたオゾンガスを含有する空気が再度気化して大量の微細気泡となり、浴槽１内の浴水Ｗ中に連続的に放出されることとなる。上記微細気泡は、粒径が非常に小さなものである為に浴槽１内の浴水Ｗ中に長時間滞留し、更にこの滞留時間中に浴水Ｗ全体に行き渡ることで、充分な殺菌及び有機物分解効果を発揮するものである。

なお、本例のオゾン微細気泡発生装置において高電圧発生部１３を作動させずに循環ポンプ５及び空気注入ポンプ９を作動させた場合には、外気がそのままの状態で空気吸入管８を通じて気液溶解タンク６内に注入され、浴水Ｗに溶解した後に微細気泡となって浴槽１内の浴水Ｗ中に放出される。即ち、高電圧発生部１３のオンオフを選択することでオゾンガスを含有する微細気泡（以下、これをオゾン微細気泡という）の発生と、通常外気から成る微細気泡の発生とが選択可能になっている。

次に、本発明の実施の形態における他例のオゾン微細気泡発生装置について図２に基づいて説明する。なお、本例の構成のうち上記した一例と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、一例と相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

本例のオゾン微細気泡発生装置の空気吸入管８は、高圧発生部１３及び空気注入ポンプ９よりも上流側にて、切換弁１６を介して二手に分岐させてあり、この分岐して成る一対の分岐管１７，１８の一方（図示例では分岐管１８）にのみ、その流路途中に酸素富化部１９を介在させている。上記一対の分岐管１７，１８の先端にはいずれも外気を吸入する吸気口７を浴室外に開口させており、空気注入ポンプ９を作動させると切換弁１６の切換位置に応じて分岐管１７，１８の一方の吸気口７からのみ空気吸入管８内に外気が吸入されるように設けている。

上記酸素富化部１９は、通常は２０％程度である外気中の酸素濃度を２５〜４０％程度にまで高めることのできる酸素富化膜ユニット２０である。この酸素富化膜ユニット２０は有機高分子の平膜により構成されており、空気中に含まれる窒素ガスと酸素ガスとでは酸素ガスの方がこの平膜を通過する速度が大きいことを利用して、平膜を通過した下流側に通常よりも酸素濃度が高い酸素富化空気が生成されるように設けたものである。

本例の空気吸入管８は上記のように、一端側を気液溶解タンク６の上部６ａに連通させるとともに他端側を二手に分岐させて両分岐管１７，１８の先端に吸気口７を開口させたものであり、更に、両分岐管１７，１８の一方に酸素富化部１９を配し、分岐個所に切換弁１６を配し、切換弁１６より下流側に空気注入ポンプ９、高電圧発生部１３、逆止弁２１をこの順に配した構成となっているので、切換弁１６の切換位置、及び高電圧発生部１３のオンオフを組合せることで多様な微細気泡発生を選択して生成可能となっている。

上記組合せは具体的には以下の通りである。まず、浴槽１内に浴水Ｗを溜めた状態で循環ポンプ５及び空気注入ポンプ９を作動させることで、浴槽１内の浴水Ｗが循環路４内を循環すると同時に空気吸入管８を通じて吸入された外気が気液溶解タンク６の上部６ａに供給されることはいずれの組合せにおいても共通であるが、ここで切換弁１６の切換位置を酸素富化部１９を配しない側の分岐管１７から外気を吸入するように設定し、且つ高電圧発生部１３を停止させておいた場合には、空気吸入管８を通じて外気がそのままの状態で気液溶解タンク６内に注入されて浴水Ｗに溶解し、その後に微細気泡となって浴槽１内の浴水Ｗ中に放出される。これによれば、通常の外気から成る微細気泡により保温効果や血行促進効果が得られるものである。

これに対して、切換弁１６の切換位置を酸素富化部１９を配しない側の分岐管１７から外気を吸入するように設定し、且つ高電圧発生部１３を作動させた場合には、吸入された外気中の酸素ガスを基に高電圧発生部１３にてオゾンガスが生成されて気液溶解タンク６内に供給され、その後にオゾン微細気泡となって浴槽１内の浴水Ｗ中に放出される。これによれば、オゾン微細気泡が浴槽１内の浴水Ｗ中に長時間滞留して全体に行き渡ることで浴水Ｗの殺菌、有機物分解効果を効果的に得ることができる。

また、切換弁１６の切換位置を酸素富化部１９を配する側の分岐管１８から外気を吸入するように設定し、且つ高電圧発生部１３を作動させた場合には、作動中の高電圧発生部１３に酸素富化空気が送り込まれるようになる。高電圧発生部１３では高濃度に含まれる酸素ガスに対して放電が為されるのでオゾンガスの発生効率が高くなり、したがってオゾンガスを高濃度に含有するオゾン微細気泡を発生させて浴槽１内の浴水Ｗ中に放出することができる。即ち、上記組合せによれば高濃度のオゾン微細気泡を得ることができ、オゾン微細気泡による浴水Ｗの殺菌、有機物分解効果を更に効果的に得ることができる。

また、切換弁１６の切換位置を酸素富化部１９を配する側の分岐管１８から外気を吸入するように設定し、且つ高電圧発生部１３を停止させておくことで、酸素ガスを高濃度に含有する酸素富化空気がそのまま気液溶解タンク６内に送り込まれるようになる。即ち、この場合には酸素ガスを高濃度に含有する微細気泡を発生させて浴槽１内の浴水Ｗ中に放出することができ、浴水Ｗ中にこの微細気泡が長時間滞在することで浴室内の入浴者に対して充分な量の酸素を供給し、リフレッシュ効果や保湿効果等を得ることができる。

なお、本例においては上記の通り、空気吸入管８をその上流側にて切換弁１６を介して一対の分岐管１７，１８に分岐させた構成としているが、この構成に限らず、空気吸入管８を高電圧発生部１３よりも上流側の箇所にて切換弁１６を介して複数の分岐管に分岐させるとともに、上記複数の分岐管を、流路途中に酸素富化部１９を配する分岐管１８と、流路途中に酸素富化部１９を配さない分岐管１７とで形成した構成であればよい。この構成であれば、分岐個所に配してある切換弁１６により上記分岐管１７，１８のいずれかから選択的に外気を吸入可能に設定することで、外気をそのままの状態で送り込む場合と、外気を酸素富化空気としてから送り込む場合とが容易且つ確実に切換え自在となる。

また、本例の酸素富化部１９である酸素富化膜ユニット２０を、図１に示した一例の空気吸入管８の流路途中であって高電圧発生部１３よりも上流側の箇所に配してあっても構わない。この場合、高電圧発生部１３を作動させている場合には高濃度のオゾン微細気泡を生成することができ、したがってオゾン微細気泡による浴水Ｗの殺菌、有機物分解効果を更に効果的に得ることができる。これに対して、高電圧発生部１３を停止させておく場合には酸素ガスを高濃度に含有する微細気泡を生成することができ、この微細気泡によって保湿効果や酸素供給効果を得ることができる。

本発明の実施形態における一例のオゾン微細気泡発生装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態における他例のオゾン微細気泡発生装置の構成を示す説明図である。 従来の微細気泡発生装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 浴槽
２ 吸入口
３ 吐出口
４ 循環路
５ 循環ポンプ
６ 気液溶解タンク
８ 空気吸入管
１３ 高電圧発生部
１４ 減圧部
１６ 切換弁
１９ 酸素富化部

Claims (3)

1. 浴槽に開口させてある吸入口と吐出口を連通させる循環路と、循環路中に配される循環ポンプ及び気液溶解タンクと、気液溶解タンク内に外気を加圧供給する空気吸入管と、空気吸入管中に配されるオゾン生成用の高電圧発生部と、循環路の気液溶解タンクより下流側に配される減圧部とを具備することを特徴とするオゾン微細気泡発生装置。
2. 空気吸入管中の高電圧発生部よりも上流側の箇所に、酸素濃度を高めるための酸素富化部を配することを特徴とする請求項１に記載のオゾン微細気泡発生装置。
3. 空気吸入管を、高電圧発生部より上流側の箇所にて切換弁を介して複数の分岐管に分岐させるとともに、上記複数の分岐管を、流路途中に酸素富化部を配する分岐管と、流路途中に酸素富化部を配さない分岐管とで形成することを特徴とする請求項２に記載のオゾン微細気泡発生装置。

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