JP2006167175A - 気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置構成と制御手段によって 水槽内に微細気泡と大気泡を効果的に発生できるようにする。
【解決手段】水槽２に配置する微細気泡ノズル１４と大気泡ノズル１６とからなる気泡噴出装置１３と、水槽２の水３を吸引し加圧して循環するポンプ１と、ポンプ１の吸入部５に備えた空気混合装置７と、ポンプ１から吐出する空気が混合した加圧水２１に空気を溶解させ且つ未溶解空気を分離除去して空気溶解水２４を生成する空気溶解水生成装置１９を有し、生成した空気溶解水２４を微細気泡ノズル１４に供給する第１流路１５と、ポンプ１から吐出する空気が混合した加圧水２１を切換弁２８を介して大気泡ノズル１６に供給する第２流路１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、簡単な装置構成及び制御手段によって水槽内に微細気泡と大気泡を噴出できるようにした気泡発生装置に関するものである。

従来より、水槽内の水中に微細気泡と大気泡を発生させるようにした気泡発生装置が知られている。水中に微細気泡を生じさせると水が乳白色に変化して爽快感や良好な肌滑り感等が得られ、又、大気泡を噴出すると大気泡の衝突によってマッサージ効果等の心地良さが得られることが知られている。

この種の気泡発生装置としては、水槽の水を吸引し再び水槽に戻すポンプの吸入口と吐出口との間を接続するバイパス管を備え、該バイパス管におけるポンプの吸入口側に空気を吸入混合させたるためのエジェクタを備え、該エジェクタから吸入した空気をポンプで水に混合し加圧することにより、空気を水中に加圧溶解し、この空気が溶融した水を水槽に設けた微細気泡発生部に導いて圧力を解放することにより、水槽の水中に微細気泡を生じさせて水槽内の水を乳白色に変化させるようにしている。又、前記エジェクタによる空気の吸引を停止してポンプによる水の加圧力を高め、高い圧力の水を水槽に設けた大気泡発生部から水槽内に噴出するようにし、このとき、大気泡発生部に設けたエジェクタ構造の空気流入部によって空気を吸引することにより水中に大気泡を生じさせるようにしている。

尚、前記気泡発生装置を開示する先行技術情報としては、例えば特許文献１、特許文献２等がある。
特開平５−９５９８３号公報 特開平７−６７９２８号公報

しかしながら、特許文献１及び２に示す装置においては、水槽に微細気泡を生じさせる時は、ポンプで加圧した加圧水の一部をバイパス管によりエジェクタに循環させて空気の混合を行い、空気が混合された加圧水の一部を微細気泡発生部に導いて微細気泡を生じさせ、又、水槽に大気泡を生じさせる時は、前記エジェクタへの加圧水の供給を停止し、全加圧水を大気泡発生部に導くように流路を切換えて大気泡発生部の空気流入部により空気を混入して大気泡を噴出する構成であるため、バイパス管、切換手段を備える構成が複雑となり、更に、切換えのための制御が複雑になる問題がある上に、特許文献２では、大径気泡発生時と微細気泡発生時の切換時にバイパス管路の圧力を解放する操作が必要があるためにその解放操作のための制御も必要になって制御が更に複雑になる問題がある。

又、水槽中に大気泡を高速で噴出するために、エジェクタによる空気の吸引を停止してポンプによる水の加圧力を高め、高い圧力の加圧水を大気泡発生部から噴出させ、この時、大気泡発生部に設けたエジェクタ構造の空気流入部によって空気を吸引混合させる構成としているため、大気泡を大量に発生させるためには空気流入部で混合する空気量を増加する必要があるが、噴出部で空気混合量を増加すると水槽内に噴出する水流の流速が大幅に低下し、よって充分なマッサージ効果が得られない問題があり、一方、噴出する加圧水の流速を高めるために混合する空気量を減じた場合には大量の大気泡を発生させることができないという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、簡単な装置構成と制御手段によって 水槽内に微細気泡と大気泡を効果的に発生できるようにした気泡発生装置を提供しようとするものである。

本発明の気泡発生装置は、水槽に配置する微細気泡ノズルと大気泡ノズルとからなる気泡噴出装置と、
前記水槽の水を吸引し加圧して循環するポンプと、
該ポンプの吸入部に備えた空気混合装置と、
前記ポンプから吐出する空気が混合した加圧水に空気を溶解させ且つ未溶解空気を分離除去して空気溶解水を生成する空気溶解水生成装置を有し、生成した空気溶解水を前記微細気泡ノズルに供給する第１流路と、
前記ポンプから吐出する空気が混合した加圧水を切換弁を介して前記大気泡ノズルに供給する第２流路と、
を備えたことを特徴とする。

前記気泡発生装置においては、前記ポンプが渦流ポンプであることは好ましい。

又、前記気泡発生装置においては、前記空気溶解水生成装置が、空気排出装置を備えた未溶解空気除去タンクを有することは好ましい。

又、前記気泡発生装置においては、前記切換弁の開作動時にポンプの回転数を増加する制御を行う制御装置を備えることは好ましい。

又、前記気泡発生装置においては、前記大気泡ノズルに、前記加圧水の吐出圧力を変動させる脈動装置を備えることは好ましい。

本発明の気泡発生装置によれぱ、ポンプにより水と共に空気を吸引して混合加圧し、第１流路に備えた空気溶解水生成装置により加圧水に混合した空気を溶解させると共に未溶解空気を分離除去して空気溶解水を得、この空気溶解水を微細気泡ノズルに供給して圧力を解放することにより水槽内に微細気泡を発生させ、一方、前記ポンプからの空気が混合した加圧水を第２流路に備えた切換弁により大気泡ノズルに供給して大気泡を噴出するようにしたので、極めて簡単な装置構成によって水槽内に微細気泡と大気泡を効果的に発生させられる効果がある。

又、切換弁を切換えるのみの極めて簡単な操作で微細気泡と大気泡を切換えて発生させることができ、更に従来のように圧力を解放するといった面倒な操作が不要であるため、制御操作が簡単になる効果がある。

又、空気を混合してポンプで加圧した加圧水をそのまま切換弁を介して大気泡ノズルから噴出させて大気泡を発生させるようにしたので、高い圧力を保持したままの加圧水により大量の大気泡を高速で水槽内に噴出できる効果がある。

更に、水と空気を吸入して混合するポンプに渦流ポンプを用いたので、小型・軽量の渦流ポンプにより空気の混合と加圧を効果的に行うことができ、よって気泡発生装置全体の構成の簡略化と小型・軽量化が可能であるため、設置スペースが低減でき、持ち運びが容易で、水槽への取付・取外しが容易であり、既存の水槽に対しても容易に後付けで設置できる効果がある。

又、前記切換弁の開作動時に、制御装置によってポンプの回転数を増加する制御を行うようにしたので、大気泡ノズルに導く加圧水の流量を増加して、大気泡混合の加圧水を更に高速で噴出できる効果がある。

又、加圧水の吐出圧力を変動させる脈動装置を大気泡ノズルに備えたことにより、大気泡の噴出を脈動させてマッサージ効果を高められる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であり、図１は気泡発生装置の全体構成を示す側面図、図２は図１における気泡噴出装置の部分切断側面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

図１中１は水槽２の水を循環するために外部に設けたポンプであり、該ポンプ１は水槽２の水３を吸引管４により吸入部５から吸引して加圧し、吐出部６から吐出するようになっている。

前記ポンプ１の吸入部５には、空気混合装置７を設けている。空気混合装置７は、前記吸引管４に接続した空気管８と、該空気管８に備えた手動の空気吸入弁９、逆止弁１０及び風量計１１と、吸引管４の前記空気管８接続部より上流に設けた手動の入口弁１２とから構成されており、空気吸入弁９と入口弁１２の開度を調節することにより、ポンプ１の吸引負圧を利用して、ポンプ１に吸引される水中に空気を混合できるようになっている。

この時、前記ポンプ１は空気が混合された水を効果的に加圧する必要があり、このため前記ポンプ１には渦流ポンプを用いることが好ましい。

前記ポンプ１の吐出部６は、水槽２に備えた気泡噴出装置１３を構成する微細気泡ノズル１４に連通する第１流路１５と、気泡噴出装置１３を構成する大気泡ノズル１６に連通する第２流路１７とに接続されている。

前記第１流路１５には、手動の開閉弁１８と、空気溶解水生成装置１９と、手動の吐出圧力調節弁２０が設けられている。前記空気溶解水生成装置１９は、ポンプ１から吐出する空気が混合した加圧水２１を圧力を保持したまま一旦貯留することによって混合した空気を水中に溶解させるための空気溶解タンク２２と、該空気溶解タンク２２で溶解されなかった未溶解空気を空気排出装置２３によって外部に排出することにより大気泡を含まない空気溶解水２４を生成するようにした未溶解空気除去タンク２５とから構成されている。前記空気排出装置２３は、未溶解空気除去タンク２５内に備えた図示しないフロートが水位の変動により上下し、未溶解空気除去タンク２５内に所定容量の空気が溜ると空気排出弁２６を開いて排気口２７から空気を外部に排出するようになっている。尚、図１では、空気溶解タンク２２と未溶解空気除去タンク２５とにより空気溶解水生成装置１９を構成した場合について例示したが、ポンプ１と未溶解空気除去タンク２５の間の配管内部において水に対する空気の溶解が充分に行われる場合には、前記空気溶解タンク２２は設置することなく省略することができる。

前記第２流路１７には、前記ポンプ１から吐出される空気が混合した加圧水２１をそのまま前記大気泡ノズル１６に導くようにした手動の切換弁２８を設けている。

図２、図３は前記微細気泡ノズル１４と大気泡ノズル１６とからなる気泡噴出装置１３の一例の詳細を示したものであり、前記微細気泡ノズル１４は、前記第１流路１５からの空気溶解水２４を小さい口径の噴出口２９から第１の圧力解放室３０に噴出し、該第１の圧力解放室３０内に噴出した空気溶解水２４を、更に第１の圧力解放室３０の下流側壁に設けた前記噴出口２９より口径が大きい噴出口３１から第２の圧力解放室３２に噴出するように構成してあり、このように空気溶解水２４の圧力を多段で解放することによって、空気溶解水２４に溶解した空気により多量の微細気泡３３を発生させるようになっている。

一方、前記大気泡ノズル１６は、第２流路１７からの空気の気泡が混合した加圧水２１をそのままの圧力を保持して噴出できるように細い筒型ノズルになっている。図１〜図３の例では微細気泡ノズル１４と大気泡ノズル１６を一体に構成した場合について例示したが、微細気泡ノズル１４と大気泡ノズル１６は別個に設置するようにしてもよい。

又、図１では気泡噴出装置１３を水槽２の側壁に貫通配置した場合について例示したが、気泡噴出装置１３と吸引管４を、図示しない固定具等を用いて水槽２の内部に配置するようにして、前記気泡発生装置を水槽２に対して後付けで設置するようにしてもよい。

次に、上記図１〜図３の形態の作動を説明する。

図１の切換弁２８を閉状態、開閉弁１５を開状態にしてポンプ１（渦流ポンプ）を駆動すると、水槽２の水３は吸引管４により吸入部５からポンプ１に吸入されて加圧され、吐出部６から加圧水２１となって吐出され、加圧水２１は第１流路１５により空気溶解水生成装置１９を経て微細気泡ノズル１４に供給され、水槽２内に吐出されて循環する。

この時、空気吸入弁９と入口弁１２の開度を調節すると、ポンプ１の吸引負圧を利用して、ポンプ１に吸引される水中に空気を混合することができる。この時、高速で回転する渦流ポンプによれば、吸引した空気を切断して気泡を水中に効果的に混合し、且つ圧力を高めた気泡混合の加圧水２１を得ることができ、この気泡混合の加圧水が第１流路１５の空気溶解水生成装置１９に供給される。

空気溶解水生成装置１９に供給された加圧水２１は、空気溶解タンク２２で圧力が保持されることにより加圧水２１に混合した空気が水に溶解し、続いて加圧水２１は未溶解空気除去タンク２５に導かれて、空気排出装置２３により未溶解空気が分離除去されるので、空気溶解水２４には最大限の空気が溶解された状態になっている。この空気溶解水２４が図２、図３の微細気泡ノズル１４に供給されて、微細気泡ノズル１４の噴出口２９、３１で圧力が解放されることにより溶解した空気による微細気泡３３が一斉に発生する。このとき、空気溶解水２４には気泡が混入していないので、微細気泡ノズル１４からは大気泡を含まない微細気泡３３のみが発生するようになる。この微細気泡３３が水槽２内に拡散して水を乳白色に変化させることによって爽快感や良好な肌滑り感等が得られる。この時、図２の微細気泡ノズル１４における２段構造或いはそれ以上の多段で空気溶解水２４の圧力を解放することにより、多量の微細気泡３３を効果的に発生させることができる。

一方、水槽２内に大気泡３４を発生させる際は、前記切換弁２８を開状態にする。すると、ポンプ１から吐出される気泡混合の加圧水２１が第２流路１７により直接大気泡ノズル１６に導かれて水槽２内に噴出される。この時、加圧水２１には空気の気泡が多量に混合されているため、多量の大気泡３４が加圧水２１と共に水槽２内に噴出され、これによってマッサージ効果等の心地良さが得られる。

前記切換弁２８を開状態にすると、前記開閉弁１８が開状態のままでも、第１流路１５は微細気泡ノズル１４の噴出口２９、３１及び空気溶解水生成装置１９によって流路抵抗が大きいのに対し、第２流路１７は流路抵抗が非常に小さいため、大気泡ノズル１６からは気泡混合の加圧水２１と大気泡３４を高速で噴出することができる。又この時、第１流路１５にも加圧水２１の一部が流れるため、微細気泡ノズル１４からも微細気泡３３が噴出され、よって、乳白色の水中に大気泡３４が噴出されることになる。従って、上記したように開閉弁１８が開状態のままでも充分な大気泡３４の噴出速度が得られる場合には、前記開閉弁１８を設けることなく切換弁２８のみを設置するようにしてもよい。

一方、前記切換弁２８の開状態において開閉弁１８を閉状態にすると、全ての加圧水２１を第２流路１７により大気泡ノズル１６に供給できるので、大気泡３４の噴出速度を前記よりも高めることができる。又、前記切換弁２８を開状態とした時に、ポンプ１の回転数を増加するように操作すると、水槽２に噴出する大気泡３４の噴出速度を任意に高めることができる。

上記したように、ポンプ１からの気泡混合の加圧水を、空気溶解水生成装置１９を介して微細気泡ノズル１４に導く第１流路１５と、切換弁２８介して大気泡ノズル１６に導く第２流路１７とに切換えて供給するようにしたので、流路構成が非常に簡単になり、且つ切換弁２８を切換えるのみの極めて簡単な操作によって微細気泡３３と大気泡３４とを切換えて発生させることができる。

更に、ポンプ１に渦流ポンプを用いたので、小型・軽量の渦流ポンプによって空気の混合と加圧を効果的に行うことができ、気泡発生装置全体の構成が簡略になることと小型・軽量化ができることにより、持ち運びが容易で、水槽２への取付・取外しが容易となり、更に、気泡噴出装置１３と吸引管４を図示しない固定具等によって水槽２の内部に配置すると、既存の水槽２に対しても後付けで気泡発生装置を容易に設置することができる。

図４は、本発明の他の形態を示したもので、前記手動による空気吸入弁９、入口弁１２、開閉弁１８、切換弁２８及び吐出圧力調節弁２０に代えて、自動制御が可能な空気吸入弁９ａ、入口弁１２ａ、開閉弁１８ａ、切換弁２８ａ及び吐出圧力調節弁２０ａを設け、各弁の開度及び開閉をボタン式或いはタッチパネル式等にて制御できるようにした制御装置３５を設ける。この制御装置３５は、最低限ポンプ１の起動・停止の制御と、前記切換弁２８ａの開閉制御の機能を有していればよく、必要な場合には、切換弁２８ａの開作動時にポンプ１の回転数を増加する制御の機能、或いは開閉弁１８を開閉する制御の機能を更に備えていてもよい。従って、空気吸入弁９ａ、入口弁１２ａ、及び吐出圧力調節弁２０ａは、開度を一定に固定できる場合には制御を行わなくてもよい。

従って、図４の形態によれば、水槽２に発生する微細気泡３３の量、及び水槽２に噴出する大気泡３４の噴出速度等を制御装置３５によって任意に設定することができる。更に、前記切換弁２８ａの開作動時に、制御装置３５によってポンプ１の回転数を増加する制御を行うことにより、大気泡ノズル１６に導く加圧水２１の流量を増加して、大気泡３４の噴出速度を自動的に高めることができる。

又、図４の形態では、微細気泡ノズル１４と大気泡ノズル１６とを別個に水槽に取り付けた構成を示している。そして、前記大気泡ノズル１６に、加圧水２１の吐出圧力を電気的に変動させるようにした脈動装置３６を取り付けている。この脈動装置３６は前記制御装置３５によって起動・停止等を制御するようにしてもよい。又、上記脈動装置３６は図１の大気泡ノズル１６に設けるようにすることもできる。上記したように、大気泡ノズル１６に脈動装置３６を備えることにより、大気泡３４の噴出速度を脈動させ、これによって大気泡３４の噴出によるマッサージ効果を更に高めることができる。

なお、本発明の気泡発生装置は、上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例としての気泡発生装置の全体構成を示す側面図である。 図１における気泡噴出装置の部分切断側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。 本発明の他の形態を示す側面図である。

符号の説明

１ ポンプ（渦流ポンプ）
２ 水槽
３ 水
５ 吸入部
７ 空気混合装置
１３ 気泡噴出装置
１４ 微細気泡ノズル
１５ 第１流路
１６ 大気泡ノズル
１７ 第２流路
１９ 空気溶解水生成装置
２１ 加圧水
２２ 空気溶解タンク
２３ 空気排出装置
２４ 空気溶解水
２５ 未溶解空気除去タンク
２８ 切換弁
２８ａ 切換弁
３５ 制御装置
３６ 脈動装置

Claims (5)

1. 水槽に配置する微細気泡ノズルと大気泡ノズルとからなる気泡噴出装置と、
   前記水槽の水を吸引し加圧して循環するポンプと、
   該ポンプの吸入部に備えた空気混合装置と、
   前記ポンプから吐出する空気が混合した加圧水に空気を溶解させ且つ未溶解空気を分離除去して空気溶解水を生成する空気溶解水生成装置を有し、生成した空気溶解水を前記微細気泡ノズルに供給する第１流路と、
   前記ポンプから吐出する空気が混合した加圧水を切換弁を介して前記大気泡ノズルに供給する第２流路と、
   を備えたことを特徴とする気泡発生装置。
2. 前記ポンプが渦流ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の気泡発生装置。
3. 前記空気溶解水生成装置が、空気排出装置を備えた未溶解空気除去タンクを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡発生装置。
4. 前記切換弁の開作動時にポンプの回転数を増加する制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の気泡発生装置。
5. 前記大気泡ノズルに、前記加圧水の吐出圧力を変動させる脈動装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の気泡発生装置。

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