JP2008149219A - 微細気泡発生方法および微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細気泡の発生量の経時的な低下を防止して、所定量の微細気泡を含む水または湯を槽内に連続的に供給することができる微細気泡発生方法および微細気泡発生装置を提供する。
【解決手段】槽内に水または湯を供給するとともに、槽内に供給するための水または湯の一部に空気を混合し、加圧した後、水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に供給する微細気泡発生方法、ならびに、水または湯を吸い込むための吸込部と、吸込部から吸い込まれた水または湯に空気を混合し、加圧して空気を水または湯に溶解させるための気液混合部と、気液混合部で得られた空気が溶解された水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に吐出するための吐出部とを備え、槽内に収容された水または湯中に微細気泡を含む水または湯を供給するための微細気泡発生装置であって、前記吸込部が、槽内に供給するための水または湯の一部を吸い込むように構成された微細気泡発生装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、槽内に水または湯を供給するとともに、微細気泡を含む水または湯を供給するための微細気泡発生方法および微細気泡発生装置に関する。

近年、浴槽内の水または湯中に、マイクロバブルあるいは当該マイクロバブルとナノバブルとが混在した状態の気泡（これらを「微細気泡」と総称する）を供給する電気気泡浴装置が開発されている。微細気泡は、有機物と結合する性質を有するため、皮膚または浴槽内の汚れなどに付着し、水面に浮き上がらせることができる。また水または湯中の気泡は小さいほど浮力が弱いため、微細気泡は水または湯中での滞留時間が長く、入浴時の皮膚に対しての作用が持続する。

一般に、微細気泡を用いた電気気泡浴装置には、以下のような作用があると考えられている。
（１）温熱作用
皮膚表面に付着した微細気泡同士が結合しながら大きくなり、浮力が付き水面に上がっていく。そのため皮膚上の対流により常に新しい湯が皮膚に当たり、温熱効果を高める。
（２）洗浄作用
皮膚表面で微細気泡が破裂し、その刺激で皮膚表面の皮脂などを取り除く。
（３）マッサージ作用
皮膚表面の微細気泡が破裂し、その刺激で皮膚表面をマッサージし、血流をよくする。
（４）マイナスイオン作用
微細気泡はタンパク質や皮脂などの有機物と接触すると負に帯電する。この性質により、皮膚に接触した微細気泡がマイナスイオン効果を発揮する。
（５）超音波作用
微細気泡の吐出口より発生する微細気泡は微細気泡同士の摩擦により超音波を発生する。この超音波により、温熱作用や洗浄作用およびマッサージ作用を促進させる。

電気気泡浴装置では、たとえば、次のようにして、浴槽内の水または湯中に微細気泡を供給し得るように構成されている。まず、浴槽内に予め溜められた水または湯をポンプにより吸い込み、その中途で空気と混合させる。空気と混合させた水または湯をタンクに導入し、加圧して水または湯中に空気を溶解させる。そして、空気を溶解させた水または湯中に微細気泡を発生させ、こうして得られた微細気泡を含む水または湯を浴槽内に吐出する。こうした一連の動作をたとえば入浴の一定の時間繰り返し行うことで、浴槽内の水または湯中に微細気泡を提供する。このような電気気泡浴装置は、たとえば国際公開２００１−０９７５８号パンフレット（特許文献１）に開示されたような微細気泡発生装置を用いて好適に実現することができる。
国際公開第２００１／０９７９５８号パンフレット

しかしながら上述したような電気気泡浴装置では、最初に水または湯を用いて微細気泡を発生させる場合と、一度微細気泡を発生させた水または湯を用いて再度微細気泡を発生させる場合とでは、微細気泡の発生量が異なるという問題がある。すなわち、微細気泡の発生量は、微細気泡の発生を繰り返すにつれて経時的に低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、微細気泡の発生量の経時的な低下を防止して、所定量の微細気泡を含む水または湯を槽内に連続的に供給することができる微細気泡発生方法および微細気泡発生装置を提供することである。

本発明の微細気泡発生方法は、槽内に水または湯を供給するとともに、槽内に供給するための水または湯の一部に空気を混合し、加圧した後、水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に供給することを特徴とする。

また本発明は、水または湯を吸い込むための吸込部と、吸込部から吸い込まれた水または湯に空気を混合し、加圧して空気を水または湯に溶解させるための気液混合部と、気液混合部で得られた空気が溶解された水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に吐出するための吐出部とを備え、槽内に収容された水または湯中に微細気泡を含む水または湯を供給するための微細気泡発生装置であって、前記吸込部が、槽内に供給するための水または湯の一部を吸い込むように構成された微細気泡発生装置をも提供する。

本発明の微細気泡発生装置において、（１）吸込部が、槽内に供給される水または湯と接触する位置に設けられてなるか、または、（２）吸込部が、槽内に水または湯を供給する給水装置と一体的に形成されてなることが好ましい。

本発明の微細気泡発生方法および微細気泡発生装置によれば、微細気泡の発生量の経時的な低下を防止して、所定量の微細気泡を含む水または湯を槽内に連続的に供給することができる。

本発明の微細気泡発生方法は、本発明の微細気泡発生方法では、微細気泡を発生させるための水または湯として、槽内に供給するための水または湯（一度も微細気泡を発生させていない水または湯）を用いることを特徴とする。すなわち、本発明は、槽内に水または湯を供給するとともに、槽内に供給するための水または湯の一部に空気を混合し、加圧した後、水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に供給する微細気泡発生方法である。

上述のように、一度微細気泡を発生させた水または湯を用いて再度微細気泡を発生させる場合には、最初に水または湯を用いて微細気泡を発生させる場合と比較すると、微細気泡の発生量が低下してしまうという問題がある。一度微細気泡を発生させた水または湯は、一定時間が経過すると微細気泡は消失し目視では確認することができなくなるが、微細気泡が消失した後でも水または湯中に一定量の空気が溶解したままであるものと考えられる。このような水または湯中の空気の溶解量は、一度も微細気泡を発生させていない水または湯中に溶解している空気量と比較すると高い。一般に、微細気泡発生装置では、微細気泡を発生させる前の段階で、水または湯中に空気を混合後、加圧することによって水または湯中に空気を溶解させる操作を行うが、この際の圧力は、通常は一定値（たとえば、２ｋｇ）に設定されている。このため、既に多くの空気が溶解している水または湯では、空気の溶解量が少ない水または湯と比較すると、一定の圧力を加えた場合には、水または湯中にさらに空気が溶解する量は少なくなり、結果として発生する微細気泡の量が低下してしまうものと考えられる。

このため、本発明の微細気泡発生方法では、微細気泡を発生させた後の水または湯を用いず、常に、微細気泡を未だ発生させていない水または湯を用いて微細気泡を発生させるようにする。これによって、微細気泡の発生量の経時的な低下を防止でき、所定量の微細気泡を含む水または湯を槽内に連続的に供給することができる。本発明の微細気泡発生方法において、水または湯への空気の混合、空気を混合させた水または湯の加圧、水または湯中での微細気泡の発生などの各工程は、当分野において公知の手法を組み合わせて実現することができ、その手法はとくに制限されるものではないが、後述する本発明の微細気泡発生装置を用いて好適に実現することができる。

ここで本発明における「微細気泡」とは、直径１０〜１３０μｍの大きさのマイクロバブル、あるいは、当該マイクロバブルと直径５０ｎｍ〜１０μｍの大きさのナノバブルとが混在した状態の気泡（これらを「微細気泡」と総称する）を指す。微細気泡の粒径は、たとえば、レーザ回折式粒度分布測定器（ＳＡＬＤＡ−１１００、島津製作所製）を用いて測定することができる。

図１は、本発明の好ましい一例の微細気泡発生装置１を概念的に示す図である。本発明は、上述した本発明の微細気泡発生方法を好適に実現するための装置についても提供するものである。すなわち、本発明の微細気泡発生装置１は、水または湯を吸い込むための吸込部２と、吸込部２から吸い込まれた水または湯に空気を混合し、加圧して空気を水または湯に溶解させるための気液混合部３と、気液混合部３で得られた空気が溶解された水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に吐出するための吐出部４とを基本的に備える。本発明の微細気泡発生装置１は、槽５内収容された水または湯６中に微細気泡を含む水または湯を供給するための装置であり、図１に示す例では、吸込部２および吐出部４は、槽５内に水または湯６を収容した際には、当該水または湯６に接触するように（吐出部４については水または湯６中に浸漬されるように）、槽５内に設置される。槽５は、通常、浴槽で実現され、水または湯６を供給し、収容可能な内部空間を有する。

本発明の微細気泡発生装置は、上述した基本構成を備え、前記吸込部２が、槽５内に供給するための水または湯７の一部を吸い込むように構成されたことを特徴とするものである。このように、吸込部２にて、一度微細気泡を発生させた水または湯を用いず、槽内に供給するための水または湯（一度も微細気泡を発生させていない水または湯）を吸い込んで、微細気泡を発生させるように構成されている。これによって、微細気泡の発生量の経時的な低下を防止でき、所定量の微細気泡を含む水または湯を槽内に連続的に供給することができる。図１には、吸込部２を、槽５内に水または湯を供給するための給水装置Ｗ（たとえば水道蛇口など）の近傍において、槽５内に供給される水または湯７と接触する位置に設けてなる例を示している。

図１に示す例の微細気泡発生装置１において、吸込部２と吐出部４とは、気液混合部３を介して連結される。吸込部２と気液混合部３との間の連結および気液混合部３と吐出部４との間の連結には、たとえば耐圧性を有するゴムホースなどの管状部材が用いられる。気液混合部３は、ハウジング８内に収容された装置本体内に組み込まれる。装置本体は、槽５の周辺に設置され、電源（図示せず）に電気的に接続されるように構成される。装置本体内には、制御手段Ｓが格納され、ハウジング８の一部において外部空間に露出するように設けられた操作パネル（図示せず）の操作に応じて、気液混合部３における後述するポンプ１０による吸引や加圧タンク１１による加圧を制御するように構成される。制御手段Ｓは、たとえば従来公知の適宜の制御手段を用いて実現され、特に制限されるものではない。

図１に示す例では、気液混合部３は、吸気部９と、ポンプ１０と、加圧タンク１１とを備える。本発明における吸込部２は、気液混合部３内のポンプ１０に連結されており、ポンプによる吸引によって、水または湯を吸い込むように構成されている。吸込部２には、吸い込んだ水または湯中に存在し得る毛髪や埃などが気液混合部３に送られないように、フィルタが内蔵されていてもよい。吸込部２から吸い込まれた水または湯は、吸気部９を介して、加圧タンク１１へと送られる。

図２は、本発明の微細気泡発生装置１における吸気部９の一例を模式的に示す図である。吸気部９は、吸込部２と加圧タンク１１との間にポンプ１０を介して設けられ、たとえば図２に示すように吸込部２に連結された管状部材１２の一部に外部空間と連結し得るように吸気口１３が形成されて実現される。ポンプ１０による吸引によって、吸込部２から水または湯７が吸い込まれるとともに、吸気部９において空気１４が吸い込まれて、水または湯７と空気１４とが混合される。なお、ポンプ１０としては、当分野において通常用いられているものを特に制限されることなく用いることができる。

吸気部９において空気が混合された水または湯は、加圧タンク１１に送られる。図３は、本発明の微細気泡発生装置１における加圧タンク１１の一例を模式的に示す図である。加圧タンク１１は、空気が混合されら水または湯を収容し得る内部空間を有するタンク本体１５と、タンク本体１５の内部空間を加圧するための加圧ポンプ（図示せず）とを有する。またタンク本体１５には、その底面の略中央部分から突出するようにして、上方が開口した筒状部材１６が設けられ、吸気部９において空気１４が混合された水または湯７は、注入口１７より当該筒状部材１６内に注がれるように構成される。空気１４が混合された水または湯７は、一旦筒状部材１６内に注がれた後、筒状部材の上方の開口より溢れ、タンク本体１５内に溜められる。このようにすることで、空気１４が混合された水または湯７は攪拌されることになる。その後、加圧ポンプによりタンク本体１５の内部空間を加圧する。加える圧力としては特に制限されるものではないが、たとえば２ｋｇの圧力が例示される。なお、加圧ポンプとしても、当分野において通常用いられているものを特に制限なく用いることができる。

本発明の微細気泡発泡装置１では、上述したようにして、加圧タンク１１内において、空気１４が混合された水または湯７を加圧し、圧縮することで、水または湯７内に空気１４を溶解させる。加圧タンク１１のタンク本体１５の底部付近には、排水口１８は設けられており、このようにして空気１４を溶解させた水または湯７を吐出部４と送るように構成される。

図４は、本発明の微細気泡発生装置１における吐出部４を模式的に示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図である。本発明の微細気泡発生装置１では、上述したように加圧タンク１１内において空気１４を溶解させた水または湯７を吐出部４へと送り、吐出部４において当該水または湯７中で微細気泡を発生させ、微細気泡を含む水または湯を槽５内に吐出する。微細気泡を発生させる機構は、特に制限されるものではないが、たとえば図４に示す例のように国際公開第２００１−０９７９５８号パンフレットに開示された技術を好適に採用することができる。

本発明の微細気泡発生装置１における吐出部４は、その形状については特に制限されるものではないが、図４に示す例のように、回転対称体であって、回転軸方向外方に向かうにつれて縮径するような内部空間を有する中空体を有することが好ましい。図４に示す例では、上述した形状の吐出部４の回転軸方向両端に、それぞれ吐出口１９が設けられる。吐出部４の回転軸方向に関する略中央には注入口２０が設けられ、この注入２０は上述した管状部材（たとえば耐圧性のゴムホース）を介して、加圧タンク１１に連結され、加圧タンク１１の排水口１８から吐出された空気１４を溶解させた水または湯７が吐出部４に送られるように構成される。

吐出部４に送られた空気１４が溶解された水または湯７は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、吐出部４の回転軸方向外方に向かうにつれて縮径するような内部空間において、吐出部４の回転軸回りに回転し、渦巻状の流れ２１を形成することになる。この渦巻状の流れ２１は、吐出部４の回転軸方向両端にそれぞれ設けられた吐出部１９を介して、吐出部４外に出る。この際、この渦巻状の流れ２１の回転方向Ａに対し、吐出部４の外部より吐出口１９を介して水または湯が流入しようとする、渦の中心に向かう方向Ｂの流れが発生する。このため回転方向Ａの渦巻状の流れ２１に沿って、空気１４が溶解された水または湯が吐出部４外に吐出される際に、方向Ｂの流れと衝突することになり、これによって、この衝突が起こる境界で水または湯に溶解された空気１４（気泡）が剪断され、微細気泡が発生する。こうして、微細気泡を含む水または湯が吐出口１９から吐出され、槽５内に供給されることになる。

ここで、図５は、本発明の好ましい他の例の微細気泡発生装置３１を概念的に示す図である。図５に示す例の微細気泡発生装置３１は、吸込部３２が、槽内５に水または湯を供給する給水装置Ｗと一体的に形成されてなることを除いては図１に示した例の微細気泡発生装置１と同様の構成を備えるものであり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。図５に示す例の微細気泡発生装置３１では、吸水部３２を給水装置Ｗと一体的に形成してなることで、給水装置Ｗから供給される槽５内に供給するための水または湯を直接微細気泡の発生に用いることができ、一度微細気泡を発生させた水または湯を再び微細気泡の発生に用いることを確実に防止することができる。このような吸込部３２と給水装置Ｗとを一体化した構成は、従来公知の適宜の手段を用いて実現することができ、特に制限されるものではない。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示したような基本構造を備える微細気泡発生装置（バブバブトリム ＢＢ−１０００、日本トリム社製）を、吸込部２が浴槽（２００Ｌ）の水道蛇口からの湯に直接当たるようにして設置した。浴槽内に１８０Ｌの湯を溜めた後、蛇口から１分間あたり２Ｌ給湯するという条件で、１０分間、微細気泡を発生させた。

レーザ回折式粒度分布測定器ＳＡＬＤＡ−１１００（島津製作所製）を用いて、発生させた微細気泡の粒径分布を測定した。図６はその結果を示すグラフである（縦軸：体積分布（％）、横軸：粒径（μｍ））。図６から、本装置が発生する微細気泡は、粒径範囲が１０〜１３０μｍであり、約５０μｍの粒径のマイクロバブルが最も多く含まれていた。また、微細気泡の発生が経時的に減少するという現象は見られなかった。

図５に示したような吸込部を設置した以外は実施例１と同様の微細気泡発生装置（バブバブトリム ＢＢ−１０００、日本トリム社製）を用いて、実施例１と同様に微細気泡を連続的に発生させた。結果、微細気泡の発生が経時的に減少するという現象は見られなかった。

＜比較例＞
微細気泡を発生後の湯を吸い込むように吸込部を設置したこと以外は実施例１と同様の微細気泡発生装置（バブバブトリム ＢＢ−１０００、日本トリム社製）を用いて、実施例１と同様に微細気泡を連続的に発生させた。結果、微細気泡の発生が経時的に減少した。

今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の好ましい一例の微細気泡発生装置１を概念的に示す図である。 本発明の微細気泡発生装置１における吸気部９の一例を模式的に示す図である。 本発明の微細気泡発生装置１における加圧タンク１１の一例を模式的に示す図である。 本発明の微細気泡発生装置１における吐出部４を模式的に示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図である。 本発明の好ましい他の例の微細気泡発生装置３１を概念的に示す図である。 実施例１で発生させた微細気泡の粒径分布を示すグラフであり、縦軸は体積分布（％）、横軸は粒径（μｍ）を示す。

符号の説明

１，３１ 微細気泡発生装置、２，３２ 吸込部、３ 気液混合部、４ 吐出部、５ 槽、６ 水または湯、７ 槽内に供給される水または湯、８ ハウジング、９ 吸気部、１０ ポンプ、１１ 加圧タンク。

Claims (4)

1. 槽内に水または湯を供給するとともに、槽内に供給するための水または湯の一部に空気を混合し、加圧した後、水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に供給することを特徴とする、微細気泡発生方法。
2. 水または湯を吸い込むための吸込部と、
   吸込部から吸い込まれた水または湯に空気を混合し、加圧して空気を水または湯に溶解させるための気液混合部と、
   気液混合部で得られた空気が溶解された水または湯中で微細気泡を発生させ、当該微細気泡を含む水または湯を槽内に吐出するための吐出部とを備え、槽内に収容された水または湯中に微細気泡を含む水または湯を供給するための微細気泡発生装置であって、
   前記吸込部が、槽内に供給するための水または湯の一部を吸い込むように構成されたことを特徴とする、微細気泡発生装置。
3. 前記吸込部が、槽内に供給される水または湯と接触する位置に設けられたことを特徴とする、請求項２に記載の微細気泡発生装置。
4. 前記吸込部が、槽内に水または湯を供給する給水装置と一体的に形成されたことを特徴とする、請求項２に記載の微細気泡発生装置。

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