JP2008229423A - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡内の気体が十分に液体に溶解でき、高い気泡発生率を有する微細気泡発生装置を提供することを課題とする。
【解決手段】微細気泡発生装置は、通路を流れる液体に気体を混入させる気体混入手段１と、液体を移動させかつ液体を加圧する移動加圧手段Ｐと、気体混入手段１で液体に気体を混入して形成された気泡含有液体内の気体の液体への溶解を促進する気泡溶解促進手段３と、を備える。気泡溶解促進手段３は、内部に内部空間を形成するケース部３０と、ケース部３０に位置し、気体混入手段１により気体が混入された気泡含有液体を流入させる流入口３１１と、ケース部３０に位置し液体を流出させる流出口３１２と、ケース部３０に設置され、ケース部４０の内部空間において流入口３１１と流出口３１２とを連通し、流入口３１１と流出口３１２との間の気泡含有液体を迂回させる迂回流路３１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体に溶解した気体を微細気泡として析出して発生する微細気泡発生装置に関するものである。

従来の微細気泡発生装置は、貯留槽内の液体を取り出して、液体に気体を溶解させてから、貯留槽内に噴出することにより微細気泡を発生させるものであった（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された微細化気泡発生装置は、浴槽と、液体と気体を混合、攪拌して液体に気体を溶解させる渦流ポンプと、液体に溶解されない気体を分離する気体混合分離手段と、気体混合分離手段から排出される気体溶解溶液を吐出、減圧して微細気泡を発生させる吐出手段と、渦流ポンプに液体を供給する供給部と、供給する気体量を調整する調整手段とを備えている。また、特許文献１の微細気泡発生装置において、渦流ポンプにより液体中の気泡を攪拌して分裂させ、気体混合分離手段内で分裂された気泡を液体に溶解し、さらに気体が溶解した液体を貯留槽内に吐出することにより、貯留槽に微細気泡を発生させる。
特開２００４−２６１３１４号公報（第３〜５頁、第１図）

特許文献１の微細気泡発生装置では、気体混合分離手段で気泡含有液体を形成した後、気泡内の気体を溶解させて気体溶解溶液を形成する際、気体を溶解するのに、十分な溶解時間を有することができない。従って、液体に溶解された気体の量が少なく、気体溶解溶液の気体濃度が低い。このため、この気体溶解溶液を再び減圧して微細気泡を形成させる際、気体の析出量が限られ、微細気泡発生効率の向上に不利である。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、気泡内の気体が十分に液体に溶解でき、高い微細気泡発生効率を有する微細気泡発生装置を提供することを課題とする。

本発明の微細気泡発生装置は、通路を流れる液体に気体を混入させる気体混入手段と、液体を移動させかつ液体を加圧する移動加圧手段と、気体混入手段で液体に気体を混入して形成された気泡含有液体内の気体の液体への溶解を促進する気泡溶解促進手段と、を備える微細気泡発生装置において、気泡溶解促進手段は、内部に内部空間を形成するケース部と、ケース部に位置し、気体混入手段により気体が混入された気泡含有液体を流入させる流入口と、ケース部に位置し液体を流出させる流出口と、ケース部に設置され、ケース部の内部空間において流入口と流出口とを連通し、流入口と流出口との間の気泡含有液体を迂回させる迂回流路と、を備えることを特徴とする。

本発明の微細気泡発生装置によれば、気泡溶解促進手段において、液体を迂回させる迂回流路を気泡溶解促進手段のケース部に設けることにより、気体混入手段から気泡溶解促進手段に流入された気泡含有液体には、気泡内の気体が液体へ溶解するのに必要な時間が充分に与えられる。つまり、気泡溶解促進手段のケース部の内部空間に迂回流路を形成することにより、ケース部の内部空間が有効に利用される。従って、気泡含有液体が気泡溶解促進手段を通過する際、迂回するように気泡溶解促進手段のケース部の内部空間を通り抜けるので、より長い移動距離を実現している。これにより、気泡含有液体が気泡溶解促進手段内での滞在時間を十分に延長することができ、気体が液体へ溶解するために必要な時間を充分に与えることができる。また、迂回流路において液体を迂回させる際、液体の移動方向をＵターンさせるなどの液体の進行方向を変えることにより、液体に含有される気泡が移動方向の変更により衝撃を受けるため、気体分が液体への溶解がさらに促進される。よって、本発明の気泡溶解促進手段は、限られた容積（内部空間）を充分に有効利用し、気泡含有液体の気体分が液体への溶解を効率よく促進することができる。

また、本発明の微細気泡発生装置の迂回流路は、気泡溶解促進手段のケース部の内部空間を仕切り、かつ迂回流路を複数の連通する流路に区画し、各流路の流路断面積は気泡含有液体の移動する方向に沿って大きくなるように遮蔽板を設置して構成されていることが好ましい。

これにより、気泡溶解促進手段のケース部の内部空間が遮蔽板により複数の流路に仕切らされ、相互に連通されることになっている。つまり、本発明の微細気泡発生装置は、好適には、ケース部の内部空間において、遮蔽板を介して迂回流路を形成し、気泡含有液体がケース部の内部空間の隅々（デッドスペース）まで流れるように誘導している。このため、気泡溶解促進手段内部に気体が液体に接触する範囲が大きくなり、溶解に寄与しないデッドスペースが低減される。よって、ケース部の内部空間の容積が有効に利用され、気泡溶解促進手段を含む装置全体の大きさをできるだけ最小限に設定することができる。

また、気泡溶解促進手段のケース部に遮蔽板を設けることにより、加圧による気泡溶解促進手段の変形（膨らみなど）が抑えられ、気泡溶解促進手段の耐圧強度が大きく向上される。つまり、遮蔽板は、本発明の気泡溶解促進手段に対して補強作用を有する補強手段としても機能できる。

また、本発明の微細気泡発生装置の気泡溶解促進手段は、ケース部の上方に形成され、ケース部の迂回流路を流れる気泡含有液体のうち、液体に溶解されない非溶解気体を収集する非溶解気体収集部と、非溶解気体収集部で収集された非溶解気体を排出する非溶解気体排出部とを備えることが好ましい。

これにより、気泡溶解促進手段に流入された気泡含有液体の中、液体に溶解されない気体（非溶解気体）が気泡溶解促進手段の上方に設けられた非溶解気体収集部に集まられ、さらに非溶解気体収集部に連通する非溶解気体排出部を介して気泡溶解促進手段から排出されることができる。即ち、本発明の微細気泡発生装置の気泡溶解促進手段は、気泡含有気体に溶解しない気体分を分離することができ、気体溶解溶液（気体が液体に溶解された溶液）を生成することができる。よって、気泡溶解促進手段から供給された気体溶解溶液が減圧により再び液体に微細気泡を形成する際、液体に溶解した気体のみ析出して均一な微細気泡を形成することができる。

また、本発明の微細気泡発生装置のケース部は直方体形状であることが好ましい。

これにより、ケース部で構成された気泡溶解促進手段は、その外部形状が直方体となり、気泡溶解促進手段の周囲にデッドスペースが形成されなくなり、装置全体のコンパクト化が実現される。

また、本発明の微細気泡発生装置で発生された微細気泡のサイズは、例えば５〜１００μｍであることが好ましい。なお、これに限定されない。径は例えば５〜１００μｍの微細気泡を水（温水などを含む）に形成することにより、微細気泡を含有する水はミルクのように白く濁った状態となりやすく、利用者にとって特殊な感触を与えることができる。例えば、このような微細気泡を含有する水を使用すれば、ミルク浴のような感触で入浴することができる。また、このような微細気泡を洗剤溶液のような界面活性剤溶液に形成した場合、径は例えば５〜１００μｍのシャボンを形成することができ、シャボン入浴や、シャボンシャワーなどに利用することができる。このようなシャボンは、微細サイズのため、一般のシャボンよりも高い洗浄力、温度維持性、または高い液体保持率を有することができる。

また、本発明の微細気泡発生装置のケース部及び遮蔽板は樹脂で構成されていることが好ましい。気泡溶解促進手段のケース部は、金属よりも軽くて低コストの樹脂素材で構成することにより、気泡溶解促進手段の薄肉化、樹脂化ができ、装置全体は従来の金属製品に比べ、軽量化、低コスト化に優れている。

また、本発明の微細気泡発生装置のケース部及び遮蔽板は一体に形成されていることが好ましい。気泡溶解促進手段のケース部とケース部に設けられた遮蔽板は一体に形成されるため、気泡溶解促進手段の生産性が向上され、ケース部及び遮蔽板が加工し易くなる。また、気泡溶解促進手段が一体形成により機械強度が向上される。

本発明の微細気泡発生装置によれば、気泡溶解促進手段のケース部の内部空間に迂回流路を形成することにより、ケース部の内部空間ができるだけ有効に利用される。従って、気泡含有液体が気泡溶解促進手段を通過する際、迂回するように気泡溶解促進手段のケース部の内部空間を通り抜けるので、より長い移動距離を実現している。これにより、気泡含有液体が気泡溶解促進手段内での滞在時間を十分に延長することができ、気体が液体への溶解に必要な時間を充分に与えることができる。また、迂回流路において液体を迂回させる際、液体の移動方向をＵターン（Ｕ−ｔｕｒｎ）させるなどの液体の進行方向を交互に一回、または複数回変えることにより、液体に含有される気泡が移動方向の変更により衝撃を受けるため、気体分が液体への溶解がさらに促進される。よって、本発明の気泡溶解促進手段は、限られた容積（内部空間）を充分に有効利用し、気泡含有液体の気体分が液体への溶解を効率よく促進することができる。

本発明の微細気泡発生装置は、図面を参照して説明する。

本実施形態の微細気泡発生装置は、図１に示される。図１は本実施形態の微細気泡発生装置の全体概念図である。なお、本実施形態の微細気泡発生装置は、シャボンを発生するシャボン発生装置に応用されたものである。また、シャボン消費側には温泡入浴の浴槽Ｗが設けられている。

図１に示すように、本実施形態の微細気泡発生装置は循環通路５で接続して連通され、流路順に気体混入手段１、移動加圧手段Ｐ、気泡微細化手段２、気泡溶解促進手段３、発泡手段４、浴槽Ｗとで構成される。なお、循環通路５は連通パイプで構成される。また、浴槽Ｗは大気開放とされている。

本実施形態では、発泡手段４が洗剤溶液容器４０を備えている。また、洗剤溶液容器４０内に貯留された洗剤溶液が循環して使用される。洗剤溶液を循環せずに使用される場合には、本実施形態のような液体循環型でなくてもよい。また、本実施形態で使用される洗剤溶液は、水または温水で調製したものであり、以下液体と称する場合もある。

また、本実施形態の微細気泡発生装置は循環型であるため、洗剤溶液容器４０は洗剤溶液排出口４１と、洗剤溶液供給口４２とを備えており、循環通路５を構成する接続通路４０１の一端４０１ａに接続されている。排出する洗剤溶液が循環して使用されるので、洗剤溶液排出口４１は後述する液体取り込み部（４１）として機能する。洗剤溶液排出口４１は、図１に示すように、洗剤溶液容器４０の底部に設けられた排出ポートである。洗剤溶液供給口４２は、洗剤溶液容器４０の側壁に設けられている。洗剤溶液供給口４２としては、移動加圧手段（ポンプ）Pを作動させたとき循環通路５内に生じる圧力を適度に保持しつつ、循環通路５内の液体を吐出可能な構造を有している。具体的に、吐出側（下流側）に向かって内径が小さくなる絞る構成である。なお、この絞り構成に限りなく、多孔構成であってもよい。このような構成により、移動加圧手段Pと洗剤溶液供給口４２との間が適度に加圧されるため、気体（気泡）の液体への溶解促進が促進される。また、気体溶解溶液（気体が液体に溶解された溶液）が洗剤溶液供給口４２から洗剤溶液容器４０内に吐出されることにより、気体が溶解された液体は圧力開放されるため、洗剤溶液容器４０内において、微細気泡が発生する。

図１に示すように、本実施形態では、気体混入手段１は、内径が流路の流れ方向にそって縮径する第１絞り部（例えば：ベンチュリー管）１１と、気体導入通路１０１と、接続通路４０１、１０２とを備えている。気体導入通路１０１は気体を第１絞り部１１に導入するものであり、第１絞り部１１の内部に気体を混入させる。接続通路４０１、１０２は循環通路５の一部を構成している。接続通路４０１の一端４０１ａは洗剤溶液容器４０の洗剤溶液排出口４１に連通され、他端４０１ｂは気体混入手段１の第１絞り部１１に連通されている。また、気体導入通路１０１には、導入される気体の流量などを調整する調整弁もしくは電磁バルブなどの気体量調節手段１２が備えられている。一方、接続通路４０１及び１０２を介して第１絞り部１１が循環通路５に接続されている。なお、接続通路４０１を介して気体混入手段１は液体取り込み部（洗剤溶液排出口）４１に連通される。このような構成により、第１絞り部１１の内部を通過する液体は加速されるため、第１絞り部１１の内部に生じる負圧により気体導入通路１０１を通じて第１絞り部１１に気体が混入し気泡が形成される。

気体混入手段１は、後述する移動加圧手段Pと液体取り込み部４１との間に配置されていても、移動加圧手段Pと後述する気泡微細化手段２との間に配置されていてもよい。

なお、気体混入手段１として、上述したものに限定されるものではなく、循環通路５に気体を混入するものであればいかなるものであってもよい。また、本実施形態では、気体混入手段１から混入される気体として、空気が使用されているが、これに限らず、別の気体例えばオゾン、二酸化炭素ガス、芳香ガスなどを使用することもできる。

移動加圧手段Pであるポンプは、図１に示すように、気体混入手段１と気泡微細化手段２との間において、循環通路５に配置されている。移動加圧手段Pを作動させることにより、移動加圧手段Pと洗剤溶液供給口４２との間に洗剤溶液が加圧された状態となる。本実施形態では、洗剤溶液供給口４２までの流体圧力は、例えば約４ｋｇｆ／ｃｍ２とされている。移動加圧手段Pは、接続通路１０２及び２０１に接続され、液体循環流路５に接続される。なお、移動加圧手段Ｐに連通する接続通路１０２は本発明の移動加圧手段Ｐの吸込側となる。

また、気体混入手段１及び移動加圧手段Ｐは、制御手段６Ａにより自動的に制御されている。

本発明の気泡微細化手段２は、図２に示される。図２に示すように、気泡微細化手段２は第２絞り部２９と、第２絞り部２９の洗剤溶液供給口４２側に連通する開放部２５とにより構成された流路を備えている。

気泡微細化手段２の内部には、液体取り込み部４１側から洗剤溶液供給口４２に気泡含有液体が流れる流路が形成されている。

具体的に、図２に示すように、気泡微細化手段２は、洗剤溶液供給口４２に向かって順に、液体取り込み部４１側において接続通路２０１と連結するための連結部２８と、接続通路２０１から第２絞り部２９に洗剤液体を誘導する誘導空間２７と、第２絞り部２９と、開放部２５と、洗剤溶液供給口４２側において接続通路２０２と連結するための連結部３０とを備えている。

なお、接続通路２０１、２０２は循環通路５の一部を構成している。また、本発明の微小気泡とは、後述する気泡溶解促進手段３において、液体に対して十分に溶解可能なほど小さい（比表面積が大きい）気泡をいう。また、洗剤溶液供給口４２から洗剤溶液容器４０に吐出することにより生成される微細気泡とは、微小気泡よりも小さい気泡をいう。

誘導空間２７は、図２に示すように、内径が洗剤溶液供給口４２側に向かって拡径する円錐状空間２７ａと、円錐状空間２７ａと連続し断面が円形状の空間２７ｂを備えている。また、連結部３０は、開放部２５と連続し、内部空間が洗剤溶液供給口４２側に向かって縮径している。

第２絞り部２９は、気泡微細化手段２内において液体取り込み部４１側（上流側）と洗剤溶液供給口４２側（下流側）を仕切る仕切り壁２３に形成されている。

本実施形態において、第２絞り部２９は、気泡が含有された液体に十分な流速を付与することができるように、誘導空間２７の断面積と比較して十分小さい断面積を有している。

第２絞り部２９は、仕切り壁２３において液体取り込み部４１側から洗剤溶液供給口４２側へ向かって貫通している。本実施形態では、第２絞り部２９は、複数の孔２９ａで構成されている。

第２絞り部２９は、図２に示すように、洗剤溶液供給口４２側に向かって断面積が小さくなる形状となっている。洗剤溶液供給口４２側に向かって断面積が小さくなることにより、第２絞り部２９内部を通過する気泡含有液体は十分に加速される。本実施形態において、第２絞り部２９は、断面形状が円形であり、かつ内面形状が半径方向中心に向かって突出する湾曲面形状となっている。

開放部２５は、第２絞り部２９の洗剤溶液供給口４２側に連続して設けられている。開放部２５の断面積は、第２絞り部２９から移動してきた気泡に微細化可能な流速勾配を与える程度に、第２絞り部２９の断面積より大きくなっている。即ち、開放部２５の断面積は、第２絞り部２９から開放部２５へ気泡が移動する際に、気泡を急減速して微細化させる程度に、第２絞り部２９の断面積より大きくなっている。

また、図２に示すように、開放部２５は、断面積が円形の空間となっている。また、開放部２５の洗剤溶液供給口４２側への長さは、開放部２５に到達して減速された気泡が微細化するために十分な長さを有している。

また、開放部２５の断面積は、洗剤溶液供給部４２側に連続する循環通路５の内部空間の断面積より大きくなっている。これにより、開放部２５内における流速が、第２絞り部２９内における流速及び洗剤溶液供給口４２側の循環通路５における流速より十分に小さいものとなる。このため、気泡に大きな速度勾配を与えることができる。

開放部２５を有することにより、第２絞り部２９を通過して加速された気泡は、開放部２５に到達したとき減速される。この速度勾配により気泡は圧縮され微細化して微小気泡が発生する。

以下、本実施形態の微細気泡発生装置の特徴となる気泡溶解促進手段３について説明する。気泡溶解促進手段３は図３、図４または図５において示される。なお、図３は図１に示す気泡溶解促進手段３のＡ−Ａ断面図である。図４は、図３に示す気泡溶解促進手段３のＢ−Ｂ断面図である。また、図５は、図４に示す気泡溶解促進手段３のＣ−Ｃ断面図である。

気泡溶解促進手段３は、図１または図４に示すように、液体が流入する流入口３１１と液体が流出する流出口３１２を備えている。流入口３１１は、ケース部３０の側面部３８の所定位置（側面部３８のより下方の位置）に設けられ、流出口３１２は、ケース部３０の側面部３９の所定位置（側面部３９のより上方の位置）に設けられている。なお、側面部３８、３９は互いに背向している。流入口３１１には、接続通路２０２が連通され、流出口３１２には、接続通路３０１が連通されている。接続通路２０２、３０１は循環通路５の一部を構成している。このように、接続通路２０２、３０１を介して、気泡溶解促進手段３が循環通路５に接続されている。

また、図１、図３または図４に示すように、気泡溶解促進手段３は、内部に微小気泡含有液体が通過可能かつ微小気泡が液体に十分に溶解する時間を与えるように、気泡溶解促進手段３内の気泡含有液体を迂回させる迂回流路３１と、気泡溶解促進手段３の上部に設けられ液体に溶解されない気体（非溶解気体）を収集する非溶解気体収集部３２とを備えている。

迂回流路３１は、板状の部材を用いて気泡溶解促進手段３の内部を仕切りして形成されるものである。具体的には、図３、図４または図５に示すように、気泡溶解促進手段３は、ケース部３０で構成されている。ケース部３０は、下面部３４、上面部３７、側面部３８、３９、３９Ａ、３９Ｂとからなり、直方体形状である。ケース部３０には、板状の遮蔽板３５、３６が設けられている。遮蔽板３５は、ケース部３０の側面部３８（図５に示す）、３９Ａ（図５示す）、３９Ｂ（図５示す）に接続され、その一端部３５３はケース部３０の側面部３９の内側面３９０に対向し、内側面３９０と共に所定開口幅Ｈ（例えば３ｍｍ、なお、これに限定されない）を持つ第１開口部３１６を形成している。遮蔽板３６は、図４に示すように、遮蔽板３５と反対方向で、同様にケース部３０に接続され、その一端部３６３はケース部３０の側面部３８の内側面３８０に対向し、内側面３８０と共に第２開口部３１７を形成している。

ケース部３０に遮蔽板３５、３６を設けることにより、下面部３４の内側面３４０と遮蔽板３５の第１側面３５１との間に第１流路３１３が形成されている。また、遮蔽板３５の第２側面３５２と遮蔽板３６の第１側面３６１との間に第２流路３１４が形成されている。さらに、遮蔽板３６の第２側面３６２と上面部３７の内側面３７０との間に第３流路３１５が形成されている。なお、第１流路３１３、第２流路３１４、第３流路３１５は本発明の複数の流路を構成するものである。

このように、第１流路３１３、第２流路３１４、第３流路３１５とで迂回流路３１が形成される。また、迂回流路３１を構成する第1流路３１３、第２流路３１４、第３流３１５はその流路径が増大するように、遮蔽板３５、３６が下面部３４に対して所定角度（例えば５度、なお、これに限定されない）をもって傾斜してケース部３０に形成されている。具体的に、遮蔽板３５の開口部３１６を形成する一端部３５３は、その反対側の一端部３５４より所定高さ（例えば３ｍｍ、なお、この高さは遮蔽板３５の長さに依存するので所定角度により決定される）で高く設置されている。よって、第１流路３１３の流路径が流入口３１１から第１開口部３１６に向かって徐々に増大している。同様に、遮蔽板３６の第２開口部３１７を形成する一端部３６３は、その反対側の一端部３６４より所定高さ（例えば３ｍｍ、なお、この高さは遮蔽板３６の長さに依存するので所定角度により決定される）で高く設置されている。よって、第２流路３１４の流路径が第１開口部３１６から第２開口部３１７に向かって徐々に増大し、第３流路３１５の流路径が第２開口部３１７から流出口３１２に向かって徐々に増大している。従って、流路径が増大するように、迂回流路３１がケース部３０に形成されている。このように、流路径が増大する方向に遮蔽板３５、３６を介して迂回流路３１を形成することにより、ケース部３０のコンパクト化を図りつつ、迂回流路３１に流れる気泡含有液体の流速が抑えられる共に、より長い流路が形成され、気泡含有液体が迂回流路３１を通過する時間が延長される。このため、気泡含有液体が気泡溶解促進手段３に滞在する時間が長くなり、充分に気体（例えば、空気）を液体（例えば水、温水、または洗剤溶液など）に溶解させることができる。

具体的には、気泡含有液体は、気泡溶解促進手段３のケース部３０の側面部３８の下部に位置する流入口３１１から、気泡溶解促進手段３に流入し、第１方向Ａ１に沿って第１流路３１３を流れる。そして、第１開口部３１６に到達する際、第１迂回方向Ａ２に沿って上向きにＵターンするように流れる。そして、第２方向Ａ３（第１方向Ａ１とは逆方向）に沿って第２流路３１４を流れる。そして、第２開口部３１７に到達する際、第２迂回方向Ａ４に沿って上向きにＵターンするように流れる。そして、第３方向Ａ５（第２方向Ａ３とは逆方向）に沿って第３流路３１５を流れる。最後に、ケース部３０の上部側の排出口３１２を介して、気泡溶解促進手段３のケース部３０から流出する。このように、気泡を含んだ洗剤溶液は、気泡溶解促進手段３のケース部３０の容積を有効に利用し、迂回（複数回のＵターン）しながら上昇（方向Ａ６）することにより、十分な滞在時間（溶解に寄与する時間）を得ることができ、気泡内の気体が十分に液体に溶解することができる。

なお、ケース部３０の形状は、設置しやすい直方体（立方体を含む）形状とすることができる。また、迂回流路３１を形成する遮蔽板（３５、３６）は本実施形態のように二枚に限らず、一枚でも、二枚以上複数枚を有してもよい。流体の状態（圧力抵抗など）を考慮した上で遮蔽板の枚数を最適化することもできる。つまり、ケース部３０とその他の部材の耐圧性に応じて、最適した遮蔽板の設置方や遮蔽板の枚数などを決定することができる。

このように、迂回流路３１を介して、気泡含有液体は気泡溶解促進手段３の内部を通過する際、十分な溶解する時間を得ることができ、微小気泡がさらに液体中に溶解される。
また、非溶解気体収集部３２は、気泡溶解促進手段３のケース部３０の上部に設けられ、気泡含有液体に含まれ溶解されない気体（非溶解気体：溶解飽和などにより発生する余剰気体とも言う）を比重差により収集するものである。また、非溶解気体収集部３２で収集された非溶解気体（液体に溶解しない気体）は、気泡溶解促進手段３に設けられ非溶解気体収集部３２に連通する非溶解気体排出部３３を介して排出される。

具体的には、図４に示すように、ケース部３０を構成する上面部３７は、その内側が傾斜面３７１、３７２として形成される。非溶解気体排出部３３は上面部３７の所定位置（迂回流路３１をより長く形成するために、流出口３１２から近い位置）に開口状に形成されている。また、図４に示すように、上面部３７の傾斜面３７１、３７２は、非溶解気体排出部３３に向かって徐々に上昇するように斜めに形成されている。また、遮蔽板３５には、端部３５３は端部３５４より高く設置され、遮蔽板３６には、端部３６３は端部３６４より高く設置されている。このため、迂回流路３１内の液体移動方向にそって、非溶解気体による気泡が容易に遮蔽板３５、３６、または部材３７１、３７２の表面に沿って移動し、最後に非溶解気体排出部３３までに集められ排出される。このように、上面部３７の傾斜面３７１、３７２、遮蔽板３５、３６とで本発明の非溶解気体収集部３２が構成されている。

さらに、図１に示すように、非溶解気体排出部３３は、気泡溶解促進手段３と連通する気体排出流路３３１と、気体排出流路３３１に設けられた気体排出量を調整する流量調整手段（バルブ）３３２とを備えている。なお、流量調整手段３３２は、電磁バルブなどの開閉弁で構成される。

気泡溶解促進手段３で微小気泡内の気体を液体に溶解させた後、気体溶解洗剤溶液（気体が液体に溶解された洗剤溶液）は接続通路３０１を介して発泡手段４に流れる。このように、循環通路５は接続通路４０１、１０２、２０１、２０２及び３０１から構成されている。

図１に示すように、気体溶解（洗剤）溶液は、洗剤溶液供給口４２から洗剤溶液容器４０に吐出される。洗剤溶液容器４０には、洗剤溶液が溜められており、洗剤溶液に溶解した気体は洗剤溶液供給口４２を介して洗剤溶液容器４０内に噴出された際、洗剤溶液容器４０が大気に開放されているため、減圧により再び微細気泡となり洗剤溶液Ｐ２から析出される。析出された微細気泡はシャボンＰ１となり、シャボン層Ｐ１０を形成している。

また、図１に示すように、洗剤溶液容器４０には、洗剤溶液の液面の液位高さを検知する液面検知手段７が設けられている。また、洗剤溶液容器４０の底部４０１には、洗剤溶液を排出する（循環させる）洗剤容器排出口（液体取り込み部）４１が備えられている。

また、図１に示すように、本実施形態では、洗剤溶液容器４０に補充溶液を補充する補充溶液補充手段８Ａが備えられている。補充溶液補充手段８Ａは、洗剤溶液容器４０に設けられ連通する補充溶液流入口４４と、洗剤溶液容器４０の上方に設けられ補充溶液を貯留する補充溶液貯留槽８１と、補充溶液流入口４４と補充溶液貯留槽８１とを連通する連通流路８０１と、連通流路８０１に設けられ、補充溶液の流量を調整する流量調整手段８２（バルブ）とを備えている。なお、本実施形態では、補充溶液は水または温水で構成される。なお、流量調整手段８２が開放されると、補充溶液は自重により下方に位置する洗剤溶液容器４０に流れることができる。このように、液面検知手段７で検出された洗剤溶液容器４０内の洗剤溶液の液面水位の高さの情報に基づき、補充溶液補充手段８Ａが洗剤溶液容器４０内に必要な量の補充溶液を補充し、洗剤溶液容器４０内の洗剤溶液の液面液位を所定位置範囲内に維持することができる。従って、洗剤溶液容器４０内の洗剤溶液の上層に多く含まれる微細気泡は洗剤溶液容器４０の底面に位置する液体取り込み部（洗剤溶液排出口）４１に吸い込まれにくくなる。よって、移動加圧手段（ポンプ）Ｐに気体の混入に起因するポンプ性能の低下を防ぐことができる。

また、液面検知手段７及び補充溶液補充手段８Ａは、制御手段６Ｂにより自動的に制御される。

また、洗剤溶液容器４０内に形成されたシャボンＰ１は、シャボン供給口４３（図１に示す）を介して、浴槽Ｗ（図１に示す）に流れて使用される。なお、シャボンＰ１の温度を調整するために、循環通路５またはシャボン供給口４２においてヒータなどの加熱手段を設けることもできる。ヒータなどの加熱手段を設けることにより、循環通路５及び洗剤溶液容器４０内の洗剤溶液を温めることができ、洗剤溶液により形成されたシャボンＰ１の温度を調整することができる。

本発明の微細気泡発生装置は、身体洗浄装置、温泡シャワー装置、温泡入浴装置などの分野に使用することができる。

本発明の実施形態における微細気泡発生装置の概念図である。 本発明の実施形態における微細気泡発生装置の気泡微細化手段の断面拡大図である。 本発明の実施形態における微細気泡発生装置の図１に示す気泡溶解促進手段のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態における微細気泡発生装置の図３に示す気泡溶解促進手段のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態における微細気泡発生装置の図４に示す気泡溶解促進手段のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１：気体混入手段 １１：第１絞り部 １２：気体流量調整手段
１０１：気体導入通路 Ｐ：移動加圧手段（ポンプ）
２：気泡微細化手段 ３：気泡溶解促進手段
３１：迂回流路 ３１１：流入口 ３１２：流出口
３３：非溶解気体排出部
３３１：気体排出流路 ３３２：流量調整手段（バルブ）
４：発泡手段 ４０：洗剤溶液容器
４１：洗剤溶液排出口（液体取り込み部）
４２：洗剤溶液吐出口 ４３：シャボン供給口
５：循環通路 ６Ａ、６Ｂ：制御手段
７：液面検知手段 ８Ａ：補充溶液補充手段
８１：補充溶液容器 ８０１：連通流路
８２：流量調整手段（バルブ）
４０１、１０２、２０１、２０２、３０１：接続通路
４０１ａ、４０１ｂ：接続通路端部
Ｗ：浴槽 Ｐ１：シャボン Ｐ１０：シャボン層

Claims (7)

1. 通路を流れる液体に気体を混入させる気体混入手段と、前記液体を移動させかつ該液体を加圧する移動加圧手段と、前記気体混入手段で前記液体に気体を混入して形成された気泡含有液体内の気体の前記液体への溶解を促進する気泡溶解促進手段と、を備える微細気泡発生装置において、
   前記気泡溶解促進手段は、内部に内部空間を形成するケース部と、
   前記ケース部に位置し、前記気体混入手段により気体が混入された前記気泡含有液体を流入させる流入口と、
   前記ケース部に位置し前記液体を流出させる流出口と、
   前記ケース部に設置され、該ケース部の前記内部空間において前記流入口と前記流出口とを連通し、該流入口と該流出口との間の前記気泡含有液体を迂回させる迂回流路と、を備えることを特徴とする微細気泡発生装置。
2. 前記迂回流路は、前記気泡溶解促進手段の前記ケース部の前記内部空間を仕切り、かつ前記迂回流路を複数の連通する流路に区画し、各該流路の流路断面積は前記気泡含有液体の移動する方向に沿って大きくなるように遮蔽板を設置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
3. 前記気泡溶解促進手段は、前記ケース部の上方に形成され、該ケース部の前記迂回流路を流れる前記気泡含有液体のうち、液体に溶解されない非溶解気体を収集する非溶解気体収集部と、前記非溶解気体収集部で収集された前記非溶解気体を排出する非溶解気体排出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
4. 前記ケース部は直方体形状であることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
5. 前記微細気泡発生装置で発生された微細気泡のサイズは５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
6. 前記ケース部及び前記遮蔽板は樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
7. 前記ケース部及び前記遮蔽板は一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。

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