JP2010207678A - 旋回式気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目的は、簡易な構造としつつ、気泡発生量の安定化とエロージョンによる損耗防止とを両立可能な旋回式気泡発生装置を提供することである。
【解決手段】第２旋回室３４ｂに配置された連通路開口４２から旋回室３４の内周面の接線方向に供給された湯水は、軸心を中心として旋回室３４内を旋回し、旋回室３４の軸心と同軸状の気柱を形成する。この気柱によって、空気が吸気連通路４１から吸気導入口４０ｂを介して吸引後、旋回湯水と混合され、微細気泡を含有する気液が気泡噴流噴出口２４から噴出する。旋回流中心に形成される気柱と突出部４０ａの先端部との接触部分は、突出部４０ａの先端部が半球形状とされるため、気柱と直交する平面部がなく、気柱と接触し難いため先端部の損耗を防止できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、混合室内で旋回する液体に気体を混合させ、気泡含有液体を発生させると共に、この気泡含有液体を吐出口から吐出する旋回式気泡発生装置に関するものである。

従来、浴槽の分野では、浴槽内に微細気泡を発生させて快適な入浴を行うことができる気泡発生機能付きアダプタが知られている。また、水質浄化の分野では、空気中の酸素を水中に溶解したり、或いは、水中に溶存する不要ガスや揮発性物質を大気拡散するため、微細気泡を発生させる気泡発生装置が知られている。

特許文献１は、漏斗状の円錐容体の頂部に形成した噴流口と、底部の縁部から円錐容体内部に内部側に一定長入り込むと共に先端部を細くした空気吸込口を有する漏斗壁と、円錐容体の内壁に添わせた用水流入管を設けた微細気泡発生装置を提案している。

特許文献１では、用水が円錐容体と漏斗壁とに沿って噴流口周囲に旋回流を形成するため、その中心部に真空状態を形成することができる。真空状態によって吸引された空気は、旋回流に衝突することによって、噴流内に微細気泡を発生することができる。

一方、負圧、或いは真空気柱を旋回室内に発生させることによって微細気泡を形成する装置は、旋回速度の変動によって、旋回流中心となる気柱が湾曲して旋回室の軸心から偏心する現象が発生する。気柱が旋回室の軸心から偏心した場合、気柱と旋回室の端面とが接触することから、この接触部分に金属分子の脱落現象、所謂エロージョンによる損耗が発生するという問題が生じる。

特許文献２は、旋回室内面の接線方向に沿って液体を導入する液体導入口と、液体導入口が配設された面と直交する一方の壁面に配設された気体導入口と、他方の壁面に配設された気液吐出口とを設け、旋回室内外周に気体導入口から導入した液体を整流する予備旋回部と、予備旋回部の内側に整流された液体と気体導入口から導入された気体とを接触させる主旋回部とを設けた微細気泡発生装置を提案している。

特許文献２では、予備旋回部で一旦整流した液体を主旋回部で気体と混合するため、旋回流によって負圧、或いは真空となる気柱の偏心を抑制し、旋回流の中心である気柱を旋回室の軸心に一致することが図れる。

特開平１１−３３３４９１号公報 特開２００３−１８１２５８号公報

旋回式気泡発生装置は、旋回室軸心の回りを循環旋回する旋回流を形成し、この旋回流中心の気柱を通過する気体が気液吐出口で液体と混合され気泡含有の液体を噴出する。従って、この装置では、気柱の偏心抑制、所謂安定化が必須である。気体導入口と旋回流の中心を一致させることで、旋回流によって形成された負圧により旋回室内へ吸引された気体が気液中の微細気泡となる。つまり、気体導入口と旋回流中心との一致は、安定した気泡量の確保に必要な条件である。

一方、前述したように、旋回流中心の気柱は負圧、或いは真空であるため、旋回室壁面との接触部分にエロージョンによる損耗が生じる。気体導入口と旋回流中心とが一致する場合であっても、旋回流中心の気柱端部と気柱と直交する旋回室壁面とが接触すると、壁面の損耗が発生する。特に、１０〜３０μｍのマイクロバブルを発生させるためには、気体導入口は気柱径よりも小径となり、気柱端部と旋回室壁面との接触は避けることができない。

特許文献２では、旋回室に対する気柱の偏心は抑制できるものの、気体導入口が小径の場合、気柱端部と気柱と直交する旋回室壁面とが接触することになり、壁面の損耗が生じることになる。しかも、予備旋回部を主旋回部外周に形成するため、旋回流と旋回室内周面との抵抗が増加し、旋回流中心に気柱を形成するには旋回速度の増加、所謂旋回流を形成するポンプ圧力の増加が必要になる。

本発明の目的は、簡易な構造としつつ、気泡発生量の安定化とエロージョンによる損耗防止とを両立可能な旋回式気泡発生装置を提供することである。

本発明に係る旋回式気泡発生装置は、旋回する液体に気体を混合させる筒状の旋回混合室と、この旋回混合室の内周面の接線方向に液体を導入可能な液体導入口と、前記旋回混合室の軸心方向の一端部に形成された気体導入部と、この気体導入部と対向すると共に前記混合室の軸心方向の他端部に形成された気液吐出口とを有する。

請求項１の発明は、前記気体導入部は、前記旋回混合室の軸心と同軸状に形成され且つ前記気液吐出口に向かって前記旋回混合室内へ突出する柱状の突出部と、この突出部に形成された気体導入口とを有し、前記突出部の先端部は、前記気体導入口を中心とする半球状に構成されたことを特徴とする。

請求項１の発明では、気体導入部が気液吐出口に向かって前記旋回混合室内へ突出する柱状の突出部を有し、その先端部を半球状としているため、旋回流の中心部に形成される低圧部分に気体導入口を当接することができ、安定した気泡供給量を確保することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記突出部の長さは、前記旋回混合室の一端部から他端部までの長さの１／４程度とされたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記突出部の径は、前記旋回混合室の径の１／４程度とされたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記旋回混合室の一端部は、前記突出部の基端部の回りに位置する円環状凹部に形成され、この円環状凹部の断面は前記旋回混合室の軸心方向外側に向かって突形の半円形に形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、簡易な構造としつつ、気泡発生の安定化とエロージョンによる損耗防止とを両立可能とできる。つまり、旋回流の中心部に発生する低圧部分に当接する突出部の先端部を気体導入口を中心とした半球状に構成したため、気柱と突出部の先端部との接触部分には、気柱と直交する平面部がなく、気柱と接触し難いため先端部の損耗を防止できる。

請求項２の発明によれば、前記突出部の長さは、前記旋回混合室の一端部から他端部までの長さの１／４程度としたため、突出部による旋回流の摩擦抵抗を抑えつつ、気柱の軸心と旋回混合室の軸心と同軸状に形成できると共に、確実に旋回流の中心と気体導入口とを当接することができる。

請求項３の発明によれば、前記突出部の径は、前記旋回混合室の径の１／４程度としたため、突出部の半球状先端部によって、確実に旋回流中心と先端部との接触部分の負圧を分散することができる。

請求項４の発明によれば、前記旋回混合室の一端部を、前記突出部の基端部の回りに位置する円環状凹部に形成すると共に、この円環状凹部の断面は前記旋回混合室の軸心方向外側に向かって突形の半円形に形成したため、突出部による旋回流の摩擦抵抗を抑えることができ、突出部の先端部で分散した負圧を旋回混合室外周に拡散できると共に、旋回混合室内の旋回流形成を助長することができる。

実施例の風呂給湯システムの全体説明図である。 本実施例に係る循環アダプタの正面図である。 図２におけるIII−III線断面を示す図である。 図２におけるIV−IV線断面を示す図である。 図２におけるV−V線断面を示す図である。 図２におけるVI−VI線断面を示す図である。 本実施例に係る切替弁ケースの斜視図である。 本実施例に係る切替弁ケースの正面図である。 図８におけるIX−IX線断面を示す図である。 本実施例に係るガイド部材の斜視図である。 本実施例に係るガイド部材の正面図である。 図１１におけるXII−XII線断面を示す図である。 本実施例に係るガイド部材の背面図である。 本実施例に係るフィルタ部材の正面図である。 図１４におけるXV−XV線断面を示す図である。 本実施例に係るフィルタ部材の要部断面図である。 気泡運転モードの説明図である。

以下、本発明を実施する為の最良の形態について、循環アダプタに適用した実施例に基づいて説明する。

図１に示すように、実施例の風呂供給システムは、浴槽１、風呂給湯器２、循環回路３及び循環アダプタ４から構成される。風呂給湯器２はガス等の燃焼部と熱交換部とからなる給湯用の第１熱供給部５と風呂追焚用の第２熱供給部６と水や湯水を循環させるためのポンプ７とから構成され、夫々の機器はコントローラ８によって制御される。

また、コントローラ８は操作パネル９に電気的に接続されており、ユーザが操作パネル９上に設置されている運転モード毎に設けられた押し釦を押すことによって風呂の湯張指示や各種運転モード選択信号がコントローラ８に伝達され風呂給湯器２の作動が開始される。

給湯用である第１熱供給部５に関連する水や湯水の流通回路について説明する。導入路１０に導入された水が第１流量センサ１１を経て第１熱供給部５に供給された後、第１熱供給部５に加熱される。加熱された湯水は、排出路１２を通って浴槽１及びその他の給湯系装置に供給される経路となっている。

風呂追焚用である第２熱供給部６に関連する水や湯水の循環回路について説明する。循環回路３は復路１３と往路１４とから構成されている。ポンプ７の作動により循環アダプタ４から吸入された浴槽１の湯水は復路１３を経て第２熱供給部６で加熱されて往路１４を通り循環アダプタ４から浴槽１に供給される経路となっている。ポンプ７下流の復路１３には第２流量センサ１５が設けられている。尚、排出路１２と復路１３とは分岐排出路１６で接続されており、その連通は電磁弁１７により制御される。

次に、循環アダプタ４について図２〜図１６に基づいて説明する。
図２は循環アダプタ４の正面図、図３は図２のIII−III線断面図、図４は図２のIV−IV線断面図、図５は図２のV−V線断面図、図６は図２のVI−VI線断面図を示す。

循環アダプタ４は、浴槽１の外側に配設される第１筒状体１８と、浴槽１の内部側から浴槽壁に貫通状に配設されて第１筒状体１８に螺合される第２筒状体１９とを有している。第１、第２筒状体１８，１９は夫々第１フランジ部１８ａと第２フランジ部１９ａとを備えており、環状パッキン２０，２１により浴槽壁とフランジ部１８ａ，１９ａとのシール性を確保している。

第２筒状体１９の内周側には、第２フランジ部１９ａにボルト２２により固定される金属製の切替弁ケース２３が配設される。この切替弁ケース２３の表面には水平方向に開口する気泡噴流噴出口２４（気液吐出口）と吸込口２５とが設けられると共に、槽底方向に向かって後述する横穴状の追焚噴流噴出口２６が形成されている。循環アダプタ４の浴槽側表面部分には、第２フランジ部１９ａと切替弁ケース２３とを覆う形でメッシュ状のフィルタ部材２７が装着されている。

第１筒状体１８の端壁部２８には、吸入管２９と吐出管３０と吸気管３１の３つのポート部分が形成されており、吸入管２９は復路１３と、吐出管３０は往路１４とに夫々連結されている。吸気管３１は、フィルタ、オリフィス及び逆止弁等を備えた図示しない吸気ユニットと吸気パイプを介して接続されている。

図７〜図９に示すように、切替弁ケース２３は、浴槽側壁面に配置される円板状の第１切替弁部２３ａと、第１切替弁部２３ａの裏面に連続すると共に第１切替弁部２３ａより小径とされる筒状の第２切替弁部２３ｂとから構成する。尚、図９は、図８のIX−IX線断面図である。

第１切替弁部２３ａ表面には、凹設された第１吸込部８１と、テーパ状の気泡噴流噴出口２４と、後述する第２凹部５２と、軸心に対して対称配置される一対のボルト穴２３ｃと、第１切替弁部２３ａの外周縁部に形成される３つの切欠部２３ｄ及びボルト２２によって切替弁ケース２３を第２筒状体１９に固定する３つの円弧状開口とが形成される。第１吸込部８１は、正面視で扇形状とされ、扇の要部分が吸込口２５に連続すると共に第１切替弁部２３ａの軸心から外周方向に向かって拡開するよう構成されている。第１切替弁部２３ａの内部には、後述する供給室３８の下流側端部に接続される直線状の追焚噴流噴出口２６が第１切替弁部２３ａの軸心から外周方向に向かって形成されている。

図３〜図６に示すように、第１切替弁部２３ａと同一軸心とされる第２切替弁部２３ｂは、第２筒状体１９の内周面に嵌合する外筒部３２と、外筒部３２と協働して複数の機能空間を形成する内筒部３３とを備える。つまり、外筒部３２と内筒部３３とによって切替弁ケース２３内部には、旋回室３４（旋回混合室）、吸込室３５、旋回予備室３７、供給室３８、吸入室３９の５つの機能空間が存在している。

図６に示すように、第２切替弁部２３ｂ内部上方には、筒状の旋回室３４が形成されている。旋回室３４の軸心は循環アダプタ４の軸心と略平行とされ、内側に直径Ｄ１の第１旋回室３４ａ、気泡噴流噴出口２４側に直径Ｄ１よりも小径とされると共に気泡噴流噴出口２４の直径Ｄ３よりも大きな直径Ｄ２の第２旋回室３４ｂ、連通路開口４２（液体導入口）から構成している。尚、第１旋回室３４ａと第２旋回室３４ｂとの間はテーパ状に連結されている。

第１旋回室３４ａには、吸気ノズル部４０（気体導入部）がＯリングを介在させて嵌装されている。吸気ノズル部４０は、旋回室３４の軸心と同軸状に形成され且つ気泡噴流噴出口２４に向かって旋回室３４へ突出する柱状の突出部４０ａと、突出部４０ａの軸心先端に形成された吸気導入口４０ｂ（気体導入口）と、突出部４０ａの基端部の回りに位置すると共に旋回室３４の軸心方向外側に向かって突形の半円形とされる円環状凹部４０ｃとから構成している。吸気導入口４０ｂは、吸気管３１と連通する吸気連通路４１と接続されている。

突出部４０ａの先端部は、吸気導入口４０ｂを中心として、気泡噴流噴出口２４の直径Ｄ３よりも小径とされると共に、次式（１）で設定される直径ｄの半球形状に構成されている。
ｄ＝（１／４±０．１）×Ｄ１ …式（１）
直径ｄが、（１／４−０．１）×Ｄ１より小さいと、必要な気泡量を供給する吸気導入口４０ｂの形成が難しく、また、（１／４＋０．１）×Ｄ１より大きいと、旋回流の摩擦抵抗が増大して旋回流中心に形成される気柱の発生を阻害する。尚、直径ｄは、１／４×Ｄ１に設定することが好ましい。

円環状凹部４０ｃの底部から突出部４０ａの先端部までの長さｌは、次式（２）で設定される長さｌに構成されている。
ｌ＝（１／４±０．１）×Ｌ …式（２）
Ｌは、旋回室３４の軸心方向長さ、つまり、円環状凹部４０ｃの底部から第２旋回室３４ｂの浴槽側端部までの長さとされる。長さｌが、（１／４−０．１）×Ｌより短いと、旋回流中心に形成される気柱と旋回室３４の軸心とを一致、所謂旋回流中心部の直進性確保が難しく、吸気導入口４０ｂとの接続が困難である。また、（１／４＋０．１）×Ｌより長いと、旋回流の摩擦抵抗が増大すると共に、空気を吸引するために必要な負圧、つまり、吸気導入口４０ｂ前方に位置する旋回流による負圧部を形成できない。しかも、旋回流に含まれる糸状の異物、例えば、髪等が突出部４０ａに絡まり旋回流を阻害することになる。尚、長さｌは、１／４×Ｌに設定することが好ましい。

第２旋回室３４ｂに配置された連通路開口４２から旋回室３４の内周面の接線方向に供給された湯水は、軸心を中心として旋回室３４内を旋回し、旋回室３４の軸心と同軸状の気柱を形成する。この気柱によって、空気が吸気連通路４１から吸気導入口４０ｂを介して吸引後、旋回湯水と混合され、微細気泡を含有する気液が気泡噴流噴出口２４から噴出する。

気柱と突出部４０ａの先端部との接触部分は、突出部４０ａの先端部が半球形状とされるため、気柱と直交する平面部がなく、気柱と接触し難いため先端部の損耗を防止できる。更に、基端部側では、旋回室３４の軸心方向外側に向かって突形の半円形とされる円環状凹部４０ｃが形成されるため、基端部側に分散された負圧は湯水の旋回流に拡散される。しかも、基端部形状を最小の表面積とすることができ、旋回流の摩擦抵抗を最小とできる。

吸込室３５は浴槽側端部に吸込口２５を有している。旋回予備室３７は旋回室３４と並設され、旋回室３４の内周面の接線方向に連通する連通路３６で接続されている。尚、連通路３６と旋回室３４との接続領域が連通路開口４２とされる。供給室３８は浴槽側端部で追焚噴流噴出口２６と連通している。吸入室３９は、旋回予備室３７と供給室３８とに対して反浴槽側に直列状に配置されている。また、旋回室３４、吸込室３５、旋回予備室３７、供給室３８、吸入室３９は何れも循環アダプタ４の軸心に対して平行となるよう配置されている。

この構成により、旋回予備室３７から供給される湯水が旋回室３４の内周形状に沿って高速旋回することになり、空気の吸引、気泡の微細化及び所定周波数の超音波の発生等に適した旋回回転数を得ることができる。旋回予備室３７には、逆止弁としてのチェックボール８０が設置されており、吸入室３９からの湯水の流れのみを許容している。

図４に示すように、切替弁ケース２３には、内筒部３３を貫通し、湯水の噴出口を気泡噴流噴出口２４と追焚噴流噴出口２６とに切替え制御する噴出口切替部材４３が設けられている。噴出口切替部材４３は、中央部分を内筒部３３に形成された受部４４によって摺動可能に支持される弁軸４５、弁軸４５の一端側である反浴槽側端部に装着される第１切替弁４６、第１切替弁４６と受部４４を挟んで他端側に設置された第２切替弁４７、第２切替弁４７よりも他端側である弁軸４５の浴槽側端部に固定された半球状の軸受け部材４８とから構成している。

第１切替弁４６は、旋回予備室３７と吸入室３９との連通状態を制御する遮断部４９と、この遮断部４９と並設され、吸入室３９と供給室３８とを常時連通させる連通部５０とで構成されている。第２切替弁４７は、供給室３８と追焚噴流噴出口２６とを連通可能にすると共に第２切替弁４７より小径で且つ円筒形状の第１凹部５１を開閉可能としている。また、第１凹部５１の浴槽側の第１切替弁部２３ａには第１凹部５１より大径の第２凹部５２が一体的に形成されている。弁軸４５には、第１支持部５３と、吸入室３９側に形成される第２支持部５４とが構成されている。

受部４４に設けられる第１受座５５と第１支持部５３との間にはバイアスバネ５７が配置され、第２支持部５４と内筒部３３に固定される第２受座５６との間には形状記憶合金製バネ５８が配置されている。バイアスバネ５７と形状記憶合金製バネ５８との張力はバランスが保たれており、噴出口切替部材４３の位置、所謂第１切替弁４６と第２切替弁４７との状態は形状記憶合金製バネ５８の張力が変わらない限り変化しないように構成されている。第１切替弁４６と第２切替弁４７との位置関係は、第２切替弁４７が第１凹部５１を閉鎖している時は第１切替弁４６の遮断部４９が開弁し、逆に、遮断部４９が旋回予備室３７を閉鎖している時は第２切替弁４７が開弁するように構成されている。

具体的に説明すると、湯水が低温或いは常温時では、形状記憶合金製バネ５８は収縮状態となっている。この時、第２切替弁４７は第１凹部５１を閉弁すると共に遮断部４９は開弁していることから湯水は旋回予備室３７、連通路３６を経て旋回室３４に供給される。次に、高温の湯水、例えば５０℃の湯水が循環アダプタ４内に供給されると、形状記憶合金製バネ５８が温度変化に感応して伸張し、バイアスバネ５７が圧縮されて第２切替弁４７が開弁し遮断部４９が閉弁する。

次に、図１０〜図１３に基づき、第１切替弁部２３ａの表面に装着されるガイド部材５９について説明する。図１０はガイド部材５９の斜視図、図１１は正面図、図１２は図１１のXII−XII線断面図、図１３は背面図を示す。樹脂製のガイド部材５９は、フィルタ部材２７の内側で、且つ切替弁ケース２３の浴槽側端面、所謂循環アダプタ本体側壁部を構成しており、ボルト２２が切替弁ケース２３を貫通すると共に、第２筒状体１９に締結されている。

ガイド部材５９は、気泡噴流噴出口２４の外周に設けられる第１噴流開口６０ａ、第１噴流開口６０ａから浴槽側に向かって拡開する断面テーパ状に形成された正面視円環状のテーパ部６０ｂ、テーパ部６０ｂの一部下方領域に沿って形成される円弧状溝部６１、テーパ部６０ｂ上方位置に形成され、後述する噴流ガイド部材６２と係合可能な第１係合穴６３、円弧状溝部６１下方位置に形成され、噴流ガイド部材６２と係合可能な第２係合穴６４から構成している。

更に、ガイド部材５９は、後述する摺動部材６５と右側端部位置で係合可能な第１突起部６６、摺動部材６５と左側端部位置で係合可能な第２突起部６７、ガイド部材５９の裏面に形成され第１吸込部８１の浴槽側端部の隔壁を形成する第２吸込部８２、第２吸込部８２の半径方向外周側に設けられる円弧状の吸込端部８３、ボルト穴２３ｃに対応して浴槽側に向かって凸設されると共に軸心に対して対称配置される一対のボルトボス部５９ａ、ガイド部材５９の外周縁部に形成される３つの切欠部５９ｂと３つの円弧状開口とから構成される。

ガイド部材５９は、第１切替弁部２３ａに対してボルト穴２３ｃの裏面から挿入したボルトによってボルトボス部５９ａに固定される。ガイド部材５９と切替弁ケース２３とは、一体とされた状態で３つの円弧状開口にボルト２２を差し込んで第２筒状体１９に固定される。

円弧状溝部６１は、反浴槽側に弁軸４５と直交する、つまりアダプタ本体側壁部に略平行な底面６８と上壁６９と下壁７０と側壁７１，７２からなる断面略コ字状をなす凹所を有しており、この凹所内を底辺６８と上壁６９と下壁７０とにガイドされる断面矩形の摺動部材６５が摺動移動可能に収容されている。

円弧状溝部６１の底面６８の略中央部分には、弁軸４５の他端側部分を支持すると共に、弁軸４５を軸方向摺動自在に貫通させる貫通口６１ａが形成されている。摺動部材６５は、この摺動部材６５を左右方向移動自在に弁軸４５の他端側部分を貫通させる略円弧状に形成された円弧状貫通口７９と、この円弧状貫通口７９の周囲に形成され、軸受け部材４８に摺接可能で且つ弁軸４５と直交する面、所謂底面６８に対して傾斜すると共に、断面半円状で軸受け部材４８に接触する傾斜部７３と、摺動部材６５左側端部に浴槽側に向かって延設された操作部７４とから構成する。

傾斜部７３は、浴槽側に対する底面６８からの高さが、右側に向かうに従って高くなるように構成している。つまり、操作部７４を右側端部位置に手動操作すると、摺動部材６５が円弧状溝部６１内を右側に摺動移動し、バイアスバネ５７が形状記憶合金製バネ５８の張力よりも強い場合、傾斜部７３に摺接する軸受け部材４８は傾斜部７３に沿って反浴槽側に移動する。一方、操作部７４を左側端部位置に手動操作すると、摺動部材６５が円弧状溝部６１内を左側に摺動移動し、バイアスバネ５７が形状記憶合金製バネ５８の張力よりも強い場合、傾斜部７３に摺接する軸受け部材４８は傾斜部７３に沿って浴槽側に移動する。

従って、軸受け部材４８が傾斜部７３に摺接している場合、傾斜部７３の浴槽側に対する底面６８からの高さは、図２〜図５に示すように、操作部７４を右側端部位置に手動操作したとき、弁軸４５を第２切替弁４７が閉弁し遮断部４９が開弁する第１位置になり、操作部７４を左側端部位置に手動操作したとき、弁軸４５を第２切替弁４７が開弁し遮断部４９が閉弁する第２位置になるように設定されている。

また、操作部７４を右側端部位置に手動操作した場合であっても、湯水温度が高温になると、形状記憶合金製バネ５８が温度変化に感応して伸張し、バイアスバネ５７が圧縮されるため、弁軸４５を第２切替弁４７が開弁し遮断部４９が閉弁する第２位置になるように構成されている。

操作部７４のアダプタ本体側底面には、第１突起部６６及び第２突起部６７と係合可能な図示しない凹部が形成されており、操作部７４が右側端部位置或いは左側端部位置に手動操作された場合、第１突起部６６或いは第２突起部６７と係合し、摺動部材６５を位置決め可能で且つユーザに適度な節度感を与えるように構成している。

円形状の噴流ガイド部材６２は、循環アダプタ４の軸心と同一軸心位置とされ、第１噴流開口６０ａと同径の第２噴流開口７５と、三日月状の操作開口７６と、第１係合穴６３に係合する第１係合部７７と、第２係合穴６４に係合する第２係合部７８とにより構成する。

第２噴流開口７５は、気泡噴流噴出口２４からの軌道に沿った気泡噴流を略直線状に通過可能としており、第２噴流開口７５の外周部分は、気泡噴流の外周部、所謂軌道を外れた噴流を遮断するよう構成している。

また、噴流ガイド部材６２の外縁側部は、第１係合部７７と第２係合部７８とによってガイド部材５９に連結されている。また、噴流ガイド部材６２の外縁側部において、ガイド部材５９と噴流ガイド部材６２との間に一部分離間空間が形成されており、前記操作開口７６及び外縁側部の離間空間により、気泡運転モードの際、噴流ガイド部材６２の外側から気泡噴流噴出口２４に湯水の流れを還流させることができる。

図１４〜図１６に示すように、フィルタ部材２７は、円環状のフィルタ本体部８４、フィルタ本体部８４の外縁に配置される金属製メッシュからなるメッシュ部８５とから構成している。尚、図１４はフィルタ部材２７の正面図、図１５は図１４のXV−XV線断面図、図１６はフィルタ部材２７の要部断面図を示す。

フィルタ本体部８４は、円状の開口部８６、開口部８６の裏面縁部に９０°毎に設置されるリブ部８７、内周面に設けられる係合部８８、外周面に設けられる突起部８９とから構成している。係合部８８は、前述した切欠部２３ｄ，５９ｂと係合することでフィルタ部材２７を切替弁ケース２３に装着可能に構成している。

リブ部８７は、係合部８８と切欠部２３ｄ，５９ｂとの係合の際、メッシュ部８５と吸込端部８３との間隔を均一且つ所定距離に保つため、ボルトボス部５９ａの表面と当接するよう構成している。メッシュ部８５は、湯水が通過可能なメッシュ状の正面部８５ａと、突出部８９と係合可能な取付部８５ｃを有する外周部８５ｂとから構成している。

次に、各運転モードについて説明する。
循環アダプタ４は、注湯運転モード、追焚運転モード、気泡運転モードの３つの運転モードが実行可能である。尚、ユーザは、操作パネル９上の押し釦で何れかの運転モードを選択可能になっている。

（注湯運転モード）
操作部７４をノーマル位置（図２参照）に操作し、操作パネル９で注湯運転モードを選択すると、水が導入管１０に導入される。第１熱供給部５に移動した水は加熱された後、排出管１２に進行する。この時、コントローラ８の指示により、電磁弁１７が開作動して湯は分岐排出管１６を経由して復路１３に導かれて一部の湯水は復路１３から循環アダプタ４へ導入され、吸込口２５から供給される。尚、吸込口２５から湯水が供給されるのは注湯運転モードの時のみである。

一方、残りの湯水は往路１４を通り吸入室３９に導入される。吸入室３９に導入された湯水は、第１切替弁４６が旋回予備室３７への経路を遮断すると共に第２切替弁４７が開作動しているため、供給室３８、第１凹部５１及び第２凹部５２を経由した後、浴槽下向きの追焚噴流噴出口２６に送られる。以上により浴槽への注湯が行われる。

（気泡運転モード）
図１７に示すように、操作部７４をバブル位置（図２参照）に操作し、操作パネル９上で気泡運転モードを選択すると、コントローラ８がポンプ７を作動させ、浴槽内の湯水を吸込口２５から吸込室３５を経て復路１３に導入する。この時、第２熱供給部６は作動しておらず、復路１３に導入された温度のまま湯水は循環し往路１４を通り吸入室３９に導入される。

吸入室３９から旋回予備室３７に入った湯水は連通路３６を通り連通路開口４２から旋回室３４に導入される。連通路３６は旋回室３４の接線方向に接続されているため、湯水は旋回室３４の長手方向の中心軸を中心に高速旋回を行い、所定の負圧が旋回室３４内に発生する。この負圧により吸引された空気は吸気孔４１から旋回室３４の中央部分に吸引され、湯水と混合され、気泡混合湯水が旋回しながら水平方向に開口する気泡噴流噴出口２４から噴出される。

吸気ノズル部４０が気泡噴流噴出口２４に向かって旋回室３４内へ突出する柱状の突出部４０ａを有し、その先端部を半球状としているため、旋回流の中心部に形成される低圧部分に吸気導入口４０ｂを当接することができ、安定した気泡供給量を確保することができる。

しかも、突出部４０ａの先端部は、吸気導入口４０ｂを中心とする半球状に構成されるため、気柱と突出部の先端部との接触部分には、気柱と直交する平面部がなく、気柱と接触し難いため先端部の損耗を防止できる。更に、基端部側では、旋回室３４の軸心方向外側に向かって突形の半円形とされる円環状凹部４０ｃが形成されるため、基端部側に分散された負圧は旋回流に拡散されると共に、旋回流の摩擦低減を図ることができる。

（追焚運転モード）
操作部７４をノーマル位置（図２参照）に操作し、操作パネル９上で追焚運転モードを選択すると、コントローラ８の指示によりポンプ７及び第２熱供給部６が作動を開始し、浴槽内の湯水を吸込口２５から復路１３に導入する。第２熱供給部６により加熱された湯水は往路１４を通り吸入室３９に導入される。吸入室３９以降の経路は注湯運転モードと同様である。

（安全装置機能）
最後に、安全装置機能について説明する。操作部７４をバブル位置に操作し、操作パネル９上で追焚運転モードを選択すると、コントローラ８の指示によりポンプ７及び第２熱供給部６が作動を開始し、浴槽内の湯水を吸込口２５から復路１３に導入する。第２熱供給部６により加熱された湯水は往路１４を通り吸入室３９に導入される。

当初、軸受け部材４８が傾斜部７３に摺接しているため、弁軸４５を第２切替弁４７が閉弁し遮断部４９が開弁する第１位置となっているが、形状記憶合金製バネ５８が伸張して弁軸４５を第２位置、所謂軸受け部材４８と傾斜部７３とが離間する状態に切替え、高温の湯水を追焚噴流噴出口２６に誘導する。

１〕前記実施例においては、浴槽の循環アダプタの例について説明したが、少なくとも、液体を旋回させて気泡を発生させるものであれば良く、シャワーの湯口や、噴流浄水装置等についても、本発明の旋回式気泡発生装置を適用できる。

２〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明は、混合室内で旋回する液体に気体を混合させ、気泡含有液体を発生させる気泡発生装置全般に利用することができ、特に、気泡発生量の安定化とエロージョンによる損耗防止が要求される気泡発生装置に好適である。

４ 循環アダプタ
２４ 気泡噴流噴出口（気液吐出口）
３４ 旋回室（旋回混合室）
３４ａ 第１旋回室
３４ｂ 第２旋回室
３６ 連通路
３７ 旋回予備室
４０ 吸気ノズル部（気体導入部）
４０ａ 突出部
４０ｂ 吸気導入口（気体導入口）
４０ｃ 円環状凹部
４２ 連通路開口（液体導入口）

Claims (4)

1. 旋回する液体に気体を混合させる筒状の旋回混合室と、この旋回混合室の内周面の接線方向に液体を導入可能な液体導入口と、前記旋回混合室の軸心方向の一端部に形成された気体導入部と、この気体導入部と対向すると共に前記混合室の軸心方向の他端部に形成された気液吐出口とを有する旋回式気泡発生装置において、
   前記気体導入部は、前記旋回混合室の軸心と同軸状に形成され且つ前記気液吐出口に向かって前記旋回混合室内へ突出する柱状の突出部と、この突出部に形成された気体導入口とを有し、
   前記突出部の先端部は、前記気体導入口を中心とする半球状に構成されたことを特徴とする旋回式気泡発生装置。
2. 前記突出部の長さは、前記旋回混合室の一端部から他端部までの長さの１／４程度とされたことを特徴とする請求項１に記載の旋回式気泡発生装置。
3. 前記突出部の径は、前記旋回混合室の径の１／４程度とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の旋回式気泡発生装置。
4. 前記旋回混合室の一端部は、前記突出部の基端部の回りに位置する円環状凹部に形成され、この円環状凹部の断面は前記旋回混合室の軸心方向外側に向かって突形の半円形に形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の旋回式気泡発生装置。