JP2870316B2 - 気泡水流発生装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水を循環させるポンプ
によって、浴槽、その他の水槽内に微細気泡水流を発生
させる機能を有する気泡水流発生装置の制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の微細気泡水流を発生させ
る気泡水流発生装置（噴流浴装置）として、特公平３−
１４４６４号公報に記載の開示例を図４，図５および図
６に示す。浴槽１０１内に温水１０２を循環させるポン
プ１０３を備えたポンプユニット１０４と、ポンプ１０
３の吸入側管路１０５に連結された温水１０２の吸入器
１０６およびポンプ１０３の吐出側管路１０７に２方弁
１０８を介して分岐連結させた低圧噴流ノズル１０９並
びに高圧噴流ノズル１１０を備えたノズルユニット１１
１で構成されている。またポンプ１０３の吸入側管路１
０５にはジェット通路１１２が設けられ、吐出側管路１
０７からジェット通路１１２の間にはシャトルバルブ１
１３を介して分岐通路１１４を配管している。

【０００３】前記シャトルバルブ１１３は図５に示す如
くスプリング１１５により付勢された円錐弁１１６と、
この円錐弁１１６に連結された弁棒１１７、円錐弁１１
６の開閉によりジェット通路１１２への空気の流入及び
停止させられる空気取り入れ通路１１８、空気通路１１
９で構成されている。

【０００４】さらに高圧噴流ノズル１１０は図６に示す
如く螺旋通路１２０，１２１を交互に備えた気液混合器
１２２と、スプリング１２３によって付勢された弁体１
２４および噴流吐出口１２５を備えたレリーフバルブ１
２６で構成されている。

【０００５】次に動作を説明すると、微細気泡水流の発
生時には図４において、ポンプ１０３を運転すると温水
１０２は吸入器１０６から吸入側管路１０５、ジェット
通路１１２を介してポンプ１０３に吸引され、その後、
ポンプ１０３から吐出側管路１０７を介して高圧噴流ノ
ズル１１０から微細気泡水流が浴槽１０１に噴出され
る。この時にはポンプ１０３の吐出圧は分岐管路１１４
に作用し、吐出圧が大きくなり、弁棒１１７に連結した
円錐弁１１６がスプリング１１５の付勢力に打ち勝っ
て、円錐弁１１６を開成する。その結果、空気取り入れ
通路１１８、円錐弁１１６、空気通路１１９を介してジ
ェット通路１１２に空気が吸引され、ポンプ１０３に吸
引される。吸引された空気は高圧でポンプ１０３、吐出
側管路１０７および高圧噴流ノズル１１０内の気液混合
器１１２に送られ、加圧溶解される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
では通常、微細気泡水流の発生運転の開始時において、
満水状態にあるポンプ１０３が作動すると温水１０２が
吸入器１０６から吸入側管路１０５を介してポンプ１０
３に吸入する。温水１０２が吸入すると、レリーフバル
ブ１２６が吐出抵抗となり、ポンプ１０３、吐出側管路
１０７、シャトルバルブ１１３がほぼ瞬間的に高圧状態
になるものとしている。しかし、ポンプ１０３がエアー
がみを生じると、空気が圧縮−減圧と繰り返されるため
高圧状態になりにくくなる。このようになるは微細気泡
水流の発生運転が終了するとポンプ１０３内が高圧状態
から減圧されて大気圧に戻るため、今まで温水中に加圧
溶解されている空気が再気体化され、ポンプ１０３内に
滞留し、これが再運転時にエアーがみ状態となるからで
ある。また、吐出側管路１０７、レリーフバルブ１２６
においても前記と同様に空気が再気体化され、これがポ
ンプ１０３のエアーがみになる。さらに浴槽１０１の温
水１０２が排水されると、吸入側管路１０５の温水１０
２も同様に全部排水、または一部が排水され、再度温水
１０２を浴槽１０１に注入すると当然、吸入側管路１０
５内に空気が滞留し、前記空気はポンプ１０３が作動す
ると、ポンプ１０３に多量に吸入される場合がある。

【０００７】本発明は、このような上記の問題点を解決
するもので、微細気泡水流の発生を行うポンプ等に滞留
する再気体化空気、未溶解空気を軽減し、ポンプの耐久
性および運転時の立上りを迅速にする気泡水流発生装置
の制御装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の気泡水流発生装置の制御装置における第１技術
手段は水槽と、この水槽に設けた微細気泡水流吐出部に
連結した送り管路および水槽の水を流出する流出部に連
結した戻り管路と、水槽の水を循環させるポンプと、前
記ポンプの吐出部と戻り部の間に接続し、かつ途中を送
り管路へ接続して循環水吐出部となし、この循環水吐出
部より前記水の一部を循環させる循環水回路部と、この
循環水回路部の循環水吐出部と前記戻り部の間に設け、
かつ前記戻り管路を接続した水流入部および空気流入器
を接続した空気流入部、前記両流入部が連通し循環水に
より負圧作用を生じる負圧部を有するエジェクタ部と、
このエジェクタ部から水と空気を負圧流入させる抵抗部
と、前記循環水吐出部から微細気泡水流吐出部までの前
記送り管路に設けた加圧用絞り部と、この加圧用絞り部
と並列に送り管路に接続し、かつ加圧用絞り部の絞り面
積より大なる開口を有する空気混合水排出開閉器と、前
記加圧用絞り部と循環水回路部の間の送り管路に設けた
圧力検知部または戻り管路から送り管路の間に設けた水
量検知部の少なくとも一つを有する検知部と、この検知
部の検知信号により空気流入器を開成せしめると共に前
記検知信号レベルが所定値以上の変動をした時、空気流
入器を閉成し、かつ空気混合水排出開閉器を閉成から開
成せしめ、かつポンプを停止せしめる制御手段を備えた
ものである。

【０００９】また、本発明の第２技術手段は第１技術手
段に加え、検知部が異常信号を検知してから所定時間経
過後に空気流入器を閉成せしめ、かつ空気混合水排出開
閉器を開成せしめると共にポンプを停止せしめる制御手
段を備えたものである。

【００１０】

【作用】上記手段により、ポンプが運転すると、検知部
の検知指示により、空気流入器を開成すると共に前記検
知部の検知レベルを保持し、所定値以上の変動、すなわ
ち異常検知指示により空気流入器を閉成し、かつ空気混
合水排出開閉器を開成すると共にポンプを停止せしめて
安全側に作用させるものである。すなわち、ポンプを運
転しても、すぐに送り管路が高圧化するとは限らない。
すなわちポンプが作動すると、低圧時でもポンプの戻り
部およびエジェクタ部は水流入作用より、負圧−大気圧
を繰り返しながら水を流入する。この時、空気流入器が
開成していると、前記負圧により、エジェクタ部の空気
流入部から空気が流入する。流入した空気はポンプの戻
り部からポンプに流入し、ポンプがエアーがみを生じ
る。このエアーがみが生じると、ポンプの吐出水量が少
ないため、ポンプが高圧化することができない。このた
め空気を加圧溶解することができないため、本機能であ
る微細気泡の発生が不可能となる。このような問題点を
解決するためには、かならず高圧化した後で空気流入器
を開成させ、空気を流入することが必須条件となる。一
方、加圧用絞り部の開口部が小さいため、水槽内や戻り
管路、送り管路の異物（例えば、髪の毛、タオルのほぐ
れ糸、小さな石ころ、配管の切り屑、配管の接続用シー
ルテープ、配管の錆屑等の単独または複合）が目詰まり
しやすい。異物が目詰まりすると、ポンプ、循環水回路
部、送り管路が異常に高圧化されるため、水回路が水漏
れやポンプ等が耐圧仕様以上になり破壊されるなどの安
全性、耐久性が著しく劣化し、最悪は使用不能になるな
どの故障が発生する。このため、前記検知部の検知指示
により空気流入器を開成させるとともに、前記検知部の
検知レベルを保持し、検知レベルの所定値以上の変動を
検知指示により空気流入器を閉成し、その後空気混合水
排出開閉器の開成により、すなわち、水回路内の溶解空
気を排出することにより、溶解空気が再気体化し、水回
路の一部に溜る空気を防止して再運転時すぐに高圧化で
きるようにし、さらにポンプの運転を停止する。そし
て、ポンプ、循環水回路部、送り管路等の水回路の安全
性、耐久性を優れたものにできる。

【００１１】また検知部の異常検知指示を所定時間遅延
させた後、空気流入器の閉作用、空気混合水排出開閉器
の開成作動およびポンプの停止をすることにより、さら
に定常運転時の異常検知指示の信頼性が向上し、誤作動
をなくすることができる。またより安定して微細気泡の
発生ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による気泡発生装置の一実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、本発明の第１実施例の概略構成図
を示し、水槽１はこの水槽１に設けられた微細気泡水流
吐出部２と、前記微細気泡水流吐出部２に連結し、加圧
溶解空気を送る送り管路３および水槽１の水４を流出す
る流出部１７に連結した戻り管路１８を設けている。ポ
ンプ５は水槽１の水４を循環するのと加圧する両機能を
備え、ヒューガル式、カスケード式で加圧仕様、自給仕
様が付加されたもので、前記戻り管路１８と送り管路３
の間に連通している。循環水回路部Ａはポンプ５の吐出
部６と戻り部７の間に接続し、かつ途中を送り管路３へ
接続して循環水吐出部１２となし、この循環水吐出部１
２より水の一部を循環させる。エジェクタ部８は循環水
吐出部１２と戻り部７の間の循環水回路部Ａに接続し、
循環水の吐出作用で負圧域となる負圧部８ａ、これに通
じる水流入部９と空気流入部１０を有する。そしてエジ
ェクタ部８は水流入部９に戻り管路１８を接続し、空気
流入部１０に空気電磁弁、モータ式開閉弁及びモータ式
ニードル弁等の空気を流入・停止する空気流入器１６を
接続している。１３は微細気泡水流吐出部２に近い送り
管路３に設けた加圧用絞り部で、絞り弁、スプリング付
き弁体、ダイヤフラム・スプリング付き弁体、ニードル
弁等で加圧と減圧の機能を備えている。１５は水流入部
９に近い戻り管路１７の管路径を絞って形成した流体の
抵抗部で、エジェクタ部８から水と空気を負圧流入させ
る。１９は加圧用絞り部１３と並列に送り管路３に接続
した分岐路、２０はこの分岐路１９に設けた空気混合水
排出開閉器で、水の通過，停止をはかる機能を備えた電
磁弁、モータ式開閉弁、モータ式ニードル弁等でよく、
加圧用絞り部１３の絞り面積Ｓよりも大きな開口面積を
有し、常には閉成しているものである。２１は送り管路
３、ポンプ５、エジェクタ部、８、加圧用絞り部１３、
抵抗部１５、空気流入器１６、戻り管路１８、循環水回
路部Ａから構成される気泡水流発生手段を制御する制御
手段で、運転スイッチ（図示せず）を備え、ポンプ５、
空気混合水排出開閉器１９、空気流入器１５を制御する
ため、これらと点線のように結線してある。１４は加圧
用絞り部１３と循環水回路部Ａの間の送り管路３に設け
た圧力センサ、圧力スイッチ等の検知部としての圧力検
知部または戻り管路から送り管路の間に設けた水量セン
サ等の検知部としての水量検知部で、これらの少なくと
も一つを備えて圧力または水量を検知して装置全体の動
作の正常と異常を検知し、この検知信号を制御手段２１
に送る。すなわち、制御手段２１はポンプ５の運転によ
り検知部１４の検知信号を受けて空気流入器１６を開成
せしめると共に検知信号のレベルが所定値以上に変動し
た異常時になると空気流入器１６を閉成し、かつ空気混
合水排出開閉器２０を開成し、さらにポンプ５の運転を
停止するように制御するものである。

【００１４】ここで本発明における気泡水流発生の動作
を説明すると制御手段の運転スイッチを操作する。する
と水が満たされた状態にあるポンプ５が回転し、吐出さ
れた循環水の一部が、循環水に吐出部１２から送り管路
３、加圧用絞り部１３（空気混合水排出開閉器２０は閉
成している）を経て微細気泡水流吐出部２から水槽１に
噴出するとともに循環水の残りが循環水回路部Ａを循環
する。この循環が行われるとエジェクタ部８が機能し、
水槽１の水４は戻り管路１８を経てエジェクタ部８の負
圧部８ａに吸引される。そして、この水４がエジェクタ
部８を経てポンプ５の戻り部７に吸引されると、ポンプ
５の吸引側の圧力が上昇する。この状態でポンプ５が運
転し続けると吐出部６側の圧力も昇圧される。すなわ
ち、送り管路３の加圧用絞り部１３が急縮少しているの
で、ポンプ５は略締切運転の状態で動作している。した
がって、戻り部７側の圧力が上昇した上にポンプ５の締
切圧力が加わり圧力上昇が得られる。このような運転状
態において空気流入器１６も制御手段２１により動作し
ているので、空気が流入してきて空気流入部１０よりエ
ジェクタ部８の負圧部８ａに吸引される。この空気は戻
り部７からポンプ５に入り、そして吐出部６から循環水
回路部Ａ、送り管路３へと送られる。この時、循環水回
路部Ａ、送り管路３内は高圧のため、先に吸引された空
気は水４に溶解された状態にある。そして、空気が溶解
された水が加圧用絞り部１３を通過すると急激に減圧さ
れて溶解していた空気が微細気泡となって微細気泡水流
吐出部２より水槽１に広がるのである。また、このよう
な運転を停止すると気泡水流発生手段の中で水中に溶解
していた空気は、前記手段の中の加圧がなくなるため、
再び気体化されて空気となり滞留する。

【００１５】さらに本発明の構成につき詳述するとポイ
ントとして、ポンプ５の吐出部６から吐出された循環水
１１は、循環水吐出部１２から送り管路３側とエジェク
タ部８側とへ分岐して流れるようにしたもので、特にポ
ンプ５、加圧用絞り部１３およびエジェクタ部８の３要
素により高圧化される。また高圧下での空気の加圧溶解
手段は、従来例ではレリーフバルブ１２６に設けた螺旋
通路１２０，１２１を交互に備えた気液混合器１２２が
空気の主加圧溶解であったが、本発明ではポンプ５を含
む循環水回路部Ａを空気の主加圧溶解としている。すな
わち送り管路３側の流量Ｑ１とエジェクタ部８側の流量
Ｑ２において、Ｑ２＞Ｑ１にすることにより、Ｑ２／Ｑ
１比を仮に循環回数とすると、前記循環回数を大とする
ことにより、空気を十分に加圧溶解することができる。
また循環水回路部Ａは、特にポンプ３のエアーがみを減
少させるバッファ効果も有する。すなわち加圧溶解した
空気が再気体化しても循環水回路部Ａに滞留しやすくな
るためである。

【００１６】上記実施例において本発明の特徴部分の動
作につき、処理Ｓ−１〜Ｓ−８にわたる図２のフローチ
ャートで説明する。制御手段２１はその運転スイッチを
入れて（Ｓ−１）運転を始める。Ｓ−２のポンプ５が運
転開始すると、Ｓ−３に移行し、圧力検知部１４が作動
し、送り管路３が設定圧力（正常検知）になったか否か
をチェックする。設定圧力になるとＳ−４に移行し、空
気流入器１６を開成し、空気を流入させて水に溶解させ
られるようにする。Ｓ−４の空気流入器１６が開成する
とＳ−５に移行し、圧力検知部１４の圧力に一定量の変
動常数設定した検知レベル、すなわち±ΔＰ以上に異常
変動（異常検知）したか否かをチェックする。異常変動
を検知するとＳ−６に移行し、空気流入器１６を開成か
ら閉成に切替えて空気流入を停止させる。つぎにＳ−６
の空気流入器１６が閉成するとＳ−７に移行し、空気混
合水排出開閉器２０を開成する。そして、加圧用絞り部
１３より抵抗の少ない空気混合水排出開閉器２０を含む
分岐路１９を介して送り管路３の主水量、圧力を微細気
泡水流吐出部２から浴槽１に排出して異常圧を減する。
さらにＳ−８でポンプ５の運転を停止するように制御し
たものである。したがって、送り管路３の異常圧が減圧
され水回路の安全性が保たれる。図示はしていないが、
圧力検知部１４の圧力センサを水量センサに代えても水
量に一定量の変動常数設定した検知レベル、すなわち±
ΔＱ以上に異常変動したか否かをチェックすることが可
能である。

【００１７】次に本発明の第２実施例について処理Ｓ−
９〜Ｓ−１７にわたる図３のフローチャートで説明す
る。制御手段２１はＳ−９の運転スイッチを入れて運転
開始からＳ−１３での圧力検知部１４が異常変動したか
否かをチェックするまでは、図２と同一制御のため、説
明を省略する。そして、Ｓ−１３の異常変動を検知する
とＳ−１４に移行し、制御手段２１のタイマが作動し、
圧力検知部１４の異常変動が所定の変動時間Δｔ＝ｔ１
経過したか否かをチェックする。変動時間Δｔ＝ｔ１経
過以内に異常変動が正常、すなわち±ΔＰ以内に戻る
と、Ｓ−１３からＳ−１４が繰り返される。一方、変動
時間Δｔ＝ｔ１を経過しても異常変動を検知するとＳ−
１５に移行し、空気流入器１６を閉成し、空気の流入を
停止させる。そして、Ｓ−１５の空気流入器１６の閉成
からＳ−１７のポンプ５の運転を停止させるまでは、図
２と同一制御のため、説明を省略する。

【００１８】なお図示はしていないが、本発明の図１に
おいて、本実施例では微細気泡水流吐出部２と流出部１
７を各々別構成したもので説明したが、一体化構成した
ものでも可能で、同様の作用効果が得られる。また送り
管路３の一部に加圧用絞り部１３を設けたもので説明し
たが、微細気泡水流吐出部２と一体化構成としても同様
の作用効果が得られる。さらにエジェクタ部８に設けた
水流入部９と空気流入部１０を各々別構成で説明した
が、空気流入部１０をエジェクタ部８の水流入部９と抵
抗部１５の間に設けても、同様の作用効果が得られる。
最後にエジェクタ部８の水流入部９の下流側に抵抗部１
５を設けたもので説明したが、水流入部９を抵抗部１５
と兼用、または水流入部９に連結する戻り管路１８の管
径を細くしても、同様の作用効果が得られることから、
図１の概略構成図に限定されるものではなく、前記構成
も本発明の範囲である。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明の
気泡水流発生装置の制御装置によれば次のような作用効
果を期待できる。

【００２０】請求項１記載の発明は加圧用絞り部と循環
水回路部の間の送り管路に設けた圧力検知部、または戻
り管路から送り管路の間に設けた水量検知部の少なくと
も一つを有する検知部と、この検知部の検知信号により
運転開始時に空気流入器を開成せしめると共に前記検知
信号が所定値以上の変動をした時、空気流入器を閉成
し、異常な圧力を排出する空気混合水排出開閉器を開成
せしめ、かつポンプを停止せしめる制御手段を備えてい
るから、ポンプ、循環水回路部、送り管路および戻り管
路等の水回路の異常発見を容易にできるとともに水回路
の保護を図り、安全性、耐久性を著しく向上できる。

【００２１】また請求項２記載の発明は検知部が異常信
号を検知すると、所定時間経過後に空気流入器を閉成せ
しめ、かつ空気混合水排出開閉器を開成せしめると共に
ポンプを停止せしめる制御手段を備えているから、水回
路の異常検知の信頼性が一段と向上し、誤作動をなくす
ることができる。

【００２２】図示して詳述していないが、圧力検知部と
水量検知部を併用すると、さらに異常検知指示の信頼性
が向上し、安定した微細気泡の発生とポンプ等の安全
性、耐久性をさらに優れたものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気泡水流発生装置の制御装置における
一実施例を示す概略構成図

【図２】同制御装置の動作フローチャート

【図３】本発明の第２実施例を示す制御装置の動作フロ
ーチャート

【図４】従来の噴流浴装置を示すシステム構成図

【図５】従来の噴流浴装置のシャトルバルブの断面図

【図６】従来の噴流浴装置のレリーフバルブの断面図

【符号の説明】

２ 微細気泡水流吐出部 ３ 送り管路 ５ ポンプ ６ 吐出部 ７ 戻り部 ８ エジェクタ部 ９ 水流入部 １０ 空気流入部 １２ 循環水吐出部 １３ 加圧用絞り部 １４ 検知部 １５ 抵抗部 １６ 空気流入器 １８ 戻り管路 １９ 分岐回路 ２０ 空気混合水排出開閉器 ２１ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 和男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 尾崎 行則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 河合 祐 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 邦夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−277363（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230358（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24H 1/00 302 A61H 23/00 501 - 538 F24H 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽と、この水槽に設けた微細気泡水流吐
   出部に連結した送り管路および水槽の水を流出する流出
   部に連結した戻り管路と、水槽の水を循環させるポンプ
   と、前記ポンプの吐出部と戻り部の間に接続し、かつ途
   中を送り管路へ接続して循環水吐出部となし、この循環
   水吐出部より前記水の一部を循環させる循環水回路部
   と、この循環水回路部の循環水吐出部と前記戻り部の間
   に設け、かつ前記戻り管路を接続した水流入部および空
   気流入器を接続した空気流入部、前記両流入部が連通し
   循環水により負圧作用を生じる負圧部を有するエジェク
   タ部と、このエジェクタ部から水と空気を負圧流入させ
   る抵抗部と、前記循環水吐出部から微細気泡水流吐出部
   までの前記送り管路に設けた加圧用絞り部と、この加圧
   用絞り部と並列に送り管路に接続し、かつ加圧用絞り部
   の絞り面積より大なる開口を有する空気混合水排出開閉
   器と、前記加圧用絞り部と循環水回路部の間の送り管路
   に設けた圧力検知部、または戻り管路から送り管路の間
   に設けた水量検知部の少なくともひとつを有する検知部
   と、前記検知部の検知信号により空気流入器を開成せし
   めるとともに前記検知信号が所定値以上の変動をした
   時、空気流入器を閉成、空気混合水排出開閉器を閉成か
   ら開成せしめ、かつポンプを停止せしめる制御手段を備
   えた気泡水流発生装置の制御装置。
2. 【請求項２】制御手段は検知部が異常信号を検知する
   と、所定時間経過後に空気流入器を閉成せしめ、かつ空
   気混合水排出開閉器を開成せしめると共にポンプを停止
   せしめる請求項１記載の気泡水流発生装置の制御装置。