JP3550698B2 - 気泡発生装置 - Google Patents

Description

【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、水槽内に微細気泡、大気泡を発生させる機能を有する気泡発生装置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の微細気泡を発生させる気泡発生装置（噴流浴装置）として、特公平３−１４４６４号公報の開示例を図７〜図１０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１０３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れた低圧噴流ノズル１０９並びに高圧噴流ノズル１１０を備えたノズルユニット１１１で構成されている。またポンプ１０３の吸入側管路１０５にはジェット通路１１２が設けられ、吐出側管路１０７からジェット通路１１２の間にはシャトルバルブ１１３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８の如くスプリング１１５に付勢された円錐弁１１６と、この円錐弁１１６に連結された弁棒１１７、空気取り入れ通路１１８、空気通路１１９で構成されている。さらに高圧噴流ノズル１１０は図９の如く螺旋通路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１２４および噴流吐出口１２５を備えたレリーフバルブ１２６で構成されている。
【０００４】
また、低圧フンリュウのする１０９は、図１０の如く流動通路１２７と、この流動通路１２７の外周に形成された空気流入通路１２８を備え、流動通路１２７の下流には細い通路１２９、広い室１３０、ノズル１３１が構成されている。また空気流入通路１２８は細い通路１３２を介して広い室１３０に連通している。次に動作を説明すると、微細気泡の発生時には図７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から微細気泡が噴出される。この時にはポンプ１０３の吐出圧力は分岐管路１１４に作用し、吐出圧力が大きくなり、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。
【０００５】
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力でポンプ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１２２に送られ加圧溶解されて、高圧噴流ノズル１１０の弁体１２４および噴流吐出口１２５から微細気泡が浴槽１０１に吐出される。一方、大気泡発生時には図７の２方弁１０８が切り替わり、ポンプ１０３からの温水は低圧噴流ノズル１０９から大気泡が浴槽１０１へ噴出される。
【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、微細気泡発生の運転時において、２方弁１０８を高圧噴流ノズル１１０側に切り替え、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１０３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ある。一方、大気泡発生の運転時において、２方弁１０８を低圧噴流ノズル１０９に切り替え、ポンプ１０３が作動すると温水１０２が微細気泡発生の運転時と同様の流入経路、すなわち吸入器１０６から吸入側管路１０５、ジェット通路１１２を介してポンプ１０３に吸入している。
【０００７】
このように微細気泡、大気泡運転時に温水１０２が同一経路で流入することは、特に大気泡発生では、大流量が必要で有るにもかかわらず、図８のシャトルバルブ１１３のジェット通路１１２が空気吸引のエジェクタ作用の機能を発揮させるため、一般的に言われているノズルとデュフューザとを兼用した構成としている。そのため開口面積が小さく、その結果として抵抗が大きくなり、ポンプ１０３の吸入負圧が大きくなり、大流量を確保することができない。
【０００８】
また、微細気泡発生の運転時、シャトルバルブ１１３は電気的な制御がなくても空気を自動吸入する優れた方式の１つであるが、シャトルバルブ１１３に設けた弁棒１１７が高圧力により作動し、前記弁棒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が開成し、空気を流入する構成である。このため高圧力の変化、すなわち図９のレリーフバルブ１２６のスプリング１２３によって付勢された弁体１２４からの噴流状態によって、前記弁体１２４が加わる付勢力が連続的に不安定に変化する。このため前記弁体１２４が不安定に開成することは、前記弁棒１１７に加わる付勢力も不安定となり、吸引される空気量が変化することになる。その結果として、安定した微細気泡の発生ができなくなる。すなわち、従来の技術では、大気泡、微細気泡ともに上述したような実用上の課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するもので、大気泡発生、微細気泡発生をともに安定化するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の気泡発生装置は、水槽と、この水槽に設けられた微細気泡発生部と大気泡発生部とからなる気泡噴流装置と、前記水槽の水を循環するポンプと、このポンプの吐出部と吸入部の間に設けたバイパス回路と、このバイパス回路から分岐し、大気泡発生部へ連通した第１往き管および微細気泡発生部へ連通した第２往き管と、大気泡発生時に第１往き管と第２往き管側に、微細気泡発生時に第２往き管とバイパス回路側へ流れを切り替える第１切り替え手段と、前記バイパス回路に設けた水流入部と空気流入部を有するエジェクタ部と、このエジェクタの一部に設け水と空気を負圧流入させる抵抗部と、空気流入部に設けた空気逆流防止装置と、この空気逆流防止装置と連通し空気量を調節する空気制御装置と、この空気制御装置の上流に設けた空気流入手段Ｂと、前記水槽の水をポンプの吸入部に吸入する戻り管と、この戻り管から分岐し大気泡発生時にポンプの吸入部に連通した第１戻り管とエジェクタ部の水流入部に連通した第２戻り管に切り替え、また微細気泡発生時に前記第２戻り管へと流れを切り替える第２切り替え手段と、前記大気泡発生部へ連通した空気流入手段Ａと、大気泡発生動作及び微細気泡発生動作の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、大気泡発生動作中に微細気泡発生動作への変更指示がなされたときは、空気流入手段Ａの閉成動作を優先的に行うとともに、ポンプの停止動作を行い、その後、第１切り替え手段を第２往き管側とバイパス回路側に、第２切り替え手段を第２戻り管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを作動させ、空気流入手段Ｂを開成させて微細気泡発生運転に入り、また、微細気泡発生動作中に大気泡発生動作への変更指示がなされたときは、空気流入手段Ｂの閉成動作を優先的に行うとともに、ポンプの停止動作を行い、その後、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを作動させ、空気流入手段Ａを開成させて大気泡発生運転に入り、また、大気泡発生動作中に停止指示 がなされたときは、ポンプ動作を停止するとともに、空気流入手段Ａを閉成状態とし、その後、空気流入手段Ｂを開成状態とするようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の気泡発生装置における第２技術手段は上記第１技術手段の制御手段を、微細気泡発生の運転スイッチを「切」にすると、空気流入手段Ｂを閉成状態にするとともに、ポンプ動作を停止し、その後、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを一定時間作動させ、その後、空気流入手段Ｂを開成状態とするようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の気泡発生装置における第３技術手段は、上記第１技術手段の制御手段を、気泡発生運転前の切り替え手段の設定として、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側としてなるものである。
【００１３】
またさらに、本発明の気泡発生装置における第４技術手段は、上記第１技術手段の制御手段を、第２往き管または第２戻り管に流量検知装置を備え、微細気泡運転開始時および微細気泡発生時に、前記流量検知装置の検知信号により正常か異常を判定して運転を制御する制御手段を備えるものである。
【００１４】
【作用】
上記第１技術手段において、制御手段により、（ａ）大気泡から微細気泡に変更する場合、ポンプを停止することにより、配管回路がほぼ大気圧に戻り、第１切り替え手段を第２往き管側に、第２切り替え手段を第２戻り管側に切り替える切り替えトルクが小さくなる。このことは各切り替え手段の耐久性を著しく向上することができる。また各切り替え手段の順位を限定する必要がなくなり、同時に切り替えができるため、切り替え時間を短かくすることができる。そして切り替えが終了するとポンプを作動して、微細気泡運転とする。一方、（ｂ）微細気泡から大気泡に変更する場合も同様に、ポンプを停止することにより、配管回路がほぼ大気圧に戻り、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替える切り替えトルクが小さくなる。作用効果は（ａ）と同様のため説明を省略する。そして切り替えが終了するとポンプを作動して、大気泡運転とする。
【００１５】
上記第１技術手段において、これまで流入していた空気流入手段Ａまたは空気流入手段Ｂを優先的に閉成せしめることによって、次の気泡運転準備が迅速化できる。またポンプがエアーがみすることなく安定した作動をすることができること、さらにポンプの耐久性も向上することができる。
【００１６】
上記第１技術手段において、大気泡発生の運転スイッチを「切」にすると、ポンプを停止し、空気流入手段Ｂを開成することによって、空気流入手段Ｂにかかっている負圧を大気圧に戻すことができる。エジェクタ部の空気流入部に設けた空気流入手段Ｂが閉成した状態では、ポンプの吸入部の負圧がそのまま空気流入部から空気流入手段Ｂの間にかかることになる。運転を「切」、すなわちポンプの作動がＯＦＦしても空気流入部に設けた空気逆流防止装置が働き閉成する。このとき空気逆流防止装置と連通し空気量を調節する空気制御装置、空気流入手段Ｂの間が、前記負圧の状態のままとなる。この負圧が大きくなる条件として、大気泡運転を連続使用（すなわち微細気泡運転をしないで）すると負圧が加算されるため、前記空気流入手段Ｂの開成に大トルクが必要となり、開成不能状態になりやすい。そのため大気泡発生の運転スイッチを「切」にすると、ポンプを停止後毎に、空気流入手段Ｂを開成することにより、負圧を大気圧に戻すことによって、微細気泡発生の運転スイッチを「入」にすると、小トルクで空気流入手段Ｂを開成できることになり、安定して微細気泡を発生することができる。
【００１７】
上記第２技術手段において、微細気泡発生の運転スイッチを「切」にすると、空気流入手段Ｂを閉成後、ポンプを停止するため、上述の如く、配管回路がほぼ大気圧に戻った状態で、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に同時切り替えができる。そしてポンプを作動し、ポンプを一定時間作動して、ポンプ、第１往き管および第２往き管内の未溶解の空気を水槽に排出させることにより、次の大気泡発生、微細気泡発生の安定化、すなわちポンプ作動の立ち上がりをスムーズにすることができる。次にポンプを停止後、空気流入手段Ｂを一定時間開成することにより、次の微細気泡運転時に小トルクで空気流入手段Ｂを開成することができる。
【００１８】
上記第３技術手段において、気泡発生運転前の切り替え手段の設定として、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側にすることによって、特に気泡の主機能であるマッサージ効果、温熱効果等の目的を大気泡発生の運転スイッチ「入」にすると、ポンプの作動と空気流入手段Ａの開成で、すぐに大気泡を発生することができる。
【００１９】
上記第４技術手段において、第２往き管または第２戻り管に流量検知装置を備え、微細気泡運転開始時および微細気泡発生時に、前記流量検知装置の検知信号により正常か異常を判定して運転を制御することによって、特に微細気泡発生における異常を検知、すなわちポンプのエアーがみによる流量低下や切り替え手段の異常による流量低下、上昇や微細気泡発生部と第２往き管の目詰まり等を検出することができる。また異常検知の検知信号を出力し、ポンプのエアーパージや目詰まりクリーニング操作、使用者に異常を知らせる等を容易に制御操作することができる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の一実施例につき、図１（ａ）大気泡発生時、（ｂ）微細気泡発生時の配管回路図にしたがい説明する。１は気泡を水中に生じさせる浴槽等の水槽、２は水槽１の水中に微細気泡を生じさせる微細気泡発生部で、直列一体化した大気泡発生部３を介して水槽１に通じる。大気泡発生部３は水槽１に取付け、空気流入手段Ａ２２に連通し水中に大気泡を生じさせる。５は水槽１の水４を循環させるポンプで、吐出部６と吸入部７を有する。８はバイパス回路で、一端をポンプ５の吐出部６に、他端を吸入部７に接続するとともに、途中に第１切り替え手段１１で、モータ式の３方弁を設け、第１往き管９と第２往き管１１とバイパス回路８に連通する。
【００２１】
そして、１２は前記第１切り替え手段１１とポンプ５の吸入部７の間に接続したエジェクタ部で、微細気泡発生時のみ空気を流入せしめる空気流入部１３と微細気泡発生時と大気泡発生時に水槽１の水４を流入する水流入部１４を備えている。１５は水流入部１４またはその近傍の第２戻り管１８の管径を絞って形成した抵抗部で、エジェクタ部１２に水と空気を負圧流入させるためのものである。１６は水槽１の水４をポンプ５の吸入部７に連通した戻り管で、この戻り管１６は微細気泡発生時に第２戻り管１８に、大気泡発生時に第１戻り管１７と第２戻り管１８に戻り水を切り替える第２切り替え手段１９で、モータ式の３方弁よりなる。
【００２２】
２０は空気流入部１３またはその近傍に備えた空気逆流防止装置で、この空気逆流防止装置２０は微細気泡発生時に空気量を制御する空気制御装置２１に逆流する空気と水を防止し安定して空気を流入させるもので、空気流入手段Ｂ２３に連通している。２５はポンプ５、第１切り替え手段１１、第２切り替え手段１９、空気流入手段Ａ２２、空気流入手段Ｂ２３にそれぞれ結線した制御手段２４に行う操作部で、大気泡用釦と微細気泡用釦を備えている。
【００２３】
以下、実施例の気泡発生の動作を簡単に説明する。
【００２４】
（ａ）大気泡発生の運転操作部２８で大気泡発生の指示をし、大気泡スイッチを「入」にすると制御手段２４により次のように制御される。第２切り替え手段１９を第１戻り管１７と第２戻り管１８側に、第１切り替え手段１１を開成し第１往き管９と第２往き管１０に各々切り替える。そして、ポンプ５が運転を開始すると、水槽１の水４が戻り管１６から第１戻り管１７と第２戻り管１８の２経路を通り、ポンプ５の吸入部７に吸入される。このように２経路から吸入することは、大気泡発生に必要な大水量を確保するためである。そしてポンプ５の吐出部６からバイパス回路８に吐出される。吐出された水４は第１切り替え手段１１によりバイパス回路８が閉成されているため、第１往き管９と第２往き管１０の２経路を通り、大気泡発生部３からいきよいよく吐出される。そしてこの吐出力により、既にポンプ運転と同時に開成している空気流入手段Ａ２２から流入してきた空気が水に混入して水槽１に広がり大気泡が発生する。この時、第２往き管に水を流す理由は、大気泡発生に必要な大水量を確保すること、また微細気泡発生部２が細孔で構成されているため、前記細孔が目詰まりしやすいことから大気泡発生時毎に洗浄操作をして微細気泡を安定して発生させることができるようにしたものである。
【００２５】
（ｂ）微細気泡発生の運転操作部２５で微細気泡発生の指示をし、微細気泡スイッチを「入」にすると制御手段２４により次のように制御される。第１切り替え手段１１を切り替え、第２往き管１０とバイパス回路８側に、第２切り替え手段１９を第２戻り管２１側に、各々切り替える。そして、ポンプ５が運転を開始すると、水槽１の水４が戻り管１６から第２戻り管１８を通り、エジェクタ部１２の水流入部１４から負圧吸入される。そして、この水４がポンプ５の吸入部７に吸入されると、ポンプ５の吸入側の圧力が上昇するとともに吐出部６側の圧力も昇圧される。すなわち、微細気泡発生部２の吐出口が細孔で構成されているので、ポンプ５は略締切運転の状態で動作しているので、吸入部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、ポンプ５、バイパス回路８、第２往き管１０が昇圧される。
【００２６】
このような運転状態においてポンプ５の運転と同時に開成している空気流入手段Ｂ２３から空気を流入し、空気制御装置２１により一定の安定した空気量にして空気逆流防止装置２２を介して空気流入部１３よりエジェクタ部１２に吸引され、そして吸入部７からポンプ５に入り吐出部６からバイパス回路８側と第２往き管１０の両方に流れる。この時、バイパス回路８、第２往き管１０は高圧に昇圧されているため、先に吸引された空気は溶解された状態にある。そして空気の溶解された水が微細気泡発生部２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大気泡発生部３を経て、水槽１に乳白色と広がる。前記流入された空気はポンプ５の吸入部７から吸入され、ポンプ５の高速回転翼により微細空気化され、気液接触効率が大きくなり、ポンプ５を含む高圧化された水回路で、ほぼ瞬間的に加圧溶解される。
【００２７】
また、未溶解の空気は第１切り替え手段１１から第２往き管１０側に吐出する水量Ｑ１とバイパス回路８側に流れる再循環水Ｑ２とエジェクタ部１２の水流入部１４から流入する水量Ｑ３とした場合、Ｑ１＝Ｑ３、すなわち微細気泡発生部２から吐出した水量はＱ１となり、吐出した水量Ｑ１分のみをＱ３分として流入させる。一方、バイパス回路８側に流れる再循環する水量Ｑ２は可能な限り多くすることが望ましい。なぜならＱ２／Ｑ１比を仮に循環回数とすると、この循環比を大とすることにより、未溶解空気をバイパス回路８内でさらに加圧溶解することができる。
【００２８】
図２は大気泡発生から微細気泡に変更（ａ）および微細気泡から大気泡に変更（ｂ）する場合のフローチャートを示し、このフローチャートにしたがい説明する。ただし大気泡スイッチを「入」のＳ１から空気流入手段Ａ２２の開成Ｓ５、微細気泡スイッチを「入」のＳ１３から空気流入手段Ｂ２３の開成Ｓ１７はすでに上述しているので説明を省略する。（ａ）の如く大気泡発生中から微細気泡発生に操作部２５により変更を指示、すなわち微細気泡スイッチを「入」にすると（Ｓ６）、優先的に空気流入手段Ａ２２を閉成し（Ｓ７）、ポンプが停止する（Ｓ８）。
【００２９】
次に第１切り替え手段１１を切り替え（Ｓ９）、第２往き管１０とバイパス回路８に通水するように切り替える。そして第２切り替え手段１９を第２戻り管２１に切り替える（Ｓ１０）。各切り替え手段１１、１９が切り替わると、ポンプ５を作動させ（Ｓ１１）、空気流入手段Ｂ２３を開成し（Ｓ１２）、微細気泡発生の運転に入る。このようなシーケンスによることによって、まず大気泡から微細気泡に気泡変更しても、大気泡発生部３にも上述した水量Ｑ１が流れるため、前記大気泡発生部３のエジェクタ作用により、前記空気流入手段Ａ２２が開成したままであると空気が流入し、微細気泡と混合されて、微細気泡の発生量が減少する。このため、空気流入手段Ａ２２を優先的に閉成するものである。
【００３０】
また、ポンプ５を停止し、配管回路を大気圧状態で各切り替え手段を切り替えることができるため、小トルクで切り替えることができる。そしてポンプ５を作動し、気流入手段Ｂ２３を開成すると微細気泡が発生する。切り替えトルクが小トルクであることは、各切り替え手段の耐久性が向上し、より安定、確実に切り替えることができるものである。さらに各切り替え手段の切り替え順位に限定されることがなく、同時に短時間切り替えができる。さらにまたポンプの停止、作動の時間も短く、気泡変更時間が総合的に迅速化できる。
【００３１】
最悪な高負圧状態になる条件は、ポンプを作動中に第１切り替え手段１１を第１往き管９と第２往き管１０に連通開成したままで、かつ第２切り替え手段１９を第２戻り管に切り替えると、エジェクタ部１２の水流入部１４のみの流入水となるために高負圧状態が生じる。また高負圧になると上述の開成トルクを大トルクにする必要があること、水回路や空気流入回路等の接続部から異常な空気が流入することになる。さらにポンプ５から異常音が発生するなどの問題が生じ、これを避けるため、上記のような制御が必須条件となる。
【００３２】
一方、（ｂ）の如く微細気泡発生中から大気泡発生に操作部２５により変更を指示、大気泡スイッチを「入」にすると（Ｓ１８）、優先的に制御手段２４が空気流入手段Ｂ２２を閉成し（Ｓ１９）、ポンプ５を停止する（Ｓ２０）。次に第２切り替え手段１９を第１戻り管１７と第２戻り管１８に切り替え（Ｓ２１）、第１切り替え手段１１を切り替え（Ｓ２２）、第１往き管９と第２往き管１０に切り替える。各切り替え手段１９、１１が切り替わるとポンプを作動し（Ｓ２３）、空気流入手段Ａ２２を開成し（Ｓ２４）、大気泡発生の運転に入る。このようなシーケンスにすることによって、（ａ）と同様の効果が得られる。また微細気泡から大気泡に気泡変更しても、前記空気流入手段Ｂ２３が開成していると、バイパス回路８に水が循環しているため、エジェクタ部１２が負圧状態となり、空気が常時流入してポンプ５が大気泡になっても常にエアーがみ状態で運転することになる。
【００３３】
このため、空気流入手段Ｂ２３を優先的に閉成するものである。最悪な高負圧状態になる条件は、ポンプ５が作動中に第２切り替え手段１９を第２戻り管２１に連通したままで、かつ第１切り替え手段１１を切り替え、第１往き管９と第２往き管１０側に切り替えると、エジェクタ部１２の水流入部１４のみの流入水となるために高負圧状態が生じる。また高負圧になると第３切り替え手段１９の切り替えトルクを大トルクにする必要があること、水回路や空気流入回路等の接続部から異常な空気が流入することになる。さらにポンプ５から異常音が発生するなどの問題が生じ、これを避けるため、上記のような制御が必須条件となる。
【００３４】
図３は大気泡発生の停止後のフローチャートを示す。Ｓ１〜Ｓ５は図２と同一制御手段であるから説明は省略する。大気泡スイッチを「切」にする（Ｓ２５）と、ポンプ５が停止し（Ｓ２６）、空気流入手段Ａ２２が閉成する（Ｓ２７）。その後、空気流入手段Ｂ２３を開成する（Ｓ２８）。このような制御手段を行うことによって、大気泡発生時に生じるエジェクタ部１２の空気流入部１３の空気逆流防止装置２０から気泡流入手段Ｂ２３までの高負圧状態を大気圧に戻すことができる。このことは微細気泡発生時に空気流入手段Ｂ２３の開成トルクを小さくすることができ、常に安定した開成作動ができる。大気泡発生時にエジェクタ部１２内が高負圧状態になる要因として、ポンプ５の吸入部７までの抵抗が大きいこと、すなわち第２切り替え手段１９、第１戻り管１７、第２戻り管１８および戻り管１６等の総抵抗によって決定される。
【００３５】
しかしながら、前記第２切り替え手段１９の３方弁のボール径を大きくして抵抗を小さくすることは可能であるが、コスト高となる。また各戻り管１６、１７、１８の管径を大きくして抵抗を小さくすることも可能であるが、これもコスト高と経済的でなくなる。このように経済性を考慮すると、高負圧状態は避けることができない。さらに、もし大気泡発生を連続して使用すると、大気泡発生毎に負圧が増加し、エジェクタ部１２の接続部から異常な空気が流入しやすくなり、ポンプ５がエアーがみが生じ、気泡発生が安定して運転することができなくなるなどの問題が発生する。
【００３６】
図４は微細気泡発生の停止後のフローチャートを示す。Ｓ１３〜Ｓ１７は図２と同一の制御手段であるから説明は省略する。微細気泡スイッチを「切」にする（Ｓ２９）と、空気流入手段Ｂ２３を閉成し（Ｓ３０）、ポンプ５を停止する（Ｓ３１）。次に第２切り替え手段１９を第１戻り管１７と第２戻り管１８側に切り替え（Ｓ３２）、第１切り替え手段１１を第１往き管９と第２往き管１０側に切り替える（Ｓ３３）。そして各切り替え手段１９、１１が切り替わると、ポンプ５を作動させ（Ｓ３４）、ポンプ５を一定時間ｔ作動させた（Ｓ３５）後、ポンプ５を停止し（Ｓ３６）、空気流入手段Ｂ２３を開成する（Ｓ３７）。
【００３７】
このような制御手段を行うことによって、ポンプ５、バイパス回路８、第２往き管１０の未溶解空気を水槽１に排出させると同時に、微細気泡発生部２の細孔部を洗浄することができる。また操作時に生じるエジェクタ部１２の空気流入部１３の空気逆流防止装置２０から気泡流入手段Ｂ２３までの高負圧状態を大気圧に戻すことができる。このことは図３で詳述したような微細気泡発生時に空気流入手段Ｂ２３の開成トルクを小さくできる。
【００３８】
図５は気泡運転前の各々の切り替え手段設定について、微細気泡発生時を代表例としたフローチャートを示す。Ｓ１３〜Ｓ１７は図２と同一の制御手段であるから説明は省略する。微細気泡スイッチを「切」する（Ｓ３８）と、空気流入手段Ｂ２３を閉成する（Ｓ３９）とともに、ポンプ５を停止する（Ｓ４０）。その後、第２切り替え手段１９を第１戻り管１７、第２戻り管１８側に切り替え（Ｓ４１）、第１切り替え手段１１を第１往き管９と第２往き管１０側に切り替える（Ｓ４２）。このような制御手段を行うことによって、特に気泡の主機能であるマッサージ効果、温熱効果等の目的を大気泡発生の運転スイッチ「入」にすると、ポンプ５の作動と空気流入手段Ａ２２の開成で、すぐに大気泡を発生することができる。
【００３９】
図６は図１の変形例で、第２往き管１０に流量検知装置２６を設け、微細気泡発生時を代表例とした配管回路図を示す。図１の実施例と同一構造で同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。微細気泡運転開始時および微細気泡発生時に、前記流量検知装置２６の検知信号により正常か異常を判定して運転を制御することによって、特に微細気泡発生における異常を検知、すなわちポンプ５のエアーがみによる流量低下や各々の切り替え手段１１、１９の切り替え異常による流量低下や流量上昇や微細気泡発生部２、第２往き管１０、戻り管１６、第２戻り管１８、バイパス回路８等の目詰まりを検出することができる。
【００４０】
また、異常検知の検知信号を出力し、ポンプ５のエアーパージや各々の配管目詰まりクリーニング操作、使用者に異常を知らせる等を容易に制御操作できる極めて有効な手段である。図中では詳述していないが、第２戻り管１８に流量検知装置を設けても同様の効果を有する。
【００４１】
図７は図１の第２変形例で、第２切り替え手段２２のモータ式の３方弁を、モータ式の２方弁からなる第２切り替え手段２９とし、微細気泡発生時を代表例とした配管回路図を示す。図１の実施例と同一構造で同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。戻り管１６に分岐部２８を備え、この分岐部２８から第１戻り管３０と第２戻り管３１を分岐している。
【００４２】
前記第１戻り管３０とバイパス回路８との間に、第２切り替え手段２９を設け、微細気泡発生時には、前記第２戻り管３１からエジェクタ部１２の水流入部１４のみから水を流入するように、第２切り替え手段３０を閉成する。この第２切り替え手段２９をモータ式の２方弁にすることによって、低コスト化と、図中では詳述していないが、図１の配管回路図と比較してもわかるように、大気泡発生時にポンプ５の吸入部７への流入量が多くなり、吸入抵抗の低減が可能となる。また制御手段２４は図２と同一であることから、動作説明は省略する。
【００４３】
図８は図１の第３変形例で、微細気泡発生部２と大気泡発生部３が直列一体化したものから、水槽１に並列分離化し、微細気泡発生部３２と大気泡発生部３３に分離し、微細気泡発生時を代表例とした配管回路図を示す。図１の実施例と同一構造で同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。微細気泡発生部３２に第２往き管３５を、また大気泡発生部３３に第１往き管３４、戻り管１６および空気流入手段Ａ２２をそれぞれ連結している。
【００４４】
微細気泡発生時には、バイパス回路８で空気を加圧溶解した水は、第１切り替え手段１１から第２往き管３５を通り、細孔構成からなる微細気泡発生部３２で急激に減圧され、水槽１に微細気泡に吐出される。図中では詳述していないが、大気泡発生時には第１往き管３４と第２往き管３５の両方に流れ、大気泡発生部３３から吐出する水量はやや減少する。しかしながら、図８の配管回路図の構成は、特にユニットバス等の施工時、浴槽とユニット壁との距離が狭く、図１のような直列一体化の気泡噴流装置が施工できない場合に有効な手段である。また制御手段２４は図２と同一であることから、動作説明は省略する。
【００４５】
【発明の効果】
このように本発明の請求項１記載の気泡発生装置は、大気泡から微細気泡に変更する時、あるいは微細気泡から大気泡に変更する時、かならずポンプを停止して、配管回路がほぼ大気圧に戻った状態で、各切り替え手段が切り替わるため、切り替えトルクを小トルクとすることができ、各切り替え手段の耐久性を著しく向上できること。また各切り替え手段の切り替え順位を限定することなく、同時に切り替えができることから、切り替え時間を迅速化できる。
【００４６】
また、微細気泡発生時に空気流入手段Ａからの空気の流入が無くなり、微細気泡の消泡作用を防止できる。また大気泡発生時に空気流入手段Ｂからの空気の流入が無くなり、ポンプがエアーがみすることなく安定した作動をすることができること、またポンプの耐久性を向上することができる。
【００４７】
また、大気泡発生の運転スイッチを「切」にし、空気流入手段Ｂを開成することによって、空気流入手段Ｂにかかっている負圧を大気圧に戻すことによって、微細気泡発生の運転スイッチを「入」にすると、小トルクで空気流入手段Ｂを開成できることになり、安定して微細気泡を発生することができる。
【００４８】
また、本発明の請求項２記載の気泡発生装置は、微細気泡発生の運転スイッチを「切」にし、空気流入手段Ｂを閉成し、ポンプを停止して、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替える。そしてポンプを作動して、ポンプを一定時間作動させて後、ポンプを停止し、空気流入手段Ｂを開成することによって、ポンプ、第１往き管および第２往き管内の未溶解の空気を水槽に排出できる。また次の大気泡発生、微細気泡発生を安定化、すなわちポンプ作動の立ち上がりをスムーズにすることができる。さらに次にポンプを停止後、空気流入手段Ｂを一定時間開成することにより、小トルクで空気流入手段Ｂを開成することができる。
【００４９】
また、本発明の請求項３記載の気泡発生装置は、気泡発生運転前の切り替え手段の設定として、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側することによって、特に気泡の主機能であるマッサージ効果、温熱効果等の目的を大気泡発生の運転スイッチ「入」にすると、ポンプの作動と空気流入手段Ａの開成で、迅速に大気泡を発生することができる。
【００５０】
さらに、本発明の請求項４記載の気泡発生装置は、第２往き管または第２戻り管に流量検知装置を備えることによって、微細気泡運転開始時および微細気泡発生時に、正常か異常を判定して運転を制御することができる。特に微細気泡発生における異常を検知、すなわちポンプのエアーがみによる流量低下や切り替え手段の異常による流量低下、流量上昇や微細気泡発生部と第２往き管の目詰まり等を検出することができる。また異常検知の検知信号を出力し、ポンプのエアーパージ操作や目詰まりクリーニング操作、使用者に異常を知らせる等を容易に制御操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施例における気泡発生装置の大気泡発生時を示す構成図
（ｂ）同装置の微細気泡発生時を示す構成図
【図２】（ａ）同装置の大気泡発生から微細気泡発生に変更する制御手段の動作フローチャート
（ｂ）同装置の微細気泡発生から大気泡発生に変更する制御手段の動作フローチャート
【図３】同装置の大気泡発生停止後の制御手段の動作フローチャート
【図４】同装置の微細気泡発生停止後の制御手段の動作フローチャート
【図５】同装置の微細気泡発生停止後の切り替え手段設定の制御手段の動作フローチャート
【図６】同装置の第１変形例における微細気泡発生時を示す構成図
【図７】同装置の第２変形例における微細気泡発生時を示す構成図
【図８】同装置の第３変形例における微細気泡発生時を示す構成図
【図９】従来の噴流浴装置を示すシステム構成図
【図１０】同装置のシャトルバルブの断面図
【図１１】同装置のレリーフバルブの断面図
【図１２】同装置の低圧噴流ノズルの断面図
【符号の説明】
１ 水槽
２、３２ 微細気泡発生部
３、３３ 大気泡発生部
５ ポンプ
６ 吐出部
７ 吸入部
８ バイパス回路
９、３４ 第１往き管
１０、３５ 第２往き管
１１ 第１切り替え手段
１２ エジェクタ部
１３ 空気流入部
１４ 水流入部
１５ 抵抗部
１６ 戻り管
１７、３０ 第１戻り管
１８、３１ 第２戻り管
１９、２９ 第２切り替え手段
２０ 空気逆流防止装置
２１ 空気制御装置
２２ 空気流入手段Ａ
２３ 空気流入手段Ｂ
２４、２７ 制御手段
２５ 操作部
２６ 流量検知装置

Claims (4)

1. 水槽と、この水槽に設けられた微細気泡発生部と大気泡発生部とからなる気泡噴流装置と、前記水槽の水を循環するポンプと、このポンプの吐出部と吸入部の間に設けたバイパス回路と、このバイパス回路から分岐し、大気泡発生部へ連通した第１往き管および微細気泡発生部へ連通した第２往き管と、大気泡発生時に第１往き管と第２往き管側に、微細気泡発生時に第２往き管とバイパス回路側へ流れを切り替える第１切り替え手段と、前記バイパス回路に設けた水流入部と空気流入部を有するエジェクタ部と、このエジェクタの一部に設け水と空気を負圧流入させる抵抗部と、空気流入部に設けた空気逆流防止装置と、この空気逆流防止装置と連通し空気量を調節する空気制御装置と、この空気制御装置の上流に設けた空気流入手段Ｂと、前記水槽の水をポンプの吸入部に吸入する戻り管と、この戻り管から分岐し大気泡発生時にポンプの吸入部に連通した第１戻り管とエジェクタ部の水流入部に連通した第２戻り管に切り替え、また微細気泡発生時に前記第２戻り管へと流れを切り替える第２切り替え手段と、前記大気泡発生部へ連通した空気流入手段Ａと、大気泡発生動作及び微細気泡発生動作の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、大気泡発生動作中に微細気泡発生動作への変更指示がなされたときは、空気流入手段Ａの閉成動作を優先的に行うとともに、ポンプの停止動作を行い、その後、第１切り替え手段を第２往き管側とバイパス回路側に、第２切り替え手段を第２戻り管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを作動させ、空気流入手段Ｂを開成させて微細気泡発生運転に入り、また、微細気泡発生動作中に大気泡発生動作への変更指示がなされたときは、空気流入手段Ｂの閉成動作を優先的に行うとともに、ポンプの停止動作を行い、その後、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを作動させ、空気流入手段Ａを開成させて大気泡発生運転に入り、また、大気泡発生動作中に停止指示がなされたときは、ポンプ動作を停止するとともに、空気流入手段Ａを閉成状態とし、その後、空気流入手段Ｂを開成 状態とするようにした気泡発生装置。
2. 微細気泡発生動作中に停止指示がなされたときは、空気流入手段Ｂを閉成状態にするとともに、ポンプ動作を停止し、その後、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側に、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に切り替え、前記切り替え動作が完了すると、ポンプを一定時間作動させ、その後、空気流入手段Ｂを開成状態とするようにした請求項１記載の気泡発生装置。
3. 気泡発生運転前の第１及び第２切り替え手段の設定は、第１切り替え手段を第１往き管と第２往き管側に、第２切り替え手段を第１戻り管と第２戻り管側としてなる請求項１記載の気泡発生装置。
4. 第２往き管または第２戻り管に流量検知装置を備え、微細気泡運転開始時および微細気泡発生時に、前記流量検知装置の検知信号により正常か異常を判定して運転を制御する制御手段を備えてなる請求項１記載の気泡発生装置。

Images