JP3588823B2 - 気泡発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、浴槽内に気泡を発生させる気泡発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の気泡発生装置は図４、図５に示すように、浴槽１と浴槽１に設けられた微小断面積の流路（図示せず）をもった微細気泡発生手段２および大気泡噴出手段３からなる気泡噴出装置４と、浴槽１内の水を循環させる循環ポンプ５と、循環ポンプ５吐出側と吸込側を接続するバイパス路６と、バイパス路６に設けたエジェクタ７と、循環ポンプ５とエジェクタ７の間に設けられたバイパス開閉手段８と、循環ポンプ５とバイパス開閉手段８の間から大気泡噴出手段３に配管された往き管９と、往き管９に設けられた開閉手段１０と、エジェクタ７とバイパス開閉手段８の間から微細気泡発生手段２に配管された送り管１１と、送り管１１に設けられた逆止手段１２と、往き管９に設けられ開閉手段１０の下流側で往き管９から送り管１１への方向へのみ流れるバイパス管１３と、循環ポンプ５と浴槽１を接続する戻り管１４と、戻り管１４に設けられ循環ポンプ５への吸引方向を前記エジェクタ７の吸入部側および戻り管１４側に切り替える切り替え手段１５と、切り替え手段１５からエジェクタ７に配管された吸い込み管１６とエジェクタ７と大気とを接続した空気導入手段１７とで構成されていた。
【０００３】
次に動作を図４、図５で説明する。微細気泡発生時には循環ポンプ５を運転すると水は戻り管１４から吸い込み管１６、エジェクタ７、バイパス路６、切り替え手段１５を介して循環ポンプ５に吸引される。このときバイパス路６及び送り管１１内の圧力は高圧になる。このとき開閉手段１０は閉であり、切り替え手段１５はエジェクタ７側と循環ポンプ５が連通するように切り替えられている。さらに空気導入手段１７から吸引された空気はエジェクタ７から吸引され、バイパス路６内で高圧になった水と混合され加圧溶解される。この後加圧溶解された水はバイパス路６を循環しながら、一部は送り管１１へと送られる。送り管１１へ送られた水は微細気泡発生手段２で減圧されて微細気泡が発生し浴槽１内に吐出される。
【０００４】
大気泡発生時には循環ポンプ５を運転すると水は戻り管１４から切り替え手段１５を介して循環ポンプ５に吸引される。このとき開閉手段１０は開であり、切り替え手段１５は戻り管１４側と循環ポンプ５が連通するように切り替えられている。さらに水は循環ポンプ５から往き管９に送られ、開閉手段１０を通過して大気泡噴出手段３に送られる。これと共に往き管９からバイパス管１３を通過して送り管１１を通過して大気泡噴出手段３に送られる。ここで大気泡が浴槽内に発生する（特願平５−３７９２号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、微細気泡発生時に空気導入手段から空気が一定量吸引されるが、常に一定空気量が吸引されるために、ある一定の時間を過ぎると循環ポンプ及びバイパス管内に空気が混入して水を循環しなくなり、循環ポンプの性能が落ちて微細気泡の発生が減少するという課題があった。また吸引空気量を減らすと微細気泡の発生量が減少するといった課題があった。本発明は微細気泡発生時に一定量以上の空気を吸引しても自動的に空気を排出する様にし、電圧などの諸条件に関わらず満足のいく微細気泡量を発生できる気泡発生装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、浴槽と、浴槽に設けられた気泡発生ノズルと、気泡発生ノズルに設けられた微細気泡発生手段と、浴槽の水を循環する循環ポンプと、循環ポンプと浴槽との間に設けられた三方弁と、三方弁と浴槽とを接続する戻り管と、循環ポンプ吐出側に設けられた分岐部と、分岐部に設けられた衝突部と、分岐部と三方弁を接続するバイパス回路と、バイパス回路に設けられたバイパス二方弁と、バイパス回路に設けられバイパス二方弁の下流側に設けられたエジェクタと、エジェクタに設けられた水吸引部及び空気吸引部と、空気吸引部に接続された一定空気量吸引手段と、水吸引部と戻り管とを接続する吸い込み管と、分岐部と浴槽を接続する主吐出管及び副吐出管と、主吐出管に設けられた二方弁と、副吐出管に設けられた逆止弁とで構成したものである。
【０００７】
【作用】
本発明は上記した構成により、微細気泡発生時にはバイパス二方弁を開成しエジェクタに流すことにより、エジェクタの昇圧作用によりバイパス回路内圧力を昇圧するとともに、エジェクタの空気吸引部から空気を吸引させてバイパス回路内を空気が溶解した高圧水の状態になる。この時の状態を細かな現象としてとらえると、循環ポンプから吐出した加圧溶解された水は分岐部に設けられた衝突部に衝突し副吐出管路を通過して微細気泡発生手段で減圧され浴槽内に微細気泡として噴出されるものと、再度エジェクタ側に流れ空気吸引部から吸引された空気、水吸引部から吸引された水と加圧混合されて循環ポンプ内に戻るものに分離される。この現象を一定時間続けると、常に一定空気量を吸引しているために高圧水に溶ける空気量をこえてくる。こうなれば分岐部に設けた衝突部では逆に衝突により乱流が発生しているために圧力変化がおきており、空気が多く析出するようになる。こうなれば空気は一定量吸引されるが、一定量分離され余剰空気を多く含んだ加圧水として副吐出管へ送られるようになる。
【０００８】
また大気泡発生時には、バイパス二方弁を閉成することにより、循環ポンプから吐出した水を大気泡噴出手段から噴出させる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明における一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１〜図３において、１８は浴槽であり浴槽１８には微細気泡発生手段１９を備えた気泡発生ノズル２０が設けられている。また２１は循環ポンプであり、循環ポンプ２１の吸い込み側と浴槽１８との間は三方弁２２を介して戻り管２３で接続されている。さらに循環ポンプ２１の吐出側には衝突部２４ａを備えた分岐部２４が設けられ、分岐部２４と三方弁２２はバイパス二方弁２５、エジェクタ２６を介してバイパス回路２７が設けられている。また分岐部２４から気泡発生ノズル２０へは二方弁２８を介して主吐出管２９で接続されている。さらに分岐部２４から微細気泡発生手段１９へは逆止弁３０、気液分離タンク３１を介して副吐出管３２が設けられている。さらに分岐部２４から気液分離タンク３１の吐出部３１ａまでの配管は略水平に配管されている。またエジェクタ２６には水吸引部３３、空気吸引部３４が設けられており、水吸引部３３と戻り管２３は吸い込み管３５で接続されている。またエジェクタ２６の空気吸引部３４と大気とは逆止弁３６、圧力制御手段である定流量ガバナ３７、電磁弁３８を介して空気管３９が設けられている。さらに大気泡噴出手段である気泡発生ノズル１９と大気とは電磁弁４０を介して空気管４１が設けられている。４２は水の流れを示す矢印、４３は空気の流れを示す矢印、４４は微細気泡、４５は大（ジェット）気泡を示す。
【００１０】
次に本発明における動作を図１〜図３により説明する。微細気泡発生時の動作を図１及び図２により説明する。循環ポンプ２１を運転すると、循環ポンプ２１から出た水は分岐部２４に流れる。ここで水流は分岐部２４に設けられた衝突部２４ａに衝突し、バイパス回路２７と、副吐出管３２とに分離されて流れる。このときバイパス回路２７に流れた水によりエジェクタ２６に吸引作用がおこり、これにより、戻り管２３の水は吸い込み管３５を介して水吸引部３３からバイパス回路２７に吸引される。このように水が吸引されると循環ポンプ２１の吸込側の圧力が高くなると共に、循環ポンプ２１の吐出側の圧力も高くなり、循環ポンプ２１からは高圧の水がバイパス回路２７および副吐出管３２へと送られる様になる。この時電磁弁３８が開成され、空気が定流量ガバナ３７、逆止弁３６を介して空気吸引部３４からバイパス回路２７を流れる水の流れで生じるエジェクタ２６の吸引作用により吸引される。さらにエジェクタ２６の空気吸引部３４で吸引された空気はバイパス回路２７および循環ポンプ２１で加圧された水と混合して加圧溶解される。さらに空気を加圧溶解した水は副吐出管３２の逆止弁３０、気液分離タンク３１を通過して微細気泡発生手段１９へと送られる。しかしながらエジェクタ２６の空気吸引部３４からは循環ポンプ２１運転中には常に一定量の空気が吸引されるために、バイパス回路２７内及び循環ポンプ２１内には加圧溶解されない余剰空気が増加してくる。このようになれば、循環ポンプ２１の吐出側に設けられた分岐部２４に設けられた衝突部２４ａでは水流が衝突した際に生じる乱流などで圧力の変化が起こり、さらに余剰空気が析出するようになる。しかし衝突部２４ａで発生した余剰空気は副吐出管３２側に流れる水と共に逆止弁３０を通過して気液分離タンク３１に送られるようになる。またバイパス回路２７側には余剰空気が送られるが、衝突部２４ａで無理に余剰空気として析出させているために一時的に余剰空気となっているだけでバイパス回路２７内の余剰空気は徐々に圧力溶解されていく。また副吐出管３２側に流れた余剰空気は気液分離タンク３１の吐出部３１ａまで略水平に構成された配管を流れるために余剰空気の強制的な合体はなく自然な状態で気液分離タンク３１内に流出し気液分離タンク３１内の上部に溜められる。ここで余剰空気と空気を加圧溶解した水に分離され、空気を加圧溶解した水だけが副吐出管３２内を流れ、微細気泡発生手段１９の微小断面流路（図示せず）から噴出されることにより急激に減圧される。その結果、高圧時に溶解していた空気は減圧され微細気泡となり浴槽１８に噴出される。
【００１１】
また気液分離タンク３１の上流部には逆止弁３０が設けられているために、循環ポンプ２１が停止して循環ポンプ２１内の圧力が下がっても空気を加圧溶解した水は副吐出管３２を逆流せずに浴槽１８側へ送られ、副吐出管３２内に出現する空気も水とともに浴槽１８側へ排出され、循環ポンプ２１内には水が逆流せず、空気が溜まりにくい。微細気泡発生動作においては定流量ガバナ３７の働きによりエジェクタ２６の空気吸引部３４の圧力は、循環ポンプ２１の設置高さが浴槽１８に対して変化しても常に一定となるように構成されている。しかも万一空気吸引部３４の圧力が大気圧より高圧になっても、逆止弁３４によって逆流しないようにしている。このため空気が即座に吸引され加圧溶解を可能にしている。したがって逆止弁３６、定流量ガバナ３７、電磁弁３８からなる空気導入手段から空気吸引部３４に吸引される空気量は一定量で安定して供給されることになる。
【００１２】
次に大気泡噴出時の動作を図３により説明する。図３において循環ポンプ２１を運転すると、循環ポンプ２１から出た水は分岐部２４から二方弁２８を介して主吐出管２９を流れて気泡発生ノズル２０に送られる。送られた水は気泡発生ノズル２０から浴槽１８に噴出される。このときの水流による負圧により空気が電磁弁４０、空気管４２を介して吸引され、大（ジェット）気泡となって浴槽１８に噴出される。また大気泡運転を微細気泡運転時に続けて行うことにより、気液分離タンク３１に溜まった空気を副吐出管３２を通過させて、浴槽１８内に噴出することができ、配管回路中の空気を強制的に取り除くことが可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の気泡発生装置によれば次の効果が得られる。第一の発明によれば、空気を一定量吸引し続けても自動的に空気を排出することで、循環ポンプが安定して高圧を保つことができ、満足のいく微細気泡量を安定して発生することができる。
【００１４】
また第二の発明によれば、余剰空気析出後すぐに気液分離タンクに送り込まれるために、副吐出管内を流れる水の流れを妨げることなく流れるためのバイパス回路に戻る衝突部で析出した気泡の量が減少し、さらに多くの空気量をエジェクタの空気吸引部より空気が吸引でき微細気泡量を増加させることが可能である。
【００１５】
さらに第三の発明によれば、衝突部から気液分離タンクまでを水平にしたために配管内で析出した空気の浮力等による合体を防ぐことが可能である。このためにせっかく溶解した空気を衝突部以外で無駄に析出させることなく微細気泡発生量を減少させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における気泡発生装置の微細気泡発生時の状態を示すシステム構成図
【図２】同装置の微細気泡発生時の余剰空気が増加したときの状態を示す分岐部の拡大図
【図３】同装置の大気泡発生時の状態を示すシステム構成図
【図４】従来の気泡発生装置の微細気泡発生時の状態を示すシステム構成図
【図５】同装置の大気泡発生時の状態を示すシステム構成図
【符号の説明】
１８ 浴槽
１９ 微細気泡発生手段
２０ 気泡発生ノズル
２１ 循環ポンプ
２２ 三方弁
２３ 戻り管
２４ 分岐部
２４ａ 衝突部
２５ バイパス二方弁
２６ エジェクタ
２７ バイパス回路
２８ 二方弁
２９ 主吐出管
３０ 逆止弁
３１ 気液分離タンク
３１ａ 吐出部
３２ 副吐出管
３３ 水吸引部
３４ 空気吸引部
３５ 吸引管
３６ 逆止弁
３７ 定流量ガバナ

Claims (3)

1. 浴槽と、前記浴槽に設けられた気泡発生ノズルと、前記気泡発生ノズルに設けられた微細気泡発生手段と、前記浴槽の水を循環する循環ポンプと、前記循環ポンプと前記浴槽との間に設けられた三方弁と、前記三方弁と前記浴槽とを接続する戻り管と、前記循環ポンプ吐出側に設けられた分岐部と、前記分岐部に設けられた衝突部と、前記分岐部と前記三方弁を接続するバイパス回路と、前記バイパス回路に設けられたバイパス二方弁と、前記バイパス回路に設けられバイパス二方弁の下流側に設けられたエジェクタと、前記エジェクタに設けられた水吸引部及び空気吸引部と、前記空気吸引部に接続された一定空気量吸引手段と、前記水吸引部と前記戻り管とを接続する吸い込み管と、前記分岐部と前記浴槽を接続する主吐出管及び副吐出管と、前記主吐出管に設けられた二方弁と、前記副吐出管に設けられた逆止弁とからなる気泡発生装置。
2. 気液分離タンクを副吐出管上で衝突部近傍に構成した請求項１記載の気泡発生装置。
3. 衝突部から気液分離タンクまでの流路を略水平にした請求項１記載の気泡発生装置。

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