JP4356558B2 - 気泡発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽等の液体槽内の液体を循環して気体を混合溶解させ、液体槽内に微細気泡を供給する気泡発生装置に関する。

近年、浴槽内に空気や各種ガスを含んだ浴水を噴出して、微細気泡を含んだジェット流によって快適な入浴を楽しみ、健康面でも温熱効果やマッサージ効果さらには洗浄効果を期待するというニーズが高まってきている。そこで、安価で低圧かつ静穏なポンプを用いることで、安定した気泡発生が可能な気泡発生装置が求められている。このような気泡発生装置として特許文献１で開示されている。 この気泡発生装置３０について図７を用いて説明する。気泡発生装置３０は、循環ポンプ３１、気体供給部３２、気液混合部３３等から構成され気体（空気）と水槽（液体槽）３４内の液体とを混合して気液混合流体を形成する気液混合圧送手段３５と、この気液混合圧送手段３５によって圧送された気液混合流体が内部に貯留されている液体に噴霧され液体中に空気を加圧溶解されて気泡が生成される気液溶解タンク３６と等から形成されている。

上記循環ポンプ３１は水槽３４と供給管３７で連通され、この供給管３７の途中に気体供給部３２が設けられている。また、循環ポンプ３１は気液混合部３３と吐出管３８で連通されている。そして、循環ポンプ３１により吸い込まれた水槽３４内の液体は、供給管３７内を通過する際に気体供給部３２によって気体が供給され、この状態で循環ポンプ３１により吐出管３８を通って気液混合部３３に送られる。

気液混合部３３内には、エジェクタ３９が設けられており、このエジェクタ３９によって気体と液体とが混合される。気液混合部３３によって気体と液体とが混合された気液混合流体は、気液溶解タンク３６内に噴出される。

気液溶解タンク３６内には、下部側に未溶解気泡流出防止体４０が設けられており、この未溶解気泡流出防止体４０の上部側に、気液混合部３３から噴出された気液混合流体４１が貯留される。未溶解気泡流出防止体４０は、粒状体をブロック状に押し固めたもので流体が通過できる隙間が粒状体の間に形成されている。また、気液溶解タンク３６は、水槽３４内に設けられた微細気泡噴出体４２と連通されている。そして、気液混合部３３から噴出された気液混合流体４１は、気液溶解タンク３６内に貯留している気液混合流体４１の液面に向けて、噴出されることで液体中に気体がさらに溶解される。

気液溶解タンク３６では、気液混合流体４１は、気液溶解タンク３６内の上部の気体を巻き込みながら気液溶解タンク３６内の気液混合流体４１の液面に衝突し、さらに混合溶解される。気液混合流体４１中に深く噴出した混合流体は未溶解気泡流出防止体４０に衝突し、ここで減速及び拡散されるため、余剰気体が微細気泡噴出体４２へ流出することが防止されている。

溶解できなかった余剰気体は気液溶解タンク３６の上部に溜まり、定流量弁４３を通じてエジェクタ３９に供給され、繰り返し混合流体に溶解するために使用される。気体が溶解した流体は微細気泡噴出体４２へ送られ、ここから水槽３４へ微細気泡４４を発生させる。

また、未溶解の気泡は気液溶解タンク３６の上部の気体溜まりに集まるが、その集まるメカニズムは次の２種類がある。メカニズムの１つは、未溶解気泡流出防止体４０の上部で跳ね返され、気液溶解タンク３６の上部に浮き上がって集まるものであり、もう１つは未溶解気泡流出防止体４０の隙間を通過するが、流速が減速され、未溶解気泡流出防止体４０の下部に張り付いて、気泡が成長してその後浮力で気液溶解タンク３６の上部に集まる。未溶解気泡が気液溶解タンク３６の上部に溜まり、未溶解気泡流出防止体４６で遮断されるので、気液溶解タンク３６からの流出するのを防止することができる。これによって、微細気泡噴出体４２から未溶解気泡が流出するのを防止することができ、安定した微細気泡の発生を行うことができる。
特開２００１−３４７１４５号公報

しかしながら、上記従来の気泡発生装置では、未溶解気泡流出防止体の隙間によって未溶解気泡の流出を防止するため、隙間の大きさの選定が難しく、隙間が大きすぎると所望の微細気泡が得られず、隙間が小さすぎると多くの気泡が未溶解気泡流出防止体の上部でぶつかり跳ね返されてしまうので所望の気泡量が得られず、安定した微細気泡の発生を行うことが出来ないという問題があった。

さらに、水面付近は気泡でバブリング状態で、従来の気液溶解タンクでは水位が不鮮明であり正確な水位検知が困難で、気液溶解タンク内の水位調整が出来ない。この結果、液面が安定しないので、気液溶解タンク内の空気量が常時変化する。このため、溶解空気量が安定せず、吐出溶解空気量が不安定になり水槽に吐出された気液溶解液体の白濁濃度が薄くなる（薄い時が不規則に繰り返す）という問題があった。

そこで、本発明は、気液溶解タンク内の水位を一定に保ち、安定して微細気泡を発生させることができる気泡発生装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、流体を圧送する流体圧送手段と、前記流体圧送手段によって圧送された流体が内部に貯留されている液体に向けて噴霧され液体中に気体が加圧溶解されて液体槽内へ供給される気泡が生成される気液溶解タンクとを備えた気泡発生装置であって、前記流体は、気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体のいずれかであり、前記気液溶解タンクが前記流体圧送手段によって圧送された前記流体が内部に貯留されている液面に向けて噴射されて気液溶解液を生成する1次側槽と、この1次側槽内の液面高さを一定に保つ２次側槽とからなり、前記1次側槽と前記２次側槽の上部に前記1次側槽と前記２次側槽とを連通し前記２次側槽の気体を前記1次側槽の液面上に戻す気体環流部が設けられ、前記1次側槽と前記２次側槽の下部に前記1次側槽と２次側槽とを連通し前記１次側槽で形成された気泡が前記２次側槽へと通過する気泡通過部が設けられ、前記２次側槽には生成された気泡を前記液体槽内へ供給する供給口が下部側に設けられていることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、1次側槽で生成された気液溶解液体が気泡通過部を通過して２次側槽の供給口に移動する間に、微細でない気泡は２次側槽内で自然上昇して分離することができる。

さらに、気液溶解タンク内で水分を含んだ気泡（気体）を気体環流部によって極力外部に流出させないで再循環できることにより、供給に必要な気体容量を減少させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の気泡発生装置であって、前記気液溶解タンクの前記1次側槽と前記２次側槽とは隣接し仕切壁で区画されていることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、気液溶解タンク内において気泡（気体）を短時間で再循環できる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の気泡発生装置であって、
前記流体圧送手段は、前記液体槽内の液体を吸い込むと共に、気体を吸引して気液混合流体を形成し、この気液混合流体を前記気液溶解タンク内へ圧送する循環ポンプと、前記１次側槽の液面上部に設けられ前記循環ポンプにより圧送された気液混合流体を液面へ噴霧すると共に前記気体環流部の空気を巻き込んで気体を液体に加圧溶解させる噴霧ノズルとを備えていることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、気液溶解タンク内で水分を含んだ気体を極力外部に流出させず再循環できるため、循環ポンプの吸引側で吸入する必要気体容量を減少させることができる。また、噴霧ノズルによって、気体を液体に効率よく加圧溶解させることができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、前記気液溶解タンクの前記１次側槽は、前記流体が液面に向けて噴霧されたとき微細気泡を前記液体に溶解させる噴霧バブリング槽であり、前記２次側槽は前記気液混合流体中の余分な気体を排出する気体抜弁を用いて前記１次側槽内の液位を検知する液位検知槽であることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、1次側槽は噴霧バブリング槽なので、気体環流部の空気を巻き込んで加圧溶解させることができる。また、1次側槽は水面が不安定な泡立つ状態であるが、２次側槽ではその影響が排除された穏やかな水面が得られとともに、空気抜弁を用いて水位を一定検知することができる液位検知槽であるので、定水位が保持できてタンク内の空気量を安定させることができる。

請求項５の発明は、請求項４に記載の気泡発生装置であって、前記気液溶解タンクの２次側槽において、前記空気抜弁の分岐部は前記気体環流部の下端と前記気泡通過部の上端の間に位置する高さで形成されることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、所望の定水面位置を1次側槽に対して提供することができる。

請求項６の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、前記噴霧ノズルは１次側槽の上部に形成され、その噴霧領域は前記1次側槽の水平断面部を実質的に覆う領域であることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、噴霧ノズルから吐出される空気混合液を最も効率良く気泡にすることができる。

請求項７の発明は、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、１次側槽の上部に形成される前記噴霧ノズルの噴霧角度は、吐出される気液混合流体の広角端が、前記1次側槽の周囲壁面上の、前記空気抜弁用の分岐部の内面上端部と実質的に略同じ高さ位置になるように設定されることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、噴霧ノズルから吐出される空気混合液を最も効率良く気泡にすることができる。

請求項８の発明は、請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、前記２次側槽の壁から分岐する前記空気抜弁用の分岐部の内面下端部近傍が内面上端部近傍よりも前記２次側槽内部側に位置していることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、気泡が自然上昇する際に、気泡をできるだけ空気抜弁から遠避けることができるので気液溶解タンク内で水分を含んだ気泡（気体）を極力外部に流出させずに再循環できる。

請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、前記２次側槽において、前記供給口は前記気泡通過部より下方に形成されることを特徴としている。

この気泡発生装置であれば、1次側槽で生成された気液溶解液が２次側槽に移動する間に微細でない気泡が２次側槽内で自然上昇して分離するが、この間の時間を増やすことができる。

請求項１の発明によれば、 微細でない気泡は２次側槽内で自然上昇して分離するので、安定した気泡を得ることができる。さらに、気泡（気体）を再循環できることにより、信頼性の高い微細気泡を得ることのできる気泡発生装置を提供できる。

そのため、吐出溶解空気量が不安定になって水槽に吐出された気液溶解液体の白濁濃度が薄くなるという問題がなくなる。

請求項２の発明によれば、気液溶解タンク内で気泡（気体）を短時間で再循環できて、信頼性の高い微細気泡を得ることのできる気泡発生装置を提供できる。

請求項３の発明によれば、循環ポンプの吸引側で吸入する必要気体容量を減少させることができる。そのため、小型の低圧ポンプでも安定して効率よく気泡を発生させることができ、信頼性の高い微細気泡を得ることのできる気泡発生装置を提供できる。

また、小型低圧のポンプが使用できるので、コストが安価で静かな環境を提供できる。

さらに、コンパクトに水槽設備内に設置できるので、設置スペースを減少できるとともに、工場でプレハブ化できるので現場の施工が簡単になる。

請求項４の発明によれば、1次側槽では空気を巻き込む加圧溶解によって効率よく気泡を発生させることができる。また、２次側槽はタンク内の空気量を安定させることができるので、吐出溶解空気量が不安定になり水槽に吐出された気液溶解液の白濁濃度が薄くなるという問題がなくなる。

請求項５の発明によれば、所望の定水面位置を1次側槽に対して提供することができるので安定した微細気泡を得ることができる。

請求項６の発明によれば、空気混合液を最も効率良く気泡にすることができるので安定した微細気泡を得ることができる。

請求項７の発明によれば、空気混合液を最も効率良く気泡にすることができるので安定した微細気泡を得ることができる。

請求項８の発明によれば、気泡（気体）を極力外部に流出させずに再循環できるので、小型の低圧ポンプでも安定して効率よく気泡を発生させることができる。

請求項９の発明によれば、微細でない気泡が２次側槽内で自然上昇して分離する時間を増やすことができるので、安定した微細気泡を得ることができる。

＜本発明の第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態を図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明する。

＜気泡発生装置の構成＞
本発明の気泡発生装置１は、流体５０を圧送する流体圧送手段としての循環ポンプ７と、この循環ポンプ７によって圧送された流体５０が内部に貯留されている液体２７に向けて噴霧され液体中に気体が加圧溶解されて液体槽としての入浴槽２ａ内へ供給される気泡２８ａが生成される気液溶解タンク９とを備えている。

前記流体５０は、気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体２７ａのいずれかである。そして、前記気液溶解タンク９が前記循環ポンプ７によって圧送された前記流体５０が内部に貯留されている液面６ｄに向けて噴射されて気液溶解液２７ｂを生成する1次側槽１１ａと、この1次側槽１１ａ内の液面高さを一定に保つ２次側槽１１ｂとで構成される。

ここで、上述のように、圧送される流体５０は気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体のいずれかの前記流体であり、圧送された流体が内部に貯留されている液体２７の液面６ｄ上に噴射されて気液溶解液２７ｂが生成される。

いま、一次側槽３には液体２７と液面６ｄ上に空気９ａがあるので、気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体のいずれの流体５０によっても、液体２７と空気９ａが混合して気液混合流体２７ａになり気液溶解液２７ｂを生成することができる。なお、一部の流体は気液混合流体２７ａの状態を経ずに気液溶解液２７ｂになる場合もある。

ここでは、流体５０を気液混合流体として説明する。

前記1次側槽１１ａと前記２次側槽１１ｂの上部に前記1次側槽１１аと前記２次側槽１１ｂとを連通し前記２次側槽１１ｂの気体を前記1次側槽１１аの液面上に戻す気体環流部１１ｃが設けられ、前記1次側槽１１аと前記２次側槽１１ｂの下部に前記1次側槽１１аと２次側槽１１ｂとを連通し前記１次側槽１１аで形成された気泡２８аが前記２次側槽１１ｂへと通過する気泡通過部１１ｄが設けられる。

さらに、前記２次側槽１１ｂには生成された気泡２８аを前記入浴槽２ａ内へ供給する供給口１４が下部側に設けられている。

次に、気泡発生装置１の構成をさらに詳しく説明する。

図１（ａ）に示すように、気泡発生装置１は気液混合圧送手段としての循環ポンプ７のＯＮ／ＯＦＦ用のコントロールパネル２６を入浴槽本体２の手の届きやすい位置に配置していることを除いてすべて入浴槽（液体槽）本体２内にコンパクトに格納されている。そして、図１（ａ）は、循環ポンプ７の稼働によって入浴槽２ａ内の吸入口３から液体（水）２７を吸入したのち、再度、吐出口１６から微細気泡水２８として浴槽２ａ内に噴出して戻す状態を示している。そのため、利用者は必要に応じて、コントロールパネル２６のスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで、微細気泡水２８の噴出をスタートしたり停止したりして微細気泡水２８を利用することができる。

図１（ｂ）に示すように、入浴槽本体２内に、入浴槽２ａの水２７を循環するために必要な設備が一式（気泡発生装置１）が格納されている。まず、入浴槽２aの吸入口３は吸入管４によって循環ポンプ７の吸入側に導設される。このとき、入浴槽２ａの吸入口３と循環ポンプ７の吸入側との中間にはエジェクター式の空気吸引部５が配設されており、空気吸引部５は接続管６によって空気調整部２０に繋がって気体(空気)１９を取り込むことができる。この空気調整部２０には接続管６側から逆止弁２１、絞り弁２２、フィルター２３が備えられている。

さらに、循環ポンプ７に駆動用電動機２４が接続されており、この駆動用電動機２４用のコントロールパネル２６（コントローラー）が接続ケーブル２５によって入浴槽本体２の手の届きやすい位置まで配設される。

循環ポンプ７の吐出口から気液溶解タンク９の１次側槽（バブリング槽）の噴霧ノズル１０までは吐出管８で導設される。その後、気液溶解タンク９の２次側槽の供給口１４から吐出管８で減圧弁１５を経て入浴槽２ａの吐出口１６まで連通され、入浴槽２ａの液体（水）２７内に微細気泡水２８を発生させる。

＜気液溶解タンク９＞
次に、図２(ａ)（ｂ）を用いて気液溶解タンク９の説明をする。

図２(ａ)（ｂ）に示すように、気液溶解タンク９内は間仕切（区画壁）１１で1次側槽（バブリング槽）１１ａと２次側槽（水位検知槽）１１ｂに区分され、1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂは間仕切１１の上部の気体環流部１１ｃ及び間仕切１１の下部の気泡通過部１１ｄでそれぞれ連通する構造になっている。１次側槽１１ａ上部には噴霧ノズル１０が配置され、２次側槽１１ｂの側壁には、分岐部１３を介して空気抜弁１２が側壁に設けられる。

１次側槽１１ａ内の噴霧ノズル１０は低圧損で噴霧打力の強い扇型噴霧ノズルが使われ、その噴霧領域１７はＢ―Ｂ断面（分岐部１３の内部上端部近傍の高さ位置における断面で定水位（液位）１１ｅである）において、噴霧ノズル１０から吐出される気液混合流体２７ａの噴霧領域は1次側槽の水平断面部を実質的に覆う領域となるように噴霧角度φは設定されている。尚、1次側槽の断面が長方形なので噴霧角度φは短辺と長辺に対してそれぞれ異なる。そして、1次側槽１１ａは気液混合流体２７ａが噴霧ノズル１０を介して放出されたとき、気泡２８ａを液体２７に溶解させるための噴霧バブリング槽の役目をもっている。

２次側槽１１ｂには、分岐部１３を介して空気抜弁１２が側壁に設けられていて、空気を自動的に排出するとともに、気液溶解タンク９内の水位を検知できる水位検知槽の役目をもっている。そして、空気抜弁１２の分岐部１３は間仕切１１の上端と下端の間に位置する高さで気液溶解タンク９外壁側に形成されている。

なお、図３に示すように、空気抜弁１２用の分岐部１３は、内面下端部近傍１３ａが内面上端部近傍１３ｂよりも２次側槽１１ｂ内部側に位置するような構造になっており、内面下端部先端１３ｃが２次側槽１１ｂ内部側に突出している。

＜気泡発生装置の作用＞
利用者がコントロールパネル２６のスイッチをＯＮにすると、循環ポンプ７の駆動用電動機２４が回転を始め循環ポンプ７が回転する。この循環ポンプ７は小型の遠心ポンプであり、ポンプ内で各チャンバーに入った水が、ポンプが回転することにより発生する遠心力によって、連続的に遠心方向に吐出される原理が使われている。

尚、遠心ポンプはスタート初期には呼び水と呼ばれる水をポンプの内部に予め満たしておいて空回りによるポンプの故障を回避する必要があるが、ポンプの吸入口は入浴槽２ａの利用水位に対して十分低い位置に配設されているので、利用者が気泡発生装置１を利用しようとするときはすでに入浴槽２ａの水２７がポンプの吸入口まで自動的に達しているので、特に使用者が考慮する必要はない。

循環ポンプ７が回転を始めると、入浴槽２ａの吸入口３から吸入管４によって水２７が循環ポンプ７に吸入されるが、このとき、吸入管４の途中に配管内に空気１９を混入させるために空気吸引部５が配置されている。空気吸引部５はエジェクター機構になっており、エジェクター中心部を水２７が高速で通過する際に、その水流に対して直角方向の周囲部の気圧がマイナス圧力になって引き込まれる原理を利用したもので、特別な動力を必要としない。

この空気吸引部５から空気調整部２０までは接続管６でつながっており、空気調整部２０は空気吸引部５側から順番に、逆止弁２１、絞り弁２２、フィルター２３が配設されている。このため逆止弁２１の働きで接続管６から水２７が逆流して大気側に流出してしまうことはない。また、フィルター２３において所望のメッシュを持つフィルター２３の効果によってきれいな空気が吸入されとともに、エジェクター内の流速によって生じる真空度を絞り弁２２で調節することによって、所望の設定された空気量が吸引される。尚、使用する水２７の必要流量に対する空気１９の所要混入比率は予め初期設定されているので、使用者が絞り弁２２の設定を変える必要はない。

そして、循環ポンプ７は、液体２７と空気１９が混合された気液混合液２７ａを、吐出管８を通して気液溶解タンク９の噴霧ノズル１０から気液溶解タンク９内の１次側槽１１ａに高速噴出させる。生成された気液溶解液２７ｂは気液溶解タンク９の２次側槽の供給口１４から吐出管８で減圧弁１５を経て入浴槽２ａの吐出口１６まで連通される。このとき、気液溶解液２７ｂは空気を加圧溶解しているので、減圧弁１５を通過すると内部圧力が開放され、溶解していた空気が急膨張することにより入浴槽２ａの液体（水）２７内に微細気泡水２８を発生することができる。
＜気液溶解タンク９内の動作＞
噴霧ノズル１０の噴霧領域１７はＢ―Ｂ断面において、噴霧ノズル１０の吐出される気液混合流体２７ａが実質的に定水面を覆うように噴霧角度φは設定されている。

このため、噴霧ノズル１０から噴出される気液混合流体２７ａを全面的に水面１１ｅ〜１１ｅにぶつけることができる。そして、水面１１ｅ〜１１ｅを含む水面以下の水中にも圧力が掛かるので、有効的に空気を加圧溶解して気泡２８aとして液体２７内に溶解させることができる。

尚、水面が定水位１１ｅよりも上がった位置のままであれば、気液混合流体２７ａの広角の幅が1次側槽１１ａの水面を覆えなくなるため噴霧領域１７は狭くなり、空気を加圧溶解して有効的に気泡２８ａを液体２７内に溶解させることができなくなる。したがって、この現象を防止するために配管内に空気１９を混入させるための空気吸引部５からの空気１９の吸い込み量は気泡発生に必要な空気量よりやや多めに吸い込むように設計されている。そして、常に水位が下がる方向の動作を繰り返しながら、定水面１１ｅ〜１１ｅでバランスするようになっている。

ここで、気液溶解タンク９の1次側槽１１ａは、気液混合流体２７ａが噴霧ノズル１０を介して放出されたとき気泡２８ａを液体２７に溶解させるための噴霧バブリング槽である。したがって、空気の量を増した気液混合流体２７ａは、1次側槽１１ａの上部の湿った空気９ａを巻き込みながら逐次1次側槽１１ａ内の液体２７の液面１１ｅ〜１１ｅに衝突して液体２７内に加圧溶解されて気液溶解液２７ｂになる。このように、液面１１ｅ〜１１ｅと間仕切１１の上端で囲まれる領域９ｂは気体、液体、気泡が入り混じるバブリング状態である。

尚、高速噴出によっても溶解できなかった未溶解の気泡は１次側槽１１ａの上部に溜まり、1次側槽１１ａの上部の湿った空気９ａに合流して繰り返し液体２７に溶解するために使用される。

さらに、空気１９を溶解した気液溶解液２７ｂは間仕切１１の下部の気体環流部１１ｃを流れて吐出口１８に流れるとき、２次側槽１１ｂの気体環流部１１ｃより下方の位置から気液溶解液２７ｂが流出するので、気液溶解液２７ｂ内に溶解している気泡２８ａでも微細でない気泡２８ａは微細な気泡２８ａよりも空気を多く含んだ気泡なので浮力が大きいため、１次側槽１１ａから２次側槽１１ｂに流れてゆく過程で、微細な気泡２８ａと離れて少しずつ上昇してゆく。

即ち、吐出口１８が２次側槽１１ｂの底面より低い位置に形成されているので、間仕切１１直下の気泡通過部１１ｄ中心から２次側槽外壁の内側までの水平距離Ｌと、間仕切１１直下の気泡通過部１１ｄ中心から供給口１４の中心までの距離Ｋとの関係が、Ｌ＜Ｋとなるので、微細でない気泡２８ａの分離する時間（タイミング）を少しでも長く稼ぐことが出来るので分離しやすくなる。

２次側槽１１ｂの上部にはこのようにして戻ってきた気泡が壊れて、湿った空気９ａとして漂っているが、これは気体環流部１１ｃを通過して逐次１次槽に戻されるので無駄にならない。

＜空気抜弁１２の動作説明＞
２次側槽１１ｂの水面が、空気抜弁１２の分岐部１３の内面上端部近傍１３ｂの定水位１１ｅにあるとき、この水面１１ｅ〜１１ｅは気液溶解タンク９内の水面が安定する状態である。この定水位よりも水面が低い場合にはこの空気抜弁１２を通じて気液溶解タンク９内の空気が外部に放出されて、水面は定水位に戻される。また、この定水位よりも水面が高い場合には水位はいずれ定水位１１ｅに下降してくる。したがって、気液溶解タンク９内の水面はこの定水位近傍で概ね安定して動作するようになっているので、２次側槽１１ｂは水位（定水位）を検知する水位検知槽の役目も兼ねている。

この空気抜弁１２の分岐部１３は間仕切１１の上端と下端の中間に位置する高さで気液溶解タンク９外壁側に形成されており、この高さ位置は気泡発生装置１の気液バランス等の性能を考慮して決定される。

なお、上述したように、空気抜弁１２用の分岐部１３は、内面下端部近傍１３ａが２次側槽１１ｂ内部側に位置するような構造になっており、内面下端部先端１３ｃが２次側槽１１ｂ内部側に突出している。そのため、内面下端部近傍１３ａ近傍を上昇してきた気泡２８ａは、最初に内面下端部先端１３ｃに接触して内面上端部近傍１３ｂから距離をおいて上昇するので、気泡を少しでも外部に逃がさないための工夫が成されている。

これは、分岐部１３から空気が多量に排出されると安定水位が確保されず水位が上がったままになって、バブリング効果も弱くなり空気の溶解量も不足し、反対に、空気が多量に排出されるのを予め考慮して多量の空気を取り入れるとポンプがエアーロックを起こして故障の原因になることを防ぐためである。

＜本発明の第２の実施形態＞
図４に示すように、内面上端部近傍１３ｂが２次側槽１１ｂ内部側に向けて高くなるような傾斜面１３ｄになっている。この場合、内面下端部近傍１３ａを上昇してきた気泡２８ａは、仮に分岐部１３内部に侵入してきても、分岐部１３の内面上端部近傍１３ｂが２次側槽１１ｂ内部側に高くなるような傾斜面１３ｄになっているので、この斜面に沿って、気泡２８ａは２次側槽１１ｂ内に上昇しながら戻されて気泡を少しでも外部に逃がさないための工夫が成されている。

＜本発明の第３の実施形態＞
図５に示すように、内面上端部近傍１３ｂが２次側槽１１ｂ内部側が高い位置にくるような円弧状１３ｅになっている。この場合、内面下端部近傍１３ａを上昇してきた気泡２８ａは、仮に分岐部１３内部に侵入してきても、分岐部１３の内面上端部近傍１３ｂが２次側槽１１ｂ内部側が高くなるような円弧状１３ｅになっているので、この円弧に沿って、気泡２８ａは２次側槽１１ｂ内に上昇しながら戻されて気泡を少しでも外部に逃がさないための工夫が成されている。

＜本発明の第４の実施形態＞
図６（ａ）、（ｂ）を用いて本発明の第４の実施形態を説明するが、図２（ａ）、（ｂ）に示す気液混合タンク図と同構成部分については、図面に同符号を付して重複した説明を省略する。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、気液溶解タンク９は1次側槽（バブリング槽）１１ａと２次側槽（水位検知槽）１１ｂに区分され、1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂの上部に1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂとを連通する気体環流部１１ｃフランジ７０を介して設けられる。また、1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂの下部に1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂとを連通する気泡通過部１１ｄがフランジ７０を介して設けられる。

このように、1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂが離れて別体であるが、1次側槽１１ａと２次側槽１１ｂの上下部がそれぞれが連通しているので、図２（ａ）、（ｂ）に示す気液混合タンク図の構成と同じ効果が得られる。

以上、本発明の実施形態によれば、１次側槽は噴霧バブリング槽なので、水面が不安定な泡立つ状態であるが、２次側槽は空気抜弁を用いて水位を一定検知することができる液位検知槽なのでその影響が排除された穏やかな水面が得られる。そのため、正確な水位（定水位）が保持できてタンク内の空気量を安定させることができる。

さらに、正確な水位（定水位）が保持できるので、水面から供給口１４までの距離（長さ）も安定する。そのため、溶解していない気泡が安定して上昇分離できるので、溶解していない気泡が供給口１４から流出するのを防止することができる。

２次側槽において供給口は間仕切の下部の気泡通過部より下方に形成される。そのため、1次側槽で生成された気液溶解液体が２次側槽に移動する間に微細でない気泡は２次側槽内で自然上昇して分離するが、この分離の間の時間的余裕を更に増やすことができて分離しやすくなり、安定した微細気泡を得ることができる。

さらに、２次側槽の壁から分岐する前記空気抜弁用の分岐部の内面下端部近傍が内面上端部近傍よりも２次側槽内部側に位置している。そのため、微細でない気泡が２次側槽内で自然上昇する際に、気泡をできるだけ空気抜弁から遠避けられるので、気液溶解タンク内で水分を含んだ気泡（気体）を極力外部に流出させずに再循環できる。

さらに、1次側槽と２次側槽が間仕切りの上部の気体環流部で連通しているので、気液溶解タンク内で水分を含んで湿った空気を極力外部に流出させずに再循環できる。このため、吐出溶解空気量が不安定になり水槽に吐出された気液溶解液体の白濁濃度が薄くなるという問題がなくなる。

そして、循環ポンプの吸引側で吸入する必要気体容量を減少できるので、キャビテーションの原因も排除でき、小型の低圧ポンプでも安定して効率よく微細気泡を発生させることができる信頼性の高い気泡発生装置となる。

また、小型低圧のポンプが使用できるので、コストが安価で静かな環境を提供できる。

さらに、コンパクトに水槽設備内に設置できるので、設置スペースを減少できるとともに、工場でプレハブ化できるので現場の施工が簡単にできる。

尚、上述の実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきでないということはいうまでもない。

例えば、使用する気体は炭酸ガス等でもよい。また、気体を吸入させる方法は、エジェクタやベンチュリーの負圧効果を用いてポンプ吐出側とタンクの間で空気吸入する方法もある。さらに、ポンプの代わりに、コンプレッサにより気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体をタンクに供給する方法も可能である。例えは、使用する気体は炭酸ガス等でもよい。

入浴槽内の吸入口が突出口と対向する位置に配置しているのは、吸入口が突出口と対向すると水流が増速するので、マッサージ効果を高めるためであるが、場合によれば吸入口が突出口が逆位置になってもよいし、吸入口が突出口に対向しない位置であってもよい。

(ａ)は、本発明の実施形態で、入浴槽本体に気泡発生装置が組み込まれた平面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ断面を示す系統図である。 (ａ)は、本発明の実施形態で、気液混合タンクの断面図、（ｂ）は、気液混合タンクのＢ―Ｂ断面図である。 本発明の実施形態で、空気抜弁の分岐部の断面で、分岐部の内面下端部近傍に突出部を設けている図である。 本発明の第２実施形態で、空気抜弁の分岐部の断面で、分岐部の内面上端部近傍が傾斜面をもっている図である。 本発明の第３実施形態で、空気抜弁の分岐部の断面で、分岐部の内面上端部近傍が円弧状になっている図である。 (ａ)は、本発明の第４の実施形態で、気液混合タンクの断面図、（ｂ）は、気液混合タンクのＣ―Ｃ断面図である。 従来例の気泡発生装置の系統図である。

符号の説明

１ 気泡発生装置
２ 入浴槽本体
２a 入浴槽
３ 吸入口
４ 吸入管
５ 空気吸引部
６ 接続管
７ 循環ポンプ
８ 吐出管
９ 気液溶解タンク
９ａ 湿った空気
９ｂ 領域
１０ 噴霧ノズル
１１ 間仕切
１１ａ １次側槽
１１ｂ ２次側槽
１１ｃ 気体環流部
１１ｄ 気泡通過部
１１ｅ 定水位
１２ 空気抜弁
１３ 分岐部
１４ 供給口
１５ 減圧弁
１６ 吐出口
１９ 気体（空気）
２７ 液体（水）
２７ａ 気液混合流体
２７ｂ 気液溶解液
２８ 微細気泡水
２８ａ 気泡

Claims (9)

1. 流体を圧送する流体圧送手段と、前記流体圧送手段によって圧送された流体が加圧雰囲気内において内部に貯留されている液体に向けて噴霧され液体中に気体が加圧溶解されて液体槽内へ供給される気泡が生成される気液溶解タンクとを備えた気泡発生装置であって、
   前記流体は、気体、液体、あるいは気体と液体とを混合して形成される気液混合流体のいずれかであり、前記気液溶解タンクが前記流体圧送手段によって圧送された前記流体が内部に貯留されている液面に向けて噴射されて気液溶解液を生成する1次側槽と、この1次側槽内の液面高さを一定に保つ２次側槽とからなり、
   前記1次側槽と前記２次側槽の上部に前記1次側槽と前記２次側槽とを連通し前記２次側槽の気体を前記1次側槽の液面上に戻す気体環流部が設けられ、
   前記1次側槽と前記２次側槽の下部に前記1次側槽と２次側槽とを連通し前記１次側槽で形成された気泡が前記２次側槽へと通過する気泡通過部が設けられ、
   前記２次側槽には生成された気泡を前記液体槽内へ供給する供給口が下部側に設けられていることを特徴とする気泡発生装置。
2. 請求項１に記載の気泡発生装置であって、
   前記気液溶解タンクの前記1次側槽と前記２次側槽とは隣接し仕切壁で区画されていることを特徴とする気泡発生装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の気泡発生装置であって、
   前記流体圧送手段は、前記液体槽内の液体を吸い込むと共に、気体を吸引して気液混合流体を形成し、この気液混合流体を前記気液溶解タンク内へ圧送する循環ポンプと、前記１次側槽の液面上部に設けられ前記循環ポンプにより圧送された気液混合流体を液面へ噴霧すると共に前記気体環流部の空気を巻き込んで気体を液体に加圧溶解させる噴霧ノズルとを備えていることを特徴とする気泡発生装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、
   前記気液溶解タンクの前記１次側槽は、前記流体が液面に向けて噴霧されたとき微細気泡を前記液体に溶解させる噴霧バブリング槽であり、前記２次側槽は前記気液混合流体中の余分な気体を排出する気体抜弁を用いて前記１次側槽内の液位を検知する液位検知槽であることを特徴とする気泡発生装置。
5. 請求項４に記載の気泡発生装置であって、
   前記気液溶解タンクの２次側槽において、前記空気抜弁の分岐部は前記気体環流部の下端と前記気泡通過部の上端の間に位置する高さで形成されることを特徴とする気泡発生装置。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、
   前記噴霧ノズルは１次側槽の上部に形成され、その噴霧領域は前記1次側槽の水平断面部を実質的に覆う領域であることを特徴とする気泡発生装置。
7. 請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、
   １次側槽の上部に形成される前記噴霧ノズルの噴霧角度は、吐出される気液混合流体の広角端が、前記1次側槽の周囲壁面上の、前記空気抜弁用の分岐部の内面上端部と実質的に略同じ高さ位置になるように設定されることを特徴とする気泡発生装置。
8. 請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、
   前記２次側槽の壁から分岐する前記空気抜弁用の分岐部の内面下端部近傍が内面上端部近傍よりも前記２次側槽内部側に位置していることを特徴とする気泡発生装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の気泡発生装置であって、
   前記２次側槽において、前記供給口は前記気泡通過部より下方に形成されることを特徴とする気泡発生装置。

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