JP4710306B2 - 微細気泡発生浴槽装置 - Google Patents

Description

本発明は、微細気泡を発生して快適に入浴できるようにした微細気泡発生浴槽装置の構造に関するものである。

近年、浴槽に微細気泡発生装置を設け、浴槽内から吸い込だ浴槽水に空気を溶解させると共に空気を溶解した浴槽水を浴槽内に吐出して浴槽内で微細気泡を発生するようにした微細気泡発生浴槽装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３３０８８５号公報

上記のように浴槽内で微細気泡を発生させて入浴するために温熱効果が得られれるが、単に大気中の空気（酸素濃度２１％）を浴槽水に溶解させて微細気泡を発生するだけのためにさほど快適度や心肺機能の負担軽減になるものではなかった。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、高酸素濃度の空気を溶解させて微細気泡を発生するために入浴中に皮膚呼吸して入浴中の快適度を上げたり心肺機能の負担軽減を図ったりでき、また肌の保湿効果を向上できる微細気泡発生浴槽装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１の微細気泡発生浴槽装置は、高酸素濃度の空気を生成する酸素富化装置３と、当該酸素富化装置３から酸素濃度が３０％以上の高酸素濃度の空気の供給を受けて浴槽水に高酸素濃度の空気からなる気泡径２００ｎｍ〜１００μｍの微細気泡を発生する微細気泡発生装置Ａとを備え、酸素富化装置３から高酸素濃度の空気を供給する空気供給経路４を２つの分岐経路４ａ，４ｂに分岐し、２つの分岐経路４ａ，４ｂのうち１つの分岐経路４ａを微細気泡発生装置Ａに連通させると共にもう１つの分岐経路４ｂを浴槽１のフランジ１８に設けた空気取り込み口５に連通させ、酸素富化装置３からの高酸素濃度の空気の一部を微細気泡発生装置Ａに供給させるとともに残りを空気取り込み口５から浴室６内に供給させたことを特徴とする。酸素濃度が３０％以上の酸素富化装置３から高酸素濃度の空気を微細気泡発生装置Ａに供給することにより、高酸素濃度の空気の気泡径２００ｎｍ〜１００μｍの微細気泡を発生することができ、入浴中に皮膚呼吸ができるようになって入浴の快適度を上げると共に心肺機能の負担を軽減でき、さらに疲労回復できると共に皮膚の活性化を図ることができ、さらに肌の保湿効果を向上できる。また、酸素富化装置３から高酸素濃度の空気を供給するとき微細気泡発生装置Ａ以外に浴室６内に供給できて浴室６内の酸素濃度を上げて肺呼吸を楽にして快適に入浴できる。

また本発明の請求項２の微細気泡発生浴槽装置は、請求項１において、前記微細気泡発生装置Ａは、浴槽１内から取り入れた浴槽水を循環させて再び浴槽１内に吐出する循環管路９と、循環管路９の途中に設けられた循環ポンプ１１と、循環ポンプ１１の上流側または下流側に設けられ、前記酸素富化装置３から供給された高酸素濃度の空気を浴槽水に混入させるエジェクター１０と、エジェクター１０の下流側に設けられて（循環ポンプ１１の上流側にエジェクター１０がある場合は循環ポンプ１１の下流側に設けられる）混入された高酸素濃度の空気を浴槽水に溶解させる溶解タンク１２と、溶解タンク１２の下流側に設けられて浴槽水を減圧することで溶解されている高酸素空気を微細気泡として発生させる吐出口８とで構成されたことを特徴とする。循環ポンプ１１の駆動にて浴槽１内から取り入れた浴槽水がエジェクター１０を通過することで高酸素濃度の空気が浴槽水に混入され、この高酸素濃度の空気が混入された浴槽水が溶解タンク１２に送られること浴槽水に高酸素濃度の空気が溶解され、高酸素濃度の空気が溶解した浴槽水が減圧して吐出口８から吐出されることで高酸素濃度の空気からなる微細気泡が吐出されるものであって、高酸素濃度の空気からなる微細気泡を容易に発生することができる。

本発明は叙述の如く酸素富化装置から高酸素濃度の空気を微細気泡発生装置に供給することにより、高酸素濃度の空気を溶解させて微細気泡を発生することができ、入浴中に皮膚呼吸ができるようになって入浴の快適度を上げると共に心肺機能の負担を軽減できるという効果があり、さらに疲労回復できると共に皮膚の活性化を図ることができるという効果があり、さらに肌の保湿性を向上できるという効果がある。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

ユニットバスルームからなる浴室６内の底部には防水床パン２を設けてあり、防水床パン２には浴槽１を設置してある。この浴槽１には浴槽１内から吸い込んだ浴槽水に空気を溶解させると共に空気を溶解させた浴槽水を浴槽１内に吐出することで微細気泡を発生する微細気泡発生装置Ａを設けてあり、また浴槽１には浴槽１内から吸い込んだ浴槽水に空気を巻き込むと共に空気を巻き込んだ気泡入りの浴槽水を浴槽１内に噴出するジェットバス装置Ｂを設けてある。

微細気泡発生装置Ａは、吸入口７と吐出口８と循環管路９とエジェクター１０と循環ポンプ１１と溶解タンク１２とで主体が構成されている。吸入口７は浴槽１の底部に装着してあり、浴槽１内の浴槽水を吸入するようになっている。吐出口８は浴槽１の底部に装着してあり、吐出口８から浴槽１内に微細気泡を含んだ浴槽水を吐出するようになっている。この吸入口７と吐出口８とは浴槽１外に配管した循環管路９にて連通させてあり、循環管路９の途中には循環ポンプ１１を配置してあり、循環ポンプ１１を駆動することにより浴槽水を吸入口７から吸入して吐出口８から吐出させるようになっている。また循環管路９には吸入口７と循環ポンプ１１との間に位置するようにエジェクター１０を設けてあり、循環ポンプ１１の駆動により浴槽水がエジェクター１０を通るとき空気を吸入して浴槽水に空気を混入するようになっている。循環ポンプ１１と吐出口８との間で循環管路８には溶解タンク１２を配置してあり、エジェクター１０で混入した空気を浴槽水に溶解させるようになっている。この溶解タンク１２内では蛇行した経路に浴槽水を通過させるなどして浴槽水に空気を溶解させるようになっている。吐出口８は空気が溶解した浴槽水を減圧して吐出させることで溶解した空気が微細気泡となり、微細気泡を含んだ浴槽水を吐出させるようになっており、浴槽水が所謂ミルキー状になって入浴することができるようになっている。

ジェットバス装置Ｂは吸い込み口１３と噴出口１４と循環管路１５とジェットポンプ１７と空気取り込み口５と空気供給管路１６とで主体が構成されている。浴槽１の側壁には吸い込み口１３を装着してあり、浴槽１内の浴槽水を吸い込むようになっている。また浴槽１の側壁には噴出口１４を設けてあり、噴出口１４から比較的大きな気泡を含んだ浴槽水を噴出するようになっている。吸い込み口１３と噴出口１４との間は浴槽１外に配管した循環管路１５にて連通させてあり、循環管路１５の途中にはジェットポンプ１７を配置してあり、ジェットポンプ１７を駆動することにより吸い込み口１４から吸い込んだ浴槽水を噴出口１４から強く噴出するようになっている。浴槽１のフランジ１８には空気取り込み口５を設けてあり、この空気取り込み口５と噴出口１４とを連通させてある。そして噴出口１４にはエジェクター部を設けてあり、噴出口１４から浴槽水を噴出することで空気取り込み口５から取り込んだ空気を浴槽水に巻き込み、比較的大きな気泡を含んだ浴槽水を噴出するようになっている。

また本発明の場合、浴室６の天井の上に酸素富化装置３を設置してある。この酸素富化装置３は酸素富化膜と真空ポンプとで主体が構成されており、真空ポンプで大気中の空気を取り入れて有機高分子の平膜のような酸素富化膜に空気を通すことで酸素が富化された空気を得ることができるようになっている。空気を酸素富化膜に通すとき、酸素と窒素とは減速するが、酸素は窒素の約２．５倍の速度で通過する。これにより通常の大気中の空気は窒素が７８％、酸素が２１％であったのが、酸素富化膜によって窒素が６９％、酸素が３０％の空気となり、高酸素濃度の空気が得られる。この酸素富化装置３で得られた高酸素濃度の空気は空気供給経路４にて浴槽１の近傍に供給されるようになっている。この空気供給経路４は２つの分岐経路４ａ，４ｂに分岐してあり、一方の分岐経路４ａを微細気泡発生装置Ａのエジェクター１０に連通させてあり、他方の分岐経路４ｂを空気取り込み口５に連通させてある。酸素富化装置３で得られる高酸素濃度の空気の量が例えば２リットル／ｍｉｎであり、微細気泡発生装置Ａのエジェクター１０で取り入れられる高酸素濃度の空気が０．５リットル／ｍｉｎであると、空気取り込み口５に１．５リットル／ｍｉｎの高酸素濃度の空気が供給されるようになっている。また浴室６の天井上には制御ボックス１９を設けてあり、制御ボックス１９にて微細気泡発生装置Ａや酸素富化装置３やジェットバス装置Ｂの制御ができるようになっている。また浴槽１のフランジ１８には微細気泡発生装置Ａやジェットバス装置Ｂを操作する操作スイッチ２０，２１を設けてある。

しかして、酸素富化装置３を駆動して微細気泡発生装置Ａの循環ポンプ１１を駆動すると、図３に示すように吸入口７から浴槽１内の浴槽水が吸い込まれ、この浴槽水がエジェクター１０を通過することで高酸素濃度の空気が浴槽水に混入され、この高酸素濃度の空気が混入された浴槽水が溶解タンク１２に送られることで浴槽水に高酸素濃度の空気が溶解し、高酸素濃度の空気が溶解した浴槽水が吐出口８から減圧して吐出させられることにより、高酸素濃度の微細気泡を含んだ浴槽水がミルキー状に吐出される。これにより浴槽１に居る入浴者が微細気泡で包まれて温熱効果が得られ、また高酸素濃度の空気の微細気泡で包まれるために入浴者の皮膚呼吸を促進できる。これにより、入浴中の快適度を上昇できると共に心肺機能の負担を軽減できる。また疲労回復（筋肉中の乳酸が酸素により分解される作用が促進される）されると共に皮膚の活性化がされ、さらに肌の保湿性が向上される。

また本例の場合、酸素富化装置３から供給される高酸素濃度の空気の流量は微細気泡発生装置Ａで使用される流量より多く、余剰の高酸素濃度の空気は空気取り込み口５に供給され、図４に示すように余剰の高酸素濃度の空気は空気取り込み口５から浴室６内に放出されるようになっている。これにより浴室６内の空気の酸素濃度が上がり、肺呼吸を楽にして快適に入浴できる。

また上記のように微細気泡発生装置Ａを駆動して微細気泡を発生して入浴するとき、同時にジェットバス装置Ｂを駆動してもよい。ジェットバス装置Ｂのジェットポンプ１７を駆動すると、図５に示すように浴槽１内の浴槽水が吸い込み口１３から吸い込まれ、ジェットポンプ１７を介して噴出口１４から浴槽水が噴出されるが、噴出口１４から浴槽水が噴出されるとき空気取り込み口５から取り込まれた空気が浴槽水に巻き込まれ、気泡を巻き込んだ浴槽水が入浴者に強く当たるように噴出されて入浴者のマッサージができる。空気取り込み口５から空気を取り込むとき、空気取り込み口５に高酸素濃度の空気が供給されているために高酸素濃度の空気を含んだ気泡が噴出される。これにより高酸素濃度の空気が入浴者の顔面付近に漂い、肺呼吸を楽にして快適に入浴することができる。

尚、上記例では浴槽１に微細気泡発生装置Ａとジェットバス装置Ｂの両方を備える例について述べたが、微細気泡発生装置Ａだけを備えるものであってもよい。この場合、図３に示すように微細気泡発生装置Ａのエジェクター１０だけに酸素富化装置３から高酸素濃度の空気を供給するようになっていてもよい。また酸素富化装置３から供給される高酸素濃度の空気の流量が多いときは、微細気泡発生装置Ａで使用する以外の空気を図４に示すように浴室６内に放出するようにしてもよい。上記例ではジェットバス装置Ｂを有するために空気取り込み口５から高酸素濃度の空気を浴室６内に放出することができるようになっているが、ジェットバス装置Ｂがないときは浴室６内の任意の位置で浴室６内に高酸素濃度の空気を放出することができるようになっていてもよい。

上記のように酸素富化装置３で発生した高酸素濃度の空気を微細気泡発生装置Ａのエジェクター１０に供給することで高酸素濃度の空気の微細気泡を発生することができるが、この微細気泡の気泡径は２００ｎｍ〜１００μｍとすることが望ましい。ところで、微細気泡の気泡径と気泡の上昇速度の関係を示したのが図６のグラフである。このグラフは横軸が気泡径（μｍ）で縦軸が上昇速度（ｍ／ｓ）であり、気泡径が小さい程気泡の上昇速度が遅いことがわかる。また微細気泡の気泡径と気泡の上昇時間の関係を示したのが図７のグラフである。このグラフは横軸が気泡径（μｍ）で縦軸が３０ｃｍ上昇時間（分）であり、気泡径が小さい程上昇時間が遅いことがわかる。このことから、気泡径が小さい程、浴槽１内に滞留する時間が長くなり、高酸素濃度の空気の酸素が浴槽水に多く溶解することとなる。

微細気泡の気泡径は小さくする程、浴槽１内への滞留時間が長くて溶解する酸素の量が多くなるのであるが、２００ｎｍ以下の気泡を実現するためには浴槽水に電解質を投与する必要があり、不便且つ機器の腐食等を配慮する必要がある。このため気泡径の下限を２００ｎｍとしている。また浴槽１内に微細気泡を吐出する吐出口８の位置と浴槽１の水面との高さを３０ｃｍとした場合、浴槽水への酸素の溶解に必要な時間である１分を満足するには１００μｍ以下の気泡径が必要である。これ以上の気泡径であると、泡がそのまま上昇して溶解には寄与しない。このために気泡径の上限を１００μｍとしている。さらに気泡径が７０μｍ以下であると、２分以上滞留するのでより溶解効果が得られる。

また微細気泡を発生しているときの運転時間と浴槽水への酸素溶存量の関係を示すのが図８のグラフである。このグラフは横軸に運転時間（分）を示し、縦軸に溶存酸素量（ｍｌ／Ｌ）である。これは浴槽１内の湯温を約４０℃とし、湯の量を２００リットルとし、０．５リットル／ｍｉｎの空気を微細気泡発生装置Ａに供給して微細気泡を発生させて酸素溶存量を測定したものである。このとき、微細気泡の気泡径の分布は図９のグラフの通りである。このグラフで横軸に気泡径（μｍ）、縦軸に頻度（％）を示す。

図８のグラフで符号ａに示す線は室温２４．４℃で、酸素濃度３０％の高酸素濃度の空気の微細気泡を形成した場合を示し、符号ｂに示す線は室温２７．０℃で酸素濃度３０％の高酸素濃度の空気の微細気泡を形成した場合を示し、符号ｃに示す線は室温２４．４℃で、酸素濃度が２１％の通常の空気の微細気泡を形成した場合を示し、符号ｄに示す線は室温２７．０℃で、酸素濃度が２１％の通常の空気の微細気泡を形成した場合を示す。この図から酸素濃度が３０％の高酸素濃度の空気の微細気泡を形成すると、浴槽１内の浴槽水の溶存酸素量が多くなることがわかる。

上記のように微細気泡の気泡径を小さくして浴槽１に滞留する時間を２分以上にすると共に、微細気泡の空気を酸素濃度の高い高酸素濃度の空気とすると、浴槽１内の浴槽水の溶存酸素濃度が上昇する。このように浴槽水の溶存酸素濃度が上昇すると、皮膚の角質層への水分浸透が溶存酸素量の高いことにより促進される。つまり、高酸素濃度の空気の微細気泡が浴槽１内の浴槽水中に広く分散するとともに長く滞留することにより、浴槽１内の浴槽中の溶存酸素量がまんべんなく高くなり、角質層の酸素分圧より浴槽水の酸素分圧が高くなり、浴槽水中身体のどの部位においても浸透圧が生じて水分浸透が促進される。また溶存酸素が角質内天然保湿因子（ＮＭＦ）に作用し、水分保持能力を向上させる。また溶存酸素が角質内の細胞間脂質に作用し、水分保持能力を向上させる。これらにより肌の保湿効果が向上し、化粧したりしたときの効果が向上する。

また図１０は普通の入浴した場合と、高酸素濃度の空気の微細気泡の入浴をしたときの肌の水分量の変化を示すグラフである。このグラフで横軸は湯上り後の経過時間（分）、縦軸に水分量の変化率（％）を示す。ただし、水分量の変化率は人浴前の値を１００％とした場合である。この棒グラフで符号ｅに示す部分が普通入浴の時で、符号ｆに示す部分が高酸素濃度の微細気泡の入浴をした場合を示す。この結果より、高酸素濃度の空気の微細気泡の入浴は普通入浴に比べ、湯上り後１５分までの間の角質層水分量が多い傾向にあることがわかる。

本発明の実施の形態の一例を示す一部切欠斜視図である。 同上の浴槽部分の斜視図である。 同上の微細気泡発生装置の動作を説明する説明図である。 同上の浴室内に高酸素濃度の空気を放出する状態を説明する説明図である。 同上のジェットバス装置の動作を説明する説明図である。 微細気泡の気泡径と気泡の上昇速度の関係を示すグラフである。 微細気泡の気泡径と気泡の上昇時間の関係を示すグラフである。 微細気泡発生装置の運転時間と溶存酸素量の関係を示すグラフである。 微細気泡の気泡径の分布を示すグラフである。 普通入浴した場合と微細気泡入浴をしたときの湯上り後の経過時間と水分量変化率を示すグラフである。

符号の説明

Ａ 微細気泡発生装置
Ｂ ジェットバス装置
１ 浴槽
３ 酸素富化装置
４ 空気供給経路
４ａ 分岐経路
４ｂ 分岐経路
５ 空気取り込み口
６ 浴室

Claims (2)

1. 高酸素濃度の空気を生成する酸素富化装置と、当該酸素富化装置から酸素濃度が３０％以上の高酸素濃度の空気の供給を受けて浴槽水に高酸素濃度の空気からなる気泡径２００ｎｍ〜１００μｍの微細気泡を発生する微細気泡発生装置とを備え、酸素富化装置から高酸素濃度の空気を供給する空気供給経路を２つの分岐経路に分岐し、２つの分岐経路のうち１つの分岐経路を微細気泡発生装置に連通させると共にもう１つの分岐経路を浴槽のフランジに設けた空気取り込み口に連通させ、酸素富化装置からの高酸素濃度の空気の一部を微細気泡発生装置に供給させるとともに残りを空気取り込み口から浴室内に供給させることを特徴とする微細気泡発生浴槽装置。
2. 前記微細気泡発生装置は、浴槽内から取り入れた浴槽水を循環させて再び浴槽内に吐出する循環管路と、循環管路の途中に設けられた循環ポンプと、循環ポンプの上流側または下流側に設けられ、前記酸素富化装置から供給された高酸素濃度の空気を浴槽水に混入させるエジェクターと、エジェクターの下流側に設けられて混入された高酸素濃度の空気を浴槽水に溶解させる溶解タンクと、溶解タンクの下流側に設けられて浴槽水を減圧することで溶解されている高酸素空気を微細気泡として発生させる吐出口とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の微細気泡発生浴槽装置。

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