JP4944718B2 - 気泡発生装置 - Google Patents

Description

本発明は気体を液体中に溶解させる気体溶解器を備える気泡発生装置に関する。

従来より、液体中に微細な気泡を発生させる微細気泡発生装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

図３１は、従来の微細気泡発生装置の一例を示す図である。

図３１に示す気泡発生装置３０００は、ポンプ３００１、気体溶解器３００２および液体噴出ノズル３００３を含む。ポンプ３００１には、液体吸入管３００４および液体供給管３００５が接続されている。

液体吸入管３００４の一端は、浴槽４０００の底面に接続されている。また、液体供給管３００５の一端は、気体溶解器３００２の内部空間において下方に向かって開口している。

気体溶解器３００２の底面には、液体供給管３０１０の一端が接続されている。液体供給管３０１０の他端には、液体噴出ノズル３００３が接続されている。液体噴出ノズル３００３は、浴槽４０００の側面の下部に取り付けられている。

この気泡発生装置３０００においては、ポンプ３００１が起動されることにより、液体吸入管３００４の一端から浴槽４０００内の液体４００１が吸引される。ポンプ３００１により吸引された液体４００１は、液体供給管３００５を介して気体溶解器３００２内に噴出される。それにより、気体溶解器３００２内が加圧されるとともに、気体溶解器３００２内の液体４００１が攪拌される。その結果、気体溶解器３００２内の気体が液体４００１に溶解される。

気体溶解器３００２内において空気が溶解された液体４００１は、液体供給管３０１０および液体噴出ノズル３００３を介して浴槽４０００内に供給される。このとき、気体溶解器３００２において液体４００１に溶解された空気が複数の微細気泡となって出現する。これにより、浴槽４０００内の液体４００１中に複数の微細気泡を発生させることができる。
特開２００６−１４９４３７号公報

ところで、浴槽４０００内において発生する微細気泡の数を増加させるためには、液体噴出ノズル３００３から噴出される液体４００１に溶解される空気量を増加させなければならない。しかしながら、上記の気体溶解器３００２のように、気体溶解器３００２内の液体４００１に向けて上方から液体４００１を噴出させるだけでは、十分な量の空気を液体４００１に溶解させることができない。そのため、上記の気泡発生装置３０００においては、浴槽４０００内の液体４００１中に十分な量の微細気泡を発生させることができない。

本発明の目的は、十分な量の気体を液体に溶解させることができる気体溶解器を備えた気泡発生装置を提供することである。

（１）第１の発明に係る気泡発生装置は、気体を液体に溶解させる気体溶解器と、気体溶解器に連結され気体溶解器から供給される液体に微細気泡を発生させる気泡発生器とを備え、気体溶解器は、天井部を有する気体溶解室と、液体を気体溶解室内から天井部に向かって噴出する第１の噴出部とを備え、天井部は下に凸となるように湾曲する下面を有し、気泡発生器は、流入口、第１の流路、第２の流路および流出口を有する本体部を備え、第１の流路は、流入口から流入する液体を第１の方向へ導くように設けられ、第２の流路は、第１の流路の下流端から導かれる液体を第１の方向と逆の第２の方向に導いて流出口から流出させるように設けられ、第２の流路の上流端の断面積は流入口の面積よりも小さく、流出口の面積は第２の流路の上流端の断面積よりも大きいものである。

この気泡発生装置においては、気体溶解器により気体が溶解された液体が気泡発生器に供給される。そして、気泡発生器により液体中に微細気泡が発生される。ここで、この気泡発生装置の気体溶解器においては、第１の噴出部から天井部に向けて液体が噴出される。それにより、液体が天井部の下面に衝突し、気体溶解室内の空気が液体に溶解される。また、天井部の下面に衝突した液体は、天井部の下面から気体溶解室内に貯留されている液体へ落下する。このとき、天井部から落下する液体と気体溶解室内の液体との衝突により衝撃が発生し、液体に気体が溶解される。このように、この気体溶解器においては、気体を液体に溶解させるための機会が少なくとも２度設けられるので、十分な量の気体を液体に溶解させることができる。

また、この気体溶解器においては、天井部の下面が下に凸になるように湾曲している。この場合、第１の噴出部と天井部の下面との間の距離が短くなり、第１の噴出部から噴出される液体を即座に天井部の下面に衝突させることができる。それにより、第１の噴出部から噴出される液体を高速で天井部の下面に衝突させることができる。その結果、第１の噴出部に供給される液体の圧力が低い場合にも気体溶解室内において十分な量の気体を液体に溶解させることが可能になる。

また、天井部の下面が下に凸になるように湾曲しているので、第１の噴出部から噴出された液体を天井部の下面に沿って上方外側に流すことができる。この場合、気体溶解室内において高い位置から液体を落下させることができるので、液体の落下速度が上昇する。それにより、第１の噴出部から噴出された液体が気体溶解室内に貯留されている液体へ落下する際に大きな衝撃が発生する。その結果、気体溶解室内においてより多くの気体を液体に溶解させることが可能になる。それにより、気泡発生装置において十分な量の微細気泡を発生させることが可能となる。
また、この気泡発生装置の気泡発生器によれば、流入口から本体部内に流入する液体が第１の流路により第１の方向に導かれる。また、第１の流路の下流端から導かれる液体は、第２の流路により第１の方向と逆の第２の方向に導かれ流出口から流出される。
ここで、この気泡発生器においては、第２の流路の上流端の断面積は流入口の面積よりも小さい。この場合、液体が流入口から第１の流路を介して第２の流路へと流入する際に液体の流速が上昇し、液体の圧力が低下する。それにより、液体に溶解されている気体が気泡となって出現する。
また、流出口の面積は第２の流路の上流端の断面積より大きい。この場合、液体が第２の流路の上流端から流出口へと流れる際に液体の流速が低下し、液体の圧力が上昇する。それにより、液体中に出現した上記の気泡が微細化される。
また、第１の流路は液体を第１の方向に導くように設けられ、第２の流路は液体を上記第１の方向と逆の第２の方向に導くように設けられる。この場合、本体部の全長を大きくすることなく第２の流路を長くすることができる。それにより、本体部の全長を大きくすることなく、微細気泡の発生効率を向上させることができる。その結果、十分な量の微細気泡を発生することができるとともに、気泡発生器を小型化することができる。
以上の結果、気泡発生装置の小型化が可能になるとともに、微細気泡の発生効率を十分に向上させることができる。

（２）天井部の下面は中心部が最下点となるように形成され、第１の噴出部は下面の中心部に対向するように設けられてもよい。

この場合、第１の噴出部と天井部の下面との間の距離を十分に短くすることができる。それにより、第１の噴出部から噴出される液体をより高速で天井部の下面に衝突させることができる。その結果、気体溶解室内において十分な量の気体を確実に液体に溶解させることが可能になる。

（３）天井部の下面は略円弧状または略Ｖ字状に湾曲してもよい。

この場合、第１の噴出部から噴出された液体を天井部の下面に沿って容易に上方外側に流すことができる。それにより、気体溶解室内において十分に高い位置から液体を落下させることができるので、液体の落下速度が十分に上昇する。この場合、第１の噴出部から噴出された液体が気体溶解室内に貯留されている液体へ落下する際により大きな衝撃が発生する。それにより、気体溶解室内においてより多くの気体を液体に溶解させることが可能になる。

（４）気体溶解室は、天井部を有する第１の溶解室と、第１の溶解室の下方に設けられる第２の溶解室とを含み、気体溶解器は、第１の溶解室内の液体を第２の溶解室内に向かって噴出する第２の噴出部をさらに備えてもよい。

この気体溶解器においては、第１の噴出部から第１の溶解室内に液体が噴出され、その液体が第１の溶解室内に貯留される。また、第１の溶解室内に貯留された液体は、第２の噴出部から第２の溶解室内に噴出される。

この場合、第２の噴出部から液体が噴出されることにより、第２の溶解室内において液体が攪拌される。それにより、第２の溶解室内の気体および第１の溶解室から液体とともに第２の溶解室内に噴出された気体が液体に溶解される。その結果、より多くの気体を液体に溶解させることが可能になる。

（５）気体溶解器は、第２の溶解室内から液体を流出させる液体流出部をさらに備え、液体流出部は、第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸から離間されてもよい。

この場合、液体流出部に気泡発生器等の外部機器を容易に連結させることができる。

また、液体流出部が第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸から離間されているので、第２の噴出部から噴出された液体が直接的に液体流出部に到達することを防止することができる。したがって、第２の噴出部から液体が噴出された際に第２の溶解室内において液体中に発生した気泡が液体の流れに乗って移動する場合にも、その気泡が短時間で液体流出部に到達することを防止することができる。

それにより、第２の溶解室内において液体中に気泡を十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出部から流出することを防止することができる。その結果、第２の溶解室内において気体を液体に確実に溶解させることができる。

（６）第２の溶解室は、液体流出部に連通し液体流出部に液体を供給する液体供給空間を有し、液体流出部による液体の流出方向に垂直な方向における液体供給空間の断面積は、液体流出部側に向かって減少してもよい。

この場合、第２の溶解室内において液体流出部へ流れる液体の流速は、液体供給空間内において緩やかに上昇する。それにより、液体流出部の近傍において液体の流速が急激に上昇することを防止することができる。その結果、液体中の気泡が液体の流れに乗って液体流出部から流出することを確実に防止することができる。

（７）気体溶解器は、第２の溶解室内における第２の噴出部と液体流出部との間に設けられ、第２の噴出部から噴出された液体の流れ方向を変更させる変更板をさらに備えてもよい。

この場合、第２の溶解室内において気泡が液体の流れに乗って第２の噴出部から液体流出部に向かって流れる場合にも、その気泡の移動方向を変更板により変更させることができる。それにより、第２の溶解室内において液体中に気泡をさらに十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出部から流出することを確実に防止することができる。その結果、第２の溶解室内において気体を確実に液体に溶解させることができる。

（８）変更板は、第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸に対して略平行に設けられてもよい。

この場合、第２の噴出部から噴出された液体が、第２の溶解室内において第２の噴出部による液体の噴出方向と異なる方向に流れる場合にも、変更板によりその液体の流れ方向を確実に変更させることができる。それにより、第２の噴出部から噴出された液体が直接的に液体流出部に到達することを確実に防止することができる。

（９）変更板は、第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸に対して傾斜するように設けられてもよい。

この場合、第２の噴出部から噴出された液体が、第２の溶解室内において第２の噴出部による液体の噴出方向と異なる方向に流れる場合にも、変更板によりその液体の流れ方向を確実に変更させることができる。それにより、第２の噴出部から噴出された液体が直接的に液体流出部に到達することを確実に防止することができる。

（１０）第１および第２の溶解室は分離可能に設けられてもよい。この場合、気体溶解器のメインテナンスが容易になる。

本発明によれば、気体溶解器の気体溶解室内において気体を液体に溶解させるための機会が少なくとも２度設けられるので、気体溶解器に供給される液体の圧力が低い場合にも、十分な量の気体を液体に溶解させることができる。

また、第１の噴出部から噴出される液体を高速で天井部の下面に衝突させることができるので、気体溶解室内において十分な量の気体を液体に溶解させることが可能になる。

また、第１の噴出部から噴出された液体が気体溶解室内に貯留されている液体へ落下する際に大きな衝撃を発生させることができる。それにより、気体溶解室内においてより多くの気体を液体に溶解させることが可能になる。
さらに、気泡発生器において、十分な量の微細気泡を発生することができるとともに、気泡発生器を小型化することができる。
以上の結果、気泡発生装置の小型化が可能になるとともに、微細気泡の発生効率を十分に向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る気体溶解器および気泡発生装置について図面を用いて説明する。

＜第１の実施の形態＞
（１）気泡発生装置の構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る気体溶解器およびそれを備えた気泡発生装置の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る気泡発生装置１０００は、気泡発生器１００および気体溶解器２００を含む。気体溶解器２００には空気弁２５０および排水弁２６０が設けられている。

気泡発生器１００と気体溶解器２００とは液体流通管３００により連結されている。液体流通管３００には逆止弁３１０が設けられている。気泡発生器１００は、浴槽７００の下部の側面に取り付けられている。気体溶解器２００には、液体供給管４００の一端が接続されている。液体供給管４００の他端は、水道の蛇口５００に接続されている。

本実施の形態に係る気泡発生装置１０００においては、水道の蛇口５００から液体供給管４００、気体溶解器２００、液体流通管３００および気泡発生器１００を介して浴槽７００内に水７０１が供給される。

気体溶解器２００においては、水７０１に空気が溶解される。気泡発生器１００は、気体溶解器２００において水７０１に溶解された空気を微細気泡として水７０１中に出現させる。それにより、浴槽７００内の水７０１に微細気泡が供給される。

なお、上述したように、本実施の形態においては、気体溶解器２００には、空気弁２５０が設けられている。それにより、気体溶解器２００内に容易に空気を取り入れることができる。

また、気体溶解器２００には、気泡発生装置１０００運転状態に応じて（例えば電気的に）開放および閉止される排水弁２６０が設けられている。それにより、気泡発生装置１０００が使用されていないときに、気体溶解器２００内の水７０１を容易に排出することができる。

また、液体流通管３００には逆止弁３１０が設けられている。それにより、浴槽７００内の水が液体流通管３００内を逆流することを防止することができる。

以下、気体溶解器２００および気泡発生器１００について図面を用いて説明する。

（２）気体溶解器
（２−１）気体溶解器の構成
図２は、図１の気体溶解器２００を示す外観斜視図であり、図３は、図１の気体溶解器２００の概略断面図である。なお、図２および図３には、図１の排水弁２６０は図示されていない。

図２および図３に示すように、気体溶解器２００は、円筒状の第１の筐体２０１および円筒状の第２の筐体２０２を有する。なお、以下においては、説明を簡便にするため、第１の筐体２０１側を上方とし、第２の筐体２０２側を下方とする。

第１の筐体２０１の下端および第２の筐体２０２の上端は開口している。第１の筐体２０１と第２の筐体２０２との間には、円板状の仕切り板２０３が設けられている。第１の筐体２０１の下端には、鍔状の取り付け部２１１が形成されている。また、第２の筐体２０２の上端には、鍔状の取り付け部２１２が形成されている。

取り付け部２１１には複数の貫通孔２１３（図３）が等間隔に形成されている。同様に、仕切り板２０３には貫通孔２１３と同数の貫通孔２１４（図３）が等間隔に形成され、取り付け部２１２には貫通孔２１３と同数の貫通孔２１５（図３）が等間隔に形成されている。なお、本実施の形態においては、８つの貫通孔２１３〜２１５が形成されている。

各貫通孔２１３〜２１５にボルト２１６が通され、そのボルト２１６にナット２１７が取り付けられる。それにより、取り付け部２１１、仕切り板２０３および取り付け部２１２が固定され、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが固定される。

図２および図３に示すように、第１の筐体２０１の天井部１１１は下方に凸となるように湾曲している。また、図３に示すように、第１の筐体２０１の天井部１１１の中央部には、上方に向かって延びるように円筒状の継管部２３１が形成されている。継管部２３１には、図１の空気弁２５０が取り付けられている。

図３に示すように、空気弁２５０は、円筒状の本体部５２１およびその本体部５２１の上端に取り付けられる蓋部５２２を有する。蓋部５２２の内部には円柱状の貫通孔５３０が形成されている。本体部５２１の内部空間と本体部５２１の外部とは、貫通孔５３０により連通されている。また、本体部５２１の内部空間と第１の筐体２０１の内部空間とは、継管部２３１の内部空間により連通されている。

本体部５２１内には、本体部５２１の内周面に沿うように略Ｌ字状の４本の誘導部材５２３（図３では３本のみ図示）が設けられている。また、本体部５２１内には、円板状の移動部材５２４が誘導部材５２３に対して上下に摺動可能に設けられている。なお、移動部材５２４の直径は本体部５２１の内径よりも小さく、移動部材５２４の外周面と本体部５２１の内周面との間には空間が形成されている。

第１の筐体２０１の側面を貫通するように、Ｌ字上の液体流通管４０１が設けられる。液体流通管４０１の一端には、図１の液体供給管４００が取り付けられる。それにより、液体流通管４０１に水７０１が供給される。

液体流通管４０１の他端は、第１の筐体２０１内の中央部において上方に向かって開口している。また、液体流通管４０１の他端には、円筒状の噴出ノズル２２１が設けられている。液体供給管４００から水７０１に供給された水は、噴出ノズル２２１から上方に向かって噴出される。

なお、噴出ノズル２２１から水７０１が噴出されている場合には、その水７０１の圧力により空気弁２５０の移動部材５２４が上方に移動される。それにより、貫通孔５３０の下端の開口が移動部材５２４により閉塞される。その結果、第１の筐体２０１内の空気が気体溶解器２００の外部へ流出することが阻止される。

一方、噴出ノズル２２１から水７０１が噴出されていない場合には、移動部材５２４が下方に移動され、貫通孔５３０の下端の開口が開放される。それにより、気体溶解器２００の外部の空気が貫通孔５３０を介して第１の筐体２０１内に供給される。その結果、第１の筐体２０１内に十分な量の空気が供給される。

仕切り板２０３の中心から偏った位置には、円筒状の噴出ノズル２２２が設けられている。噴出ノズル２２１から第１の筐体２０１内に噴出された水７０１は、噴出ノズル２２２から第２の筐体２０２内に噴出される。

第２の筐体２０２の下部の一部は、側方に向かって突出している。それにより、第２の筐体２０２内の側部に補助空間２４０が形成されている。補助空間２４０は、鉛直方向における断面積が外方に向かって漸次減少するように形成されている。補助空間２４０の先端部すなわち補助空間２４０の上記断面積が最も小さくなる部分に液体流出管２４１が設けられている。液体流出管２４１には、図１の液体流通管３００が接続されている。

第２の筐体２０２の底面部１１２上には、気泡上昇板２２３が設けられている。気泡上昇板２２３は、噴出ノズル２２２と液体流出管２４１との間で補助空間２４０の近傍に位置する。本実施の形態では、気泡上昇板２２３は第２の筐体２０２の底面部１１２上に垂直に取り付けられている。

以上のような構成において、液体流通管４０１から第１の筐体２０１内に供給される水７０１は、第１の筐体２０１内および第２の筐体２０２内を通過して液体流出管２４１から流出する。

なお、噴出ノズル２２１の上端と第１の筐体２０１の天井部１１１の下面の中央部との間の距離は、５〜２５ｍｍであることが好ましい。

（２−２）気体溶解器の効果
本実施の形態においては、水道の蛇口５００（図１）から気体溶解器２００に供給される水７０１は、図３に示すように、噴出ノズル２２１から第１の筐体２０１の天井部１１１に向かって噴出される。これにより、水７０１が天井部１１１の下面に衝突し、第１の筐体２０１内の空気が水７０１に溶解される。

また、本実施の形態に係る気体溶解器２００においては、噴出ノズル２２１が第１の筐体２０１の中央部に設けられている。さらに、第１の筐体２０１の天井部１１１は、下面の中央部が最下点となるように湾曲している。

この場合、噴出ノズル２２１と天井部１１１の下面との間の距離が短くなり、噴出ノズル２２１から噴出される水７０１を即座に天井部１１１の下面に衝突させることができる。それにより、噴出ノズル２２１から噴出される水７０１を高速で天井部１１１の下面に衝突させることができる。その結果、第１の筐体２０１内において十分な量の空気を水７０１に溶解させることが可能になる。

また、噴出ノズル２２１から噴出された水７０１は、図３に矢印で示すように、第１の筐体２０１の天井部１１１の下面に沿って上方外側に流れた後に落下する。この場合、第１の筐体２０１内において十分に高い位置から水７０１を落下させることができるので、水７０１の落下速度が上昇する。それにより、噴出ノズル２２１から噴出された水７０１が第１の筐体２０１内に貯留されている水７０１へ落下する際に大きな衝撃が発生する。その結果、第１の筐体２０１内においてより多くの空気を水７０１に溶解させることが可能になる。

また、第１の筐体２０１内に供給された水７０１は、噴出ノズル２２２から第２の筐体２０２内に噴出される。これにより、第２の筐体２０２内において水７０１が攪拌され、第２の筐体２０２内の空気および第１の筐体２０１から水７０１とともに第２の筐体２０２内に噴出された空気（気泡）が水７０１に溶解される。

また、噴出ノズル２２２と液体流出管２４１とは、第２の筐体２０２内において水平方向（仕切り板２０３に平行な方向）に十分に離間されている。それにより、噴出ノズル２２２から第２の筐体２０２内に噴出された水７０１が直接的に液体流出管２４１に到達することを防止することができる。

したがって、噴出ノズル２２２から水７０１が噴出された際に水７０１中に発生した気泡および第１の筐体２０１内から第２の筐体２０２内に流入した気泡が水７０１の流れに乗って移動する場合にも、その気泡が短時間で液体流出管２４１に到達することを防止することができる。それにより、第２の筐体２０２内において水７０１中に気泡を十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出管２４１から流出することを防止することができる。その結果、第２の筐体２０２内において気泡を十分に水７０１に溶解させることができる。

また、第２の筐体２０２の底面部１１２上において噴出ノズル２２２と液体流出管２４１との間には気泡上昇板２２３が設けられている。この場合、図３に矢印で示すように、噴出ノズル２２２から液体流出管２４１側に向かって流れる水７０１は、気泡上昇板２２３に衝突する。それにより、水７０１の流通方向は気泡上昇板２２３において上方に変えられる。

したがって、第２の筐体２０２内において気泡が水７０１の流れに乗って噴出ノズル２２２側から液体流出管２４１側に向かって流れる場合にも、その気泡を気泡上昇板２２３において上方に浮上させることができる。それにより、第２の筐体２０２内において水７０１中に気泡をさらに十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出管２４１から流出することを確実に防止することができる。その結果、第２の筐体２０２内において気泡を確実に水７０１に溶解させることができる。

また、第２の筐体２０２内の側部には、鉛直方向における断面積が外方に向かって漸次減少する補助空間２４０が形成されている。そして、補助空間２４０の先端部に液体流出管２４１が接続されている。

この場合、補助空間２４０を通って液体流出管２４１へ流れる水７０１の流速は、液体流出管２４１に近づくにつれて緩やかに上昇する。したがって、液体流出管２４１の近傍において水７０１の流速が急激に上昇することを防止することができる。それにより、水７０１中の気泡が水７０１の流れに乗って液体流出管２４１から流出することを確実に防止することができる。

以上の結果、気体溶解器２００内において水７０１中に空気を確実に溶解させることができる。

また、本実施の形態においては、液体流通管４０１が取り付けられる第１の筐体２０１と液体流出管２４１が取り付けられる第２の筐体２０２とが分離可能である。それにより、蛇口５００（図１）の位置および気体溶解器２００の設置場所等の種々の条件に応じて、液体流通管４０１と液体流出管２４１との位置関係を自在に調整することができる。その結果、気体溶解器２００の設置自由度が向上する。また、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とを分離することにより、気体溶解器２００のメインテナンスを容易に行うことができる。

また、本実施の形態においては、第１の筐体２０１の天井部１１１を下方に凸となるように湾曲させている。それにより、第１の筐体２０１の強度を向上させることができる。それにより、第１の筐体２０１の薄型化が可能になり、気体溶解器２００の材料コストを低減することができる。

また、第１の筐体２０１の天井部１１１の中央部すなわち天井部１１１の最も低い部分に空気弁２５０が設けられている。それにより、気体溶解器２００の高さ方向の寸法が大きくなることを防止することができる。その結果、気体溶解器２００の設置自由度がさらに向上する。

（３）気泡発生器
（３−１）気泡発生器の構成
図４は、図１の気泡発生器１００の組み立て斜視図であり、図５は、図１の気泡発生器１００の縦断面図である。また、図６は、後述する気泡発生部材１０３の上面図である。

図４および図５に示すように、気泡発生器１００は、気泡安定管１０１、Ｏリング１０２、気泡発生部材１０３、Ｏリング１０４、支持部材１０５および固定部材１０６を含む。

気泡安定管１０１は、第１の円筒部１１および第１の円筒部１１より径大の第２の円筒部１２を有する。なお、以下においては、説明を簡便にするため、第１の円筒部１１側を上方とし、固定部材１０６側を下方とする。図５に示すように、第２の円筒部１２の上面部１１３には、下方に向かって突出する断面半円形状の突起部１３が環状に形成されている。

図４および図５に示すように、気泡発生部材１０３は、円柱状の本体部３１、本体部３１の中央部から上方に向かって延びるように形成される円筒部３２、本体部３１の外周部から上方に向かって延びるように形成される筒状の第１の外壁部３３、および本体部３１の外周部から下方に向かって延びるように形成される筒状の第２の外壁部３４を有する。

図４〜図６に示すように、気泡発生部材１０３には、本体部３１および円筒部３２の中心部を上下に貫通する液体通路３５が形成されている。また、本体部３１には、液体通路３５を取り囲むように複数の圧力上昇通路３６が形成されている。各圧力上昇通路３６は、本体部３１を上下に貫通するように形成されている。

各圧力上昇通路３６は、本体部３１の下部側に形成される第１の拡大部３６１および本体部３１の上部側に形成される第２の拡大部３６２からなる。第１の拡大部３６１の断面積は上方に向かって第１の割合で漸次拡大し、第２の拡大部３６２の断面積は上方に向かって第２の割合で漸次拡大している。

なお、本実施の形態においては、第２の割合は第１の割合より大きい。また、複数の第１の拡大部３６１の下端の開口面積の合計は、液体通路３５の断面積より小さい。

図４および図５に示すように、円筒部３２の上部には、外周面に沿って凹部３７が環状に形成されている。図５に示すように、凹部３７にＯリング１０２が嵌め込まれた状態で円筒部３２を第１の円筒部１１内に挿入することにより、気泡発生部材１０３が気泡安定管１０１に取り付けられる。

なお、本実施の形態においては、第２の拡大部３６２の上端の開口と突起部１３とが対向するように、第２の拡大部３６２および突起部１３の位置が設定されている。

図４および図５に示すように、支持部材１０５は、円板部５１、その円板部５１の上面において上方に向かって延びるように形成される円柱部５２、およびその円板部５１の下面から下方に向かって延びるように形成される棒状部５３を有する。図５に示すように、円柱部５２が第２の外壁部３４内に嵌め込まれるように支持部材１０５が気泡発生部材１０３に取り付けられる。

なお、本実施の形態においては、円板部５１の直径および第２の外壁部３４の外径は等しい。それにより、支持部材１０５を気泡発生部材１０３に取り付ける際に、円板部５１の上面が第２の外壁部３４の下端に係止される。

また、円柱部５２の軸方向の長さは第２の外壁部３４の軸方向の長さより短い。それにより、支持部材１０５を気泡発生部材１０３に取り付けた際に、本体部３１の下面と円柱部５２の上面との間に空間３０が形成される。また、その空間３０内において本体部３１の下面、円柱部５２の上面および第２の外壁部３４の内周面に密着するようにＯリング１０４が設けられる。なお、本実施の形態においては、複数の第１の拡大部３６１の下端の開口がＯリング１０４の内方に位置するように第１の拡大部３６１の形成位置およびＯリング１０４の内径が設定されている。

図４および図５に示すように、固定部材１０６は、筒状部６１および円板部６２を有する。円板部６２の中央部を除く領域に複数の扇状の貫通孔６３が形成されている。図５に示すように、棒状部５３の下端と円板部６２の中央部とが当接するように筒状部６１が第２の円筒部１２の下端部に取り付けられる。それにより、支持部材１０５が気泡発生部材１０３と固定部材１０６との間で固定される。

気泡安定管１０１の第１の円筒部１１には、液体供給管３００（図１）が接続される。気体溶解器２００（図２）において空気が溶解された水７０１は、液体供給管３００および第１の円筒部１１を介して気泡発生部材１０３の液体通路３５に供給される。液体通路３５に供給された水７０１は、空間３０、圧力上昇通路３６、および第２の円筒部１２内を通過した後、固定部材１０６の貫通孔６３から浴槽７００（図１）内に流出する。なお、以下の説明においては、圧力上昇通路３６から円筒部３２と第１の外壁部３３との間の空間、第１の外壁部３３と１１３との間の空間、気泡発生部材１０３の外周面と第２の円筒部１２の内周面との間の空間、および棒状部５３の外周面と第２の円筒部１２の内周面との間区の空間を通って貫通孔６３に至る経路を補助流路と称する。

なお、気泡発生部材１０３の圧力上昇通路３６の上端の開口と気泡安定管１０１の突起部１３との間の距離は、５〜１５ｍｍであることが好ましい。また、気泡発生部材１０３の外周面と第２の円筒部１２の内周面との間の距離は、５〜２０ｍｍであることが好ましい。また、気泡発生部材１０３の圧力上昇通路３６の軸方向の長さは３〜２０ｍｍであることが好ましい。また、気泡発生部材１０３の第１の外壁部３３の高さは２〜１０ｍｍであることが好ましい。

また、本実施の形態においては、第１の外壁部３３の上端と気泡安定管１０１の上面部１１３とにより形成される円筒状空間の外周面の面積は、水平方向における円筒部３２と第１の外壁部３３との間の環状領域の面積より大きい。また、水平方向における第２の円筒部１２と第１の外壁部３３との間の環状領域の面積は、上記円筒状空間の外周面の面積より大きい。すなわち、本実施の形態においては、第２の円筒部１２内の上記補助流路の断面積が水７０１の流通方向に向かって段階的に拡大するように、第２の円筒部１２および気泡発生部材１０３の各構成要素の寸法が設定されている。

（３−２）気泡発生器の効果
上述したように、複数の第１の拡大部３６１の下端の開口面積の合計は、液体通路３５の断面積よりも小さい。この場合、水７０１が液体通路３５から空間３０を介して第１の拡大部３６１へと流入する際に水７０１の流速が上昇し、水７０１の圧力が低下する。それにより、水７０１内に溶解されている空気が気泡となって出現する。

また、圧力上昇通路３６の断面積は、水７０１の流通方向に向かって漸次拡大する。この場合、水７０１が圧力上昇通路３６内を流れる際に水７０１の流速が徐々に低下し、水７０１の圧力が上昇する。それにより、水７０１中の気泡が微細化される。

また、水平方向における円筒部３２と第１の外壁部３３との間の環状領域の面積は、複数の第２の拡大部３６２の上端の開口面積の合計よりも大きい。この場合、水７０１が第２の拡大部３６２の上端の開口から流出する際に水７０１の流速が低下し、水７０１の圧力が上昇する。それにより、水７０１中の気泡がさらに微細化される。

また、本実施の形態においては、第２の円筒部１２内の補助流路の断面積が水７０１の流通方向に向かって段階的に拡大するように、第２の円筒部１２および気泡発生部材１０３の各構成要素の寸法が設定されている。この場合、水７０１の圧力が段階的に上昇されるので、水７０１中の気泡を効率よく微細化することができる。

また、第２の拡大部３６２の上端の開口と第２の円筒部１２の上面部１１３とが対向するように気泡安定管１０１と気泡発生部材１０３とが連結されている。この場合、圧力上昇通路３６において発生された気泡は、第２の拡大部３６２から流出する水７０１とともに第２の円筒部１２の上面部１１３に衝突する。それにより、水７０１中の気泡がさらに微細化される。

また、第２の円筒部１２の上面部１１３には、第２の拡大部３６２の上端の開口に対向するように突起部１３が設けられている。この場合、圧力上昇通路３６において発生された気泡は、第２の拡大部３６２から流出する水７０１とともに突起部１３に衝突する。それにより、水７０１中の気泡を効率よく微細化することができるとともに、気泡の結合を防止することができる。

また、複数の第２の拡大部３６２の上端の開口の外方を取り囲むように第１の外壁部３３が設けられている。この場合、圧力上昇通路３６内において発生された微細気泡を、第１の外壁部３３内において十分に安定させることができる。それにより、第２の拡大部３６２から流出した気泡が短時間で消失することを十分に防止することができる。

また、気泡発生部材１０３において発生された気泡は、第２の円筒部１２内を通過した後に気泡発生器１００から吐出される。この場合、気泡発生部材１０３において発生された気泡を、第２の円筒部１２内において十分に安定させることができる。それにより、気泡発生器１００から浴槽７００内に供給された気泡が短時間で消失することを十分に防止することができる。その結果、浴槽７００内の気泡の数を十分に増加させることができる。

また、本実施の形態に係る気泡発生器１００においては、水７０１は、液体通路３５内を一方向に向かって流れた後、圧力上昇通路３６内を上記一方向と逆の方向に向かって流れる。その後、水７０１は、第２の円筒部１２内を再び一方向に向かって流れる。

このように、本実施の形態においては、気泡発生器１００内において水７０１の流通方向を２度反転させている。それにより、気泡発生器１００を大きくすることなく、気泡発生器１００内における水７０１の流路を十分に長くすることができる。その結果、気泡発生器１００内において気泡を十分に安定させることができる。

以上の結果、水７０１中に微細気泡を安定して発生させることができる。

＜第２の実施の形態＞
図７は、第２の実施の形態に係る気体溶解器６００を示す概略断面図である。

図７に示す気体溶解器６００が図３の気体溶解器２００と異なるのは以下の点である。

図７に示すように、本実施の形態においては、第２の筐体２０２の底面部１１２の中央部および仕切り板２０３の中央部を貫通するように液体流通管４０１が設けられている。この場合、気体溶解器６００の下方側から液体流通管４０１が挿入されるので、気体溶解器６００の幅方向の大型化が防止される。それにより、気体溶解器６００の設置自由度が向上する。

＜第３の実施の形態＞
図８は、第３の実施の形態に係る気体溶解器６１０を示す概略断面図である。

図８に示す気体溶解器６１０が図３の気体溶解器２００と異なるのは以下の点である。

図８に示すように、本実施の形態に係る気体溶解器６１０においては、噴出ノズル２２２と液体流出管２４１との間を遮蔽するように、気泡上昇板２２３が液体流出管２４１側に傾斜して設けられている。この場合、噴出ノズル２２２から第２の筐体２０２内に水７０１が噴出された際に水７０１中に発生した気泡が液体流出管２４１に到達することを確実に防止することができる。それにより、第２の筐体２０２内において、水７０１中に気泡を十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出管２４１から流出することを確実に防止することができる。その結果、第２の筐体２０２内において気泡を確実に水７０１に溶解させることができる。

＜第４の実施の形態＞
図９は、第４の実施の形態に係る気体溶解器６２０を示す概略断面図である。

図９に示す気体溶解器６２０が図３の気体溶解器２００と異なるのは以下の点である。

図９に示すように、本実施の形態に係る気体溶解器６２０においては、噴出ノズル２２２と液体流出管２４１との間を遮蔽するように、気泡上昇板２２３の上部が液体流出管２４１側に傾斜されている。この場合、噴出ノズル２２２から第２の筐体２０２内に水７０１が噴出された際に水７０１中に発生した気泡が液体流出管２４１に到達することを確実に防止することができる。それにより、第２の筐体２０２内において、水７０１中に気泡を十分な時間滞留させることができるとともに、気泡が液体流出管２４１から流出することを確実に防止することができる。その結果、第２の筐体２０２内において気泡を確実に水７０１に溶解させることができる。

＜噴出ノズルの他の例＞
図１０〜図１２は、図３および図７〜図９の液体供給管４００および仕切り板２０３に設けられる噴出ノズルの他の例を示す図である。なお、図１０〜図１２において（ａ）は噴出ノズルの斜視図であり、（ｂ）は噴出ノズルの上面図である。

図１０に示す噴出ノズル２２４は、円筒状の本体部４１、本体部４１の上面に放射状に形成される複数の噴出口４２を有する。なお、本体部４１の下端側は図３の噴出ノズル２２１と同様に開口している。

この噴出ノズル２２４を液体流通管４０１（図３）に設けた場合、各噴出口４２から第１の筐体２０１の天井部１１１に向けて水７０１を高速で噴出させることができる。それにより、水７０１を第１の筐体２０１の天井部１１１に高速で衝突させることができる。その結果、水７０１中に空気を確実に溶解させることができる。

また、この噴出ノズル２２４を仕切り板２０３（図３）に設けた場合、各噴出口４２から第２の筐体２０２内に向けて水７０１を高速で噴出させることができる。それにより、第２の筐体２０２内において水７０１を十分に攪拌することができる。その結果、水７０１中に空気を十分に溶解させることができる。

図１１に示す噴出ノズル２２５は、略漏斗状に形成されており、流入口５５１および流入口５５１より径大の噴出口５５２を有する。この噴出ノズル２２５を液体流通管４０１（図３）に設けた場合、噴出口５５２から第１の筐体２０１の天井部１１１の下面の広い範囲に向けて水７０１を噴出させることができる。この場合、噴出ノズル２２５から噴出された水７０１を第１の筐体２０１の天井部１１１の外周部に容易に到達させることができる。それにより、第１の筐体２０１内において十分に高い位置から水７０１を落下させることができるので、水７０１の落下速度が上昇する。その結果、噴出ノズル２２５から噴出された水７０１が第１の筐体２０１内に貯留されている水７０１へ落下する際に大きな衝撃が発生する。それにより、第１の筐体２０１内においてより多くの空気を水７０１に溶解させることが可能になる。

また、この噴出ノズル２２５を仕切り板２０３（図３）に設けた場合、噴出口５５２から第２の筐体２０２内の広い領域に向けて水７０１を噴出させることができる。それにより、第２の筐体２０２内の広い領域において、水７０１を攪拌することができる。その結果、十分な量の空気を水７０１に溶解させることができる。

図１２に示す噴出ノズル２２６は、円筒状の本体部６１１および略半球状の噴出部６２１を有する。噴出部６２１の中央には、上方から見た場合に略楕円形状となる噴出口６３１が形成されている。なお、本体部６１１の下端側は図３の噴出ノズル２２１と同様に開口している。また、本体部６１１の内部空間の断面積は、噴出口６３１の面積より大きい。

この噴出ノズル２２６を液体流通管４０１（図３）に設けた場合、噴出口６３１から第１の筐体２０１の天井部１１１の下面の広い範囲に向けて水７０１を噴出させることができる。この場合、噴出ノズル２２６から噴出された水７０１を第１の筐体２０１の天井部１１１の下面の外周部に容易に到達させることができる。それにより、第１の筐体２０１内において十分に高い位置から水７０１を落下させることができるので、水７０１の落下速度が上昇する。その結果、噴出ノズル２２５から噴出された水７０１が第１の筐体２０１内に貯留されている水７０１へ落下する際に大きな衝撃が発生する。それにより、第１の筐体２０１内においてより多くの空気を水７０１に溶解させることが可能になる。

また、噴出ノズル２２６においては、噴出口６３１の面積が本体部６１１の内周面の面積よりも小さいので、噴出口６３１から噴出される水７０１の流速を十分に高くすることができる。それにより、第１の筐体２０１内において、噴出ノズル２２６から噴出される水７０１を高速で天井部１１１に衝突させることができる。その結果、第１の筐体２０１内において十分な量の空気を水７０１に溶解させることが可能になる。

また、この噴出ノズル２２６を仕切り板２０３（図３）に設けた場合、噴出口６３１から第２の筐体２０２内の広い領域に向けて水７０１を高速で噴出させることができる。それにより、第２の筐体２０２内の広い領域において、水７０１を十分に攪拌することができる。その結果、十分な量の空気を水７０１に溶解させることができる。

＜仕切り板の他の例＞
図１３〜図１６は、気体溶解器２００（図３）に設けられる仕切り板の他の例を示す図である。

図１３に示す仕切り板２０４においては、第１の筐体２０１（図３）内および第２の筐体２０２（図３）内に収容される部分が上方に凸となるように屈曲している。この場合、気体溶解器２００内に形成される２つの空間のうち第１の筐体２０１側の空間の容積を小さくし、第２の筐体２０２側の空間の容積を大きくすることができる。

一方、図１４に示す仕切り板２０５においては、第１の筐体２０１内および第２の筐体２０２内に収容される部分が下方に凸となるように屈曲している。この場合、気体溶解器２００内に形成される２つの空間のうち第１の筐体２０１側の空間の容積を大きくし、第２の筐体２０２側の空間の容積を小さくすることができる。

したがって、図１３および図１４に示す仕切り板２０４，２０５を選択的に用いることにより、気体溶解器２００内に形成される２つの空間の容積の比率を変えることができる。この場合、気体溶解器２００および気泡発生器１００の用途および使用環境に応じて上記２つの空間の容積の比率を変えることができるので、気体溶解器２００の利便性が向上する。

図１５に示す仕切り板２０６においては、第１の筐体２０１内および第２の筐体２０２内に収容される部分の厚さが貫通孔２１４が形成される部分の厚さに比べて大きくなっている。この場合、気体溶解器２００内に形成される２つの空間の容積を小さくすることができる。

一方、図１６に示す仕切り板２０７においては、貫通孔２１４が形成される部分の厚さが第１の筐体２０１内および第２の筐体２０２内に収容される部分の厚さに比べて大きくなっている。この場合、気体溶解器２００内に形成される２つの空間の容積を大きくすることができる。

したがって、図１５および図１６に示す仕切り板２０６，２０７を選択的に用いることにより、気体溶解器２００内に形成される２つの空間の容積を減少および増加させることができる。この場合、気体溶解器２００および気泡発生器１００の用途および使用環境に応じて気体溶解器２００内に形成される空間の容積を変えることができるので、気体溶解器２００の利便性が向上する。

＜気泡発生器の他の例＞
図１７〜図２０は、気泡発生器の他の例を示す図である。

まず、図１７および図１８の気泡発生器１２０について説明する。図１７および図１８の気泡発生器１２０が図５の気泡発生器１００と異なるのは以下の点である。

図１７および図１８に示すように、本例の気泡発生器１２０においては、支持部材１０５に棒状部５３（図５）が形成されていない。また、気泡発生器１２０には、固定部材１０６（図５）が設けられていない。本例においては、例えば、ねじ機構等により気泡発生部材１０３と支持部材１０５とが固定される。

支持部材１０５の中央部には、リリーフバルブ５４が埋設されている。リリーフバルブ５４は、円板部５５および円筒部５６を有する。円板部５５の中央部には、断面円形の液体導入路５７が形成されている。

円筒部５６の下端には、フランジ部５８が形成されている。フランジ部５８の中央部には、断面円形の液体導出路５９が形成されている。円筒部５６の内部には、コイルばね７１および移動板７２が設けられている。コイルばね７１の一端はフランジ部５８に固定され、他端は移動板７２の下面に固定されている。移動板７２には、環状の液体通路７３が形成されている。移動板７２は、円筒部５６の軸方向に移動可能に設けられている。また、移動板７２は、コイルばね７１により円板部５５側に付勢されている。

なお、本例においては、液体導入路５７が液体通路７３の内方に位置するように液体導入路５７および液体通路７３の位置および直径が設定されている。

ここで、気泡発生器１２０内を水７０１が正常に流通している場合には、液体導入路５７内の水７０１が移動板７２に与える圧力よりも、コイルばね７１が移動板７２に与える圧力の方が高い。この場合、図１７に示すように、移動板７２は円板部５５の下面に当接される。

それにより、液体導入路５７の下端の開口が移動板７２により封止される。その結果、液体導入路５７から円筒部５６内へ水７０１が流入することが防止される。したがって、水７０１は、液体通路３５、空間３０および圧力上昇通路３６を通るように流れる。

一方、圧力上昇通路３６に水７０１中の浮遊物が堆積すること等により気泡発生部材１０３内における水７０１の流れが悪くなった場合には、気泡発生部材１０３内の水７０１の圧力が上昇する。それにより、液体導入路５７内の水７０１が移動板７２に与える圧力が高くなる。その結果、図１８に示すように、移動板７２が円筒部５６のフランジ部５８側へ押し込まれる。

この場合、液体導入路５７の下端の開口が開放され、液体通路３５内の水７０１の一部は、液体導入路５７、液体通路７３、および液体導出路５９を通るように流れる。それにより、気泡発生部材１０３内の水７０１の圧力が高くなることが防止される。その結果、気泡発生部材１０３の損傷を防止することができる。

図１９および図２０は、気泡発生器のさらに他の例を示す図である。

図１９および図２０の気泡発生器１３０が図１７および図１８の気泡発生器１２０と異なるのは以下の点である。

図１９および図２０に示すように、気泡発生器１３０の支持部材１０５の中央部には、下方に向かって延びるように円筒部８１が形成されている。円筒部８１の下端にはフランジ部８２が形成されている。フランジ部８２の中央部には断面円形の誘導通路８３が形成されている。

また、フランジ部８２には係止弁８４が設けられている。係止弁８４は、本体部８４１および先端部８４２を有する。なお、この係止弁８４は、先端部８４２に所定の圧力が加えられた場合に先端部８４２が本体部８４１内に収容される機構を有する。

円筒部５６は、円筒部８１内に設けられている。また、円筒部８１内において円筒部５６とフランジ部８２との間には、通知部材８５が円筒部８１の軸方向に移動可能に設けられている。通知部材８５は、フランジ部８６および円筒部８７を有する。また、通知部材８５内には、断面円形の液体通路８８が形成されている。

図１９に示すように、正常時すなわち液体導入路５７から円筒部５６内へ水７０１が流入していない場合には、通知部材８５は円筒部８１内に収容されている。このとき、円筒部８７の下端は係止弁８４の先端部８４１によって係止される。それにより、円筒部８７の移動が防止される。

一方、液体導入路５７から円筒部５６内に水７０１が流入している場合、その水７０１は通知部材８５の液体通路８８を通って円筒部８１から流出する。このとき、その水７０１の流れにより通知部材８５が水７０１の流通方向へ押される。それにより、図２０に示すように、円筒部８７が係止弁８４の先端部８４２を本体部８４１内へ押し込みつつ下方に向かって移動する。その結果、円筒部８７の下端部が円筒部８１外へ突出する。

この場合、使用者は、円筒部８７が円筒部８１外へ突出していることを視認することにより、気泡発生器１３０の異常を検知することができる。それにより、気泡発生器１３０のメインテナンスを適切な時期に行うことが可能になる。

＜気泡発生部材の他の例＞
（１）液体通路の他の例
上記の例においては、図５に示すように、気泡発生部材１０３の液体通路３５は断面積が変化しない円柱形状を有するが、液体通路３５の形状は上記の例に限定されない。

例えば、液体通路３５の下端の開口面積が液体通路３５の上端の開口面積よりも小さくてもよい。この場合、液体通路３５の下端側で水７０１の流速が上昇し、圧力が低下する。それにより、液体通路３５の下端側において水７０１中に気泡を発生させることができる。

なお、液体通路３５の上端の開口面積が圧力上昇通路３６の下端の開口面積の合計より大きくなるように液体通路３５および圧力上昇通路３６の形状および寸法が設定される。

（２）圧力上昇通路の他の例
図２１および図２２は、気泡発生部材１０３（図６）の本体部３１に形成される圧力上昇通路３６の他の例を示す図である。なお、図２１および図２２において水７０１は圧力上昇通路３６内を矢印で示す方向に向かって流通するものとする。

図２１に示す圧力上昇通路３６は、断面積が上方に向かって同じ割合で連続的に漸次拡大している。この場合、水７０１が圧力上昇通路３６内を流れる際に水７０１の流速が徐々に低下し、水７０１の圧力が徐々に上昇する。それにより、水７０１中の気泡が効率よく微細化される。

図２２に示す圧力上昇通路３６は、液体導入路３６３、第１の拡大部３６４および第２の拡大部３６５からなる。この圧力上昇通路３６においては、第１の拡大部３６４の断面積は液体導入路３６３の断面積より大きく、第２の拡大部３６５の断面積は第１の拡大部３６４の断面積より大きい。すなわち、本例においては、圧力上昇通路３６の断面積が段階的に不連続に拡大している。

この場合、水７０１が液体導入路３６３から第１の拡大部３６４に流入する際に水７０１の流速が低下し、水７０１の圧力が上昇する。それにより、水７０１内の気泡が微細化される。

また、水７０１が第１の拡大部３６４から第２の拡大部３６５に流入する際に水７０１の流速がさらに低下し、水７０１の圧力がさらに上昇する。それにより、水７０１中の気泡をさらに微細化することができる。

なお、図２２においては、圧力上昇通路３６に２つの拡大部３６４，３６５が設けられる場合について説明したが、同様の拡大部が１つだけ設けられてもよく、３つ以上の拡大部が設けられてもよい。

＜気泡発生装置の他の構成例＞
図２３は、気泡発生装置の他の構成例を示す図である。

図２３に示す気泡発生装置２０００が図１の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２３に示すように、本例における気泡発生装置２０００においては、液体供給管４００により、気体溶解タンク２００と浴槽７００とが連結されている。また、液体供給管４００には、ポンプ４５０が介挿されている。

本例における気泡発生装置２０００においては、ポンプ４５０が起動されることにより、浴槽７００内の水７０１が液体流通管４００を介して気体溶解タンク２００に供給される。上述したように、気体溶解タンク２００においては、水７０１に空気が溶解される。

気体溶解タンク２００において空気が溶解された水７０１は、液体流通管３００を介して気泡発生器１００に供給される。上述したように、気泡発生器１００において、水７０１に微細気泡が発生される。それにより、浴槽７００内の水７０１に微細気泡が供給される。したがって、本例における気泡発生装置２０００においては、浴槽７００内の水７０１を循環させつつ、浴槽７００内の水７０１に十分な量の微細気泡を発生させることができる。

また、本例における気泡発生装置２０００においては、気体溶解タンク２００が気泡発生器１００より上方に配置されている。この場合、浴槽７００内の水７０１の水位が気泡発生器１００より下方に下がることにより、気体溶解タンク２００内の水が気泡発生器１００から排出される。したがって、本例においては、浴槽７００内の水７０１を排出することにより、気体溶解タンク２００内に空気を容易に供給することができる。

＜他の実施の形態＞
上記実施の形態においては、１つの仕切り板２０３によって気体溶解器２００内に２つの空間が形成されているが、２つ以上の仕切り板２０３によって気体溶解器２００内に３つ以上の空間が形成されてもよい。

また、仕切り板２０３を設けなくてもよい。すなわち、気体溶解器２００内の空間が複数の空間に分割されていなくてもよい。

また、上記実施の形態においては、仕切り板２０３に噴出ノズル２２１，２２４〜２２６を設ける場合について説明したが、噴出ノズル２２１，２２４〜２２６と同様の形状の孔を仕切り板２０３に形成してもよい。

また、上記実施の形態においては、第１の筐体２０１の天井部１１１が下方に向かって緩やかに湾曲しているが、天井部１１１が急峻に湾曲してもよい。例えば、天井部１１１が略Ｖ字状に湾曲してもよい。

＜請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応＞
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態では、第１の筐体２０１および第２の筐体２０２が気体溶解室の例であり、噴出ノズル２２１が第１の噴出部の例であり、第１の筐体２０１が第１の溶解室の例であり、第２の筐体２０２が第２の溶解室の例であり、液体流出管２４１が液体流出部の例であり、補助空間２４０が液体供給空間の例であり、噴出ノズル２２２が第２の噴出部の例であり、気泡上昇板２２３が変更板の例であり、液体通路３５の上端が流入口の例であり、液体通路３５が第１の流路の例であり、圧力上昇通路３６が第２の流路の例であり、気泡発生部材１０３および支持部材１０５が本体部の例であり、圧力上昇通路３６の上端が流出口の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

実施例および比較例の気泡発生装置を用いて気泡発生実験を行った。以下、その気泡発生実験について説明する。

（実施例）
実施例の気泡発生装置としては、図１〜図６で説明した気泡発生装置１０００を用いた。なお、実施例においては、図５に示される棒状部５３および円板部６２は設けられていない。

（比較例１）
比較例１の気泡発生装置１０００が実施例の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２４は、比較例１の気泡発生装置１０００に設けられる気体溶解器８０１を示す概念図である。図２４に示すように、比較例１の気体溶解器８０１においては、第１の筐体２０１の天井部１１１は湾曲しておらず、平板形状を有する。また、液体流通管４０１は、天井部１１１の中央部を貫通するように設けられる。噴出ノズル２２１からは下方に向かって水７０１が噴出される。

（比較例２）
比較例２の気泡発生装置１０００が実施例の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２５は、比較例２の気泡発生装置１０００に設けられる気体溶解器８０２を示す概念図である。図２５に示すように、比較例２の気体溶解器８０２においては、第１の筐体２０１が略半球形状を有する。

（比較例３）
比較例３の気泡発生装置１０００が実施例の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２６は、比較例３の気泡発生装置１０００に設けられる気泡発生器９０１を示す概念図である。図２６に示すように、比較例３の気泡発生器９０１においては、液体通路３５と本体部３１との間に、空間３８が形成されている。圧力上昇通路３６の断面積は下方に向かって漸次拡大する。また、気泡安定管１０１内には、圧力上昇通路３６の下端の開口に対向するように衝突板３９が設けられている。この気泡発生器９０１においては、液体供給管４００から液体通路３５内に供給される水は、図２６に矢印で示すように、空間３８および圧力上昇通路３６を通った後、衝突板３９に衝突するように流れる。

（比較例４）
比較例４の気泡発生装置１０００が比較例３の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２７は、比較例４の気泡発生装置１０００に設けられる気泡発生器９０２を示す概念図である。図２７に示すように、比較例４の気泡発生器９０２においては、圧力上昇通路３６は、液体導入路３６６およびその液体導入路３６６より大きい断面積を有する拡大部３６７からなる。

（比較例５）
比較例５の気泡発生装置１０００が比較例３の気泡発生装置１０００と異なるのは以下の点である。

図２８は、比較例５の気泡発生装置１０００の気泡発生器９０３を示す概念図である。図２８に示すように、比較例５の気泡発生器９０３においては、圧力上昇通路３６は断面積が変化しない円柱形状を有する。

（評価１）
評価１においては、実施例、比較例１および比較例２の気泡発生装置１０００を用いて浴槽７００内の水７０１中に微細気泡を発生させ、浴槽７００内の水７０１を微細気泡により十分に白濁させた。その後、気泡発生装置１０００による微細気泡の発生を停止し、水７０１の白濁状態が保持される時間を測定した。なお、この評価１および後述する評価２においては、水平方向の断面積が０．７８ｍ^２（０．６ｍ×１．３ｍ）の浴槽７００を用いた。また、浴槽７００内の水７０１の量は２００Ｌである。

図２９は、水７０１の白濁状態の保持時間の測定結果を示すグラフである。図２９に示すように、実施例の気泡発生装置１０００を用いて微細気泡を発生させた場合、水７０１の白濁状態は１１０秒間保持された。

一方、比較例１の気泡発生装置１０００を用いた場合、水７０１の白濁状態の保持時間は７５秒間であり、比較例２の気泡発生装置１０００を用いた場合、水７０１の白濁状態の保持時間は１００秒間であった。

以上の結果から、実施例の気泡発生装置１０００によれば、水７０１中に十分な量の微細気泡を発生させることができることがわかる。また、実施例の気泡発生装置１０００によって水７０１中に微細気泡を発生させることにより、微細気泡が短時間で消失することを十分に防止できることがわかる。

（評価２）
評価２においては、実施例および比較例３〜５の気泡発生装置１０００を用いて浴槽７００内の水７０１に中に微細気泡を発生させた。そして、水７０１の液面が微細気泡により十分に白濁されるまでに要する時間（以下、白濁時間と称する）を測定した。

図３０は、白濁時間の測定結果を示すグラフである。図３０に示すように、実施例の気泡発生装置１０００を用いて微細気泡を発生させた場合、白濁時間は９０秒であった。

一方、比較例３の気泡発生装置１０００を用いた場合、白濁時間は１２０秒であり、比較例４の気泡発生装置１０００を用いた場合、白濁時間は１８０秒であった。なお、比較例５の気泡発生装置１０００を用いた場合、測定時間内に水７０１の液面全体を十分に白濁させることができなかった。

以上の結果から、実施例の気泡発生装置１０００によれば、水７０１中に十分な量の微細気泡を迅速に発生させることができることがわかる。

本発明は、種々の気泡発生装置等に有効に用いることができる。

第１の実施の形態に係る気体溶解器およびそれを備えた気泡発生装置の一例を示す図 気体溶解器を示す外観斜視図 気体溶解器を示す概略断面図 図１の気泡発生器の組み立て斜視図 図１の気泡発生器の縦断面図 気泡発生部材の上面図 第２の実施の形態に係る気体溶解器を示す概略断面図 第３の実施の形態に係る気体溶解器を示す概略断面図 第４の実施の形態に係る気体溶解器を示す概略断面図 噴出ノズルの他の例を示す図 噴出ノズルの他の例を示す図 噴出ノズルの他の例を示す図 仕切り板の他の例を示す図 仕切り板の他の例を示す図 仕切り板の他の例を示す図 仕切り板の他の例を示す図 気泡発生器の他の例を示す図 気泡発生器の他の例を示す図 気泡発生器の他の例を示す図 気泡発生器の他の例を示す図 圧力上昇通路の他の例を示す図 圧力上昇通路の他の例を示す図 気泡発生装置の他の構成例を示す図 比較例１の気泡発生装置の気体溶解器を示す概念図 比較例２の気泡発生装置の気体溶解器を示す概念図 比較例３の気泡発生装置の気泡発生器を示す概念図 比較例４の気泡発生装置の気泡発生器を示す概念図 比較例５の気泡発生装置の気泡発生器を示す概念図 白濁状態の保持時間の測定結果を示すグラフ 白濁時間の測定結果を示すグラフ 浴槽と一体的に設けられる従来の気泡発生装置の一例を示す図

符号の説明

１３ 突起部
３３ 第１の外壁部
３５ 液体通路
３６ 圧力上昇通路
７１ コイルばね
７２ 移動板
８５ 通知部材
１００，１２０，１３０ 気泡発生器
１０１ 気泡安定管
１０３ 気泡発生部材
１０５ 支持部材
１１１ 天井部
１１３ 上面部
２００，６００，６１０，６２０ 気体溶解器
２０１ 第１の筐体
２０２ 第２の筐体
２０３ 仕切り板
２２１，２２２ 噴出ノズル
２２３ 気泡上昇板
２４０ 補助空間
２４１ 液体流出管
２５０ 空気弁
３６１ 第１の拡大部
３６２ 第２の拡大部
４０１ 液体流通管
７００ 浴槽
７０１ 水
１０００ 気泡発生装置

Claims (10)

1. 気体を液体に溶解させる気体溶解器と、
   前記気体溶解器に連結され前記気体溶解器から供給される液体に微細気泡を発生させる気泡発生器とを備え、
   前記気体溶解器は、
   天井部を有する気体溶解室と、
   液体を前記気体溶解室内から前記天井部に向かって噴出する第１の噴出部とを備え、
   前記天井部は下に凸となるように湾曲する下面を有し、
   前記気泡発生器は、
   流入口、第１の流路、第２の流路および流出口を有する本体部を備え、
   前記第１の流路は、前記流入口から流入する液体を第１の方向へ導くように設けられ、
   前記第２の流路は、前記第１の流路の下流端から導かれる液体を前記第１の方向と逆の第２の方向に導いて前記流出口から流出させるように設けられ、
   前記第２の流路の上流端の断面積は前記流入口の面積よりも小さく、
   前記流出口の面積は前記第２の流路の上流端の断面積よりも大きいことを特徴とする気泡発生装置。
2. 前記天井部の下面は中心部が最下点となるように形成され、前記第１の噴出部は前記下面の中心部に対向するように設けられることを特徴とする請求項１記載の気泡発生装置。
3. 前記天井部の下面は略円弧状または略Ｖ字状に湾曲することを特徴とする請求項２記載の気泡発生装置。
4. 前記気体溶解室は、前記天井部を有する第１の溶解室と、前記第１の溶解室の下方に設けられる第２の溶解室とを含み、
   前記第１の溶解室内の液体を前記第２の溶解室内に向かって噴出する第２の噴出部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気泡発生装置。
5. 前記第２の溶解室内から液体を流出させる液体流出部をさらに備え、
   前記液体流出部は、前記第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸から離間されていることを特徴とする請求項４記載の気泡発生装置。
6. 前記第２の溶解室は、前記液体流出部に連通し前記液体流出部に液体を供給する液体供給空間を有し、
   前記液体流出部による液体の流出方向に垂直な方向における前記液体供給空間の断面積は、前記液体流出部側に向かって減少することを特徴とする請求項５記載の気泡発生装置。
7. 前記第２の溶解室内における前記第２の噴出部と前記液体流出部との間に設けられ、前記第２の噴出部から噴出された液体の流れ方向を変更させる変更板をさらに備えることを特徴とする請求項５または６記載の気泡発生装置。
8. 前記変更板は、前記第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸に対して略平行に設けられることを特徴とする請求項７記載の気泡発生装置。
9. 前記変更板は、前記第２の噴出部による液体の噴出方向の中心軸に対して傾斜するように設けられることを特徴とする請求項７記載の気泡発生装置。
10. 前記第１および第２の溶解室は分離可能に設けられていることを特徴とする請求項４〜９記載の気泡発生装置。

Images