JP5121323B2 - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を溶解している加圧水を浴槽に供給し、溶解空気から得られる微細気泡を浴槽内で発生させる装置に関する。

浴槽内に微細気泡を発生させる微細気泡発生装置が知られている。特許文献１に、従来技術に係る微細気泡発生装置が開示されている。この微細気泡発生装置は、タンクと、循環水路と、空気導入路を備えている。循環水路は、第１水路と第２水路を備えている。第１水路は、上流端が浴槽に接続されており、下流端がタンクに接続されている。第１水路には、第１水路内の水を下流側へ送り出すポンプが介装されている。タンクと第１水路の接続部には、第１水路から供給される水をタンク内に噴射する噴射ノズルが設置されている。第２水路は、上流端がタンクに接続されており、下流端が浴槽に接続されている。第２水路と浴槽の接続部には、減圧ノズル（噴出ノズル）が設置されている。空気導入路には、空気導入路を開閉する空気弁が介装されている。制御装置は、ポンプと空気弁を制御する。

この微細気泡発生装置は、水が貯められている浴槽に空気を溶解している加圧水を供給することによって、浴槽内に微細気泡を発生させる（すなわち、浴槽内の水の中に微細気泡を発生させる）。
この微細気泡発生装置を使用する際には、最初に空気弁を開く。すると、タンク内の水が第２水路を通って浴槽内に流れ込み、タンク内の水位が下がる。それとともに、空気が空気導入路を通ってタンク内に導入される（空気導入ステップ）。
タンク内に空気を導入したら、空気弁を閉じるとともにポンプを作動させる。すると、浴槽内の水が第１水路を通って噴射ノズルに供給される。そして、噴射ノズルからタンク内に勢いよく噴射される。タンク内に噴射された水は、第２水路と減圧ノズルを通って浴槽内に流れ込む。しかしながら、減圧ノズルの通水抵抗は高いので、浴槽内に流れ込む水量は、噴射ノズルからタンク内に噴射される水量に比べて少ない。したがって、タンク内に水が貯まり、タンク内の水位が徐々に上昇する。タンク内の水位が上昇するにつれて、タンク内の圧力が上昇する。タンク内の圧力が上昇すると、タンク内に噴射された水がタンク内を飛翔している間や、噴射された水がタンク内に貯まっている水の水面等に衝突するときに、水の中に空気が溶解する。したがって、タンク内に、空気を溶解している加圧水（以下では、空気溶解加圧水という）が貯まる。上述したように、タンク内に貯まっている空気溶解加圧水の一部は、第２水路と減圧ノズルを通って浴槽内に流れ込む。すなわち、空気溶解加圧水が浴槽に供給される（給水ステップ）。浴槽内に流れ込んだ空気溶解加圧水は、減圧ノズルを通過した時に急激に減圧される。すると、水に溶解していた空気が微細気泡となる。すなわち、浴槽内に多量の微細気泡が発生する。浴槽内に微細気泡が発生すると、浴槽内の水が白濁する。
タンク内の水位が満水に近い水位にまで上昇すると、タンク内の空気がほとんど無くなる。そのために、タンク内の水に空気を溶解させることができなくなる。したがって、制御装置は、タンク内の水位が所定水位まで上昇したら、再度、空気導入ステップを実行する。空気導入ステップと給水ステップを交互に繰り返し実行することで、浴槽内に微細気泡を断続的に発生させることができる。

特開２００１−１７０６１８号公報

上述したように、従来の微細気泡発生装置では、第１水路から供給された水を、噴射ノズルから勢いよくタンク内に噴射する。噴射ノズルは、第１水路から供給された水を勢いよくタンク内に噴射するために、口径が絞られている。また、タンク内に水を分散させて噴射するために、タンク内に水を噴射するための水路が分岐している噴射ノズルもある。分岐している水路では、水路の口径がさらに小さくなっている。
第１水路から供給される水の中には、微小な異物等が存在していることがある。したがって、噴射ノズルには、水とともに異物が送り込まれる。上述したように、噴射ノズルの口径は絞られている。したがって、噴射ノズルに異物が送り込まれると、その異物が噴射ノズルで詰まり易い。すなわち、特許文献１の微細気泡発生装置には、噴射ノズルが詰まり易いという問題があった。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、水路の詰まりが発生し難い微細気泡発生装置を提供することを目的とする。

本発明の微細気泡発生装置は、空気を溶解している加圧水を浴槽に供給し、溶解空気から得られる微細気泡を浴槽内で発生させる。この微細気泡発生装置は、タンクと、第１水路と、ポンプと、空気混合路と、空気導入路と、空気弁と、第２水路と、減圧ノズルを備えている。第１水路は、上流端が浴槽に接続可能であり、下流端がタンクに接続されている。ポンプは、第１水路に介装されており、第１水路内の水を下流側へ送り出す。空気混合路は、一端がタンクの上部に接続されており、他端がポンプよりも下流側の位置で第１水路に接続されている。空気導入路は、タンクに接続されており、タンク内に空気を導入する。空気弁は、空気導入路を開閉する。第２水路は、上流端がタンクに接続されており、下流端が浴槽に接続可能である。減圧ノズルは、第２水路と浴槽の接続部に設置される。第１水路とタンクの接続部には、噴射ノズルが設けられていない。
なお、「接続」とは、一方の構成物から他方の構成物へ水または空気が流れることが可能な状態にすることをいう。例えば、「一方の構成物と他方の構成物が接続されている」との表現は、「一方の構成物と他方の構成物が物理的に直接接続されており、それらの構成物間を水（または空気）が流れることが可能な状態」のみならず、「一方の構成物と他方の構成物が水路（または空気路）を介して接続されており、それらの構成物間を水（または空気）が流れることが可能な状態」をも含む。

この微細気泡発生装置では、ポンプによって送り出された水が第１水路内を流れ、第１水路からタンク内に直接放出される。第１水路と空気混合路の接続部付近においては、水はその勢いによって第１水路内を下流側へと流れ、空気混合路内には流入しない。空気混合路の接続部（空気混合路の第１水路側の開口）付近で水が第１水路内を下流側へ流れると、その水の流れによって負圧が生じ、タンク内の空気が空気混合路から第１水路内に流入する（エジェクタ効果）。一方、タンク内の圧力は、第１水路からタンク内に水が放出されることで高くなる。したがって、タンク内の圧力が空気混合路の接続部付近の圧力より非常に高くなり、タンク内と空気混合路の接続部付近との間の圧力差が大きくなる。この圧力差によって、空気混合路から第１水路への空気の流入がさらに促進される。したがって、より多くの空気が第１水路内に流入する。第１水路内に流入した空気の多くは、第１水路内を水とともに流れる際に、水の中に溶解する。したがって、空気を溶解した水が第１水路からタンク内に放出される。また、第１水路から放出された水が、タンク内に貯まっている水の水面等に衝突するときにも、水の中に空気が溶解する。その結果、タンク内に空気溶解加圧水が溜まり、タンク内の空気溶解加圧水は第２水路と減圧ノズルを経て浴槽に供給される。これによって、浴槽内に微細気泡が発生する。
この微細気泡発生装置では、第１水路とタンクの接続部に噴射ノズルが設けられておらず、第１水路から直接タンク内に水が放出される。したがって、第１水路とタンクとの接続部に異物が詰まることが抑制されている。

上述した微細気泡発生装置は、第１水路のポンプよりも下流側の位置に断面積が縮小している縮小部が形成されており、空気混合路が第１水路の縮小部に接続されていることが好ましい。
このような構成によると、第１水路の縮小部で、第１水路内を流れる水の流速が速くなる。したがって、縮小部における圧力が、ベンチュリ効果によって低圧となる。すなわち、空気混合路の第１水路側の開口付近の圧力が低圧となる。したがって、タンク内の空気が空気混合路から第１水路内へ流入しやすくなる。したがって、より多くの空気を溶解した空気溶解加圧水を浴槽に供給することができる。

上述した微細気泡発生装置は、第１水路の下流側の端部が、タンクの上部からタンク内に引き込まれた延長部を形成しており、空気混合路が、延長部の外壁を外面から内面に貫通する貫通孔によって構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、第１水路の外壁に貫通孔を形成するだけで空気混合路を形成することができる。したがって、容易に微細気泡発生装置を製造することができる。

本発明によると、噴射ノズルを設けないで、好適にタンク内に空気溶解加圧水を貯めることができる。したがって、水路が詰まり難い微細気泡発生装置を提供することができる。

下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（特徴１）空気混合路は、ポンプが作動して第１水路内を水が流れたときに空気混合路と第１水路との接続部における圧力がタンク内の圧力より低くなるように、第１水路に接続されている。
（特徴２）縮小部を除く第１水路の断面形状が、直径が１４ｍｍ以上の円形となっている。
（特徴３）空気混合路の断面形状が、直径が３ｍｍ以下の円形となっている。
（特徴４）第１実施例と第２実施例の微細気泡発生装置では、縮径部の断面形状が、直径が５ｍｍ以上の円形となっている。

本発明の微細気泡発生装置を備えた給水システムの実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、給水システム１００の回路図を示している。図示するように、給水システム１００は、微細気泡発生装置１０と、熱源機７０と、浴槽９０を有している。微細気泡発生装置１０は、浴槽９０及び熱源機７０に接続されている。熱源機７０は、水道水供給源２００に接続されている。微細気泡発生装置１０はユニット化されており、既設の浴槽９０と既設の熱源機７０の間に後から追加することができる。

（微細気泡発生装置１０の構成）
微細気泡発生装置１０は、タンク１２と、第１水路１８と、空気混合路１５と、空気導入路２６と、第２水路３２と、排水路３８と、分岐水路４２と、制御装置５０を備えている。

タンク１２の下部には、第２水路３２の上流端が接続されている。タンク１２は、内部に水を貯めることができる。タンク１２の上部には、第１水路１８の下流端と空気導入路２６の下流端が接続されている。また、タンク１２の上部には、空気混合路１５の一端が接続されている。空気混合路１５の他端は、第１水路１８の途中に接続されている。
タンク１２の内部には、タンク１２の上面から下方に伸びる水位電極１４ａ、１４ｂが設置されている。水位電極１４ａは、水位電極１４ｂに比べて長い。図示していないが、水位電極１４ａ、１４ｂは、制御装置５０と電気的に接続されている。水位電極１４ａ、１４ｂは、タンク１２内に貯まっている水の水面に接触すると、制御装置５０に信号を出力する。

図２は、タンク１２と第１水路１８の接続部１８ａ近傍の拡大断面図を示している。
図示するように、タンク１２と第１水路１８の接続部１８ａは、第１水路１８の下流端がタンク１２内に開口した水放出口となっている。第１水路１８の接続部１８ａの近傍には、第１水路１８の一部が縮径された縮径部１８ｃが形成されている。縮径部１８ｃの外壁には貫通孔１８ｄが形成されている。
空気混合路１５のタンク１２側の端部１５ａは、タンク１２内に開口している。空気混合路１５は、タンク１２との接続部（端部１５ａ）から上方に伸びて、第１水路１８側へ折れ曲がっている。空気混合路１５の第１水路１８側の端部１５ｄは、縮径部１８ｃに形成されている貫通孔１８ｄに接続されている。空気混合路１５は、第１水路１８に比べて細い。本実施例では、第１水路１８は内径が約１４ｍｍの円筒管により構成されており、空気混合路１５は内径が約２ｍｍの円筒管によって構成されている。また、縮径部１８ｃの内径は約６ｍｍとなっている。

図１に示すように、第１水路１８は、上流端が切換弁２０に連結されており、下流端がタンク１２に接続されている。後に詳述するが、第１水路１８の上流端は、給水システム１００の各部の弁を切り替えることによって、水供給源（浴槽９０または水道水供給源２００）に接続される。上述したように、第１水路１８は、内径が約１４ｍｍの円筒管（水道管）により構成されている。
図１に示すように、第１水路１８には、ポンプ２２が介装されている。ポンプ２２は、第１水路１８内の水を下流側へ送り出す。図示していないが、ポンプ２２は、制御装置５０と電気的に接続されている。ポンプ２２の作動は、制御装置５０によって制御される。
第１水路１８のポンプ２２の下流側には、逆止弁２４が介装されている。逆止弁２４は、第１水路１８内の水が逆流することを阻止する。

空気導入路２６は、上流端が大気に開放されており、下流端がタンク１２の上部に接続されている。空気導入路２６は、タンク１２内に空気を導入する。
空気導入路２６には、空気逆止弁３０が介装されている。空気逆止弁３０は、空気導入路２６内を空気が逆流することを阻止する。
空気導入路２６の空気逆止弁３０の下流側には、空気弁２８が介装されている。空気弁２８は、空気導入路２６を開閉する。図示していないが、空気弁２８は制御装置５０と電気的に接続されている。空気弁２８の開閉は、制御装置５０によって制御される。

第２水路３２は、上流端がタンク１２の下部に接続されており、下流端が浴槽９０に接続されている。
第２水路３２の途中には、排水路３８が接続されている。
排水路３８との接続部より下流側の第２水路３２には、給水弁３４が介装されている。給水弁３４は、第２水路３２を開閉する。図示していないが、給水弁３４は制御装置５０と電気的に接続されている。給水弁３４の開閉は、制御装置５０によって制御される。
第２水路３２と浴槽９０との接続部には、減圧ノズル３６が設置されている。減圧ノズル３６は、第２水路３２から供給される水を浴槽９０内に放出する。減圧ノズル３６は、通水抵抗が高い。

排水路３８は、上流端が第２水路３２の途中に接続されており、下流端が切換弁４０に連結されている。

分岐水路４２は、水路４２ａと、水路４２ａから分岐した水路４２ｂ、４２ｃを備えている。水路４２ａの端部は、浴槽９０に接続されている。水路４２ｂの端部は、切換弁２０に連結されている。水路４２ｃの端部は、切換弁４０に連結されている。
水路４２ｃには、逆止弁４４が介装されている。逆止弁４４は、水路４２ｃ内の水が切換弁４０側に流れることを許容し、分岐水路４２の分岐部側に流れることを阻止する。

切換弁２０には、第１水路１８の上流端と、分岐水路４２（水路４２ｂ）の端部と、後述する循環水路７２の下流端が連結されている。切換弁２０は、循環水路７２から第１水路１８に水が流れる状態（すなわち、循環水路７２と第１水路１８とを接続した状態）と、循環水路７２から水路４２ｂに水が流れる状態（すなわち、循環水路７２と水路４２ｂとを接続した状態）とを切り替える。図示していないが、切換弁２０は、制御装置５０と電気的に接続されている。切換弁２０の切換えは、制御装置５０によって制御される。

切換弁４０には、排水路３８の下流端と、分岐水路４２（水路４２ｃ）の端部と、循環水路７２の上流端が連結されている。切換弁４０は、排水路３８から循環水路７２に水が流れる状態（すなわち、排水路３８と循環水路７２とを接続した状態）と、水路４２ｃから循環水路７２に水が流れる状態（すなわち、水路４２ｃと循環水路７２とを接続した状態）とを切り替える。図示していないが、切換弁４０は、制御装置５０と電気的に接続されている。切換弁４０の切換えは、制御装置５０によって制御される。

上述したように、制御装置５０は、水位電極１４ａ、１４ｂ、ポンプ２２、空気弁２８、給水弁３４及び切換弁２０、４０と電気的に接続されている。図示していないが、制御装置５０は、後に詳述する熱源機７０の、ポンプ７４、注水弁８２及び加熱器７６、８０とも電気的に接続されている。また、制御装置５０は、図示していない入力装置とも電気的に接続されている。給水システム１００のユーザが入力装置を操作することで、制御装置５０に制御信号が入力される。制御装置５０は、入力装置から入力される制御信号と、水位電極１４ａ、１４ｂから入力される信号に応じて、ポンプ２２、空気弁２８、給水弁３４、切換弁２０、４０、ポンプ７４、注水弁８２及び加熱器７６、８０を制御する。

（熱源機７０の構成）
熱源機７０は、循環水路７２と、注水路７８を備えている。

循環水路７２は、上流端が切換弁４０に連結されており、下流端が切換弁２０に連結されている。
循環水路７２の途中には、注水路７８が接続されている。
注水路７８との接続部より下流側の循環水路７２には、ポンプ７４が介装されている。ポンプ７４は、循環水路７２内の水を下流側へ送り出す。図示していないが、ポンプ７４は、制御装置５０と電気的に接続されている。ポンプ７４の作動は、制御装置５０によって制御される。
循環水路７２のポンプ７４の下流側には、加熱器７６が設置されている。加熱器７６は、循環水路７２内を流れる水を加熱する。図示していないが、加熱器７６は、制御装置５０と電気的に接続されている。加熱器７６の作動は、制御装置５０によって制御される。

注水路７８は、上流端が水道水供給源２００に接続されており、下流端が循環水路７２の途中に接続されている。
注水路７８には、加熱器８０が設置されている。加熱器８０は、注水路７８内を流れる水を加熱する。図示していないが、加熱器８０は、制御装置５０と電気的に接続されている。加熱器８０の作動は、制御装置５０によって制御される。
注水路７８の加熱器８０の下流側には、注水弁８２が介装されている。注水弁８２は、注水路７８を開閉する。図示していないが、注水弁８２は制御装置５０と電気的に接続されている。注水弁８２の開閉は、制御装置５０によって制御される。

（給水システム１００の動作）
次に、給水システム１００の動作について説明する。給水システム１００が待機状態にある場合には、タンク１２内には、水位電極１４ｂが水面に接触する水位まで水が貯まっている。ユーザが入力装置で所定の操作を行うと、制御装置５０に微細気泡供給運転の実行を指示する制御信号が入力される。制御装置５０は、その制御信号の入力を受けると、図３のフローチャートを実行する。

制御装置５０は、図３に示すように、ステップＳ２、Ｓ４で構成される足し湯運転を実行する。
図１は、ステップＳ２（空気導入ステップ）を実行中の給水システム１００の状態を示しており、図１中の矢印は空気導入ステップ実行時の水の流れを示している。空気導入ステップでは、制御装置５０は、以下の状態に給水システム１００の各部を制御する。
・ポンプ２２：停止
・空気弁２８：開
・給水弁３４：閉
・切換弁２０：循環水路７２と分岐水路４２とを接続している状態
・切換弁４０：排水路３８と循環水路７２とを接続している状態
・加熱器７６：停止
・加熱器８０：停止
・ポンプ７４：作動
・注水弁８２：閉

図１に示すように、空気導入ステップでは、タンク１２から、第２水路３２、排水路３８、循環水路７２及び分岐水路４２（水路４２ｂ、水路４２ａ）を経て浴槽９０に到達する排水流路が形成される。空気導入ステップでは、熱源機７０のポンプ７４が排水流路（循環水路７２）内の水を下流側へ送り出すので、タンク１２内の水は排水流路を流れて浴槽９０に排出される。
すなわち、タンク１２内の水は、第２水路３２へ流れる。第２水路３２では、給水弁３４が閉じているので、水は第２水路３２から排水路３８へ流れる。切換弁４０は排水路３８と循環水路７２を接続しているので、水は排水路３８から循環水路７２へ流れる。注水弁８２が閉じているので、水は循環水路７２内を切換弁２０に向かって流れる。切換弁２０は循環水路７２と分岐水路４２（水路４２ｂ）を接続しているので、水は循環水路７２から水路４２ｂへ流れる。水路４２ｃは切換弁４０によって端部が閉じられているので、水は水路４２ｂから水路４２ａへ流れ、浴槽９０に供給される。

空気導入ステップでは、空気弁２８が開いている。タンク１２内の圧力は、水位の低下ととともに減少する。タンク１２内の圧力が大気圧以下となると、空気導入路２６を通ってタンク１２内に空気が流入する。したがって、タンク１２内の水面より上側は、略大気圧の空気で満たされる。

制御装置５０は、タンク１２内の水位が、水位電極１４ａが水面と非接触となる水位となるまで空気導入ステップを継続する。上述したように、給水システム１００では、熱源機７０のポンプ７４がタンク１２内の水を排出するポンプとして作動するので、タンク１２内の水は比較的高速で排出される。

ステップＳ２が終了すると、図３に示すように、制御装置５０はステップＳ４（注水ステップ）を実行する。図４は、注水ステップを実行中の給水システム１００の状態を示しており、図４中の矢印は注水ステップ実行時の水の流れを示している。注水ステップでは、制御装置５０は、以下の状態に給水システム１００の各部を制御する。
・ポンプ２２：作動
・空気弁２８：閉
・給水弁３４：開
・切換弁２０：循環水路７２と第１水路１８とを接続している状態
・切換弁４０：分岐水路４２と循環水路７２とを接続している状態
・加熱器７６：停止
・加熱器８０：作動
・ポンプ７４：作動
・注水弁８２：開

図４に示すように、注水ステップでは、水道水供給源２００から、注水路７８、循環水路７２、第１水路１８、タンク１２及び第２水路３２を経て、浴槽９０に到達する注水流路が形成される。注水ステップでは、水道水供給源２００から水の供給圧力が加わるとともに、ポンプ７４とポンプ２２が注水流路（循環水路７２、第１水路１８）内の水を下流側へ送り出す。したがって、水道水供給源２００から供給される水は、注水流路を流れて浴槽９０に供給される。
すなわち、注水弁８２が開いているので、水道水供給源２００から注水路７８内に水が流入する。注水路７８に流入した水は、循環水路７２へ流れる。循環水路７２の上流端は、切換弁４０によって分岐水路４２（水路４２ｃ）に接続されているが、水路４２ｃは逆止弁４４によって逆流が阻止されている。したがって、水は循環水路７２内を切換弁２０へ向かって流れる。切換弁２０は循環水路７２と第１水路１８を接続しているので、水は循環水路７２から第１水路１８へ流れる。そして、第１水路１８の下流端（接続部１８ａ）からタンク１２内に放出される。タンク１２内での水の動きについては後に詳述するが、タンク１２内に放出された水は第２水路３２へ流れる。給水弁３４が開いており、排水路３８の下流端が切換弁４０によって閉じられているので、水は第２水路３２内を下流側へ流れる。そして、減圧ノズル３６から浴槽９０内へ水が放出される。
なお、浴槽９０に供給される水は、注水路７８内を流れるときに加熱器８０によって加熱されている。したがって、浴槽９０には温水が供給される。

上述したように、水道水供給源２００から供給される水は、水道水供給源２００からの水の供給圧力と、ポンプ７４、ポンプ２２が水を送り込む圧力によってタンク１２へ送られる。したがって、接続部１８ａからタンク１２内に高い流速で水が放出される。このとき、空気弁２８は閉じているので、タンク１２は第２水路３２を除いて密閉されている。タンク１２内の水は第２水路３２を経て減圧ノズル３６から浴槽９０内へ放出されるが、上述したように、減圧ノズル３６の通水抵抗は高い。したがって、減圧ノズル３６から浴槽９０内に放出される水量よりも、接続部１８ａからタンク１２内に放出される水量の方が多くなる。これによって、タンク１２内に水が貯まり、タンク１２内の圧力が高圧となる。
図２に示すように、第１水路１８の縮径部１８ｃにおいては、矢印１１６に示すように水が流れる。すると、水の流れによって負圧が生じ、タンク１２内の空気が空気混合路１５を通って第１水路１８内に流入する（エジェクタ効果）。また、縮径部１８ｃでは、水の流速が速くなるので、縮径部１８ｃにおける圧力は低くなる（ベンチュリ効果）。すなわち、空気混合路１５の端部１５ｄの開口付近で圧力が低下する。したがって、より多くの空気が、空気混合路１５から第１水路１８内に流入する。また、上述したように、タンク１２内は高圧となっている。すなわち、タンク１２内の圧力は、第１水路１８の縮径部１８ｃ内の圧力より非常に高くなっており、タンク１２内と第１水路１８の縮小部１８ｃの間の圧力差が大きくなっている。この圧力差によっても、空気混合路１５から第１水路１８への空気の流入が促進される。このように、タンク１２内の上部に存在している空気が、空気混合路１５を通って第１水路１８内に流入する。第１水路１８内に流入した空気の多くは、第１水路１８内の水の中に溶解する。したがって、多くの空気を溶解した水が、接続部１８ａからタンク１２内に放出される。また、接続部１８ａから放出された水がタンク１２内に貯まっている水の水面に衝突するときにも、水の中に空気が溶解する。したがって、タンク１２内に空気を溶解している空気溶解加圧水が貯まる。
タンク１２内に貯まっている空気溶解加圧水は、第２水路３２と減圧ノズル３６を介して浴槽９０内に放出される。浴槽９０内に放出された空気溶解加圧水は、減圧ノズル３６を通過した瞬間に急激に減圧される。すると、水に溶解していた空気が、直径２０μｍ程度の微細気泡となる。すなわち、浴槽９０内に多量の微細気泡が発生し、水が白濁する。

上述したように、注水ステップでは、減圧ノズル３６から浴槽９０内に放出される水量よりも、接続部１８ａからタンク１２内に放出される水量の方が多い。したがって、タンク１２内の水位は、注水ステップを実行している間に徐々に上昇する。制御装置５０は、タンク１２内の水位が、水位電極１４ｂが水面と接触する水位となるまで注水ステップを継続する。

足し湯運転が終了すると、図３に示すように、制御装置５０はステップＳ６、Ｓ８で構成される循環運転を実行する。

ステップＳ６では、制御装置５０は、ステップＳ２と同様にして空気導入ステップを実行する。これによって、タンク１２内に空気が導入される。

ステップＳ６が終了すると、制御装置５０はステップＳ８（給水ステップ）を実行する。図５は、給水ステップ実行中の給水システム１００の状態を示しており、図５中の矢印は給水ステップ実行時の水の流れを示している。給水ステップでは、制御装置５０は、以下の状態に給水システム１００の各部を制御する。
・ポンプ２２：作動
・空気弁２８：閉
・給水弁３４：開
・切換弁２０：循環水路７２と第１水路１８とを接続している状態
・切換弁４０：分岐水路４２と循環水路７２とを接続している状態
・加熱器７６：停止
・加熱器８０：停止
・ポンプ７４：作動
・注水弁８２：閉

図５に示すように、給水ステップでは、浴槽９０から、分岐水路４２（水路４２ａ、４２ｃ）、循環水路７２、第１水路１８、タンク１２及び第２水路３２を経て浴槽９０に到達する給水流路が形成される。給水ステップでは、ポンプ７４とポンプ２２が給水流路（循環水路７２、第１水路１８）内の水を下流側へ送り出す。したがって、浴槽９０内の水が給水流路の上流端（水路４２ａ）に導入され、給水流路の下流端（第２水路３２）から浴槽９０に戻される。
すなわち、浴槽９０内の水は、分岐水路４２（水路４２ａ）へ流れる。水路４２ｂは切換弁２０によって端部が閉じられているので、水は水路４２ａから水路４２ｃへ流れる。切換弁４０が水路４２ｃと循環水路７２を接続しているので、水は水路４２ｃから循環水路７２へ流れる。注水弁８２が閉じているので、水は循環水路７２内を切換弁２０に向かって流れる。切換弁２０が循環水路７２と第１水路１８を接続しているので、水は循環水路７２から第１水路１８へ流れる。そして、第１水路１８の下流端（接続部１８ａ）からタンク１２内に放出される。タンク１２内に放出された水は第２水路３２へ流れる。給水弁３４が開いており、排水路３８の下流端が切換弁４０によって閉じられているので、水は第２水路３２内を下流側へ流れる。そして、減圧ノズル３６から浴槽９０内へ水が放出される。

給水ステップでは、注水ステップと同様にして、タンク１２内に空気溶解加圧水が貯まる。したがって、浴槽９０内に多量の微細気泡が発生し、水が白濁する。制御装置５０は、タンク１２内の水位が、水位電極１４ｂが水面と接触する水位となるまで給水ステップを継続する。

制御装置５０は、循環運転を３回実行すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、足し湯運転（ステップＳ１２、Ｓ１４）を実行する。

ステップＳ１２、Ｓ１４の足し湯運転は、ステップＳ２、Ｓ４の足し湯運転と同様にして行う。ステップＳ１２、Ｓ１４で足し湯運転を実行することで、給水システム１００の水路内がクリーニングされる。すなわち、循環運転の実行時には、浴槽９０から供給される水が給水システム１００の水路内を流れる。したがって、循環運転の終了後には、給水システム１００の水路内に異物等が残存していることが多い。循環運転の終了後に、足し湯運転（注水ステップ）を実行し、水道水供給源２００から供給される水を水路内に流すことで、給水システム１００の水路内をクリーニングすることができる。

以上に説明したように、本実施例の微細気泡発生装置１０は、一方の端部１５ａがタンク１２の上部に接続されており、他方の端部１５ｄがポンプ２２の下流側の位置で第１水路１８に接続されている空気混合路１５を備えている。したがって、タンク１２内の空気が空気混合路１５を通って第１水路１８内に流入し、第１水路１８内を流れる水の中に空気が溶解する。したがって、水路の断面積が小さい噴射ノズル等を接続部１８ａに設置することなく、浴槽９０内に微細気泡を発生させることができる。

また、上述した微細気泡発生装置１０では、第１水路１８のポンプ２２よりも下流側の位置に断面積が縮小している縮径部１８ｃが形成されており、空気混合路１５が第１水路１８の縮径部１８ｃに接続されている。したがって、水が第１水路１８内を流れるときに縮径部１８ｃにおける水の流速が増大し、ベンチュリ効果によって縮径部１８ｃで負圧が生じる。したがって、より多くの空気が、空気混合路１５から第１水路１８内へ流入する。より多くの空気を溶解している空気溶解加圧水を浴槽９０へ供給することができる。

（第２実施例）
次に、第２実施例の微細気泡発生装置について説明する。第２実施例の微細気泡発生装置は、第１水路１８と空気混合路１５の構成を除いて、第１実施例の微細気泡発生装置１０と同じ構成を有している。図６は、第２実施例の微細気泡発生装置の第１水路１８とタンク１２との接続部近傍の拡大断面図を示している。図示するように、第２実施例の微細気泡発生装置では、第１水路１８の下流端がタンク１２内に引き込まれて延長部１８ｆが形成されている。延長部１８ｆには、縮径部１８ｃが形成されている。縮径部１８ｃの下流側の第１水路１８は、内径が拡大された水放出口１８ｅとなっている。縮径部１８ｃの外壁には貫通孔１８ｄが形成されている。すなわち、貫通孔１８ｄは、一端がタンク１２の上部（タンク１２の上部の空間）に接続されており、他端が第１水路１８の縮径部１８ｃに接続されている空気混合路となっている。

第２実施例の微細気泡発生装置においては、第１実施例の微細気泡発生装置と同様に、縮径部１８ｃを水が流れるときに縮径部１８ｃで流速が増大し、圧力が低くなる。したがって、タンク１２内の空気が貫通孔１８ｄを通って第１水路１８内に流入する。したがって、第１水路１８（すなわち、水放出口１８ｅ）からタンク１２内に空気を溶解している水が放出される。第２実施例の微細気泡発生装置によっても、第１水路１８とタンク１２の接続部に噴射ノズルを設けることなく、浴槽内に微細気泡を発生させることができる。

なお、上記第１実施例及び第２実施例の微細気泡発生装置において、第１水路１８内の水の流速がエジェクタ効果を生じさせる程度に十分に速い場合には、第１水路１８に縮径部１８ｃを設ける必要はない。空気混合路１５との接続部近傍の第１水路１８を、直径が一定であるストレート状の管とすることも可能である。

（第３実施例）
次に、第３実施例の微細気泡発生装置について説明する。第３実施例の微細気泡発生装置は、第１水路１８と空気混合路１５の構成を除いて、第１実施例の微細気泡発生装置１０と同じ構成を有している。図７は、第３実施例の微細気泡発生装置の第１水路１８とタンク１２との接続部近傍の拡大断面図を示している。図示するように、第３実施例の微細気泡発生装置では、第１水路１８の途中の外壁に貫通孔１８ｂが形成されおり、空気混合路１５は貫通孔１８ｂから第１水路１８内に引き込まれている。空気混合路１５は、第１水路１８内で第１水路１８の下流側へ折れ曲がっている。したがって、空気混合路１５の端部１５ｃは、第１水路１８の下流側に向かって開口している。

第３実施例の微細気泡発生装置では、図７の矢印１１０に示すように、水が第１水路１８内の空気混合路１５の周囲を流れる。矢印１１０に示すように流れる水は、その流れの勢いによって第１水路１８内を下流側へ流れ、矢印１１２に示すようにタンク１２内に放出される。したがって、水は、端部１５ｃの開口から空気混合路１５内に流入しない。矢印１１０に示すように、水が端部１５ｃの付近で第１水路１８の下流側へ流れると、端部１５ｃの開口付近の圧力が低くなる。したがって、タンク１２内の上部に存在している空気が、空気混合路１５を介して第１水路１８内に流入する（エジェクタ効果）。その結果、第１水路１８からタンク１２内に空気を溶解している水が放出される。第３実施例の微細気泡発生装置によっても、第１水路１８とタンク１２の接続部に噴射ノズルを設けることなく、浴槽内に微細気泡を発生させることができる。

なお、第３実施例の微細気泡発生装置において、空気混合路１５の端部１５ｃの近傍に、第１水路１８を縮径した縮径部を形成してもよい。このような構成によれば、第１水路１８内の端部１５ｃ近傍を流れる水の流速がより速くなる。したがって、より多くの空気を空気混合路１５から第１水路１８内へ流入させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

空気導入ステップ実行時の給水システム１００の系統図。 接続部１８ａ近傍の拡大断面図。 微細気泡供給運転のフローチャート。 注水ステップ実行時の給水システム１００の系統図 給水ステップ実行時の給水システム１００の系統図。 第２実施例の微細気泡発生装置の、第１水路１８とタンク１２との接続部近傍の拡大断面図。 第３実施例の微細気泡発生装置の、第１水路１８とタンク１２との接続部近傍の拡大断面図。

符号の説明

１０：微細気泡発生装置
１２：タンク
１５：空気混合路
１８：第１水路
２２：ポンプ
２６：空気導入路
３２：第２水路
３６：減圧ノズル
３８：排水路
４２：分岐水路
５０：制御装置
７０：熱源機
７２：循環水路
７４：ポンプ
７６：加熱器
７８：注水路
８０：加熱器
９０：浴槽
１００：給水システム
２００：水道水供給源

Claims (3)

1. 空気を溶解している加圧水を浴槽に供給し、溶解空気から得られる微細気泡を浴槽内で発生させる装置であって、
   タンクと、
   上流端が浴槽に接続可能であり、下流端がタンクに接続されている第１水路と、
   第１水路に介装されており、第１水路内の水を下流側へ送り出すポンプと、
   一端がタンクの上部に接続されており、他端がポンプよりも下流側の位置で第１水路に接続されている空気混合路と、
   タンクに接続されており、タンク内に空気を導入する空気導入路と、
   空気導入路を開閉する空気弁と、
   上流端がタンクに接続されており、下流端が浴槽に接続可能な第２水路と、
   第２水路と浴槽の接続部に設置される減圧ノズル、
   を備えており、
   第１水路とタンクの接続部に、噴射ノズルが設けられていない、
   ことを特徴とする微細気泡発生装置。
2. 第１水路のポンプよりも下流側の位置に断面積が縮小している縮小部が形成されており、
   空気混合路が第１水路の縮小部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
3. 第１水路の下流側の端部が、タンクの上部からタンク内に引き込まれた延長部を形成しており、
   空気混合路が、延長部の外壁を外面から内面に貫通する貫通孔によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の微細気泡発生装置。
   

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