JP5121331B2 - 微細気泡発生装置 - Google Patents

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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、タンク水路と浴槽水路を備えている。タンク水路は、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。タンク水路には、タンク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。浴槽水路は、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。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、タンク内の水が浴槽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、浴槽内の水がタンク水路を通ってタンク内に供給される。すなわち、タンク水路からタンク内に水が放出される。このとき、ポンプによって加圧された水がタンク内に勢いよく放出される。タンク内に水が勢いよく放出されると、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、タンク内に放出された水がタンク内を飛翔している間や、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、水の中に空気が溶解する。タンク内で空気が溶解した水(以下では、空気溶解加圧水という)は、浴槽水路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)。空気溶解加圧水は、浴槽内に流れ込んだとき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。
また、各水路の通水抵抗は、浴槽内に流れ込む水量が、タンク水路からタンク内に放出される水量に比べて少なくなるように設定されている。したがって、給水ステップでは、タンク内の水位が徐々に上昇する。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、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。すなわち、空気導入ステップの実行中は、浴槽内に微細気泡が発生しない。浴槽内の微細気泡は時間の経過とともに消滅してしまう。したがって、空気導入ステップの実行中のように微細気泡が発生しない期間があると、浴槽内の水を白濁した状態に維持することができない。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、浴槽内に微細気泡を発生させ続けることができる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、第1タンクと、第2タンクと、第1タンク水路と、第2タンク水路と、共通タンク水路と、第1空気導入路と、第2空気導入路と、第1浴槽水路と、第2浴槽水路と、ポンプ機構部と、空気弁装置と、制御装置を備えている。第1タンク水路は、下流端が第1タンクに接続されている。第2タンク水路は、下流端が第2タンクに接続されている。共通タンク水路は、下流端が第1タンク水路の上流端と第2タンク水路の上流端に接続されており、上流端が水供給源に接続されている。第1空気導入路は、第1タンクに空気を導入する。第2空気導入路は、第2タンクに空気を導入する。第1浴槽水路は、上流端が第1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。第2浴槽水路は、上流端が第2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。ポンプ機構部は、第1タンク水路内の水を第1タンクへ送り出す運転と、第2タンク水路内の水を第2タンクへ送り出す運転を切り換えて実行する。空気弁装置は、第1空気導入路を開閉するとともに第2空気導入路を開閉する。制御装置は、ポンプ機構部と空気弁装置を制御する。制御装置は、空気弁装置によって第1空気導入路を閉じるとともにポンプ機構部によって水を第1タンク内に供給する第1給水ステップと、空気弁装置によって第1空気導入路を開いて空気を第1タンク内に導入するとともに、第1タンク内の水を浴槽に流出させる第1空気導入ステップと、空気弁装置によって第2空気導入路を閉じるとともにポンプ機構部によって水を第2タンク内に供給する第2給水ステップと、空気弁装置によって第2空気導入路を開いて空気を第2タンク内に導入するとともに、第2タンク内の水を浴槽に流出させる第2空気導入ステップを、少なくとも第1空気導入ステップを実行している期間において、第2給水ステップを並行して実行し、少なくとも第2空気導入ステップを実行している期間において、第1給水ステップを並行して実行するという関係で実行する。
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」をも意味する。
この微細気泡発生装置では、制御装置が、第1給水ステップと、第2給水ステップと、第1空気導入ステップと、第2空気導入ステップを実行する。
第1給水ステップは、第1タンク内に空気が導入された後に実行される。第1給水ステップが実行されると、ポンプ機構部が第1タンク水路内の水を第1タンクに送り出すので、第1タンク水路から第1タンク内に勢いよく水が放出される。したがって、第1タンク内の圧力が上昇する。第1タンク内の圧力が上昇すると、第1タンク内に水が放出されることによって、第1タンク内に空気溶解加圧水が生成される。第1タンク内の空気溶解加圧水は、第1浴槽水路を通って浴槽内に流れ込む。したがって、浴槽内に多量の微細気泡が発生する。
第2給水ステップにおいても、第1給水ステップと同様にして、第2タンクから浴槽に空気溶解加圧水が供給される。したがって、浴槽内に多量の微細気泡が発生する。
第1空気導入ステップでは、空気弁装置によって第1空気導入路を開く。すると、第1タンク内に貯まっている水が、第1浴槽水路を介して浴槽に排出される。適宜設置可能な排水路を設置している場合には、第1タンク内に貯まっている水は、排水路を介して排出される。これによってタンク内の水位が下がり、それとともに第1空気導入路から第1タンク内に空気が導入される。
第2空気導入ステップにおいても、第1空気導入ステップと同様にして、第2タンク内に空気が導入される。
この微細気泡発生装置では、制御装置が、少なくとも第1空気導入ステップを実行している期間において、第2給水ステップを並行して実行する。第1空気導入ステップの実行時には、第1タンクから浴槽へ空気溶解加圧水が供給されない。しかしながら、第1空気導入ステップの実行時には、第2給水ステップによって第2タンクから浴槽に空気溶解加圧水が供給される。したがって、第1空気導入ステップの実行中にも、浴槽内に微細気泡を発生させることができる。また、制御装置は、少なくとも第2空気導入ステップを実行している期間において、第1給水ステップを並行して実行する。したがって、第2空気導入ステップの実行中にも、浴槽内に微細気泡を発生させることができる。すなわち、この微細気泡発生装置では、一方のタンクで空気導入ステップが実行されている期間においては、他方のタンクで給水ステップが実行される。したがって、微細気泡発生装置を連続運転したときに、浴槽内に微細気泡を発生させ続けることができる。浴槽内の水が白濁している状態を維持することができる。
上述した微細気泡発生装置は、ポンプ機構部が、共通タンク水路から第1タンク水路及び第2タンク水路への分岐部に介装されており、共通タンク水路から第1タンク水路に水が流れる状態と共通タンク水路から第2タンク水路に水が流れる状態とを切り換える切換弁と、共通タンク水路内の水を下流側へ送り出す共通ポンプを有していることが好ましい。
この微細気泡発生装置では、切換弁を共通タンク水路から第1タンク水路に水が流れる状態として共通ポンプを作動させると、第1タンク水路から第1タンクに水が送り出される。切換弁を共通タンク水路から第2タンク水路に水が流れる状態として共通ポンプを作動させると、第2タンク水路から第2タンクに水が送り出される。このような構成によれば、ポンプ機構部が1つのポンプ(共通ポンプ)を備えているだけでよいので、微細気泡発生装置をより簡略化することができる。
上述した微細気泡発生装置は、上流端が大気に開放されており、下流端が第1空気導入路の上流端と第2空気導入路の上流端に接続されている共通空気導入路をさらに備えていることが好ましい。そして、空気弁装置が、共通空気導入路から第1空気導入路及び第2空気導入路への分岐部に介装されており、共通空気導入路から第1空気導入路に空気が流れる状態と、共通空気導入路から第2空気導入路に空気が流れる状態とを切り換える空気切換弁を有していることが好ましい。
このような構成によれば、1つの空気切換弁で、第1空気導入路と第2空気導入路を開閉することができる。したがって、より微細気泡発生装置を簡略化することができる。
また、本明細書が開示する他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、第1タンクと、第2タンクと、下流端が第1タンクに接続されている第1タンク水路と、下流端が第2タンクに接続されている第2タンク水路と、下流端が第1タンク水路の上流端と第2タンク水路の上流端に接続されており、上流端が水供給源に接続されている共通タンク水路と、第1タンクに空気を導入する第1空気導入路と、第2タンクに空気を導入する第2空気導入路と、上流端が大気に開放されており、下流端が第1空気導入路の上流端と第2空気導入路の上流端に接続されている共通空気導入路と、上流端が第1タンクに接続されており、下流端が浴槽に接続可能な第1浴槽水路と、上流端が第2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浴槽水路と、第1タンク水路内の水を第1タンクへ送り出す運転と、第2タンク水路内の水を第2タンクへ送り出す運転を切り換えて実行するポンプ機構部と、第1空気導入路を開閉するとともに第2空気導入路を開閉する空気弁装置と、共通タンク水路の上流端が部分的に第1タンクに接続された第1状態と、共通タンク水路の上流端が部分的に第2タンクに接続された第2状態とを切り換えることが可能な切り換え手段と、ポンプ機構部と空気弁装置を制御する制御装置を備えている。前記ポンプ機構部は、共通タンク水路から第1タンク水路及び第2タンク水路への分岐部に介装されており、共通タンク水路から第1タンク水路に水が流れる状態と、共通タンク水路から第2タンク水路に水が流れる状態とを切り換える切換弁と、共通タンク水路内の水を下流側へ送り出す共通ポンプを有している。前記空気弁装置は、共通空気導入路から第1空気導入路及び第2空気導入路への分岐部に介装されており、共通空気導入路から第1空気導入路に空気が流れる状態と、共通空気導入路から第2空気導入路に空気が流れる状態とを切り換える空気切換弁を有している。制御装置は、空気弁装置によって第1空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第1タンク内に供給する第1給水ステップと、空気弁装置によって第1空気導入路を開いて、空気を第1タンク内に導入する第1空気導入ステップと、空気弁装置によって第2空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第2タンク内に供給する第2給水ステップと、空気弁装置によって第2空気導入路を開いて、空気を第2タンク内に導入する第2空気導入ステップを、少なくとも第1空気導入ステップを実行している期間において、第2給水ステップを並行して実行し、少なくとも第2空気導入ステップを実行している期間において、第1給水ステップを並行して実行するという関係で実行する。制御装置は、第1空気導入ステップと第2給水ステップを並列して実行する際に、空気弁装置によって第1空気導入路を開くとともに第2空気導入路を閉じ、切り換え手段を第1状態に制御し、ポンプ機構部によって第1タンク内の水を第2タンク内に供給し、第2空気導入ステップと第1給水ステップを並列して実行する際に、空気弁装置によって第2空気導入路を開くとともに第1空気導入路を閉じ、切り換え手段を第2状態に制御し、ポンプ機構部によって第2タンク内の水を第1タンク内に供給する。
前記他の微細気泡発生装置においては、第1状態が、共通タンク水路の上流端が浴槽と第1タンクに接続された状態であり、第2状態が、共通タンク水路の上流端が浴槽と第2タンクに接続された状態であることが好ましい。
本発明の微細気泡発生装置によると、連続運転時に浴槽内に微細気泡を発生させ続けることができる。浴槽内の水が白濁している状態を維持することができる。
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)第1浴槽水路は、第1タンク水路に比べて通水抵抗が高い。
(特徴2)第2浴槽水路は、第2タンク水路に比べて通水抵抗が高い。
(特徴3)通水抵抗が高く、第1浴槽水路に介装される第1減圧ノズルを備えている。
(特徴4)通水抵抗が高く、第2浴槽水路に介装される第2減圧ノズルを備えている。
(特徴5)上流端が第1浴槽水路の下流端と第2浴槽水路の下流端に接続されており、下流端が浴槽に接続可能な共通浴槽水路と、共通浴槽水路に介装される共通減圧ノズルを備えていてもよい。
(第1実施例)
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、第1実施例の給水システム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、浴槽90と水道水供給源300と微細気泡発生装置10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、第1タンク112と、第1タンク水路118と、第1空気導入路126と、第1浴槽水路132と、第1減圧ノズル136と、第2タンク212と、第2タンク水路218と、第2空気導入路226と、第2浴槽水路232と、第2減圧ノズル236と、共通タンク水路18と、共通空気導入路26と、制御装置50を備えている。
第1タンク112は、内部に水を貯めることができる。第1タンク112の下部には、第1浴槽水路132の上流端が接続されている。第1タンク112の上部には、第1タンク水路118の下流端と第1空気導入路126の下流端が接続されている。第1タンク水路118と第1タンク112との接続部には、噴射ノズル115が介装されている。
第1タンク112の内部には、第1タンク112の上面から下方に伸びる水位電極114a、114bが設置されている。水位電極114aは、水位電極114bに比べて長い。図示していないが、水位電極114a、114bは、制御装置50と電気的に接続されている。水位電極114a、114bは、第1タンク112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。
第2タンク212は、第1タンク112と略同様に構成されている。すなわち、第2タンク212の下部に第2浴槽水路232が接続されており、第2タンク212の上部には第2タンク水路218と第2空気導入路226が接続されている。第2タンク水路218と第2タンク212との接続部には、噴射ノズル215が介装されている。第2タンク212の内部には、水位電極214a、214bが設置されている。水位電極214a、214bは、制御装置50と電気的に接続されている。
第1タンク水路118の上流端は、切換弁20に連結されている。第1タンク水路118の下流端は、第1タンク112に接続されている。第1タンク水路118には、逆止弁124が介装されている。逆止弁124は、第1タンク水路118内の水が逆流することを阻止する。
第2タンク水路218の上流端は、切換弁20に連結されている。第2タンク水路218の下流端は、第2タンク212に接続されている。第2タンク水路218には、逆止弁224が介装されている。逆止弁224は、第2タンク水路218内の水が逆流することを阻止する。
共通タンク水路18は、上流端が熱源機70に接続されている。後に詳述するが、共通タンク水路18の上流端は、熱源機70の切換弁40が切り換えられることによって、水道水供給源300と浴槽90のいずれかに接続される。したがって、共通タンク水路18には、水道水供給源300と浴槽90のいずれかを水供給源とした水が供給される。
共通タンク水路18の下流端は、切換弁20に連結されている。切換弁20は、共通タンク水路18から第1タンク水路118に水が流れる状態と、共通タンク水路18から第2タンク水路218に水が流れる状態とを切り換える
共通タンク水路18には、共通ポンプ22が介装されている。共通ポンプ22は、共通タンク水路18内の水を下流側へ送り出す。切換弁20が共通タンク水路18から第1タンク水路118に水が流れる状態にあると、共通ポンプ22が送り出した水は第1タンク112に供給される。切換弁20が共通タンク水路18から第2タンク水路218に水が流れる状態にあると、共通ポンプ22が送り出した水は第2タンク212に供給される。すなわち、切換弁20と共通ポンプ22によって、第1タンク水路118内の水を第1タンク112へ送り出す運転と、第2タンク水路218内の水を第2タンク212へ送り出す運転を切り換えて実行するポンプ機構部が構成されている。
図示していないが、切換弁20と共通ポンプ22は、制御装置50と電気的に接続されている。切換弁20と共通ポンプ22の作動は、制御装置50によって制御される。
第1空気導入路126は、上流端が空気切換弁30に連結されており、下流端が第1タンク112の上部に接続されている。
第2空気導入路226は、上流端が空気切換弁30に連結されており、下流端が第2タンク212の上部に接続されている。
共通空気導入路26は、上流端が大気に開放されており、下流端が空気切換弁30に連結されている。
空気切換弁30は、共通空気導入路26から第1空気導入路126に空気が流れる状態(すなわち、第2空気導入路226の上流端を閉じている状態)と、共通空気導入路26から第2空気導入路226に空気が流れる状態(すなわち、第1空気導入路126の上流端を閉じている状態)とを切り換える。すなわち、空気切換弁30によって、第1空気導入路126を開閉するとともに第2空気導入路226を開閉する空気弁装置が構成されている。
図示していないが、空気切換弁30は、制御装置50と電気的に接続されている。空気切換弁30の開閉は、制御装置50によって制御される。
また、共通空気導入路26には、空気逆止弁28が介装されている。空気逆止弁28は、共通空気導入路26内を空気が逆流することを阻止する。
第1浴槽水路132の上流端は、第1タンク112の下部に接続されている。第1浴槽水路132の下流端は、第1減圧ノズル136を介して浴槽90に接続されている。第1減圧ノズル136は、第1浴槽水路132から供給される水を浴槽90内に放出する。第1減圧ノズル136は、通水抵抗が高い。
第2浴槽水路232の上流端は、第2タンク212の下部に接続されている。第2浴槽水路232の下流端は、第2減圧ノズル236を介して浴槽90に接続されている。第2減圧ノズル236は、第2浴槽水路232から供給される水を浴槽90内に放出する。第2減圧ノズル236は、通水抵抗が高い。
上述したように、制御装置50は、水位電極114a、114b、214a、214b、共通ポンプ22、切換弁20及び空気切換弁30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、加熱器76、80及び切換弁40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114a、114b、214a、214bから入力される信号に応じて、共通ポンプ22、切換弁20、空気切換弁30、切換弁40、ポンプ74及び加熱器76、80を制御する。
(熱源機70の構成)
熱源機70は、共通タンク水路18と、循環水路72と、注水路78を備えている。
すなわち、上述した微細気泡発生装置10の共通タンク水路18は、上流側が熱源機70に組み込まれて、熱源機70の一部を構成している。共通タンク水路18の上流端は、切換弁40に連結されている。熱源機70の共通タンク水路18の途中には、ポンプ74が介装されている。ポンプ74は、共通タンク水路18内の水を下流側へ送り出す。共通タンク水路18のポンプ74の下流側には、加熱器76が介装されている。加熱器76は、共通タンク水路18内を流れる水を加熱する。
循環水路72は、上流端が浴槽90に接続されており、下流端が切換弁40に連結されている。
注水路78は、上流端が水道水供給源300に接続されており、下流端が切換弁40に連結されている。注水路78の途中には、加熱器80が介装されている。加熱器80は、注水路78内を流れる水を加熱する。
切換弁40は、共通タンク水路18の上流端と、循環水路72の下流端と、注水路78の下流端を連結している。切換弁40は、循環水路72から共通タンク水路18に水が流れる状態と、注水路78から共通タンク水路18に水が流れる状態とを切り換える。
熱源機70は、微細気泡発生装置10に水を供給する。
切換弁40が注水路78と共通タンク水路18を接続している状態にすると、水道水供給源300から、注水路78を介して共通タンク水路18に水が供給される。すなわち、水道水供給源300から微細気泡発生装置10に水が供給される。このとき、加熱器80によって注水路78内を流れる水を加熱することができるので、微細気泡発生装置10に温水を供給することができる。
また、切換弁40が循環水路72と共通タンク水路18を接続している状態にすると、浴槽90から、循環水路72を介して共通タンク水路18に水が供給される。すなわち、浴槽90から微細気泡発生装置10に水が供給される。このとき、加熱器76によって共通タンク水路18内を流れる水を加熱することができるので、微細気泡発生装置10に温水を供給することができる。なお、浴槽90内の水の温度が必要温度以上であれば、加熱器76を運転しない。この場合、ポンプ74を作動させて、浴槽90内の水を循環させる。
(給水システム100の動作)
次に、微細気泡発生装置10の動作について説明する。上述したように、微細気泡発生装置10には、熱源機70から水が供給される(より詳細には、熱源機70から共通タンク水路18に水が供給される)。微細気泡発生装置10は、熱源機70から供給された水から、空気溶解加圧水を生成し、浴槽90に空気溶解加圧水を供給する。これによって浴槽90内に微細気泡を発生させる。
微細気泡発生装置10が待機状態にある場合には、第1タンク112内には、水位電極114aが水面とちょうど非接触となる程度の水位まで水が貯まっている。すなわち、第1タンク112は、ほぼ空となっている。一方、第2タンク212内には、所定の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に微細気泡発生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、熱源機70のポンプ74、切換弁40及び加熱器76、80を制御して、微細気泡発生装置10に水を供給する(水道水供給源300を水供給源とするか、浴槽90を水供給源とするかは、ユーザによる入力装置の操作により決定される)。制御装置50は、熱源機70の制御とともに、微細気泡発生装置10の各部を制御する。
図2は、制御装置50が微細気泡発生装置10に対して実行する制御のフローを示している。図2に示すように、制御装置50は、制御S1(第1制御)と制御S2(第2制御)を交互に実行する。制御S1では、第1タンク112において給水ステップW1(第1給水ステップ)を実行し、第2タンク212において空気導入ステップA2(第2空気導入ステップ)を実行する。制御S2では、第1タンク112において空気導入ステップA1(第1空気導入ステップ)を実行し、第2タンク212において給水ステップW2(第2給水ステップ)を実行する。
制御S1では、制御装置50は、以下の状態に微細気泡発生装置10の各部を制御する。
・共通ポンプ22:作動
・切換弁20:共通タンク水路18と第1タンク水路118とを接続している状態
・空気切換弁30:共通空気導入路26と第2空気導入路226を接続している状態
制御S1を実行すると、第1タンク112では給水ステップW1が実行される。すなわち、熱源機70から共通タンク水路18に供給される水が、共通ポンプ22によってさらに加圧されて共通タンク水路18の下流側へ送り込まれる。このとき、切換弁20が共通タンク水路18と第1タンク水路118とを接続しているので、共通タンク水路18から第1タンク水路118へ水が流れる。第1タンク水路118を流れた水は、第1タンク水路118の下流端の噴射ノズル115から、第1タンク112内に噴射される。第1タンク112内での水の動きについては後に詳述するが、第1タンク112内に噴射された水は第1浴槽水路132へ流れる。そして、第1減圧ノズル136から浴槽90内へ放出される。
上述したように、共通タンク水路18内の水は、ポンプ74、共通ポンプ22が水を送り込む圧力によって第1タンク112へ送られる。したがって、噴射ノズル115から第1タンク112内に勢いよく水が噴射される。このとき、第1空気導入路126の上流端が空気切換弁30によって閉じられているので、第1タンク112は第1浴槽水路132を除いて密閉されている。また、第1タンク112内の水は、第1浴槽水路132及び第1減圧ノズル136を介して浴槽90内に放出されるが、上述したように第1減圧ノズル136の通水抵抗は高い。したがって、第1タンク112から第1浴槽水路132及び第1減圧ノズル136を介して浴槽90内に放出される水量(すなわち、第1タンク112から流出する水量)よりも、噴射ノズル115から第1タンク112内に噴射される水量の方が多くなる。したがって、第1タンク112内の圧力が上昇して高圧となる。高圧下にある第1タンク112内に噴射ノズル115から水が噴射されると、噴射された水が第1タンク112の内壁や、第1タンク112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、第1タンク112内で空気溶解加圧水が生成される。第1タンク112内で生成された空気溶解加圧水は、第1浴槽水路132と第1減圧ノズル136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、第1減圧ノズル136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。このように、第1タンク112で給水ステップW1が実行されることで、浴槽90内に微細気泡が発生する。
一方、第2タンク212では、空気導入ステップA2が実行される。すなわち、上述したように、制御S1では、空気切換弁30が共通空気導入路26と第2空気導入路226を接続している状態とされる。すると、第2タンク212内に貯まっている水が、自重によって、第2タンク212から第2浴槽水路232へ流出する。第2浴槽水路232へ流出した水は、第2減圧ノズル236を介して浴槽90へ流出する。第2タンク212内の水位が下降するにしたがって、第2タンク212内の圧力は低下する。したがって、第2空気導入路226を通って第2タンク212内に空気が流入する。すなわち、第2タンク212内に空気が導入される。
以上に説明したように、制御S1では、給水ステップW1と空気導入ステップA2が同時に実行される。空気導入ステップA2は、第2タンク212内の水位が、水位電極214aが水面と非接触となる水位に低下するまで継続される。給水ステップW1は、空気導入ステップA2が終了するまで継続される(空気導入ステップA2と同時に終了する)。
図2に示すように、制御装置50は、制御S1が終了したら、制御S2を実行する。制御S2では、制御装置50は、以下の状態に微細気泡発生装置10の各部を制御する。
・共通ポンプ22:作動
・切換弁20:共通タンク水路18と第2タンク水路218とを接続している状態
・空気切換弁30:共通空気導入路26と第1空気導入路126を接続している状態
制御S2では、空気切換弁30が第2空気導入路226の上流端を閉じているので、第2タンク212は第2浴槽水路232を除いて密閉された状態となる。また、切換弁20が共通タンク水路18と第2タンク水路218とを接続しており、共通ポンプ22が作動している。したがって、共通タンク水路18から、第2タンク水路218を介して第2タンク212に水が供給される。すなわち、第2タンク212で空気溶解加圧水が生成される。生成された空気溶解加圧水は、第2タンク212から、第2浴槽水路232及び共通減圧ノズル36を介して、浴槽90に空気溶解加圧水が供給される。したがって、浴槽90内に微細気泡が発生する(給水ステップW2)。
また、制御S2では、空気切換弁30が共通空気導入路26と第1空気導入路126を接続している。したがって、第1タンク112内の水が、第1浴槽水路132と第1減圧ノズル136を介して浴槽90へ流出する。それとともに、共通空気導入路26と第1空気導入路126を介して第1タンク112内に空気が導入される。(空気導入ステップA1)。
図2に示すように、制御装置50は、制御S1と制御S2を交互に繰り返し実行する。制御装置50は、制御S1と制御S2を所定回数、実行すると、微細気泡発生運転を終了する。
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、第1タンク112と第2タンク212を備えている。そして、第1タンク112で空気導入ステップA1を実行している期間においては、第2タンク212で給水ステップW2を並行して実行し、第2タンク212で空気導入ステップA2を実行している期間においては、第1タンク112で給水ステップW1を実行する。したがって、浴槽90内に微細気泡を発生させ続けることができる。浴槽90内の水が白濁している状態を維持することができる。
また、この微細気泡発生装置10は、給水ステップW1と空気導入ステップA2を同時に実行する制御S1と、給水ステップW2と空気導入ステップA1を同時に実行する制御S2を、交互に実行する。制御S1において浴槽90内に発生する微細気泡の量と、制御S2で浴槽90内に発生する微細気泡の量は略等しい。したがって、微細気泡発生装置10の運転時に浴槽90内で発生する微細気泡の量を安定させることができる。
(第2実施例)
次に第2実施例の微細気泡発生装置10について説明する。図3は、第2実施例の微細気泡発生装置10(給水システム100)の回路図を示している。第2実施例の微細気泡発生装置10は、共通タンク水路18、第1タンク水路118、第2タンク水路218、第1空気導入路126及び第2空気導入路226の構成を除いて、第1実施例の微細気泡発生装置10と同様の構成を備えている。
第2実施例の微細気泡発生装置10では、共通タンク水路18に共通ポンプ22が介装されていない。その代わりに、第1タンク水路118に、第1タンク水路118内の水を下流側へ送り出す第1ポンプ122が介装されている。また、第2タンク水路218に、第2タンク水路218内の水を下流側へ送り出す第2ポンプ222が介装されている。また、第2実施例の微細気泡発生装置10は、切換弁20を有していない。その代わりに、第1タンク水路118に、第1タンク水路118を開閉する第1給水弁120が介装されている。また、第2タンク水路218に、第2タンク水路218を開閉する第2給水弁220が介装されている。すなわち、第1ポンプ122、第2ポンプ222、第1給水弁120及び第2給水弁220によって、第1タンク水路118内の水を第1タンク118へ送り出す運転と、第2タンク水路218内の水を第2タンク212へ送り出す運転を切り換えて実行するポンプ機構部が構成されている。
また、第2実施例の微細気泡発生装置10は、空気切換弁30を備えていない。その代わりに、第1空気導入路126に、第1空気導入路126を開閉する第1空気弁130が介装されている。また、第2空気導入路226に、第2空気導入路226を開閉する第2空気弁230が介装されている。すなわち、第1空気弁130と第2空気弁230によって、第1空気導入路126を開閉するとともに第2空気導入路226を開閉する空気弁装置が構成されている。
第2実施例の微細気泡発生装置10は、第1実施例の微細気泡発生装置10と同様に、制御S1と制御S2を交互に実行する。
制御S1を実行するときには、第1空気弁130を閉じ、第2空気弁230を開き、第1給水弁120を開き、第2給水弁220を閉じるとともに第1ポンプ122を作動させる。これによって、第1タンク水路118(すなわち、噴射ノズル115)から第1タンク112内に水が噴射されるとともに、第2タンク212から水が排出されて第2タンク212内に空気が導入される。すなわち、給水ステップW1と空気導入ステップA2が実行される。
制御S2を実行するときには、第1空気弁130を開き、第2空気弁230を閉じ、第1給水弁120を閉じ、第2給水弁220を開くとともに第2ポンプ222を作動させる。これによって、空気導入ステップA1と給水ステップW2が実行される。
(第3実施例)
次に、第3実施例の微細気泡発生装置10について説明する。第3実施例の微細気泡発生装置10は、図3に示す第2実施例の微細気泡発生装置10と同じ構成を備えている。但し、第3実施例の微細気泡発生装置10では、第1空気弁130と第2空気弁230の開閉が、それぞれ独立して制御される(すなわち、第1空気導入路126と第2空気導入路226の双方を閉じることができる)。また、第1給水弁120と第2給水弁220がそれぞれ独立して制御され、第1ポンプ122と第2ポンプ222がそれぞれ独立して制御される(すなわち、第1タンク112と第2タンク212の双方に、同時に水を供給することができる)。したがって、給水ステップW1と給水ステップW2を並行して実行することができる。
図4は、第3実施例の微細気泡発生装置10における、給水ステップW1、給水ステップW2、空気導入ステップA1及び空気導入ステップA2の実行タイミングを示している。
図4の期間T1においては、第1空気弁130を閉じ、第2空気弁230を開き、第1給水弁120を開き、第2給水弁220を閉じるとともに第1ポンプ122を作動させる。これによって、給水ステップW1と空気導入ステップA2が並行して実行される。したがって、期間T1においては、浴槽90内に微細気泡が発生する。
空気導入ステップA2が終了したら、第2空気弁230を閉じ、第2給水弁220を開くとともに第2ポンプ222を作動させる。これによって、給水ステップW2が開始される(期間T2)。すなわち、期間T2においては、給水ステップW1と給水ステップW2が並行して実行される。したがって、期間T2においては、浴槽90内により多くの微細気泡が発生する。
給水ステップW1が終了したら、第1空気弁130を開き、第1給水弁120を閉じるとともに第1ポンプ122を停止させる。これによって、空気導入ステップA1が開始される(期間T3)。すなわち、期間T3においては、空気導入ステップA1と給水ステップW2が並行して実行される。したがって、期間T3においても、浴槽90内に微細気泡が発生する。
空気導入ステップA1が終了したら、第1空気弁130を閉じ、第1給水弁120を開くとともに第1ポンプ122を作動させる。これによって、給水ステップW1が開始される(期間T4)。すなわち、期間T4においては、給水ステップW1と給水ステップW2が並行して実行される。したがって、期間T4においては、浴槽90内により多くの微細気泡が発生する。
第3実施例の微細気泡発生装置10は、上記の期間T1〜T4の制御を繰り返し実行する。第3実施例の微細気泡発生装置10は、期間T2、T4において給水ステップW1と給水ステップW2を並行して実行するので、浴槽90内により多くの微細気泡を発生させることができる。
(第4実施例)
次に、第4実施例の微細気泡発生装置10について説明する。図5は、第4実施例の微細気泡発生装置10(給水システム100)の回路図を示している。第4実施例の微細気泡発生装置10は、第1浴槽水路132、第2浴槽水路232、第1空気導入路126及び第2空気導入路226を除いて、第1実施例(図1)の微細気泡発生装置10と同様の構成を備えている。
第4実施例の微細気泡発生装置10においては、第2実施例の微細気泡発生装置10と同様に、第1空気導入路126と第2空気導入路226に空気弁130、230が介装されている。
また、第4実施例の微細気泡発生装置10は、共通浴槽水路32と、第1バイパス水路133と、第2バイパス水路233を備えている。
共通浴槽水路32の上流端には、第1浴槽水路132の下流端と第2浴槽水路232の下流端が接続されている。共通浴槽水路32の下流端は浴槽90に接続されている。共通浴槽水路32と浴槽90との接続部には共通減圧ノズル36が介装されている。
第1バイパス水路133は、上流端が第1浴槽水路132の途中に接続されており、下流端が循環水路72の途中(切換弁40より上流側)に接続されている。第1浴槽水路132と第1バイパス水路133の接続部には、切換弁134が介装されている。切換弁134は、第1浴槽水路132を上流側から下流側へ水が流れる状態と、第1浴槽水路132の上流側から第1バイパス水路133へ水が流れる状態とを切り換える。
第2バイパス水路233は、上流端が第2浴槽水路232の途中に接続されており、下流端が循環水路72の途中(切換弁40より上流側)に接続されている。第2浴槽水路232と第2バイパス水路233の接続部には、切換弁234が介装されている。切換弁234は、第2浴槽水路232を上流側から下流側へ水が流れる状態と、第2浴槽水路232の上流側から第2バイパス水路233へ水が流れる状態とを切り換える。
第4実施例の微細気泡発生装置10は、第2実施例の微細気泡発生装置10と同様に、制御S1と制御S2を交互に実行する。
制御S2を実行するときには、切換弁134を第1浴槽水路132の上流側から第1バイパス水路133に水が流れる状態とし、切換弁234を第2浴槽水路232の上流側から下流側に水が流れる状態とする。すると、第1タンク112内の水が第1浴槽水路132と第1バイパス水路133を介して循環水路72へ流れる。循環水路72へ流れた水は、浴槽90から循環水路72へ流れた水とともに、ポンプ74、共通ポンプ22によって第2タンク212へ送られる。すなわち、第1タンク112内の水がポンプ74、共通ポンプ22によって、高速で排出される。したがって、第1タンク112内に高速で空気が導入される。また、第2タンク212に水が送られると、第2タンク212で空気溶解加圧水が生成される。第2タンク212で生成された空気溶解加圧水は、第2浴槽水路232、共通浴槽水路32を通り、共通減圧ノズル36から浴槽90内に放出される。すなわち、浴槽90内に微細気泡が発生する。第1タンク112内の水位が、水位電極114aが水面と非接触となる水位まで低下したら、空気弁130を閉じる。これによって、第1タンク112からの水の排出が停止される。
制御S1を実行するときには、切換弁134を第1浴槽水路132の上流側から下流側に水が流れる状態とし、切換弁234を第2浴槽水路232の上流側から第2バイパス水路233に水が流れる状態とする。したがって、第2タンク212内の水が、ポンプ74、共通ポンプ22によって排出され、第1タンク112に送られる。第2タンク212内の水位が、水位電極214aが水面と非接触となる水位まで低下したら、空気弁230を閉じる。
以上のように、第4実施例の微細気泡発生装置10では、タンク(第1タンク112、第2タンク212)内の水をポンプによって排出できるので、短時間で空気導入ステップを終了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。
第1実施例の給水システム100の系統図。 第1実施例の微細気泡発生装置10が実行する制御ステップのフロー図。 第2実施例の給水システム100の系統図。 第3実施例の微細気泡発生装置10が実行する制御ステップのフロー図。 第4実施例の給水システム100の系統図。
符号の説明
10:微細気泡発生装置
18:共通タンク水路
20:切換弁
22:共通ポンプ
26:共通空気導入路
30:空気切換弁
50:制御装置
90:浴槽
112:第1タンク
118:第1タンク水路
126:第1空気導入路
132:第1浴槽水路
136:第1減圧ノズル
212:第2タンク
218:第2タンク水路
226:第2空気導入路
232:第2浴槽水路
236:第2減圧ノズル
300: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、
    第1タンクと、
    第2タンクと、
    下流端が第1タンクに接続されている第1タンク水路と、
    下流端が第2タンクに接続されている第2タンク水路と、
    下流端が第1タンク水路の上流端と第2タンク水路の上流端に接続されており、上流端が水供給源に接続されている共通タンク水路と、
    第1タンクに空気を導入する第1空気導入路と、
    第2タンクに空気を導入する第2空気導入路と、
    上流端が大気に開放されており、下流端が第1空気導入路の上流端と第2空気導入路の上流端に接続されている共通空気導入路と、
    上流端が第1タンクに接続されており、下流端が浴槽に接続可能な第1浴槽水路と、
    上流端が第2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浴槽水路と、
    第1タンク水路内の水を第1タンクへ送り出す運転と、第2タンク水路内の水を第2タンクへ送り出す運転を切り換えて実行するポンプ機構部と、
    第1空気導入路を開閉するとともに第2空気導入路を開閉する空気弁装置と、
    ポンプ機構部と空気弁装置を制御する制御装置を備えており、
    前記ポンプ機構部は、
    共通タンク水路から第1タンク水路及び第2タンク水路への分岐部に介装されており、共通タンク水路から第1タンク水路に水が流れる状態と、共通タンク水路から第2タンク水路に水が流れる状態とを切り換える切換弁と、
    共通タンク水路内の水を下流側へ送り出す共通ポンプ、
    を有しており、
    前記空気弁装置は、共通空気導入路から第1空気導入路及び第2空気導入路への分岐部に介装されており、共通空気導入路から第1空気導入路に空気が流れる状態と、共通空気導入路から第2空気導入路に空気が流れる状態とを切り換える空気切換弁を有しており、
    御装置が、
    空気弁装置によって第1空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第1タンク内に供給する第1給水ステップと、
    空気弁装置によって第1空気導入路を開いて、空気を第1タンク内に導入するとともに、第1タンク内の水を浴槽に流出させる第1空気導入ステップと、
    空気弁装置によって第2空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第2タンク内に供給する第2給水ステップと、
    空気弁装置によって第2空気導入路を開いて、空気を第2タンク内に導入するとともに、第2タンク内の水を浴槽に流出させる第2空気導入ステップ、
    を以下の関係、すなわち、
    少なくとも第1空気導入ステップを実行している期間において、第2給水ステップを並行して実行し、
    少なくとも第2空気導入ステップを実行している期間において、第1給水ステップを並行して実行する、
    という関係で実行することを特徴とする微細気泡発生装置。
  2. 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、
    第1タンクと、
    第2タンクと、
    下流端が第1タンクに接続されている第1タンク水路と、
    下流端が第2タンクに接続されている第2タンク水路と、
    下流端が第1タンク水路の上流端と第2タンク水路の上流端に接続されており、上流端が水供給源に接続されている共通タンク水路と、
    第1タンクに空気を導入する第1空気導入路と、
    第2タンクに空気を導入する第2空気導入路と、
    上流端が大気に開放されており、下流端が第1空気導入路の上流端と第2空気導入路の上流端に接続されている共通空気導入路と、
    上流端が第1タンクに接続されており、下流端が浴槽に接続可能な第1浴槽水路と、
    上流端が第2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浴槽水路と、
    第1タンク水路内の水を第1タンクへ送り出す運転と、第2タンク水路内の水を第2タンクへ送り出す運転を切り換えて実行するポンプ機構部と、
    第1空気導入路を開閉するとともに第2空気導入路を開閉する空気弁装置と、
    共通タンク水路の上流端が部分的に第1タンクに接続された第1状態と、共通タンク水路の上流端が部分的に第2タンクに接続された第2状態とを切り換えることが可能な切り換え手段と、
    ポンプ機構部と空気弁装置を制御する制御装置を備えており、
    前記ポンプ機構部は、
    共通タンク水路から第1タンク水路及び第2タンク水路への分岐部に介装されており、共通タンク水路から第1タンク水路に水が流れる状態と、共通タンク水路から第2タンク水路に水が流れる状態とを切り換える切換弁と、
    共通タンク水路内の水を下流側へ送り出す共通ポンプ、
    を有しており、
    前記空気弁装置は、共通空気導入路から第1空気導入路及び第2空気導入路への分岐部に介装されており、共通空気導入路から第1空気導入路に空気が流れる状態と、共通空気導入路から第2空気導入路に空気が流れる状態とを切り換える空気切換弁を有しており、
    制御装置が、
    空気弁装置によって第1空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第1タンク内に供給する第1給水ステップと、
    空気弁装置によって第1空気導入路を開いて、空気を第1タンク内に導入する第1空気導入ステップと、
    空気弁装置によって第2空気導入路を閉じるとともに、ポンプ機構部によって水を第2タンク内に供給する第2給水ステップと、
    空気弁装置によって第2空気導入路を開いて、空気を第2タンク内に導入する第2空気導入ステップ、
    を以下の関係、すなわち、
    少なくとも第1空気導入ステップを実行している期間において、第2給水ステップを並行して実行し、
    少なくとも第2空気導入ステップを実行している期間において、第1給水ステップを並行して実行する、
    という関係で実行し、
    制御装置が、
    第1空気導入ステップと第2給水ステップを並列して実行する際に、空気弁装置によって第1空気導入路を開くとともに第2空気導入路を閉じ、切り換え手段を第1状態に制御し、ポンプ機構部によって第1タンク内の水を第2タンク内に供給し、
    第2空気導入ステップと第1給水ステップを並列して実行する際に、空気弁装置によって第2空気導入路を開くとともに第1空気導入路を閉じ、切り換え手段を第2状態に制御し、ポンプ機構部によって第2タンク内の水を第1タンク内に供給する、
    ことを特徴とする微細気泡発生装置。
  3. 第1状態が、共通タンク水路の上流端が浴槽と第1タンクに接続された状態であり、第2状態が、共通タンク水路の上流端が浴槽と第2タンクに接続された状態であることを特徴とする請求項2の微細気泡発生装置。
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