JP5712637B2 - 気泡発生装置及びこれを内蔵した循環アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、浴槽に設けられて浴槽内の浴槽水中に微細気泡(マイクロバブル)を含んだ噴出流を放出させる噴出ノズルを備えた気泡発生装置及びこれを内蔵した循環アダプタに関し、特に噴出ノズルからの噴出流をより遠方まで放出させ得ると共に、均一で微細な気泡からそれよりも大径の気泡までユーザの好みに応じて変更可能とし得るための技術に係る。

従来、浴槽内の浴槽水に対し微細気泡を発生させるものとして、旋回流の中心軸上に空気を導入して形成した気柱を、同軸上に位置するように凸部が形成された衝突板に衝突させることにより、微細気泡を発生させることを意図した技術が提案されている（例えば、特許文献１の図３等を参照）。

なお、微細気泡を発生させるものではないが、浴槽内の浴槽水に対し旋回流を噴出させて入浴者のマッサージ効果を狙ったものとして、噴流ノズルの先端開口である噴出口の内部に板状の遮蔽体を設け、遮蔽体の周囲の隙間から旋回流が通過するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１２６６６５号公報 特開２００８−１３６５８８号公報

ところで、例えば図１２にその原理図を例示したような気泡発生装置を用いて、浴槽水中に微細気泡を含んだ噴出流を放出させる場合に、その噴出流をより遠方に到達させたり、より良質な微細気泡を生成させたりする上で、これらの実現を妨げる次のような不都合のあることを本発明者らは見出した。すなわち、図１２の気泡発生装置による気泡発生の原理を簡単に説明すると、旋回室１０１に対し外周側から水を噴出させることにより旋回室内に旋回流を生じさせ、この旋回流の発生に伴い作用する負圧により空気を旋回流の中心軸Ｘに沿って取り込み、これを噴出ノズル１０２から浴槽Ｂ内に対し噴出させることで微細気泡が混入した噴出流Ｆ′が浴槽水中に放出されるようにしている。しかしながら、中心軸Ｘに沿って気柱が生成された状態の旋回流が狭い噴出ノズル１０２から前方の浴槽水中に略円錐状に放出されると、放出直後の噴出流の中心軸近傍領域Ｎでは負圧が発生し、この負圧発生に起因して乱流などのロスが発生してしまうことになると考えられる。そして、この結果、噴出流の噴出流Ｆの勢いが削がれて噴出流がより遠方まで到達する妨げになったり、微細気泡の生成の妨げになったりするものと考えられる。

一方、単に均一な気泡径の微細気泡の生成のみを追及しても、心地良いと感じるユーザの感性は人によって異なると考えられ、必ずしも全てのユーザの好みに合致させ得るものとはならないと考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させつつ、均一で微細な気泡からそれよりも大径の気泡までユーザの好みに応じて変更可能とし得る気泡発生装置及びこれを内蔵した循環アダプタを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明では、微細気泡を含む旋回流状態の噴出流を浴槽内に放出させるための噴出ノズルを備えた気泡発生装置を対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記噴出ノズルの正面位置に、全体が円筒状又は円柱状の形状を有しかつ前記噴出ノズルに臨む側の端部が半球状又は円錐状に形成した柱状体を、前記噴出ノズルの中心軸と同軸上に配設し、かつ、進退位置調整機構により前記噴出ノズルの中心軸に沿って進退位置調整可能に保持されてなるようにする。加えて、前記柱状体として、前記噴出ノズルから放出された直後の噴出流においてその中心軸寄りに発生する負圧領域に対応する大きさを備えたものとした(請求項１)。

本発明の場合、旋回流状態の噴出流が噴出ノズルから浴槽内に放出されると、旋回流が円錐状に拡大するため中心軸の側の内径側に負圧が生じることになる。前記の柱状体がなければ、噴出流の前進に従い負圧領域が拡大して乱流発生の要因となるものの、本発明の場合には、中心軸上に柱状体が配設されているため、噴出ノズルからの噴出流の放出に伴う負圧発生に基づき微細気泡を生成させつつも、それ以後の噴出流が柱状体の外表面に沿って前方に移動するようになって、以後の過度の負圧発生が柱状体の存在により抑制・防止されることになる。以上の結果、微細気泡の生成を効果的に行いつつも、乱流の発生を抑制・防止して噴出流をスムーズに前進させることが可能となり、これにより、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることが可能となる。

しかも、これに加えて、進退位置調整機構により柱状体を進退移動させることで、前記の負圧発生状況が変化し、このため、発生する微細気泡の気泡径等の状況も変化することになる。すなわち、柱状体を噴出ノズルから遠ざかる側に前進させていくと、負圧領域の拡大に伴い、部分的に気泡同士が衝突し合ってより大径の気泡となり、微細気泡とより大径の気泡とが混合した状態で噴出流と共に噴出されることになる。このような噴出流を入浴中に受けるユーザは心地良い刺激を受け得ることとなる。逆に、柱状体を噴出ノズルに近付く側に後退させていくと、噴出ノズルとの間の環状開口の幅がより狭くなり、これにより、生成される微細気泡の径がより微細化し、もや状又は霧状に近づいた微細気泡の噴出流となって噴出されることになる。このような噴出流を受けるユーザは安らぎと癒しの環境下で入浴し得ることになる。このように柱状体を進退させることで、噴出される微細気泡の性状をユーザの好みに合致したものに変更調節し得ることになる。さらに、柱状体として、前記噴出ノズルから放出された直後の噴出流においてその中心軸寄りに発生する負圧領域に対応する大きさを備えるようにすることにより、前記の過度の負圧発生や負圧領域の拡大を効果的に抑制して、乱流発生の抑制・防止による本発明の作用を有効に得られることになる。

本発明における進退位置調整機構としては、前記柱状体に対し直接的に又は間接的に係合されたネジ機構により構成することができる（請求項２）。このようにすることで、柱状体に対し進退位置の変換に加えて、その進退位置の調整をも確実に行うことができるようになる。

又、本発明における柱状体を、前記噴出ノズルに臨む側の端部が前記噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面の近傍に位置した状態を基準位置として初期位置設定することができる(請求項３)。このような基準位置に柱状体を配設することにより、噴出ノズルからの放出直後から生じる負圧領域の拡大に対応して、過度の負圧発生や負圧領域の拡大を効果的に抑制して最も均一な微細気泡が生成されることとなる。そして、このような均一な微細気泡が生成される状態を基準位置として位置設定することで、柱状体の進退調節による気泡の変化具合を容易に認識し易くなって、ユーザの好みに合致した気泡性状への調節が容易となる。

さらに、本発明における噴出ノズルとして、旋回室よりも内径が絞られた絞り部と、開口断面積が徐々に拡大するように扇状の断面を有して浴槽に開口する絞り開放部とを備えて構成し、前記柱状体として、前記噴出ノズルに臨む側の端部の頂点が前記噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面上に位置するように配設することができる(請求項４)。このようにすることにより、微細気泡の生成を効果的に行いつつも、乱流の発生を抑制・防止して噴出流をスムーズに前進させることが可能となり、これにより、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることが可能となるという請求項１による作用を確実に実現させ得るようになる。

加えて、本発明における噴出ノズルとして、旋回室よりも内径が絞られた絞り部と、開口断面積が徐々に拡大するように扇状の断面を有して浴槽に開口する絞り開放部とを備えて構成し、前記柱状体として、その外径が前記絞り部の内径以上で、かつ、前記絞り開放部の最大内径以下の寸法を有するように設定することができる(請求項５)。このようにすることで、請求項４と同様に、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることが可能となるという請求項１による作用を確実に実現させ得るようになる。

又、本発明において、前記噴出ノズルから所定の隙間間隔だけ離れた前側位置に付設された飛散防止板をさらに備え、前記飛散防止板が前記噴出流を通過させるための開口部と、この開口部の外周側に拡がる領域を遮蔽して前記噴出流の飛散を防止するための遮蔽壁部とを備えて構成されたものとし、前記柱状体として、前記開口部に対し前記噴出ノズルの中心軸と同軸上に貫通配置されるように支持アームを介して支持されたものとすることができる(請求項６)。このようにすることにより、浴槽内の水位が低い場合に噴出ノズルから噴出流が放出された場合の飛散防止と、通常の浴槽水位での入浴の場合における請求項１〜請求項６のいずれかによる柱状体に基づく作用とを併せて得ることが可能となる。なお、この場合における柱状体として、浴槽内に臨む側の端部が前記飛散防止板よりも浴槽内に向けて飛び出すように配設することで、噴出流が直進性を維持してより遠方まで到達し得るように案内させることが可能となる。

一方、浴槽に設置される循環アダプタに係る発明では、前記の請求項１〜請求項６のいずれかに記載の気泡発生装置を内蔵させることで（請求項７）、前記の請求項１〜請求項６のいずれかの気泡発生装置による作用を循環アダプタにおいて得られることになる。

以上、説明したように、本発明の気泡発生装置によれば、中心軸上に柱状体を配設しているため、噴出ノズルからの噴出流の放出に伴う負圧発生に基づき微細気泡を生成させつつも、それ以後の噴出流が柱状体の外表面に沿って前方に移動させることができ、以後の過度の負圧発生を柱状体の存在により抑制・防止させることができるようになる。この結果、微細気泡の生成を効果的に行いつつも、乱流の発生を抑制・防止して噴出流をスムーズに前進させることができ、これにより、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることができるようになる。しかも、これに加えて、進退位置調整機構により柱状体を進退移動させることで、前記の負圧発生状況を変化させて、発生する微細気泡の気泡径等の状況を変化させることができる。すなわち、柱状体を噴出ノズルから遠ざかる側に前進させることで、より大径の気泡が混合した状態で噴出させることができる一方、逆に、柱状体を噴出ノズルに近付く側に後退させることで、微細気泡の径をより微細化させることができる。これにより、噴出される微細気泡の性状をユーザの好みに合致したものに変更調節することができるようになる。さらに、柱状体として、噴出ノズルから放出された直後の噴出流においてその中心軸寄りに発生する負圧領域に対応する大きさを備えるようにすることで、前記の過度の負圧発生や負圧領域の拡大を効果的に抑制して、乱流発生の抑制・防止による本発明の効果を有効に得ることができることになる。

特に、請求項２によれば、進退位置調整機構を、前記柱状体に対し直接的に又は間接的に係合されたネジ機構により構成することで、柱状体に対し進退位置の変換に加えて、その進退位置の調整をも確実に行うことができるようになる。

請求項３によれば、柱状体を、噴出ノズルに臨む側の端部が噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面の近傍に位置した状態を基準位置として初期位置設定することで、噴出ノズルからの放出直後から生じる負圧領域の拡大に対応して、過度の負圧発生や負圧領域の拡大を効果的に抑制することができ、最も均一な微細気泡が生成されることとなる。そして、かかる均一な微細気泡が生成される状態を基準位置として設定されているため、柱状体の進退調節による気泡の変化具合を容易に認識し易くなって、ユーザの好みに合致した気泡性状への調節が容易となる。

さらに、請求項４によれば、柱状体を、噴出ノズルに臨む側の端部の頂点が前記噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面上に位置するように配設することで、微細気泡の生成を効果的に行いつつも、乱流の発生を抑制・防止して噴出流をスムーズに前進させることができ、これにより、微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることができるという本発明による効果を確実に実現させることができるようになる。

加えて、請求項５によれば、柱状体の外径を噴出ノズルの絞り部の内径以上で、かつ、絞り開放部の最大内径以下に設定することで、請求項４と同様に、より良質な微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることができるという本発明による効果を確実に実現させることができるようになる。

又、請求項６によれば、飛散防止板の開口部を貫通するように支持アームで支持することで、浴槽内の水位が低い場合に噴出ノズルから噴出流が放出された場合の飛散防止と、通常の浴槽水位での入浴の場合における請求項１〜請求項５のいずれかによる柱状体に基づく効果とを併せて得ることができるようになる。

一方、浴槽に設置される循環アダプタに係る発明によれば、前記の請求項１〜請求項６のいずれかの気泡発生装置による効果を循環アダプタにおいて得ることができるようになる。

図１（ａ）は第１実施形態に係る気泡発生装置を示す断面説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の気泡発生装置を前面側からの斜視図により示す説明図である。 図２（ａ）は図１（ａ）の部分拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面における開口断面を示す断面説明図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面における開口断面を示す断面説明図である。 図３は図１（ａ）による噴出流の放出状況を示す図１（ａ）対応図である。 図４（ａ）は柱状体の進退移動状況を示す図２（ａ）対応図であり、図４（ｂ）は種々の進退移動位置における気泡径と気泡数との関係図である。 気泡発生装置を循環アダプタに内蔵した第２実施形態を適用した風呂システムの例を示す説明図である。 第２実施形態の気泡発生装置を内蔵した追焚循環用の循環アダプタの斜視図である。 図６のＣ−Ｃ線断面説明図である。 図６及び図７の循環アダプタを用いた追い焚き運転の作動原理を示す説明図である。 図６及び図７の循環アダプタを用いた気泡発生運転の作動原理図を示す図８対応図である。 切替レバー等を省略した図７の要部の拡大図である。 飛散防止板の内面側を例示する循環アダプタの分解斜視図である。 本発明の課題を示すために例示した気泡発生装置の図３対応図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）は第１実施形態に係る原理的な気泡発生装置１を示す。この気泡発生装置１は、内部に旋回室１１を区画形成した本体ハウジング１２と、この本体ハウジング１２の前側位置に付設された柱状体１３とを備えて構成されたものである。旋回室１１は中心軸Ｘを筒軸とする円筒状の内周面を有し、旋回流を生じさせるための水（湯又は水）が内部通路１２１を通して吐出口１２２から旋回室１１の接線方向に吐出されるようになっている。又、旋回室１１後端（図面の右端）には空気吐出口１４が中心軸Ｘ上に開口されており、外部から取り込まれた空気が後述の負圧の作用により旋回室１１内に吸気されるようになっている。旋回室１１は前端側で孔径が絞られた噴出ノズル１５を通して浴槽Ｂ内と連通されている。噴出ノズル１５は、旋回室１１側で旋回室１１よりも内径が絞られた絞り部１５１と、開口断面積が徐々に拡大するように扇状の断面を有し絞り部１５１から浴槽Ｂ内にかけて徐々に拡径する台錐状の斜面により構成された絞り開放部１５２とで形成されている。

前記柱状体１３は、図１（ｂ）にも示すように、円柱状又は円筒状の本体部１３１と、その一端であって噴出ノズル１５に臨んで半球状に形成された基端部１３２と、他端部であって同様に半球状に形成された先端部１３３とを備えて構成されたものである。図例では密実なものを図示しているが、これに限らず、内部が空間とされた密閉筒で構成してもよいし、又、前記の基端部１３２の形状を半球状ではなくて円錐状に形成してもよい。

そして、前記柱状体１３は、中心軸Ｘに対し旋回室１１及び噴出ノズル１５と同軸上に配置され、例えば本体ハウジング１２に対し支持手段１６により支持された状態で中心軸Ｘに沿って進退移動可能に保持されている。詳しくは、前記柱状体１３は、前記の基端部１３２及び先端部１３３を除く本体部１３１が所定量小径とされてネジ部１３０が形成され、このネジ部１３０に外嵌されて互いに螺合する環状の保持部１６４によって中心軸Ｘに沿って進退移動可能に保持されている。支持手段１６は、少なくとも前記の保持部１６４と、この保持部１６４から略放射方向に延びて又は外周側に向けて螺旋方向に延びて本体ハウジング１２に支持される複数の支持アームとで基本構成することも可能であるが、図例のものは飛散防止板１７を兼ねる構成とするために、さらに本体ハウジング１２に支持される円環枠部を備え、この円環枠部から前記保持部１６４に向けて複数の支持アームが放射方向に延びるように構成されている。そして、保持部１６４の内周面にネジ部１６５（図２参照）が形成され、このネジ部１６５と柱状体１３のネジ部１３０とが互いに螺合されている。ネジ部１３０が所定量小径とされているのは、保持部１６４が外嵌された状態で保持部１６４の外径が本来の柱状体１３の外径（後述の外径Ｄ）と合致するようにするためである。又、ネジ部１３０はネジ部１６５よりも中心軸Ｘ方向に所定量長くなるように設定され、これにより、中心軸Ｘ方向の両側に進退移動し得るようにされている。進退移動量については後述する。ネジ部１３０はネジ部１６５によって、柱状体１３を進退移動調節可能とする進退位置調整機構が構成されている。

飛散防止板１７について、まず説明すると、中心軸Ｘに対し旋回室１１及び噴出ノズル１５と同軸上で貫通して開口する開口部１７１と、この開口部１７１の外周側に拡がる遮蔽壁部１７２とから構成されている。前記開口部１７１は噴出ノズル１５から浴槽水中に放出される場合の噴出流を通過させる一方、前記遮蔽壁部１７２は開口部１７１の外周側領域を遮蔽して浴槽Ｂ内の水位が噴出ノズル１５よりも低い場合に噴出ノズル１５から空気中に噴出流が飛散することを防止するように構成されたものである。そして、前記飛散防止板１７は、連結部１７３により本体ハウジング１２に連結されて、本体ハウジング１２の浴槽Ｂ内に臨む前端面１２３から所定の隙間間隔だけ離れた前側位置に支持されている。前記開口部１７１は、前記の絞り開放部１５２を構成する斜面の延長面が飛散防止板１７との相対向面と交わることで形成される投影円と略同径の内径を有するように形成されている。飛散防止板１７の前記の相対向面（本体ハウジング１２の前端面１２３との相対向面）により構成される前記の遮蔽壁部１７２には凹み部１７４が形成されている。この凹み部１７４は、少なくとも開口部１７１の開口縁位置から外周側のドーナッツ環状の領域に形成されるものであり、望ましくは図例の如く飛散防止板１７の外周縁位置（遮蔽壁部１７２の外周縁位置）までの全領域にわたり形成されている。

前記凹み部１７４の形成により、本体ハウジング１２との間の隙間間隔が凹み部１７４の底位置から本体ハウジング１２の前端面１２３までの間隔となって、凹み部１７４が非形成の状態の隙間間隔よりも凹み部１７４を形成した分大きくなる。これにより、本体ハウジング１２と飛散防止板１７との間の隙間に対し噴出流の放出に伴い発生する環流が外周側から内周側へ流入する際の通過断面積を増大させ、その分、環流の流入に伴う圧力損失を低減させてスムーズに流入し得るようにしている。

そして、以上の飛散防止板１７の開口部１７１の内周面と、柱状体１３の本体部１３１に螺合状態で外嵌された保持部１６４とが放射方向に延びる複数（図例では３本）の支持アーム１６３，１６３，…によって互いに連結され、これにより、柱状体１３が開口部１７１内を中心軸Ｘと同軸に貫通配置され、かつ、保持部１６４に対し回転することで中心軸Ｘに沿って進退移動し得るようになっている。加えて、柱状体１３はその先端部１３３が飛散防止板１７よりも浴室Ｂの前方に向けて若干飛び出すように位置設定されており、これにより、噴出流が直進性を維持してより遠方まで到達し得るように案内している。なお、支持アーム１６３の本数は支持剛性が確保できれば１本でもよく、好ましくは２本以上あればよい。以上の飛散防止板１７によって、浴槽Ｂ内の水位が噴出ノズル１５よりも仮に低い場合には、噴出ノズル１５から放出される噴出流が水中に放出されるときよりも広い円錐状に拡がった状態で放出されることになるものの、この場合であっても、開口部１７１範囲よりも外周側の流れは飛散防止板１７の遮蔽壁部１７２に当たり、浴槽Ｂの前方への飛散が防止されることになる。

柱状体１３と噴出ノズル１５との関係について図２を参照しつつさらに詳細に説明すると、柱状体１３の外径(基端部１３２の最大外径)Ｄが噴出ノズル１５の絞り部１５１の内径ｄ１よりも大きく（Ｄ＞ｄ１）、絞り開放部１５２の最大内径(開口端内径)ｄ２よりも小さく（ｄ２＞Ｄ）、設定されている。又、柱状体１３の中心軸Ｘに沿った長さＬはその外径Ｄの少なくとも２〜３倍に設定されている。Ｄ＞ｄ１としているのは、旋回室１１から絞り部１５１に前進した旋回流は絞り部１５１で絞られて旋回外径が小さくなった後、絞り開放部１５２を経て浴槽Ｂ内の浴槽水中に放出されるに従い旋回外径が前記絞り部１５１の内径ｄ１よりも大きくなるためである。又、ｄ２＞Ｄとしているのは、絞り部１５１から絞り開放部１５２にかけて旋回流の旋回外径が拡大し、浴槽水中に放出されてさらに大きくなるものの、その大きくなるに伴い中心軸近傍領域に負圧が発生するため、この負圧領域よりも大きくならないで、かつ、その負圧領域に相当する領域に柱状体１３を存在させて充填させるようにするためである。つまり、柱状体１３は噴出ノズル１５から放出された直後の噴出流の中心軸近傍領域に生じるであろう負圧領域に相当する領域にほぼ対応する形状に設定されており、外径Ｄもそのような基準により定めればよい。さらに、柱状体１３の長さＬを２Ｄ〜３Ｄとしているのは、乱流抑制効果を得られる度合がＬ＝２Ｄまでの範囲で急増し、２Ｄ〜３Ｄの範囲でほぼ最大に近づいて以後はほぼ同じとなるからである。

又、柱状体１３と噴出ノズル１５との相互の位置関係としては次のようにする。すなわち、前記の絞り部１５１の開口断面積Ｍ１（Ａ−Ａ線断面の図２（ｂ）参照）、及び、絞り開放部１５２と柱状体１３の基端部１３２との間の傘状でかつドーナッツ環状の開口断面積Ｍ２（Ｂ−Ｂ線断面の図２（ｃ）参照）の両者の関係が互いにほぼ等しいか、Ｍ１＜Ｍ２になるように、柱状体１３と噴出ノズル１５との相互の位置関係が設定されている。これに従えば、柱状体１３はその基端部１３２の頂点が絞り開放部１５２の開口端面１５３上に位置することになるように設定すればよい。つまり、開口端面１５３と基端部１３２の頂点とが互いに合致する位置に設定する、あるいは、開口端面１５３という仮想平面に基端部１３２の頂点がほぼ接することになる位置に設定すればよいことになる。なお、絞り開放部１５２の傾斜が多少変動したとしても、柱状体１３の基端部１３２の頂点位置の変動はプラス・マイナスで小数点以下の範囲に止まるため、前記の開口端面１５３位置とほぼ合致するように基端部１３２の頂点を位置付ければよいということで一般化し得ることになる。

以上の第１実施形態によれば、浴槽Ｂ内の浴槽水中に微細気泡を含む噴出流を放出させると、図３に示すように、まず、吐出口１２２から吐出された水流により旋回室１１内の旋回流が発生し、この旋回流に伴い空気吐出口１４に対し負圧が作用して、空気吐出口１４から空気が旋回流の中心軸Ｘ上に巻き込まれることになる。そして、この中空渦状の旋回流が噴出ノズル１５の絞り部１５１で一旦絞られた後に絞り開放部１５２で急開放される結果、所定の円錐状となった噴出流Ｆが前方（同図の左方）に放出されることになる。この際、円錐状に旋回流が拡大するため中心軸Ｘの側の内径側に負圧が生じることで、この負圧作用に基づき微細化した微細気泡を噴出流は含むことになる。その一方、本来であれば、その噴出流の前進に従い負圧領域がより拡大して乱流発生の要因となるものの、本実施形態では噴出ノズル１５の開口端面１５３に接近して中心軸Ｘ上に柱状体１３が存在しているため、絞り開放部１５２からの噴出流の急開放に伴う負圧発生に基づき微細気泡を生成させつつも、それ以後の噴出流が柱状体１３の外表面に沿って前方に移動するようになって、以後の過度の負圧発生が柱状体１３の存在により抑制・防止されることになる。以上の結果、微細気泡の生成を効果的に行いつつも、乱流の発生を抑制・防止して噴出流をスムーズに前進させることができ、これにより、より良質な微細気泡を含んだ噴出流をより遠方まで到達させることができるようになる。なお、図３では微細気泡を誇張して図示している。又、図３では飛散防止板１７の図示を省略しているが、噴出ノズル１５の絞り開放部１５２からの噴出流は開口部１７１（図１参照）内を通過しつつ、その中心軸Ｘ寄りの内周側が柱状体１３の外表面に沿って前進することになって、柱状体１３による作用・効果を前記の如く得ることができる。

さらに、柱状体１３は、その基端部１３２が噴出ノズル１５の絞り開放部１５２の開口端面１５３の近傍に位置した状態を基準位置として設定されている。図４には基端部１３２が開口端面１５３と合致した位置を基準位置Ｋとした場合を例示している。そして、基端部１３２が基準位置Ｋから噴出ノズル１５により近づく側を（−）側（後退側）、噴出ノズル１５からより遠ざかる側を（＋）側（前進側）として、それぞれ所定量だけ進退移動し得るようにされている。つまり、このような進退移動量が確保されるようにネジ部１６５に対するネジ部１３０の中心軸Ｘ方向長さが設定されている。

具体的な例を挙げると、基準位置Ｋに基端部１３２が位置する場合には前述の如く均一な微細気泡がより遠くまで届く状態とされる一方、基準位置Ｋから後退側に例えば２ｍｍ（Ｋ位置から−２ｍｍ）移動させた位置Ｋ１に基端部１３２が位置するように柱状体１３を移動させると生成される微細気泡の径は極小となり、逆に基準位置Ｋから前進側に例えば２ｍｍ（Ｋ位置から＋２ｍｍ）移動させた位置Ｋ２に基端部１３２が位置するように柱状体１３を移動させると旋回噴出流と基端部１３２表面との間に負圧に起因する乱流が発生又は増大し、生成された微細気泡同士が衝突し合ってより大径の気泡に結合されることになる。

図４（ｂ）に示すように基準位置Ｋにおいては気泡径が例えば２０μｍを中心にほぼ均一な微細気泡が生成されるのに対し、位置Ｋ１では気泡径がより小さく極小となったもののみとなり、逆に、位置Ｋ２では気泡径分布がより大きいものを含んでばらつくようになる。位置Ｋ１の場合には、噴出流自体に極小の微細気泡が混じって全体がもや状又は霧状の噴出流となって浴槽内に噴出されることになる。これにより、やさしく安らかな気泡浴を実現させることができる。一方、位置Ｋ２の場合には、より大径の気泡を含んだ噴出流が身体に当たることによっていわゆるジェットバスの如き適度なマッサージ効果を得ることができる。これらをユーザが自分で例えば先端部１３３を摘んで回転させることで柱状体１３を進退移動させて、自己の好みに応じた気泡を生成させることができるようになる。

なお、前記のネジ部１３０と、ネジ部１６５との中心軸Ｘ方向の長さ設定によって、基準位置Ｋを挟んで位置Ｋ１を（−）側の最大とし、位置Ｋ２を（＋）側の最大とする進退移動範囲に規制するようにしてもよい。これにより、ユーザによる調節を許容しつつも、本来の微細気泡の発生が得られない範囲まで回転操作されることを抑制することができる。又、出荷時には柱状体１３を基準位置Ｋに初期設定しておくことで、初期設定では所定の均一径の微細気泡の噴出流を得ることができ、基準位置Ｋから前記の位置Ｋ１，Ｋ２への進退移動調節で好みの気泡噴出状態に変更調節することができるようになる。この変更調節は、例えば前記の（−）側・（＋）側に２ｍｍの進退移動量は、ネジ部１３０，１６５の例えば４回転操作に相当するように設定されており、２ｍｍという短い寸法ではあるが、０．５ｍｍ／１回転操作という回転操作によって的確に進退移動させることができる。

このような作用効果が得られる進退位置調整機構としては、前述のネジ機構を用いて構成してもよいが、これに限らず、カム機構を用いて基準位置Ｋから（−）側の最大位置Ｋ１へ、又は、（＋）側の最大位置Ｋ２へ進退位置変換可能に構成することもでき、さらに、内蔵ノック式位置変換機構を用いて進退位置変換可能に構成することができる。又、ネジ機構を用いる場合であっても、保持部１６５と柱状体１３との螺合ではなくて、例えば支持手段１６（飛散防止板１７）と本体ハウジング１２とをネジ機構を介して進退移動可能に支持させることで、支持手段１６に固定した柱状体を進退移動可能に構成するようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態の気泡発生装置を適用した風呂システムを示す。この風呂システムは、浴槽Ｂと、風呂用の追い焚き循環機能を備えた給湯器２と、戻り路３１及び往き路３２からなり浴槽Ｂ及び給湯器２を互いに接続する追い焚き循環配管３と、第２実施形態に係る後述の気泡発生装置５を内蔵した循環アダプタ４とを備えて構成されたものである。

給湯器２は、例えば、追い焚き用熱交換器２１と、これを加熱する燃焼バーナ２２とを備えているものである。なお、給湯器２としては、追い焚き加熱用の構成を備えていれば、追い焚き用と給湯用とに互いに独立した缶体を備えた２缶２水式のものであるか、追い焚き用と給湯用とを共用する１缶２水式であるか、あるいは、温水循環式暖房回路が組み込まれて、その高温水を熱源とする液−液熱交換器により追い焚き加熱されるものであるかの別は問わず、いずれのものでも適用可能である。

浴槽Ｂには、その一側壁面の底部近傍に循環アダプタ４が貫通した状態で設置され、この循環アダプタ４に対し、追い焚き循環配管３の戻り路３１の上流端と、往き路３２の下流端とが接続されている。そして、給湯器２内の循環ポンプ２３が作動されると、浴槽Ｂ内の浴槽水(湯又は水)が循環アダプタ４及び戻り路３１を通して給湯器２の熱交換器２１に戻され、次いで、往き路３２及び循環アダプタ４を通して浴槽Ｂ内に吐出される、という循環流が生じて循環作動されることになる。この循環作動の際に、燃焼バーナ２２が燃焼作動されると、浴槽Ｂから戻された浴槽水が所定温度まで加熱されて追い焚きされる追い焚き運転モードになり、燃焼バーナ２２が非燃焼状態のままであると、浴槽水による循環流のみが生じて気泡発生運転モードとなる。

循環アダプタ４は、浴槽Ｂに対しその内側に配設される前面カバー体４１及び飛散防止板４７(図６も参照)と、主として浴槽Ｂの外側に配設される本体ハウジングを兼ねるアダプタ本体４２とが一体化されて組み付けられるものであり、戻り路３１に接続される戻り用接続口４２１と、往き路３２に接続される往き用接続口４２２とがアダプタ本体４２の後端から突出されるとともに、アダプタ本体４２の後端面には空気取り入れ部５１が設けられている。

前面カバー体４１は外周側のドーナッツリング状の部位を覆うものであり、その表面には多数の微小孔からなるフィルタ部材４１０が装着されている。この前面カバー体４１の内周側領域には飛散防止板４７が付設され、この飛散防止板４７の前面上部位置には微細気泡を含む噴出流が放出(吐出又は噴出)される開口部４７１が開口形成されている。又、飛散防止板４７の前面下部位置には半月状の案内開口４７２から切替レバー４３１が円弧状に往復移動可能に突出されている。この切替レバー４３１は、追い焚き運転モードと気泡発生運転モード(バブル温浴運転モード)との切換えを行うための操作部を構成し、この切替レバー４３１を備えた後述の切換弁機構４３がアダプタ本体４２内に組み込まれている。

図７は気泡発生装置５が組み込まれた循環アダプタ４を図６のＣ−Ｃ線における断面図として示すものであり、図８又は図９は循環アダプタ４の詳細構造を省略して原理的な構造を示すものである。

まず、循環アダプタ４の概略構造について主として図８又は図９を参照しつつ説明する。循環アダプタ４は、前述の循環ポンプ２３(図５参照)の作動により浴槽Ｂ内から浴槽水を吸い込んで戻り路３１に流すための吸い込み流路４４と、往き路３２からの循環水(浴槽水)を浴槽Ｂ内にそのまま流す追い焚き吐出流路４５と、同様に往き路３２からの循環水に対し微細気泡を含んだ状態で浴槽Ｂ内に噴出流として吐出させる気泡吐出流路４６と、前記往き路３２からの循環水を追い焚き吐出流路４５の側に流す(追い焚き運転モード)か、気泡吐出流路４６の側に流す(気泡発生運転モード)かのいずれかに切換える切換弁機構４３とを備えている。

吸い込み流路４４は、図８又は図９に矢印Ｒで示すように、フィルタ部材４１０を介して前面カバー体４１の外周領域から吸い込まれた浴槽水を合流させた後に戻り用接続口４２１まで導くように延びている。追い焚き吐出流路４５は、図８に矢印Ｇで示すように、往き用接続口４２２からの循環水を分流室４５１に導いた後に開閉切換口４５２を通して前面カバー体４１の下側に導き、その下側領域の外周面に開口する追い焚き吐出口４５３から浴槽Ｂ内に吐出するように延びている。

気泡吐出流路４６は、図９に矢印Ｂで示すように、往き用接続口４２２からの循環水を前記分流室４５１を介して内部通路としての分流路４６１に導いた後、吐出口４６２から旋回室４６３に噴出させて旋回室４６３に旋回流を生じさせ、空気吐出口５２から吸気した空気により微細気泡を含んだ噴出流として噴出ノズル４６４及び開口部４７１を通して浴槽Ｂ内の前方に向けて放出させるように延びている。前記旋回室４６３はその内周面が円筒状に形成され、前記吐出口４６２はその旋回室４６３に対し接線方向に分流室４５１からの循環水を吐出させるように開口されている。この吐出口４６２からの循環水の吐出により旋回室４６３内に噴出ノズル４６４の側に向かう旋回流が生じ、この旋回流の発生に伴い気泡発生装置５の後述の空気吐出口５２に対し負圧が作用することにより、空気吐出口５２から空気が旋回流の中心に吸気されるようになっている。そして、旋回室４６３内の旋回流が内径の絞られた噴出ノズル４６４から急拡散される結果、微細気泡が混合した状態の噴出流となって浴槽Ｂ内に放出されることになる。

切換弁機構４３は、前端に切替レバー４３１が固定されて分流室４５１を突き抜けるように配置された切換軸４３２と、この切換軸４３２の途中に設けられた第１切換弁４３３及び第２切換弁４３４と、第１切換弁４３２を挟んで配置された形状記憶合金製バネ４３５及びバイアスバネ４３６とを備えて構成されている。この切換弁機構４３は、分流室４５１に供給される循環水の温度の高低如何によって追い焚き運転モードと気泡発生運転モードとの自動切換が可能であると共に、切替レバー４３１の切換操作によっても追い焚き運転モードと気泡発生運転モードとの切換が可能となっている。例えば、分流室４５１に供給される循環水の温度が追い焚き用の高温(例えば８０℃)であれば形状記憶合金製バネ４３５が伸長し、これにより第１切換弁４３３が分流路４６１を遮断する一方、第２切換弁４３４が開閉切換口４５２を開放した追い焚き運転モードに自動切換される(図８に示す状態参照)。一方、循環水の温度が前記の追い焚き用の高温よりも低温であれば形状記憶合金製バネ４３５が縮小し、これにより第１切換弁４３３が分流路４６１を開放する一方、第２切換弁４３４が開閉切換口４５２を遮断した気泡発生運転モードに自動切換される(図９に示す状態参照)。又、切替レバー４３１の切換操作により切換軸４３２を回転作動させることによっても、同様に追い焚き運転モードと気泡発生運転モードとに切換操作し得るようになっている。

次に、気泡発生装置５についてより詳細に説明すると、図１０に示すように、アダプタ本体４２内に区画形成された旋回室４６３の前端側が噴出ノズル４６４を通して浴槽内と連通されている。この噴出ノズル４６４が開口するアダプタ本体４２の前端面にはノズルガイド部４８１が形成されたノズルガイド４８がネジ４８２により取り付けられ、このノズルガイド４８に対し飛散防止板４７が着脱可能に取り付けられるようになっている。前記ノズルガイド部４８１は、前方（同図の左方）に向けて徐々に拡径する台錐状のガイド面を備え、旋回室４６３、噴出ノズル４６４及び飛散防止板４７の開口部４７１と共に中心軸Ｘと同軸に配設されている。飛散防止板４７にはその後端面の上下各位置から係止爪４７３（図１１も併せて参照）がノズルガイド４８に向けて突出するように形成される一方、この各係止爪４７３と対応する位置のノズルガイド４８には係止爪４７３と着脱可能に係合する係合孔４８３，４８３が形成されている。そして、係止爪４７３，４７３を係合孔４８３，４８３に押し入れて係合させることで、飛散防止板４７がノズルガイド４８に取り付けられるようになっている。なお、図１０では上側の係止爪及び後述の支持アーム１６３の図示を省略し、図１０及び図１１のいずれでも切替レバー等の図示を省略している。

前記の飛散防止板４７は、開口部４７１の外周側領域が空気中に噴出流が放出される場合の飛散防止の機能を果たす遮蔽壁部４７４を構成し、この遮蔽壁部４７４のノズルガイド部４８１側の後端面に凹み部４７５が形成されている。この凹み部４７５は開口部４７１の外周側領域のドーナッツ環状領域に形成されたものであり、凹み部４７５と開口部４７１との境界位置となる開口縁位置にはノズルガイド４８の側に尖るように突出する突縁４７６が形成されている。凹み部４７５の形成により、アダプタ本体４２側であるノズルガイド部４８１との間の隙間間隔をより大きくして、第１実施形態で説明したと同様に、環流Ｋが外周側から内周側（中心軸Ｘの側）へ流入する際の通過断面積を増大させ、その分、環流Ｋの流入に伴う圧力損失を低減させてスムーズに流入し得るようにしている。

そして、前記開口部４７１内には、柱状体１３が支持アーム１６３，１６３，…(図６又は図１１参照)によって中心軸Ｘと同軸上に貫通配置された状態で支持されている。又、前記柱状体１３の形状等や進退位置調整機構により進退移動調節可能等の構成点、噴出ノズル４６４が絞り部と絞り開放部とで構成される点、柱状体１３と噴出ノズル４６４とのサイズ上の関係や位置関係等の点は、第１実施形態で説明したものと同じである。加えて、柱状体１３の先端部１３３が飛散防止板４７よりも浴室Ｂの前方に向けて若干飛び出すように配置されており、これにより、噴出流が直進性を維持してより遠方まで到達し得るように案内している点も同様である。

以上の第２実施形態により、第１実施形態で説明した気泡発生装置１をより具体化した気泡発生装置５を循環アダプタ４に内蔵し得るようにすることができ、循環アダプタ４において第１実施形態で説明したと同様の作用効果を得ることができるようになる。とりわけ、進退位置調整機構による柱状体１３の進退位置調節により気泡の性状をユーザの好みに応じて変更することができるようになる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態では、気泡発生装置１や、気泡発生装置５を内蔵した循環アダプタ４が浴槽Ｂの一側の壁面に設置された例を示したが、これに限らず、気泡発生装置１や前記の循環アダプタ４を浴槽Ｂの底側の壁面（底壁面）に設置し、気泡を含む噴出流が浴槽水に対し上向きに放出されるようにしてもよい。

１，５ 気泡発生装置
４ 循環アダプタ
１１ 旋回室
１３ 柱状体
１５，４６４ 噴出ノズル
１７，４７ 飛散防止板
１３０，１６５ ネジ部（進退位置調整機構，ネジ機構）
１３２，１３２ａ 基端部(噴出ノズルに臨む側の端部)
１３３ 先端部(浴槽内に臨む側の端部)
１５１ 絞り部
１５２ 絞り開放部
１５３ 開口端面
１７１，４７１ 開口部
１７２，４７２ 遮蔽壁部
Ｂ 浴槽
Ｆ 噴出流

Claims (7)

1. 微細気泡を含む旋回流状態の噴出流を浴槽内に放出させるための噴出ノズルを備えた気泡発生装置であって、
   前記噴出ノズルの正面位置に、全体が円筒状又は円柱状の形状を有しかつ前記噴出ノズルに臨む側の端部が半球状又は円錐状に形成された柱状体が、前記噴出ノズルの中心軸と同軸上に配設され、かつ、進退位置調整機構により前記噴出ノズルの中心軸に沿って進退位置調整可能に保持されてなり、
   前記柱状体は、前記噴出ノズルから放出された直後の噴出流においてその中心軸寄りに発生する負圧領域に対応する大きさを備えている、
   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、
   前記進退位置調整機構は、前記柱状体に対し直接的に又は間接的に係合されたネジ機構により構成されている、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、
   前記柱状体は、前記噴出ノズルに臨む側の端部が前記噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面の近傍に位置した状態を基準位置として初期位置設定されている、気泡発生装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の気泡発生装置であって、
   前記噴出ノズルは、旋回室よりも内径が絞られた絞り部と、開口断面積が徐々に拡大するように扇状の断面を有して浴槽に開口する絞り開放部とを備えて構成され、
   前記柱状体は、前記噴出ノズルに臨む側の端部の頂点が前記噴出ノズルの浴槽内に向けて開口する開口端面上に位置するように配設されている、気泡発生装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の気泡発生装置であって、
   前記噴出ノズルは、旋回室よりも内径が絞られた絞り部と、開口断面積が徐々に拡大するように扇状の断面を有して浴槽に開口する絞り開放部とを備えて構成され、
   前記柱状体は、その外径が前記絞り部の内径以上で、かつ、前記絞り開放部の最大内径以下の寸法を有するように設定されている、気泡発生装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の気泡発生装置であって、
   前記噴出ノズルから所定の隙間間隔だけ離れた前側位置に付設された飛散防止板を備え、前記飛散防止板が前記噴出流を通過させるための開口部と、この開口部の外周側に拡がる領域を遮蔽して前記噴出流の飛散を防止するための遮蔽壁部とを備えて構成されており、
   前記柱状体が前記開口部に対し前記噴出ノズルの中心軸と同軸上に貫通配置されるように支持アームを介して支持されている、気泡発生装置。
7. 浴槽に設置される循環アダプタであって、
   請求項１〜請求項６のいずれかに記載の気泡発生装置が内蔵されている、
   ことを特徴とする循環アダプタ。

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