JPH07222778A - 気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 循環ポンプ内部でのキャビテーション発生防
止。 【構成】 エジェクタＡ４９と循環ポンプ３３によって
バイパス回路５０を流れる流体の圧力を昇圧させてい
る。エジェクタＢ３７によって空気をバイパス水吐出部
６１の下流側に混合させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水槽内に気泡を発生さ
せる気泡発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の気泡発生装置は、図３〜
図６に示すように、浴槽１内の温水２を循環させるため
のポンプ３を備えたポンプユニット４と、ポンプ３の吸
入側管路５に連結された浴槽１内の温水２の吸入器６お
よび吐出側管路７に二方弁８を介して分岐連結された低
圧噴流ノズル９ならびに高圧噴流ノズル１０を備えたノ
ズルユニット１１からなっていた。ポンプ３の吸入側管
路５にはジェット通路１２が設けられており吐出側管路
７からジェット通路１２へはシャトルバルブ１３を介し
て分岐回路１４を配管している。シャトルバルブ１３は
スプリング１５により付勢された円錐弁１６とこの円錐
弁１６に連結された弁棒１７、空気取り入れ通路１８、
空気通路１９で構成されている。一方高圧噴流ノズル１
０は螺旋通路２０、２１を交互に備えた気液混合器２２
とスプリング２３によって付勢された弁体２４及び噴流
吐出口２５を備えたレリーフバルブ２６で構成されてい
る。また低圧噴流ノズル９は、温水の流動通路２７と、
この流動通路２７の外周に形成された空気流入通路２８
を備え、流動通路２７の下流には細い通路２９、広い部
屋３０、ノズル３１が構成されている。また、空気流入
通路２８は細い通路３２を介して広い部屋３０に連通し
ている。

【０００３】次に動作を説明する。微細気泡発生時に
は、図３〜図５においてポンプ３を運転すると温水２は
吸入器６から吸入側管路５を介してポンプ３に吸引さ
れ、その後ポンプ３から吐出側管路７を介して高圧噴流
ノズル１０から微細気泡が噴出される。このときにはポ
ンプ３の吐出圧は分岐回路１４に作用し吐出圧が大きく
なり弁棒１７に連結した円錐弁１６がスプリング１５の
付勢力に打ち勝って円錐弁１６を開成する。その結果空
気取り入れ通路１８、円錐弁１６、空気通路１９を介し
てジェット通路１２に空気が吸引されポンプ３に吸引さ
れる。吸引された空気はポンプ３で高圧に加圧溶解さ
れ、さらに螺旋通路２０、２１で溶解され吐出側管路７
から高圧噴流ノズル１０に送られる。一方、ジェット気
泡発生動作時には図の二方弁８が切り替わり、ポンプ３
からの温水は低圧噴流ノズル９から浴槽１へ噴出される
（特公平３−１４４６４号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、高圧にするために高圧ポンプが必要であ
る上に、吸引した空気をポンプ内部に吸引するためにポ
ンプがエア噛みを起こす可能性があった。本発明は上記
課題を解決するもので、空気をポンプ内部に吸引せずに
微細気泡を発生させる気泡水流発生装置を提供すること
を目的としたものである。

【０００５】また本発明は、ポンプで加圧した際に空気
吸引部から加圧水が逆流せず、安定して空気を吸引する
気泡水流発生装置を提供することを目的としたものであ
る。

【０００６】さらに従来の構成では本発明は、ポンプ再
運転の際に加圧溶解した空気がポンプ停止にともなって
容積が増大し、ポンプ側に水及び空気が逆流してポンプ
内部に入りこみ、ポンプ再運転の際にポンプがエア噛み
を起こし昇圧しにくいという課題があった。本発明は加
圧溶解した空気がポンプ停止に伴い水及び空気の容積が
増大してポンプ側に逆流してポンプ再運転の際にポンプ
がエア噛みを起こさないようにした気泡水流発生装置を
提供することを目的としたものである。

【０００７】また従来の構成では高圧に加圧し、空気を
溶解するが溶解されない空気が大きな気泡となって高圧
噴出ノズルから噴出されやすいという課題があった。本
発明は溶解されない余剰空気を大気泡として微細気泡発
生手段から噴出しない気泡水流発生装置を提供すること
を目的としたものである。

【０００８】さらに本発明は気液混合タンク内の空気を
排出可能にすることで容積を小さくすることを目的とし
たものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するため、水槽と、水槽に設けられた微細気泡発
生手段と、水槽の水を循環する循環ポンプと、循環ポン
プの吐出側と吸引側の間に両端を接続したバイパス回路
と、バイパス回路に設けられ浴槽からの戻り水を流入す
る水吸引部を有するエジェクタＡと、バイパス水回路を
流れる水を浴槽へ吐出するバイパス水吐出部と、バイパ
ス水吐出部の下流側で且つ微細気泡発生手段の上流側に
設けられた気液混合手段と、バイパス吐出部と気液混合
管の間に空気を流入する空気流入部を有するエジェクタ
Ｂとで構成したものである。

【００１０】また第２の目的を達成するため、空気流入
部の上流側に逆流防止手段を設けたものである。

【００１１】また第３の目的を達成するため、エジェク
タＢと気液混合管の間に逆流防止手段を設けたものであ
る。

【００１２】また第４の目的を達成するため、気液混合
管の下流側に気液分離手段を設けたものである。

【００１３】さらに第５の目的を達成するため、気液分
離手段に空気排出手段を設けたものである。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成により、ポンプ運転時に
はバイパス回路を通過させた戻り水を流入する水流入部
からエジェクタＡに流すことにより、エジェクタＡの昇
圧作用でバイパス路内圧力を昇圧させる。さらに加圧し
たバイパス水をバイパス水吐出部からエジェクタＢに流
し、エジェクタＢの吸引作用でエジェクタＢの負圧部か
ら空気を吸引させてた後、気液混合器で空気を加圧溶解
した状態とする。この高圧水を微細気泡発生手段で減圧
しながら噴出することにより微細気泡を発生する。

【００１５】また本発明は、エジェクタＢの吸引作用で
エジェクタＢの負圧部から空気を吸引させるがポンプ停
止時等で、且つエジェクタＢのディフューザーの内圧が
エジェクタＢの負圧部の内圧より高い場合にはエジェク
タＢには吸引作用はなくエジェクタＢの負圧部から空気
流入部の上流側にエジェクタＢ内に存在する水か流れ出
る。しかし空流入部の上流側に設けられた逆止手段Ａに
達すると水の流れがせき止められる。

【００１６】また本発明は、ポンプ運転時でバイパス回
路等が加圧状態からポンプ運転を停止するとバイパス回
路等の内圧が急激に下がり、ポンプ運転時に圧力が最も
低いポンプの吸い込み側へ、圧力の高かったバイパス回
路、バイパス水吐出部付近から水が移動しようとする
が、エジェクタＢと気液混合器の間には、逆止手段Ｂが
設けてあるためにエジェクタＢで吸引された空気を混合
した加圧水は気液混合器側にほとんどが移動し浴槽側へ
流し出される。

【００１７】また本発明は気液混合器の下流側に気液分
離手段を設けたことにより微細気泡発生時間内に高圧水
中で発生する余剰空気の大気泡を気液分離手段で吸収す
ることにより大気泡は微細気泡発生手段から噴出するよ
うなことはない。

【００１８】さらに本発明は、気液分離手段に空気排出
装置を設けたことにより微細気泡発生時間内に溜まった
空気を排出させると、気液分離手段内が水で満たされ
る。

【００１９】

【実施例】以下、第１から第５の発明における一実施例
を添付図面に基づいて説明する。図１、図２において、
３３は循環ポンプであり、循環ポンプ３３から浴槽３４
に設けられた微細気泡発生手段３５へは送り管３６が配
管されている。また送り菅３６には空気を吸引する為の
エジェクタＢ３７と逆流防止手段である逆止弁Ａ３８、
気液混合手段３９、気液分離器４０が配設されている。
またエジェクタＢ３７の負圧部４１と大気とは逆止手段
である逆止弁Ｂ４２、圧力制御手段である定流量ガバナ
４３、電磁弁Ａ４４からなる空気導入手段が設けられて
いる。また気液分離器４０には空気排出手段である電磁
弁Ｃ４５が接続されている。また循環ポンプ３３からは
開閉手段である二方弁４６を介して往き管４７が浴槽３
４に設けられたジェット気泡噴出手段４８に配管されて
いる。一方、循環ポンプ３３の吐出側と吸込側とはエジ
ェクタＡ４９を介してバイパス路５０が配管されてい
る。またバイパス路５０にはバイパス開閉手段の二方弁
５１が配設されている。エジェクタＡ４９の負圧部５２
と循環ポンプ３３の吸い込み側に配設された切り替え手
段である三方弁５３とは吸引管５４で接続されている。
またジェット気泡噴出手段４８へは空気管５５が電磁弁
Ｂ５６を介して設けられている。５７は流体の流れを示
す矢印、５８は微細気泡、５９はジェット気泡を示す。
６０は浴槽３４から循環ポンプ３３へ配管された戻り管
である。

【００２０】次に、第１から第５の発明における動作を
図１〜図２により説明する。微細気泡発生時の動作を図
１により説明すると、図１の状態で循環ポンプ３３を運
転すると、循環ポンプ３３から出た温水はバイパス路５
０に流れると共に、バイパス水吐出部６１を通過して、
送り管３６に流れる。このときエジェクタＡ４９の吸引
作用により、戻り管６０の温水は吸込管５４を介してエ
ジェクタＡ４９に吸引される。このように温水が吸引さ
れると循環ポンプ３３の吸込側の圧力が高くなると共
に、循環ポンプ３３の吐出側の圧力も高くなり、循環ポ
ンプ３３からは高圧の温水がバイパス路５０および送り
管３６へと送られる。この時、電磁弁Ａ４４が開成さ
れ、空気は定流量ガバナ４３、逆止手段である逆止弁Ｂ
４１を介してエジェクタＢ３７に吸引される。さらにエ
ジェクタＢ３７で吸引された空気と送り管３６を流れる
温水は逆止手段である逆止弁Ａ３８を通過し、気液混合
手段である気液混合管３９で加圧溶解される。この時余
剰に吸引され溶解できなかった空気は気液分離器４０で
分離され、空気の溶けた温水だけが微細気泡発生手段３
５へと送られる。微細気泡発生手段へ送られた温水は、
微小断面流路（図示せず）から噴出されることにより急
激に減圧される。その結果、高圧時に溶解していた空気
は減圧され微細気泡となり浴槽３４に噴出される。また
気液混合手段である気液混合管３９の上流部には逆流防
止手段である逆止弁３８が設けられているので、ポンプ
３３が停止して送り管３６およびポンプ３３の圧力が下
がっても空気を加圧溶解した温水は送り管３６を逆流せ
ずに浴槽３４側へ送られ、送り管３６内に出現する空気
も温水とともに浴槽３４側へ排出され、ポンプ３３内に
は空気が溜まらない。このために再度ポンプ３３を運転
したときにエア噛みを起こす事なく、すぐにポンプ３３
を運転することが可能である。微細気泡発生動作におい
ては定流量ガバナ４３の働きによりエジェクタＢ４２の
負圧部４１圧力は、循環ポンプ３３の設置高さが水槽３
４に対して変化しても常に一定となるように構成されて
いる。しかも万一負圧部４１の圧力が大気圧より高圧に
なっても、低流量ガバナ４３に逆流しないようにしてい
る。このため空気が即座に吸引され加圧溶解を可能にし
ている。したがって、逆流防止手段である逆止弁Ｂ４
２、定流量ガバナ４３、電磁弁Ａ４４からなる空気導入
手段からエジェクタＢ４１に吸引される空気量は一定量
で安定して供給されることになる。また空気排出手段で
ある電磁弁Ｃ４５をポンプ３３運転時あるいは停止時で
気液分離器４０内の圧力が大気圧より大きい時に開成さ
せる事により、気液分離器４０内に溜まった空気は大気
中に放出される。

【００２１】次に大気泡噴出時の動作を図２により説明
する。図２において循環ポンプ３３を運転すると、循環
ポンプ３３から出た温水は二方弁４６をを介して送り管
４７を流れてジェット気泡噴出手段４８に送られる。送
られた温水はジェット気泡噴出手段４８から浴槽３４に
噴出される。このときの水流による負圧により空気が電
磁弁５６、空気パイプ５５を介して吸引されジェット気
泡となって浴槽３４に噴出される。このとき循環ポンプ
３３から吐出された温水の一部は送り管３６へ流れる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の気泡発生
ノズル装置によれば、次の効果が得られる。

【００２３】第１の発明は上記した構成により、エジェ
クタＢの負圧部より空気を吸引させている。このために
ポンプ内に空気が混入する事なくポンプの長時間運転
時、再運転時にポンプがエア噛みせずに運転することが
できる。またポンプ内に空気が混入させないためにキャ
ビテーションが起きてポンプ内部を孔蝕する事なく、ポ
ンプの寿命が確保される。

【００２４】第２の発明は上記した構成により、ポンプ
停止時等で且つエジェクタＢのディフューザーの内圧が
エジェクタＢの負圧部の内圧より高い場合において、エ
ジェクタＢの負圧部から空気流入部の上流側にエジェク
タＢ内に存在する水か流れ出ても、空流入部の上流側に
設けられた逆流防止手段Ａに達すると水の流れがせき止
められる。このことにより空気吸引時に即座に安定して
負圧部より空気が吸引できる。

【００２５】第３の発明は上記した構成により、エジェ
クタＢで吸引された空気を混合した加圧水は気液混合器
側にほとんどが移動し浴槽側へ流し出される。このため
にポンプ内、バイパス回路内には空気を含んだ水は混入
されず、ポンプ再運転時にエア噛みを押さえることがで
き、即座にポンプの運転が可能となり、微細気泡を早く
噴出させることが可能である。

【００２６】第４の発明は上記した構成により、微細気
泡発生時間内に高圧水中で発生する余剰空気の大気泡を
気液分離手段で吸収することにより大気泡は微細気泡発
生手段から噴出するようなことがなく安定して微細気泡
を得ることができる。

【００２７】さらに第５の発明は上記した構成により、
微細気泡発生時間内に溜まった空気を微細気泡発生時ま
たは微細気泡非発生時に排出させることで、気液分離手
段内が空気で満たされる前に、空気を排出することで気
液分離手段内を水で満たすことが可能である。このこと
により気液混合タンクの容積を小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における気泡発生装置の
微細気泡発生時の状態を示すシステム構成図

【図２】同装置のジェット気泡発生時の状態を示すシス
テム構成図

【図３】従来の気泡発生装置のシステムの構成図

【図４】同装置のシャトルバルブの断面図

【図５】同装置の気液混合器とレリーフバルブの断面図

【図６】同装置のジェット気泡発生ノズルの断面図

【符号の説明】

３３ 循環ポンプ ３４ 浴槽 ３５ 微細気泡発生手段 ３７ エジェクタＢ ４９ エジェクタＡ ５０ バイパス回路 ６１ バイパス水吐出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽と、前記水槽に設けられた微細気泡発
   生手段と、前記水槽の水を循環する循環ポンプと、前記
   循環ポンプの吐出側と吸引側とをバイパス接続したバイ
   パス回路と、前記バイパス回路に設けられ前記浴槽から
   の戻り水を流入する水吸引部を有するエジェクタＡと、
   前記バイパス回路を流れる水を前記浴槽へ吐出するバイ
   パス水吐出部と、前記バイパス水吐出部の下流側で且つ
   前記微細気泡発生手段の上流側に設けられた気液混合手
   段と、前記バイパス水吐出部と前記気液混合手段との間
   に空気を流入する空気流入部を有するエジェクタＢとを
   備えた気泡発生装置。
2. 【請求項２】空気流入部の上流側に逆流防止手段Ａを設
   けてなる請求項１記載の気泡発生装置。
3. 【請求項３】エジェクタＢと気液混合管の間に逆流防止
   手段Ｂを設けてなる請求項１または２記載の気泡発生装
   置。
4. 【請求項４】気液混合管の下流側に気液分離手段を設け
   てなる請求項３記載の気泡発生装置。
5. 【請求項５】気液分離手段に空気排出手段を設けてなる
   請求項４記載の気泡発生装置。