マイクロバブル発生装置及び風呂システム
【課題】簡単且つ小型の装置により高濃度のマイクロバブルを安定して発生させ、且つ気液混合タンクから大径気泡が流出する問題を防止する。
【解決手段】ポンプ１で水５を吸引する吸引管４に空気吸引のためのオリフィス固定弁７を取付け、ポンプ１からの水５を導入して攪拌する気液混合タンク１０を設け、気液混合タンク１０の混合室１３内上部の空気相Ａ’の圧力を検出する圧力検出器１８を設置し、圧力検出器１８の検出圧力１８ａを入力して、水温が最高使用温度の時にオリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０の水に溶解される圧力を保持するようポンプ１の吐出圧力を設定制御する制御装置１９を備える。
【解決手段】ポンプ１で水５を吸引する吸引管４に空気吸引のためのオリフィス固定弁７を取付け、ポンプ１からの水５を導入して攪拌する気液混合タンク１０を設け、気液混合タンク１０の混合室１３内上部の空気相Ａ’の圧力を検出する圧力検出器１８を設置し、圧力検出器１８の検出圧力１８ａを入力して、水温が最高使用温度の時にオリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０の水に溶解される圧力を保持するようポンプ１の吐出圧力を設定制御する制御装置１９を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置、及びマイクロバブル発生装置と風呂水を清浄にする風呂水循環装置とを備えた風呂システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水中にマイクロバブル（微細気泡）を生じさせて水を乳白色に変化させる気泡発生装置が種々提案されており、水中にマイクロバブルを発生させると温浴効果、剥離・洗浄効果、殺菌・浄化効果等が期待できることが知られている。
【０００３】
従来の気泡発生装置としては、液体を貯溜する液体貯溜槽に吸水管路を介して連結されるポンプと、吸水管路の途中に分岐して連結され、ポンプの駆動に伴い吸水管路内に気体を吸い込む気体吸込口と、ポンプの吐出側と液体貯溜槽とを連結する吐水管路とを備え、ポンプが駆動された際には、液体貯溜槽内から液体が、気体吸込口から気体がそれぞれ吸い込まれ、その気体をポンプ内で液体に加圧溶解して、その溶解気体を含有する液体を液体貯溜槽内に吐出することにより、液体貯溜槽内に微細気泡を発生するようにした構成において、ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、気体吸込口から吸い込まれる気体の吸込み量を変化させる気体吸込量調整手段と、圧力検出手段の検出結果に基づき、気体吸込量調整手段を駆動制御する制御手段とを備え、入浴中に水面（吸込実揚程）が変化しても微細気泡の発生状態を一定に保持するようにしたものがある。そしてこの装置では、水に溶解されなかった空気は、溶解タンクに備えたエア抜き弁で分離して大気に排出するようにしている（特許文献１等参照）。
【０００４】
また、上記と同様の構成を有する気泡発生装置において、循環ポンプからの水を気液混合タンク内上部に設けた噴射ノズルにより噴射して浴槽水との衝突により空気を巻込んで攪拌し水に対する空気の溶解量を高めるようにしたものがある。そしてこの装置では、気液混合タンク内の空気が減少したときにそれを補填するために、ベンチュリの空気導入口の電磁弁を設定時間で開いて空気を導入する、或いは気液混合タンク内の液面高さをレベルセンサで検出して電磁弁の開閉を制御する等の方法によって吸引する空気量を調整しており、従ってこの装置では前記特許文献１の溶解タンクに備えられたエア抜き弁を省略している（特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開平０９−１７３４０４号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の気泡発生装置は、前記特許文献１及び特許文献２に示されるように、ポンプにより水を吸引すると同時に空気を吸引して加圧することにより空気を水に溶解し、この空気が溶解された加圧水の圧力を減圧開放することによって水に溶解した空気をマイクロバブルの形で発生させるという原理を用いたものであるが、水に対する空気の溶解量は例えば０．５〜０．７ｍｇ／Ｌ程度と非常に微量であるため、吸引する空気量と水に溶解する空気量とのマッチング（バランス）を図るために従来から種々の方式が考えられてきた。
【０００６】
即ち、従来では、特許文献１のように、ニードルを備えた吸気量調整弁により吸引する空気量を調整し、この時、吸気量調整弁では微量な空気の取込み調整が困難なために空気を余分に取り込むようにして水に溶解できなかった余剰の空気は外部に排出する方式と、特許文献２に示すように、ベンチュリの空気導入路を電導弁で開閉することにより取り込む空気量が水に溶解する空気量になるように制御する方式とが主に存在している。
【０００７】
しかし、特許文献１ではニードルを備えた吸気量調整弁によって取り込む空気量を調整するとしているが、微量な空気の取り込みを吸気量調整弁で調整することは非常に困難であり、装置が非常に高価になってしまい、気泡発生装置等に適用することは実際上不可能である。
【０００８】
従って、特許文献１を実施する場合には、前記吸気量調整弁に調整が比較的ラフで安価に提供できるものを用いることになるが、この場合には、空気が余分に吸引されるようにして水に溶解できなかった余剰の空気は溶解タンクに備えたエア抜き弁から大気に排気する必要があり、よって構成が複雑になるという問題がある。更に、特許文献１では、ポンプで吸引した液体に空気を巻き込んで溶解させ、それを単に溶解タンクを経て液体貯溜槽に導くのみであるため、液体に対する空気の溶解性を高めることができず、そのために液体貯溜槽で発生するマイクロバブルの発生量が低く制限されてしまう問題がある。
【０００９】
一方、特許文献２に示す装置の場合には、気液混合タンク内の空気が減少したときに、それを補填するためにベンチュリの空気導入口の電磁弁を開く制御を行って取り込む空気量を調節するようにしているため、前記特許文献１のような高価な吸気量調整弁は不要であり、更に、溶解タンクに設けているエア抜き弁を省略することができ、更に、加圧水を噴射ノズルによって気液混合タンク内に噴射するようにしているので、水と空気の攪拌を高めることができる。
【００１０】
しかし、特許文献２では電磁弁でベンチュリを開閉することで空気の取込みを制御しているために、制御が非常に難しくなるという問題がある。即ち、電磁弁を設定時間で開いて空気を導入するようにした場合には、吸引する空気量と水に溶解する空気量とのマッチングを図ることが非常に難しく、吸引する空気量が不足した場合にはマイクロバブルの発生量が減少し、また吸引する空気量が過剰になった場合には大径気泡が気液混合タンクから流出して浴槽に大径気泡がゴボゴボと音を立てて排出されるという問題が生じる。また、気液混合タンク内の液面高さをレベルセンサで検出して電磁弁の開閉を制御するようにした場合には、気液混合タンクの構成が複雑になって装置が高価になる問題がある。即ち、気液混合タンクでは加圧水の噴射により大径気泡を生じながら攪拌されているために、液面レベルの検出が技術的に難しく装置が複雑になってしまう。更に、特許文献２では、電磁弁が開閉して空気の吸引・遮断が行われる度にポンプの吐出圧力が変動し、このために前記気液混合タンク内で攪拌によって生じた大径気泡が空気溶解水に同伴されて流出し浴槽に大径気泡が排出される問題がある。従って、特許文献２において気液混合タンクから大径気泡が流出する問題を低減するためには、前記気液混合タンクの上下の長さ寸法を大きくして大径気泡が分離され易くすることが有効であるが、こうした場合には装置が大型化してしまう問題がある。
【００１１】
また、前記特許文献１、２に示された気泡発生装置では、水の温度が変化した場合におけるマイクロバブルの発生については全く考慮されていない。
【００１２】
図４は、一定圧力において水の温度を０℃〜４０℃まで変化させた際における水に対する空気の溶解量（飽和濃度）を示したものである。図４によれば水温が高くなると、水に対して空気が溶解し難くなることが明らかである。０℃の水に対する空気の溶解量は３８ｍｇ／Ｌであるのに対し、４０℃の水に対する空気の溶解量は１７．８ｍｇ／Ｌであり、０℃の水に対して４０℃の水は空気の溶解量が半分に低下する。
【００１３】
従って、特許文献１、２の気泡発生装置において水温を考慮した空気の吸引量の制御を行うようにした場合には、前記制御が更に複雑になってしまう可能性がある。
【００１４】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、簡単且つ小型の装置により高濃度のマイクロバブルを安定して発生させることができ、且つ気液混合タンクから大径気泡が流出する問題を防止できるようにしたマイクロバブル発生装置、及び該マイクロバブル発生装置に風呂水循環装置を組み合わせて、マイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により生成した清浄水の浴槽への循環とを行えるようにした風呂システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、吸引管により水と空気を吸引して加圧し吐出管に吐出するポンプと、空気が混入して加圧された水を混合室内に上部から噴射して水と空気を攪拌し空気を水に溶解させる気液混合タンクと、該気液混合タンクの下部から導出した水を減圧してマイクロバブルを発生させる減圧ノズルと、を備えたマイクロバブル発生装置であって、前記吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ前記気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたことを特徴とするマイクロバブル発生装置、に係るものである。
【００１６】
上記マイクロバブル発生装置において、前記制御装置は、入浴時温度を最高使用温度としてポンプによる吐出圧力を設定することは好ましい。
【００１７】
また、上記マイクロバブル発生装置において、前記オリフィス固定弁の吸気口径が０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記ポンプによる吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2であることは好ましい。
【００１８】
また、上記マイクロバブル発生装置において、前記気液混合タンクは、前記吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔が形成された衝突板とを有することは好ましい。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、前記マイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により処理した清浄水を浴槽へ戻す循環とを行うようにしたことを特徴とする風呂システム、に係るものである。
【００２０】
上記風呂システムにおいて、前記風呂水循環装置が加熱器を有することは好ましい。
【００２１】
また、上記風呂システムにおいて、前記風呂水循環装置が殺菌手段を有することは好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマイクロバブル発生装置によれば、水を吸引する吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたので、簡単な構成のオリフィス固定弁を用いることで、従来のような空気の吸引量を制御するための複雑な構成を省略することができ、よって装置の構成を著しく簡略化して安価な装置を提供できるという優れた効果を奏し得る。
【００２３】
また、水に対する空気の溶解量が低い最高使用温度の時にオリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンク内で水に溶解されるようにポンプの吐出圧力を設定制御しているので、水温が変化しても、気液混合タンク内に溶解できない余剰の空気が蓄積することがなくなり、よって大径気泡が減圧ノズルに導かれて排出される問題を低減できる効果がある。
【００２４】
また、ポンプの吐出圧力が常に略一定に保持されて急激に変動することがないため、気液混合タンクで分離される大径気泡が水に同伴されて減圧ノズルに流出する問題を更に低減できる効果がある。
【００２５】
また、気液混合タンクは、吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔を形成した衝突板とを有しているので、噴射ノズルから噴射した水は至近距離で衝突板に衝突することにより気泡を生じながら空気と激しく攪拌されるため、水に対する空気の溶解が著しく高められる効果がある。更に、前記衝突板の中心側に衝突した水は外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水と共に循環するようになり、よって大径気泡が衝突板の下方へ導出されることが防止されるので、前記気液混合タンク内に溶解できない余剰の空気が蓄積することがないこと、及び前記ポンプの吐出圧力が急激に変動しないことと相俟って、気液混合タンクを小型化しても空気の溶解の向上と大径気泡の下流への流出防止を同時に達成できる効果がある。
【００２６】
更に、本発明の風呂システムでは、少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設けたので、１つの吸引管により取り出した風呂水を、前記マイクロバブル発生装置に導いてマイクロバブルを発生させ、また、前記風呂水循環装置に導いて処理して得られた清浄水を浴槽へ循環することができ、よって風呂水循環装置により処理した清浄な風呂水にマイクロバブル発生装置により高濃度のマイクロバブルを発生させて効果的且つ爽快な入浴ができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明を実施するマイクロバブル発生装置の一例を示すもので、浴槽２に備えるようにしたマイクロバブル発生装置４１の場合を示している。図１において、１はポンプ（渦流ポンプ）であり、該ポンプ１は浴槽２に備えた取り出し口３から吸引管４を介して浴槽２内の水５（温水）を吸引して加圧し、加圧した水５を吐出管６に吐出するようにしている。
【００２９】
前記吸引管４におけるポンプ１の入口には、開度が一定のオリフィス固定弁７を備えて空気Ａを吸引するようにした空気取入管８を接続している。なお、前記オリフィス固定弁７は、例えば０．１０〜０．２０ｍｍの吸気口径を備えたものを用いることができる。更に、該空気取入管８には、前記吸引管４の水５がオリフィス固定弁７を通って外部に噴出するのを防止するための逆止弁９を設けている。
【００３０】
前記オリフィス固定弁７によりＡ空気が混合されポンプ１により加圧された水５は、吐出管６により気液混合タンク１０に導かれ、該気液混合タンク１０内で攪拌されて水５に対する空気Ａの溶解が高められるようになっている。気液混合タンク１０で空気Ａの溶解が高められた空気溶解水５ａは、気液混合タンク１０の底部の導出口１３ａから供給管１１に導出された後、浴槽２に備えた減圧ノズル１２に導かれ、減圧ノズル１２で減圧されて浴槽２内に噴出されることにより浴槽２の水５中にマイクロバブルＳを発生するようになっている。
【００３１】
図２は前記気液混合タンク１０の詳細を示したもので、気液混合タンク１０の上部には、前記吐出管６から導かれた水５を混合室１３内の上部から下向きに噴射する噴射ノズル１４を備えている。更に、前記混合室１３内の上下中間位置には、前記噴射ノズル１４から噴射した水５を衝突させて水５と空気相Ａ’の空気との攪拌を促進させるようにした水平な例えば円盤状の衝突板１５を配置している。該衝突板１５は、前記混合室１３の内壁面１３ｂとの間に環状の間隔１６を形成している。図２では衝突板１５は固定部材１７によって混合室１３の天井面に吊り下げ固定されている。
【００３２】
前記衝突板１５は、噴射ノズル１４からの距離Ｌと、混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の大きさとを選定して設ける。
【００３３】
更に、前記気液混合タンク１０には、混合室１３内上部における空気相Ａ’の圧力を検出する圧力検出器１８が設置してあり、該圧力検出器１８の検出圧力１８ａは制御装置１９に入力されている。制御装置１９は、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０内の水５に溶解される圧力を保持するように、前記ポンプ１に制御信号１９ａを送って該ポンプ１の吐出圧力を設定制御するようにしている。図１では制御装置１９に最高使用温度設定手段２０を設けており、該最高使用温度設定手段２０により使用する湯の最高温度を例えばタッチ盤等により設定できるようにしている。最高使用温度設定手段２０は備えなくてもよいが、この最高使用温度設定手段２０を備えると、使用する湯の温度を変更する必要がある場合に好適である。最高使用温度としては、入浴時における通常の湯の温度である例えば４１〜４３℃を設定温度として任意に選定することができる。なお、前記ポンプ１には吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2を保持できるものを用いることができる。
【００３４】
また、図１の吸引管４には切替バルブ２１ａを介して給湯管２２が接続してあり、一方、前記供給管１１には切替バルブ２１ｂを介して先端に図示しない減圧ノズルを有するシャワーヘッドを備えたシャワー用配管２３が接続してあり、前記切替バルブ２１ａと切替バルブ２１ｂを同時に切り換えることにより、給湯管２２からの水（温水）を吸引管４からポンプ１及び気液混合タンク１０を経て前記シャワー用配管２３に導き、減圧ノズルにより減圧してシャワーヘッドからマイクロバブルＳの水を噴出できるようにしている。この時、給湯管２２からの温水の温度が前記浴槽２の湯と同等或いはそれより低い温度の場合には、そのまま使用できるが、給湯管２２からの温水の温度を前記浴槽２の湯より高い温度で使用する場合には、給湯管２２からの温水の温度を最高使用温度として設定することが好ましい。
【００３５】
図３は前記制御装置１９における制御回路２４の一例を示したもので、この制御回路２４はノイズフィルター２５、電源スイッチ２６を介して漏電遮断機２７に接続されており、また、前記漏電遮断機２７には本発明のマイクロバブル発生装置４１に取り付けた傾斜スイッチ２８が接続されている。
【００３６】
前記制御回路２４には、前記圧力検出器１８からの検出圧力１８ａ（図１）が入力されていると共に、前記ポンプ１のポンプモータの回転を検出しているエンコーダ２９からの回転数信号が入力されており、更に、制御回路２４には運転のＯＮ・ＯＦＦを行う運転操作スイッチ３０が設けられている。
【００３７】
以下に上記形態の作用を説明する。
【００３８】
図１のマイクロバブル発生装置４１において、図３に示した制御装置１９の運転操作スイッチ３０を操作してポンプ１を駆動すると、浴槽２の水５が吸引管４に吸引されると共に開度が固定されたオリフィス固定弁７から所定量の空気Ａが吸引されて加圧され、空気Ａが混入した水５は吐出管６を介して気液混合タンク１０に供給される。
【００３９】
気液混合タンク１０に導かれた水５は、混合室１３内の上部に設けた噴射ノズル１４から下向きに噴射されて混合室１３内に設けた衝突板１５に鉛直に衝突する。衝突板１５に至近距離で激しく衝突した水５は、発泡しながら空気Ａと良好に攪拌されて空気Ａが効果的に溶解される。この時、衝突板１５と噴射ノズル１４との距離Ｌと、衝突板１５の外周面と混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の寸法を選定することにより、衝突板１５の中心側に衝突した水５が外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水５と共に循環するようになり、よって大径気泡が衝突板１５の下方へ流れ出ることが防止される。従って、気液混合タンク１０の底部の導出口１３ａに接続された供給管１１には、大径気泡を含まない空気溶解水５ａのみが導出され、この空気溶解水５ａが減圧ノズル１２に供給されて減圧されることにより、浴槽２内に安定した高い濃度のマイクロバブルＳが発生する。
【００４０】
この時、気液混合タンク１０に設けた圧力検出器１８の検出圧力１８ａが制御装置１９に入力されており、制御装置１９は、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０内の水５に溶解される圧力を保持するように、前記ポンプ１に制御信号１９ａを送って該ポンプ１の吐出圧力を設定制御しているため、水に対する溶解性が最も低い最高使用温度において前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａの吸引量と、気液混合タンク１０内の水５に対する空気の溶解量とがマッチングし、よって高濃度のマイクロバブルＳを浴槽２内に発生させて浴槽２の水５を良好な乳白色に変化することができる。更に、余剰の空気が気液混合タンク１０内に蓄積されることがないので、大径気泡が供給管１１に流出して浴槽２内に噴出することも防止できる。
【００４１】
本発明者は上記マイクロバブル発生装置４１について下記の試験を実施した。
【００４２】
混合室１３の内径が６６ｍｍ、長さが１５３ｍｍであり、衝突板１５の噴射ノズル１４との距離Ｌが５８ｍｍ、衝突板１５の外周面と混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の寸法が２ｍｍ、衝突板１５と混合室１３の底面との距離が７５ｍｍである気液混合タンク１０を用い、４１℃の温水を用いた場合において、オリフィス固定弁７の吸気口径とポンプ１の吐出圧力を種々変更して試験を実施したところ、オリフィス固定弁７の吸気口径を０．１５ｍｍ、ポンプ１の吐出圧力を２．８ｋｇ／ｃｍ2とした時に、非常に濃厚なマイクロバブルＳを安定して発生させることができ、且つ気液混合タンク１０から大径気泡が供給管１１に流出する問題も確実に防止することができた。なお、上記試験には、透明材料で構成した気液混合タンク１０を使用したことにより、ポンプ１の吐出圧力が２．８ｋｇ／ｃｍ2の時に、前記気液混合タンク１０内に安定した空気相Ａ’が形成されて空気が蓄積されることがなく、且つ大径気泡が供給管１１に流出することがないことが確認できた。
【００４３】
上記において、オリフィス固定弁７の吸気口径、ポンプ１の能力、気液混合タンク１０の製作精度等にはバラツキがあるため、これらを考慮してオリフィス固定弁７の吸気口径は０．１０〜０．２０ｍｍの範囲とし、またポンプ１の吐出圧力は２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2の範囲のものを選定して用いることができる。
【００４４】
尚、前記浴槽２の湯の温度が前記設定した最高使用温度より低くなった場合には、図４から明らかなように、水に対する空気の溶解性は高まる方向に移行することになるので、何ら問題を生じることはない。
【００４５】
上記したように、図１のマイクロバブル発生装置によれば、簡単な構成のオリフィス固定弁７を用いることが可能になるため、従来のような空気の吸引量を制御するための複雑な構成を省略することができ、よって装置の構成を著しく簡略化して安価に提供することができる。
【００４６】
また、空気の溶解量が低い最高使用温度の水温の時にオリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０の水５に溶解されるようにポンプ１の吐出圧力を設定制御しているので、水温が変化しても、気液混合タンク１０内に溶解できない余剰の空気が蓄積されることがなくなり、よって大径気泡が減圧ノズル１２に導かれて排出されるという問題が防止される。また、ポンプ１の吐出圧力が常に略一定に保持されて急激に変動することがないため、気液混合タンク１０で分離される大径気泡が空気溶解水５ａに同伴されて減圧ノズル１２から浴槽２に流出する問題を更に低減できる。
【００４７】
また、気液混合タンク１０は、吐出管６の水５を混合室１３内上部から下向きに噴射する噴射ノズル１４と、該噴射ノズル１４から噴射した水５が鉛直に衝突するように混合室１３内に配置され且つ前記混合室１３の内壁面１３ｂとの間に環状の間隔１６を形成した衝突板１５とを有しているので、噴射ノズル１４から噴射した水５は至近距離で衝突板１５に鉛直に衝突することにより気泡を生じながら空気と激しく攪拌されるため、水５に対する空気の溶解性が著しく高められる。更に、前記衝突板１５の中心側に衝突した水５は外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水５と共に循環するようになり、よって大径の気泡が衝突板１５の下方へ導出されることが防止される。従って、前記したように気液混合タンク１０内に溶解できない余剰の空気が蓄積されないことと、前記ポンプ１の吐出圧力が急激に変動しないことと相俟って、気液混合タンク１０を小型化しても空気の溶解の向上と大径気泡の下流への流出防止の効果を同時に達成することができる。
【００４８】
図５は本発明を実施する風呂システムの一例を示したもので、この風呂システムは、図１に示した如くマイクロバブル発生装置４１を備えた構成において、前記吸引管４に、循環配管３１を介して風呂水循環装置３２を接続している。風呂水循環装置３２は、少なくとも濾過器３３と循環ポンプ３４を有しており、濾過器３３で処理した水５を戻し管３５により浴槽２に戻すようにしている。
【００４９】
そして、前記吸引管４における循環配管３１の接続部３６より前記ポンプ１側位置と前記循環配管３１の夫々には、水５が前記接続部３６側へ逆流するのを阻止するようにした逆止弁３７，３８を設けている。
【００５０】
前記風呂水循環装置３２には、前記濾過器３３の他に加熱器３９を備えて浴槽２の水５を所定温度に加熱するようにしたものを用いてもよく、また、更に水５を高温殺菌或いは殺菌剤で殺菌するようにした殺菌手段４０を備えたものを用いてもよい。
【００５１】
図５の風呂システムでは、濾過器３３、加熱器３９及び殺菌手段４０等と循環ポンプ３４を備えた風呂水循環装置３２を、循環配管３１を介して吸引管４に接続し、且つ、前記吸引管４における循環配管３１の接続部３６より前記ポンプ１側と前記循環配管３１の夫々に前記接続部３６側への水の逆流を阻止する逆止弁３７，３８を設けたので、１つの吸引管４から取り出した風呂水を、前記マイクロバブル発生装置４１に導いてマイクロバブルＳを発生させることと、前記風呂水循環装置３２に導いて処理を行った後の清浄水を浴槽２へ循環する操作を自由に行うことができ、よって風呂水循環装置３２によって処理された清浄な風呂水にマイクロバブル発生装置４１により高濃度のマイクロバブルＳを発生させて効果的且つ爽快な入浴を行うことができる。
【００５２】
なお、本発明のマイクロバブル発生装置及び風呂システムは、上記形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明を実施するマイクロバブル発生装置の全体概要構成図である。
【図２】図１の気液混合タンクの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の制御装置における制御回路の一例を示すブロック図である。
【図４】一定圧力において水の温度が変化した場合の水に対する空気の溶解量を示した線図である。
【図５】本発明を実施する風呂システムの全体概要構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ポンプ
４ 吸引管
５ 水
６ 吐出管
７ オリフィス固定弁
１０ 気液混合タンク
１２ 減圧ノズル
１３ 混合室
１３ａ 導出口
１３ｂ 内壁面
１４ 噴射ノズル
１５ 衝突板
１６ 間隔
１８ 圧力検出器
１８ａ 検出圧力
１９ 制御装置
２０ 最高使用温度設定手段
３１ 循環配管
３２ 風呂水循環装置
３３ 濾過器
３４ 循環ポンプ
３６ 接続部
３７，３８ 逆止弁
３９ 加熱器
４０ 殺菌手段
４１ マイクロバブル発生装置
Ａ 空気
Ａ’ 空気相
Ｓ マイクロバブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置、及びマイクロバブル発生装置と風呂水を清浄にする風呂水循環装置とを備えた風呂システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水中にマイクロバブル（微細気泡）を生じさせて水を乳白色に変化させる気泡発生装置が種々提案されており、水中にマイクロバブルを発生させると温浴効果、剥離・洗浄効果、殺菌・浄化効果等が期待できることが知られている。
【０００３】
従来の気泡発生装置としては、液体を貯溜する液体貯溜槽に吸水管路を介して連結されるポンプと、吸水管路の途中に分岐して連結され、ポンプの駆動に伴い吸水管路内に気体を吸い込む気体吸込口と、ポンプの吐出側と液体貯溜槽とを連結する吐水管路とを備え、ポンプが駆動された際には、液体貯溜槽内から液体が、気体吸込口から気体がそれぞれ吸い込まれ、その気体をポンプ内で液体に加圧溶解して、その溶解気体を含有する液体を液体貯溜槽内に吐出することにより、液体貯溜槽内に微細気泡を発生するようにした構成において、ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、気体吸込口から吸い込まれる気体の吸込み量を変化させる気体吸込量調整手段と、圧力検出手段の検出結果に基づき、気体吸込量調整手段を駆動制御する制御手段とを備え、入浴中に水面（吸込実揚程）が変化しても微細気泡の発生状態を一定に保持するようにしたものがある。そしてこの装置では、水に溶解されなかった空気は、溶解タンクに備えたエア抜き弁で分離して大気に排出するようにしている（特許文献１等参照）。
【０００４】
また、上記と同様の構成を有する気泡発生装置において、循環ポンプからの水を気液混合タンク内上部に設けた噴射ノズルにより噴射して浴槽水との衝突により空気を巻込んで攪拌し水に対する空気の溶解量を高めるようにしたものがある。そしてこの装置では、気液混合タンク内の空気が減少したときにそれを補填するために、ベンチュリの空気導入口の電磁弁を設定時間で開いて空気を導入する、或いは気液混合タンク内の液面高さをレベルセンサで検出して電磁弁の開閉を制御する等の方法によって吸引する空気量を調整しており、従ってこの装置では前記特許文献１の溶解タンクに備えられたエア抜き弁を省略している（特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開平０９−１７３４０４号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の気泡発生装置は、前記特許文献１及び特許文献２に示されるように、ポンプにより水を吸引すると同時に空気を吸引して加圧することにより空気を水に溶解し、この空気が溶解された加圧水の圧力を減圧開放することによって水に溶解した空気をマイクロバブルの形で発生させるという原理を用いたものであるが、水に対する空気の溶解量は例えば０．５〜０．７ｍｇ／Ｌ程度と非常に微量であるため、吸引する空気量と水に溶解する空気量とのマッチング（バランス）を図るために従来から種々の方式が考えられてきた。
【０００６】
即ち、従来では、特許文献１のように、ニードルを備えた吸気量調整弁により吸引する空気量を調整し、この時、吸気量調整弁では微量な空気の取込み調整が困難なために空気を余分に取り込むようにして水に溶解できなかった余剰の空気は外部に排出する方式と、特許文献２に示すように、ベンチュリの空気導入路を電導弁で開閉することにより取り込む空気量が水に溶解する空気量になるように制御する方式とが主に存在している。
【０００７】
しかし、特許文献１ではニードルを備えた吸気量調整弁によって取り込む空気量を調整するとしているが、微量な空気の取り込みを吸気量調整弁で調整することは非常に困難であり、装置が非常に高価になってしまい、気泡発生装置等に適用することは実際上不可能である。
【０００８】
従って、特許文献１を実施する場合には、前記吸気量調整弁に調整が比較的ラフで安価に提供できるものを用いることになるが、この場合には、空気が余分に吸引されるようにして水に溶解できなかった余剰の空気は溶解タンクに備えたエア抜き弁から大気に排気する必要があり、よって構成が複雑になるという問題がある。更に、特許文献１では、ポンプで吸引した液体に空気を巻き込んで溶解させ、それを単に溶解タンクを経て液体貯溜槽に導くのみであるため、液体に対する空気の溶解性を高めることができず、そのために液体貯溜槽で発生するマイクロバブルの発生量が低く制限されてしまう問題がある。
【０００９】
一方、特許文献２に示す装置の場合には、気液混合タンク内の空気が減少したときに、それを補填するためにベンチュリの空気導入口の電磁弁を開く制御を行って取り込む空気量を調節するようにしているため、前記特許文献１のような高価な吸気量調整弁は不要であり、更に、溶解タンクに設けているエア抜き弁を省略することができ、更に、加圧水を噴射ノズルによって気液混合タンク内に噴射するようにしているので、水と空気の攪拌を高めることができる。
【００１０】
しかし、特許文献２では電磁弁でベンチュリを開閉することで空気の取込みを制御しているために、制御が非常に難しくなるという問題がある。即ち、電磁弁を設定時間で開いて空気を導入するようにした場合には、吸引する空気量と水に溶解する空気量とのマッチングを図ることが非常に難しく、吸引する空気量が不足した場合にはマイクロバブルの発生量が減少し、また吸引する空気量が過剰になった場合には大径気泡が気液混合タンクから流出して浴槽に大径気泡がゴボゴボと音を立てて排出されるという問題が生じる。また、気液混合タンク内の液面高さをレベルセンサで検出して電磁弁の開閉を制御するようにした場合には、気液混合タンクの構成が複雑になって装置が高価になる問題がある。即ち、気液混合タンクでは加圧水の噴射により大径気泡を生じながら攪拌されているために、液面レベルの検出が技術的に難しく装置が複雑になってしまう。更に、特許文献２では、電磁弁が開閉して空気の吸引・遮断が行われる度にポンプの吐出圧力が変動し、このために前記気液混合タンク内で攪拌によって生じた大径気泡が空気溶解水に同伴されて流出し浴槽に大径気泡が排出される問題がある。従って、特許文献２において気液混合タンクから大径気泡が流出する問題を低減するためには、前記気液混合タンクの上下の長さ寸法を大きくして大径気泡が分離され易くすることが有効であるが、こうした場合には装置が大型化してしまう問題がある。
【００１１】
また、前記特許文献１、２に示された気泡発生装置では、水の温度が変化した場合におけるマイクロバブルの発生については全く考慮されていない。
【００１２】
図４は、一定圧力において水の温度を０℃〜４０℃まで変化させた際における水に対する空気の溶解量（飽和濃度）を示したものである。図４によれば水温が高くなると、水に対して空気が溶解し難くなることが明らかである。０℃の水に対する空気の溶解量は３８ｍｇ／Ｌであるのに対し、４０℃の水に対する空気の溶解量は１７．８ｍｇ／Ｌであり、０℃の水に対して４０℃の水は空気の溶解量が半分に低下する。
【００１３】
従って、特許文献１、２の気泡発生装置において水温を考慮した空気の吸引量の制御を行うようにした場合には、前記制御が更に複雑になってしまう可能性がある。
【００１４】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、簡単且つ小型の装置により高濃度のマイクロバブルを安定して発生させることができ、且つ気液混合タンクから大径気泡が流出する問題を防止できるようにしたマイクロバブル発生装置、及び該マイクロバブル発生装置に風呂水循環装置を組み合わせて、マイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により生成した清浄水の浴槽への循環とを行えるようにした風呂システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、吸引管により水と空気を吸引して加圧し吐出管に吐出するポンプと、空気が混入して加圧された水を混合室内に上部から噴射して水と空気を攪拌し空気を水に溶解させる気液混合タンクと、該気液混合タンクの下部から導出した水を減圧してマイクロバブルを発生させる減圧ノズルと、を備えたマイクロバブル発生装置であって、前記吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ前記気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたことを特徴とするマイクロバブル発生装置、に係るものである。
【００１６】
上記マイクロバブル発生装置において、前記制御装置は、入浴時温度を最高使用温度としてポンプによる吐出圧力を設定することは好ましい。
【００１７】
また、上記マイクロバブル発生装置において、前記オリフィス固定弁の吸気口径が０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記ポンプによる吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2であることは好ましい。
【００１８】
また、上記マイクロバブル発生装置において、前記気液混合タンクは、前記吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔が形成された衝突板とを有することは好ましい。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、前記マイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により処理した清浄水を浴槽へ戻す循環とを行うようにしたことを特徴とする風呂システム、に係るものである。
【００２０】
上記風呂システムにおいて、前記風呂水循環装置が加熱器を有することは好ましい。
【００２１】
また、上記風呂システムにおいて、前記風呂水循環装置が殺菌手段を有することは好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマイクロバブル発生装置によれば、水を吸引する吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたので、簡単な構成のオリフィス固定弁を用いることで、従来のような空気の吸引量を制御するための複雑な構成を省略することができ、よって装置の構成を著しく簡略化して安価な装置を提供できるという優れた効果を奏し得る。
【００２３】
また、水に対する空気の溶解量が低い最高使用温度の時にオリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンク内で水に溶解されるようにポンプの吐出圧力を設定制御しているので、水温が変化しても、気液混合タンク内に溶解できない余剰の空気が蓄積することがなくなり、よって大径気泡が減圧ノズルに導かれて排出される問題を低減できる効果がある。
【００２４】
また、ポンプの吐出圧力が常に略一定に保持されて急激に変動することがないため、気液混合タンクで分離される大径気泡が水に同伴されて減圧ノズルに流出する問題を更に低減できる効果がある。
【００２５】
また、気液混合タンクは、吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔を形成した衝突板とを有しているので、噴射ノズルから噴射した水は至近距離で衝突板に衝突することにより気泡を生じながら空気と激しく攪拌されるため、水に対する空気の溶解が著しく高められる効果がある。更に、前記衝突板の中心側に衝突した水は外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水と共に循環するようになり、よって大径気泡が衝突板の下方へ導出されることが防止されるので、前記気液混合タンク内に溶解できない余剰の空気が蓄積することがないこと、及び前記ポンプの吐出圧力が急激に変動しないことと相俟って、気液混合タンクを小型化しても空気の溶解の向上と大径気泡の下流への流出防止を同時に達成できる効果がある。
【００２６】
更に、本発明の風呂システムでは、少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設けたので、１つの吸引管により取り出した風呂水を、前記マイクロバブル発生装置に導いてマイクロバブルを発生させ、また、前記風呂水循環装置に導いて処理して得られた清浄水を浴槽へ循環することができ、よって風呂水循環装置により処理した清浄な風呂水にマイクロバブル発生装置により高濃度のマイクロバブルを発生させて効果的且つ爽快な入浴ができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明を実施するマイクロバブル発生装置の一例を示すもので、浴槽２に備えるようにしたマイクロバブル発生装置４１の場合を示している。図１において、１はポンプ（渦流ポンプ）であり、該ポンプ１は浴槽２に備えた取り出し口３から吸引管４を介して浴槽２内の水５（温水）を吸引して加圧し、加圧した水５を吐出管６に吐出するようにしている。
【００２９】
前記吸引管４におけるポンプ１の入口には、開度が一定のオリフィス固定弁７を備えて空気Ａを吸引するようにした空気取入管８を接続している。なお、前記オリフィス固定弁７は、例えば０．１０〜０．２０ｍｍの吸気口径を備えたものを用いることができる。更に、該空気取入管８には、前記吸引管４の水５がオリフィス固定弁７を通って外部に噴出するのを防止するための逆止弁９を設けている。
【００３０】
前記オリフィス固定弁７によりＡ空気が混合されポンプ１により加圧された水５は、吐出管６により気液混合タンク１０に導かれ、該気液混合タンク１０内で攪拌されて水５に対する空気Ａの溶解が高められるようになっている。気液混合タンク１０で空気Ａの溶解が高められた空気溶解水５ａは、気液混合タンク１０の底部の導出口１３ａから供給管１１に導出された後、浴槽２に備えた減圧ノズル１２に導かれ、減圧ノズル１２で減圧されて浴槽２内に噴出されることにより浴槽２の水５中にマイクロバブルＳを発生するようになっている。
【００３１】
図２は前記気液混合タンク１０の詳細を示したもので、気液混合タンク１０の上部には、前記吐出管６から導かれた水５を混合室１３内の上部から下向きに噴射する噴射ノズル１４を備えている。更に、前記混合室１３内の上下中間位置には、前記噴射ノズル１４から噴射した水５を衝突させて水５と空気相Ａ’の空気との攪拌を促進させるようにした水平な例えば円盤状の衝突板１５を配置している。該衝突板１５は、前記混合室１３の内壁面１３ｂとの間に環状の間隔１６を形成している。図２では衝突板１５は固定部材１７によって混合室１３の天井面に吊り下げ固定されている。
【００３２】
前記衝突板１５は、噴射ノズル１４からの距離Ｌと、混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の大きさとを選定して設ける。
【００３３】
更に、前記気液混合タンク１０には、混合室１３内上部における空気相Ａ’の圧力を検出する圧力検出器１８が設置してあり、該圧力検出器１８の検出圧力１８ａは制御装置１９に入力されている。制御装置１９は、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０内の水５に溶解される圧力を保持するように、前記ポンプ１に制御信号１９ａを送って該ポンプ１の吐出圧力を設定制御するようにしている。図１では制御装置１９に最高使用温度設定手段２０を設けており、該最高使用温度設定手段２０により使用する湯の最高温度を例えばタッチ盤等により設定できるようにしている。最高使用温度設定手段２０は備えなくてもよいが、この最高使用温度設定手段２０を備えると、使用する湯の温度を変更する必要がある場合に好適である。最高使用温度としては、入浴時における通常の湯の温度である例えば４１〜４３℃を設定温度として任意に選定することができる。なお、前記ポンプ１には吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2を保持できるものを用いることができる。
【００３４】
また、図１の吸引管４には切替バルブ２１ａを介して給湯管２２が接続してあり、一方、前記供給管１１には切替バルブ２１ｂを介して先端に図示しない減圧ノズルを有するシャワーヘッドを備えたシャワー用配管２３が接続してあり、前記切替バルブ２１ａと切替バルブ２１ｂを同時に切り換えることにより、給湯管２２からの水（温水）を吸引管４からポンプ１及び気液混合タンク１０を経て前記シャワー用配管２３に導き、減圧ノズルにより減圧してシャワーヘッドからマイクロバブルＳの水を噴出できるようにしている。この時、給湯管２２からの温水の温度が前記浴槽２の湯と同等或いはそれより低い温度の場合には、そのまま使用できるが、給湯管２２からの温水の温度を前記浴槽２の湯より高い温度で使用する場合には、給湯管２２からの温水の温度を最高使用温度として設定することが好ましい。
【００３５】
図３は前記制御装置１９における制御回路２４の一例を示したもので、この制御回路２４はノイズフィルター２５、電源スイッチ２６を介して漏電遮断機２７に接続されており、また、前記漏電遮断機２７には本発明のマイクロバブル発生装置４１に取り付けた傾斜スイッチ２８が接続されている。
【００３６】
前記制御回路２４には、前記圧力検出器１８からの検出圧力１８ａ（図１）が入力されていると共に、前記ポンプ１のポンプモータの回転を検出しているエンコーダ２９からの回転数信号が入力されており、更に、制御回路２４には運転のＯＮ・ＯＦＦを行う運転操作スイッチ３０が設けられている。
【００３７】
以下に上記形態の作用を説明する。
【００３８】
図１のマイクロバブル発生装置４１において、図３に示した制御装置１９の運転操作スイッチ３０を操作してポンプ１を駆動すると、浴槽２の水５が吸引管４に吸引されると共に開度が固定されたオリフィス固定弁７から所定量の空気Ａが吸引されて加圧され、空気Ａが混入した水５は吐出管６を介して気液混合タンク１０に供給される。
【００３９】
気液混合タンク１０に導かれた水５は、混合室１３内の上部に設けた噴射ノズル１４から下向きに噴射されて混合室１３内に設けた衝突板１５に鉛直に衝突する。衝突板１５に至近距離で激しく衝突した水５は、発泡しながら空気Ａと良好に攪拌されて空気Ａが効果的に溶解される。この時、衝突板１５と噴射ノズル１４との距離Ｌと、衝突板１５の外周面と混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の寸法を選定することにより、衝突板１５の中心側に衝突した水５が外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水５と共に循環するようになり、よって大径気泡が衝突板１５の下方へ流れ出ることが防止される。従って、気液混合タンク１０の底部の導出口１３ａに接続された供給管１１には、大径気泡を含まない空気溶解水５ａのみが導出され、この空気溶解水５ａが減圧ノズル１２に供給されて減圧されることにより、浴槽２内に安定した高い濃度のマイクロバブルＳが発生する。
【００４０】
この時、気液混合タンク１０に設けた圧力検出器１８の検出圧力１８ａが制御装置１９に入力されており、制御装置１９は、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０内の水５に溶解される圧力を保持するように、前記ポンプ１に制御信号１９ａを送って該ポンプ１の吐出圧力を設定制御しているため、水に対する溶解性が最も低い最高使用温度において前記オリフィス固定弁７から吸引される空気Ａの吸引量と、気液混合タンク１０内の水５に対する空気の溶解量とがマッチングし、よって高濃度のマイクロバブルＳを浴槽２内に発生させて浴槽２の水５を良好な乳白色に変化することができる。更に、余剰の空気が気液混合タンク１０内に蓄積されることがないので、大径気泡が供給管１１に流出して浴槽２内に噴出することも防止できる。
【００４１】
本発明者は上記マイクロバブル発生装置４１について下記の試験を実施した。
【００４２】
混合室１３の内径が６６ｍｍ、長さが１５３ｍｍであり、衝突板１５の噴射ノズル１４との距離Ｌが５８ｍｍ、衝突板１５の外周面と混合室１３の内壁面１３ｂとの間の環状の間隔１６の寸法が２ｍｍ、衝突板１５と混合室１３の底面との距離が７５ｍｍである気液混合タンク１０を用い、４１℃の温水を用いた場合において、オリフィス固定弁７の吸気口径とポンプ１の吐出圧力を種々変更して試験を実施したところ、オリフィス固定弁７の吸気口径を０．１５ｍｍ、ポンプ１の吐出圧力を２．８ｋｇ／ｃｍ2とした時に、非常に濃厚なマイクロバブルＳを安定して発生させることができ、且つ気液混合タンク１０から大径気泡が供給管１１に流出する問題も確実に防止することができた。なお、上記試験には、透明材料で構成した気液混合タンク１０を使用したことにより、ポンプ１の吐出圧力が２．８ｋｇ／ｃｍ2の時に、前記気液混合タンク１０内に安定した空気相Ａ’が形成されて空気が蓄積されることがなく、且つ大径気泡が供給管１１に流出することがないことが確認できた。
【００４３】
上記において、オリフィス固定弁７の吸気口径、ポンプ１の能力、気液混合タンク１０の製作精度等にはバラツキがあるため、これらを考慮してオリフィス固定弁７の吸気口径は０．１０〜０．２０ｍｍの範囲とし、またポンプ１の吐出圧力は２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2の範囲のものを選定して用いることができる。
【００４４】
尚、前記浴槽２の湯の温度が前記設定した最高使用温度より低くなった場合には、図４から明らかなように、水に対する空気の溶解性は高まる方向に移行することになるので、何ら問題を生じることはない。
【００４５】
上記したように、図１のマイクロバブル発生装置によれば、簡単な構成のオリフィス固定弁７を用いることが可能になるため、従来のような空気の吸引量を制御するための複雑な構成を省略することができ、よって装置の構成を著しく簡略化して安価に提供することができる。
【００４６】
また、空気の溶解量が低い最高使用温度の水温の時にオリフィス固定弁７から吸引される空気Ａのすべてが気液混合タンク１０の水５に溶解されるようにポンプ１の吐出圧力を設定制御しているので、水温が変化しても、気液混合タンク１０内に溶解できない余剰の空気が蓄積されることがなくなり、よって大径気泡が減圧ノズル１２に導かれて排出されるという問題が防止される。また、ポンプ１の吐出圧力が常に略一定に保持されて急激に変動することがないため、気液混合タンク１０で分離される大径気泡が空気溶解水５ａに同伴されて減圧ノズル１２から浴槽２に流出する問題を更に低減できる。
【００４７】
また、気液混合タンク１０は、吐出管６の水５を混合室１３内上部から下向きに噴射する噴射ノズル１４と、該噴射ノズル１４から噴射した水５が鉛直に衝突するように混合室１３内に配置され且つ前記混合室１３の内壁面１３ｂとの間に環状の間隔１６を形成した衝突板１５とを有しているので、噴射ノズル１４から噴射した水５は至近距離で衝突板１５に鉛直に衝突することにより気泡を生じながら空気と激しく攪拌されるため、水５に対する空気の溶解性が著しく高められる。更に、前記衝突板１５の中心側に衝突した水５は外周側へ移動する間に上昇流を形成して循環するようになるため、衝突時に生じた大径の気泡も水５と共に循環するようになり、よって大径の気泡が衝突板１５の下方へ導出されることが防止される。従って、前記したように気液混合タンク１０内に溶解できない余剰の空気が蓄積されないことと、前記ポンプ１の吐出圧力が急激に変動しないことと相俟って、気液混合タンク１０を小型化しても空気の溶解の向上と大径気泡の下流への流出防止の効果を同時に達成することができる。
【００４８】
図５は本発明を実施する風呂システムの一例を示したもので、この風呂システムは、図１に示した如くマイクロバブル発生装置４１を備えた構成において、前記吸引管４に、循環配管３１を介して風呂水循環装置３２を接続している。風呂水循環装置３２は、少なくとも濾過器３３と循環ポンプ３４を有しており、濾過器３３で処理した水５を戻し管３５により浴槽２に戻すようにしている。
【００４９】
そして、前記吸引管４における循環配管３１の接続部３６より前記ポンプ１側位置と前記循環配管３１の夫々には、水５が前記接続部３６側へ逆流するのを阻止するようにした逆止弁３７，３８を設けている。
【００５０】
前記風呂水循環装置３２には、前記濾過器３３の他に加熱器３９を備えて浴槽２の水５を所定温度に加熱するようにしたものを用いてもよく、また、更に水５を高温殺菌或いは殺菌剤で殺菌するようにした殺菌手段４０を備えたものを用いてもよい。
【００５１】
図５の風呂システムでは、濾過器３３、加熱器３９及び殺菌手段４０等と循環ポンプ３４を備えた風呂水循環装置３２を、循環配管３１を介して吸引管４に接続し、且つ、前記吸引管４における循環配管３１の接続部３６より前記ポンプ１側と前記循環配管３１の夫々に前記接続部３６側への水の逆流を阻止する逆止弁３７，３８を設けたので、１つの吸引管４から取り出した風呂水を、前記マイクロバブル発生装置４１に導いてマイクロバブルＳを発生させることと、前記風呂水循環装置３２に導いて処理を行った後の清浄水を浴槽２へ循環する操作を自由に行うことができ、よって風呂水循環装置３２によって処理された清浄な風呂水にマイクロバブル発生装置４１により高濃度のマイクロバブルＳを発生させて効果的且つ爽快な入浴を行うことができる。
【００５２】
なお、本発明のマイクロバブル発生装置及び風呂システムは、上記形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明を実施するマイクロバブル発生装置の全体概要構成図である。
【図２】図１の気液混合タンクの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の制御装置における制御回路の一例を示すブロック図である。
【図４】一定圧力において水の温度が変化した場合の水に対する空気の溶解量を示した線図である。
【図５】本発明を実施する風呂システムの全体概要構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ポンプ
４ 吸引管
５ 水
６ 吐出管
７ オリフィス固定弁
１０ 気液混合タンク
１２ 減圧ノズル
１３ 混合室
１３ａ 導出口
１３ｂ 内壁面
１４ 噴射ノズル
１５ 衝突板
１６ 間隔
１８ 圧力検出器
１８ａ 検出圧力
１９ 制御装置
２０ 最高使用温度設定手段
３１ 循環配管
３２ 風呂水循環装置
３３ 濾過器
３４ 循環ポンプ
３６ 接続部
３７，３８ 逆止弁
３９ 加熱器
４０ 殺菌手段
４１ マイクロバブル発生装置
Ａ 空気
Ａ’ 空気相
Ｓ マイクロバブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引管により水と空気を吸引して加圧し吐出管に吐出するポンプと、空気が混入して加圧された水を混合室内に上部から噴射して水と空気を攪拌し空気を水に溶解させる気液混合タンクと、該気液混合タンクの下部から導出した水を減圧してマイクロバブルを発生させる減圧ノズルと、を備えたマイクロバブル発生装置であって、前記吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ前記気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたことを特徴とするマイクロバブル発生装置。
【請求項２】
前記制御装置は、入浴温度を最高使用温度としてポンプによる吐出圧力を設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項３】
前記オリフィス固定弁の吸気口径が０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記ポンプによる吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項４】
前記気液混合タンクは、前記吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔が形成された衝突板とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項５】
少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、前記請求項１〜３のいずれか１つに記載のマイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により処理した清浄水を浴槽へ戻す循環とを行うようにしたことを特徴とする風呂システム。
【請求項６】
前記風呂水循環装置が加熱器を有することを特徴とする請求項５に記載の風呂システム。
【請求項７】
前記風呂水循環装置が殺菌手段を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の風呂システム。
【請求項１】
吸引管により水と空気を吸引して加圧し吐出管に吐出するポンプと、空気が混入して加圧された水を混合室内に上部から噴射して水と空気を攪拌し空気を水に溶解させる気液混合タンクと、該気液混合タンクの下部から導出した水を減圧してマイクロバブルを発生させる減圧ノズルと、を備えたマイクロバブル発生装置であって、前記吸引管に空気吸引のためのオリフィス固定弁を取付け、且つ前記気液混合タンクの混合室内上部の空気相の圧力を検出する圧力検出器を設置し、該圧力検出器の検出圧力を入力し、水温が最高使用温度の時に前記オリフィス固定弁から吸引される空気のすべてが気液混合タンクの水に溶解される圧力を保持するよう前記ポンプの吐出圧力を設定制御する制御装置を備えたことを特徴とするマイクロバブル発生装置。
【請求項２】
前記制御装置は、入浴温度を最高使用温度としてポンプによる吐出圧力を設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項３】
前記オリフィス固定弁の吸気口径が０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記ポンプによる吐出圧力が２．５〜３．２ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項４】
前記気液混合タンクは、前記吐出管の水を混合室内上部から下向きに噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルから噴射した水が鉛直に衝突するように混合室内に配置され且つ前記混合室の内壁面との間に環状の間隔が形成された衝突板とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項５】
少なくとも濾過器と循環ポンプを有する風呂水循環装置を、前記吸引管に循環配管を介して接続すると共に、前記吸引管における循環配管の接続部より前記ポンプ側と前記循環配管の夫々に前記接続部側への水の逆流を阻止する逆止弁を設け、前記請求項１〜３のいずれか１つに記載のマイクロバブル発生装置によるマイクロバブルの発生と、前記風呂水循環装置により処理した清浄水を浴槽へ戻す循環とを行うようにしたことを特徴とする風呂システム。
【請求項６】
前記風呂水循環装置が加熱器を有することを特徴とする請求項５に記載の風呂システム。
【請求項７】
前記風呂水循環装置が殺菌手段を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の風呂システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２８９９０３（Ｐ２００７−２８９９０３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３５０１（Ｐ２００６−１２３５０１）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（５０４４６２５１５）
【出願人】（５０６１４７１５７）
【出願人】（５００３２８４０４）株式会社フィジック・ジャパン (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（５０４４６２５１５）
【出願人】（５０６１４７１５７）
【出願人】（５００３２８４０４）株式会社フィジック・ジャパン (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]