加圧容器およびその加圧容器を備えた微細気泡発生機能付き装置

【課題】タンク内に加圧導入される水に適切な量の空気を溶存させることができる加圧容器とそれを用いた微細気泡発生機能付き装置を提供する。
【解決手段】空気を含む水が加圧導入されるタンク３１の上部に設けた注入口３２の下側に間隔を介し、タンク３１内を上下に仕切る仕切り板３４を設け、仕切り板３４の外周端には、略三角形状の切り欠きＫを仕切り板３４の外周方向に互いに間隔を介して複数形成する。注入口３２から注ぎ込まれる水が仕切り板３４の中央部上に落下して切り欠きＫを通った後、タンク内周壁の上下方向に伸設された被添面に添ってタンク３１の下部側に落下して攪拌されながら貯留されることによって、水にタンク３１内の未溶存の空気を溶存し、仕切り板３４の下側に貯留される水の水面と仕切り板３４下面との間にはタンク３１内の未溶存空気の空気層を形成する。水位検出用の電極３５，３６を設ける。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を含む水が加圧導入されるタンクの上部に、当該空気を含む水を前記タンク内に注ぎ込む注入口が形成され、前記タンクの下端部側には水の導出口が形成されており、また、前記注入口の下側に間隔を介し前記タンク内を上下に仕切る仕切り板が設けられて、該仕切り板には該仕切り板の上から下に水が通過する水通過部が切り欠きまたは貫通孔により形成されて複数設けられ、前記仕切り板よりも下側には水の被添面が前記タンクの上下方向に伸設形成されており、前記注入口から注ぎ込まれる水が前記水通過部を通った後に断面略三角形状の水流と成してその底辺部位が前記被添面に添ってタンクの下部側に流下するように前記水通過部と被添面とが形成され、前記水が前記被添面に添って流下して攪拌されながら貯留されることによって、前記水に前記タンク内の未溶存の空気が溶存されると共に前記仕切り板の下側に貯留される水の水面と前記仕切り板下面との間には前記タンク内の未溶存空気の空気層が形成される構成と成しており、前記仕切り板よりも下部側の水の水位を検出して前記空気層の容積の大小を判断するための水位検出手段が設けられていることを特徴とする加圧容器。
【請求項２】
水通過部は、仕切り板の外周方向に互いに間隔を介して該仕切り板の外周縁部に形成された複数の略三角形状の切り欠きを有し、該各切り欠きは前記仕切り板の周方向の径が該仕切り板の中心に向かうにつれて縮径する態様で設けられて該切り欠きの開口部が前記タンクの内周壁に近接し、該タンク内周壁が水の被添面と成して水が前記切り欠きを通った後に前記タンク内周壁の被添面に添ってタンクの下部側に落下して攪拌されながら貯留される構成と成していることを特徴とする請求項１記載の加圧容器。
【請求項３】
水通過部は略三角形状の切り欠きまたは貫通孔を有し、該切り欠きまたは貫通孔の形成領域には少なくとも仕切り板の下部側にタンクの上下方向に伸設された被添面形成板が配設されており、前記貫通孔の形成領域に配設される被添面形成板はその上端部側が略三角形状の底辺部位に位置合わせされ、前記切り欠きの形成領域に配設される被添面形成板はその上端部側が切り欠きの開口部に位置合わせされて、前記水通過部を通った水が被添面形成板の被添面に添ってタンクの下部側に落下して攪拌されながら貯留される構成と成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加圧容器。
【請求項４】
水通過部は略多角形状の切り欠きまたは貫通孔を有し、該切り欠きまたは貫通孔の形成領域には少なくとも仕切り板の下部側にタンクの上下方向に伸設された被添面形成板が前記略多角形状を複数に分割する態様となるように配設されて、前記水通過部を通った水が被添面形成板の被添面に添ってタンクの下部側に落下して攪拌されながら貯留される構成と成していることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の加圧容器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の加圧容器を有し、該加圧容器への水の導入側には給水部に接続される入側管路が接続される構成と成し、前記加圧容器からの水の出側には水槽に接続される出側管路が接続される構成と成しており、前記入側管路には空気導入弁とポンプとが介設されており、該ポンプは前記空気導入弁の閉状態では水を前記加圧容器側に送り、前記空気導入弁の開状態では水と該空気導入弁を通して外部から前記入側管路に導入される空気とを前記加圧容器側に送る構成と成し、前記ポンプから前記加圧容器に送られる空気と前記加圧容器内の未溶存空気の少なくとも一方を前記加圧容器内の水に溶存させると共に該加圧容器内の水に溶存しきれなかった未溶存空気を分離して該未溶存空気の空気層を前記タンク内に形成する未溶存空気層形成モードの機能と、前記加圧容器のタンク内に未溶存空気の空気層が形成されない程タンク内の水を激しく攪拌させる空気層非形成モードの機能とを有し、前記ポンプの回転数を制御することにより前記空気層非形成モードと前記未溶存空気層形成モードとを切り替え制御するモード切り替え制御手段と、前記出側管路内または該出側管路と前記水槽との接続部に設けられて前記空気が溶存された水を前記出側管路内の水中または前記水槽内の水中に噴出させることによりその前記水槽内の水に微細気泡を噴出させる微細気泡噴出装置を有することを特徴とする微細気泡発生機能付き装置。
【請求項６】
加圧容器は、該加圧容器の容量と、該加圧容器に導入される水の流量と、該加圧容器内の仕切り板に形成されている水通過部の総面積とに応じて該水通過部を通る射流水のフルード数である上流側フルード数の値が変化するものとし、モード切り替え制御手段は、前記加圧容器の前記上流側フルード数の値を跳水現象分類の境界となる境界フルード数より小さい値とすることにより未溶存空気層形成モードとし、前記フルード数を境界フルード数以上の値とすることにより空気層非形成モードとすることを特徴とする請求項５記載の微細気泡発生機能付き装置。
【請求項７】
モード切り替え制御手段は、加圧容器に導入する水の流量を変化させることにより上流側フルード数の値を変化させることを特徴とする請求項６記載の微細気泡発生機能付き装置。
【請求項８】
跳水現象分類の境界フルード数がイニシャルフルード数として予め与えられており、前記加圧容器のタンク内に未溶存空気の空気層が形成される水の流量と前記タンク内に前記未溶存空気の空気層が形成されない水の流量との境界の水の流量を求めて該境界流量に対応する暫定フルード数を求め、該暫定フルード数の前記フルード数に対するずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて目標フルード数を検出する学習モード制御手段を有し、モード切り替え制御手段は上流側フルード数の値が前記学習モード制御手段によって求めた目標フルード数より小さい値となるように加圧容器に導入する水の流量を制御することによって未溶存空気層形成モードとし、上流側フルード数の値が目標フルード数以上の値となるように前記加圧容器に導入する水の流量を制御することによって空気層非形成モードとすることを特徴とする請求項７記載の微細気泡発生機能付き装置。
【請求項９】
モード切り替え制御手段は、未溶存空気層形成モードのときにはポンプの回転数を予め定められる設定回転数よりも小さい回転数で駆動させ、空気層非形成モードのときには前記ポンプの回転数を前記設定回転数以上で駆動させることにより、加圧容器に導入する水の流量を変化させてモード切り替え制御を行うことを特徴とする請求項７または請求項８記載の微細気泡発生機能付き装置。
【請求項１０】
加圧容器に設けられている水位検出手段の検出結果に基づいて該検出水位が設定高基準水位を超えたときには空気導入弁を開いて外部から入側通路に空気を導入し、該空気をポンプによって水と共に前記加圧容器に送ることにより前記貯留水の水面と容器上端部との間の未溶存空気の空気層の容積を大きくして前記貯留水の水位を設定高基準水位以下にし、前記検出水位が設定低基準水位より低くなったときには空気導入弁を閉じて前記ポンプによって水を前記加圧容器に送り、その水に前記未溶存空気の空気層の空気を溶存させることによって前記空気層の容積を小さくして前記貯留水の水位を設定低基準水位以上にするように前記空気導入弁の開閉制御を行う空気導入弁開閉制御手段を有することを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一つに記載の微細気泡発生機能付き装置。
【請求項１１】
水槽は浴槽により形成されるとともに、該浴槽には入側管路が接続されて該浴槽が給水部を兼ねており、出側管路には浴槽水の追い焚き用の追い焚き熱交換器が介設されて、該追い焚き熱交換器と前記出側管路と前記入側管路とを有して追い焚き循環路が形成されており、ポンプの駆動によって浴槽水を前記入側管路と前記加圧容器と前記出側管路に順に通して浴槽に戻し、前記追い焚き循環路を循環させる機能を有する風呂装置であることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか一つに記載の微細気泡発生機能付き装置。

【図１】