微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置
【課題】イニシャルコストやランニングコストが削減でき、取り付け環境の制約を受けにくい微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置の提供。
【解決手段】浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、微細気泡発生装置１０は、気液溶解タンク２０と、給水ライン３１ａと、流体ノズル２１と、減圧ノズル２２と、第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給する。
【解決手段】浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、微細気泡発生装置１０は、気液溶解タンク２０と、給水ライン３１ａと、流体ノズル２１と、減圧ノズル２２と、第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡を発生させる微細気泡発生装置及び、それを備えた風呂用給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、浴槽内に微細気泡を発生させることで、乳白色化させて入浴感を高めるなどの効果が知られており、銭湯や温泉などの施設でその様な設備を備えた風呂が利用されている。
近年では、その効果が科学的に確認され、家庭用の浴槽に採用するケースも増えてきている。
この液体内に微細気泡を発生させる原理は、液体中に気体を加圧溶解した気液溶解流体を作り、減圧ノズルで圧力開放されることで、液体内に溶解された気体が開放されて微細泡となって発生するというものである。
【０００３】
特許文献１や特許文献２にもこのような微細気泡を発生させる装置に関する発明が開示されている。
図１３には、特許文献１の浴槽システムの構成図を示している。
浴槽１１０には、浴槽水の取り出し口１１１と戻し口１１２が設けられており、取り出し口１１１と戻し口１１２は微細気泡発生装置１２０と接続する循環通路１２１が設けられている。
循環通路１２１には循環ポンプ１２２が配設され、この循環ポンプ１２２の下流に気液混合タンク１２３が設けられている。
また、気液混合タンク１２３の天井面には噴射ノズル１２６と、気液混合タンク１２３を大気開放するための空気弁１２７が設けられている。この空気弁１２７や循環ポンプ１２２は、これらを制御するためのコントローラ１２４に電気的に接続されている。
【０００４】
また、戻し口１１２には噴出ノズル１２５が設けられており、この噴出ノズル１２５には、噴射ノズル１２６の径よりも小径とした減圧体を設けられている。
このように構成された微細気泡発生装置１２０は、循環ポンプ１２２を稼働させることで、浴槽１１０に貯められた浴槽水を取り出し口１１１から循環通路１２１を介して循環させ、噴射ノズル１２６から気液混合タンク１２３の内部に向けて浴槽水を噴出する。
気液混合タンク１２３内には、気体と液体が満たされているので、気液混合タンク１２３内にある水面に噴射ノズル１２６から噴出した浴槽水が勢いよくあたり、空気を巻き込みながら気液混合タンク１２３に浴槽水が供給される。
このとき、噴出ノズル１２５には噴射ノズル１２６よりも小径な減圧体を備えているため、気液混合タンク１２３内の圧力は高くなっており、気液混合タンク１２３内で液体内に巻き込んだ気体は、液体内に溶解し、気液溶解流体となる。
そして、噴出ノズル１２５から浴槽内にこの気液溶解流体が噴出されることで、圧力が開放され、微細気泡が浴槽内に発生することになる。
【０００５】
特許文献２にも同様の機能を持った簡易的な構成の微細気泡発生ノズルに関する発明が記載されている。
図１４には、特許文献２の微細気泡発生ノズルが示されている。
止水栓２０３の設けられた水道管２０１の蛇口２０２に、エゼクター２０６を備えた気液溶解タンク２０４が備えられている。
エゼクター２０６の先端には、噴霧ノズル２０５が備えられ、気液溶解タンク２０４には、空気抜き弁２０８と、減圧弁２０９が備えられている。
このように、構成される微細気泡発生ノズル２１１によって、水道管２０１から供給される水道水に、エゼクター２０６によって取り込まれた空気が、噴霧ノズル２０５から放出されることによって、気液溶解タンク２０４内で混合し、減圧弁２０９で微細気泡を含む水道水に変換されて、排出される。
なお、気液溶解タンク２０４内の余剰空気は、空気抜き弁２０８によって排出される。
【特許文献１】特開２００１−１７０６１８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０５３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では以下のような問題点があった。
（１）風呂追焚配管とは別に微細気泡発生装置用の配管等を設置するため、コストがかかる。
特許文献１に記載する発明は、浴槽水を循環する配管内に微細気泡発生装置を取り付けることになる。
したがって、既存設備に特許文献１の微細気泡発生装置を取り付けるには、配管の途中に微細気泡発生装置を取り付け、浴槽１１０の戻し口１１２に噴射ノズル１２６を設けるという、大がかりな配管工事が必要となる。場合によっては、浴槽１１０の交換を必要とし、給湯側の配管に気液混合タンク１２３を割り込ませる工事が必要となると考えられる。
【０００７】
（２）蛇口の先にノズルを付けることになるため、使用しづらい。
特許文献２に記載する発明は、水道管２０１の蛇口２０２に微細気泡発生ノズル２１１を設置するため、使用者にとって蛇口２０２を使用しにくくなることが考えられる。
微細気泡発生ノズル２１１の大きさは、特許文献２には記載されていないが、噴霧ノズル２０５から噴霧される水道水に空気を巻き込み効率的に微細気泡を生成させるには、気液溶解タンク２０４に一定の長さが必要となる。
これは、気液溶解タンク２０４内で対流が起こり、噴霧ノズル２０５から噴出される水道水の勢いを吸収する程度の長さが、気液溶解タンク２０４に必要とされるためである。気液溶解タンク２０４が短くなると、噴霧ノズル２０５から噴出される水道水に空気が混合しないまま減圧弁２０９に到達してしまい、効果的に微細気泡を作ることができなくなってしまうと考えられる。
【０００８】
したがって、微細気泡発生ノズル２１１は必然的に長くなり、蛇口２０２に取り付けた際に、蛇口２０２の先から下に長く伸びた微細気泡発生ノズル２１１が邪魔になるので、使い勝手が悪い。
通常、キッチンの蛇口２０２や、お風呂に設けられる蛇口２０２の高さは、その先に何も取り付けられないことを前提として作られている。
したがって、キッチンであればシンクに、お風呂であれば浴槽の縁に微細気泡発生ノズル２１１がぶつかってしまうことも考えられ不便である。
また、ぶつからないにしても、微細気泡発生ノズル２１１が蛇口２０２に付いていることで、使いづらいものになることが予想される。
したがって、特許文献２のノズルでは、取り付けることのできる蛇口が限定されてしまい、使用するにあたっても不便であることが想定される。
【０００９】
このように、従来の特許文献１及び特許文献３の方法では、（１）設備の設置においてイニシャルコストがかかる、（２）取り付け可能な環境が限定される等の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明ではこのような問題を解決するためになされたものであり、イニシャルコストやランニングコストが削減でき、取り付け環境の制約を受けにくい微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明による微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置は以下のような特徴を有する。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、前記気液溶解タンクに水道水を供給する給水口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズルと、前記気液溶解タンクの下部の流路に備えられた減圧ノズルと、前記気液溶解タンクの下部に備えられ、前記気液溶解タンクに接続される流路を、遮断、連通する流体遮断手段と、を備え、
気体が充填され前記流体遮断手段により閉じられた前記気液溶解タンクに、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、所定時間の後、前記流体遮断手段を開放し、前記減圧ノズルを通過することで、前記浴槽に前記微細気泡を含む温水を供給することを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられ、前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、前記流路切換手段及び前記流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
（Ａ）前記流路切換手段を、前記吸気口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を、前記気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、前記吸気口から、前記気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を遮断し、前記給水口から前記気液溶解タンクに前記水道水を供給すると共に、前記水道水の水圧で前記気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通したまま、前記流体遮断手段を開放することで、流体が前記減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、
前記気体充填手段と、前記加圧溶解手段と、前記微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置において、
前記減圧ノズルは、入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、前記入力部には、前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、前記入力部から前記オリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、前記オリフィス部は、前記流体ノズルの有する前記複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、前記出力部には、前記オリフィス部から前記出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、前記吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
前記細管に前記気液溶解タンクから前記水道水が供給されることで、前記水道水が前記入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、前記隙間を介して前記吐出孔及び前記多孔体を通過することを特徴とする。
【００１４】
（４）浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、前記気液溶解タンクに前記水道水を供給する給水口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられ、前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、前記気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、前記気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、前記流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、を備え、
前記吸気口から気体が充填された前記気液溶解タンクに、前記流路切換手段で前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路から、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、前記水道水が前記減圧ノズルを通過することで、前記水道水に前記微細気泡を含む微細気泡水を前記浴槽に供給することを特徴とする。
【００１５】
（５）（４）に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明による微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置により、以下のような作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、微細気泡発生装置は、気液溶解タンクと、給水口と、流体ノズルと、減圧ノズルと、流体遮断手段と、を有し、気体が充填され流体遮断手段により閉じられた気液溶解タンクに、給水口から流体ノズルを介して水道水が供給され、所定時間の後、流体遮断手段を開放し、減圧ノズルを通過することで、浴槽に微細気泡を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、装置自体をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００１７】
すなわち、風呂用給湯装置内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、循環ポンプの能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置を交換するだけで取り付け工事が終了するため、新たに微細気泡発生用の配管を設ける工事等が必要なくなり、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００１８】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置が、気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、気液溶解タンクの上部に備えられ、吸気口から気液溶解タンクに接続する流路と、給水口から気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、流路切換手段及び流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
コントローラは、
（Ａ）流路切換手段を、吸気口から気液溶解タンクに連通するように制御し、流体遮断手段を、気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口から、気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）流路切換手段を、給水口から気液溶解タンクに連通するように制御し、流体遮断手段を遮断し、給水口から気液溶解タンクに水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）流路切換手段を、給水口から気液溶解タンクに連通したまま、流体遮断手段を開放することで、流体が減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、複雑な機構を備えずに、（１）と同様の効果を奏する。
【００１９】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置において、
減圧ノズルは、入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、入力部には、前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、入力部からオリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、オリフィス部は、流体ノズルの有する複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、出力部には、オリフィス部から出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
細管に気液溶解タンクから水道水が供給されることで、水道水が入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、隙間を介して吐出孔及び多孔体を通過することを特徴とするので、（１）又は（２）の風呂用給湯装置の備える微細気泡発生装置の減圧ノズルの特定条件下での効果を高めることが可能になる。
【００２０】
前述した（１）又は（２）の風呂用給湯装置の備える微細気泡発生装置の減圧ノズルを風呂用給湯装置の内部のレイアウトの関係で水平設置する必要がある場合、大きな泡が発生しやすかった。
そこで、減圧ノズルを水平方向に設置する際には、上記構成の通り細管を円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に設置してやることで、水道水が入力部の外周部において流れに対して垂直方向に渦状の流れを作ることで、減圧ノズルを通過する際に大きな泡の発生を抑制する効果がある。
減圧ノズルで大きな泡が発生しなければ、その後の配管内で泡が生長して浴槽に到達した時点で白濁度を低下させることが無く、入浴感を高めることに貢献する。
また、複雑な機構を必要としないので、不要にイニシャルコストを上げることにならない。
【００２１】
（４）浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
気液溶解タンクと、吸気口と、給水口と、気液溶解タンクの上部に備えられ、吸気口から気液溶解タンクに接続する流路と、給水口から気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、を備え、
吸気口から気体が充填された気液溶解タンクに、流路切換手段で吸気口から気液溶解タンクに接続する流路から、給水口から気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、給水口から流体ノズルを介して水道水が供給され、水道水が減圧ノズルを通過することで、水道水に微細気泡を含む微細気泡水を浴槽に供給することを特徴とするので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置とは別に微細気泡発生装置を設置することが可能となる。
【００２２】
上述した（１）の風呂用給湯装置に備える微細気泡発生装置は、流体遮断手段を備えており、この流体遮断手段により遮断、連通して微細気泡を発生しているが、この流体遮断手段を省いても簡易的に微細気泡を発生することが可能である。
上述の（１）においても（４）においても、気体を充填した気液溶解タンクの内部に水道水を供給することで、供給する水道水の中に気体を溶解させる。
しかし、大気圧下では水道水の中に溶解する気体の量は、微細気泡を発生するには不十分である。そこで、（１）では流体遮断手段を用いて、気液溶解タンクより下流の流路を遮断し、水道水を供給することで、水道水の水圧により加圧され、気液溶解タンク内の圧力が上昇して、水道水の中に気体が溶解しやすくなる。これは液体中の気体溶解量が圧力に比例するためである。
【００２３】
しかし、この効果は流体ノズルの開口面積に対して減圧ノズルの開口面積を小さくすることでも、実現可能である。これは、気液溶解タンクへ供給される水道水の量よりも気液溶解タンクから排出される水道水の量が少なければ、次第に気液溶解タンクの内圧は上昇するという作用によるものである。
そして（１）及び（４）の方法の何れにおいても、供給口から供給される水道水の水圧と同等になるまで、気液溶解タンクの内部は加圧される。このことにより、前述したように気体が水道水の中に溶解することとなり、減圧ノズルを通過する際に水道水の圧力は低下し、溶解していた気体が水道水中に開放される。
その結果、浴槽には微細気泡を含んだ状態の水道水が供給されることになるのである。
【００２４】
上述したような（４）の構成を採ることで、安価に微細気泡発生装置を提供することが可能となる。なお、（４）の構成によれば、水道水を供給して流路切換手段によって吸気口と給水口を切り換えることで微細気泡を発生させることが可能となるため、例えば手動切替弁によって吸気口と給水口を切り換えるようにすれば、複雑な制御も必要とせず、コンパクトな微細気泡発生装置を提供することができる。
その結果、例えば浴室の給湯栓から分岐した配管に接続する簡易な微細気泡発生装置として使用することが可能となり、手軽に微細気泡を発生することができる。
【００２５】
（５）（４）に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置であるので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置よりも、さらにコストダウンを図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（第１実施例）
まず、第１実施例の構成について説明する。
図１には、第１実施例に係る発明の微細気泡発生装置の構成図を示す。
微細気泡発生装置１０は、円筒形状の微細気泡発生器１１を備え、微細気泡発生器１１の上部には、給湯ライン３１ｂより連通する流路と、吸気口３２ａより連通する流路を切り替える三方電磁弁１２が接続されている。
また、微細気泡発生器１１の下部には、第１流体遮断弁１３を備えている。
三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３は、コントローラ１８に電気的に接続され、制御される。
【００２７】
微細気泡発生器１１の構成については、図２にて説明する。
図２は、第１実施例の微細気泡発生器の断面を模式的に表した図である。
微細気泡発生器１１は、気液溶解タンク２０と、流体ノズル２１、及び減圧ノズル２２によって構成される。
以下に、微細気泡発生器１１を構成するそれぞれの部品について図を用いて説明を行う。
図３には、第１実施例の気液溶解タンクの断面図を示している。
まず、気液溶解タンク２０は図３に示されるような円筒形状のタンクであり、材質は例えはステンレス等、腐食に強く一定の耐熱性を有するものを用いる。また、気液溶解タンク２０は使用上、若干ながら内圧がかかるため、気液溶解タンク２０は、数ｍｍ程度の厚みをもっている。もちろん、材質によっても必要とする厚みは変わるので、適宜選択すればよい。
【００２８】
気液溶解タンク２０の大きさは、使用条件によってもその大きさが変わってくるが、長さａに対して内径ｂは１／１０程度の直径にすると良い。
そして、気液溶解タンク２０の上部には流体ノズル２１が設けられており、下部には減圧ノズル２２が設けられている。
なお、減圧ノズル２２に関しては、気液溶解タンク２０の一部として一体的に形成されても良いが、気液溶解タンク２０に接続される流路の一部に、別部品として設けられていても構わない。この場合、気液溶解タンク２０の下流は追焚往ライン３３ｂとなるので、追焚往ライン３３ｂの配管の途中に減圧ノズル２２が設けられていれば、その機能を果たす。
【００２９】
図４（ａ）には、第１実施例の流体ノズルの気液溶解タンクに取り付けた状態での断面図であり、図３の部分Ａの拡大図を示している。図４（ｂ）には、第１実施例の流体ノズルの下面から見た図を示している。
流体ノズル２１は、気液溶解タンク２０にボルト構造などで接合されている。取り付け構造は特に限定するものではないが、管内に詰まりが発生する等の問題も考えられるので、取り外し可能に設けられていることが望ましい。また、気液溶解タンク２０には、前述したように内圧がかかることもあって、しっかりと固定される必要がある。図には示していないが、後の清掃や交換を考慮すれば、パッキンを挟んでフランジ取り付け等、配管を動かさずに取り外し可能な固定方法も有効だと考える。
【００３０】
流体ノズル２１の先端には、複数の小孔２１ａが空けられている。また、流体ノズル２１の外部は、図４（ｂ）に示されるように六角となっている。これは、ねじ込み式を採用しているために、組み付けや取り外しを考慮してこのような六角の形状になっているが、前述したフランジ取り付け等、様々な組み付け方法があるため、特にこのような形状に限定するものではない。
流体ノズル２１に設けられた小孔２１ａは、複数設けられて、気液溶解タンク２０の内部に貯められた液体の液面に対してシャワー状に給水できるようにしてある。
【００３１】
図５（ａ）には、第１実施例の減圧ノズルの断面図を示しており、図５（ｂ）には、第１実施例の減圧ノズルの下面を示している。
減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下部に備えられる。第１実施例では、気液溶解タンク２０に一体的に設けられているが、気液溶解タンク２０に一体的に設けられない場合でも、気液溶解タンク２０の下流側に位置するように設けられればよい。
減圧ノズル２２は、図５（ａ）に示されるように、オリフィス部２２ａと、円錐部２２ｂと、メッシュ２２ｃと、吐出孔２２ｄから構成されている。
【００３２】
オリフィス部２２ａは、減圧ノズル２２の口径に対して十分小さく、減圧ノズル２２の内径に対し、オリフィス部２２ａの内径は半分以下に設定することが望ましい。
また、吐出孔２２ｄは、オリフィス部２２ａより内径を小さくし、円錐部２２ｂに複数設けている。図５（ｂ）で示されるように、吐出孔２２ｄは８カ所設けているが、適度に水流が分散すれば特にこの吐出孔２２ｄの数はこれに限定されるものではない。
多孔体に相当するメッシュ２２ｃについては、材質は耐食性があり、上流からの圧力に耐えうる一定の強度があれば、例えばセラミックスや燒結金属のような多孔質体でも良いが、本実施例ではステンレス製のメッシュを複数枚重ねて用いている。そして、その粗さは２５０メッシュ程度としている。
【００３３】
このような、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、減圧ノズル２２に構成される微細気泡発生器１１は、図６に示す風呂用給湯装置３０に組み込まれて使用される。
図６は、第１実施例の風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
また、図７には風呂用給湯装置を浴槽に接続する構成図が示されている。
まず、図６の説明を行う。風呂用給湯装置３０は、給湯用熱交換部３５及び追焚用熱交換部３６を備えており、図７に示す浴槽５０への給湯に用いる。
給湯用熱交換部３５には給水ライン３１ａ及び給湯ライン３１ｂが接続されており、給水ライン３１ａには水道管が接続されている。また、給湯ライン３１ｂは、浴槽５０又は給湯栓５５へお湯を供給可能に接続されている。
一方、追焚用熱交換部３６には、追焚戻ライン３３ａと、追焚往ライン３３ｂが接続されており、追焚戻ライン３３ａには風呂循環ポンプ１７が備えられ、追焚往ライン３３ｂと共に図７に示す浴槽５０に接続されている。
【００３４】
そして、図６の風呂用給湯装置３０には、微細気泡発生装置１０が備えられ、吸気口３２ａが三方電磁弁１２を介して配設され、水抜口３２ｂは第１流体遮断弁１３を介して微細気泡発生装置１０に接続されている。
なお、三方電磁弁１２、第１流体遮断弁１３、及び風呂循環ポンプ１７はコントローラ１８に接続され、コントローラ１８は、リモコン１９でも操作可能である。
給湯用熱交換部３５に接続された、給水ライン３１ａは、給湯用熱交換器３５ａを介して３１ｂに接続されるが、その途中で分岐ライン３４に分岐される。そして、分岐ライン３４に備えられる逆止弁３７を通過して、微細気泡発生装置１０と、追焚用熱交換部３６に接続される追焚戻ライン３３ａに合流し、追焚用熱交換器３６ａを介して追焚往ライン３３ｂに接続され、図７に示す浴槽５０へと接続されることになる。
【００３５】
その他に、バイパスライン３８及び第２流体遮断弁３８ａ、第３流体遮断弁３８ｂが設けられており、微細気泡発生装置１０を介さずに追焚往ライン３３ｂより浴槽５０に給湯できるように構成されている。
この第２流体遮断弁３８ａ及び第３流体遮断弁３８ｂも、コントローラ１８に接続され、任意にコントロール可能であるものとする。
このような構成を持つ風呂用給湯装置３０が、図７に説明するように、浴室６０に備えられる浴槽５０に給湯金具５１を介して、また、給湯栓５５にも接続されている。
給湯金具５１には、追焚戻ライン３３ａ及び追焚往ライン３３ｂが接続され、給湯栓５５には、給湯ライン３１ｂが接続されている。
【００３６】
上記の構成を備える第１実施例の発明の作用について、以下に説明する。
図８には、微細気泡発生のプロセスを表した模式図を示している。図８（ａ）には、気体充填運転をするプロセスを、図８（ｂ）には、加圧溶解運転をするプロセスを、図８（ｃ）には微細気泡生成運転をするプロセスを示している。
まず、図８（ａ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから微細気泡発生器１１に接続するように切り替え、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を開放するようにコントローラ１８が制御を行う。
このようにすることで、吸気口３２ａと微細気泡発生器１１の備える気液溶解タンク２０が連通して、外部より空気を取り入れることが可能となる。
また、微細気泡発生器１１の備える気液溶解タンク２０が水抜口３２ｂに連通することになるので、気液溶解タンク２０内部に液体が溜まっていた場合は、液体が外に排出される結果になる。そして、気液溶解タンク２０内は、空気で満たされる。
【００３７】
次に、図８（ｂ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２を、分岐ライン３４と接続するように切り替え、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を遮断する。
分岐ライン３４には、給水ライン３１ａから供給された水道水が、給湯用熱交換部３５を通過して暖められたお湯が、給湯ライン３１ｂに供給される途中で分岐ライン３４に分岐している。したがって、微細気泡発生器１１の気液溶解タンク２０には作られたばかりのお湯が供給されることになる。
ところで、給水ライン３１ａは水道菅と接続しているため、一般的な水道と同様に約０．２ＭＰａの圧力がかかっている。したがって、気液溶解タンク２０に供給されるお湯も０．２ＭＰａ程度の圧力がかかっており、気液溶解タンク２０が空気で満たされているとしても、この圧力によってお湯は気液溶解タンク２０の内部に供給され、圧力とバランスがとれるところまで供給されて、供給が止まる。
実験に用いた気液溶解タンク２０のサイズであれば、１／３程度までお湯が溜まる。
【００３８】
この気液溶解タンク２０に溜められているお湯は、分岐ライン３４から供給される際に図４（ａ）、図４（ｂ）に示す流体ノズル２１を通過してくるために、図８（ｂ）に示すようにシャワー状になって、気液溶解タンク２０内の気体を巻き込みながら、液面に供給される。さらに、気液溶解タンク２０の内部は前述したように加圧された状態となっていくために、お湯内に空気が溶け込みやすくなる。
そして、図８（ｃ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２は、そのまま分岐ライン３４と気液溶解タンク２０が連通するように維持し、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を開放する。
こうすることで、気液溶解タンク２０内の液体は、気液溶解タンク２０の下部に備えられる減圧ノズル２２を通過して、水抜口３２ｂを介して浴槽５０に供給されることになる。
減圧ノズル２２を通過する際に、加圧されたお湯は減圧される。そして、お湯中に溶解していた気体は、お湯中に目に見える形となって放出される。
【００３９】
このように、風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を備えることで、給湯時に微細気泡を含むお湯を浴槽５０に供給することができる。
なお、第１実施例の微細気泡発生装置１０は、約８Ｌ／ｍｉｎ程度の給湯能力であり、また、後述するように、微細気泡を生成し浴槽５０に供給するお湯を白濁させる時間はそれ程長くないため、浴槽５０に一定量の湯を供給しておき、最終的に差し湯という形で微細気泡を含んだお湯を浴槽５０に供給しながら入浴するといった用途に用いる方が合理的である。
したがって、図６に示す構成で、最初に浴槽５０にお湯を溜める場合には、給水ライン３１ａから供給する水道水を、給湯用熱交換部３５の給湯用熱交換器３５ａを通過させて、熱し、給湯ライン３１ｂから浴槽５０に供給するか、三方電磁弁１２を吸気口３２ａ側に切り替え、第２流体遮断弁３８ａを連通させ、第３流体遮断弁３８ｂを遮断し、分岐ライン３４を通して、追焚戻ライン３３ａに流入させ、追焚用熱交換部３６を通過して、追焚往ライン３３ｂを通って浴槽５０に供給することになる。
【００４０】
そして、浴槽５０に一定量のお湯が溜まったら、図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示す、上述した気体充填運転、加圧溶解運転、微細気泡生成運転のプロセスを経て、三方電磁弁１２を分岐ライン３４と微細気泡発生装置１０とを連通させる側に切り替え、第２流体遮断弁３８ａを遮断し、第３流体遮断弁３８ｂを連通させて、微細気泡が生成したお湯を追焚往ライン３３ｂより浴槽５０に供給する。
このようにして、浴槽５０に微細気泡が供給されるので、白濁したお湯を入浴時に楽しむことができる。
【００４１】
ここで、第１実施例について簡易に実験を行ったので、その結果について示す。
まず、気液溶解タンク２０のサイズについては前述した通りであり、流体ノズル２１及び減圧ノズル２２を備える。
気液溶解タンク２０は、図３に示されるように長さａは６００ｍｍで、その内径ｂはφ５５ｍｍとした。前述した通り長さａに対して内径ｂは１／１０程度としている。これは、長さａを短くすると巻き込んだ空気が、液体に溶解しないうちに減圧ノズル２２から直接排出されることとなる等の現象が起き、空気溶解に対して悪影響があったためである。
【００４２】
しかし、内径ｂを更に小さくすると、逆に白濁度が低下してしまう。流体ノズル２１から放出された液体が、液面に直接あたりにくくなるなどの原因が考えられるので、全体的なバランスが、微細気泡生成に影響していると考えられる。
流体ノズル２１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、流体ノズル２１の内径はφ１３ｍｍ、小孔２１ａは、φ４ｍｍで４つ空けられている。小孔２１ａは、孔の数は増やすほど白濁度は増加するため多い方が良いが、６箇所にすると、その効果は減少することを確認している。
これは、小孔２１ａの径と、流体ノズル２１に供給する流体の圧力等との関係があるようである。流体ノズル２１に供給する水圧は、水道水を利用しており、０．２ＭＰａ程度とそれ程高くないため、流体ノズル２１の４カ所に小孔２１ａを設けた場合が最も白濁度を高くできることを確認している。
【００４３】
減圧ノズル２２は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、オリフィス部２２ａ、円錐部２２ｂ、メッシュ２２ｃ、及び吐出孔２２ｄが設けられており、減圧ノズル２２の設けられる配管部分の内径がφ２０ｍｍ程度に対し、オリフィス部２２ａの内径はφ７ｍｍ程度とした。
また、オリフィス部２２ａの下部に位置する円錐部２２ｂは、圧損を考慮してこのような形状となっており、８カ所に内径φ３ｍｍの吐出孔２２ｄを設けている。また、吐出孔２２ｄの下部にはメッシュ２２ｃが設けられている。
このメッシュ２２ｃは、２５０メッシュ程度の粗さのステンレス製のメッシュ材を３枚重ねて取り付けられている。メッシュの粗さは気泡の成長に関係している。メッシュ２２ｃのメッシュの枚数を増やすと白濁度が向上するが、３枚程度までで効果がほとんど無くなり、逆に大きな気泡が生成されることを確認した。
なお、オリフィス部２２ａと円錐部２２ｂのギャップについて、ギャップ間隔は１ｍｍ程度が適正であることが分かった。このギャップ間隔を変えることで圧損が変化し、流速が変わる。ギャップ間隔を大きくし流速を大きくすると白濁する時間を短縮できるが、多量の液体が流れることになるので、浴槽５０が早く一杯になってしまうという問題がある。
【００４４】
上記のような構成の微細気泡発生器１１を、前述した風呂用給湯装置３０に取り付けて、簡易実験を行った。なお、微細気泡発生器１１は、風呂用給湯装置３０内部には組み込まず、風呂用給湯装置３０から接続される追焚往ライン３３ｂに組み付けて簡易的に行っているので、風呂用給湯装置３０に組み込んだ場合とは、配管の長さや圧力の差異より、若干結果が異なると考えられるが、同じ傾向を示すものとして期待できる。また、実験に用いた浴槽５０の容量は１８０Ｌであり、浴槽５０に１６０Ｌのお湯を溜めておいて、２０Ｌの差し湯をして白濁させ、白濁度を検証している。
図９には、白濁度と運転時間の関係を表すグラフを示している。
実験は、給水ライン３１ａから供給する水道水の水圧を変えてその差を示し、水圧０．２ＭＰａとして設定した場合と、水圧０．１５ＭＰａとして設定を示している。
この結果、水圧０．２ＭＰａで設定する場合は、開始から６０秒後に白濁度１００に達し、１９０秒間程度白濁度１００を維持した後に、徐々に透明に戻っていく様子が分かる。
一方、水圧０．１５ＭＰａで設定した場合は、開始から１８０秒程度かかり白濁度９０を越えた後、徐々に透明に戻っている。
【００４５】
この結果より、実際に風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を組み込んだ場合でも、同様の効果が見込めると考えられる。
なお、どちらの結果とも開始から２１０秒程度立つと白濁度が下がり始めるのは、差し湯の量を２０Ｌとしているためで、水圧０．２ＭＰａに設定すると１６０秒程度、水圧０．１５ＭＰａに設定すると１７０秒程度で２０Ｌに達するので、そこで供給を止めてしまったからである。
この結果から、浴槽５０の白濁状態を保持できるのは４〜５分程度であることが分かり、実際に風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を組み込んだ場合も同様の効果であると考えられる。
必要であれば、微細気泡発生装置１０を断続的に運転し、浴槽５０に微細気泡が混入したお湯を、供給、停止を繰り返すような制御を行うことで、白濁度は若干下がるものの、白濁を持続する時間を長くすることも可能であると考えられる。これによって、１０分程度までは白濁状態を維持できることが確認されている。
ただし、第１実施例の風呂用給湯装置３０は差し湯を行う場合を前提にしているので、差し湯を行った後、１０分程度効果が持続していることで、使用者の満足は得られるものと考える。
もちろん、使用者によっては浴槽５０に長く浸かりたいという要望がある場合もあるが、複数回差し湯を繰り返すようにコントローラ１８の制御を行うことで、白濁状態を持続することも可能である。
【００４６】
第１実施例の発明は、このように構成され作用するため、以下のような効果を奏する。
微細気泡発生装置１０は、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、減圧ノズル２２を備える微細気泡発生器１１に、三方電磁弁１２、第１流体遮断弁１３、及びコントローラ１８を接続することで、浴槽５０に微細気泡を発生させることができる。このように簡単な構成であるために、故障が少なくイニシャルコストが少なくて済む。
また、比較的コンパクトで、風呂用給湯装置３０に内蔵されているので、風呂用給湯装置３０を取り替えることで、微細気泡発生装置１０の機能を既設の設備に追加することができる。
なお、微細気泡発生装置１０は風呂用給湯装置３０の外付けにすることも可能であるが、配線などの関係から、例えば風呂用給湯装置３０の下部であって、配管の立ち下げ部分に設けるなどの取り付けとなるため、風呂用給湯装置３０と一体で交換可能というメリットはそのままにできる。
また、第１実施例の微細気泡発生装置１０は給水ライン３１ａから水道水を供給する方式で、浴槽５０の水を循環して微細気泡を発生させていないので、微細気泡発生器１１の内部に汚物が溜まりにくく、メンテナンスフリーでの使用を期待できる。
【００４７】
以上に説明した、第１実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００４８】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００４９】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００５０】
（第２実施例）
次に、第２実施例の構成について説明する。
第２実施例は、第１実施例と微細気泡発生装置１０の構成はほぼ同じであり、風呂用給湯装置３０の配管の接続が異なる。したがって、風呂用給湯装置３０の構成の説明を行う。
図１０は、第２実施例の風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
この図１０は、第１実施例の図６に対応するものであり、微細気泡発生装置１０の配置される位置が異なる。なお、同じ機能であるものに関しては説明を省略する。
第１実施例と異なる点は、まず、分岐ライン３４に備えられる逆止弁３７の下流側に、第２流体遮断弁３８ａが設けられ、その下流に追焚戻ライン３３ａが合流している点である。
【００５１】
また、追焚戻ライン３３ａには、入口に第５流体遮断弁３８ｄが設けられ、その後に風呂循環ポンプ１７が接続され、分岐ライン３４に合流している。
また、分岐ライン３４は追焚戻ライン３３ａと合流した後、追焚用熱交換部３６の備える追焚用熱交換器３６ａに接続され、微細気泡発生装置１０に接続されるバイパスライン３８と、第４遮断弁３８ｃが備えられる追焚往ライン３３ｂに分岐する。
バイパスライン３８は、追焚用熱交換器３６ａの下流の分岐点から三方電磁弁１２に接続され、三方電磁弁１２には、微細気泡発生装置１０へ接続される配管と、吸気口３２ａから接続される配管が接続されている。
そして、三方電磁弁１２の下流には、微細気泡発生装置１０が接続され、その後、第１流体遮断弁１３に接続される配管と、第３流体遮断弁３８ｂに接続される配管に分岐する。
第１流体遮断弁１３は、水抜口３２ｂに接続され、第３流体遮断弁３８ｂは追焚往ライン３３ｂに合流する配管に接続される。
【００５２】
上記の構成を備える第２実施例の発明の作用について、以下に説明する。
まず、空の浴槽５０に一定量お湯を供給する際には、給水ライン３１ａから供給される水道水を、給湯用熱交換部３５で暖め、給湯ライン３１ｂに接続される給湯栓５５を介して浴槽５０に供給するか、給湯ライン３１ｂから分岐される分岐ライン３４を通り、追焚用熱交換器３６ａを介して吸気口３２ａを通過し、浴槽５０にお湯を供給する。
浴槽５０に一定量のお湯が供給された後、第１流体遮断弁１３及び第４遮断弁３８ｃを閉じ、三方電磁弁１２を追焚用熱交換器３６ａから微細気泡発生装置１０にお湯が供給できるように切り替え、第３流体遮断弁３８ｂを空けて追焚往ライン３３ｂから浴槽５０に微細気泡が混入したお湯を供給する。
この際、微細気泡発生装置１０では、前述した気体充填運転、加圧熔解運転、微細気泡生成運転のプロセスを経ていることは言うまでもない。
【００５３】
このようにして、浴槽５０に微細気泡が供給されるので、白濁したお湯を入浴時に楽しむことができる。
なお、浴槽５０への供給が終わってしまうと、次第に浴槽５０に溜められたお湯が透明に戻ってしまうが、ここで、追焚戻ライン３３ａから取り入れた浴槽水を風呂循環ポンプ１７によって循環させ、第２流体遮断弁３８ａ、第４遮断弁３８ｃ及び第１流体遮断弁１３を遮断し、三方電磁弁１２を追焚用熱交換器３６ａから微細気泡発生装置１０に連通するように切り替え、第３流体遮断弁３８ｂを開放することで、微細気泡を混入した浴槽水を浴槽５０に供給することができる。
すなわち、追焚戻ライン３３ａから取り込んだ浴槽水を、微細気泡発生装置１０を通過させて追焚往ライン３３ｂを介し浴槽５０へ供給することで、浴槽５０のお湯の白濁状態を持続することが可能である。
この場合、微細気泡発生装置１０に供給する水圧を確保するために、風呂循環ポンプ１７の能力をアップする必要があるが、風呂循環ポンプ１７は風呂用給湯装置３０に備えられているので、施工性は損なわれない。
なお、気液溶解タンク２０内に空気を定期的に供給する必要があるため、間欠運転をする必要があるが、第１実施例でも示した通り、４〜５分程度は白濁状態を維持できるため、間欠運転であっても常時白濁した状態を保つことが可能となる。
【００５４】
第２実施例の発明は、このように構成され作用するため、以下のような効果を奏する。
第２実施例では第１実施例の構成に、配管の変更と、第４遮断弁３８ｃ及び第５流体遮断弁３８ｄを追加したような構成となっているため、第１実施例同様、構造が単純で、故障が少なくイニシャルコストが少なくて済む。
また、比較的コンパクトで、風呂用給湯装置３０に内蔵することが可能であるので、風呂用給湯装置３０を取り替えることで、微細気泡発生装置１０の機能を既設の設備に追加することができる。もちろん、微細気泡発生装置１０を風呂用給湯装置３０の外付けにすることも、第１実施例同様に可能である。
【００５５】
以上に説明した、第２実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００５６】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００５７】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００５８】
（第３実施例）
次に、第３実施例の構成について説明する。
第３実施例は、第１実施例と微細気泡発生装置１０の構成について、減圧ノズル２２が異なる。
図１１には、第３実施例の減圧弁の構造について示しており、図１１（ａ）には、第３実施例の減圧弁の流路下流側から見た図を示している。また、図１１（ｂ）には、第３実施例の減圧弁の断面図を示している。
第３実施例の減圧ノズル２２は、微細気泡発生装置１０から減圧ノズル２２が分離されて水平方向に設置されており、オリフィス部２２ａ、円錐部２２ｂ、メッシュ２２ｃ、吐出孔２２ｄの他に、減圧ノズル入力部２２ｅ、及び渦流発生部２２ｆを備えている。
【００５９】
減圧ノズル入力部２２ｅは、減圧ノズル２２の上流側に設けられ、ここから微細気泡発生装置１０より供給される水道水を取り入れる。
減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、渦流発生部２２ｆの内径に比べて１／３弱の径となっており、円筒形状の減圧ノズル２２に対して法線方向に取り付けられている。
一方、渦流発生部２２ｆは、円筒形状の部分と円錐形状の部分からなり、オリフィス部２２ａに接続されている。そして、渦流発生部２２ｆの円筒形状の部分の法線方向に減圧ノズル入力部２２ｅが取り付けられている。
その他の部分は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した第１実施例の減圧ノズル２２と同様の構成である。
この減圧ノズル２２は、風呂用給湯装置３０に組み込まれ、図６に示した第１実施例の風呂用給湯装置３０の構成と、図１０に示した第２実施例の風呂用給湯装置３０の構成のどちらにでも適用可能である。
取り付け位置に関しては、微細気泡発生装置１０の下部であって、水抜口３２ｂと追焚往ライン３３ｂの分岐前、又は、分岐後の追焚往ライン３３ｂに減圧ノズル２２が水平になるように取り付けられる。
【００６０】
第３実施例はこのように構成されるので、以下のような作用、効果を奏する。
微細気泡発生装置１０は、第１実施例でも触れたが、図３に示す長さａが内径ｂに比べて長い必要があるために、風呂用給湯装置３０に内蔵させることが難しい場合がある。
このようなケースでは、気液溶解タンク２０から減圧ノズル２２を分離させて取り付けることで、微細気泡発生装置１０を風呂用給湯装置３０に内蔵しやすくすることができる。
前述したように、減圧ノズル２２は気液溶解タンク２０から分離しても、機能上で大きな差異はないため、気液溶解タンク２０から分離して減圧ノズル２２を設置することで、風呂用給湯装置３０をコンパクトに構成できる点はメリットが大きい。
【００６１】
ところで、第１実施例及び第２実施例においても減圧ノズル２２を気液溶解タンク２０から分離して構成することは可能であるが、減圧ノズル２２を分離した際に減圧ノズル２２の設置方向によっては、大きな気泡が発生しやすくなることがある。
例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）の第１実施例に示した減圧ノズル２２を水平方向に設置すると、大きな気泡が発生しやすいことを実験で確認している。
このことは、浴槽５０に供給する白濁したお湯に混入している微細気泡を大きく成長させやすくするという問題を発生させ、白濁度を低下させてしまう。
このような問題に対処するために、減圧ノズル２２を水平に設置する場合には、図１１に示したような構成にすることで、大きな泡を発生しにくくすることが可能となる。
【００６２】
具体的には、減圧ノズル２２を水平方向に設置し、この減圧ノズル２２に対して、減圧ノズル入力部２２ｅを減圧ノズル２２の法線方向に設けて、気液溶解タンク２０から供給される微細気泡の混入した水道水を流すことで、渦流発生部２２ｆ中で渦状の流れを発生させることができる。
これは、減圧ノズル２２に対して減圧ノズル入力部２２ｅが法線方向に接続されているため、渦流発生部２２ｆの内壁に沿って、気液溶解タンク２０からの水圧がかかった水流が流れ込み、渦流発生部２２ｆの円筒部で渦状の流れを形成するのである。
この結果、渦状の流れのまま水道水はオリフィス部２２ａを通過し、吐出孔２２ｄ及びメッシュ２２ｃを通過することで、大きな気泡を発生せずに浴槽５０に微細気泡が混入した水道水を供給することが可能である。
【００６３】
この原理について、はっきりしたことは分かっていないが、減圧ノズル２２を垂直方向に設置する場合には、気液溶解タンク２０から供給される際にかかる０．２ＭＰａ程度の水圧の他に、水の自重の助けがある為に大きな気泡ができにくくなっているのに対し、減圧ノズル２２が水平方向に設置される場合には、水の自重が渦流発生部２２ｆ内で不均一に働くために悪影響を及ぼすのではないかと推察される。
このため、減圧ノズル入力部２２ｅを減圧ノズル２２の法線方向に設置し、渦流発生部２２ｆ内で渦状の流れを作ってやることで、オリフィス部２２ａを通過する際の水の自重の影響を軽減する作用があるのだと考えられる。
したがって、例えば減圧ノズル２２に対して、減圧ノズル入力部２２ｅを垂直でなく、多少角度を付けて減圧ノズル２２の法線方向に接続してやれば、より流れがスムーズになると考えられ、このように施工することを妨げない。
【００６４】
なお、実験では、渦流発生部２２ｆの内径φ２０ｍｍに対して、減圧ノズル入力部２２ｅの内径はφ８ｍｍとしている。減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、大きすぎると渦流発生部２２ｆで有効に渦状の流れを形成することができず、逆に小さすぎると減圧ノズル入力部２２ｅでの流量が絞られてしまうため問題となった。
したがって、減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、オリフィス部２２ａよりも若干大きくすることで、必要流量を確保し、かつ渦流発生部２２ｆ内で有効に渦状流れが確保できる程度に設定することが必要である。
【００６５】
以上に説明した、第３実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００６６】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００６７】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００６８】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置３０において、
減圧ノズル２２は、入力部と、オリフィス部２２ａと、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、渦流発生部２２ｆには、円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に減圧ノズル入力部２２ｅが接続され、渦流発生部２２ｆからオリフィス部２２ａにかけて円錐状に口径が絞られ、オリフィス部２２ａは、流体ノズル２１の有する複数の小孔２１ａの合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、出力部には、オリフィス部２２ａから出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔２２ｄが設けられた円錐壁面を備え、吐出孔２２ｄの下流にメッシュ２２ｃが設けられており、
減圧ノズル入力部２２ｅに気液溶解タンク２０から水道水が供給されることで、水道水が渦流発生部２２ｆの外周部において流れに対して垂直方向に渦状の流れを作り、オリフィス部２２ａに導かれ、隙間を介して吐出孔２２ｄ及びメッシュ２２ｃを通過することを特徴とするので、（１）又は（２）の風呂用給湯装置３０の備える微細気泡発生装置１０の減圧ノズル２２の特定条件下での効果を高めることが可能になる。
【００６９】
前述した（１）又は（２）の風呂用給湯装置３０の備える微細気泡発生装置１０の減圧ノズル２２を風呂用給湯装置３０の内部のレイアウトの関係で水平設置する必要がある場合、大きな泡が発生しやすかった。
具体的には特許文献２に示される形状の減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下部であって、垂直方向に配置される場合は大きな気泡は発生しにくいが、水平方向に配置すると気泡が発生しやすくなってしまうのである。
そこで、減圧ノズル２２を水平方向に設置する際には、上記構成の通り減圧ノズル入力部２２ｅを円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に設置してやることで、水道水が渦流発生部２２ｆの外周部をおいて流れに対して垂直方向に渦状の流れを作ることで、減圧ノズル２２を通過する際に大きな泡の発生を抑制する効果がある。
減圧ノズル２２で大きな泡が発生しなければ、その後の配管内で泡が生長して浴槽５０に到達した時点で白濁度を低下させることが無く、入浴感を高めることに貢献する。
また、複雑な機構を必要としないので、不要にイニシャルコストを上げることにならない。
【００７０】
（第４実施例）
次に、第４実施例の構成について説明する。
第４実施例は、基本的には第１実施例と同様の原理に基づく発明であるが、構造を簡易化している点で異なる。
図１２に、第４実施例の微細気泡発生装置１０を浴室に配置した構成図を示している。
この図１２は、第１実施例の図７に対応するものであり、簡易微細気泡発生装置１０ａを風呂用給湯装置３０に内蔵するのではなく、浴室６０に設置している点で異なる。
また、簡易微細気泡発生装置１０ａ自体の構成についても、第１実施例の微細気泡発生装置１０とは若干異なる。以下に、その違いから説明をしていく。
まず、簡易微細気泡発生装置１０ａの微細気泡発生器１１には、第１流体遮断弁１３を備えていない。また、コントローラ１８も備えていない。又、三方電磁弁１２を備える代わりに三方手動弁１２ａを備えている。
したがって、簡易微細気泡発生装置１０ａは、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、及び減圧ノズル２２と、三方手動弁１２ａを備え、吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａが三方手動弁１２ａに接続され、微細気泡発生器１１からは、浴槽５０内部に微細気泡を含んだお湯を供給できるように微細気泡水供給ライン３９ｂが接続されている。
なお、減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下面に設けても良いし、微細気泡水供給ライン３９ｂの途中か先端に設けても良い。
【００７１】
上記したものの内、分岐給湯ライン３９ａは、給水ライン３１ａより分岐されるものであり、給湯栓５５の手前で給水ライン３１ａより分岐され、簡易微細気泡発生装置１０ａの備える三方手動弁１２ａに接続されている。
この分岐給湯ライン３９ａは、例えば浴室６０に備えられるシャワーの接続のような感じで、分岐されるものであるので、容易に接続が可能である。
また、三方手動弁１２ａについては、第１実施例の三方電磁弁１２とその働きは殆ど変わらないが、コントローラ１８によって制御されるものではなく、三方手動弁１２ａに設けられたハンドル１４で、吸気口３２ａ及び分岐給湯ライン３９ａと、微細気泡発生器１１への接続を変更するものである。
このような簡易微細気泡発生装置１０ａは、浴室６０内に、三方手動弁１２ａ側を上として設置される必要があり、浴槽５０の水面より高い位置の浴室６０の壁に掛けられる等の方法で設置される。
なお、簡易微細気泡発生装置１０ａは第１実施例等の微細気泡発生装置１０とほぼ原理は同様であるため、風呂用給湯装置３０に内蔵しても良い。
【００７２】
第４実施例はこのように構成されるので、以下のような作用、効果を奏する。
簡易微細気泡発生装置１０ａは、使用を開始するのにあたり、第１実施例で説明したように気液溶解タンク２０内に気体を満たす必要がある。
そこで、ハンドル１４で三方手動弁１２ａを吸気口３２ａに接続するように切り換えておく。
吸気口３２ａと気液溶解タンク２０が連通されると、気液溶解タンク２０内部に水が溜まっている場合には、気液溶解タンク２０内部の水は、水の自重によって微細気泡水供給ライン３９ｂを通って排出される。この際に、気液溶解タンク２０の位置が浴槽５０の水面の位置より低く、空気を気液溶解タンク２０に導入されることが阻害されてしまうことがないように、設置位置を工夫する等の注意が必要である。
【００７３】
気液溶解タンク２０内に空気が満たされた段階で、ハンドル１４を切り換えて、今度は分岐給湯ライン３９ａと気液溶解タンク２０を連通させる。
すると、気液溶解タンク２０には空気が満たされており、分岐給湯ライン３９ａより供給され、流体ノズル２１を通過したお湯が、シャワー状に気液溶解タンク２０内部に供給されていく。この結果、気液溶解タンク２０内部の空気よりも重いお湯は、微細気泡水供給ライン３９ｂより排出されることになり、気液溶解タンク２０内部では、お湯が下側に溜まり、上側に空気が溜まっている状態となる。
【００７４】
ここで、簡易微細気泡発生装置１０ａが有効に働くためには、流体ノズル２１より減圧ノズル２２の有効断面積が小さい必要がある。具体的には、複数設けられた小孔２１ａの合計面積が、減圧ノズル２２のオリフィス部２２ａよりも多い必要があり、第１実施例でも示したように、その様な構成となっているため、分岐給湯ライン３９ａから供給されるお湯の量よりも、微細気泡水供給ライン３９ｂから排出されるお湯の量は少なく、したがって、気液溶解タンク２０の内圧は次第に上昇する。
分岐給湯ライン３９ａからのお湯は、水道水の圧力分、約０．２ＭＰａかかっているとすると、気液溶解タンク２０の内圧が０．２ＭＰａまで上昇する。気液溶解タンク２０の内圧が０．１５ＭＰａ以上になれば、気液溶解が必要なだけ行われ、微細気泡水供給ライン３９ｂから供給される微細気泡を含んだお湯によって、浴槽５０内を白濁させることができる。
【００７５】
なお、第１実施例に比べて、第１流体遮断弁１３を備えていないために気液溶解タンク２０の内圧を上げるまでに時間がかかり、三方手動弁１２ａを切り換えた後、５〜６秒は微細気泡を含まないお湯が供給されることになるが、その後は第１実施例等と同様に微細気泡を含んだお湯を供給することが可能となる。
また、気液溶解タンク２０内に取り込む空気は気液溶解タンク２０の容量分しか無いために、連続的に微細気泡を発生することは出来ず、例えば２０Ｌ程度のお湯を浴槽５０に供給する、いわゆる差し湯の際に利用することが効果的である。
一回の微細気泡発生プロセスを２０Ｌとして、再度ハンドル１４によって三方手動弁１２ａを切り換えて、空気を充填し、再び差し湯を行うバッチ運転的な運用を行えば、微細気泡によって白濁したお湯を楽しむことができる。
また、微細気泡水供給ライン３９ｂをホースのような柔らかい素材で構成するようにすれば、入浴中に肩から微細気泡を含んだお湯を掛ける等の楽しみ方も考えられる。
【００７６】
このような作用によって、第１実施例乃至第３実施例に記載したように、微細気泡を含んで白濁したお湯を浴槽５０に満たして入浴することが可能となり、入浴を楽しむことができる。
また、第１実施例等に記載される微細気泡発生装置１０と比べて、簡易微細気泡発生装置１０ａは、第１流体遮断弁１３やコントローラ１８を含まず、三方電磁弁１２も三方手動弁１２ａで済むためにコストが安く済み、設置も給湯栓５５前で分岐する程度の工事で済むためにコストが安くなる。
さらに、構造が簡易になるために故障等が少なくなり、メンテナンスも容易になるというメリットがある。
【００７７】
以上に説明した、第４実施例の微細気泡発生装置１０及び風呂用給湯装置３０によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽５０に微細気泡を含む水道水を供給する簡易微細気泡発生装置１０ａにおいて、
気液溶解タンク２０と、吸気口３２ａと、分岐給湯ライン３９ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、分岐給湯ライン３９ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方手動弁１２ａと、気液溶解タンク２０の上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下面に接続する流路に備えられ、流体ノズル２１よりも口径が絞られた減圧ノズル２２と、を備え、
吸気口３２ａから気体が充填された気液溶解タンク２０に、三方手動弁１２ａで吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路から、分岐給湯ライン３９ａから気液溶解タンク２０に接続する流路に切り換えることで、分岐給湯ライン３９ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、水道水が減圧ノズル２２を通過することで、水道水に微細気泡を含む微細気泡水を浴槽５０に供給することを特徴とするので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置３０とは別に簡易微細気泡発生装置１０ａを設置することが可能となる。
【００７８】
上述した（１）の風呂用給湯装置３０に備える簡易微細気泡発生装置１０ａは、三方手動弁１２ａを備えており、この三方手動弁１２ａにより遮断、連通して微細気泡を発生しているが、この三方手動弁１２ａを省いても簡易的に微細気泡を発生することが可能である。
上述の（１）においても（４）においても、気体を充填した気液溶解タンク２０の内部に水道水を供給することで、供給する水道水の中に気体を溶解させる。
しかし、大気圧下では水道水の中に溶解する気体の量は、微細気泡を発生するには不十分である。そこで、（１）では三方手動弁１２ａを用いて、気液溶解タンク２０より下流の流路を遮断し、水道水を供給することで、水道水の水圧により加圧され、気液溶解タンク２０内の圧力が上昇して、水道水の中に気体が溶解しやすくなる。これは液体中の気体溶解量が圧力に比例するためである。
【００７９】
しかし、この効果は流体ノズル２１の開口面積に対して減圧ノズル２２の開口面積を小さくすることでも、実現可能である。これは、気液溶解タンク２０へ供給される水道水の量よりも気液溶解タンク２０から排出される水道水の量が少なければ、次第に気液溶解タンク２０の内圧は上昇するという作用によるものである。
そして、第１実施例乃至第４実施例の方法の何れにおいても、供給口から供給される水道水の水圧と同等になるまで、気液溶解タンク２０の内部は加圧される。このことにより、前述したように気体が水道水の中に溶解することとなり、減圧ノズル２２を通過する際に水道水の圧力は低下し、溶解していた気体が水道水中に開放される。
その結果、浴槽５０には微細気泡を含んだ状態の水道水が供給されることになるのである。
【００８０】
上述したような（１）の構成を採ることで、安価に簡易微細気泡発生装置１０ａを提供することが可能となる。なお、（１）の構成によれば、水道水を供給して三方手動弁１２ａによって吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａを切り換えることで微細気泡を発生させることが可能となるため、例えば三方手動弁１２ａによって吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａを切り換えるようにすれば、複雑な制御も必要とせず、コンパクトな簡易微細気泡発生装置１０ａを提供することができる。
その結果、例えば浴室６０の給湯栓５５から分岐した配管に接続する簡易な簡易微細気泡発生装置１０ａとして使用することが可能となり、手軽に微細気泡を発生することができる。
【００８１】
（２）（１）に記載する簡易微細気泡発生装置１０ａを備えることを特徴とする風呂用給湯装置３０であるので、第１実施例乃至第３実施例の風呂用給湯装置３０よりも、さらにコストダウンを図ることが可能である。
【００８２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、三方電磁弁１２を遮断弁２つ用いるような構成にしたり、第１流体遮断弁１３及び第３流体遮断弁３８ｂを三方電磁弁にしたりといった、設計上の変更を施すことを妨げない。
また、第１実施例には実験に用いた機器の寸法を記載しているが、特にこの数値に限定するものではなく、設計によって変更可能である。
また、第４実施例において、簡易微細気泡発生装置１０ａを風呂用給湯装置３０に内蔵することを妨げないし、簡易微細気泡発生装置１０ａにコントローラ１８及び第１流体遮断弁１３を備えても良い。この場合には、コントローラ１８に電源を供給する必要があるので、工事が大がかりになるが、分岐給湯ライン３９ａからお湯を供給開始してから５〜６秒の間、簡易微細気泡発生装置１０ａから微細気泡が発生しない点を解消することができる。
さらに、第１実施例乃至第４実施例において、吸気口３２ａに例えば酸素を供給するカートリッジを用いれば、酸素の微細気泡を発生させることも可能であり、入浴感を高め、湯上がり時に湯冷めしにくいといった効果が得られるなど、様々な運用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施例の、微細気泡発生装置の構成図を示しめしている。
【図２】第１実施例の、微細気泡発生器の断面を模式的に示している。
【図３】第１実施例の、気液溶解タンクの断面図を示している。
【図４】（ａ）第１実施例の、流体ノズルの気液溶解タンクに取り付けた状態での断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、流体ノズルの下面から見た図を示している。
【図５】（ａ）第１実施例の、減圧ノズルの断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、減圧ノズルの下面を示している。
【図６】第１実施例の、風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
【図７】第１実施例の、風呂用給湯装置を浴槽に接続する構成図を示している。
【図８】（ａ）第１実施例の、気体充填運転をするプロセスを示している。（ｂ）第１実施例の、加圧溶解運転をするプロセスを示している。（ｃ）第１実施例の、微細気泡生成運転をするプロセスを示している。
【図９】第１実施例の、白濁度と運転時間の関係を表すグラフを示している。
【図１０】第２実施例の、風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
【図１１】（ａ）第３実施例の、減圧ノズルの断面図を示している。（ｂ）第３実施例の、減圧ノズルの側面を示している。
【図１２】第４実施例の、簡易微細気泡発生装置を浴槽に設置した構成図を示している。
【図１３】特許文献１の、浴槽システムの構成図を示している。
【図１４】特許文献２の、微細気泡発生ノズルを示している。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 微細気泡発生装置
１１ 微細気泡発生器
１２ 三方電磁弁
１３ 第１流体遮断弁
１４ ハンドル
１７ 風呂循環ポンプ
１８ コントローラ
１９ リモコン
２０ 気液溶解タンク
２１ 流体ノズル
２１ａ 小孔
２２ 減圧ノズル
２２ａ オリフィス部
２２ｂ 円錐部
２２ｃ メッシュ
２２ｄ 吐出孔
２２ｅ 減圧ノズル入力部
２２ｆ 渦流発生部
３０ 風呂用給湯装置
３１ａ 給水ライン
３１ｂ 給湯ライン
３２ａ 吸気口
３２ｂ 水抜口
３３ａ 追焚戻ライン
３３ｂ 追焚往ライン
３４ 分岐ライン
３５ 給湯用熱交換部
３５ａ 給湯用熱交換器
３６ 追焚用熱交換部
３６ａ 追焚用熱交換器
３７ 逆止弁
３８ バイパスライン
３８ａ 第２流体遮断弁
３８ｂ 第３流体遮断弁
３８ｃ 第４遮断弁
３８ｄ 第５流体遮断弁
５０ 浴槽
５１ 給湯金具
５５ 給湯栓
６０ 浴室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡を発生させる微細気泡発生装置及び、それを備えた風呂用給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、浴槽内に微細気泡を発生させることで、乳白色化させて入浴感を高めるなどの効果が知られており、銭湯や温泉などの施設でその様な設備を備えた風呂が利用されている。
近年では、その効果が科学的に確認され、家庭用の浴槽に採用するケースも増えてきている。
この液体内に微細気泡を発生させる原理は、液体中に気体を加圧溶解した気液溶解流体を作り、減圧ノズルで圧力開放されることで、液体内に溶解された気体が開放されて微細泡となって発生するというものである。
【０００３】
特許文献１や特許文献２にもこのような微細気泡を発生させる装置に関する発明が開示されている。
図１３には、特許文献１の浴槽システムの構成図を示している。
浴槽１１０には、浴槽水の取り出し口１１１と戻し口１１２が設けられており、取り出し口１１１と戻し口１１２は微細気泡発生装置１２０と接続する循環通路１２１が設けられている。
循環通路１２１には循環ポンプ１２２が配設され、この循環ポンプ１２２の下流に気液混合タンク１２３が設けられている。
また、気液混合タンク１２３の天井面には噴射ノズル１２６と、気液混合タンク１２３を大気開放するための空気弁１２７が設けられている。この空気弁１２７や循環ポンプ１２２は、これらを制御するためのコントローラ１２４に電気的に接続されている。
【０００４】
また、戻し口１１２には噴出ノズル１２５が設けられており、この噴出ノズル１２５には、噴射ノズル１２６の径よりも小径とした減圧体を設けられている。
このように構成された微細気泡発生装置１２０は、循環ポンプ１２２を稼働させることで、浴槽１１０に貯められた浴槽水を取り出し口１１１から循環通路１２１を介して循環させ、噴射ノズル１２６から気液混合タンク１２３の内部に向けて浴槽水を噴出する。
気液混合タンク１２３内には、気体と液体が満たされているので、気液混合タンク１２３内にある水面に噴射ノズル１２６から噴出した浴槽水が勢いよくあたり、空気を巻き込みながら気液混合タンク１２３に浴槽水が供給される。
このとき、噴出ノズル１２５には噴射ノズル１２６よりも小径な減圧体を備えているため、気液混合タンク１２３内の圧力は高くなっており、気液混合タンク１２３内で液体内に巻き込んだ気体は、液体内に溶解し、気液溶解流体となる。
そして、噴出ノズル１２５から浴槽内にこの気液溶解流体が噴出されることで、圧力が開放され、微細気泡が浴槽内に発生することになる。
【０００５】
特許文献２にも同様の機能を持った簡易的な構成の微細気泡発生ノズルに関する発明が記載されている。
図１４には、特許文献２の微細気泡発生ノズルが示されている。
止水栓２０３の設けられた水道管２０１の蛇口２０２に、エゼクター２０６を備えた気液溶解タンク２０４が備えられている。
エゼクター２０６の先端には、噴霧ノズル２０５が備えられ、気液溶解タンク２０４には、空気抜き弁２０８と、減圧弁２０９が備えられている。
このように、構成される微細気泡発生ノズル２１１によって、水道管２０１から供給される水道水に、エゼクター２０６によって取り込まれた空気が、噴霧ノズル２０５から放出されることによって、気液溶解タンク２０４内で混合し、減圧弁２０９で微細気泡を含む水道水に変換されて、排出される。
なお、気液溶解タンク２０４内の余剰空気は、空気抜き弁２０８によって排出される。
【特許文献１】特開２００１−１７０６１８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０５３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では以下のような問題点があった。
（１）風呂追焚配管とは別に微細気泡発生装置用の配管等を設置するため、コストがかかる。
特許文献１に記載する発明は、浴槽水を循環する配管内に微細気泡発生装置を取り付けることになる。
したがって、既存設備に特許文献１の微細気泡発生装置を取り付けるには、配管の途中に微細気泡発生装置を取り付け、浴槽１１０の戻し口１１２に噴射ノズル１２６を設けるという、大がかりな配管工事が必要となる。場合によっては、浴槽１１０の交換を必要とし、給湯側の配管に気液混合タンク１２３を割り込ませる工事が必要となると考えられる。
【０００７】
（２）蛇口の先にノズルを付けることになるため、使用しづらい。
特許文献２に記載する発明は、水道管２０１の蛇口２０２に微細気泡発生ノズル２１１を設置するため、使用者にとって蛇口２０２を使用しにくくなることが考えられる。
微細気泡発生ノズル２１１の大きさは、特許文献２には記載されていないが、噴霧ノズル２０５から噴霧される水道水に空気を巻き込み効率的に微細気泡を生成させるには、気液溶解タンク２０４に一定の長さが必要となる。
これは、気液溶解タンク２０４内で対流が起こり、噴霧ノズル２０５から噴出される水道水の勢いを吸収する程度の長さが、気液溶解タンク２０４に必要とされるためである。気液溶解タンク２０４が短くなると、噴霧ノズル２０５から噴出される水道水に空気が混合しないまま減圧弁２０９に到達してしまい、効果的に微細気泡を作ることができなくなってしまうと考えられる。
【０００８】
したがって、微細気泡発生ノズル２１１は必然的に長くなり、蛇口２０２に取り付けた際に、蛇口２０２の先から下に長く伸びた微細気泡発生ノズル２１１が邪魔になるので、使い勝手が悪い。
通常、キッチンの蛇口２０２や、お風呂に設けられる蛇口２０２の高さは、その先に何も取り付けられないことを前提として作られている。
したがって、キッチンであればシンクに、お風呂であれば浴槽の縁に微細気泡発生ノズル２１１がぶつかってしまうことも考えられ不便である。
また、ぶつからないにしても、微細気泡発生ノズル２１１が蛇口２０２に付いていることで、使いづらいものになることが予想される。
したがって、特許文献２のノズルでは、取り付けることのできる蛇口が限定されてしまい、使用するにあたっても不便であることが想定される。
【０００９】
このように、従来の特許文献１及び特許文献３の方法では、（１）設備の設置においてイニシャルコストがかかる、（２）取り付け可能な環境が限定される等の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明ではこのような問題を解決するためになされたものであり、イニシャルコストやランニングコストが削減でき、取り付け環境の制約を受けにくい微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明による微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置は以下のような特徴を有する。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、前記気液溶解タンクに水道水を供給する給水口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズルと、前記気液溶解タンクの下部の流路に備えられた減圧ノズルと、前記気液溶解タンクの下部に備えられ、前記気液溶解タンクに接続される流路を、遮断、連通する流体遮断手段と、を備え、
気体が充填され前記流体遮断手段により閉じられた前記気液溶解タンクに、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、所定時間の後、前記流体遮断手段を開放し、前記減圧ノズルを通過することで、前記浴槽に前記微細気泡を含む温水を供給することを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられ、前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、前記流路切換手段及び前記流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
（Ａ）前記流路切換手段を、前記吸気口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を、前記気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、前記吸気口から、前記気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を遮断し、前記給水口から前記気液溶解タンクに前記水道水を供給すると共に、前記水道水の水圧で前記気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通したまま、前記流体遮断手段を開放することで、流体が前記減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、
前記気体充填手段と、前記加圧溶解手段と、前記微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置において、
前記減圧ノズルは、入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、前記入力部には、前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、前記入力部から前記オリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、前記オリフィス部は、前記流体ノズルの有する前記複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、前記出力部には、前記オリフィス部から前記出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、前記吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
前記細管に前記気液溶解タンクから前記水道水が供給されることで、前記水道水が前記入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、前記隙間を介して前記吐出孔及び前記多孔体を通過することを特徴とする。
【００１４】
（４）浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、前記気液溶解タンクに前記水道水を供給する給水口と、前記気液溶解タンクの上部に備えられ、前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、前記気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、前記気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、前記流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、を備え、
前記吸気口から気体が充填された前記気液溶解タンクに、前記流路切換手段で前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路から、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、前記水道水が前記減圧ノズルを通過することで、前記水道水に前記微細気泡を含む微細気泡水を前記浴槽に供給することを特徴とする。
【００１５】
（５）（４）に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明による微細気泡発生装置、及び風呂用給湯装置により、以下のような作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、微細気泡発生装置は、気液溶解タンクと、給水口と、流体ノズルと、減圧ノズルと、流体遮断手段と、を有し、気体が充填され流体遮断手段により閉じられた気液溶解タンクに、給水口から流体ノズルを介して水道水が供給され、所定時間の後、流体遮断手段を開放し、減圧ノズルを通過することで、浴槽に微細気泡を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、装置自体をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００１７】
すなわち、風呂用給湯装置内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、循環ポンプの能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置を交換するだけで取り付け工事が終了するため、新たに微細気泡発生用の配管を設ける工事等が必要なくなり、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００１８】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置が、気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、気液溶解タンクの上部に備えられ、吸気口から気液溶解タンクに接続する流路と、給水口から気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、流路切換手段及び流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
コントローラは、
（Ａ）流路切換手段を、吸気口から気液溶解タンクに連通するように制御し、流体遮断手段を、気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口から、気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）流路切換手段を、給水口から気液溶解タンクに連通するように制御し、流体遮断手段を遮断し、給水口から気液溶解タンクに水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）流路切換手段を、給水口から気液溶解タンクに連通したまま、流体遮断手段を開放することで、流体が減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、複雑な機構を備えずに、（１）と同様の効果を奏する。
【００１９】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置において、
減圧ノズルは、入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、入力部には、前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、入力部からオリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、オリフィス部は、流体ノズルの有する複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、出力部には、オリフィス部から出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
細管に気液溶解タンクから水道水が供給されることで、水道水が入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、隙間を介して吐出孔及び多孔体を通過することを特徴とするので、（１）又は（２）の風呂用給湯装置の備える微細気泡発生装置の減圧ノズルの特定条件下での効果を高めることが可能になる。
【００２０】
前述した（１）又は（２）の風呂用給湯装置の備える微細気泡発生装置の減圧ノズルを風呂用給湯装置の内部のレイアウトの関係で水平設置する必要がある場合、大きな泡が発生しやすかった。
そこで、減圧ノズルを水平方向に設置する際には、上記構成の通り細管を円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に設置してやることで、水道水が入力部の外周部において流れに対して垂直方向に渦状の流れを作ることで、減圧ノズルを通過する際に大きな泡の発生を抑制する効果がある。
減圧ノズルで大きな泡が発生しなければ、その後の配管内で泡が生長して浴槽に到達した時点で白濁度を低下させることが無く、入浴感を高めることに貢献する。
また、複雑な機構を必要としないので、不要にイニシャルコストを上げることにならない。
【００２１】
（４）浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
気液溶解タンクと、吸気口と、給水口と、気液溶解タンクの上部に備えられ、吸気口から気液溶解タンクに接続する流路と、給水口から気液溶解タンクに接続する流路と、を切り替えるための流路切換手段と、気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、を備え、
吸気口から気体が充填された気液溶解タンクに、流路切換手段で吸気口から気液溶解タンクに接続する流路から、給水口から気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、給水口から流体ノズルを介して水道水が供給され、水道水が減圧ノズルを通過することで、水道水に微細気泡を含む微細気泡水を浴槽に供給することを特徴とするので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置とは別に微細気泡発生装置を設置することが可能となる。
【００２２】
上述した（１）の風呂用給湯装置に備える微細気泡発生装置は、流体遮断手段を備えており、この流体遮断手段により遮断、連通して微細気泡を発生しているが、この流体遮断手段を省いても簡易的に微細気泡を発生することが可能である。
上述の（１）においても（４）においても、気体を充填した気液溶解タンクの内部に水道水を供給することで、供給する水道水の中に気体を溶解させる。
しかし、大気圧下では水道水の中に溶解する気体の量は、微細気泡を発生するには不十分である。そこで、（１）では流体遮断手段を用いて、気液溶解タンクより下流の流路を遮断し、水道水を供給することで、水道水の水圧により加圧され、気液溶解タンク内の圧力が上昇して、水道水の中に気体が溶解しやすくなる。これは液体中の気体溶解量が圧力に比例するためである。
【００２３】
しかし、この効果は流体ノズルの開口面積に対して減圧ノズルの開口面積を小さくすることでも、実現可能である。これは、気液溶解タンクへ供給される水道水の量よりも気液溶解タンクから排出される水道水の量が少なければ、次第に気液溶解タンクの内圧は上昇するという作用によるものである。
そして（１）及び（４）の方法の何れにおいても、供給口から供給される水道水の水圧と同等になるまで、気液溶解タンクの内部は加圧される。このことにより、前述したように気体が水道水の中に溶解することとなり、減圧ノズルを通過する際に水道水の圧力は低下し、溶解していた気体が水道水中に開放される。
その結果、浴槽には微細気泡を含んだ状態の水道水が供給されることになるのである。
【００２４】
上述したような（４）の構成を採ることで、安価に微細気泡発生装置を提供することが可能となる。なお、（４）の構成によれば、水道水を供給して流路切換手段によって吸気口と給水口を切り換えることで微細気泡を発生させることが可能となるため、例えば手動切替弁によって吸気口と給水口を切り換えるようにすれば、複雑な制御も必要とせず、コンパクトな微細気泡発生装置を提供することができる。
その結果、例えば浴室の給湯栓から分岐した配管に接続する簡易な微細気泡発生装置として使用することが可能となり、手軽に微細気泡を発生することができる。
【００２５】
（５）（４）に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置であるので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置よりも、さらにコストダウンを図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（第１実施例）
まず、第１実施例の構成について説明する。
図１には、第１実施例に係る発明の微細気泡発生装置の構成図を示す。
微細気泡発生装置１０は、円筒形状の微細気泡発生器１１を備え、微細気泡発生器１１の上部には、給湯ライン３１ｂより連通する流路と、吸気口３２ａより連通する流路を切り替える三方電磁弁１２が接続されている。
また、微細気泡発生器１１の下部には、第１流体遮断弁１３を備えている。
三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３は、コントローラ１８に電気的に接続され、制御される。
【００２７】
微細気泡発生器１１の構成については、図２にて説明する。
図２は、第１実施例の微細気泡発生器の断面を模式的に表した図である。
微細気泡発生器１１は、気液溶解タンク２０と、流体ノズル２１、及び減圧ノズル２２によって構成される。
以下に、微細気泡発生器１１を構成するそれぞれの部品について図を用いて説明を行う。
図３には、第１実施例の気液溶解タンクの断面図を示している。
まず、気液溶解タンク２０は図３に示されるような円筒形状のタンクであり、材質は例えはステンレス等、腐食に強く一定の耐熱性を有するものを用いる。また、気液溶解タンク２０は使用上、若干ながら内圧がかかるため、気液溶解タンク２０は、数ｍｍ程度の厚みをもっている。もちろん、材質によっても必要とする厚みは変わるので、適宜選択すればよい。
【００２８】
気液溶解タンク２０の大きさは、使用条件によってもその大きさが変わってくるが、長さａに対して内径ｂは１／１０程度の直径にすると良い。
そして、気液溶解タンク２０の上部には流体ノズル２１が設けられており、下部には減圧ノズル２２が設けられている。
なお、減圧ノズル２２に関しては、気液溶解タンク２０の一部として一体的に形成されても良いが、気液溶解タンク２０に接続される流路の一部に、別部品として設けられていても構わない。この場合、気液溶解タンク２０の下流は追焚往ライン３３ｂとなるので、追焚往ライン３３ｂの配管の途中に減圧ノズル２２が設けられていれば、その機能を果たす。
【００２９】
図４（ａ）には、第１実施例の流体ノズルの気液溶解タンクに取り付けた状態での断面図であり、図３の部分Ａの拡大図を示している。図４（ｂ）には、第１実施例の流体ノズルの下面から見た図を示している。
流体ノズル２１は、気液溶解タンク２０にボルト構造などで接合されている。取り付け構造は特に限定するものではないが、管内に詰まりが発生する等の問題も考えられるので、取り外し可能に設けられていることが望ましい。また、気液溶解タンク２０には、前述したように内圧がかかることもあって、しっかりと固定される必要がある。図には示していないが、後の清掃や交換を考慮すれば、パッキンを挟んでフランジ取り付け等、配管を動かさずに取り外し可能な固定方法も有効だと考える。
【００３０】
流体ノズル２１の先端には、複数の小孔２１ａが空けられている。また、流体ノズル２１の外部は、図４（ｂ）に示されるように六角となっている。これは、ねじ込み式を採用しているために、組み付けや取り外しを考慮してこのような六角の形状になっているが、前述したフランジ取り付け等、様々な組み付け方法があるため、特にこのような形状に限定するものではない。
流体ノズル２１に設けられた小孔２１ａは、複数設けられて、気液溶解タンク２０の内部に貯められた液体の液面に対してシャワー状に給水できるようにしてある。
【００３１】
図５（ａ）には、第１実施例の減圧ノズルの断面図を示しており、図５（ｂ）には、第１実施例の減圧ノズルの下面を示している。
減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下部に備えられる。第１実施例では、気液溶解タンク２０に一体的に設けられているが、気液溶解タンク２０に一体的に設けられない場合でも、気液溶解タンク２０の下流側に位置するように設けられればよい。
減圧ノズル２２は、図５（ａ）に示されるように、オリフィス部２２ａと、円錐部２２ｂと、メッシュ２２ｃと、吐出孔２２ｄから構成されている。
【００３２】
オリフィス部２２ａは、減圧ノズル２２の口径に対して十分小さく、減圧ノズル２２の内径に対し、オリフィス部２２ａの内径は半分以下に設定することが望ましい。
また、吐出孔２２ｄは、オリフィス部２２ａより内径を小さくし、円錐部２２ｂに複数設けている。図５（ｂ）で示されるように、吐出孔２２ｄは８カ所設けているが、適度に水流が分散すれば特にこの吐出孔２２ｄの数はこれに限定されるものではない。
多孔体に相当するメッシュ２２ｃについては、材質は耐食性があり、上流からの圧力に耐えうる一定の強度があれば、例えばセラミックスや燒結金属のような多孔質体でも良いが、本実施例ではステンレス製のメッシュを複数枚重ねて用いている。そして、その粗さは２５０メッシュ程度としている。
【００３３】
このような、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、減圧ノズル２２に構成される微細気泡発生器１１は、図６に示す風呂用給湯装置３０に組み込まれて使用される。
図６は、第１実施例の風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
また、図７には風呂用給湯装置を浴槽に接続する構成図が示されている。
まず、図６の説明を行う。風呂用給湯装置３０は、給湯用熱交換部３５及び追焚用熱交換部３６を備えており、図７に示す浴槽５０への給湯に用いる。
給湯用熱交換部３５には給水ライン３１ａ及び給湯ライン３１ｂが接続されており、給水ライン３１ａには水道管が接続されている。また、給湯ライン３１ｂは、浴槽５０又は給湯栓５５へお湯を供給可能に接続されている。
一方、追焚用熱交換部３６には、追焚戻ライン３３ａと、追焚往ライン３３ｂが接続されており、追焚戻ライン３３ａには風呂循環ポンプ１７が備えられ、追焚往ライン３３ｂと共に図７に示す浴槽５０に接続されている。
【００３４】
そして、図６の風呂用給湯装置３０には、微細気泡発生装置１０が備えられ、吸気口３２ａが三方電磁弁１２を介して配設され、水抜口３２ｂは第１流体遮断弁１３を介して微細気泡発生装置１０に接続されている。
なお、三方電磁弁１２、第１流体遮断弁１３、及び風呂循環ポンプ１７はコントローラ１８に接続され、コントローラ１８は、リモコン１９でも操作可能である。
給湯用熱交換部３５に接続された、給水ライン３１ａは、給湯用熱交換器３５ａを介して３１ｂに接続されるが、その途中で分岐ライン３４に分岐される。そして、分岐ライン３４に備えられる逆止弁３７を通過して、微細気泡発生装置１０と、追焚用熱交換部３６に接続される追焚戻ライン３３ａに合流し、追焚用熱交換器３６ａを介して追焚往ライン３３ｂに接続され、図７に示す浴槽５０へと接続されることになる。
【００３５】
その他に、バイパスライン３８及び第２流体遮断弁３８ａ、第３流体遮断弁３８ｂが設けられており、微細気泡発生装置１０を介さずに追焚往ライン３３ｂより浴槽５０に給湯できるように構成されている。
この第２流体遮断弁３８ａ及び第３流体遮断弁３８ｂも、コントローラ１８に接続され、任意にコントロール可能であるものとする。
このような構成を持つ風呂用給湯装置３０が、図７に説明するように、浴室６０に備えられる浴槽５０に給湯金具５１を介して、また、給湯栓５５にも接続されている。
給湯金具５１には、追焚戻ライン３３ａ及び追焚往ライン３３ｂが接続され、給湯栓５５には、給湯ライン３１ｂが接続されている。
【００３６】
上記の構成を備える第１実施例の発明の作用について、以下に説明する。
図８には、微細気泡発生のプロセスを表した模式図を示している。図８（ａ）には、気体充填運転をするプロセスを、図８（ｂ）には、加圧溶解運転をするプロセスを、図８（ｃ）には微細気泡生成運転をするプロセスを示している。
まず、図８（ａ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから微細気泡発生器１１に接続するように切り替え、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を開放するようにコントローラ１８が制御を行う。
このようにすることで、吸気口３２ａと微細気泡発生器１１の備える気液溶解タンク２０が連通して、外部より空気を取り入れることが可能となる。
また、微細気泡発生器１１の備える気液溶解タンク２０が水抜口３２ｂに連通することになるので、気液溶解タンク２０内部に液体が溜まっていた場合は、液体が外に排出される結果になる。そして、気液溶解タンク２０内は、空気で満たされる。
【００３７】
次に、図８（ｂ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２を、分岐ライン３４と接続するように切り替え、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を遮断する。
分岐ライン３４には、給水ライン３１ａから供給された水道水が、給湯用熱交換部３５を通過して暖められたお湯が、給湯ライン３１ｂに供給される途中で分岐ライン３４に分岐している。したがって、微細気泡発生器１１の気液溶解タンク２０には作られたばかりのお湯が供給されることになる。
ところで、給水ライン３１ａは水道菅と接続しているため、一般的な水道と同様に約０．２ＭＰａの圧力がかかっている。したがって、気液溶解タンク２０に供給されるお湯も０．２ＭＰａ程度の圧力がかかっており、気液溶解タンク２０が空気で満たされているとしても、この圧力によってお湯は気液溶解タンク２０の内部に供給され、圧力とバランスがとれるところまで供給されて、供給が止まる。
実験に用いた気液溶解タンク２０のサイズであれば、１／３程度までお湯が溜まる。
【００３８】
この気液溶解タンク２０に溜められているお湯は、分岐ライン３４から供給される際に図４（ａ）、図４（ｂ）に示す流体ノズル２１を通過してくるために、図８（ｂ）に示すようにシャワー状になって、気液溶解タンク２０内の気体を巻き込みながら、液面に供給される。さらに、気液溶解タンク２０の内部は前述したように加圧された状態となっていくために、お湯内に空気が溶け込みやすくなる。
そして、図８（ｃ）で、微細気泡発生器１１の上部に備える三方電磁弁１２は、そのまま分岐ライン３４と気液溶解タンク２０が連通するように維持し、微細気泡発生器１１の下部に備える第１流体遮断弁１３を開放する。
こうすることで、気液溶解タンク２０内の液体は、気液溶解タンク２０の下部に備えられる減圧ノズル２２を通過して、水抜口３２ｂを介して浴槽５０に供給されることになる。
減圧ノズル２２を通過する際に、加圧されたお湯は減圧される。そして、お湯中に溶解していた気体は、お湯中に目に見える形となって放出される。
【００３９】
このように、風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を備えることで、給湯時に微細気泡を含むお湯を浴槽５０に供給することができる。
なお、第１実施例の微細気泡発生装置１０は、約８Ｌ／ｍｉｎ程度の給湯能力であり、また、後述するように、微細気泡を生成し浴槽５０に供給するお湯を白濁させる時間はそれ程長くないため、浴槽５０に一定量の湯を供給しておき、最終的に差し湯という形で微細気泡を含んだお湯を浴槽５０に供給しながら入浴するといった用途に用いる方が合理的である。
したがって、図６に示す構成で、最初に浴槽５０にお湯を溜める場合には、給水ライン３１ａから供給する水道水を、給湯用熱交換部３５の給湯用熱交換器３５ａを通過させて、熱し、給湯ライン３１ｂから浴槽５０に供給するか、三方電磁弁１２を吸気口３２ａ側に切り替え、第２流体遮断弁３８ａを連通させ、第３流体遮断弁３８ｂを遮断し、分岐ライン３４を通して、追焚戻ライン３３ａに流入させ、追焚用熱交換部３６を通過して、追焚往ライン３３ｂを通って浴槽５０に供給することになる。
【００４０】
そして、浴槽５０に一定量のお湯が溜まったら、図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示す、上述した気体充填運転、加圧溶解運転、微細気泡生成運転のプロセスを経て、三方電磁弁１２を分岐ライン３４と微細気泡発生装置１０とを連通させる側に切り替え、第２流体遮断弁３８ａを遮断し、第３流体遮断弁３８ｂを連通させて、微細気泡が生成したお湯を追焚往ライン３３ｂより浴槽５０に供給する。
このようにして、浴槽５０に微細気泡が供給されるので、白濁したお湯を入浴時に楽しむことができる。
【００４１】
ここで、第１実施例について簡易に実験を行ったので、その結果について示す。
まず、気液溶解タンク２０のサイズについては前述した通りであり、流体ノズル２１及び減圧ノズル２２を備える。
気液溶解タンク２０は、図３に示されるように長さａは６００ｍｍで、その内径ｂはφ５５ｍｍとした。前述した通り長さａに対して内径ｂは１／１０程度としている。これは、長さａを短くすると巻き込んだ空気が、液体に溶解しないうちに減圧ノズル２２から直接排出されることとなる等の現象が起き、空気溶解に対して悪影響があったためである。
【００４２】
しかし、内径ｂを更に小さくすると、逆に白濁度が低下してしまう。流体ノズル２１から放出された液体が、液面に直接あたりにくくなるなどの原因が考えられるので、全体的なバランスが、微細気泡生成に影響していると考えられる。
流体ノズル２１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、流体ノズル２１の内径はφ１３ｍｍ、小孔２１ａは、φ４ｍｍで４つ空けられている。小孔２１ａは、孔の数は増やすほど白濁度は増加するため多い方が良いが、６箇所にすると、その効果は減少することを確認している。
これは、小孔２１ａの径と、流体ノズル２１に供給する流体の圧力等との関係があるようである。流体ノズル２１に供給する水圧は、水道水を利用しており、０．２ＭＰａ程度とそれ程高くないため、流体ノズル２１の４カ所に小孔２１ａを設けた場合が最も白濁度を高くできることを確認している。
【００４３】
減圧ノズル２２は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、オリフィス部２２ａ、円錐部２２ｂ、メッシュ２２ｃ、及び吐出孔２２ｄが設けられており、減圧ノズル２２の設けられる配管部分の内径がφ２０ｍｍ程度に対し、オリフィス部２２ａの内径はφ７ｍｍ程度とした。
また、オリフィス部２２ａの下部に位置する円錐部２２ｂは、圧損を考慮してこのような形状となっており、８カ所に内径φ３ｍｍの吐出孔２２ｄを設けている。また、吐出孔２２ｄの下部にはメッシュ２２ｃが設けられている。
このメッシュ２２ｃは、２５０メッシュ程度の粗さのステンレス製のメッシュ材を３枚重ねて取り付けられている。メッシュの粗さは気泡の成長に関係している。メッシュ２２ｃのメッシュの枚数を増やすと白濁度が向上するが、３枚程度までで効果がほとんど無くなり、逆に大きな気泡が生成されることを確認した。
なお、オリフィス部２２ａと円錐部２２ｂのギャップについて、ギャップ間隔は１ｍｍ程度が適正であることが分かった。このギャップ間隔を変えることで圧損が変化し、流速が変わる。ギャップ間隔を大きくし流速を大きくすると白濁する時間を短縮できるが、多量の液体が流れることになるので、浴槽５０が早く一杯になってしまうという問題がある。
【００４４】
上記のような構成の微細気泡発生器１１を、前述した風呂用給湯装置３０に取り付けて、簡易実験を行った。なお、微細気泡発生器１１は、風呂用給湯装置３０内部には組み込まず、風呂用給湯装置３０から接続される追焚往ライン３３ｂに組み付けて簡易的に行っているので、風呂用給湯装置３０に組み込んだ場合とは、配管の長さや圧力の差異より、若干結果が異なると考えられるが、同じ傾向を示すものとして期待できる。また、実験に用いた浴槽５０の容量は１８０Ｌであり、浴槽５０に１６０Ｌのお湯を溜めておいて、２０Ｌの差し湯をして白濁させ、白濁度を検証している。
図９には、白濁度と運転時間の関係を表すグラフを示している。
実験は、給水ライン３１ａから供給する水道水の水圧を変えてその差を示し、水圧０．２ＭＰａとして設定した場合と、水圧０．１５ＭＰａとして設定を示している。
この結果、水圧０．２ＭＰａで設定する場合は、開始から６０秒後に白濁度１００に達し、１９０秒間程度白濁度１００を維持した後に、徐々に透明に戻っていく様子が分かる。
一方、水圧０．１５ＭＰａで設定した場合は、開始から１８０秒程度かかり白濁度９０を越えた後、徐々に透明に戻っている。
【００４５】
この結果より、実際に風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を組み込んだ場合でも、同様の効果が見込めると考えられる。
なお、どちらの結果とも開始から２１０秒程度立つと白濁度が下がり始めるのは、差し湯の量を２０Ｌとしているためで、水圧０．２ＭＰａに設定すると１６０秒程度、水圧０．１５ＭＰａに設定すると１７０秒程度で２０Ｌに達するので、そこで供給を止めてしまったからである。
この結果から、浴槽５０の白濁状態を保持できるのは４〜５分程度であることが分かり、実際に風呂用給湯装置３０に微細気泡発生装置１０を組み込んだ場合も同様の効果であると考えられる。
必要であれば、微細気泡発生装置１０を断続的に運転し、浴槽５０に微細気泡が混入したお湯を、供給、停止を繰り返すような制御を行うことで、白濁度は若干下がるものの、白濁を持続する時間を長くすることも可能であると考えられる。これによって、１０分程度までは白濁状態を維持できることが確認されている。
ただし、第１実施例の風呂用給湯装置３０は差し湯を行う場合を前提にしているので、差し湯を行った後、１０分程度効果が持続していることで、使用者の満足は得られるものと考える。
もちろん、使用者によっては浴槽５０に長く浸かりたいという要望がある場合もあるが、複数回差し湯を繰り返すようにコントローラ１８の制御を行うことで、白濁状態を持続することも可能である。
【００４６】
第１実施例の発明は、このように構成され作用するため、以下のような効果を奏する。
微細気泡発生装置１０は、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、減圧ノズル２２を備える微細気泡発生器１１に、三方電磁弁１２、第１流体遮断弁１３、及びコントローラ１８を接続することで、浴槽５０に微細気泡を発生させることができる。このように簡単な構成であるために、故障が少なくイニシャルコストが少なくて済む。
また、比較的コンパクトで、風呂用給湯装置３０に内蔵されているので、風呂用給湯装置３０を取り替えることで、微細気泡発生装置１０の機能を既設の設備に追加することができる。
なお、微細気泡発生装置１０は風呂用給湯装置３０の外付けにすることも可能であるが、配線などの関係から、例えば風呂用給湯装置３０の下部であって、配管の立ち下げ部分に設けるなどの取り付けとなるため、風呂用給湯装置３０と一体で交換可能というメリットはそのままにできる。
また、第１実施例の微細気泡発生装置１０は給水ライン３１ａから水道水を供給する方式で、浴槽５０の水を循環して微細気泡を発生させていないので、微細気泡発生器１１の内部に汚物が溜まりにくく、メンテナンスフリーでの使用を期待できる。
【００４７】
以上に説明した、第１実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００４８】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００４９】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００５０】
（第２実施例）
次に、第２実施例の構成について説明する。
第２実施例は、第１実施例と微細気泡発生装置１０の構成はほぼ同じであり、風呂用給湯装置３０の配管の接続が異なる。したがって、風呂用給湯装置３０の構成の説明を行う。
図１０は、第２実施例の風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
この図１０は、第１実施例の図６に対応するものであり、微細気泡発生装置１０の配置される位置が異なる。なお、同じ機能であるものに関しては説明を省略する。
第１実施例と異なる点は、まず、分岐ライン３４に備えられる逆止弁３７の下流側に、第２流体遮断弁３８ａが設けられ、その下流に追焚戻ライン３３ａが合流している点である。
【００５１】
また、追焚戻ライン３３ａには、入口に第５流体遮断弁３８ｄが設けられ、その後に風呂循環ポンプ１７が接続され、分岐ライン３４に合流している。
また、分岐ライン３４は追焚戻ライン３３ａと合流した後、追焚用熱交換部３６の備える追焚用熱交換器３６ａに接続され、微細気泡発生装置１０に接続されるバイパスライン３８と、第４遮断弁３８ｃが備えられる追焚往ライン３３ｂに分岐する。
バイパスライン３８は、追焚用熱交換器３６ａの下流の分岐点から三方電磁弁１２に接続され、三方電磁弁１２には、微細気泡発生装置１０へ接続される配管と、吸気口３２ａから接続される配管が接続されている。
そして、三方電磁弁１２の下流には、微細気泡発生装置１０が接続され、その後、第１流体遮断弁１３に接続される配管と、第３流体遮断弁３８ｂに接続される配管に分岐する。
第１流体遮断弁１３は、水抜口３２ｂに接続され、第３流体遮断弁３８ｂは追焚往ライン３３ｂに合流する配管に接続される。
【００５２】
上記の構成を備える第２実施例の発明の作用について、以下に説明する。
まず、空の浴槽５０に一定量お湯を供給する際には、給水ライン３１ａから供給される水道水を、給湯用熱交換部３５で暖め、給湯ライン３１ｂに接続される給湯栓５５を介して浴槽５０に供給するか、給湯ライン３１ｂから分岐される分岐ライン３４を通り、追焚用熱交換器３６ａを介して吸気口３２ａを通過し、浴槽５０にお湯を供給する。
浴槽５０に一定量のお湯が供給された後、第１流体遮断弁１３及び第４遮断弁３８ｃを閉じ、三方電磁弁１２を追焚用熱交換器３６ａから微細気泡発生装置１０にお湯が供給できるように切り替え、第３流体遮断弁３８ｂを空けて追焚往ライン３３ｂから浴槽５０に微細気泡が混入したお湯を供給する。
この際、微細気泡発生装置１０では、前述した気体充填運転、加圧熔解運転、微細気泡生成運転のプロセスを経ていることは言うまでもない。
【００５３】
このようにして、浴槽５０に微細気泡が供給されるので、白濁したお湯を入浴時に楽しむことができる。
なお、浴槽５０への供給が終わってしまうと、次第に浴槽５０に溜められたお湯が透明に戻ってしまうが、ここで、追焚戻ライン３３ａから取り入れた浴槽水を風呂循環ポンプ１７によって循環させ、第２流体遮断弁３８ａ、第４遮断弁３８ｃ及び第１流体遮断弁１３を遮断し、三方電磁弁１２を追焚用熱交換器３６ａから微細気泡発生装置１０に連通するように切り替え、第３流体遮断弁３８ｂを開放することで、微細気泡を混入した浴槽水を浴槽５０に供給することができる。
すなわち、追焚戻ライン３３ａから取り込んだ浴槽水を、微細気泡発生装置１０を通過させて追焚往ライン３３ｂを介し浴槽５０へ供給することで、浴槽５０のお湯の白濁状態を持続することが可能である。
この場合、微細気泡発生装置１０に供給する水圧を確保するために、風呂循環ポンプ１７の能力をアップする必要があるが、風呂循環ポンプ１７は風呂用給湯装置３０に備えられているので、施工性は損なわれない。
なお、気液溶解タンク２０内に空気を定期的に供給する必要があるため、間欠運転をする必要があるが、第１実施例でも示した通り、４〜５分程度は白濁状態を維持できるため、間欠運転であっても常時白濁した状態を保つことが可能となる。
【００５４】
第２実施例の発明は、このように構成され作用するため、以下のような効果を奏する。
第２実施例では第１実施例の構成に、配管の変更と、第４遮断弁３８ｃ及び第５流体遮断弁３８ｄを追加したような構成となっているため、第１実施例同様、構造が単純で、故障が少なくイニシャルコストが少なくて済む。
また、比較的コンパクトで、風呂用給湯装置３０に内蔵することが可能であるので、風呂用給湯装置３０を取り替えることで、微細気泡発生装置１０の機能を既設の設備に追加することができる。もちろん、微細気泡発生装置１０を風呂用給湯装置３０の外付けにすることも、第１実施例同様に可能である。
【００５５】
以上に説明した、第２実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００５６】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００５７】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００５８】
（第３実施例）
次に、第３実施例の構成について説明する。
第３実施例は、第１実施例と微細気泡発生装置１０の構成について、減圧ノズル２２が異なる。
図１１には、第３実施例の減圧弁の構造について示しており、図１１（ａ）には、第３実施例の減圧弁の流路下流側から見た図を示している。また、図１１（ｂ）には、第３実施例の減圧弁の断面図を示している。
第３実施例の減圧ノズル２２は、微細気泡発生装置１０から減圧ノズル２２が分離されて水平方向に設置されており、オリフィス部２２ａ、円錐部２２ｂ、メッシュ２２ｃ、吐出孔２２ｄの他に、減圧ノズル入力部２２ｅ、及び渦流発生部２２ｆを備えている。
【００５９】
減圧ノズル入力部２２ｅは、減圧ノズル２２の上流側に設けられ、ここから微細気泡発生装置１０より供給される水道水を取り入れる。
減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、渦流発生部２２ｆの内径に比べて１／３弱の径となっており、円筒形状の減圧ノズル２２に対して法線方向に取り付けられている。
一方、渦流発生部２２ｆは、円筒形状の部分と円錐形状の部分からなり、オリフィス部２２ａに接続されている。そして、渦流発生部２２ｆの円筒形状の部分の法線方向に減圧ノズル入力部２２ｅが取り付けられている。
その他の部分は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した第１実施例の減圧ノズル２２と同様の構成である。
この減圧ノズル２２は、風呂用給湯装置３０に組み込まれ、図６に示した第１実施例の風呂用給湯装置３０の構成と、図１０に示した第２実施例の風呂用給湯装置３０の構成のどちらにでも適用可能である。
取り付け位置に関しては、微細気泡発生装置１０の下部であって、水抜口３２ｂと追焚往ライン３３ｂの分岐前、又は、分岐後の追焚往ライン３３ｂに減圧ノズル２２が水平になるように取り付けられる。
【００６０】
第３実施例はこのように構成されるので、以下のような作用、効果を奏する。
微細気泡発生装置１０は、第１実施例でも触れたが、図３に示す長さａが内径ｂに比べて長い必要があるために、風呂用給湯装置３０に内蔵させることが難しい場合がある。
このようなケースでは、気液溶解タンク２０から減圧ノズル２２を分離させて取り付けることで、微細気泡発生装置１０を風呂用給湯装置３０に内蔵しやすくすることができる。
前述したように、減圧ノズル２２は気液溶解タンク２０から分離しても、機能上で大きな差異はないため、気液溶解タンク２０から分離して減圧ノズル２２を設置することで、風呂用給湯装置３０をコンパクトに構成できる点はメリットが大きい。
【００６１】
ところで、第１実施例及び第２実施例においても減圧ノズル２２を気液溶解タンク２０から分離して構成することは可能であるが、減圧ノズル２２を分離した際に減圧ノズル２２の設置方向によっては、大きな気泡が発生しやすくなることがある。
例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）の第１実施例に示した減圧ノズル２２を水平方向に設置すると、大きな気泡が発生しやすいことを実験で確認している。
このことは、浴槽５０に供給する白濁したお湯に混入している微細気泡を大きく成長させやすくするという問題を発生させ、白濁度を低下させてしまう。
このような問題に対処するために、減圧ノズル２２を水平に設置する場合には、図１１に示したような構成にすることで、大きな泡を発生しにくくすることが可能となる。
【００６２】
具体的には、減圧ノズル２２を水平方向に設置し、この減圧ノズル２２に対して、減圧ノズル入力部２２ｅを減圧ノズル２２の法線方向に設けて、気液溶解タンク２０から供給される微細気泡の混入した水道水を流すことで、渦流発生部２２ｆ中で渦状の流れを発生させることができる。
これは、減圧ノズル２２に対して減圧ノズル入力部２２ｅが法線方向に接続されているため、渦流発生部２２ｆの内壁に沿って、気液溶解タンク２０からの水圧がかかった水流が流れ込み、渦流発生部２２ｆの円筒部で渦状の流れを形成するのである。
この結果、渦状の流れのまま水道水はオリフィス部２２ａを通過し、吐出孔２２ｄ及びメッシュ２２ｃを通過することで、大きな気泡を発生せずに浴槽５０に微細気泡が混入した水道水を供給することが可能である。
【００６３】
この原理について、はっきりしたことは分かっていないが、減圧ノズル２２を垂直方向に設置する場合には、気液溶解タンク２０から供給される際にかかる０．２ＭＰａ程度の水圧の他に、水の自重の助けがある為に大きな気泡ができにくくなっているのに対し、減圧ノズル２２が水平方向に設置される場合には、水の自重が渦流発生部２２ｆ内で不均一に働くために悪影響を及ぼすのではないかと推察される。
このため、減圧ノズル入力部２２ｅを減圧ノズル２２の法線方向に設置し、渦流発生部２２ｆ内で渦状の流れを作ってやることで、オリフィス部２２ａを通過する際の水の自重の影響を軽減する作用があるのだと考えられる。
したがって、例えば減圧ノズル２２に対して、減圧ノズル入力部２２ｅを垂直でなく、多少角度を付けて減圧ノズル２２の法線方向に接続してやれば、より流れがスムーズになると考えられ、このように施工することを妨げない。
【００６４】
なお、実験では、渦流発生部２２ｆの内径φ２０ｍｍに対して、減圧ノズル入力部２２ｅの内径はφ８ｍｍとしている。減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、大きすぎると渦流発生部２２ｆで有効に渦状の流れを形成することができず、逆に小さすぎると減圧ノズル入力部２２ｅでの流量が絞られてしまうため問題となった。
したがって、減圧ノズル入力部２２ｅの内径は、オリフィス部２２ａよりも若干大きくすることで、必要流量を確保し、かつ渦流発生部２２ｆ内で有効に渦状流れが確保できる程度に設定することが必要である。
【００６５】
以上に説明した、第３実施例の微細気泡発生装置及び風呂用給湯装置によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置１０を備えた風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０は、液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンク２０と、気液溶解タンク２０に水道水を供給する給水ライン３１ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下部の流路に備えられた減圧ノズル２２と、気液溶解タンク２０の下部に備えられ、気液溶解タンク２０に接続される流路を、遮断、連通する第１流体遮断弁１３と、を備え、気体が充填され第１流体遮断弁１３により閉じられた気液溶解タンク２０に、給水ライン３１ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、所定時間の後、給水ライン３１ａを開放し、減圧ノズル２２を通過することで、浴槽５０に微細気泡発生装置１０を含む温水を供給することを特徴とするので、単純な構造で微細気泡を発生させることができ、イニシャルコストを下げ、風呂用給湯装置３０をコンパクトにできるので取り付け可能な環境が限定されにくくなる。
【００６６】
すなわち、風呂用給湯装置３０内にコンパクトに構成された微細気泡発生装置１０を備えているので、既設の風呂設備に微細気泡発生装置１０を付加しようとする場合は、風呂用給湯装置３０を交換することで、微細気泡発生機能を付加することが可能になる。
これによって、蛇口などに邪魔なアダプターを付けることも必要なくなり、風呂用給湯装置３０を操作することで、微細気泡を含んだ温水を浴槽５０に供給することが可能となる。
さらに、構造が単純であり、安価な部品から構成されているためコストが安く、水道水の圧力を利用するため、風呂循環ポンプ１７の能力を上げる必要もなく、風呂用給湯装置３０を交換するだけで取り付け工事が終了するため、イニシャルコストを下げることが可能となる。
【００６７】
（２）（１）に記載する風呂用給湯装置において、
微細気泡発生装置１０が、気液溶解タンク２０に気体を供給するための吸気口３２ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方電磁弁１２と、三方電磁弁１２及び第１流体遮断弁１３を制御するためのコントローラ１８と、を備え、
コントローラ１８は、
（Ａ）三方電磁弁１２を、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を、気液溶解タンク２０から液体又は気体が排出できるように連通させ、吸気口３２ａから、気液溶解タンク２０内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通するように制御し、第１流体遮断弁１３を遮断し、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に水道水を供給すると共に、水道水の水圧で気液溶解タンク２０の内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）三方電磁弁１２を、給水ライン３１ａから気液溶解タンク２０に連通したまま、第１流体遮断弁１３を開放することで、流体が減圧ノズル２２を通過する微細気泡生成手段と、を有し、気体充填手段と、加圧溶解手段と、微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とするので、（１）と同様の効果を奏する。
【００６８】
（３）（１）又は（２）に記載する風呂用給湯装置３０において、
減圧ノズル２２は、入力部と、オリフィス部２２ａと、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、渦流発生部２２ｆには、円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に減圧ノズル入力部２２ｅが接続され、渦流発生部２２ｆからオリフィス部２２ａにかけて円錐状に口径が絞られ、オリフィス部２２ａは、流体ノズル２１の有する複数の小孔２１ａの合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、出力部には、オリフィス部２２ａから出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔２２ｄが設けられた円錐壁面を備え、吐出孔２２ｄの下流にメッシュ２２ｃが設けられており、
減圧ノズル入力部２２ｅに気液溶解タンク２０から水道水が供給されることで、水道水が渦流発生部２２ｆの外周部において流れに対して垂直方向に渦状の流れを作り、オリフィス部２２ａに導かれ、隙間を介して吐出孔２２ｄ及びメッシュ２２ｃを通過することを特徴とするので、（１）又は（２）の風呂用給湯装置３０の備える微細気泡発生装置１０の減圧ノズル２２の特定条件下での効果を高めることが可能になる。
【００６９】
前述した（１）又は（２）の風呂用給湯装置３０の備える微細気泡発生装置１０の減圧ノズル２２を風呂用給湯装置３０の内部のレイアウトの関係で水平設置する必要がある場合、大きな泡が発生しやすかった。
具体的には特許文献２に示される形状の減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下部であって、垂直方向に配置される場合は大きな気泡は発生しにくいが、水平方向に配置すると気泡が発生しやすくなってしまうのである。
そこで、減圧ノズル２２を水平方向に設置する際には、上記構成の通り減圧ノズル入力部２２ｅを円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に設置してやることで、水道水が渦流発生部２２ｆの外周部をおいて流れに対して垂直方向に渦状の流れを作ることで、減圧ノズル２２を通過する際に大きな泡の発生を抑制する効果がある。
減圧ノズル２２で大きな泡が発生しなければ、その後の配管内で泡が生長して浴槽５０に到達した時点で白濁度を低下させることが無く、入浴感を高めることに貢献する。
また、複雑な機構を必要としないので、不要にイニシャルコストを上げることにならない。
【００７０】
（第４実施例）
次に、第４実施例の構成について説明する。
第４実施例は、基本的には第１実施例と同様の原理に基づく発明であるが、構造を簡易化している点で異なる。
図１２に、第４実施例の微細気泡発生装置１０を浴室に配置した構成図を示している。
この図１２は、第１実施例の図７に対応するものであり、簡易微細気泡発生装置１０ａを風呂用給湯装置３０に内蔵するのではなく、浴室６０に設置している点で異なる。
また、簡易微細気泡発生装置１０ａ自体の構成についても、第１実施例の微細気泡発生装置１０とは若干異なる。以下に、その違いから説明をしていく。
まず、簡易微細気泡発生装置１０ａの微細気泡発生器１１には、第１流体遮断弁１３を備えていない。また、コントローラ１８も備えていない。又、三方電磁弁１２を備える代わりに三方手動弁１２ａを備えている。
したがって、簡易微細気泡発生装置１０ａは、気液溶解タンク２０、流体ノズル２１、及び減圧ノズル２２と、三方手動弁１２ａを備え、吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａが三方手動弁１２ａに接続され、微細気泡発生器１１からは、浴槽５０内部に微細気泡を含んだお湯を供給できるように微細気泡水供給ライン３９ｂが接続されている。
なお、減圧ノズル２２は、気液溶解タンク２０の下面に設けても良いし、微細気泡水供給ライン３９ｂの途中か先端に設けても良い。
【００７１】
上記したものの内、分岐給湯ライン３９ａは、給水ライン３１ａより分岐されるものであり、給湯栓５５の手前で給水ライン３１ａより分岐され、簡易微細気泡発生装置１０ａの備える三方手動弁１２ａに接続されている。
この分岐給湯ライン３９ａは、例えば浴室６０に備えられるシャワーの接続のような感じで、分岐されるものであるので、容易に接続が可能である。
また、三方手動弁１２ａについては、第１実施例の三方電磁弁１２とその働きは殆ど変わらないが、コントローラ１８によって制御されるものではなく、三方手動弁１２ａに設けられたハンドル１４で、吸気口３２ａ及び分岐給湯ライン３９ａと、微細気泡発生器１１への接続を変更するものである。
このような簡易微細気泡発生装置１０ａは、浴室６０内に、三方手動弁１２ａ側を上として設置される必要があり、浴槽５０の水面より高い位置の浴室６０の壁に掛けられる等の方法で設置される。
なお、簡易微細気泡発生装置１０ａは第１実施例等の微細気泡発生装置１０とほぼ原理は同様であるため、風呂用給湯装置３０に内蔵しても良い。
【００７２】
第４実施例はこのように構成されるので、以下のような作用、効果を奏する。
簡易微細気泡発生装置１０ａは、使用を開始するのにあたり、第１実施例で説明したように気液溶解タンク２０内に気体を満たす必要がある。
そこで、ハンドル１４で三方手動弁１２ａを吸気口３２ａに接続するように切り換えておく。
吸気口３２ａと気液溶解タンク２０が連通されると、気液溶解タンク２０内部に水が溜まっている場合には、気液溶解タンク２０内部の水は、水の自重によって微細気泡水供給ライン３９ｂを通って排出される。この際に、気液溶解タンク２０の位置が浴槽５０の水面の位置より低く、空気を気液溶解タンク２０に導入されることが阻害されてしまうことがないように、設置位置を工夫する等の注意が必要である。
【００７３】
気液溶解タンク２０内に空気が満たされた段階で、ハンドル１４を切り換えて、今度は分岐給湯ライン３９ａと気液溶解タンク２０を連通させる。
すると、気液溶解タンク２０には空気が満たされており、分岐給湯ライン３９ａより供給され、流体ノズル２１を通過したお湯が、シャワー状に気液溶解タンク２０内部に供給されていく。この結果、気液溶解タンク２０内部の空気よりも重いお湯は、微細気泡水供給ライン３９ｂより排出されることになり、気液溶解タンク２０内部では、お湯が下側に溜まり、上側に空気が溜まっている状態となる。
【００７４】
ここで、簡易微細気泡発生装置１０ａが有効に働くためには、流体ノズル２１より減圧ノズル２２の有効断面積が小さい必要がある。具体的には、複数設けられた小孔２１ａの合計面積が、減圧ノズル２２のオリフィス部２２ａよりも多い必要があり、第１実施例でも示したように、その様な構成となっているため、分岐給湯ライン３９ａから供給されるお湯の量よりも、微細気泡水供給ライン３９ｂから排出されるお湯の量は少なく、したがって、気液溶解タンク２０の内圧は次第に上昇する。
分岐給湯ライン３９ａからのお湯は、水道水の圧力分、約０．２ＭＰａかかっているとすると、気液溶解タンク２０の内圧が０．２ＭＰａまで上昇する。気液溶解タンク２０の内圧が０．１５ＭＰａ以上になれば、気液溶解が必要なだけ行われ、微細気泡水供給ライン３９ｂから供給される微細気泡を含んだお湯によって、浴槽５０内を白濁させることができる。
【００７５】
なお、第１実施例に比べて、第１流体遮断弁１３を備えていないために気液溶解タンク２０の内圧を上げるまでに時間がかかり、三方手動弁１２ａを切り換えた後、５〜６秒は微細気泡を含まないお湯が供給されることになるが、その後は第１実施例等と同様に微細気泡を含んだお湯を供給することが可能となる。
また、気液溶解タンク２０内に取り込む空気は気液溶解タンク２０の容量分しか無いために、連続的に微細気泡を発生することは出来ず、例えば２０Ｌ程度のお湯を浴槽５０に供給する、いわゆる差し湯の際に利用することが効果的である。
一回の微細気泡発生プロセスを２０Ｌとして、再度ハンドル１４によって三方手動弁１２ａを切り換えて、空気を充填し、再び差し湯を行うバッチ運転的な運用を行えば、微細気泡によって白濁したお湯を楽しむことができる。
また、微細気泡水供給ライン３９ｂをホースのような柔らかい素材で構成するようにすれば、入浴中に肩から微細気泡を含んだお湯を掛ける等の楽しみ方も考えられる。
【００７６】
このような作用によって、第１実施例乃至第３実施例に記載したように、微細気泡を含んで白濁したお湯を浴槽５０に満たして入浴することが可能となり、入浴を楽しむことができる。
また、第１実施例等に記載される微細気泡発生装置１０と比べて、簡易微細気泡発生装置１０ａは、第１流体遮断弁１３やコントローラ１８を含まず、三方電磁弁１２も三方手動弁１２ａで済むためにコストが安く済み、設置も給湯栓５５前で分岐する程度の工事で済むためにコストが安くなる。
さらに、構造が簡易になるために故障等が少なくなり、メンテナンスも容易になるというメリットがある。
【００７７】
以上に説明した、第４実施例の微細気泡発生装置１０及び風呂用給湯装置３０によれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）浴槽５０に微細気泡を含む水道水を供給する簡易微細気泡発生装置１０ａにおいて、
気液溶解タンク２０と、吸気口３２ａと、分岐給湯ライン３９ａと、気液溶解タンク２０の上部に備えられ、吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、分岐給湯ライン３９ａから気液溶解タンク２０に接続する流路と、を切り替えるための三方手動弁１２ａと、気液溶解タンク２０の上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズル２１と、気液溶解タンク２０の下面に接続する流路に備えられ、流体ノズル２１よりも口径が絞られた減圧ノズル２２と、を備え、
吸気口３２ａから気体が充填された気液溶解タンク２０に、三方手動弁１２ａで吸気口３２ａから気液溶解タンク２０に接続する流路から、分岐給湯ライン３９ａから気液溶解タンク２０に接続する流路に切り換えることで、分岐給湯ライン３９ａから流体ノズル２１を介して水道水が供給され、水道水が減圧ノズル２２を通過することで、水道水に微細気泡を含む微細気泡水を浴槽５０に供給することを特徴とするので、（１）乃至（３）の風呂用給湯装置３０とは別に簡易微細気泡発生装置１０ａを設置することが可能となる。
【００７８】
上述した（１）の風呂用給湯装置３０に備える簡易微細気泡発生装置１０ａは、三方手動弁１２ａを備えており、この三方手動弁１２ａにより遮断、連通して微細気泡を発生しているが、この三方手動弁１２ａを省いても簡易的に微細気泡を発生することが可能である。
上述の（１）においても（４）においても、気体を充填した気液溶解タンク２０の内部に水道水を供給することで、供給する水道水の中に気体を溶解させる。
しかし、大気圧下では水道水の中に溶解する気体の量は、微細気泡を発生するには不十分である。そこで、（１）では三方手動弁１２ａを用いて、気液溶解タンク２０より下流の流路を遮断し、水道水を供給することで、水道水の水圧により加圧され、気液溶解タンク２０内の圧力が上昇して、水道水の中に気体が溶解しやすくなる。これは液体中の気体溶解量が圧力に比例するためである。
【００７９】
しかし、この効果は流体ノズル２１の開口面積に対して減圧ノズル２２の開口面積を小さくすることでも、実現可能である。これは、気液溶解タンク２０へ供給される水道水の量よりも気液溶解タンク２０から排出される水道水の量が少なければ、次第に気液溶解タンク２０の内圧は上昇するという作用によるものである。
そして、第１実施例乃至第４実施例の方法の何れにおいても、供給口から供給される水道水の水圧と同等になるまで、気液溶解タンク２０の内部は加圧される。このことにより、前述したように気体が水道水の中に溶解することとなり、減圧ノズル２２を通過する際に水道水の圧力は低下し、溶解していた気体が水道水中に開放される。
その結果、浴槽５０には微細気泡を含んだ状態の水道水が供給されることになるのである。
【００８０】
上述したような（１）の構成を採ることで、安価に簡易微細気泡発生装置１０ａを提供することが可能となる。なお、（１）の構成によれば、水道水を供給して三方手動弁１２ａによって吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａを切り換えることで微細気泡を発生させることが可能となるため、例えば三方手動弁１２ａによって吸気口３２ａと分岐給湯ライン３９ａを切り換えるようにすれば、複雑な制御も必要とせず、コンパクトな簡易微細気泡発生装置１０ａを提供することができる。
その結果、例えば浴室６０の給湯栓５５から分岐した配管に接続する簡易な簡易微細気泡発生装置１０ａとして使用することが可能となり、手軽に微細気泡を発生することができる。
【００８１】
（２）（１）に記載する簡易微細気泡発生装置１０ａを備えることを特徴とする風呂用給湯装置３０であるので、第１実施例乃至第３実施例の風呂用給湯装置３０よりも、さらにコストダウンを図ることが可能である。
【００８２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、三方電磁弁１２を遮断弁２つ用いるような構成にしたり、第１流体遮断弁１３及び第３流体遮断弁３８ｂを三方電磁弁にしたりといった、設計上の変更を施すことを妨げない。
また、第１実施例には実験に用いた機器の寸法を記載しているが、特にこの数値に限定するものではなく、設計によって変更可能である。
また、第４実施例において、簡易微細気泡発生装置１０ａを風呂用給湯装置３０に内蔵することを妨げないし、簡易微細気泡発生装置１０ａにコントローラ１８及び第１流体遮断弁１３を備えても良い。この場合には、コントローラ１８に電源を供給する必要があるので、工事が大がかりになるが、分岐給湯ライン３９ａからお湯を供給開始してから５〜６秒の間、簡易微細気泡発生装置１０ａから微細気泡が発生しない点を解消することができる。
さらに、第１実施例乃至第４実施例において、吸気口３２ａに例えば酸素を供給するカートリッジを用いれば、酸素の微細気泡を発生させることも可能であり、入浴感を高め、湯上がり時に湯冷めしにくいといった効果が得られるなど、様々な運用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施例の、微細気泡発生装置の構成図を示しめしている。
【図２】第１実施例の、微細気泡発生器の断面を模式的に示している。
【図３】第１実施例の、気液溶解タンクの断面図を示している。
【図４】（ａ）第１実施例の、流体ノズルの気液溶解タンクに取り付けた状態での断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、流体ノズルの下面から見た図を示している。
【図５】（ａ）第１実施例の、減圧ノズルの断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、減圧ノズルの下面を示している。
【図６】第１実施例の、風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
【図７】第１実施例の、風呂用給湯装置を浴槽に接続する構成図を示している。
【図８】（ａ）第１実施例の、気体充填運転をするプロセスを示している。（ｂ）第１実施例の、加圧溶解運転をするプロセスを示している。（ｃ）第１実施例の、微細気泡生成運転をするプロセスを示している。
【図９】第１実施例の、白濁度と運転時間の関係を表すグラフを示している。
【図１０】第２実施例の、風呂用給湯装置のシステム構成図を示している。
【図１１】（ａ）第３実施例の、減圧ノズルの断面図を示している。（ｂ）第３実施例の、減圧ノズルの側面を示している。
【図１２】第４実施例の、簡易微細気泡発生装置を浴槽に設置した構成図を示している。
【図１３】特許文献１の、浴槽システムの構成図を示している。
【図１４】特許文献２の、微細気泡発生ノズルを示している。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 微細気泡発生装置
１１ 微細気泡発生器
１２ 三方電磁弁
１３ 第１流体遮断弁
１４ ハンドル
１７ 風呂循環ポンプ
１８ コントローラ
１９ リモコン
２０ 気液溶解タンク
２１ 流体ノズル
２１ａ 小孔
２２ 減圧ノズル
２２ａ オリフィス部
２２ｂ 円錐部
２２ｃ メッシュ
２２ｄ 吐出孔
２２ｅ 減圧ノズル入力部
２２ｆ 渦流発生部
３０ 風呂用給湯装置
３１ａ 給水ライン
３１ｂ 給湯ライン
３２ａ 吸気口
３２ｂ 水抜口
３３ａ 追焚戻ライン
３３ｂ 追焚往ライン
３４ 分岐ライン
３５ 給湯用熱交換部
３５ａ 給湯用熱交換器
３６ 追焚用熱交換部
３６ａ 追焚用熱交換器
３７ 逆止弁
３８ バイパスライン
３８ａ 第２流体遮断弁
３８ｂ 第３流体遮断弁
３８ｃ 第４遮断弁
３８ｄ 第５流体遮断弁
５０ 浴槽
５１ 給湯金具
５５ 給湯栓
６０ 浴室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、
前記気液溶解タンクに水道水を供給する給水口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズルと、
前記気液溶解タンクの下部の流路に備えられた減圧ノズルと、
前記気液溶解タンクの下部に備えられ、前記気液溶解タンクに接続される流路を、遮断、連通する流体遮断手段と、
を備え、
気体が充填され前記流体遮断手段により閉じられた前記気液溶解タンクに、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、
所定時間の後、前記流体遮断手段を開放し、前記減圧ノズルを通過することで、前記浴槽に前記微細気泡を含む温水を供給することを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載する風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、
前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられ、
前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
を切り替えるための流路切換手段と、
前記流路切換手段及び前記流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
（Ａ）前記流路切換手段を、前記吸気口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を、前記気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、
前記吸気口から、前記気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を遮断し、
前記給水口から前記気液溶解タンクに前記水道水を供給すると共に、前記水道水の水圧で前記気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通したまま、前記流体遮断手段を開放することで、流体が前記減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、
前記気体充填手段と、前記加圧溶解手段と、前記微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する風呂用給湯装置において、
前記減圧ノズルは、
入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、
前記入力部には、
前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、前記入力部から前記オリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、
前記オリフィス部は、
前記流体ノズルの有する前記複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、
前記出力部には、
前記オリフィス部から前記出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、前記吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
前記細管に前記気液溶解タンクから前記水道水が供給されることで、前記水道水が前記入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、前記隙間を介して前記吐出孔及び前記多孔体を通過することを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項４】
浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、
前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、
前記気液溶解タンクに前記水道水を供給する給水口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられ、
前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
を切り替えるための流路切換手段と、
前記気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、
前記気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、前記流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、
を備え、
前記吸気口から気体が充填された前記気液溶解タンクに、前記流路切換手段で前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路から、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、
前記水道水が前記減圧ノズルを通過することで、前記水道水に前記微細気泡を含む微細気泡水を前記浴槽に供給することを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項５】
請求項４に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項１】
浴槽に微細気泡を含む温水を供給する微細気泡発生装置を備えた風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、
前記気液溶解タンクに水道水を供給する給水口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられる複数の小孔を有する流体ノズルと、
前記気液溶解タンクの下部の流路に備えられた減圧ノズルと、
前記気液溶解タンクの下部に備えられ、前記気液溶解タンクに接続される流路を、遮断、連通する流体遮断手段と、
を備え、
気体が充填され前記流体遮断手段により閉じられた前記気液溶解タンクに、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、
所定時間の後、前記流体遮断手段を開放し、前記減圧ノズルを通過することで、前記浴槽に前記微細気泡を含む温水を供給することを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載する風呂用給湯装置において、
前記微細気泡発生装置は、
前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられ、
前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
を切り替えるための流路切換手段と、
前記流路切換手段及び前記流体遮断手段を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
（Ａ）前記流路切換手段を、前記吸気口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を、前記気液溶解タンクから液体又は気体が排出できるように連通させ、
前記吸気口から、前記気液溶解タンク内に気体を充填する気体充填手段と、
（Ｂ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通するように制御し、前記流体遮断手段を遮断し、
前記給水口から前記気液溶解タンクに前記水道水を供給すると共に、前記水道水の水圧で前記気液溶解タンクの内圧を上昇させる加圧溶解手段と、
（Ｃ）前記流路切換手段を、前記給水口から前記気液溶解タンクに連通したまま、前記流体遮断手段を開放することで、流体が前記減圧ノズルを通過する微細気泡生成手段と、を有し、
前記気体充填手段と、前記加圧溶解手段と、前記微細気泡生成手段とを順次切り替えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する風呂用給湯装置において、
前記減圧ノズルは、
入力部と、オリフィス部と、出力部から成り、円筒形の流路に水平方向に形成され、
前記入力部には、
前記円筒形の流路の流れ方向に対して垂直に細管が接続され、前記入力部から前記オリフィス部にかけて円錐状に口径が絞られ、
前記オリフィス部は、
前記流体ノズルの有する前記複数の小孔の合計面積よりも、開口面積が狭くなるように口径が絞られ、
前記出力部には、
前記オリフィス部から前記出力部にかけて円錐状に広がる面と、隙間を介して、複数の吐出孔が設けられた円錐壁面を備え、前記吐出孔の下流に多孔体が設けられており、
前記細管に前記気液溶解タンクから前記水道水が供給されることで、前記水道水が前記入力部の外周部の法線方向に沿って渦状の流れを作り、オリフィス部に導かれ、前記隙間を介して前記吐出孔及び前記多孔体を通過することを特徴とする風呂用給湯装置。
【請求項４】
浴槽に微細気泡を含む水道水を供給する微細気泡発生装置において、
液体中に気体を溶解させるための気液溶解タンクと、
前記気液溶解タンクに気体を供給するための吸気口と、
前記気液溶解タンクに前記水道水を供給する給水口と、
前記気液溶解タンクの上部に備えられ、
前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路と、
を切り替えるための流路切換手段と、
前記気液溶解タンクの上面に形成され、複数の小孔を有する流体ノズルと、
前記気液溶解タンクの下面に接続する流路に備えられ、前記流体ノズルよりも口径が絞られた減圧ノズルと、
を備え、
前記吸気口から気体が充填された前記気液溶解タンクに、前記流路切換手段で前記吸気口から前記気液溶解タンクに接続する流路から、前記給水口から前記気液溶解タンクに接続する流路に切り換えることで、前記給水口から前記流体ノズルを介して前記水道水が供給され、
前記水道水が前記減圧ノズルを通過することで、前記水道水に前記微細気泡を含む微細気泡水を前記浴槽に供給することを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項５】
請求項４に記載する微細気泡発生装置を備えることを特徴とする風呂用給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３０１２８１（Ｐ２００７−３０１２８１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３４９６４（Ｐ２００６−１３４９６４）
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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