微細気泡発生装置

【課題】ポンプをコンパクト化して、狭いスペースでも無理なく組み込めることを可能とした微細気泡発生装置を提供する。
【解決手段】液体中に気体が加圧溶解された気液溶解流体を減圧手段１２で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズル３０から噴射吐出させる微細気泡発生装置であって、前記吐出ノズル３０から液体を吐出させるためのポンプ６と、このポンプ６を縦置きで支持する架台５０と、この架台５０を支持する脚部材５１とが、上中下の縦積み３段重ねで設けられている。上下方向に細長いコンパクトなポンプユニットとなるので、水廻り設備が浴槽である場合には、浴槽とエプロンとの隙間のような狭いスペースでも無理なく組み込めるようになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水廻り設備に最適な微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体中に気体が加圧溶解された気液溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから浴槽（水廻り設備の一例）内に噴射吐出させるようにした微細気泡発生装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記のような微細気泡発生装置では、浴槽の吸込口から浴水を吸い込んで、吐出ノズル（吐出口）から吐出させるために、ポンプを必要とするが、水廻り設備が浴槽である場合には、浴槽とエプロンとの隙間のような狭いスペースに組み込めるようにするために、コンパクト化したいという要望がある。
【０００４】
本発明は、前記要望に応えるためになされたもので、ポンプをコンパクト化して、狭いスペースでも無理なく組み込めることを可能とした微細気泡発生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、液体中に気体が加圧溶解された気液溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから噴射吐出させる微細気泡発生装置であって、前記吐出ノズルから液体を吐出させるためのポンプと、このポンプを縦置きで支持する架台と、この架台を支持する脚部材とが、上中下の縦積み３段重ねで設けられていることを特徴とする微細気泡発生装置を提供するものである。
【０００６】
請求項２のように、前記架台と脚部材とは、平面視で見て、前記ポンプの本体部分の外径内にほぼ納まる外形状に設定されていることが好ましい。
【０００７】
請求項３のように、前記架台は、側面視で略Ｕ字状に形成されて、この略Ｕ字状の空間内に、前記ポンプの配管連結部が収められていることが好ましい。
【０００８】
請求項４のように、前記架台と脚部材との間には、架台の上下位置を調整可能なアジャスターが設けられていることが好ましい。
【０００９】
請求項５のように、前記ポンプと架台との間、前記脚部材と脚部材の据え付け面との間の少なくとも一方に、防振材が介設されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポンプと架台と脚部材とを上中下の縦積み３段重ねで設けているから、上下方向に細長いコンパクトなポンプユニットとなるので、水廻り設備が浴槽である場合には、浴槽とエプロンとの隙間のような狭いスペースでも無理なく組み込めるようになる。
【００１１】
請求項２によれば、平面視で見て、ポンプの本体部分の外径内にほぼ収まるように、架台と脚部材との外形状を設定することにより、凸凹が少なくなって、よりコンパクトなポンプユニットとすることができる。
【００１２】
請求項３によれば、架台の略Ｕ字状の空間を有効に利用してポンプの配管連結部を収められるので、よりコンパクトなポンプユニットとすることができる。
【００１３】
請求項４によれば、アジャスターを設けることで、ポンプの上下位置を簡単かつ迅速に調整できるようになる。
【００１４】
請求項５によれば、ポンプの振動が脚部材の据え付け面から浴室等の床面に伝わりにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、例えば、浴槽１内の浴水中に微細気泡を発生させる微細気泡発生装置の基本構成図であり、浴槽１の内側面に吸込口２と吐出口３とが設けられ、浴槽１のフランジ部に空気吸込口４が設けられている。
【００１７】
吸込口２は、接続管５を介して電動ポンプ６の吸い込み側に接続され、電動ポンプ６の吐出側は流入管７を介して気体溶解装置８の吸込側の噴射口９に接続されている。気体溶解装置８の吐出側の流出口１０は、流出管１１を介して圧力開放部となるベンチュリ管１２の一端に接続され、ベンチュリ管１２の他端は接続管１３を介して浴槽１の側面に設置された吐出口３に接続されている。また、空気吸込口４は、電動ポンプ６の入口側近傍の接続管５に接続管１４を介して接続され、接続管１４には、逆止弁１５が設けられている。
【００１８】
そして、気体が溶解した湯水が吐出口３より浴槽１内の浴水中に吐出されると、浴水中で溶解気体が析出して微細気泡が発生するようになる。
【００１９】
前記気体溶解装置８は、図２および図３に詳細に示すように、断面円形の直筒状をした側壁部２１と、この側壁部２１の両側の端部を閉塞する端壁部２２とからなるタンク状の筒状体２３で構成されて、長手方向すなわち略円筒状をした側壁部２１の中心軸イ（図２の一点鎖線参照）が水平方向ロ（図２の矢印参照）に対して１０〜４５度の傾斜角度θで傾斜する姿勢で配置されている。
【００２０】
この傾斜姿勢の筒状体２３は、上方側の端部が上流側Ａの端部になるとともに、下方側の端部が下流側Ｂの端部となり、上流側Ａに気液混合流体を筒状体２３内に噴射するための噴射口９が形成されるとともに、下流側Ｂに液体を筒状体２３内から流出する流出口１０が形成されている。
【００２１】
筒状体２３内には、溶質となる例えば空気等の気体と、溶媒となる例えば水等の液体とが貯留されるもので、略円筒状をした側壁部２１の上下方向の略中央付近には気体と液体との界面２４が位置し、界面２４より上部の上流側Ａの部分は、気体が貯留される気体貯留部２５になるとともに、界面２４より下流側Ｂの部分は、液体が貯留される液体貯留部２６となる。
【００２２】
前記噴射口９は、気体貯留部２５の内壁面（界面２４より上流側Ａの側壁部２１または端壁部２２の内壁面）か、界面２４寄りの位置か、あるいは界面２４より若干下側の液体貯留部２６の内壁面（界面２４より下流側Ｂの側壁部２１の内壁面）に形成され、流出口１０は、液体貯留部２６の端部付近の内壁面（界面２４より下流側Ｂの側壁部２１または端壁部２２の内壁面）に形成される。
【００２３】
筒状体２３の側壁部２１には、弁（図示せず）を設けた空気抜き口２７が形成してあり、この空気抜き口２７の位置が気体貯留部２５に貯留される気体と液体貯留部２６に貯留される液体の界面２４のレベルとなる。
【００２４】
次に、気体溶解装置８の作用を説明する。噴射口９から筒状体２３内に貯留されているのと同じ液体および気体が噴射されると、噴射口９と対向する側壁部２１の上側の内壁面に衝突し、この内壁面で跳ね返って界面２４にて液体貯留部２６に貯留されている液体に衝突して攪拌される。また、液体貯留部２６に貯留されている液体は、気液混合流体が界面２４に衝突して攪拌される他に、噴射口９から筒状体２３内に噴射される気液混合流体によっても攪拌される。
【００２５】
このように、気液混合流体の側壁部２１の内壁面との衝突や界面２４での衝突による攪拌、噴射される際の液体の攪拌等により、筒状体２３内に貯留している気体および液体、気液混合流体中の気体および液体が混合され、気体の液体への溶解が促進される。すなわち、混合攪拌によるせん断により、液体に混合している気泡（気体）が細分化されて、液体と接する総表面積が大きくなるのに加えて、液体と気体との界面付近における気体の溶解濃度が混合攪拌による均一化により低減されて、気体の液体への溶解速度が上昇するため、気体の液体への溶解が促進される。
【００２６】
気体の溶解が進行した液体は筒状体２３の液体貯留部２６に貯留されるが、貯留されている液体には未溶解の気泡も数多く混合し、このような気泡は上方に行くほど密に存在しており、液体貯留部２６の下端部近傍では気泡はあまり存在せず、大きな気泡は殆ど存在しない。そして、気体の溶解が進行して大きな気泡が殆ど存在しない液体貯留部２６の下端部の液体が流出口１０から筒状体２３外に流出されるようになる。
【００２７】
図４は、前記ベンチュリ管１２の基本構成図である。前記流出管１１のベンチュリ管１２は、中央１個の上流側ベンチュリ管１２ａと複数個（図４の例では５個）の下流側ベンチュリ管１２ｂとの２段構成となっている。このように、下流側ベンチュリ管１２ｂを並列で複数個を設けることにより、上流側ベンチュリ管１２ａで気液混合液中の気泡を粉砕してある程度小さな微細気泡とした後に、下流側ベンチュリ管１２ｂでより小さな微細気泡化させることができるので、より小さい微細気泡を大量に発生させることができる。
【００２８】
図５および図６は、図１〜図４の基本構成を具体化した微細気泡発生装置であり、基本構成と同一構成は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００２９】
浴槽１の側壁１ａ（図６参照）に吐出ノズル３０が取付けられ、この吐出ノズル３０に、前述した吸込口２、吐出口３、ベンチュリ管１２（１２ａ，１２ｂ）等が組み込まれてユニット化されている。
【００３０】
吐出ノズル３０には、側面視でＬ字状のノズルケース３１が設けられ、ノズルケース３１の内部には、外形状に倣ったＬ字状の流路３１ａが形成されて、この流路３１ａの入口側（縦向き部分）には、前記流出管１１がＯリング３２を介して接続されるとともに、入口側の流路３１ａには、前記中央１個の上流側ベンチュリ管１２ａが嵌め込まれている。
【００３１】
出口側（横向き部分）の流路３１ａには、前記複数個の下流側ベンチュリ管１２ｂを形成したノズル本体２９がＯリング３３を介して嵌め込まれている。
【００３２】
ノズル本体２９には、図９（ａ）（ｂ）に詳細に示すように、ノズルケース３１の出口側（横向き部分）の流路３１ａにＯリング３３を介して嵌め込むための円筒状嵌め込み部２９ａと、この嵌め込み部２９ａから前方（吐出方向）に突出する円筒状突出部２９ｂと、この円筒状突出部２９ｂと嵌め込み部２９ａとの間に板状閉塞部２９ｃとが形成され、この閉塞部２９ｃに、内外２重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個（本例では、６個）の下流側ベンチュリ管１２ｂが形成され、外側の大径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個（本例では１０個）の下流側ベンチュリ管１２ｂが形成されている（本例では下流側ベンチュリ管１２ｂが合計１６個）。複数個のベンチュリ管１２ｂは、ベンチュリ管群と呼ぶことができる。
【００３３】
図６に戻って、図７を参照すれば、ノズル本体２９の突出部２９ｂの内周面には、円筒状吸音シート３５が内嵌めされるとともに、この吸音シート３５の内周面には、円筒状静音メッシュ（金網状体）３６が内嵌めされていて、突出部２９ｂの前端部の雄ねじ２９ｄに、円筒状メッシュホルダー３７の雌ねじ３７ａをねじ込むことで、突出部２９ｂに吸音シート３５と静音メッシュ３６とが移動しないように保持されるようになる。
【００３４】
浴槽１の側壁１ａの取付け穴１ｂには、側面視でＵ字状断面のパッキン４０が嵌め込まれ、浴槽１の外側からノズルケース３１の出口側（横向き部分）のフランジ部３１ｂをパッキン４０に当てがうとともに、浴槽１の内側から円筒状固定フランジ４１の後端部の雄ねじ４１ａをノズルケース３１のフランジ部３１ｂの雌ねじ３１ｃにねじ込むことで、固定フランジ４１の前端部のフランジ部４１ｂがパッキン４０に水密に密着し、ノズルケース３１のフランジ部３１ｂがパッキン４０に水密に密着するようになる。これにより、ノズルケース３１が固定フランジ４１で浴槽１の側壁１ａに固定状態で取付けられるようになる。
【００３５】
そして、浴槽１の内側から円筒状ノズルカバー４２の後端部の雌ねじ４２ａを固定フランジ４１のフランジ部４１ｂの雄ねじ４１ｃにねじ込むことで、ノズルカバー４２が固定フランジ４１のフランジ部４１ｂに取付けられるようになる。ノズルカバー４２には、前記吐出口３が形成されている。
【００３６】
固定フランジ４１には、図８に詳細に示すように、メッシュホルダー３７の外周面との間を閉塞する板状閉塞部４１ｄが形成され、この閉塞部４１ｄに内外２重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔４１ｅが形成され、外側の大径円に沿って、内側の小径円の貫通孔４１ｅと半ピッチずらせた状態で、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔４１ｅが形成されている。この閉塞部４１ｄの内周面とメッシュホルダー３７の外周面との間にパッキン（図示せず）を介在させることで、水密性を向上させることができる。
【００３７】
ノズルカバー４２の外周面には、図６に示したように、円周上等角度間隔で複数個の前記吸込口２が形成されている。ノズルカバー４２の吸込口２と吐出口３とには、メッシュ（金網状体…鎖線参照）４３が取付けられている。
【００３８】
ノズルカバー４２の吐出口３のメッシュ４３は、ノズルカバー４２の後端とメッシュホルダー３７の先端との間に挟み込んで保持するとともに、ノズルカバー４２の吸込口２のメッシュ４３は、吐出口３の部分から吸込口２を覆うように後方に折り曲げて形成することができる。なお、ノズルカバー４２の吸込口２と吐出口３とに個々にメッシュ４３を取付けても良い。
【００３９】
前記のように構成した吐出ノズル３０であれば、図６に示したように、気体が溶解した湯水は、矢印ａのように、流出管１１からノズルケース３１の流路３１ａの上流側ベンチュリ管１２ａと下流側ベンチュリ管１２ｂとを介してノズルカバー４２の吐出口３より浴槽１内の浴水中に吐出されることで、浴水中で溶解気体が析出して微細気泡が発生するようになる。
【００４０】
また、浴槽１内の浴水は、矢印ｂのように、ノズルカバー４２の吸込口２からノズルカバー４２内に吸い込まれ、固定フランジ４１の閉塞部４１ｄの貫通孔４１ｅを通って、図５のように、ノズルケース３１の外側部に接続された接続管５から電動ポンプ６に吸い込まれるようになる。
【００４１】
前記した吐出ノズル３０の構成において、吐出ノズル３０のノズル本体２９に設けられた減圧手段であるベンチュリ管１２ｂと吐出ノズル３０のノズルカバー４２の吐出口３との間で、ベンチュリ管１２ｂと一定間隔Ｗを隔てて金網状体でなるメッシュ４３が配置されている。
【００４２】
このメッシュ４３は、例えば２０〜４０メッシュ、特に３０メッシュ程度で線径０．２９ｍｍのＳＵＳ製金網のものが好ましく、パンチングメタルであっても良い。
【００４３】
このように、ノズル本体２９のベンチュリ管１２ｂと一定間隔Ｗを隔てて金網状体でなるメッシュ４３を配置しているから、メッシュ４３の流通抵抗によって、ベンチュリ管１２ｂとメッシュ４３との間に圧力維持空間４５が形成されることで、ベンチュリ管１２ｂで発生した微細気泡の合体が圧力維持空間４５では阻止されるので、合体しない微細気泡が吐出ノズル３０の吐出口３から吐出されるようになって、浴水等の白濁性が向上するようになる。なお、メッシュ４３は、ノズル本体３０のノズルカバー４２の吸込口２にも設けており、これにより塵芥の吸い込みを防止することができるが、特に無くても構わない。
【００４４】
前記実施形態では、メッシュ４３をノズルカバー４２とメッシュホルダー３７との間に設けたが、これに代えて、図６に矢印Ｃで位置を示すように、ノズル本体２９の突出部２９ｂの先端とメッシュホルダー３７の後端との間にメッシュ４３を挟み込んで保持することもできる。
【００４５】
前記実施形態では、減圧手段がベンチュリ管１２ｂであったが、ディスクノズルとすることもできる。すなわち、図１０に示すように、ベンチュリ管１２に代えて、中心に減圧開口４６ａを形成した供給側ノズル４６を設けている。この減圧開口４６ａは、気体が溶解した湯水を吐出するとともに圧力を開放するためのものである。
【００４６】
また、供給側ノズル４６の前側に吐出側ノズル４７を設けて、吐出側ノズル４７の後端には、減圧開口４６ａと所定の隙間を隔てて対向する圧力開放面４７ａを形成するとともに、圧力開放面４７ａの周囲には、円周上等角度間隔で複数の吐出孔４７ｂを形成している。この吐出孔４７ｂは、前記隙間で発生した微細気泡を浴槽１内に噴出させるものである。
【００４７】
前記供給側ノズル４６と吐出側ノズル４７とでディスクノズル４８を構成し、このディスクノズル４８において、メッシュ４３をノズルカバー４２とメッシュホルダー３７との間に設けることができる。また、これに代えて、図１０に矢印Ｄで位置を示すように、吐出側ノズル４７の先端にメッシュ４３を設けることもできる。
【００４８】
一方、図５に示したように、電動ポンプ６と、この電動ポンプ６を縦置きで支持する架台５０と、この架台５０を支持する脚部材５１とが、上中下の縦積み３段重ねで設けられている。
【００４９】
具体的には、図１１〜図１３に詳細に示すように、縦置きされる電動ポンプ６は、本体部分６ａが略円柱状であり、下部には、エジェクタ５２を介して接続管５が接続される横向きの入口エルボ５３が設けられるとともに、下側部には、流入管７が接続される上向きの出口エルボ５４が設けられている。なお、エジェクタ５２の空気導入口５２ａには、接続管１４が接続されるようになる（図１参照）。また、本体部分６ａの下側部には、遮音部材５５が巻き止められている。
【００５０】
架台５０は、硬質の発泡樹脂製であり、側面視で略Ｕ字状に形成されて、この略Ｕ字状の空間５０ａ内に、電動ポンプ６の入口エルボ（配管連結部）５３が収められている。
【００５１】
脚部材５１は、合成樹脂製または金属製であり、略裁頭円錐状に形成されて、中心部には上下方向の雌ねじ５１ａが設けられている。また、架台５０の下部には、脚部材５１の雌ねじ５１ａがねじ込まれる雄ねじ５０ｂが設けられ、この雄ねじ５０ｂの根元部分には、弛み止め用ナット部材５６が予めねじ込まれている。この雄ねじ５０ｂと雌ねじ５１ａとでアジャスターを構成する。
【００５２】
そして、脚部材５１を回し操作すれば、架台５０の雄ねじ５０ｂのねじ込み量が変わるので、脚部材５１に対して架台５０、つまり電動ポンプ６の上下位置が調整できるようになる。この電動ポンプ６の上下位置を調整した後に、ナット部材５６を脚部材５１にねじ止めることにより、架台５０が不用意に回らないように弛み止めされるようになる。
【００５３】
図１３（ａ）に示すように、架台５０と脚部材５１とは、平面視で見て、電動ポンプ６の本体部分６ａの外径Ｄ内にほぼ収まる外形状に設定されている。
【００５４】
また、電動ポンプ６と架台５０との間、脚部材５１と脚部材５１の据え付け面（浴室の床面）５７との間には、防振材５８がそれぞれ介設されている。なお、防振材５８はいずれか一方であってもよい。
【００５５】
前記実施形態において、電動ポンプ６と架台５０と脚部材５１とを上中下の縦積み３段重ねで設けたから、上下方向に細長いコンパクトなポンプユニットとなるので、浴槽１とエプロンとの隙間のような狭いスペースでも無理なく組み込めるようになる。
【００５６】
また、平面視で見て、電動ポンプ６の本体部分６ａの外径内にほぼ収まるように、架台５０と脚部材５１との外形状を設定したから、凸凹が少なくなって、よりコンパクトなポンプユニットとすることができる。
【００５７】
さらに、架台５０の略Ｕ字状の空間５０ａを有効に利用して電動ポンプ６の入口エルボ（配管連結部）５３を収められるので、よりコンパクトなポンプユニットとすることができる。
【００５８】
また、架台５０の雄ねじ５０ｂと脚部材５１の雌ねじ５１ａのねじ込み量を変えることで、電動ポンプ６の上下位置を簡単かつ迅速に調整できるようになる。加えて、脚部材５１を横から回し操作するだけでねじ込み量を変えることができるので、浴槽１とエプロンとの間のような狭いスペースでも施工時の調整作業が容易になる。
【００５９】
さらに、電動ポンプ６と架台５０との間に防振材５８を介設すれば、電動ポンプ６の振動が架台５０に伝わりにくくなるとともに、脚部材５１と脚部材５１の据え付け面５７との間に防振材５８を介設すれば、電動ポンプ６の振動が脚部材５１の据え付け面５７から浴室等の床面に伝わりにくくなる。
【００６０】
前記実施形態は、水廻り設備として、白濁化のために微細気泡を噴射させる浴槽であったが、ボウル洗浄のために微細気泡を噴射させる水洗便器等にも本発明を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る気体溶解装置を備えた浴槽装置の基本構成図である。
【図２】図１の気体溶解装置の斜視図である。
【図３】図１の気体溶解装置であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ―Ｉ線断面図である。
【図４】図１のベンチュリ管の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る気体溶解装置を備えた浴槽装置を具体化した斜視図である。
【図６】ベンチュリ管を有する吐出ノズルの断面図である。
【図７】ノズル本体、吸音シート、静音メッシュ、メッシュホルダーの分解斜視図である。
【図８】固定フランジであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図９】ノズル本体であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図である。
【図１０】ディスクノズルを有する吐出ノズルの断面図である。
【図１１】ポンプユニットの斜視図である。
【図１２】ポンプユニットであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】ポンプユニットであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部を破断した正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１浴槽
２吸込口
３吐出口
６電動ポンプ
６ａ本体部分
８気体溶解装置
１２（１２ａ，１２ｂ）ベンチュリ管（減圧手段）
３０吐出ノズル
５０架台
５０ａ空間
５０ｂ雄ねじ（アジャスター）
５１脚部材
５１ａ雌ねじ（アジャスター）
５３入口エルボ（配管連結部）
５７据付け面
５８防振材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に気体が加圧溶解された気液溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから噴射吐出させる微細気泡発生装置であって、
前記吐出ノズルから液体を吐出させるためのポンプと、このポンプを縦置きで支持する架台と、この架台を支持する脚部材とが、上中下の縦積み３段重ねで設けられていることを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項２】
前記架台と脚部材とは、平面視で見て、前記ポンプの本体部分の外径内にほぼ収まる外形状に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
【請求項３】
前記架台は、側面視で略Ｕ字状に形成されて、この略Ｕ字状の空間内に、前記ポンプの配管連結部が収められていることを特徴とする請求項１または２に記載の微細気泡発生装置。
【請求項４】
前記架台と脚部材との間には、架台の上下位置を調整可能なアジャスターが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の微細気泡発生装置。
【請求項５】
前記ポンプと架台との間、前記脚部材と脚部材の据え付け面との間の少なくとも一方に、防振材が介設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の微細気泡発生装置。

【図１】