気体溶解装置
【課題】装置全体をコンパクトに収めることができ、より一層省スペース化され、しかも溶解タンクが安定に設置される気体溶解装置を提供すること。
【解決手段】気体溶解部３２が備える溶解タンク２を固定する溶解タンク固定部３８と、ポンプ２１を固定するポンプ固定部３９とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置３３が設けられ、この固定装置の溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置される。
【解決手段】気体溶解部３２が備える溶解タンク２を固定する溶解タンク固定部３８と、ポンプ２１を固定するポンプ固定部３９とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置３３が設けられ、この固定装置の溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入浴の効能を高めるために浴槽に張った湯水に微細気泡を発生させるなどの、液体中に微細気泡を発生させる気体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体溶解装置については、本出願人はこれまでに数多くの提案をしてきている。その中で、気体溶解装置の設置における問題の改善策を提案している（特許文献１）。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、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気体溶解装置を記載している。このように気体溶解装置を構成することによって、ポンプ設置のコンパクト化を図ることができ、たとえば微細気泡発生浴槽において、浴槽とエプロンの間の隙間に無理なく組み込むことが可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載した気体溶解装置では、上記のとおり、ポンプ、架台および脚部材が縦積みに３段として縦列配置されているため、ポンプの配置がコンパクトとなっており、省スペース化に寄与している。
【０００６】
しかしながら、気体溶解装置を、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部を含めた全体としてとらえると、特許文献１に記載した気体溶解装置にはさらなるコンパクト化が要求される。
【０００７】
それというのも、気体溶解部は、上記のとおりに配置されるポンプに、配管系を介して接続されることにより固定されるため、どうしてもレイアウト上の制約があるからであり、また、気体溶解部、特に溶解タンクとしての筒状体が占有するスペースが大きくなりやすいからでもある。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載した気体溶解装置については、気液混合流体が注入されると上記筒状体は、ポンプに比べ重量が重くなるため、配管系を介したポンプへの接続固定のみでは重量を支えきれない場合が懸念され、その改善が必要とされるのである。
【０００９】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、装置全体をコンパクトに収めることができ、より一層省スペース化され、しかも溶解タンクが安定に設置される気体溶解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。
【００１１】
第１の発明は、溶解タンク内で流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部と、気体溶解部に流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置において、気体溶解部が備える溶解タンクを固定する溶解タンク固定部と、ポンプを固定するポンプ固定部とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置が設けられ、この固定装置の前記溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、前記ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置されることを特徴としている。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明の特徴において、固定装置の上端部に溶解タンク固定部が配置され、溶解タンク固定部は固定面部を有し、溶解タンクは、外側方に突出するフランジ部を外周部に有し、このフランジ部が前記固定面部上に載置されて溶解タンクが溶解タンク固定部に固定されることを特徴としている。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明の特徴において、ポンプの作動によって溶解タンク内に吸引される気体を取り込む気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、気体供給口は外気と連通していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、固定装置の溶解タンク固定部に固定された溶解タンクと、ポンプ固定部に固定されたポンプとは、上下に縦列して配置されるので、気体溶解部を含めた装置全体をコンパクトに収めることができ、省スペース化がより一層促進される。また、溶解タンクは、固定装置の溶解タンク固定部に固定されるので、その設置は安定したものとなる。
【００１５】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、溶解タンクは、その外周部において外側方に突出するフランジ部を、固定装置の上端部に配置された溶解タンク固定部が有する固定面部上に載置して固定されるので、溶解タンクの設置は確実に安定したものとなる。
【００１６】
上記第３の発明によれば、上記第１または第２の発明の効果に加え、気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、外気と連通しているので、常に一定の酸素濃度の空気を溶解タンク内に供給することができ、浴槽内の湯水に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水中の溶存酸素濃度が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の気体溶解装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した気体溶解装置が組み込まれた微細気泡発生浴槽を例示した構成図である。
【図３】図１に示した気体溶解装置が備えている気体溶解部における溶解タンクを示した一部切欠斜視図である。
【図４】図３に示した溶解タンクの正面図である。
【図５】図４に示した溶解タンクの背面側から見た縦断面図である。
【図６】図４に示した溶解タンクのＡ−Ａ断面図である。
【図７】図４に示した溶解タンクのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図１に示した気体溶解装置における気体溶解部およびポンプ周辺を背面側から示した要部斜視図である。
【図９】図１に示した気体溶解装置における固定装置へのポンプの固定について示した分解斜視図である。
【図１０】図１に示した気体溶解装置の浴室への設置について示した要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示した気体溶解装置１は、やや縦長で箱状の形状を有する中空な溶解タンク２を備え、溶解タンク２内で流入する流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部３２と、気体溶解部３２に流体を供給するポンプ２１とを備えている。気体溶解部３２とポンプ２１とは、溶解タンク２に設けられた流入管接続部１２に、ポンプ２１の吐出側２１ｂに一端部が接続された流入管２２の他端部が接続されることによって配管接続されており、溶解タンク２とポンプ２１とは互いに連通している。
【００１９】
また、気体溶解装置１には、気体溶解部３２の溶解タンク２とポンプ２１とを固定するための固定装置３３が設けられている。固定装置３３は、支持台部３４と土台部３５とを備えている。支持台部３４は、溶解タンク２とポンプ２１とを固定し、収容する本体部３６と、土台部３５に対して本体部３６を回転自在に支持し、本体部３６の設置高さを調節可能とする脚部３７とから形成されている。脚部３７は、本体部３６の下端に接続されている。
【００２０】
本体部３６は、正面視略六角形状で、下方にすぼんだ形状を有する箱状の部材であり、上面および前面の全面が開放されている。本体部３６の上端部には、溶解タンク２を固定するための溶解タンク固定部３８が配置され、溶解タンク固定部３８の下方に、ポンプ２１を固定するためのポンプ固定部３９が配置されている。溶解タンク固定部３８は、本体部３６の上端部において外側方にフランジ状に突出する固定面部４０を有している。ポンプ固定部３９では、図８に示したように、本体部３６の下部側の背面が固定面４１とされている。
【００２１】
土台部３５は、略円錐台状で、裾の広がった形状を有する部材であり、下端部に、略円環状の設置面部４２を有している。支持台部３４が備える本体部３６の下端に接続された脚部３７は、たとえば、土台部３５に対してねじ込み式で回転自在とされ、ねじ込む深さに応じて本体部３６の設置高さを調節可能とすることができる。この場合、脚部３７の下端部の外周面部および脚部３７を受け入れる土台部３５の内周面部には、いずれか一方に雄ねじを、他方に雌ねじを設けることができる。
【００２２】
このような固定装置３３は、たとえば、後述する浴室などの部屋の床面などに土台部３５の設置面部４２を載置し、脚部３７によって本体部３６の高さを調節して、溶解タンク２およびポンプ２１が所定位置に配置されるようにして配置される。本体部３６には溶解タンク２およびポンプ２１が固定されることから、土台部３５の設置面部４２と部屋の床面などの間に制振材４３を設けることができ、この場合、ポンプ２１の作動にともなう振動が部屋などに伝播するのを制振材４３によって抑制することができる。
【００２３】
なお、土台部３５と脚部３７を相互が嵌合するように形成し、両者の間に制振材４３を挟んで土台部３５と脚部３７が嵌合するようにすることも可能である。この場合も、同様に振動が伝播するのが抑制される。
【００２４】
ポンプ２１には、図９に示したように、外周部にねじ止めを可能とする、雌ねじが内周面に形成された、筒状のねじ固定部４４が、たとえば４箇所などに設けられている。固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６におけるポンプ固定部３９には、固定面４１に、ねじ固定部４４に対応する所定の位置にねじ孔４５が、前後方向に貫通して形成されている。ポンプ２１は、部屋の床面などに据え置きされた固定装置３３の本体部３６の内部に、ポンプ固定部３９において前面側から背面側に向かって挿入され、固定面４１側からねじ孔４５を通じてねじ固定部４４にねじ込まれるボルトなどの固着部材４６によって、固定装置３３のポンプ固定部３９に固定される。このようなポンプ２１の固定においても、固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６との間に制振材を介在させることができ、ポンプ２１の作動にともなう振動の伝播を抑制することができる。また、支持台部３４の本体部３６とポンプ２１との間には伝熱体を介在させることもできる。伝熱体によって、ポンプ２１のモータが発生する熱を、支持台部３４に放熱してモータの過熱を防止することができる。さらに、支持台部３４には通気口を設けることができ、この場合、通気口からの放熱が可能となる。
【００２５】
図１に示したように、気体溶解部３２が備える溶解タンク２には、下端部寄りの外周部に、外側方に突出して延びるフランジ部１９、２０が設けられている。フランジ部１９は、フランジ部２０の上に配置され、フランジ部１９、２０は互いに重なり合っている。溶解タンク２は、図８にも示したように、固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６における溶解タンク固定部３８が有する固定面部４０の上に下側のフランジ部２０を重ね合わせて載置されている。載置にともなって、溶解タンク２のフランジ部２０より下側の部分は、本体部３６の内部に上方から挿入される。そして、フランジ部１９とともにフランジ部２０と固定面部４０とが、所定の部位においてボルトなどの固着部材によって締結されて、溶解タンク２は、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定される。溶解タンク２は、このような固定状態において、同じく固定装置３３に固定されたポンプ２１の上側に配置され、溶解タンク２とポンプ２１とは上下に縦列して配置される。溶解タンク２を固定する場合にも、フランジ部２０と固定面部４０との間に制振材を設け、気体が溶解した液体の生成にともなって発生する振動が、固定装置３３に伝播するのを抑制することもできる。
【００２６】
また、気体溶解装置１では、気体溶解部３２が備える溶解タンク２の上壁部２ａに一端部１４ａが接続された気体循環経路１４が、他端部１４ｂにおいて、流入管２２と流入管接続部１２との接続部に配設された気体循環エジェクタ２３に接続されている。また、溶解タンク２の流出管接続部１３には、図２に示した浴槽４７に空気が溶解した湯水を供給するための流出管２４の一端部が接続されている。
【００２７】
ポンプ２１の吸い込み側２１ａには、浴槽４７に連通して一端部が接続された吸い込み配管２５の他端部が接続されている。吸い込み配管２５の一端部は、浴槽４７内の湯水４８を吸い込むために浴槽４７内部に連通する吸込口２６に連通し、一端部が流出管接続部１３に接続された流出管２４の他端部は、浴槽４７内部に連通し、浴槽４７内に空気が溶解した湯水を吐出するための吐出口２７に連通している。図１には、吸込口２６と吐出口２７をともに備えた吸い込み・吐出プラグ２８を例示している。吸い込み・吐出プラグ２８は、浴槽４７の槽壁部に取り付けられるものであり、吸込口２６から吸い込み配管２５に連通する第１流路と、吐出口２７から流出管２４に連通する第２流路とを備えている。これら第１流路および第２流路は、吸い込み・吐出プラグ２８において互いに独立しており、相互に連通してはいない。
【００２８】
さらに、気体溶解装置１では、流入管２２を通じて溶解タンク２内に導入する流体（湯水４８）に気体（空気）を混合し、気液混合流体を生成するために、気体供給口２９が溶解タンク２の上壁部２ａの上方に配置され、ポンプ２１の吸い込み側２１ａと吸い込み配管２５との接続部付近に気体導入エジェクタ３０が介設されている。気体供給口２９と気体導入エジェクタ３０とは気体導入配管３１を介して連通接続されている。
【００２９】
このような気体溶解装置１を備えた微細気泡発生浴槽４９では、図２に示したように、さらに、流出管接続部１３と吐出口２７とを連通して接続する流出管２４の途中に、圧力開放部となるベンチュリ５０が設けられている。
【００３０】
微細気泡発生浴槽４９では、ポンプ２１の作動によって浴槽４７内の湯水４８を吸込口２６から吸い込み、吸い込み配管２５および流入管２２を通じて気体溶解部３２に送り出す。気体溶解部３２において湯水４８は、溶解タンク２内に噴出し、溶解タンク２内に貯留していた空気または気体供給口２９から吸引される浴室内の空気と混合され、湯水４８中に空気が溶解する。所定の濃度に空気が溶解した湯水４８は、流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出し、流出管２４を経て吐出口２７から浴槽４７内に送り出される。空気が溶解した湯水４８は、浴槽４７内に貯留する湯水４８と混合され、このときまたはベンチュリ５０を経た後、湯水４８中に溶解した空気が、圧力の低下にともない浴槽４７やベンチュリ５０内で析出して微細気泡が発生する。
【００３１】
浴槽４７内の湯水４８は、ポンプ２１の作動によって循環し、この循環が繰り返されて浴槽４７内の湯水４８の気泡量が増加し、浴槽４７内の湯水４８は微細気泡によって白濁し、牛乳風呂のような趣を与える。
【００３２】
なお、微細気泡発生浴槽４９は、ポンプ２１の作動および停止を行う制御部５１を備え、制御部５１は、ポンプ２１に電気的に接続されている。制御部５１は、たとえばＯＮ/ＯＦＦのスイッチ入力などによって、ポンプ２１の作動、停止を切り換え、微細気泡発生浴槽４９の作動と停止を実現する。
【００３３】
気体溶解部３２が備える溶解タンク２には、図３−７に示したように、内部に、２つの仕切り壁、すなわち、第１仕切り壁３および第２仕切り壁４が設けられ、後述する液体５の流れに関しその最も上流側に気液混合槽６が、第１仕切り壁３によって区画形成されている。また、気液混合槽６の下流側に、第１仕切り壁３とともに第２仕切り壁４によって大泡流出防止槽７が区画形成され、大泡流出防止槽７は気液混合槽６に隣接して配置されている。液体５の流れに関し最も下流側には、気液分離槽８が、第２仕切り壁４によって区画形成され、大泡流出防止槽７に隣接して配置されている。
【００３４】
第１仕切り壁３は、図５に示したように、溶解タンク２の上壁部２ａから底壁部２ｂにかけて垂下して延びている。第１仕切り壁３は、ほぼ平板状に形成されている。一方、第１仕切り壁３の下端３ａは底壁部２ｂに達してなく、底壁部２ｂとの間に隙間が形成され、この隙間を液体５の流路として気液混合槽６と大泡流出防止槽７は互いに連通している。
【００３５】
第２仕切り壁４は、溶解タンク２の底壁部２ｂから上壁部２ａに向かって垂直上方に延びている。第２仕切り壁４は、筒状に形成され、断面は長円状の形状を有している。第２仕切り壁４の上端４ａは、溶解タンク２の上壁部２ａの下方に位置し、大泡流出防止槽７と気液分離槽８は、溶解タンク２の上部において互いに連通している。
【００３６】
また、第２仕切り壁４には、第１仕切り壁３に対向する対向面４ｂに、溶解タンク２の縦方向に延びる縦リブ９が、第１仕切り壁３側に突出して設けられている。縦リブ９は、略長方形の形状を有する小片状に形成され、対向面４ｂの下端部に２列として互いに間隔をあけて配置されている。縦リブ９は、第１仕切り壁３において第２仕切り壁４に対向する面３ｂに設けることもできる。
【００３７】
さらに、第２仕切り壁４には、第１仕切り壁３に対向する部分の中央部に、上方に突出する突出部１０が設けられている。突出部１０は、略長方形の形状を有する小片状に形成されている。突出部１０の上端１０ａは、溶解タンク２の上壁部２ａに達することはなく、上壁部２ａの下方に配置されている。
【００３８】
このような溶解タンク２には、気液分離槽８の上端部に横リブ１１が設けられている。横リブ１１は、気液分離槽８における液体５の流れに関し平行に配置されている。その向きは、縦リブ９の、大泡流出防止槽７に突出する幅方向に略一致しており、第２仕切り壁４に設けられた突出部１０に対して略直交する向きにのびている。
【００３９】
また、溶解タンク２には、気液混合槽６における底壁部２ｂに、下方に開口する流入管接続部１２が設けられている。流入管接続部１２には、後述するポンプの吐出側に一端部が接続された流入管の他端部が接続される。気液分離槽８には、下端部に、正面側に開口する流出管接続部１３が設けられている。流出管接続部１３には、溶解タンク２で生成した、気体が溶解した液体５を浴槽などの供給部に送り出す流出管の一端部が接続される。
【００４０】
さらに、溶解タンク２には、溶解タンク２の外側を通って溶解タンク２の上端部と下端部とを接続し、互いに連通させる気体循環経路１４が設けられている。気体循環経路１４は、後述するように、液体５の生成に際し、溶解タンク２内に貯留している気体を溶解タンク２から一旦取り出した後、溶解タンク２内に戻して循環させるものである。
【００４１】
さらにまた、溶解タンク２には、上壁部２ａにおいて、気液分離槽８の上端部に対応する部分に気体放出弁１５が設けられている。気体放出弁１５は、液体５の生成に際し、気液分離槽８における液体５の液面の高さに追随して浮沈し、上下方向に移動可能なフロートを有し、液面の高さの変化にともないフロートが上下動することによって、溶解タンク２内に貯留している気体の放出と停止を行うものである。溶解タンク２の上壁部２ａにおいて気体放出弁１５が設けられる部分は、気液分離槽８の上端部に対応し、図４に示したように、大泡流出防止槽７と気液分離槽８との境界部１６から、境界部１６に対向する溶解タンク２の上壁部２ａの端縁部に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面部２ｃとされている。
【００４２】
上記のとおりの溶解タンク２は、また、高さ方向の中央部よりやや下側において分割され、上側を上部ユニット１７、下側を下部ユニット１８としている。第１仕切り壁３は、上部ユニット１７に一体に組み込まれ、第２仕切り壁４は、ここに設けられた縦リブ９および突出部１０を含めて下部ユニット１８に一体に組み込まれている。また、上部ユニット１７の下端縁部および下部ユニット１８の上端縁部には、上記のとおりの、外側方に突出して延びるフランジ部１９、２０が設けられている。溶解タンク２は、フランジ部１９、２０を互いに重ね合わせ、重なり合うフランジ部１９、２０の所定の部位においてボルトにより、また、必要に応じてナットを用い、上部ユニット１７と下部ユニット１８を締結することによって組み立てられ、一体となる。
【００４３】
気体溶解部３２では、気体が溶解した液体５において溶質となる気体（空気など）が、運転前に溶解タンク２内に貯留している。ポンプ２１を作動させ、運転を開始すると、液体５において溶媒となる流体（図２に示した微細気泡発生浴槽４９では浴槽４７内の湯水４８など）が吸込口２６から吸い込まれる。吸い込まれた流体は、吸い込み配管２５および流入管２２を通じて溶解タンク２の気液混合槽６に、その下部から供給され、気液混合槽６に噴出する。この流体の噴出は、ポンプ２１によって所定の圧力に加圧されていることによって起こるものである。なお、流体は、気液混合槽６に導入するに先立って、溶解タンク２内に貯留している気体と同じ種類の気体と混合して気液混合流体としておくこともでき、この場合、気液混合槽６には気液混合流体が噴出する。以下、流体単独および気液混合流体をまとめて「流体」と記載する。
【００４４】
流体は、図３−７に示した気液混合槽６に、溶解タンク２の上壁部２ａの内面に向かって噴出して流入する。このとき、流体は、溶解タンク２の上壁部２ａや第１仕切り壁３に衝突し、跳ね返り、次第に気液混合槽６の底部に溜まっていく。また、上壁部２ａの内面に衝突し、跳ね返る流体は、気液混合槽６に貯留する流体の液面に衝突し、流体を攪拌する。
【００４５】
このときの攪拌などによって、溶解タンク２内に貯留している気体と流体が混合され、また、気液混合流体が噴出するとき、気液混合流体中の気体も合わせて気体と流体が混合され、気体の溶解が促進され、気体が溶解した液体５が生成される。これは、攪拌による剪断によって流体に気泡として混合される気体が細分化され、流体と接触する表面積が大きくなるのに加え、液面付近における気体の溶解濃度が攪拌による均一化によって低減され、気体の流体への溶解速度が上昇することによる。
【００４６】
このようにして気体が溶解した液体５は、第１仕切り壁３の下端３ａと溶解タンク２の底壁部２ｂとの間の隙間を流路として大泡流出防止槽７に流入し、次第に大泡流出防止槽７に溜まっていく。液体５は、溶解タンク２の底部において大泡流出防止槽７に流入するため、液体５中への大きな気泡の混入が抑制される。
【００４７】
大泡流出防止槽７において液体５の液面が第２仕切り壁４の上端４ａを越えると、液体５は気液分離槽８に流入する。このように、気液分離槽８では、第２仕切り壁４によって液体５が溶解タンク２から外部に流出する前に、液体５の流れが気液界面である液面付近にまで持ち上げられるので、大きな気泡は浮力によって上昇し、液面において破裂する。その結果、気液分離が促進される。しかも、液体５の流れは第２仕切り壁４の上端４ａを乗り越える流れとなるため、液面を通過する流れとなり、液体５が第２仕切り壁４を乗り越えるときにも気液分離が促進される。
【００４８】
また、気液分離槽８には、溶解タンク２の底壁部２ｂに流出管接続部１３が設けられているので、未溶解の気体による気泡が液体５中に混合されていたとしても、液面付近に存在する大きな気泡の流出を抑制することができる。気泡は、貯留する液体５の上側ほど密に存在し、液面付近の大きな気泡は、底壁部２ｂ付近にはあまり存在しない。液体５は、溶解タンク２の底部から流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出し、取り出されるため、大きな気泡の流出が抑制される。
【００４９】
流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出する液体５は、図１、２に示した流出管２４を経て吐出口２７から浴槽４７に送り出される。
【００５０】
また、気体溶解部３２では、運転中に、溶解タンク２内の、気体循環経路１４の一端部１４ａおよび他端部１４ｂの両端付近に圧力差が生じる。溶解タンク２の上端部に臨む一端部１４ａ付近の圧力は溶解タンク２の下端部に臨む他端部１４ｂ付近の圧力よりも高い。この圧力差にしたがって、また、気体循環エジェクタ２３によって、溶解タンク２内の上部などに貯留している未溶解の気体は吸引され、一端部１４ａから他端部１４ｂへと気体循環経路１４を流れ、溶解タンク２の気液混合槽６に送り出される。
【００５１】
このように、気体溶解部３２では、溶解タンク２内に貯留している気体を循環させながら流体に溶解させることができる。気体循環経路１４を経て流体に導入される気体は気泡として流体に取り込まれ、流体との接触面積は大きく、気体の溶解効率が高くなる。また、未溶解の気体を溶解タンク２の上端部から気体循環経路１４に取り出すので、未溶解の気体がなくなるまで気体の循環を行うことができ、長時間の循環運転が可能となる。しかも、未溶解の気体を流体に溶解させる分、流体の体積流量が増加し、流速が速くなるので、気液の攪拌がさらに良好に行われ、気体の溶解効率の向上が促進されるとともに、大きな気泡を消滅させるのに有効となる。また、気体循環経路１４の他端部１４ｂは溶解タンク２の下端部に臨んでいるので、溶解タンク２内における流体と気体の接触距離をある程度確保することができ、気液接触時間が十分に確保され、気体の溶解効率の向上がさらに促進される。このようにして気体の溶解効率が高まるため、気体と流体の接触時間をさほど長くする必要がなく、したがって、流体の経路を短縮することができ、気体溶解部３２は小型化されている。
【００５２】
気体溶解装置１では、上記のとおり、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定された溶解タンク２と、ポンプ固定部３９に固定されたポンプ２１とは、上下に縦列して配置されるので、気体溶解部３２を含めた気体溶解装置１の全体をコンパクトに収めることができ、気体溶解装置１の省スペース化がより一層促進される。また、気体溶解部３２は小型化されたものであるため、省スペース化はさらに促進される。しかも、気体溶解装置１では、溶解タンク２は、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定されるので、その設置は安定したものとなる。気液混合流体が溶解タンク２内に存在し、溶解タンク２の重量が重たくなっても、溶解タンク２は、固定装置３３によって安定に支持される。
【００５３】
さらに、気体溶解装置１では、溶解タンク２は、その外周部において外側方に突出するフランジ部２０を、固定装置３３の上端部に配置された溶解タンク固定部３８が有する固定面部４０上に載置して固定されるので、溶解タンク２の設置は確実に安定したものとなる。溶解タンク２の重量は、フランジ部２０を介して固定面部４０によってしっかりと受止めることができ、溶解タンク２は、安定して支えられる。
【００５４】
このような気体溶解装置１は、図２に示した微細気泡発生浴槽４９に組み込まれるとき、図１０に示したように、たとえば、外装ケース５２の内部に収納して浴室５３などに設置することができる。気体溶解装置１は、上記のとおり、装置全体がコンパクトに収められるものであるので、このように外装ケース５２に内装される場合にも、外装ケース５２の大きさを可能な限り縮小することができ、レイアウト上の制約はほとんど解消される。図２に示した制御部５１は、たとえば、外装ケース５２の内部の上端部に配置することができ、制御部５１もコンパクトに収められ、外装ケース５２は、制御部５１の取り付けスペースとしても利用可能である。また、外装ケース５２に気体溶解装置１を内装することは、ポンプ２１の作動にともなう騒音などを抑制する上で有効ともなる。
【００５５】
一方、気体放出弁１５から放出される空気は、窒素に比べ酸素の方が液体５に溶解しやすいため、気体溶解装置１の運転につれて酸素濃度が低くなる。気体溶解装置１を外装ケース５２に内装する場合、外装ケース５２の内部スペースにある空気が循環されることになるので、低酸素濃度の空気が循環し、その結果、浴槽４７内の湯水４８に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水４８中の溶存酸素濃度が低下することが予想される。
【００５６】
そこで、気体溶解装置１を外装ケース５２に内装する場合には、図１０に示したように、空気を取り込む気体供給口２９を外装ケース５２の外郭を形成する壁面５４に設け、浴室５３外に気体供給口２９を露出させることにより、外気と連通させる。このようにすることによって、気体供給口２９は、外気と連通しているので、常にほぼ一定の酸素濃度の空気を溶解タンク２内に供給することができ、浴槽４７内の湯水４８に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水４８中の溶存酸素濃度が安定化する。入浴の効能が安定して維持される。
【００５７】
なお、本発明の気体溶解装置は、以上の実施形態に限定されることはない。気体溶解部が備える溶解タンクの構成および構造については、固定装置によってポンプと縦列して配置することができ、また、小型化可能なものである限り、各種の態様が可能である。また、気体や流体の種類についても特に制限されない。気体溶解装置の用途に応じて気体や流体には適宜なものを採用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 気体溶解装置
２ 溶解タンク
５ 液体
２０ フランジ部
２１ ポンプ
２９ 気体供給口
３２ 気体溶解部
３３ 固定装置
３８ 溶解タンク固定部
３９ ポンプ固定部
４０ 固定面部
５２ 外装ケース
５４ 壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入浴の効能を高めるために浴槽に張った湯水に微細気泡を発生させるなどの、液体中に微細気泡を発生させる気体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体溶解装置については、本出願人はこれまでに数多くの提案をしてきている。その中で、気体溶解装置の設置における問題の改善策を提案している（特許文献１）。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、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気体溶解装置を記載している。このように気体溶解装置を構成することによって、ポンプ設置のコンパクト化を図ることができ、たとえば微細気泡発生浴槽において、浴槽とエプロンの間の隙間に無理なく組み込むことが可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載した気体溶解装置では、上記のとおり、ポンプ、架台および脚部材が縦積みに３段として縦列配置されているため、ポンプの配置がコンパクトとなっており、省スペース化に寄与している。
【０００６】
しかしながら、気体溶解装置を、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部を含めた全体としてとらえると、特許文献１に記載した気体溶解装置にはさらなるコンパクト化が要求される。
【０００７】
それというのも、気体溶解部は、上記のとおりに配置されるポンプに、配管系を介して接続されることにより固定されるため、どうしてもレイアウト上の制約があるからであり、また、気体溶解部、特に溶解タンクとしての筒状体が占有するスペースが大きくなりやすいからでもある。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載した気体溶解装置については、気液混合流体が注入されると上記筒状体は、ポンプに比べ重量が重くなるため、配管系を介したポンプへの接続固定のみでは重量を支えきれない場合が懸念され、その改善が必要とされるのである。
【０００９】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、装置全体をコンパクトに収めることができ、より一層省スペース化され、しかも溶解タンクが安定に設置される気体溶解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。
【００１１】
第１の発明は、溶解タンク内で流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部と、気体溶解部に流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置において、気体溶解部が備える溶解タンクを固定する溶解タンク固定部と、ポンプを固定するポンプ固定部とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置が設けられ、この固定装置の前記溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、前記ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置されることを特徴としている。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明の特徴において、固定装置の上端部に溶解タンク固定部が配置され、溶解タンク固定部は固定面部を有し、溶解タンクは、外側方に突出するフランジ部を外周部に有し、このフランジ部が前記固定面部上に載置されて溶解タンクが溶解タンク固定部に固定されることを特徴としている。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明の特徴において、ポンプの作動によって溶解タンク内に吸引される気体を取り込む気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、気体供給口は外気と連通していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、固定装置の溶解タンク固定部に固定された溶解タンクと、ポンプ固定部に固定されたポンプとは、上下に縦列して配置されるので、気体溶解部を含めた装置全体をコンパクトに収めることができ、省スペース化がより一層促進される。また、溶解タンクは、固定装置の溶解タンク固定部に固定されるので、その設置は安定したものとなる。
【００１５】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、溶解タンクは、その外周部において外側方に突出するフランジ部を、固定装置の上端部に配置された溶解タンク固定部が有する固定面部上に載置して固定されるので、溶解タンクの設置は確実に安定したものとなる。
【００１６】
上記第３の発明によれば、上記第１または第２の発明の効果に加え、気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、外気と連通しているので、常に一定の酸素濃度の空気を溶解タンク内に供給することができ、浴槽内の湯水に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水中の溶存酸素濃度が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の気体溶解装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した気体溶解装置が組み込まれた微細気泡発生浴槽を例示した構成図である。
【図３】図１に示した気体溶解装置が備えている気体溶解部における溶解タンクを示した一部切欠斜視図である。
【図４】図３に示した溶解タンクの正面図である。
【図５】図４に示した溶解タンクの背面側から見た縦断面図である。
【図６】図４に示した溶解タンクのＡ−Ａ断面図である。
【図７】図４に示した溶解タンクのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図１に示した気体溶解装置における気体溶解部およびポンプ周辺を背面側から示した要部斜視図である。
【図９】図１に示した気体溶解装置における固定装置へのポンプの固定について示した分解斜視図である。
【図１０】図１に示した気体溶解装置の浴室への設置について示した要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示した気体溶解装置１は、やや縦長で箱状の形状を有する中空な溶解タンク２を備え、溶解タンク２内で流入する流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部３２と、気体溶解部３２に流体を供給するポンプ２１とを備えている。気体溶解部３２とポンプ２１とは、溶解タンク２に設けられた流入管接続部１２に、ポンプ２１の吐出側２１ｂに一端部が接続された流入管２２の他端部が接続されることによって配管接続されており、溶解タンク２とポンプ２１とは互いに連通している。
【００１９】
また、気体溶解装置１には、気体溶解部３２の溶解タンク２とポンプ２１とを固定するための固定装置３３が設けられている。固定装置３３は、支持台部３４と土台部３５とを備えている。支持台部３４は、溶解タンク２とポンプ２１とを固定し、収容する本体部３６と、土台部３５に対して本体部３６を回転自在に支持し、本体部３６の設置高さを調節可能とする脚部３７とから形成されている。脚部３７は、本体部３６の下端に接続されている。
【００２０】
本体部３６は、正面視略六角形状で、下方にすぼんだ形状を有する箱状の部材であり、上面および前面の全面が開放されている。本体部３６の上端部には、溶解タンク２を固定するための溶解タンク固定部３８が配置され、溶解タンク固定部３８の下方に、ポンプ２１を固定するためのポンプ固定部３９が配置されている。溶解タンク固定部３８は、本体部３６の上端部において外側方にフランジ状に突出する固定面部４０を有している。ポンプ固定部３９では、図８に示したように、本体部３６の下部側の背面が固定面４１とされている。
【００２１】
土台部３５は、略円錐台状で、裾の広がった形状を有する部材であり、下端部に、略円環状の設置面部４２を有している。支持台部３４が備える本体部３６の下端に接続された脚部３７は、たとえば、土台部３５に対してねじ込み式で回転自在とされ、ねじ込む深さに応じて本体部３６の設置高さを調節可能とすることができる。この場合、脚部３７の下端部の外周面部および脚部３７を受け入れる土台部３５の内周面部には、いずれか一方に雄ねじを、他方に雌ねじを設けることができる。
【００２２】
このような固定装置３３は、たとえば、後述する浴室などの部屋の床面などに土台部３５の設置面部４２を載置し、脚部３７によって本体部３６の高さを調節して、溶解タンク２およびポンプ２１が所定位置に配置されるようにして配置される。本体部３６には溶解タンク２およびポンプ２１が固定されることから、土台部３５の設置面部４２と部屋の床面などの間に制振材４３を設けることができ、この場合、ポンプ２１の作動にともなう振動が部屋などに伝播するのを制振材４３によって抑制することができる。
【００２３】
なお、土台部３５と脚部３７を相互が嵌合するように形成し、両者の間に制振材４３を挟んで土台部３５と脚部３７が嵌合するようにすることも可能である。この場合も、同様に振動が伝播するのが抑制される。
【００２４】
ポンプ２１には、図９に示したように、外周部にねじ止めを可能とする、雌ねじが内周面に形成された、筒状のねじ固定部４４が、たとえば４箇所などに設けられている。固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６におけるポンプ固定部３９には、固定面４１に、ねじ固定部４４に対応する所定の位置にねじ孔４５が、前後方向に貫通して形成されている。ポンプ２１は、部屋の床面などに据え置きされた固定装置３３の本体部３６の内部に、ポンプ固定部３９において前面側から背面側に向かって挿入され、固定面４１側からねじ孔４５を通じてねじ固定部４４にねじ込まれるボルトなどの固着部材４６によって、固定装置３３のポンプ固定部３９に固定される。このようなポンプ２１の固定においても、固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６との間に制振材を介在させることができ、ポンプ２１の作動にともなう振動の伝播を抑制することができる。また、支持台部３４の本体部３６とポンプ２１との間には伝熱体を介在させることもできる。伝熱体によって、ポンプ２１のモータが発生する熱を、支持台部３４に放熱してモータの過熱を防止することができる。さらに、支持台部３４には通気口を設けることができ、この場合、通気口からの放熱が可能となる。
【００２５】
図１に示したように、気体溶解部３２が備える溶解タンク２には、下端部寄りの外周部に、外側方に突出して延びるフランジ部１９、２０が設けられている。フランジ部１９は、フランジ部２０の上に配置され、フランジ部１９、２０は互いに重なり合っている。溶解タンク２は、図８にも示したように、固定装置３３に備えた支持台部３４の本体部３６における溶解タンク固定部３８が有する固定面部４０の上に下側のフランジ部２０を重ね合わせて載置されている。載置にともなって、溶解タンク２のフランジ部２０より下側の部分は、本体部３６の内部に上方から挿入される。そして、フランジ部１９とともにフランジ部２０と固定面部４０とが、所定の部位においてボルトなどの固着部材によって締結されて、溶解タンク２は、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定される。溶解タンク２は、このような固定状態において、同じく固定装置３３に固定されたポンプ２１の上側に配置され、溶解タンク２とポンプ２１とは上下に縦列して配置される。溶解タンク２を固定する場合にも、フランジ部２０と固定面部４０との間に制振材を設け、気体が溶解した液体の生成にともなって発生する振動が、固定装置３３に伝播するのを抑制することもできる。
【００２６】
また、気体溶解装置１では、気体溶解部３２が備える溶解タンク２の上壁部２ａに一端部１４ａが接続された気体循環経路１４が、他端部１４ｂにおいて、流入管２２と流入管接続部１２との接続部に配設された気体循環エジェクタ２３に接続されている。また、溶解タンク２の流出管接続部１３には、図２に示した浴槽４７に空気が溶解した湯水を供給するための流出管２４の一端部が接続されている。
【００２７】
ポンプ２１の吸い込み側２１ａには、浴槽４７に連通して一端部が接続された吸い込み配管２５の他端部が接続されている。吸い込み配管２５の一端部は、浴槽４７内の湯水４８を吸い込むために浴槽４７内部に連通する吸込口２６に連通し、一端部が流出管接続部１３に接続された流出管２４の他端部は、浴槽４７内部に連通し、浴槽４７内に空気が溶解した湯水を吐出するための吐出口２７に連通している。図１には、吸込口２６と吐出口２７をともに備えた吸い込み・吐出プラグ２８を例示している。吸い込み・吐出プラグ２８は、浴槽４７の槽壁部に取り付けられるものであり、吸込口２６から吸い込み配管２５に連通する第１流路と、吐出口２７から流出管２４に連通する第２流路とを備えている。これら第１流路および第２流路は、吸い込み・吐出プラグ２８において互いに独立しており、相互に連通してはいない。
【００２８】
さらに、気体溶解装置１では、流入管２２を通じて溶解タンク２内に導入する流体（湯水４８）に気体（空気）を混合し、気液混合流体を生成するために、気体供給口２９が溶解タンク２の上壁部２ａの上方に配置され、ポンプ２１の吸い込み側２１ａと吸い込み配管２５との接続部付近に気体導入エジェクタ３０が介設されている。気体供給口２９と気体導入エジェクタ３０とは気体導入配管３１を介して連通接続されている。
【００２９】
このような気体溶解装置１を備えた微細気泡発生浴槽４９では、図２に示したように、さらに、流出管接続部１３と吐出口２７とを連通して接続する流出管２４の途中に、圧力開放部となるベンチュリ５０が設けられている。
【００３０】
微細気泡発生浴槽４９では、ポンプ２１の作動によって浴槽４７内の湯水４８を吸込口２６から吸い込み、吸い込み配管２５および流入管２２を通じて気体溶解部３２に送り出す。気体溶解部３２において湯水４８は、溶解タンク２内に噴出し、溶解タンク２内に貯留していた空気または気体供給口２９から吸引される浴室内の空気と混合され、湯水４８中に空気が溶解する。所定の濃度に空気が溶解した湯水４８は、流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出し、流出管２４を経て吐出口２７から浴槽４７内に送り出される。空気が溶解した湯水４８は、浴槽４７内に貯留する湯水４８と混合され、このときまたはベンチュリ５０を経た後、湯水４８中に溶解した空気が、圧力の低下にともない浴槽４７やベンチュリ５０内で析出して微細気泡が発生する。
【００３１】
浴槽４７内の湯水４８は、ポンプ２１の作動によって循環し、この循環が繰り返されて浴槽４７内の湯水４８の気泡量が増加し、浴槽４７内の湯水４８は微細気泡によって白濁し、牛乳風呂のような趣を与える。
【００３２】
なお、微細気泡発生浴槽４９は、ポンプ２１の作動および停止を行う制御部５１を備え、制御部５１は、ポンプ２１に電気的に接続されている。制御部５１は、たとえばＯＮ/ＯＦＦのスイッチ入力などによって、ポンプ２１の作動、停止を切り換え、微細気泡発生浴槽４９の作動と停止を実現する。
【００３３】
気体溶解部３２が備える溶解タンク２には、図３−７に示したように、内部に、２つの仕切り壁、すなわち、第１仕切り壁３および第２仕切り壁４が設けられ、後述する液体５の流れに関しその最も上流側に気液混合槽６が、第１仕切り壁３によって区画形成されている。また、気液混合槽６の下流側に、第１仕切り壁３とともに第２仕切り壁４によって大泡流出防止槽７が区画形成され、大泡流出防止槽７は気液混合槽６に隣接して配置されている。液体５の流れに関し最も下流側には、気液分離槽８が、第２仕切り壁４によって区画形成され、大泡流出防止槽７に隣接して配置されている。
【００３４】
第１仕切り壁３は、図５に示したように、溶解タンク２の上壁部２ａから底壁部２ｂにかけて垂下して延びている。第１仕切り壁３は、ほぼ平板状に形成されている。一方、第１仕切り壁３の下端３ａは底壁部２ｂに達してなく、底壁部２ｂとの間に隙間が形成され、この隙間を液体５の流路として気液混合槽６と大泡流出防止槽７は互いに連通している。
【００３５】
第２仕切り壁４は、溶解タンク２の底壁部２ｂから上壁部２ａに向かって垂直上方に延びている。第２仕切り壁４は、筒状に形成され、断面は長円状の形状を有している。第２仕切り壁４の上端４ａは、溶解タンク２の上壁部２ａの下方に位置し、大泡流出防止槽７と気液分離槽８は、溶解タンク２の上部において互いに連通している。
【００３６】
また、第２仕切り壁４には、第１仕切り壁３に対向する対向面４ｂに、溶解タンク２の縦方向に延びる縦リブ９が、第１仕切り壁３側に突出して設けられている。縦リブ９は、略長方形の形状を有する小片状に形成され、対向面４ｂの下端部に２列として互いに間隔をあけて配置されている。縦リブ９は、第１仕切り壁３において第２仕切り壁４に対向する面３ｂに設けることもできる。
【００３７】
さらに、第２仕切り壁４には、第１仕切り壁３に対向する部分の中央部に、上方に突出する突出部１０が設けられている。突出部１０は、略長方形の形状を有する小片状に形成されている。突出部１０の上端１０ａは、溶解タンク２の上壁部２ａに達することはなく、上壁部２ａの下方に配置されている。
【００３８】
このような溶解タンク２には、気液分離槽８の上端部に横リブ１１が設けられている。横リブ１１は、気液分離槽８における液体５の流れに関し平行に配置されている。その向きは、縦リブ９の、大泡流出防止槽７に突出する幅方向に略一致しており、第２仕切り壁４に設けられた突出部１０に対して略直交する向きにのびている。
【００３９】
また、溶解タンク２には、気液混合槽６における底壁部２ｂに、下方に開口する流入管接続部１２が設けられている。流入管接続部１２には、後述するポンプの吐出側に一端部が接続された流入管の他端部が接続される。気液分離槽８には、下端部に、正面側に開口する流出管接続部１３が設けられている。流出管接続部１３には、溶解タンク２で生成した、気体が溶解した液体５を浴槽などの供給部に送り出す流出管の一端部が接続される。
【００４０】
さらに、溶解タンク２には、溶解タンク２の外側を通って溶解タンク２の上端部と下端部とを接続し、互いに連通させる気体循環経路１４が設けられている。気体循環経路１４は、後述するように、液体５の生成に際し、溶解タンク２内に貯留している気体を溶解タンク２から一旦取り出した後、溶解タンク２内に戻して循環させるものである。
【００４１】
さらにまた、溶解タンク２には、上壁部２ａにおいて、気液分離槽８の上端部に対応する部分に気体放出弁１５が設けられている。気体放出弁１５は、液体５の生成に際し、気液分離槽８における液体５の液面の高さに追随して浮沈し、上下方向に移動可能なフロートを有し、液面の高さの変化にともないフロートが上下動することによって、溶解タンク２内に貯留している気体の放出と停止を行うものである。溶解タンク２の上壁部２ａにおいて気体放出弁１５が設けられる部分は、気液分離槽８の上端部に対応し、図４に示したように、大泡流出防止槽７と気液分離槽８との境界部１６から、境界部１６に対向する溶解タンク２の上壁部２ａの端縁部に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面部２ｃとされている。
【００４２】
上記のとおりの溶解タンク２は、また、高さ方向の中央部よりやや下側において分割され、上側を上部ユニット１７、下側を下部ユニット１８としている。第１仕切り壁３は、上部ユニット１７に一体に組み込まれ、第２仕切り壁４は、ここに設けられた縦リブ９および突出部１０を含めて下部ユニット１８に一体に組み込まれている。また、上部ユニット１７の下端縁部および下部ユニット１８の上端縁部には、上記のとおりの、外側方に突出して延びるフランジ部１９、２０が設けられている。溶解タンク２は、フランジ部１９、２０を互いに重ね合わせ、重なり合うフランジ部１９、２０の所定の部位においてボルトにより、また、必要に応じてナットを用い、上部ユニット１７と下部ユニット１８を締結することによって組み立てられ、一体となる。
【００４３】
気体溶解部３２では、気体が溶解した液体５において溶質となる気体（空気など）が、運転前に溶解タンク２内に貯留している。ポンプ２１を作動させ、運転を開始すると、液体５において溶媒となる流体（図２に示した微細気泡発生浴槽４９では浴槽４７内の湯水４８など）が吸込口２６から吸い込まれる。吸い込まれた流体は、吸い込み配管２５および流入管２２を通じて溶解タンク２の気液混合槽６に、その下部から供給され、気液混合槽６に噴出する。この流体の噴出は、ポンプ２１によって所定の圧力に加圧されていることによって起こるものである。なお、流体は、気液混合槽６に導入するに先立って、溶解タンク２内に貯留している気体と同じ種類の気体と混合して気液混合流体としておくこともでき、この場合、気液混合槽６には気液混合流体が噴出する。以下、流体単独および気液混合流体をまとめて「流体」と記載する。
【００４４】
流体は、図３−７に示した気液混合槽６に、溶解タンク２の上壁部２ａの内面に向かって噴出して流入する。このとき、流体は、溶解タンク２の上壁部２ａや第１仕切り壁３に衝突し、跳ね返り、次第に気液混合槽６の底部に溜まっていく。また、上壁部２ａの内面に衝突し、跳ね返る流体は、気液混合槽６に貯留する流体の液面に衝突し、流体を攪拌する。
【００４５】
このときの攪拌などによって、溶解タンク２内に貯留している気体と流体が混合され、また、気液混合流体が噴出するとき、気液混合流体中の気体も合わせて気体と流体が混合され、気体の溶解が促進され、気体が溶解した液体５が生成される。これは、攪拌による剪断によって流体に気泡として混合される気体が細分化され、流体と接触する表面積が大きくなるのに加え、液面付近における気体の溶解濃度が攪拌による均一化によって低減され、気体の流体への溶解速度が上昇することによる。
【００４６】
このようにして気体が溶解した液体５は、第１仕切り壁３の下端３ａと溶解タンク２の底壁部２ｂとの間の隙間を流路として大泡流出防止槽７に流入し、次第に大泡流出防止槽７に溜まっていく。液体５は、溶解タンク２の底部において大泡流出防止槽７に流入するため、液体５中への大きな気泡の混入が抑制される。
【００４７】
大泡流出防止槽７において液体５の液面が第２仕切り壁４の上端４ａを越えると、液体５は気液分離槽８に流入する。このように、気液分離槽８では、第２仕切り壁４によって液体５が溶解タンク２から外部に流出する前に、液体５の流れが気液界面である液面付近にまで持ち上げられるので、大きな気泡は浮力によって上昇し、液面において破裂する。その結果、気液分離が促進される。しかも、液体５の流れは第２仕切り壁４の上端４ａを乗り越える流れとなるため、液面を通過する流れとなり、液体５が第２仕切り壁４を乗り越えるときにも気液分離が促進される。
【００４８】
また、気液分離槽８には、溶解タンク２の底壁部２ｂに流出管接続部１３が設けられているので、未溶解の気体による気泡が液体５中に混合されていたとしても、液面付近に存在する大きな気泡の流出を抑制することができる。気泡は、貯留する液体５の上側ほど密に存在し、液面付近の大きな気泡は、底壁部２ｂ付近にはあまり存在しない。液体５は、溶解タンク２の底部から流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出し、取り出されるため、大きな気泡の流出が抑制される。
【００４９】
流出管接続部１３を通じて溶解タンク２の外部に流出する液体５は、図１、２に示した流出管２４を経て吐出口２７から浴槽４７に送り出される。
【００５０】
また、気体溶解部３２では、運転中に、溶解タンク２内の、気体循環経路１４の一端部１４ａおよび他端部１４ｂの両端付近に圧力差が生じる。溶解タンク２の上端部に臨む一端部１４ａ付近の圧力は溶解タンク２の下端部に臨む他端部１４ｂ付近の圧力よりも高い。この圧力差にしたがって、また、気体循環エジェクタ２３によって、溶解タンク２内の上部などに貯留している未溶解の気体は吸引され、一端部１４ａから他端部１４ｂへと気体循環経路１４を流れ、溶解タンク２の気液混合槽６に送り出される。
【００５１】
このように、気体溶解部３２では、溶解タンク２内に貯留している気体を循環させながら流体に溶解させることができる。気体循環経路１４を経て流体に導入される気体は気泡として流体に取り込まれ、流体との接触面積は大きく、気体の溶解効率が高くなる。また、未溶解の気体を溶解タンク２の上端部から気体循環経路１４に取り出すので、未溶解の気体がなくなるまで気体の循環を行うことができ、長時間の循環運転が可能となる。しかも、未溶解の気体を流体に溶解させる分、流体の体積流量が増加し、流速が速くなるので、気液の攪拌がさらに良好に行われ、気体の溶解効率の向上が促進されるとともに、大きな気泡を消滅させるのに有効となる。また、気体循環経路１４の他端部１４ｂは溶解タンク２の下端部に臨んでいるので、溶解タンク２内における流体と気体の接触距離をある程度確保することができ、気液接触時間が十分に確保され、気体の溶解効率の向上がさらに促進される。このようにして気体の溶解効率が高まるため、気体と流体の接触時間をさほど長くする必要がなく、したがって、流体の経路を短縮することができ、気体溶解部３２は小型化されている。
【００５２】
気体溶解装置１では、上記のとおり、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定された溶解タンク２と、ポンプ固定部３９に固定されたポンプ２１とは、上下に縦列して配置されるので、気体溶解部３２を含めた気体溶解装置１の全体をコンパクトに収めることができ、気体溶解装置１の省スペース化がより一層促進される。また、気体溶解部３２は小型化されたものであるため、省スペース化はさらに促進される。しかも、気体溶解装置１では、溶解タンク２は、固定装置３３の溶解タンク固定部３８に固定されるので、その設置は安定したものとなる。気液混合流体が溶解タンク２内に存在し、溶解タンク２の重量が重たくなっても、溶解タンク２は、固定装置３３によって安定に支持される。
【００５３】
さらに、気体溶解装置１では、溶解タンク２は、その外周部において外側方に突出するフランジ部２０を、固定装置３３の上端部に配置された溶解タンク固定部３８が有する固定面部４０上に載置して固定されるので、溶解タンク２の設置は確実に安定したものとなる。溶解タンク２の重量は、フランジ部２０を介して固定面部４０によってしっかりと受止めることができ、溶解タンク２は、安定して支えられる。
【００５４】
このような気体溶解装置１は、図２に示した微細気泡発生浴槽４９に組み込まれるとき、図１０に示したように、たとえば、外装ケース５２の内部に収納して浴室５３などに設置することができる。気体溶解装置１は、上記のとおり、装置全体がコンパクトに収められるものであるので、このように外装ケース５２に内装される場合にも、外装ケース５２の大きさを可能な限り縮小することができ、レイアウト上の制約はほとんど解消される。図２に示した制御部５１は、たとえば、外装ケース５２の内部の上端部に配置することができ、制御部５１もコンパクトに収められ、外装ケース５２は、制御部５１の取り付けスペースとしても利用可能である。また、外装ケース５２に気体溶解装置１を内装することは、ポンプ２１の作動にともなう騒音などを抑制する上で有効ともなる。
【００５５】
一方、気体放出弁１５から放出される空気は、窒素に比べ酸素の方が液体５に溶解しやすいため、気体溶解装置１の運転につれて酸素濃度が低くなる。気体溶解装置１を外装ケース５２に内装する場合、外装ケース５２の内部スペースにある空気が循環されることになるので、低酸素濃度の空気が循環し、その結果、浴槽４７内の湯水４８に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水４８中の溶存酸素濃度が低下することが予想される。
【００５６】
そこで、気体溶解装置１を外装ケース５２に内装する場合には、図１０に示したように、空気を取り込む気体供給口２９を外装ケース５２の外郭を形成する壁面５４に設け、浴室５３外に気体供給口２９を露出させることにより、外気と連通させる。このようにすることによって、気体供給口２９は、外気と連通しているので、常にほぼ一定の酸素濃度の空気を溶解タンク２内に供給することができ、浴槽４７内の湯水４８に存在する微細気泡中の酸素濃度および湯水４８中の溶存酸素濃度が安定化する。入浴の効能が安定して維持される。
【００５７】
なお、本発明の気体溶解装置は、以上の実施形態に限定されることはない。気体溶解部が備える溶解タンクの構成および構造については、固定装置によってポンプと縦列して配置することができ、また、小型化可能なものである限り、各種の態様が可能である。また、気体や流体の種類についても特に制限されない。気体溶解装置の用途に応じて気体や流体には適宜なものを採用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 気体溶解装置
２ 溶解タンク
５ 液体
２０ フランジ部
２１ ポンプ
２９ 気体供給口
３２ 気体溶解部
３３ 固定装置
３８ 溶解タンク固定部
３９ ポンプ固定部
４０ 固定面部
５２ 外装ケース
５４ 壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解タンク内で流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部と、気体溶解部に流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置において、
気体溶解部が備える溶解タンクを固定する溶解タンク固定部と、ポンプを固定するポンプ固定部とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置が設けられ、
この固定装置の前記溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、前記ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置される
ことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
固定装置の上端部に溶解タンク固定部が配置され、溶解タンク固定部は固定面部を有し、溶解タンクは、外側方に突出するフランジ部を外周部に有し、このフランジ部が前記固定面部上に載置されて溶解タンクが溶解タンク固定部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【請求項３】
ポンプの作動によって溶解タンク内に吸引される気体を取り込む気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、気体供給口は外気と連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の気体溶解装置。
【請求項１】
溶解タンク内で流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解部と、気体溶解部に流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置において、
気体溶解部が備える溶解タンクを固定する溶解タンク固定部と、ポンプを固定するポンプ固定部とを有し、ポンプ固定部が溶解タンク固定部の下方に配置された固定装置が設けられ、
この固定装置の前記溶解タンク固定部に溶解タンクが固定されるとともに、前記ポンプ固定部にポンプが固定されることによって、溶解タンクとポンプとが上下に縦列して配置される
ことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
固定装置の上端部に溶解タンク固定部が配置され、溶解タンク固定部は固定面部を有し、溶解タンクは、外側方に突出するフランジ部を外周部に有し、このフランジ部が前記固定面部上に載置されて溶解タンクが溶解タンク固定部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【請求項３】
ポンプの作動によって溶解タンク内に吸引される気体を取り込む気体供給口が、気体溶解装置が内装される外装ケースの壁面に設けられ、気体供給口は外気と連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の気体溶解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２２７７８０（Ｐ２０１０−２２７７８０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７６７３３（Ｐ２００９−７６７３３）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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