JP2011173048A

JP2011173048A - 溶解タンク

Info

Publication number: JP2011173048A
Application number: JP2010037821A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Kawahara; 一成川原
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】騒音や振動が生じにくい溶解タンクを提供する。
【解決手段】気体を混合した液体の流入口と、前記液体の流出口と、一端が前記流入口に通じると共に他端が前記流出口に通じる螺旋状の溶解流路２７とを備える。
【選択図】図１

Description

本願発明は気体を液体に溶解させる溶解タンクに関する。

近年の浴槽設備には、浴槽内の湯水中に微細気泡を発生させる微細気泡発生装置が設けられる場合がある。この微細気泡発生装置には、浴槽に供給される水の流路に、空気を取り込む気体混入部と、前記取り込まれた空気を水に溶解させる溶解タンクが設けられている。そして、前記溶解タンクにおいて空気を溶解させた水を浴槽内に吐出して減圧することで、水に溶解された空気を微細気泡として析出させ、保温効果やマッサージ効果を得る。

従来、特許文献１の溶解タンクが知られている。この溶解タンクは、タンク上端部に設けられた噴射ノズルから空気を混合した水をタンク内に向けて噴射し、この空気混合水をタンク内に溜まる水の液面に衝突させてバブリングすることで、前記混合した空気を水に溶解させる。

また、特許文献２に示される溶解タンクは、二重筒構造となった上層部の環状の外周空間が横仕切板で仕切られて上下複数段の気液攪拌経路が形成され、前記各段の気液攪拌経路は縦仕切板で仕切られている。横仕切板には上段の気液攪拌経路と下段の気液攪拌経路を流下させる流下孔が形成され、これによってタンク上層部には前記縦仕切板で折り返された屈曲した流路が形成されている。この溶解タンクは、前記屈曲した流路に空気が混合された水を通すことで空気を水に溶解させるものであり、この際に各段の気液攪拌経路を流れる空気混合水が縦仕切板に衝突させることで、気体の溶解度を高める。

特開２００５−９５８７８号公報特開２００４−２９０８０３号公報

ところで、特許文献１の溶解タンクは、空気混合水をタンク内に溜まる水の液面に勢いよく衝突させ攪拌することから、騒音や振動が生じやすい。また、特許文献２の溶解タンクも、空気混合水が縦仕切板に衝突するので、騒音や振動が生じやすい。

本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、騒音や振動が生じにくい溶解タンクを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本願発明の溶解タンクは、気体を混合した液体の流入口と、前記気体が溶解した液体の流出口と、一端が前記流入口に通じると共に他端が前記流出口に通じる螺旋状の溶解流路とを備えたこと特徴とする。

また、前記螺旋状の溶解流路の内側に前記溶解流路と円筒状隔壁で仕切られた気液分離流路が形成され、この気液分離流路を介して前記溶解流路の下流端が前記流出口に通じ、前記気液分離流路を浮上した未溶解気体を脱気するための脱気部が形成されることが好ましい。

本願発明の溶解タンクにあっては、気体が混合された液体を螺旋状の溶解流路に流すことでこの溶解流路において乱流を生じさせて気体を液体に溶解させることができる。そして溶解流路を螺旋状とすることで、気体溶解時に騒音や振動が生じることを防止できる。

本願発明の実施形態の溶解タンクを示す断面図である。同上の溶解タンクを備えた微細気泡発生装置の説明図である。

以下、本願発明の実施形態の溶解タンクを添付図面に基づいて説明する。本実施形態の溶解タンク１は、図２に示す微細気泡発生装置２に設けられる。

微細気泡発生装置２は、水に空気を混合し、この混合した空気を溶解タンク１にて水に溶解させ、この空気を混合した水を減圧して前記溶け込んだ空気を析出させることで、浴槽３内に微細気泡を発生させる。

微細気泡発生装置２は、両端が浴槽３の壁部７に接続された循環水路８と、循環水路８の一端を構成する吸込口１０から浴槽３内の湯水を吸い込むと共に循環水路８の他端を構成する吐出口１１から浴槽３内に湯水を吐出するポンプ９とを備えている。なお、図２では循環水路８の吸込口１０と吐出口１１とが浴槽３の壁部７の一箇所にまとめて設けられているが、吸込口１０と吐出口１１は離間して設けられるものであってもよい。

ポンプ９よりも上流側の循環水路８には、循環水路８を流れる湯水に外気である空気を混合する気体混合部としてエジェクター１２が設けられている。溶解タンク１は、ポンプ９よりも下流側の循環水路８に設けられ、エジェクター１２で混合された空気を湯水に溶解させる。

ポンプ９は浴室の天井裏等に設けられた制御装置１３に接続されている。ポンプ９の運転・停止の切換えは、浴室壁等に設けられた操作器１５を操作することで行われる。

微細気泡発生装置２は、ポンプ９を運転して浴槽３内の湯水を循環水路８を介して循環させることで浴槽３内に微細気泡を発生させる。すなわち、ポンプ９を運転して浴槽３内の湯水を循環させると、エジェクター１２では負圧が発生してエジェクター１２を流れる湯水に空気が混合され、気泡を含む湯水となる。また、前記気泡を含む湯水はポンプ９により溶解タンク１に圧送され、溶解タンク１では、前記気泡状態の空気を含む湯水が加圧されてこの空気が湯水に溶解する。そして、この湯水が浴槽３内に吐出されて減圧されることで、浴槽３内では前記湯水に溶け込んだ空気が微細気泡として析出する。このように浴槽３内に微細気泡を発生させることで、微細気泡で入浴者を包み込んで保温したり、微細気泡の衝突によって生じる微振動や微細気泡がはじけた際に発生する超音波により、洗浄効果やマッサージ効果を高めることができる。

次に図１に基づいて溶解タンク１について詳述する。溶解タンク１の外周面は縦長円筒状の外筒部１８で構成され、外筒部１８の上下両端は上板部１９及び下板部２０の夫々で閉塞されている。

溶解タンク１の下部には流入管部１６と流出管部１７が設けられている。流入管部１６は外筒部１８の下端部から外側方に向けて突出し、流出管部１７は下板部２０の中央部から下方に突出した後、側方に向けて折曲されている。

流入管部１６の先端部は溶解タンク１上流側の循環水路８の下流端に接続され、流出管部１７の先端部は溶解タンク１下流側の循環水路８の上流端に接続される。すなわち、溶解タンク１は、流入管部１６で湯水の流入口が構成され、流出管部１７で湯水の流出口が構成されている。

外筒部１８の内側には縦長円筒状で外筒部１８と同心の内筒部２１が設けられている。これによって外筒部１８と内筒部２１の両者の間には、平面視で円環状の環状空間２５が形成され、また、内筒部２１内には水平断面円形の気液分離流路２２が形成される。

このように二重筒構造をなす外筒部１８と内筒部２１の間には、内筒部２１の下端部から上端部に至るまで内筒部２１を周回しながら上昇する螺旋状の仕切板２６が設けられている。環状空間２５は仕切板２６によって仕切られており、これによって内筒部２１の外側には下端部が流入管部１６に連通した螺旋状の溶解流路２７が形成されている。内筒部２１は螺旋状の溶解流路２７と気液分離流路２２を仕切る円筒状隔壁として機能しているとも言える。

溶解流路２７は循環水路８と略同じ流路断面積となるように設定され、仕切板２６の上り勾配は溶解流路２７の流れ方向の全長に亘って略均一となるよう設定されている。

ポンプ９の運転時において、螺旋状の溶解流路２７を流れる湯水には乱流が生じて攪拌効果が与えられ、これによって溶解タンク１内に供給された湯水に含まれる大きな気泡状態にある空気が当該湯水に溶け込む。

外筒部１８の上端部は内筒部２１よりも上方に突出し、この外筒部１８の上端部と上板部１９とで脱気部３０が構成されている。ポンプ９の運転時においては、脱気部３０内に、溶解流路２７から流れ込んだ未溶解空気や、気液分離流路２２から浮上した未溶解空気が溜まるようになっている。

上板部１９の中央部には、内筒部２１と同径且つ同心の円筒状で下方に突出する仕切壁２９が形成されている。仕切壁２９の下端と内筒部２１の上端との間には隙間３１が形成されている。脱気部３０内の仕切壁２９よりも外側の空間（以下、外側空間３２と記載する）は、隙間３１を介して仕切壁２９の内側空間３５及び気液分離流路２２に連通している。また、仕切壁２９には孔３３が形成され、この孔３３を介して、外側空間３２と仕切壁２９の内側空間３５が連通している。

上板部１９には仕切壁２９に囲まれた空気抜き用の弁装置２８が設けられている。ポンプ９の運転時に脱気部３０内に溜まった空気の圧力が上昇したときには、矢印ｆに示されるように弁装置２８により脱気部３０内の空気が排出される。また、これによって溶解タンク１内の湯水の液面は、図１に示されるように孔３３よりも下方で隙間３１よりも上方の略一定のレベルに保たれる。

弁装置２８は仕切壁２９の下端よりも上方に配置されている。このため、溶解流路２７から脱気部３０内に排出された主な湯水は、一旦仕切壁２９に当たった後、隙間３１を介して気液分離流路２２に流れ込むようになっている。すなわち、溶解流路２７から排出された湯水は弁装置２８側に流れ込み難くなっており、これにより弁装置２８から確実に空気を排出でき、また、湯水によって弁装置２８が汚れることが防止されている。

内筒部２１の下端は下板部２０の中央部に接続され、気液分離流路２２は流出管部１７に連通している。

そして、溶解タンク１は、螺旋状の溶解流路２７の上流端を下、下流端を上に向けた状態で設置される。このように設置された溶解タンク１にあっては、ポンプ９の運転時において溶解タンク１に流入した湯水が、図１に示される矢印ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの順に流れる。すなわち、流入管部１６から流入した湯水は、螺旋状の溶解流路２７を流れた後、外側空間３２及び隙間３１を順に介して気液分離流路２２に流入し、気液分離流路２２を下降した後、流出管部１７から排出される。

このとき溶解流路２７を流れる湯水には乱流が生じ、これにより湯水に混合された空気がポンプ９による加圧との相乗効果により湯水に溶け込む。また、この溶解流路２７で溶けなかった空気は、湯水と共に脱気部３０に運ばれ、脱気部３０において湯水と分離する。また、気液分離流路２２においても、湯水に含まれる未溶解空気が浮力により上昇して脱気部３０へと運ばれ、湯水と分離する。そして、脱気部３０では、脱気部３０内に溜まった余剰の未溶解空気が弁装置２８を介して溶解タンク１の外に排出される。

以上説明した溶解タンク１は、螺旋状の溶解流路２７を備えているので、空気を含む湯水を溶解流路２７に流した際に乱流を生じさせて効率良く空気を湯水に溶け込ませることができる。そして、このように湯水を螺旋状の溶解流路２７に通過させて空気を溶解するので、空気混合水を液面や縦仕切板に衝突させる従来の溶解タンクと比較して、騒音や振動が生じ難いものになる。

また、本実施形態の溶解タンク１は、螺旋状の溶解流路２７の内側に円筒状の内筒部２１で囲まれた気液分離流路２２を形成して、螺旋状の溶解流路２７の内側のスペースを有効に利用している。このため、湯水と未溶解空気を分離するための気液分離流路２２を形成することによる溶解タンク１の大型化を抑えることができ、これにより浴槽３とこの洗い場側に設けられたエプロンとの間の空間等の狭い場所にも溶解タンク１を設置することができる。

なお、本実施形態の溶解タンク１や微細気泡発生装置２は適宜設計変更可能である。また、本実施形態の溶解タンク１は空気を溶解させるものであるが、溶解させる気体はこれに限定されるものではなく、炭酸ガス等であってもよい。また、気体を溶解させる液体も水以外の液体であってもよい。さらに溶解タンク１は微細気泡発生装置２以外の装置に利用することもできる。

１溶解タンク
２２気液分離流路
２７溶解流路
３０脱気部

Claims

気体を混合した液体の流入口と、前記気体が溶解した液体の流出口と、一端が前記流入口に通じると共に他端が前記流出口に通じる螺旋状の溶解流路とを備えたこと特徴とする溶解タンク。
前記螺旋状の溶解流路の内側に前記溶解流路と円筒状隔壁で仕切られた気液分離流路が形成され、この気液分離流路を介して前記溶解流路の下流端が前記流出口に通じ、前記気液分離流路を浮上した未溶解気体を脱気するための脱気部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の溶解タンク。