JP5467319B2

JP5467319B2 - 微細気泡発生装置

Info

Publication number: JP5467319B2
Application number: JP2010215050A
Authority: JP
Inventors: 良泰伊藤; 康成前田; 重行山口; 仁史北村; 恭子堤; 尚紀柴田; 朋弘穐田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: JP2012065964A

Description

本発明は、気泡径が０．１〜１０００μm程度の空気の微細気泡を水中に発生させ、微細気泡を含んだ微細気泡含有水を生成し、吐出する微細気泡発生装置に関する。

水中に空気を微細気泡として混合した微細気泡含有水は、洗浄効果、入浴効果などを高めるものとして注目され、空気の微細気泡を水中に発生させる微細気泡発生装置が、様々に提案され、提供されている。

たとえば、微細気泡発生装置は、浴槽内の湯水をポンプによって循環させながら、浴槽から取り出した湯水に空気を溶解させ、空気溶解水を浴槽内に送り出すことができる。浴槽内に送り出される空気溶解水中の空気は、減圧にともないその一部が析出し、微細気泡が発生する。微細気泡は、浴槽内の湯水を白濁させ、牛乳風呂のような趣を与え、また、肌の保湿効果や温熱効果などがあり、温泉に匹敵する入浴の効能をもたらす。

また、普段浴槽につからない人でも同様な効果が得られるように、微細気泡含有水をシャワーヘッドから吐出させる、いわゆるシャワー浴への展開も検討されている。

たとえば、特許文献１には、湯水中に空気を加圧溶解した加圧空気溶解湯水を急激に減圧し、キャビテーションにより微細気泡を発生させる減圧弁などの減圧手段をシャワーヘッド内に備えたシャワー装置が記載されている。

このシャワー装置は、ある程度十分な量の微細気泡を含む、白濁化した微細気泡含有水を容易に生成して吐出することを可能にする。

特開２００８−１３２０３８号公報

しかしながら、浴槽とともに設置される微細気泡発生装置では、浴槽の容量が大きいため、浴槽内に微細気泡を充満させ、かつ溶存酸素濃度を短時間で上昇させるためには、微細気泡含有水の流量が、たとえば１５リットル/min以上の大流量となるものが主流となっている。これに対し、シャワー装置では、必要とされる微細気泡含有水の流量は、浴槽とともに設置されるものに比べ少なくてよいため、そのような小流量を可能にする微細気泡発生装置が必要とされる。

このため、浴槽での入浴とシャワー浴の両方に微細気泡含有水が望まれる場合、大流量タイプと小流量タイプの２種類の微細気泡発生装置の設置が必要となる。したがって、微細気泡発生装置の価格の高騰は必至であり、これにともない微細気泡発生装置の普及が伸展しにくくなるという問題がある。

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、浴槽での入浴とシャワー浴で要求される微細気泡含有水の異なる流量に対し、同一の装置で両方の流量に対応することができ、低価格化を図ることのできる微細気泡発生装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の微細気泡発生装置は、浴槽と、ポンプと、ポンプの吐出側に連通して接続された溶解タンクと、一端が浴槽に接続され、他端がポンプの吸込側に接続され、浴槽とポンプを連通させる第１の給水管と、一端が溶解タンクに接続され、他端が浴槽に接続され、溶解タンクと浴槽を連通させる第２の給水管と、この第２の給水管の他端側に設けられた第１の減圧部と、第１の給水管の途中に接続され、この第１の給水管に連通する吸気部とを備えた微細気泡発生装置であって、微細気泡発生装置は、さらに貯水タンクを備え、第３の給水管が、第２の給水管の途中において分岐して設けられ、その分岐部に第１の流路切替弁が設けられ、第３の給水管の末端に、第２の減圧部が内蔵されたシャワーヘッドが設けられ、このシャワーヘッドと溶解タンクが連通し、第１の戻し管が、第３の給水管の途中において分岐して設けられ、その分岐部に流量比調整機構が設けられ、第１の戻し管の末端が貯水タンクに接続され、この貯水タンクと溶解タンクが連通し、第２の戻し管が、その一端を貯水タンクに接続して設けられ、他端が、第１の給水管の途中において吸気部の上流側に接続され、その接続部に第２の流路切替弁が設けられ、貯水タンクはポンプの吸込側に連通していることを特徴とする。

この微細気泡発生装置においては、貯水タンクに水道管が接続され、貯水タンクは、水道水の貯留を可能としていることが好ましい。

本発明の微細気泡発生装置によれば、浴槽での入浴とシャワー浴で要求される微細気泡含有水の異なる流量に対し、同一の装置で両方の流量に対応することができ、低価格化を図ることができる。

本発明の微細気泡発生装置の一実施形態を概略的に示した構成図である。

図１は、微細気泡発生装置の一実施形態を概略的に示した構成図である。

微細気泡発生装置１は、浴槽２、ポンプ３および溶解タンク４を備えている。ポンプ３は、水を加圧して溶解タンク４に供給するものである。溶解タンク４は、ポンプ３の吐出側に流入管５を介して接続され、ポンプ３と連通している。また、ポンプ３は、溶解タンク４のほぼ直下に配置され、ポンプ３と溶解タンク４を接続する流入管５の長さが短くされている。このような配置によって、微細気泡発生装置１は、狭小なスペースなどにも設置可能なようにコンパクト化が図られている。

また、微細気泡発生装置１は、第１の給水管６を備えている。第１の給水管６の一端は、浴槽２の側壁部に接続され、他端は、ポンプ３の吸込側に接続されている。第１の給水管６の一端が接続される浴槽２の側壁部には、給水口と吐出口をともに備えた給水プラグ７が設けられている。給水プラグ７では、給水口と吐出口が互いに独立して設けられ、その給水口が第１の給水管６に連通している。このため、ポンプ３は、浴槽２と連通し、その作動によって浴槽２内に貯留している湯水ｗ_１を、第１の給水管６を通じて浴槽２の外部に取り出すことができ、また、流入管５を通じて溶解タンク４の内部に湯水ｗ_１を加圧して供給することができる。

また、微細気泡発生装置１は、第２の給水管８を備えている。第２の給水管８の一端は、溶解タンク４の底部の、流入管５が接続された部分とは異なる部位に接続されている。第２の給水管８の他端は、浴槽２の側壁部に給水プラグ７を介して接続され、給水プラグ７の上記吐出口に連通している。このため、溶解タンク４は、浴槽２と連通し、後述するような、溶解タンク４で生成する空気溶解水を、第２の給水管８を通じて浴槽２側に供給することができる。

また、微細気泡発生装置１は、第２の給水管８の上記他端側に第１の減圧部９を備えている。第１の減圧部９は、上記空気溶解水を急激に減圧させるものであり、キャビテーションにより空気溶解水に溶解している空気の一部を微細気泡として析出させることができる。第１の減圧部９には、たとえば、ベンチュリー管などを形成するノズルなどが例示され、図１に示したように、給水プラグ７の内部に組み込んだり、給水プラグ７の吐出口に接続したりなどして、浴槽２の内部側に取り付けることができる。

また、微細気泡発生装置１は、吸気部１０を備えている。吸気部１０は、浴室内などの空気を吸い込むものであり、第１の給水管６の途中に接続されている。吸気部１０では、第１の給水管６との接続部にエジェクタ１１が設けられ、エジャクタ１１からは、浴室内などに向かって立ち上がるようにして延びる吸気管１２が接続されている。吸気管１２のエジェクタ１１と反対側の端部には、吸気量の調整を可能とした吸気弁１３が設けられている。これらのエジェクタ１１、吸気管１２および吸気弁１３によって吸気部１０が形成されている。

微細気泡発生装置１では、浴槽２での入浴時には、ポンプ３の作動によって浴槽２内の湯水ｗ_１が、給水プラグ７および第１の給水管６を通じて浴槽２の外部に取り出される。このとき発生する負圧にともない、吸気部１０のエジェクタ１１により浴室などの空気が、吸気弁１３および吸気管１２を通じて吸引され、エジェクタ１１において湯水ｗ_１と混合される。湯水ｗ_１中に気泡となって空気が混合した気液混合流体が、加圧状態でポンプ３から流入管５を通じて溶解タンク４の内部に供給される。溶解タンク４の内部では、上記気液混合流体が、溶解タンク４の底部から上方に噴出し、湯水ｗ_１が、あらかじめ溶解タンク４の内部に貯留していた空気や、エジェクタ１１を通じて混合した空気と激しく攪拌され、空気溶解水が生成する。

空気溶解水は、溶解タンク４の底部から第２の給水管８を通じて外部に取り出され、給水プラグ７を経て浴槽２内に供給される。空気溶解水は、第１の減圧部９を通過する際に、急激に減圧され、空気の溶解量が過飽和となり、キャビテーションにより空気溶解水中に溶解していた空気の一部が、気泡径が０．１〜１０００μm程度の微細気泡として析出する。この微細気泡を含有する微細気泡含有水が浴槽２内の湯水ｗ_１中に混合され、湯水ｗ_１は、空気の微細気泡によりやがて乳濁する。

このように、微細気泡発生装置１は、浴槽２内の湯水ｗ_１を循環させながら、湯水ｗ_１中に空気の微細気泡を発生させる。

なお、微細気泡発生装置１では、溶解タンク４の上端部と流入管５を連通させて接続する空気循環配管１４を溶解タンク４の外側に設けることができる。空気溶解水の生成に際し、湯水ｗ_１中に溶解しきれずに残る空気は、溶解タンク４の内部の上部に残留しやすい。空気循環配管１４は、そのような残留空気を一旦溶解タンク４の外部に取り出し、流入管５の内部に送り返す。送り返された空気は、気液混合流体に再度混入され、空気溶解水の生成に再利用される。このため、溶解タンク４における空気溶解水の生成効率が向上し、余剰の空気量を低減させることができる。

また、溶解タンク４の上端部には、排気弁１５を設けることもできる。排気弁１５は、最終的に溶解しきれずに残り、溶解タンク４の内部の上端部に残留する空気を排気するものであり、残留空気の排気によって空気の分圧などを調整し、溶解タンク４の空気溶解水の生成効率を高めるのに有効となる。

上記のとおりの微細気泡発生装置１は、さらに、内部に水の貯留が可能な貯水タンク１６を備えている。

また、微細気泡発生装置１では、第３の給水管１７が、第２の給水管８の途中において分岐して設けられ、その分岐部に第１の流路切替弁１８が設けられている。第１の流路切替弁１８は、三方弁や複数の二方弁などから形成することができる。第３の給水管１７の末端にはシャワーヘッド１９が設けられている。シャワーヘッド１９は、複数の散水孔を有するものであり、また、減圧弁などの第２の減圧部２０を内蔵している。シャワーヘッド１９は、第３の給水管１７を介して溶解タンク４と連通している。第２の減圧部２０も、第１の減圧部９と同様に、空気溶解水を急激に減圧させるものであり、キャビテーションにより空気溶解水に溶解している空気の一部を微細気泡として析出させることができる。

また、微細気泡発生装置１では、第１の戻し管２１が、第３の給水管１７の途中において分岐して設けられ、その分岐部に流量比調整機構２２が設けられている。流量比調整機構２２も、第１の流路切替弁１８と同様に、三方弁や複数の二方弁などから形成することができる。第１の戻し管２１の末端は貯水タンク１６に接続され、第１の戻し管２１を介して貯水タンク１６は、溶解タンク４と連通している。第１の戻し管２１の末端は、貯水タンク１６の上端部に接続されている。

また、微細気泡発生装置１では、第２の戻し管２３が、その一端を貯水タンク１６に接続して設けられ、第２の戻し管２３の他端が、第１の給水管６の途中において吸気部１０の上流側に接続されている。第１の給水管６において第２の戻し管２３が接続されている接続部には、第２の流路切替弁２４が設けられている。貯水タンク１６は、第２の戻し管２３を介してポンプ３の吸込側に連通している。第２の戻し管２３は、貯水タンク１６において第１の戻し管２１との接続部と異なる底部に接続されている。第２の流路切替弁２４は、第１の流路切替弁１８と同様に、三方弁や複数の二方弁などから形成することができる。

そして、微細気泡発生装置１では、貯水タンク１６に水道管２５が接続され、貯水タンク１６は、水道水の貯留を可能としている。水道管２５は、貯水タンク１６において第１の戻し管２１との接続部と異なる上端部に接続されている。水道管２５の接続位置は、第１の戻し管２１の接続位置の対向側などに配置することができる。水道管２５の末端側には、フロートを備えた止水弁２６が設けられている。止水弁２６では、フロートが、貯水タンク１６内に貯留する水ｗ_２からの浮力によって浮沈し、このフロートの浮沈にともない、あらかじめ設定しておくことのできる水位までの貯水タンク１６内の水ｗ_２の貯留を可能にする。貯水タンク１６内の水位が、設定した上限水位となったとき、止水弁２６が閉鎖し、水道管２５からの水道水の供給を自動的に停止する。また、貯水タンク１６内の水位が、上限水位未満となったとき、止水弁２６が開放し、水道管２５からの水道水の供給を自動的に開始する。このように、止水弁２６は、その開閉によって、貯水タンク１６内に貯留させる水ｗ_２の水位を一定に保持することができる。止水弁２６の作動および停止は、フロートの浮沈にともなう電気的な制御などとすることが可能である。

また、貯水タンク１６には、第２の戻し管２３と異なる位置の底部に排水管２７が設けられ、排水管２７には排水弁２８が設けられている。貯水タンク１６内に貯留する水ｗ_２が、あらかじめ設定することのできる期間を経過した後には、雑菌の繁殖などを抑制するために、排水弁２８を開放し、貯水タンク１６内に貯留している水ｗ_２を、排水管２７を介して貯水タンク１６の外部に排水することができる。排水弁２８の開閉は、自動式、手動式またはその併用とすることができ、排水時期をあらかじめ設定しておくと、特に人手による操作を必要とせずに、貯水タンク１６内の水ｗ_２を自動的に排水することができ、利便性に優れる。

このような微細気泡発生装置１では、シャワー浴をする際には、第１の流路切替弁１８が、浴槽２側を閉鎖し、第３の給水管１７側を開放するとともに、第２の流路切替弁２４が、浴槽２側を閉鎖し、第２の戻し管２３側を開放する。また、流量比調整機構２２が、シャワーヘッド１９へ供給する空気溶解水と、貯水タンク１６へ供給する残りの空気溶解水の流量比を切り替える。この流量比は、たとえば、浴槽２での入浴の場合の空気溶解水の流量を２０リットル/minとする場合、シャワーヘッド１９に供給する空気溶解水の流量を８リットル/minとすることができ、貯水タンク１６への空気溶解水の流量は、残りの１２リットル/minに調整される。流量比調整機構２２が調整する流量比は、シャワー浴に必要とされる微細気泡含有水の流量に応じて適宜に設定することができ、たとえば、入浴者の好みなどに応じて変更可能とすることもできる。

そして、シャワー浴では、貯水タンク１６内に貯留している水ｗ_２または水道管２５から水道水を貯水タンク１６に供給し、貯留させた水ｗ_２が、ポンプ３の作動により、第２の戻し管２３を通じて貯水タンク１６の外部に取り出され、第２の流路切替弁２４から下流側に位置する部分の第１の給水管６を流れる。水ｗ_２は、ポンプ３の吐出側から流入管５を通じて溶解タンク４の内部に供給される。このときの負圧にともない、吸気部１０のエジェクタ１１により浴室などの空気が、吸気弁１３および吸気管１２を通じて吸引され、エジェクタ１１において水ｗ_２と混合される。水ｗ_２中に気泡となって空気が混合した気液混合流体が、溶解タンク４の内部に加圧状態で供給される。溶解タンク４の内部では、浴槽２での入浴と同様に、空気溶解水が生成する。

生成した空気溶解水は、第２の給水管８を通じて溶解タンク４の外部に取り出され、第１の流路切替弁１８により第３の給水管１７を流れ、また、流量比調整機構２２によってその一部が、シャワーヘッド１９の内部に供給される。シャワーヘッド１９が内蔵する第２の減圧部２０によって、空気溶解水は、急激に減圧される。これにともない、空気の溶解量が過飽和となり、キャビテーションにより空気溶解水中に溶解していた空気の一部が、気泡径が０．１〜１０００μm程度の微細気泡として析出する。この微細気泡を含有する微細気泡含有水がシャワーヘッド１９の散水孔から外部に放出され、空気の微細気泡を含有し、白濁した微細気泡含有水によりシャワー浴が可能となる。

なお、水道管２５から貯水タンク１６に供給する水は、常温水ばかりでなく、給湯器により所望の温度に加温された温水とすることもできる。

シャワーヘッド１９に向かわない空気溶解水は、第１の戻し管２１を流れ、貯水タンク１６に戻される。こうして、微細気泡発生装置１は、貯水タンク１６内に貯留する水ｗ_２を循環させながら、微細気泡含有水によるシャワー浴を実現する。

このような微細気泡発生装置１では、微細気泡含有水の使用量が多い、大流量が必要とされる浴槽２での入浴を想定して設計しておくことができる。そして、シャワー浴に必要とされる小流量の微細気泡含有水に応じて空気溶解水の流量を流量比調整機構２２により調整し、シャワー浴に使用しない空気溶解水を貯水タンク１６に戻す。このため、空気溶解水の総流量は、シャワー浴のときにも浴槽２での入浴と変わらず、同一の装置で、浴槽２での入浴とシャワー浴で要求される微細気泡含有水の両方の流量に対応することができる。したがって、微細気泡発生装置１は、１台の装置で済み、低価格化を図ることができる。微細気泡発生装置１の普及が伸展するものと期待される。

もちろん、本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。浴槽、ポンプおよび溶解タンクの構成および構造や、第１の減圧部および第２の減圧部の構成および構造、また、第１の流路切替弁、第２の流路切替弁および流量比調整機構の構成および構造などについては、特に制限されない。さらに、吸気部やシャワーヘッドの構成および構造についても同様である。

また、溶解タンクにおいて空気溶解水を生成することができる範囲では、浴槽に空気溶解水を供給するときと、シャワーヘッドに空気溶解水を供給するときの、ポンプから溶解タンクに供給する水の流量を変更することも可能である。

１微細気泡発生装置
２浴槽
３ポンプ
４溶解タンク
６第１の給水管
８第２の給水管
９第１の減圧部
１０吸気部
１６貯水タンク
１７第３の給水管
１８第１の流路切替弁
１９シャワーヘッド
２０第２の減圧部
２１第１の戻し管
２２流量比調整機構
２３第２の戻し管
２４第２の流路切替弁
２５水道管

Claims

浴槽と、ポンプと、ポンプの吐出側に連通して接続された溶解タンクと、一端が前記浴槽に接続され、他端が前記ポンプの吸込側に接続され、前記浴槽と前記ポンプを連通させる第１の給水管と、一端が前記溶解タンクに接続され、他端が前記浴槽に接続され、前記溶解タンクと前記浴槽を連通させる第２の給水管と、この第２の給水管の前記他端側に設けられた第１の減圧部と、前記第１の給水管の途中に接続され、この第１の給水管に連通する吸気部とを備えた微細気泡発生装置であって、
微細気泡発生装置は、さらに貯水タンクを備え、
第３の給水管が、前記第２の給水管の途中において分岐して設けられ、その分岐部に第１の流路切替弁が設けられ、第３の給水管の末端に、第２の減圧部が内蔵されたシャワーヘッドが設けられ、このシャワーヘッドと前記溶解タンクが連通し、
第１の戻し管が、前記第３の給水管の途中において分岐して設けられ、その分岐部に流量比調整機構が設けられ、第１の戻し管の末端が前記貯水タンクに接続され、この貯水タンクと前記溶解タンクが連通し、
第２の戻し管が、その一端を前記貯水タンクに接続して設けられ、他端が、前記第１の給水管の途中において前記吸気部の上流側に接続され、その接続部に第２の流路切替弁が設けられ、前記貯水タンクは前記ポンプの吸込側に連通している
ことを特徴とする微細気泡発生装置。
前記貯水タンクに水道管が接続され、貯水タンクは、水道水の貯留を可能とし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。