JP7228442B2 - 気液混合装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術は、気液混合装置に関する。

特許文献１には、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、撹拌部の内周壁の接線方向に沿って開口する水導入路と、を備える第１混合ケースと、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、を備える第２混合ケースと、を備える気液混合装置が開示されている。第１混合ケースの撹拌部内に流入する気液混合水が、第１混合ケース、及び、第２混合ケースを通過する際に、空気が水に溶解する。

国際公開第２００１／０９７９５８号

第１混合ケースの円筒部内に流入する気液混合水に含まれる空気のうちの一部の空気は、第１混合ケース及び第２混合ケースを通過しても、水に溶解しない。特許文献１の気液混合装置では、第１混合ケース、及び、第２混合ケースを通過しても水に溶解しなかった空気（以下では、「未溶解空気」と呼ぶ）は、水に混じっている状態で、第２混合ケースから放出箇所に放出されてしまう。本明細書では、気液混合装置内の気体を効率的に活用することができる技術を提供する。

本明細書では、水に空気を溶解させる気液混合装置が開示される。気液混合装置は、流入口と流出口とを有するタンクであって、前記流出口は、前記タンクの下部に設けられている、前記タンクと、前記タンク内に収容された第１混合ケースであって、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、前記撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、前記撹拌部の内周壁の接線方向に沿って開口する水導入路と、を備える第１混合ケースと、前記流出口と前記噴射口の間に設けられている水受部と、前記水受部に接続されており、前記水受部から上方に伸びる筒状の側壁であって、前記側壁の上端が、前記第１混合ケースの前記噴出口よりも上方に位置しており、かつ、前記側壁が前記撹拌部の外側に設けられている前記側壁と、を備える第２混合ケースと、前記タンク内の上方に溜まった空気の層と前記第１混合ケースの前記撹拌部の中心付近とを接続する連通空気路と、を備え、前記タンクに流入する水は、前記流入口から前記第１混合ケースの水導入路を介して、前記撹拌部内に導入され、前記空気の層に溜まっている空気が、前記連通空気路を通って、前記撹拌部内に取り込まれる。

上記の構成によると、タンクに流入する水は、空気を巻き込みつつ旋回しながら、第１混合ケース（詳細には撹拌部）、及び、第２混合ケースを通って、タンクの下部に流れ出ていく。第１混合ケース及び第２混合ケース内では、旋回流が形成される。第１混合ケースの噴出口から第２混合ケース内に噴出された水は、第２混合ケースの水受部に衝突し、その後、第２混合ケースの側壁を伝って上昇し、側壁の上端を介して、タンクの下部に流れ出ていく。この場合、第２混合ケース内に噴出された水が第２混合ケースの側壁を伝っている間、及び、上昇流から下降流に反転する際に、未溶解空気は、水から分離される。そして、水から分離した空気は、タンク内の上方の空気の層に移動する。このため、タンクの流出口から流出する水に含まれる未溶解空気の量を低減することができる。そして、タンク内の上方の空気の層から、連通空気路を介して、第１混合ケース内の水に空気が取り込まれる。従って、気液混合装置内の空気を効率的に活用することができる。

撹拌部の内周壁の直径が、噴出口に近付くにつれて小さくなっていてもよい。

上記の構成によると、第１混合ケースの撹拌部内における水の旋回速度を速めることができる。水に溶解する空気の量（以下では、「溶解空気量」と呼ぶ）は、水の旋回速度に依存する。従って、気液混合装置における溶解空気量を多くすることができる。

タンクは、タンクの底部から上方に突出し、流出口を備える水流出路を備えてもよい。気液混合装置は、さらに、水流出路の上方及び側方を取り囲む遮蔽部材を備え、遮蔽部材の下端は、水流出路の上端よりも下方に位置しているとよい。

第２混合ケース内に噴出された水が第２混合ケース内を上昇する間、及び、上昇流から下降流に反転する際に、未溶解空気の一部が水から分離されない場合がある。未溶解空気を含んで第２混合ケース内からタンクの下部に流れ出る水は、遮蔽部材に遮られることで、水流出路に直接流入できなくなる。このため、タンクの下部に流れ出る水は、遮蔽部材の下端を回り込んで上方に流れ、水流出路の上端、流出口を通って、タンクの外部に流出する。タンクの下部に流れ出る水が、一旦、上昇流となった後に、反転して下降流となり、水流出路の上端に達する間に、未溶解空気は、水から分離され、タンク内の空気の層に移動し得る。このため、タンクの流出口から流出する水に含まれる未溶解空気の量をより低減することができるとともに、気液混合装置内の空気をより効率的に活用することができる。

気液混合装置は、さらに、第２混合ケースの側壁よりも上方に設けられており、第２混合ケースから上方に流れ出る水の流路の向きを変更させる衝突壁を備えてもよい。

第２混合ケースの側壁を伝って上昇する水は、側壁の上端に到達すると、上昇流から下降流に方向転換して第２混合ケースから下方に流れ出る水と、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る水と、に分離される。上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る水が、タンク内の上方の空気の層に到達し得る。この場合、第２混合ケースから上方に流れ出て空気の層に到達する水が、連通空気路を通過する。水が連通空気路を通過することで、連通空気路を通って、撹拌部内に取り込まれる空気の量が低減する。上記の構成によると、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る水は、衝突壁に衝突することで、上昇流から下降流に方向転換する。従って、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る水が、空気の層に到達することを防止することができる。この結果、空気の層から、連通空気路を通って、撹拌部内に取り込まれる空気の量が低減することを防止することができる。

また、本明細書では、水に気体を溶解させる気液混合装置が開示される。気液混合装置は、流入口と流出口とを有するタンクであって、前記流出口は、前記タンクの下部に設けられている、前記タンクと、前記タンク内に収容された第１混合ケースであって、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、前記撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、前記撹拌部の内周壁の接線方向に沿って開口する水導入路と、を備える第１混合ケースと、前記流出口と前記噴射口の間に設けられている水受部と、前記水受部に接続されており、前記水受部から上方に伸びる筒状の側壁であって、前記側壁の上端が、前記第１混合ケースの前記噴出口よりも上方に位置しており、かつ、前記側壁が前記撹拌部の外側に設けられている前記側壁と、を備える第２混合ケースと、前記タンク内の上方に溜まった気体の層と前記第１混合ケースの前記撹拌部の中心付近とを接続する連通気体路と、を備え、前記タンクに流入する水は、前記流入口から前記第１混合ケースの水導入路を介して、前記撹拌部内に導入され、前記気体の層に溜まっている気体が、前記連通気体路を通って、前記撹拌部内に取り込まれる。

上記の構成によると、タンクに流入する水は、気体を巻き込みつつ旋回しながら、第１混合ケース（詳細には撹拌部）、及び、第２混合ケースを通って、タンクの下部に流れ出ていく。第１混合ケース及び第２混合ケース内では、旋回流が形成される。第１混合ケースの噴出口から第２混合ケース内に噴出された水は、第２混合ケースの水受部に衝突し、その後、第２混合ケースの側壁を伝って上昇し、側壁の上端を介して、タンクの下部に流れ出ていく。この場合、第２混合ケース内に噴出された水が第２混合ケースの側壁を伝っている間、及び、上昇流から下降流に反転する際に、水に溶解しなかった気体（以下では、「未溶解気体」と呼ぶ）は、水から分離される。そして、水から分離した気体は、タンク内の上方の気体の層に移動する。このため、タンクの流出口から流出する水に含まれる未溶解気体の量を低減することができる。そして、タンク内の上方の気体の層から、連通気体路を介して、第１混合ケース内の水に気体が取り込まれる。従って、気液混合装置内の気体を効率的に活用することができる。

第１実施形態に係る気液混合装置２の斜視図である。 第１実施形態に係る気液混合装置２の分解図である。 第１実施形態に係る気液混合装置２の上面図である。 図１のIV-IV線に沿った気液混合装置２の断面図である。 図３のV-V線に沿った気液混合装置２の断面図である。 図３のVI-VI線に沿った気液混合装置２の断面図である。 第１実施形態に係る第１混合ケース６０の構成を示す図である。 第１実施形態に係る第２混合ケース９０の構成を示す図である。 第１実施形態に係るケースカバー４０の構成を示す図である。 第１実施例に係る給水システム２０２の構成を示す図である。 第２実施例に係る給水システム５０２の構成を示す図である。 第１変形例に係る気液混合装置２の断面図である。 第２実施形態に係る気液混合装置８０２の断面図である。 第２実施形態に係る第１混合ケース８６０の構成を示す図である。 第２実施形態に係る第２混合ケース８９０の構成を示す図である。 第２実施形態に係るケースカバー８４０の構成を示す図である。

（第１実施形態）
（気液混合装置２の構成）
図１～図９を参照して、第１実施形態の気液混合装置２について説明する。図１は、気液混合装置２の外観を示す斜視図であり、図２は、気液混合装置２の分解図であり、図３は、気液混合装置２の上面図である。図４は、図１のIV-IV線に沿った気液混合装置２の断面図である。図５、図６は、それぞれ、図３のV-V線、VI-VI線に沿った気液混合装置２の断面図である。図２に示すように、気液混合装置２は、タンク１０と、ケースカバー４０と、第１混合ケース６０と、第２混合ケース９０と、連結路１２０と、を備える。タンク１０、ケースカバー４０、第１混合ケース６０、及び、第２混合ケース９０は、各装置の中心軸が中心軸Ｃ１に一致するように配置されている。

図５、図６に示すように、ケースカバー４０、第１混合ケース６０、及び、第２混合ケース９０、連結路１２０は、タンク１０内に収容されている。第２混合ケース９０は、タンク１０に取り付けられている。ケースカバー４０及び第１混合ケース６０は、第２混合ケース９０に連結されている。

（タンク１０の構成）
図１～図６を参照して、タンク１０の構成について説明する。なお、図１～図４において、Ｚ軸は、中心軸Ｃ１（図２参照）に平行な軸である。Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸である。図１に示すように、タンク１０は、タンク上部１２と、タンク下部２６と、を備える。タンク上部１２は、円筒部１４と、上底部１６と、水流入路１８と、を有する。円筒部１４は、円筒形状を有する。円筒部１４の下部には、外側に向かって延びるフランジ部２２が設けられている。フランジ部２２には、４個の取付穴Ｂ１が設けられている。フランジ部２２の取付穴Ｂ１は、タンク上部１２とタンク下部２６とをネジ止めするための穴である。上底部１６は、上方に突出するドーム形状を有する。上底部１６の直径は、円筒部１４の外径と一致する。上底部１６には、ネジ穴Ｂ２及び導入穴２０ａを有する空気導入部２０が設けられている。導入穴２０ａには、空気制御弁の空気流出路（図示省略）が接続される。ネジ穴Ｂ２は、空気制御弁（図示省略）をタンク上部１２にネジ留めするための穴である。水流入路１８は、円筒形状を有する。水流入路１８は、円筒部１４の外周からＸ軸方向に沿って延びている（図３参照）。水流入路１８は、流入口１８ａを備えている（図６参照）。

図５に示すように、タンク上部１２の上底部１６の下端には、タンク１０内に貯留されている水の水位を検出するための高水位電極３４ａ及び低水位電極３４ｂが設置されている。高水位電極３４ａによって検出される第１水位は、低水位電極３４ｂによって検出される第２水位よりも高い。なお、高水位電極３４ａの下端は、後述する第１混合ケース６０の水導入路７０が通過する第２混合ケース９０の切欠部９６ｄの下端よりも下方に位置する。なお、変形例では、高水位電極３４ａの下端は、切欠部９６ｄの下端よりも上方に位置していてもよい。

図１に示すように、タンク下部２６は、円筒部２８と、下底部３０と、水流出路３２と、を有する。円筒部２８は、円筒形状を有する。円筒部２８の外径は、タンク上部１２の円筒部１４の内径とより若干小さいが略一致する（図５、図６参照）。円筒部２８の上部には、外側に向かって延びるフランジ部３４が設けられている。フランジ部３４には、４個のネジ穴Ｂ３が設けられている（図２参照）。フランジ部３４のネジ穴Ｂ３は、タンク上部１２のフランジ部２２に設けられている取付穴Ｂ１と対応する位置に設けられており、タンク上部１２とタンク下部２６とのネジ止めに使用される。ネジ部材(図示省略)をフランジ部２２の取付穴Ｂ１に差し込み、当該ネジ部材をフランジ部３４のネジ穴Ｂ３に螺合させることで、タンク上部１２とタンク下部２６とが連結される。下底部３０は、下方に突出するドーム形状を有する。下底部３０の直径は、円筒部２８の外径と一致する。水流出路３２は、下底部３０の中央部を貫通し、下底部３０と一体に設けられている。水流出路３２は、流出口３２ａを備えている（図５参照）。

（第１混合ケース６０の構成）
図４～図７を参照して、第１混合ケース６０について説明する。図７（ａ）は第１混合ケース６０の斜視図であり、図７（ｂ）は第１混合ケース６０を上方から見た上面図である。図７（ａ）に示すように、第１混合ケース６０は、撹拌部６２と、下底部６４と、水導入路７０と、を備える。撹拌部６２は、円筒形状を有する。撹拌部６２の外径及び内径は、タンク上部１２の円筒部１４の内径及びタンク下部２６の円筒部２８の内径よりも小さい（図５、図６参照）。撹拌部６２の上部には、外側に向かって延びるフランジ部６６が設けられている。フランジ部６６の上面には、ケースカバー４０を位置合わせするための２個の突起６６ａが設けられている。

図４に示すように、水導入路７０は、撹拌部６２の内周壁の接線方向に沿って設けられている。水導入路７０は、開口７０ａを備えている。

図７（ａ）に示すように、下底部６４は、円板形状を有する。下底部６４の外径は、撹拌部６２の外径と一致する。下底部６４の中央部には、噴出口６４ａが設けられている（図５、図７（ｂ）参照）。

（第２混合ケース９０の構成）
図４～図６、図８を参照して、第２混合ケース９０について説明する。図８（ａ）は、第２混合ケース９０の斜視図であり、図８（ｂ）は、第２混合ケース９０を上方から見た上面図である。図８（ａ）に示すように、第２混合ケース９０は、円筒部９２と、４個の環状片９４と、水受部１００（図５参照）と、を備える。

図５に示すように、水受部１００は、円筒部９２の内部に設けられており、中央部が上方に突出する円板形状を有する。水受部１００の中央部には、微小な連通孔１００ａが形成されている。円筒部９２は、水受部１００よりも上方側の第１円筒部９２ａと、水受部１００よりも下方側の第２円筒部９２ｂと、で構成される。円筒部９２の内径は、第１混合ケース６０の撹拌部６２の外径よりも大きい。即ち、第１円筒部９２ａと第１混合ケース６０の撹拌部６２との間には、隙間が設けられている。また、環状片９４の内径は、第１混合ケース６０のフランジ部６６の外径よりも大きい。第２円筒部９２ｂの下端は、タンク下部２６の水流出路３２の上端よりも下方に設けられている。なお、連通孔１００ａは、後述する空気導入運転時において水受部１００の上方における第１円筒部９２ａ内の水を下方に流出させるための水流出孔としても機能するし、後述する水に空気を溶解させる第１給水運転時において水受部１００の下方における第２円筒部９２ｂ内に溜まっている空気を第１円筒部９２ａ内に導入する空気逃がし穴としても機能する。

図８（ａ）に示すように、第１円筒部９２ａの上部には、外側に向かって延びる１個のフランジ部９８が設けられている。フランジ部９８には、ネジ穴Ｂ４が設けられている。ネジ穴Ｂ４は、タンク上部１２と第２混合ケース９０とをネジ止めするためのネジ穴である。フランジ部９８のネジ穴Ｂ４とタンク上部１２の内部の取付穴（図示省略）とを位置合わして、ネジ部材（図示省略）を螺合することで、タンク上部１２に第２混合ケース９０を取り付けることができる。

環状片９４の間には、４個の切欠部９６ａ～９６ｄが形成されている。環状片９４の内径は、第１混合ケース６０のフランジ部６６の外径よりもわずかに大きい（図５、図６参照）。環状片９４の内径は、円筒部９２の内径よりも大きく、段差が形成されている（図５、図６参照）。各切欠部９６ａ～９６ｄは、周方向において、等間隔に設けられている。切欠部９６ｄの下端は、切欠部９６ａ～９６ｃの下端よりも下方に形成されている。また、切欠部９６ｄの周方向の長さは、切欠部９６ａ～９６ｃの周方向の長さよりも大きく（図８（ｂ）参照）、第１混合ケース６０の水導入路７０が通過できるように形成されている（図５参照）。切欠部９６ａと切欠部９６ｂの間、及び、切欠部９６ｃと切欠部９６ｄの間に位置する２個の環状片９４には、嵌合孔９４ａが設けられている。

（ケースカバー４０の構成）
図４～図６、図９を参照して、ケースカバー４０について説明する。図９（ａ）は、ケースカバー４０の斜視図であり、図９（ｂ）は、ケースカバー４０を上方から見た上面図である。図９（ａ）に示すように、ケースカバー４０は、環状部４２と、円板部４６と、円筒部４８と、連通空気路５０と、を備える。環状部４２の外径は、第２混合ケース９０の環状片９４の内径よりもわずかに小さい（図５、図６参照）。環状部４２には、第２混合ケース９０の切欠部９６ａ～９６ｄに対応する位置に、切欠部４２ａ～４２ｄが設けられている。環状部４２において、切欠部４２ａと切欠部４２ｂの間、及び、切欠部４２ａと切欠部４２ｂの間には、それぞれ、突出部４４が設けられている。２個の突出部４４は、第２混合ケース９０の２個の嵌合孔９４ａに対応する。第１混合ケース６０を第２混合ケース９０の円筒部９２上端の段差上に載置した後に、ケースカバー４０の突出部４４を第２混合ケース９０の嵌合孔９４ａに嵌入することで、第１混合ケース６０及びケースカバー４０が、第２混合ケース９０に連結される。

円筒部４８は、円筒形状を有する。円筒部４８の最外径は、第１混合ケース６０の撹拌部６２の内径と略一致する（図５、図６参照）。円筒部４８は、シール部材（図示省略）を装着している状態で、撹拌部６２内に挿入される（図５、図６参照）。

連通空気路５０は、円板部４６の中央部を貫通し、円板部４６と一体に設けられている。連通空気路５０は、連通孔５０ａを備えている。連通空気路５０の上端５０ｂは、環状部４２よりも上方に位置しており、タンク１０の上部の空気層５２に位置している（図５参照）。連通空気路５０の下端５０ｃは、第１混合ケース６０の水導入路７０の上端より少し上方まで突出している（図５参照）。

（連結路１２０の構成）
図２～図６を参照して、連結路１２０について説明する。図４に示すように、連結路１２０は、タンク上部１２の水流入路１８と第１混合ケース６０の水導入路７０を接続する。連結路１２０は、円筒形状を有する。連結路１２０の外径は、水流入路１８及び水導入路７０の内径と略一致する。連結路１２０は、シール部材（図示省略）を装着した状態で、水流入路１８及び水導入路７０に挿入される。なお、タンク１０の水流入路１８、連結路１２０、及び、第１混合ケース６０の水導入路７０の中心軸は、中心軸Ｃ２（図４参照）に一致する。

続いて、図５、図６を参照して、気液混合装置２内において、水に空気が溶解する状況について説明する。図５、図６の実線矢印は水の流路を示し、破線矢印は空気の経路を示す。ポンプ（図示省略）によって加圧された水（又は水と空気が混じった水）が、タンク１０の水流入路１８、連結路１２０、及び、第１混合ケース６０の水導入路７０を通って、第１混合ケース６０の撹拌部６２内に導入される。撹拌部６２内に導入された水は、撹拌部６２内において螺旋状に旋回しながら、下方へ流れる。撹拌部６２内で水が旋回すると、撹拌部６２の中心付近で、大きな負圧が発生する。このため、タンク１０の上部の空気層５２に溜まっている空気が、連通空気路５０を通って、撹拌部６２内に取り込まれる。撹拌部６２内に取り込まれた空気は、撹拌部６２内で旋回している水に巻き込まれる。これにより、空気が水に溶解し、空気溶解加圧水が生成される。第１混合ケース６０の噴出口６４ａから噴出する水は、旋回流を維持しながら第２混合ケース９０に放出される。放出された旋回流の水には、水に溶解していない空気（未溶解空気）が混じっている。その後、第２混合ケース９０に放出された水が、第２混合ケース９０の水受部１００及び水受部１００上の水に衝突すると、未溶解空気の一部が水に溶解する。即ち、水に溶解する空気の量（溶解空気量）が増加する。水受部１００に衝突して方向転換した空気溶解加圧水は、第２混合ケース９０の第１円筒部９２ａと第１混合ケース６０の撹拌部６２の間の隙間を上方に向けて流れて、第２混合ケース９０の切欠部９６ａ～９６ｄから、第２混合ケース９０の外側に流れ出ていく。第２混合ケース９０の外側に流れ出た空気溶解加圧水は、第２混合ケース９０とタンク１０の内面の間の隙間を下方に向けて流れていく。空気溶解加圧水が第２混合ケース９０の外側に流れ出ていく際に、上昇流と方向転換時の減速によって、未溶解空気は水と分離する。そして、水と分離した空気は、ケースカバー４０の切欠部４２ａ～４２ｄを通って、ケースカバー４０の上方に位置するタンク１０の上部に移動し、空気層５２に戻る。

また、第２混合ケース９０からタンク１０の下部に流れ出ていった空気溶解加圧水は、第２混合ケース９０の第２円筒部９２ｂの下端を回り込んで上方に流れ、水流出路３２の上端、流出口３２ａを通って、タンク１０の外側に流出する。空気溶解加圧水が、第２円筒部９２ｂの下端を回り込んで上方に向かって流れている間、及び、上昇流から下降流への方向転換時の減速によって、未溶解空気は、水と分離する。水と分離した空気は、第２混合ケース９０の第２円筒部９２ｂ内、即ち水受部１００の下方に留まる。その後、水受部１００の下方に留まっている空気は、連通孔１００ａ内を介して上昇し、空気層５２に戻り得る。

上述のように、第１混合ケース６０から第２混合ケース９０に放出された水が第２混合ケース９０の第１円筒部９２ａと第１混合ケース６０の撹拌部６２との間の隙間を上昇する間、及び、上昇流から下降流への方向転換時の減速によって、未溶解空気は、水から分離される。水から分離した空気は、タンク１０内の空気層５２に戻される。このため、タンク１０の流出口３２ａから流出する水に含まれる未溶解空気の量を低減することができるとともに、気液混合装置２内の空気を効率的に活用することができる。

また、第２混合ケース９０からタンク１０の下部に流れ出る水は、第２混合ケース９０の第２円筒部９２ｂによって、水流出路３２に向かって上方から直接流入できず、下降流から上昇流に方向転換した後に、再び、上昇流から下降流に方向転換して水流出路３２に流れる。上昇流の間、及び、上昇流から下降流への方向転換時の減速によって、未溶解空気は、水から分離される。水から分離した空気は、水受部１００の下方に留まり、その後、連通孔１００ａを介して、タンク１０の上方の空気層５２に移動する。このため、タンク１０の流出口３２ａから流出される水に含まれる未溶解空気の量をより低減することができるとともに、気液混合装置２内の空気をより効率的に活用することができる。

（対応関係）
第１円筒部９２ａが、「第２混合ケースの筒状の側壁」の一例である。第２円筒部９２ｂ及び水受部１００が、「遮蔽部材」の一例である。本実施形態において、水受部１００は、「水受部」の一例であるとともに、「遮蔽部材」の一部の一例でもある。

（第２実施形態）
続いて、図１３～図１６を参照して、第２実施形態の気液混合装置８０２について説明する。本実施形態の気液混合装置８０２は、タンク１０の内部に収容される構造物（ケースカバー８４０、第１混合ケース８６０、及び、第２混合ケース８９０）が、それぞれ、第１実施形態の気液混合装置のタンク１０の内部に収容される構造物（ケースカバー４０、第１混合ケース６０、第２混合ケース９０）と異なる。以下では、実施形態間で共通する構成（タンク１０、連結路１２０）については、同じ符号を付して説明を省略する。

（第１混合ケース８６０の構成）
図１３、図１４を参照して、第１混合ケース８６０について説明する。図１４（ａ）は第１混合ケース８６０の斜視図であり、図１４（ｂ）は第１混合ケース８６０を上方から見た上面図である。図１４（ａ）に示すように、第１混合ケース８６０は、撹拌部８６２と、下底部８６４と、円筒部８６８と、水導入路８７０と、を備える。撹拌部８６２の外径及び内径は、タンク上部１２の円筒部１４の内径及びタンク下部２６の円筒部２８の内径よりも小さい（図１３参照）。円筒部８６８は、円筒形状を有する。円筒部８６８の最外径は、撹拌部８６２の外径よりもわずかに大きい。撹拌部８６２と円筒部８６８の接続部には、外側に向かって延びるフランジ部８６６が設けられている。フランジ部８６６には、ケースカバー８４０を位置合わせするための２個の突出部８６６ａが設けられている。水導入路８７０は、撹拌部８６２の内周壁の接線方向に沿って設けられている。水導入路８７０は、開口８７０ａを備えている。

（第２混合ケース８９０の構成）
図１３、図１５を参照して、第２混合ケース８９０について説明する。図１５（ａ）は、第２混合ケース８９０の斜視図であり、図１５（ｂ）は、第２混合ケース８９０を上方から見た上面図である。図１５（ａ）に示すように、第２混合ケース８９０は、円筒部８９２と、４個の環状片８９４と、水受部９００と、を備える。円筒部８９２の内径は、第１混合ケース８６０の撹拌部８６２の外径よりも大きい（図１３参照）。即ち、円筒部８９２と撹拌部８６２との間には、隙間が設けられている。また、円筒部８９２の外径は、第１混合ケース８６０のフランジ部８６６の外径よりも小さい（図１３参照）。環状片８９４の内径及び外径は、円筒部８９２の内径及び外径と一致する（図１３参照）。４個の環状片８９４ａ～８９４ｄの間には、４個の切欠部８９６ａ～８９６ｄが形成されている。切欠部８９６ｄの下端は、切欠部８９６ａ～８９６ｃの下端よりも下方に形成されている。また、図１５（ｂ）に示すように、切欠部８９６ｄの周方向の長さは、切欠部８９６ａ～８９６ｃの周方向の長さよりも大きく、第１混合ケース８６０の水導入路８７０が通過できるように形成されている。環状片８９４ａ、８９４ｃには、突出部８９８ａ、８９８ｃが設けられている。

水受部９００は、円板形状を有する。図１５（ｂ）に示すように、水受部９００の中央部には、微小な連通孔９００ａが形成されている。水受部９００の外径は、円筒部８９２の外径と一致する（図１３参照）。

図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒部８９２の下部には、外側に向かって延びる４個の載置部９０２ａ～９０２ｄが設けられている。載置部９０２の最外径は、タンク下部２６の円筒部２８の内径よりも大きい。タンク１０と第２混合ケース８９０とが連結されている状態において、載置部９０２は、タンク下部２６上に載置される。

（ケースカバー８４０の構成）
図１３、図１６を参照して、ケースカバー８４０について説明する。図１６（ａ）は、ケースカバー８４０の斜視図であり、図１６（ｂ）は、ケースカバー８４０を上方から見た上面図である。図１６（ａ）に示すように、ケースカバー８４０は、環状部８４２と、傾斜部８４４と、上底部８４６と、連通空気路８５０と、を備える。環状部８４２の外径は、第２混合ケース８９０の円筒部８９２の外径よりも大きく、タンク上部１２の円筒部１４の内径よりも小さい（図１３参照）。図１６（ｂ）に示すように、環状部８４２には、第２混合ケース８９０の突出部８９８ａ、８９８ｃに対応する位置に、嵌合部８４２ａ、８４２ｃが設けられている。上底部８４６は、円板形状を有する。上底部８４６の外径は、第２混合ケース８９０の円筒部８９２の外径と略一致する（図１３参照）。上底部８４６には、タンク上部１０を位置合わせするための２個の突出部８４８が設けられている。傾斜部８４４は、環状部８４２と上底部８４６とを接続する。傾斜部８４４は、下方が外側に傾くように傾斜している。傾斜部８４４の下端は、第２混合ケース８９０の上端よりも上方に位置している。

連通空気路８５０は、上底部８４６の中央部を貫通し、上底部８４６と一体に設けられている。連通空気路８５０は、連通孔８５０ａを備えている。連通空気路８５０の上端８５０ｂは、タンク１０の上部の空気層８５２に位置している（図１３参照）。連通空気路８５０の下端８５０ｃは、第１混合ケース８６０の撹拌部８６２内の上部に位置している（図１３参照）。

（水位電極８３４ａ、８３４ｂの構成）
図１３に示すように、タンク上部１２の上底部１６の下端には、タンク１０内に貯留されている水の水位を検出するための高水位電極８３４ａ及び低水位電極８３４ｂが設置されている。高水位電極８３４ａによって検出される第１水位は、低水位電極８３４ｂによって検出される第２水位よりも高い。高水位電極８３４ａの下端は、タンク１０の上部の空気層８５２に位置しており、低水位電極８３４ｂの下端は、第２混合ケース８９０の下端よりも下方に位置している。

本実施形態の気液混合装置８０２は、第１実施形態の気液混合装置２に対して、第２混合ケース８９０から流れ出る空気溶解加圧水の動きに特徴がある。このため、図１３を参照して、主に、第２混合ケース８９０から流れ出る空気溶解加圧水の動きについて説明する。図１３の実線矢印は水の流路を示し、破線矢印は空気の経路を示す。第１混合ケース８６０の噴出口８６４ａから第２混合ケース８９０に放出された空気溶解加圧水は、水受部９００に衝突して方向転換し、第２混合ケース８９０の円筒部８９２と第１混合ケース８６０の撹拌部８６２の間の隙間を上方に向けて流れる。そして、空気溶解加圧水は、第２混合ケース８９０の切欠部８９６ａ～８９６ｄから、第２混合ケース８９０の外側に流れ出ていく。第２混合ケース８９０から流れ出ていく空気溶解加圧水は、上昇流から下降流に方向転換して第２混合ケース８９０から下方に流れ出る空気溶解加圧水（矢印Ａ１参照）と、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る空気溶解加圧水（矢印Ａ２参照）と、に分離される。そして、矢印Ａ１の方向に流れ出る水では、上昇流から下降流への方向転換時の減速によって、未溶解空気が水と分離する。そして、水と分離した空気は、タンク上部１２の円筒部１４とケースカバー８４０の間を通って、ケースカバー８４０の上方に位置するタンク１０の上部に移動し、空気層８５２に戻る。また、矢印Ａ２の方向に流れ出る空気溶解加圧水は、ケースカバー８４０の傾斜部８４４に衝突することで方向変換して、下方に向かって流れる（矢印Ａ３参照）。

このような構成によっても、タンク１０の流出口３２ａから流出する水に含まれる未溶解空気の量を低減することができるとともに、気液混合装置８０２内の空気を効率的に活用することができる。

また、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケース８９０から上方に流れ出る空気溶解加圧水（図１３の矢印Ａ２参照）は、ケースカバー８４０の傾斜部８４４に衝突することで方向転換し、下方に向かって流れる（矢印Ａ３参照）。このため、タンク１０の上部の空気層８５２に空気溶解加圧水が到達することを防止することができる。従って、第２混合ケース８９０から上方に向かって流れる空気溶解加圧水が、空気層８５２に到達することを防止することができる。この結果、空気層８５２から、連通空気路８５０を通って、撹拌部８６２に取り込まれる空気の量が低減することを防止することができる。

また、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る空気溶解加圧水（図１３の矢印Ａ２参照）が、タンク１０の上部に設けられている高水位電極８３４ａに接触することを防止することができる。

（対応関係）
第２混合ケース８９０の円筒部８９２が、「第２混合ケースの筒状の側壁」の一例である。ケースカバー８４０の傾斜部８４４が、「衝突壁」の一例である。

（気液混合装置２を利用した給水システムの第１実施例）
図１０を参照して、第１実施形態の気液混合装置２を利用した給水システムの第１実施例について説明する。給水システム２０２は、気液混合装置２によって生成される空気溶解加圧水を浴槽３３０に供給して、浴槽３３０内に微細気泡を発生させるシステムである。

（給水システム２０２の構成）
図１０に示すように、給水システム２０２は、熱源ユニット２１０と、微細気泡発生ユニット２５０と、浴槽３３０と、制御装置３５０と、を備える。熱源ユニット２１０は、給水源４００、出湯箇所４０２、及び、微細気泡発生ユニット２５０に接続されている。微細気泡発生ユニット２５０は、熱源ユニット２１０及び浴槽３３０に接続されている。なお、以下では、図１０に示す矢印の方向に水が流れる場合を例に説明する。

（熱源ユニット２１０の構成）
熱源ユニット２１０は、給水源４００から供給される水を加熱して、出湯箇所４０２、及び、浴槽３３０に加熱された水を供給するためのユニットである。熱源ユニット２１０は、第１熱源機２１２と、第２熱源機２１４と、給水路２２０と、出湯路２２２と、分岐水路２２６と、第１戻り水路２２８と、第１往き水路２３０と、を備える。

給水路２２０の上流端は、市水道などの給水源４００に接続されており、給水路２２０の下流端は、第１熱源機２１２に接続されている。第１熱源機２１２は、第１熱源機２１２を通過する水を加熱するガス熱源機である。

出湯路２２２の上流端は第１熱源機２１２に接続されている。出湯路２２２の下流端は、カラン等の出湯箇所４０２に接続されている。出湯路２２２には、第１戻り水路２２８に接続されている分岐水路２２６が接続されている。分岐水路２２６には、湯張り弁２３２が設けられている。湯張り弁２３２は、出湯路２２２から第１戻り水路２２８への水の流れを制御する弁である。

第１戻り水路２２８の上流端は、微細気泡発生ユニット２５０（詳細には第２戻り水路２６０）に接続されており、下流端は第２熱源機２１４に接続されている。第１戻り水路２２８において、第１戻り水路２２８と分岐水路２２６の接続部と、第２熱源機２１４と、の間には、第１ポンプ２３４及び水流スイッチ２３６が設けられている。第１ポンプ２３４は、水流スイッチ２３６よりも上流側に設けられており、第１戻り水路２２８内の水を下流側に送り出す。水流スイッチ２３６は、第１戻り水路２２８内を水が通過していることを検出する。第２熱源機２１４は、第２熱源機２１４を通過する水を加熱するガス熱源機である。

第１往き水路２３０の上流端は、第２熱源機２１４に接続されており、下流端は、微細気泡発生ユニット２５０（詳細には第２往き水路２６８）に接続されている。

（微細気泡発生ユニット２５０の構成）
微細気泡発生ユニット２５０は、気液混合装置２と、第２戻り水路２６０と、第２往き水路２６８、水供給路２７４、空気導入路３００と、を備える。

第２戻り水路２６０の上流端は、第１三方弁２８０に接続されており、下流端は、第１戻り水路２２８を介して、熱源ユニット２１０に接続されている。また、第２戻り水路２６０には、上流端が第２三方弁２８２に接続されている連通路２６６の下流端が接続されている。第３戻り水路２６２の一端は第１三方弁２８０に接続されており、他端は浴槽３３０に接続されている。噴出水路２６４の上流端は、気液混合装置２（詳細にはタンク１０の水流出路３２）に接続されており、下流端は、第１三方弁２８０に接続されている。噴出水路２６４には、給水制御弁２８４が設けられている。上述のように、第１三方弁２８０には、第２戻り水路２６０、第３戻り水路２６２、及び、噴出水路２６４が接続されている。第１三方弁２８０は、噴出水路２６４から第３戻り水路２６２に水が流れる微細気泡供給状態と、第３戻り水路２６２から第２戻り水路２６０に水が流れる追い焚き循環状態を切り替えることができる。なお、第３戻り水路２６２と浴槽３３０との接続部には、減圧ノズル３３２が設けられている。図示省略しているが、減圧ノズル３３２には、浴槽３３０内の水を吸入する水吸入口と、浴槽３３０に空気溶解加圧水を吐出する加圧水吐出口と、が設けられている。水吸入口及び加圧水吐出口には、それぞれに対応する逆止弁体等が設けられている。微細気泡供給状態では、加圧水吐出口に対応する逆止弁体のみが開状態になる。

第２往き水路２６８の上流端は、第１往き水路２３０を介して、熱源ユニット２１０に接続されており、下流端は第２三方弁２８２に接続されている。第３往き水路２７０の一端は浴槽３３０に接続されており、他端は第２三方弁２８２に接続されている。即ち、第２三方弁２８２には、連通路２６６と、第２往き水路２６８と、第３往き水路２７０と、が接続されている。第２三方弁２８２は、第３往き水路２７０から連通路２６６に水が流れる微細気泡供給状態と、第２往き水路２６８から第３往き水路２７０に水が流れる追い焚き循環状態を切り替えることができる。

水供給路２７４の上流端は、第２往き水路２６８に接続されており、水供給路２７４の下流端は、気液混合装置２（詳細には、タンク１０の水流入路１８）に接続されている。水供給路２７４には、第２ポンプ２８６が設けられている。

気液混合装置２（詳細には、タンク１０の空気導入部２０）には、空気導入路３００が接続されている。空気導入路３００には、エアポンプ３０２と、逆止弁３０４と、が設けられている。エアポンプ３０２が駆動されると、気液混合装置２に空気が導入される。

（制御装置３５０の構成）
制御装置３５０は、熱源ユニット２１０、微細気泡発生ユニット２５０の各構成要素の動作を制御する。制御装置３５０は、ユーザによって操作可能なリモコン（図示省略）と通信可能に構成されている。制御装置３５０は、ユーザによるリモコンへの操作に応じて、微細気泡供給運転、追い焚き運転、湯張り運転を実行することができる。給水システム２０２は、微細気泡供給運転に特徴を有する。なお、制御装置３５０は、水位電極３４ａ、３４ｂ（図５参照）が、タンク１０内に貯留されている水の水面に接触すると、ＯＮ信号を受信する。以下では、制御装置３５０が水位電極３４ａ、３４ｂからＯＮ信号を受信している状態を、水位電極３４ａ、３４ｂがＯＮであると表現し、制御装置３５０が水位電極３４ａ、３４ｂからＯＮ信号を受信していない状態を、水位電極３４ａ、３４ｂがＯＦＦであると表現する。

（給水システム２０２の動作）
続いて、給水システム２０２の動作について説明する。以下では、給水システム２０２が実施する、湯張り運転、追い焚き運転、及び、微細気泡供給運転について順に説明する。なお、各運転が開始される時点において、第１三方弁２８０、第２三方弁２８２は、追い焚き循環状態である。また、第１ポンプ２３４、第２ポンプ２８６の駆動は停止されており、湯張り弁２３２、給水制御弁２８４は閉状態である。

（湯張り運転）
湯張り運転は、給水源４００から供給される水を加熱して、浴槽３３０に供給する運転である。ユーザによって湯張り運転の実行を指示するための操作がリモコンに実行されると、制御装置３５０は、湯張り弁２３２を閉状態から開状態に切替え、第１熱源機２１２を駆動させる。これにより、給水源４００から供給される水が、給水路２２０、第１熱源機２１２、出湯路２２２、分岐水路２２６、第１戻り水路２２８、第２熱源機２１４、第１往き水路２３０、第２往き水路２６８、第３往き水路２７０を通って、浴槽３３０に供給される。即ち、第１熱源機２１２によって加熱された水が浴槽３３０に供給される。制御装置３５０は、浴槽３３０へ供給された水の積算流量が所定水量に達すると、湯張り弁２３２を開状態から閉状態に切替え、第１熱源機２１２の駆動を停止させる。これによって、湯張り運転は終了する。

（追い焚き運転）
追い焚き運転は、浴槽３３０に貯えられている水を、第２熱源機２１４によって加熱する運転である。ユーザによって追い焚き運転の実行を指示するための操作がリモコンに実行されると、制御装置３５０は、第１ポンプ２３４を駆動させる。これにより、浴槽３３０内の水が、第３戻り水路２６２、第２戻り水路２６０、第１戻り水路２２８を通って第２熱源機２１４に供給される。そして、第２熱源機２１４によって加熱された水は、第１往き水路２３０、第２往き水路２６８、第３往き水路２７０を通って、浴槽３３０に供給される。制御装置３５０は、浴槽３３０内の温度が設定温度に達するか、又は、所定時間が経過すると、第２熱源機２１４、及び、第１ポンプ２３４の駆動を停止させる。これによって、追い焚き運転は終了する。

（微細気泡供給運転）
微細気泡供給運転は、気液混合装置２内において、空気溶解加圧水を生成し、生成された空気溶解加圧水を浴槽３３０に供給する運転である。ユーザによって微細気泡供給運転の実行を指示するための操作がリモコンに実行されると、制御装置３５０は、微細気泡供給運転を開始する。微細気泡供給運転は、空気導入運転と、第１給水運転と、で構成される。

（空気導入運転）
空気導入運転は、気液混合装置２内の水の水位が、高水位電極３４ａがＯＮである第１水位以上である場合に開始される運転である。なお、制御装置３５０は、微細気泡供給運転を開始してから、最初に気液混合装置２内の水の水位が第１水位未満である状態から第１水位以上である状態になる場合に、給水制御弁２８４を、閉状態から開状態に切替える。制御装置３５０は、ユーザによって微細気泡供給運転の停止を指示するための操作がリモコンに実行されるまでの間、給水制御弁２８４を開状態に維持する。

制御装置３５０は、空気導入運転において、第１ポンプ２３４、第２ポンプ２８６の駆動を停止させ、エアポンプ３０２を駆動させる。これにより、気液混合装置２内に空気が導入されるとともに、気液混合装置２内の水が流出口３２ａから流出していき、気液混合装置２内の水の水位が低下する。なお、空気導入運転中において、第２混合ケース９０の第１円筒部９２ａ内の水は、連通孔１００ａを介して、タンク１０の下部に流出する。制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位が第１水位以上であると判定してから、気液混合装置２内の水の水位が、低水位電極３４ｂがＯＦＦである第２水位未満であると判定するまでの間、空気導入運転を実行する。なお、空気導入運転では、空気溶解加圧水は生成されない。

（第１給水運転）
第１給水運転は、気液混合装置２内の水の水位が、低水位電極３４ｂがＯＦＦである第２水位未満である場合に開始される運転である。制御装置３５０は、第１ポンプ２３４、第２ポンプ２８６を駆動させている状態で、エアポンプ３０２の駆動を停止させる。

第１給水運転において、気液混合装置２に流入した水は、空気層５２から第１混合ケース６０の撹拌部６２内に取り込まれる空気を巻き込みながら、撹拌部６２内を螺旋状に旋回する。そして、気液混合装置２に流入した水が第１混合ケース６０を通過するとき、及び、第２混合ケース９０の水受部１００に衝突するときに、水の中に空気が溶解する。即ち、タンク１０内に空気溶解加圧水が生成される。そして、タンク１０内に生成された空気溶解加圧水は、噴出水路２６４、第３戻り水路２６２、減圧ノズル３３２を通って、浴槽３３０に供給される。浴槽３３０内に放出される空気溶解加圧水は、減圧ノズル３３２を通過した瞬間に急激に減圧される。この場合、水に溶解していた空気が、直径２０μｍ程度の微細気泡となる。即ち、浴槽３３０内に多量の微細気泡が発生し、水が白濁する。なお、制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位が第２水位未満であると判定してから、気液混合装置２内の水の水位が第１水位以上であると判定するまでの間、第１給水運転を実行する。

上述のように、制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位に応じて、空気導入運転と第１給水運転を繰り返し実行する。

なお、制御装置３５０は、ユーザによって微細気泡供給運転の停止を指示するための操作がリモコンに実行されると、第１ポンプ２３４及び第２ポンプ２８６の駆動を停止させ、給水制御弁２８４を開状態から閉状態に切替え、エアポンプ３０２の駆動を停止させる。さらに、制御装置３５０は、第１三方弁２８０及び第２三方弁２８２を、微細気泡供給状態から追い焚き循環に切替える。これにより、微細気泡供給が終了する。

上述のように、気液混合装置２内において、タンク１０内の空気を効率的に利用することができる。従って、本実施形態の気液混合装置２を利用することで、微細気泡供給運転中における、空気導入運転が実行される時間の割合を低減することができる。

（気液混合装置２を利用した給水システムの第２実施例）
図１１を参照して、第１実施形態の気液混合装置２を利用した給水システムの第２実施例について説明する。本実施例の給水システム５０２は、第２往き水路２６８と気液混合装置２が水供給路５７４（第１水供給路５７４ａ及び第２水供給路５７４ｂ）で接続されており、気液混合装置２に空気導入路３００が接続されていない点を除いて、第１実施例の給水システム２０２と同様の構成を備える。なお、本実施例の場合、タンク上部１２の上底部１６には、空気導入部２０が設けられていない。以下では、実施例間で共通する構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。

図１１に示すように、水供給路５７４には、第２ポンプ２８６が設けられている。水供給路５７４の第２ポンプ２８６の上流側は、第１水供給路５７４ａと第２水供給路５７４ｂとに並列に分岐され、第１水供給路５７４ａと第２水供給路５７４ｂとが合流するように構成されている。水供給路５７４は、第１水供給路５７４ａ及び第２水供給路５７４ｂの水を下流側へ送り出す。

第２水供給路５７４ｂには、定流量弁５９０と、ベンチュリ５９２と、が設けられている。定流量弁５９０は、第２水供給路５７４ｂに流れる水量の割合を調整するための弁である。ベンチュリ５９２は、定流量弁５９０よりも下流側に設けられている。ベンチュリ５９２には、空気導入路６００が接続されている。

空気導入路６００の上流端側は、大気に開放されており、下流端が第２水供給路５７４ｂに接続されている。空気導入路６００は、第２水供給路５７４ｂに空気を導入する。空気導入路６００には、逆止弁６０２と、空気弁６０４と、が設けられている。逆止弁６０２は、空気弁６０４よりも上流側に設けられており、空気導入路６００を介して水が排出されることを防止する。空気弁６０４は、空気導入路６００を開閉する。

（微細気泡供給運転）
本実施例では、制御装置３５０は、空気導入運転の代わりに、第２給水運転を実行する。即ち、制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位に応じて、第１給水運転と第２給水運転を繰り返し実行する。制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位が第２水位未満となる場合に、第１給水運転を開始させ、気液混合装置２内の水の水位が第１水位以上となるまでの間、第１給水運転を実行する。制御装置３５０は、第１給水運転において、第１ポンプ２３４、第２ポンプ２８６を駆動させている状態で、空気弁６０４を閉状態に制御する。

（第２給水運転）
制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位が第１水位以上となる場合に、第２給水運転を開始させ、気液混合装置２内の水の水位が第２水位未満となるまでの間、第２給水運転を実行する。第２給水運転において、第１ポンプ２３４、第２ポンプ２８６を駆動させている状態で、空気弁６０４を開状態に制御する。空気弁６０４が開状態であるために、空気導入路６００を通って、第２水供給路５７４ｂに空気が導入される。第２水供給路５７４ｂに供給される空気は、気液混合装置２内に導入される。即ち、水と空気が混じっている気液混合水が気液混合装置２（詳細にはタンク１０）に流入する。第２給水運転では、気液混合水に含まれる空気、及び、空気層５２に溜まっている空気を利用して、空気溶解加圧水を生成することができる。

なお、空気弁６０４が開状態における第２ポンプ２８６の加圧能力は、空気弁６０４が閉状態における第２ポンプ２８６の加圧能力よりも低い。この場合、水供給路５７４を通って気液混合装置２に流入する水の水量よりも、気液混合装置２から噴出水路２６４に流出する水の水量の方が多くなり、気液混合装置２内の水の水位が下降していく。

制御装置３５０は、気液混合装置２内の水の水位に応じて、第１給水運転と第２給水運転を実行し、浴槽３３０に空気溶解加圧水を供給する。

上述のように、気液混合装置２内において、比較的に多くの空気が溶解している空気溶解加圧水が生成される。従って、本実施形態の気液混合装置２を利用することで、浴槽３３０において微細気泡を多く発生させることができ、浴槽３３０内の白濁性を高めることができる。

上記の第１、第２実施例では、第１実施形態の気液混合装置２が採用される構成について説明したが、気液混合装置２に代えて、第２実施形態の気液混合装置８０２が採用されてもよい。

以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（第１変形例）図１２に示すように、第１混合ケース６０において、撹拌部６２は、傾斜部７６２ａを備えてもよい。傾斜部７６２ａの外径及び内径は、噴出口６４ａに近づくにつれて小さくなっている。即ち、傾斜部７６２ａの外径及び内径、上方側から下方側に向かって小さくなっている。本変形例では、第１混合ケース６０の撹拌部６２内における水の旋回速度を速めることができる。溶解空気量は、水の旋回速度に依存する。従って、本変形例では、気液混合装置２における溶解空気量を多くすることができる。

（第２変形例）第２混合ケース９０の円筒部９２が第２円筒部９２ｂを備えておらず、第１円筒部９２ａのみを備えるように構成されていてもよい。本変形例では、気液混合装置２は、第２混合ケース９０とタンク下部２６の下底部３０の間に、第２混合ケース９０とは別体である遮蔽部材としての蓋部を備える。蓋部は、円板形状を有する天板部と、天板部の外周端から下方に延びる側壁部と、を備える。天板部は、第２混合ケース９０の水受部１００と水流出路３２の上端との間に設けられる。側壁部の下端は、水流出路３２の上端よりも下方に位置している。本変形例でも、上述の各実施例と同様の作用効果を奏することができる。即ち、タンク１０の流出口３２ａから流出される水に含まれる未溶解空気の量をより低減することができるとともに、気液混合装置２内の空気をより効率的に活用することができる。

（第３変形例）「衝突壁」は、傾斜していなくてもよい。「衝突壁」は、例えば、中心軸Ｃ１に対して垂直であってもよい。一般的に言うと、「衝突壁」は、上昇流の流れを維持した状態で第２混合ケースから上方に流れ出る空気溶解加圧水が、タンク１０の上部の空気層８５２に到達することを防止できればよい。

（第４変形例）上記の各実施形態及び各実施例では、気液混合装置２、８０２に、水と空気が混じった水が流入する。変形例では、水と空気が混じった水に代えて、水と気体が混じった水が気液混合装置２、８０２に流入してもよい。例えば、第１実施形態の気液混合装置２の変形例では、タンク１０の上部に、空気層５２に代えて、気体層が形成される。また、ケースカバー４０は、連通空気路５０に代えて、連通気体路を備える。このような構成によると、気液混合装置２内の気体を効率的に活用することができる。また、例えば、第１実施例の変形例では、給水システム２０２は、空気導入路３００、エアポンプ３０２に代えて、気体導入路、気体ポンプを備える。本変形例では、気体導入路の上流端は、気体が充填されているタンクに接続され、気体導入路の下流端は、気液混合装置２に接続される。本変形例では、制御装置３５０は、エアポンプ３０２の動作に代えて、気体ポンプの動作を制御する。また、例えば、第２実施例の変形例では、給水システム５０２は、空気導入路６００、空気弁６０４に代えて、気体導入路、気体弁を備える。本変形例では、気体導入路の上流端は、気体が充填されているタンクに接続され、気体導入路の下流端は、第２水供給路５７４ｂに接続される。本変形例では、制御装置３５０は、空気弁６０４の動作に代えて、気体弁の動作を制御する。「気体」は、例えば、炭酸ガス、酸素、水素等である。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：気液混合装置
１０ ：タンク
１２ ：タンク上部
１４ ：円筒部
１６ ：上底部
１８ ：水流入路
２０ ：空気導入部
２０ａ ：導入穴
２２ ：フランジ部
２６ ：タンク下部
２８ ：円筒部
３０ ：下底部
３２ ：水流出路
３２ａ ：流出口
３４ ：フランジ部
３４ａ ：高水位電極
３４ｂ ：低水位電極
４０ ：ケースカバー
４２ ：環状部
４２ａ～４２ｄ ：切欠部
４４ ：突出部
４６ ：円板部
４８ ：円筒部
５０ ：連通空気路
５０ａ ：連通孔
５０ｂ ：上端
５０ｃ ：下端
５２ ：空気層
６０ ：第１混合ケース
６２ ：撹拌部
６４ ：下底部
６４ａ ：噴出口
６６ ：フランジ部
６６ａ ：突起
７０ ：水導入路
７０ａ ：開口
９０ ：第２混合ケース
９２ ：円筒部
９２ａ ：第１円筒部
９２ｂ ：第２円筒部
９４ ：環状片
９４ａ ：嵌合孔
９６ ：切欠部
９８ ：フランジ部
１００ ：水受部
１２０ ：連結路
８０２ ：気液混合装置
８３４ａ ：高水位電極
８３４ｂ ：低水位電極
８４０ ：ケースカバー
８４２ ：環状部
８４４ ：傾斜部
８４６ ：上底部
８５０ ：連通空気路
８５０ａ ：連通孔
８５２ ：空気層
８６０ ：第１混合ケース
８６２ ：撹拌部
８６４ ：下底部
８６４ａ ：噴出口
８６６ ：フランジ部
８６６ａ ：突出部
８６８ ：円筒部
８７０ ：水導入路
８７０ａ ：開口
８９０ ：第２混合ケース
８９２ ：円筒部
８９４ ：環状片
８９６ ：切欠部
８９８ ：突出部
９００ ：水受部
９００ａ ：連通孔
９０２ ：載置部

Claims (5)

1. 水に空気を溶解させる気液混合装置であって、
   流入口と流出口とを有するタンクであって、前記流出口は、前記タンクの下部に設けられている、前記タンクと、
   前記タンク内に収容された第１混合ケースであって、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、前記撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、前記撹拌部の内周壁の接線方向に沿って開口する水導入路と、を備える前記第１混合ケースと、
   前記流出口と前記噴出口の間に設けられている水受部と、前記水受部に接続されており、前記水受部から上方に延びる筒状の側壁であって、前記側壁の上端が、前記第１混合ケースの前記噴出口よりも上方に位置しており、かつ、前記側壁が前記撹拌部の外側に設けられている前記側壁と、を備える第２混合ケースと、
   前記タンク内の上方に溜まった空気の層と前記第１混合ケースの前記撹拌部の中心付近とを接続する連通空気路と、
   を備え、
   前記タンクに流入する水は、前記流入口から前記第１混合ケースの水導入路を介して、前記撹拌部内に導入され、
   前記空気の層に溜まっている空気が、前記連通空気路を通って、前記撹拌部内に取り込まれる、
   気液混合装置。
2. 前記撹拌部の内周壁の直径が、前記噴出口に近付くにつれて小さくなる、請求項１に記載の気液混合装置。
3. 前記タンクは、
   前記タンクの下面から上方に突出し、前記流出口を備える水流出路を備え、
   前記気液混合装置は、さらに、
   前記水流出路の上方及び側方を取り囲む遮蔽部材を備え、
   前記遮蔽部材の下端は、前記水流出路の上端よりも下方に位置している、請求項１または２に記載の気液混合装置。
4. 前記気液混合装置は、さらに、
   前記第２混合ケースの側壁よりも上方に設けられており、前記第２混合ケースから上方に流れ出る水の流路の向きを変更させる衝突壁を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の気液混合装置。
5. 水に気体を溶解させる気液混合装置であって、
   流入口と流出口とを有するタンクであって、前記流出口は、前記タンクの下部に設けられている、前記タンクと、
   前記タンク内に収容された第１混合ケースであって、内周壁が回転面形状を有する撹拌部と、前記撹拌部より下流側に設けられた噴出口と、前記撹拌部の内周壁の接線方向に沿って開口する水導入路と、を備える前記第１混合ケースと、
   前記流出口と前記噴出口の間に設けられている水受部と、前記水受部に接続されており、前記水受部から上方に延びる筒状の側壁であって、前記側壁の上端が、前記第１混合ケースの前記噴出口よりも上方に位置しており、かつ、前記側壁が前記撹拌部の外側に設けられている前記側壁と、を備える第２混合ケースと、
   前記タンク内の上方に溜まった気体の層と前記第１混合ケースの前記撹拌部の中心付近とを接続する連通気体路と、
   を備え、
   前記タンクに流入する水は、前記流入口から前記第１混合ケースの水導入路を介して、前記撹拌部内に導入され、
   前記気体の層に溜まっている気体が、前記連通気体路を通って、前記撹拌部内に取り込まれる、
   気液混合装置。

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