(57)【要約】【課題】複数の出口流路に対して気泡を含む水を均一に分流させること。【解決手段】空気が溶解した水が流入し、減圧して気泡を発生させる入口流路（40）と、入口流路（40）から水が流入して径方向外側へ流れる分配流路（41）と、分配流路（41）の周縁部（41a）に接続されて分配流路（41）から水が分流する複数の出口流路（42）とを備えている。分配流路（41）の周縁部（41a）の壁面には、出口流路（42）に対向する位置に環状の凹部（43）が形成されている。これにより、周縁部（41a）の容積が拡大されるので、周縁部（41a）に流れ込んだ水が均圧され、各出口流路（42）に均一に分流する。【選択図】図２
2008161830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路絞り部（35）を有し、空気が溶解した液体が流入する入口流路（40）と、該入口流路（40）の終端に接続され、該入口流路（40）と同軸の円板状に形成される分配流路（41）と、該分配流路（41）の軸心周りに配列されると共に該分配流路（41）の周縁部（41a）にそれぞれ接続され、上記分配流路（41）から液体が分配流入する複数の出口流路（42）とを備えている気泡発生器であって、
上記分配流路（41）の周縁部（41a）の壁面には、上記出口流路（42）に対向するように位置し、上記各出口流路（42）へ流入する液体を均圧させるための平面視環状の凹部（43）が形成されている
ことを特徴とする気泡発生器。
【請求項２】
請求項１において、
上記凹部（43）は、断面視が半円形である
ことを特徴とする気泡発生器。
【請求項３】
請求項１において、
上記各出口流路（42）は、流路絞り部（38）を有している
ことを特徴とする気泡発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡発生器に関し、特に、複数の出口流路に対して気泡流体を均一に分配する対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気体が溶解した液体を減圧して気泡を発生させ、この気泡を含む液体を浴槽等へ供給するための気泡発生器が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、浴槽内に臨むように浴槽壁面に取り付けられる気泡発生器が開示されている。この気泡発生器は、気体（空気）が溶解した液体（水）が流入する入口流路と、この入口流路に接続される分配流路と、この分配流路から分岐する複数の出口流路とを備えている。入口流路には、その流出側に水の流路断面を縮小させる絞り部が設けられている。分配流路は、入口流路と同軸の扁平な円板状に形成されると共に流路が入口流路の絞り部より狭く形成されて、中央部に入口流路の流出端が接続されている。つまり、分配流路は、入口流路から流入した水が軸心から周縁部へ放射状に拡がって流れるように構成されている。各出口流路は、分配流路の軸心周りに等間隔に配列されると共に分配流路の周縁部に接続されている。
【０００４】
この気泡発生器では、空気が溶解した水が入口流路および分配流路を順に流れる。その際、入口流路の絞り部および分配流路において、水が減圧され、水中に溶解していた空気が遊離して気泡が発生する。この気泡を含んだ水は、分配流路の周縁部から各出口流路へ分流して浴槽内へ噴出される。
【０００５】
そして、この気泡発生器の分配流路には、渦を発生させるためのＵ字形溝が設けられている。このＵ字形溝は、分配流路の周縁部において、出口流路の入口に対向する壁面に環状に形成されている。この分配流路では、軸心から周縁部に流れた水がＵ字形溝に流入して渦が発生する。この渦において、半径方向に発生する速度勾配によりせん断力が作用し、そのせん断力によって気泡が分割される。このように、特許文献１の気泡発生器では、分配流路で渦を積極的に発生させることにより、気泡を微細化するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１１８５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の気泡発生器は、分配流路で気泡を微細化する点について着目したものであるが、分配流路から各出口流路へ水を均一に分配するという点については考慮されていなかった。具体的に、分配流路では、流入した水が軸心から径方向外側へ放射状に拡がりながら減圧されるため、圧力が不安定となる。そのため、周縁部において、水の流れが乱れて、水が各出口流路へ均一に流入しないおそれがある。さらに、周縁部では、Ｕ字形溝による渦が発生するため、水の流れが一層乱れて、各出口流路に対する水の均一な流入が阻害されてしまう。これにより、浴槽内へ気泡が不均一に噴出され、浴槽全体に満遍なく気泡を供給することができなくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡を含む液体を複数の出口流路へ分配して噴出させる気泡発生器において、各出口流路に対する液体の分流量の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、流路絞り部（35）を有し、空気が溶解した液体が流入する入口流路（40）と、該入口流路（40）の終端に接続され、該入口流路（40）と同軸の円板状に形成される分配流路（41）と、該分配流路（41）の軸心周りに配列されると共に該分配流路（41）の周縁部（41a）にそれぞれ接続され、上記分配流路（41）から液体が分配流入する複数の出口流路（42）とを備えている気泡発生器を前提としている。そして、上記分配流路（41）の周縁部（41a）の壁面には、上記出口流路（42）に対向するように位置し、上記各出口流路（42）に流入する液体を均圧させるための平面視環状の凹部（43）が形成されているものである。
【０００９】
上記の発明では、入口流路（40）において空気が溶解された液体が流路絞り部（35）で減圧される。これにより、液中から空気が遊離して気泡が発生する。この気泡を含んだ液体は、分配流路（41）に流入する。分配流路（41）では、その軸心から周縁部（41a）へ流れる。つまり、分配流路（41）において、液体は軸心から径方向外側へ放射状に流れる。周縁部（41a）へ流れた液体は、各出口流路（42）に分流し、外部へ噴出する。例えば、本発明の気泡発生器（30）が浴槽に設けられた場合、気泡を含んだ液体が浴槽内へ噴出される。ここで、分配流路（41）では、減圧状態の液体が軸心から放射状に拡がって流れるため、液体の圧力が不安定になり、各出口流路（42）の入口付近において液体の圧力差が生じる。そうすると、各出口流路（42）に液体が均一に分配されない。
【００１０】
ところが、本発明では、各出口流路（42）に流入する液体を均圧する環状の凹部（43）が形成されているため、周縁部（41a）へ流れた液体が均圧される。つまり、分配流路（41）の周縁部（41a）は、全ての出口流路（42）に連通する共通通路であり、その容積が凹部（43）によって拡大される。即ち、周縁部（41a）が液体のいわゆるアキュムレータとして機能する。このように、周縁部（41a）において、液体が均圧されるので、各出口流路（42）に均一に液体が分流する。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記凹部（43）は断面視が半円形であるものである。
【００１２】
上記の発明では、凹部（43）が半円形であるため、例えば断面が矩形の凹部に比べて、周縁部（41a）における液体の流れが乱れない。つまり、凹部（43）において、流入した液体はその円弧面に沿って流出し易い。ところが、断面が矩形の凹部においては、流入した液体が流出し難く、渦となって残ってしまう。そうすると、周縁部（41a）の液体の流れが渦によって乱される。
【００１３】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記各出口流路（42）が流路絞り部（38）を有しているものである。
【００１４】
上記の発明では、各出口流路（42）に流入した液体が流路絞り部（38）で減圧される。これにより、液中に未だ残存している空気が遊離して気泡が発生する。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明によれば、分配流路（41）における周縁部（41a）に、各出口流路（42）へ流入する水を均圧させるための環状の凹部（43）を形成するようにした。つまり、各出口流路（42）に連通する周縁部（41a）に凹部（43）を設けて、該周縁部（41a）をアキュムレータとして構成するようにした。したがって、周縁部（41a）に流れ込んだ水を均圧させて各出口流路（42）に均一に分流させることができる。これにより、各出口流路（42）から均一に気泡を噴出させることができる。その結果、気泡発生器（30）を浴槽に設けた場合、気泡を浴槽全体に均一に供給することができ、入浴者の快適性向上を図ることができる。
【００１６】
また、第２の発明によれば、凹部（43）の断面形状を半円形としたので、凹部（43）に流入した水を滑らかに流出させることができ、凹部（43）内に不規則なコーナー渦等が発生するのを抑制できる。したがって、周縁部（41a）における水のエネルギー損失が少ない。これにより、周縁部（41a）における水の圧力を安定させることができ、確実に均圧させることができる。その結果、確実に各出口流路（42）に対して水を均一に分流させることができる。
【００１７】
また、第３の発明によれば、各出口流路（42）に流路絞り部（38）を設けるようにしたので、水に未だ溶解している空気を確実に遊離させて気泡を発生させることができ、また比較的大きな気泡を細分化することができる。さらには、各出口流路（42）において、水が均一に流入することから、流路絞り部（38）によって均一に気泡を発生させることができる。つまり、水が均一に分流しないと、各出口流路（42）において気泡の発生量に差が生じて、各出口流路（42）からの気泡の噴出が不均一となるが、本発明ではその状態を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明に係る気泡発生器（30）は、浴槽（5）に微細な気泡を含んだ水を供給する微細気泡供給装置（10）に設けられている。
【００２０】
〈微細気泡供給装置の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の微細気泡供給装置（10）は、入口と出口とがそれぞれ浴槽（5）に接続された循環流路（11）を備えている。この循環流路（11）には、上流側から下流側に向かって順に、空気導入器（12）とポンプ機構（13）と気体溶解器（14）と上記気泡発生器（30）とが接続されている。
【００２１】
上記空気導入器（12）は、循環流路（11）内へ気泡源となる空気を外部から導入するものである。この空気導入器（12）は、その内部の水流によって発生する負圧を利用して空気を吸入する、いわゆるエジェクター方式の空気導入器である。つまり、空気導入器（12）では、その内部を通過する水流により負圧が生じ、この負圧によって外部の空気が空気導入管（12a）を介して循環流路（11）に導入される。
【００２２】
上記ポンプ機構（13）は、浴槽（5）の水を循環流路（11）内で循環させるためのものである。このポンプ機構（13）は、空気導入器（12）側から吸い込んだ水を気体溶解器（14）側へ吐出する。
【００２３】
上記気体溶解器（14）は、筒状の容器内において、水に対する空気の溶解を促進させるものである。この容器内には、空気と水との接触時間や接触面積を稼ぐための例えば充填材等が設けられている。
【００２４】
上記気泡発生器（30）は、空気が溶解した水を減圧して微細な気泡を発生させるためのものである。気泡発生器（30）は、浴槽（5）内に臨むように浴槽（5）の側壁面に取り付けられている。この気泡発生器（30）の詳細については後述する。
【００２５】
上記循環流路（11）には、空気導入器（12）の上流側に流量計（15）が設けられている。この流量計（15）は、循環流路（11）を循環する水の流量を計測する流量計測手段を構成している。また、循環流路（11）には、気体溶解器（14）と気泡発生器（30）との間に流量調節バルブ（16）が設けられている。流量調節バルブ（16）は、開度を変更して循環流路（11）の流量を調節する流量調節手段を構成している。
【００２６】
〈気泡発生器の詳細構造〉
次に、上記気泡発生器（30）の詳細構造について説明する。図２から図４に示すように、気泡発生器（30）は、循環流路（11）の流量調節バルブ（16）側に設けられる本体（31）と、浴槽（5）側に設けられるノズル（32）とを備えている。
【００２７】
上記本体（31）は、略円筒状に形成され、ノズル（32）は、本体（31）の外径より小径の略円柱状に形成されている。本体（31）の一端側（図２における右端側）の内周壁には、雌ネジ部（33）が形成されている。これに対し、ノズル（32）の一端側（図２における左端側）の外周壁には、雄ネジ部（34）が形成されている。本体（31）とノズル（32）とは、雌ネジ部（33）と雄ネジ部（34）が締結されることで、一体的に組み合わされて気泡発生器（30）を構成している。
【００２８】
上記本体（31）は、他端側（図２における左端側）に入口流路（40）が形成されている。この入口流路（40）には、気体溶解器（14）を流出して空気が溶解した状態となった水が流入する。入口流路（40）の流出側には、本体側絞り部（35）が形成されている。この本体側絞り部（35）は、入口流路（40）の流路断面を縮小させて水を減圧する流路絞り部、即ち減圧流路を構成している。
【００２９】
具体的に、本体側絞り部（35）は、入口流路（40）の流出側に向かって縮径したテーパー面（35a）と、このテーパー面（35a）の先端側に形成される円周面（35b）とを有している。入口流路（40）は、本体側絞り部（35）が形成されることで、流入側から下流側に向かって順に、大径通路（40a）と縮径通路（40b）と小径通路（40c）とが形成されている。大径通路（40a）は比較的大径の円柱状に形成され、縮径通路（40b）は流出側に向かって縮径する台形円錐状に形成され、小径通路（40c）は大径通路（40a）よりも小径の円柱状に形成されている。
【００３０】
上記本体（31）とノズル（32）との間には、分配流路（41）が形成されている。この分配流路（41）は、入口流路（40）の小径通路（40c）に接続されている。そして、分配流路（41）は、入口流路（40）の軸心を中心として径方向外側に拡がる円板状に形成されている。分配流路（41）の軸方向両側の内壁において、本体（31）側の内壁が第１内壁（36）を構成し、ノズル（32）側の内壁が第２内壁（37）を構成している。つまり、第１内壁（36）の中央には、入口流路（40）の小径通路（40c）が開口している。
【００３１】
上記ノズル（32）には、複数（本実施形態では、６つ）の出口流路（42）が形成されている。図３および図４にも示すように、６つの出口流路（42）は、ノズル（32）の軸心（即ち、分配流路（41）の軸心）を中心として周方向に等間隔で配列されている。つまり、入口流路（40）、分配流路（41）およびノズル（32）は、同軸に形成され、各出口流路（42）が分配流路（41）の軸心周りに配列されている。そして、各出口流路（42）は、流入端である一端が分配流路（41）の周縁部（41a）に接続され、流出端（噴出端）である他端がノズル（32）の先端面（39）に開口している。各出口流路（42）は、ノズル（32）の軸心と平行に真っ直ぐ延びている。このように、気泡発生器（30）では、入口流路（40）に流入した水が分配流路（41）に流れ、その後、各出口流路（42）へ分流して浴槽（5）内へ噴出される。
【００３２】
上記各出口流路（42）の途中には、流路絞り部であるノズル側絞り部（38）が形成されている。ノズル側絞り部（38）は、平行通路（42a）の内周壁から径方向内側に膨出した筒状に一体形成されており、出口流路（42）の断面を縮小させている。
【００３３】
そして、本発明の特徴として、分配流路（41）の周縁部（41a）には、各出口流路（42）に分流する水を均圧させるための凹部（43）が設けられている。この凹部（43）は、図５にも分配流路（41）の周縁部（41a）における第１内壁（36）に平面視環状に形成されている。凹部（43）の横断面は、半円形である。つまり、凹部（43）は、出口流路（42）に対向するように分配流路（41）の周縁部（41a）の壁面に形成されている。周縁部（41a）は、各出口流路（42）に連通する共通通路であり、凹部（43）が形成されることによってその容積が拡大され、いわゆるアキュムレータとして機能する。
【００３４】
−微細気泡供給装置の運転動作−
次に、本実施形態の微細気泡供給装置（10）の運転動作について説明する。この微細気泡供給装置（10）では、ポンプ機構（13）を起動させると、浴槽（5）の水が循環流路（11）の入口へ吸い込まれて循環流路（11）の出口へ向かって流通する。
【００３５】
なお、ポンプ機構（13）は、循環流路（11）の流量が例えば３５リットル／分になるように調節される。この状態では、気体溶解器（14）の容器内が、３００〜４００ｋＰａ程度に加圧される。また、運転中は、流量計（15）によって計測された流量に基づいて流量調節バルブ（16）の開度が調節される。
【００３６】
循環流路（11）の入口から流入した浴槽（5）の水は、空気導入器（12）に流入する。空気導入器（12）では、空気導入管（12a）から吸い込まれた空気が水に混入される。水に混入される空気は、比較的小さな気泡になる。この気泡を含む水は、空気導入器（12）から流出し、ポンプ機構（13）を経て気体溶解器（14）に流入する。気体溶解器（14）では、水が加圧されて水に対する空気の溶解が促進される。空気が溶解した水は、気体溶解器（14）を流出して気泡発生器（30）へ流入する。
【００３７】
気泡発生器（30）へ流入した水は、入口流路（40）を流通する。この水は、本体側絞り部（35）を通過する際に減圧される。それにより、水中に溶解した空気が遊離し、水中で気泡が発生する。その後、気泡を含む水は、分配流路（41）へ流入する。分配流路（41）では、流入した水が軸心側から外周側へ向かって放射状に拡がり、周縁部（41a）に流れ込む。この第１内壁（36）と第２内壁（37）との間を流通する際に、水が減圧され、未だ水中に残存する空気が遊離して気泡が発生する。
【００３８】
分配流路（41）の周縁部（41a）に流れ込んだ水は、容積の拡大により均圧される。したがって、周縁部（41a）の水は、各出口流路（42）に均一に分配されて流入する。また、周縁部（41a）において、凹部（43）に流入した水は、その円弧面に沿って滑らかに流出する。したがって、周縁部（41a）における水の流れが乱れない。各出口流路（42）へ流入した水は、ノズル側絞り部（38）で減圧され、水中に未だ残存していた空気が遊離して更に気泡が発生する。その後、気泡を含む水は、ノズル（32）の先端から浴槽（5）内へ噴出される。ここで、各出口流路（42）には水が均一に分流するので、各出口流路（42）から均一に気泡が噴出される。
【００３９】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、分配流路（41）における周縁部（41a）の第１内壁（36）に、各出口流路（42）へ流入する水を均圧させるための環状の凹部（43）を形成するようにした。つまり、各出口流路（42）に連通する周縁部（41a）に凹部（43）を設けて、該周縁部（41a）をアキュムレータとして構成するようにした。したがって、周縁部（41a）に流れ込んだ水を均圧させ、気泡を含んだ水を各出口流路（42）に均一に分流させることができる。これにより、各出口流路（42）から均一に気泡を噴出させることができる。その結果、気泡を浴槽（5）全体に均一に供給することができ、入浴者の快適性向上を図ることができる。
【００４０】
さらに、凹部（43）の横断面形状を半円形としたので、凹部（43）に流入した水を滑らかに流出させることができる。つまり、凹部（43）内で渦等が発生するのを抑制できる。したがって、周縁部（41a）における水の流れが乱れない。これにより、周縁部（41a）における水の圧力を安定させることができ、確実に均圧させることができる。その結果、確実に各出口流路（42）に対して水を均一に分流させることができる。
【００４１】
また、各出口流路（42）にノズル側絞り部（38）を設けるようにしたので、水に未だ溶解している空気を確実に遊離させて気泡を発生させることができる。これにより、入浴者の快適性を一層向上させることができる。さらには、各出口流路（42）において、水が均一に流入することから、ノズル側絞り部（38）によって均一に気泡を発生させることができる。つまり、水が均一に分流しないと、各出口流路（42）において気泡の発生量に差が生じて、ノズル（32）からの気泡の噴出が不均一となるが、本実施形態ではその状態を回避することができる。
【００４２】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、凹部（43）の断面を半円形としたが、これに限らず、円弧角度が１８０°未満の円弧形状や、半楕円形、矩形、Ｖ字状などとしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、出口流路（42）を６つとしたが、２〜５つまたは７つ以上であってもよいことは勿論である。
【００４５】
また、上記実施形態において、出口流路（42）は、ノズル（32）の軸心と平行に延びるものでなくてもよく、また直線状でなくてもよい。つまり、本発明は、出口流路（42）の流入端が分配流路（41）の周縁部（41a）に接続されていればよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、出口流路（42）においてノズル側絞り部（38）を一体形成しているが、出口流路（42）とは別体で構成するようにしてもよいし、またノズル側絞り部（38）を省略するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、水中に空気を溶解させて気泡を発生するようにしているが、この水中に芳香（アロマ）成分や人体に有用な成分を混入させ、気泡と共に浴槽（5）内へ供給するようにしても良い。
【００４８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明は、気体が溶解した液体を減圧することにより気泡を発生させる気泡発生器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態に係る微細気泡供給装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】実施形態に係る気泡発生器の構成を示す縦断面図である。
【図３】実施形態に係る気泡発生器をノズル側から視て示す正面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
10          微細気泡供給装置
30          気泡発生器
35          本体側絞り部（流路絞り部）
38          ノズル側絞り部（流路絞り部）
40          入口流路
41          分配流路
41a         周縁部
42          出口流路
43          凹部
【図１】
2008161830.tif 000003
【図２】
2008161830.tif 000004
【図３】
2008161830.tif 000005
【図４】
2008161830.tif 000006
【図５】
2008161830.tif 000007