(57)【要約】【課題】往復動ポンプにおいて流体導入パイプを大径に構成することなく、比較的大きな吐出量を確保することが可能で、小型で振動騒音の小さいポンプを提供する。【解決手段】流体を吸入するシリンダに適宜構成のピストン部材を往復動自在に装着し、このピストン部材を往復動する駆動手段を例えば駆動モータの回転軸に装着した偏心カムで構成する。そして上記シリンダに吸入弁を介して流体を供給する流体導入パイプを連結し、この流体導入パイプと吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパを設ける。上記防振ダンパは、上記流体導入パイプから前記吸入弁に至る流体を分岐して迂回流入する空気その他の膨縮性気体を収容したタンク手段で構成するか、或いは上記流体導入パイプ中の流体圧力に応じて脈動する弾性変形可能なベローズ管で構成する。【選択図】図３
2007170250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入するシリンダと、
上記シリンダに往復動自在に装着されたピストン部材と、
上記シリンダとピストン部材とを備えたポンプヘッドと、
上記ピストン部材を往復動する駆動手段と、
上記シリンダに配置された吸入弁と、
上記吸入弁を介して流体を上記シリンダに供給する流体導入パイプと、
を備えた往復動ポンプであって、
上記流体導入パイプと上記吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパを設け、
上記流体導入パイプは逆止弁を介して上記シリンダに連結され、
上記ポンプヘッドには上記シリンダと、上記防振ダンパと、上記吸入弁とがそれぞれ備えられ、
上記ポンプヘッドと上記駆動手段とを取付けたユニットフレームをゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体を介してケースその他の構造物に据え付けることを特徴とする往復動ポンプ。
【請求項２】
前記防振ダンパは前記流体導入パイプと前記シリンダとの間に配置され、該流体導入パイプから前記吸入弁に至る流体を分岐して迂回流入するタンク手段で構成され、該タンク手段には空気その他の膨縮性気体が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項３】
前記防振ダンパは前記流体導入パイプと前記シリンダとの間に配置され、前記流体導入パイプ中の流体圧力に応じて脈動する弾性変形可能なベローズ管で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項４】
流体を吸入するシリンダと、
上記シリンダに往復動自在に装着されたピストン部材と、
上記ピストン部材を往復動する駆動手段と、
上記シリンダに連結された吸入弁と、
上記吸入弁を介して流体を上記シリンダに供給する流体導入パイプと、
上記シリンダに設けた吐出弁と、
上記吐出弁からの流体を収容する混合タンクと、
上記混合タンクに高圧空気を導入するエアー噴出手段と
上記混合タンク中の気泡を分離する微細気泡分別手段と、
上記微細気泡分別手段で分別された気泡を噴出する気泡噴射手段とを有し、
上記流体導入パイプと上記吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパを設けたことを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項５】
前記防振ダンパは前記請求項２乃至４の何れかに記載の構成を備えていることを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項６】
前記シリンダは第１、第２少なくとも２つのシリンダ室から構成され、前記ピストン部材は上記第１、第２のシリンダ室にそれぞれ装備され、
前記駆動手段は駆動回転軸と、この駆動回転軸に装着された偏心カム手段とで構成され、
この偏心カム手段は上記第１シリンダ室のピストン部材と上記第２シリンダ室のピストン部材に流体の吐出タイミングが異なるように連結され、
上記第１シリンダからの吐出流体を上記第２シリンダで加圧して前記混合タンクに流入するようにしたことを特徴とする請求項４又は５に記載の微細気泡発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復動ポンプ、例えばプランジャの往復動により開閉動作する吸入弁と吐出弁を備え液体或いは気体などの流体を高圧で吐出する往復動ポンプ及びポンプ装置で吐出する流体に微細気泡を生起する洗浄或いは浴槽用微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポンプ装置はレシプロポンプと回転ポンプに大別され、それぞれ種々のものが知られている。前者のレシプロポンプはシリンダ室にピストン部材を往復動自在に装備し、このピストン部材を例えば駆動カムで往復動させて吸入弁を介してシリンダ室に導入した流体を高圧に吐出口から吐出させる構造として知られ、後者の回転ポンプはチェンバー内に回転羽根、スクリュー羽根などを回転自在に装備して羽根部材の回転で流入口からの流体を吐出口から吐出させる構造として知られている。
【０００３】
一方、微細気泡発生装置は各種洗浄装置或いは浴槽などの槽内に気泡を生起する装置として使用され、特に最近槽内の洗浄液或いは温水などの流体を循環するのと同時に、この循環液に微細気泡を混入する装置が例えば浴槽水の循環システムとして使用されるに至っている。従来このような気泡発生装置としては、特許文献１に開示されているように槽内の流体を流入口から加圧ポンプで汲み上げる際にエアーポンプから空気を混入し、これをアキュムレータで更に加圧してノズルからジェット噴流として気泡を含んだ液流を槽内に戻している。そして加圧ポンプとしては主に回転ポンプを用いて連続した液流を形成している。ところが浴槽、洗浄槽内にジェット噴流を形成することなく静かに微細な気泡を混入させる為には、気泡の噴射ノズルの上流側に混合タンクを設け、この混合タンクで微細な気泡を分別した後に槽内に戻す装置が例えば特許文献２に提案されている。
【０００４】
本発明者はこのような流体循環装置を小型で、低消費電力で提供することを試み、循環ポンプを従来の回転ポンプから往復動ポンプに置き換えて実験を行った処、比較的小型で微細な気泡を生成することが可能となった。ところが往復動ポンプでは循環用の流入パイプから吸入弁を介してシリンダ室に流体を導入する際、吸入弁の開閉動作で流入パイプに振動と騒音が生ずることが判明した。
【特許文献１】特許第２６６３５３８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２６１３１４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように浴槽或いは洗浄槽に流体を往復動ポンプで送出する際に、流体導入パイプに振動と、この振動による騒音が発生する問題が生ずる。この振動は吐出量を大きくするため往復動速度を早くし、流体導入パイプのバルブ径を小さくすれば増大し、大きな振動と騒音を発する。逆に流体導入パイプの径を大きくすれば循環システムが大型化する要因となり、小径の循環パイプでＣＶ値（Coefficient of flow）を確保する為には往復動ポンプを高速で駆動しなければならず振動と騒音を余儀なくされる。そこで本発明は往復動ポンプにおいて流体導入パイプを大径に構成することなく、比較的大きな吐出量を確保することが可能であると同時に振動騒音の小さい往復動ポンプにおける防振構造を提供することをその課題としている。更に本発明は小型で騒音振動の少ない微細気泡発生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】
【０００６】
上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。
まず流体を吸入するシリンダに適宜構成のピストン部材を往復動自在に装着し、このピストン部材を往復動する駆動手段を例えば駆動モータの回転軸に装着した偏心カムで構成する。そして上記シリンダに吸入弁を介して流体を供給する流体導入パイプを連結する。そこでこの流体導入パイプと吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパを設ける。また、上記防振ダンパは上記流体導入パイプから前記吸入弁に至る流体を分岐して迂回流入するタンク手段で構成し、該タンク手段には空気その他の膨縮性気体を収容する。この空気などの膨縮性気体は、単に上記タンク手段を構成するタンク部材を空気に連通する構成であっても、或いはタンク部材に高圧気体を封入する構成であってもいずれでも良い。
【０００７】
そこで防振ダンパは上記シリンダとピストン部材を備えたポンプヘッドに一体に設け、同時にこのポンプヘッドに上記流体導入パイプを連結して吸入弁を介して上記シリンダに流体を供給する。そしてこのポンプヘッドと上記駆動手段とを取付けたユニットフレームをゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体を介してケースその他の構造物に据え付ける。これによってピストンの往復動による振動はポンプヘッドに伝達され、流体導入パイプの脈動による振動は防振ダンパによって抑制されてポンプヘッドに伝達され、これらの振動を受けるポンプヘッドはユニットフレームに支持され、ゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体を介してケースその他の構造物に据え付けられることとなる。従って振動が外部に伝達されることが少なく、これによる騒音も抑えられる。
【０００８】
次に上述のような往復動ポンプを備えた微細気泡発生装置の構成は、上記構成のシリンダに吐出弁を介して混合タンクを連結し、この混合タンクに高圧空気を導入するエアー噴出手段、例えばエアーコンプレッサを付設する。そして上記混合タンク中には微細気泡を生成する気液流体を抽出する微細気泡分別手段を設け、この微細気泡分別手段で分別された気液流体を噴出する気泡噴射手段を設ける。尚、上記微細気泡分別手段としては、上記混合タンク内に流体と高圧空気を対流させて発生した粗大気泡を浮上分別するか、混合タンク内に隔壁を設けて分離するか、或いは網目状フィルタで分離するかいずれかの方法を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述のように往復動ポンプのシリンダに流体を供給する流体導入パイプと吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパを設けたものであるから、流体導入パイプを比較的小径のパイプ部材で構成し、同様にシリンダとピストン部材とを比較的小径で小型に構成し、このピストン部材を高速で往復動して大容量の吐出量を確保しても吸入弁の高速開閉による振動が流体導入パイプに伝播されることが少なく全体として装置を小型で静音稼働することが可能である。特に、上記防振ダンパを流体導入パイプと吸入弁との間にパイプから吸入弁に至る流体を分岐して迂回流入するタンク手段で構成することによってその構造も簡単で安価に提供できる効果がある。
【００１０】
更に本発明は、上記構成の防振ダンパを上記シリンダとピストン部材とを備えたポンプヘッドに配置し、このポンプヘッドを支持するユニットフレームをゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体を介してケースその他の構造物に据え付けるようにしたものであるから、ポンプヘッドに伝播された振動は波動吸収体で抑えられ、流体導入パイプには内部の液体に生ずる波動が防振ダンパによって抑えられ外部に伝わる振動を軽減することが出来る。また、上述の復動ポンプの吐出口に気液混合タンクを設け、このタンクから微細気泡を浴槽、洗浄槽などの槽内に噴出することによって小型で安価な装置構成で作動音の小さい微細気泡発生装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる微細気泡発生装置を示す全体レイアウト図であり、図２は同装置に於ける流体の供給ポンプ構造及びこれに内蔵された防振ダンパ構造を示す説明図。図３は気泡と循環液を混合する混合タンク及び微細気泡の吐出ノズル構造を示す。図４は防振ダンパを構成するダンパタンクの構造を示す。
【００１２】
まず本発明に係わる微細気泡発生装置について説明すると、図１に示すように微細気泡発生装置Ａは洗浄槽、浴槽などの処理槽Ｂに連結され、この処理槽Ｂ内に洗浄液、温浴水などの液体Ｌを供給する過程で気体を注入して処理槽Ｂ内に微細気泡を混入して充満させ、この微細気泡によって洗浄効果と温浴効果を得るシステムを構成する。この微細気泡発生装置Ａは処理槽Ｂ内の液体を循環する過程で気泡を混入する循環システムとして構成するか或いは処理槽Ｂ内に循環液でない新たな液体を供給し処理槽Ｂ内の液体を排出する処理液を入れ替える過程で気泡を混入する気液供給システムとして構成する。図示のものは前者の循環システムを示し、以下この循環システムについて本発明を説明するが後者の気液供給システムであっても同様である。
【００１３】
そこで微細気泡発生装置Ａは、図１に示すように防音処置を施したケーシング２０内に液体Ｌを供給する液体供給ポンプ２５と、気体供給用のエアーポンプ５０と、混合タンク９を内蔵して構成される。液体供給ポンプ２５は吸入口２６と吐出口２７とシリンダ室Ｓとピストン部材Ｐを備え、吸入口２６に液体導入パイプ２が連結してある。図示のものはこの液体導入パイプ２を処理槽Ｂに接続して処理槽Ｂ内の液体を循環するシステムを構成している。液体供給ポンプ２５の詳細は後述するが、シリンダ室Ｓ内でピストン部材Ｐがレシプロ運動する往復動ポンプで構成する。この液体供給ポンプ２５は大容量の１つのシリンダ室Ｓとピストン部材Ｐで構成しても良いが、図示のものは小型化と高圧化及び低騒音化を図るため一次二次複数の往復動ポンプで構成している。
【００１４】
図１に示すように水平方向に対向する一次側ポンプヘッド２５ａと二次側ポンプヘッド２５ｂで構成され、一次側ポンプヘッド２５ａで流入圧縮した流体を二次側ポンプヘッド２５ｂで更に圧縮して高圧化した液体を気液供給パイプ３１で混合タンク９に供給する。この為、一次側ポンプヘッド２５ａはブロック部材にシリンダ室Ｓ１と吸入弁１ａと、吐出弁８ａと、流体導入パイプ２のジョイントバルブ２ａがそれぞれ組み込まれている。また二次側ポンプヘッド２５ｂも同様にブロック部材にシリンダ室Ｓ２と吸入弁２９ｂと、吐出弁８ｂと、この吐出弁８ｂに連なる気液供給パイプ３１のジョイントバルブ３１ａがそれぞれ組み込まれている。そして上記一次側ポンプヘッド２５ａと二次側ポンプヘッド２５ｂはそれぞれユニットフレーム２１にビスで固定され、このユニットフレーム２１はゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体２２を介してケーシング２０の底板に据え付けられている。
【００１５】
一次側の吐出弁８ａと二次側の吸入弁２９ｂとは連通パイプ７０で連結され、一次側の吐出口２７から吐出された流体を二次側の吸入弁２９ｂから流入する。この連通パイプ７０にはエアーポンプ５０が連結され、このエアーポンプ５０から圧搾空気が供給され、二次側シリンダ室Ｓ２内に液体と同時に高圧空気を供給して圧縮し、二次側吐出弁８ｂを介して気液供給パイプ３１から混合タンク９内に気液流体を供給する。これは気液供給パイプ３１にエアーポンプ５０の気体供給パイプ５６を連結しても良いが、流体が比較的低圧の一次側ポンプと二次側ポンプとの間の連通パイプ７０から高圧空気を導入することによって空気の混入量を大きくするためである。図示のエアーポンプ５０は、先の液体供給ポンプ２５と同一構造で構成され、小型化と高圧化を図るため一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂで構成され、一次側ポンプ５０ａの吸入口５１から外気を吸入し、二次側ポンプ５０ｂの吐出口５５から上記液体供給ポンプ２５に高圧空気を供給する。
【００１６】
尚、上記エアーポンプ５０は一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂとを上下縦方向に配置し、上記水平方向に配置した液体供給ポンプ２５との関係で省スペース化を図っている。上記液体供給ポンプ２５及びエアーポンプ５０の構造については後述するが、いずれも一次側ポンプと二次側ポンプで構成し、略々同一構造でそれぞれシリンダ室Ｓ１、Ｓ２（Ｓ３、Ｓ４）とピストン部材Ｐ１、Ｐ２（Ｐ３、Ｐ４）とを備え、各ピストン部材Ｐ１、Ｐ２（Ｐ３、Ｐ４）は駆動手段Ｄで相反的に給排動作を行うようになっている。
【００１７】
この駆動手段Ｄは、駆動モータに連結された回転軸６６に軸承した回転カム部材６５を中心に１８０度対向した位置にシリンダ室Ｓ１（Ｓ３）とシリンダ室Ｓ２（Ｓ４）を配置し、各シリンダ室Ｓ１、Ｓ２（Ｓ３、Ｓ４）に装着したピストン部材Ｐ１とＰ２（Ｐ３とＰ４）を回転カム部材６５に取付けている。そしてピストン部材Ｐ１（Ｐ３）が上死点のときピストン部材Ｐ２（Ｐ４）は下死点に位置するように回転カム部材６５に連結され相反的に給排動作を行うようになっている。
【００１８】
そこで図２及び図４に示すように一次側ポンプヘッド２５ａの吸入口２６には吸入弁１ａが逆止弁構造で配置してあり、吸入口２６に接続した流体導入パイプ２から液体を吸入し、シリンダ室Ｓ１に供給する。またこのシリンダ室Ｓ１の吐出口２７には吐出弁８ａが通常の逆止弁構造で配置してありシリンダ室Ｓ１で圧縮された液体を吐出口２７から排出する。この一次側ポンプヘッド２５ａ側の吐出口２７は連通パイプ７０で二次側ポンプヘッド２５ｂ側の吸入口２９に連結してあり、シリンダ室Ｓ１から吐出した流体をシリンダ室Ｓ２に供給する。このシリンダ室Ｓ２にも吸入口２９に吸入弁２９ｂが、吐出口３０に吐出弁８ｂがそれぞれ通常の逆止弁構造で配置されている。このような構成によって一次側ポンプヘッド２５ａの吸入口２６から吸入した液体を二次側ポンプヘッド２５ｂの吐出口３０から高圧流体として吐出する。
【００１９】
上述のエアーポンプ５０も小型高圧化のために一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂで構成してあり、図６及び図７に示すように一次側ポンプ５０ａの吸入口５１から逆止弁５１ａを介して空気を吸入し、シリンダ室Ｓ３で圧縮して吐出口５２から連通パイプ５３を経て二次側ポンプ５０ｂのシリンダ室Ｓ４に供給する。この吐出口５２には吐出弁５２ａが二次側ポンプ５０ｂの吸入口５４には吸入弁５４ａがそれぞれ通常の逆止弁構造で配置され、二次側ポンプ５０ｂの吐出口５５から吐出弁５５ａを介して高圧空気を気体供給パイプ５６に送出する。
【００２０】
混合タンク９は液体を収納するタンク室９ａで構成され、気液供給パイプ３１から供給された液体と気体を混合して気泡を発生するように構成されている。この混合タンク９には発生した気泡を粗大気泡と微細気泡に分別する気泡分別手段５７が次のいずれかの手段で構成されている。
【００２１】
第１の気泡分別手段５７は隔壁５７ａであり、タンク室９ａを略々２分割する分割壁で構成され、気液供給パイプ３１の気液流入口３１ａと気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａとを隔壁５７ａで区割する。これによって粗大気泡はタンク室の上方に浮上し、微細気泡はこれより下方に沈下するため隔壁５７ａで微細気泡のみが気液流出口に導かれる。
【００２２】
第２の気泡分別手段５７は気液供給パイプ３１の気液流入口３１ａを重力の作用方向上方に配置し、気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａを下方に配置し、この気液流入口３１ａと気液流出口５９ａとの間に高低段差Ｈ（図示５７ｂ）を形成する。これによって粗大気泡が上方に浮上し微細気泡が下方に沈下するため微細気泡が気液搬出パイプ５９に導かれる。
【００２３】
第３の気泡分別手段５７は網状フィルタ５７ｃであり、気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａの周辺に網状フィルタ５７ｃを設け、この網状フィルタ５７ｃのメッシュを所定の微細気泡のみが通過する大きさに形成する。このような気泡分別手段５７はそのいずれか１つをタンク室９ａに配置しても図示のように第１、第２、第３の各構成を設けてもいずれでも良い。尚、図示５８は過剰気泡搬出パイプであり、タンク室９ａ内に残留する粗大気泡を流出口５８ａから外部に搬出する。図示のものは前述のケーシング２０の底部にドレントレイ６０が設けてあり、このドレントレイ６０に粗大気泡を滴下し、前述のエアーポンプ５０の吸入口５１にドレントレイ６０に排出された水滴を外気と同時に吸入するようにしてある。
【００２４】
これにより、微細気泡発生装置Ａ内で生じた余剰水をエアーポンプ５０から外気と共に吸入して混合タンク９に環流する。このためドレントレイ６０にはスポンジなどの多孔質部材６１が敷設してあり、この多孔質部材６１で余剰水を蒸発させる。つまり微細気泡発生装置Ａ内にはこの混合タンク９に生じた粗大気泡を除去するため余剰気泡の搬出と、後述する流体導入パイプの振動を減衰するダンパタンクから液体が流出するが、これらの液体は特別なドレンパイプを配設して外部に搬出することなく、上記ドレントレイ６０に集積して気化を促し、このドレントレイ６０からエアーポンプ５０の吸入口５１に導いて混合タンク９に環流するようになっている。
【００２５】
以上のように構成された微細気泡発生装置Ａは後述するポンプ動作で流体導入パイプ２から吸入弁１ａを介して一次側ポンプヘッド２５ａのシリンダ室Ｓ１に洗浄水、浴水などの液体が供給される。このとき図４に示すようにピストン部材Ｐのレシプロサイクルを高速にするとシリンダ室Ｓの容積を小さく構成しても時間当りの吐出量は所定の出力が得られる。ところが吸入弁１ａの開閉動作で流体導入パイプ２内を流れる液体に脈動が生じ流体導入パイプ２が振動する。この振動は流体導入パイプ２内に液体が充満した状態で脈動するため質量が大きく、その振幅も大きくなる。例えば吸入弁１ａの開閉動作数を１０Ｈｚにすると流体導入パイプ２が大きな振動で振れてパイプの接合部（連結バルブなど）が外れて漏水の事故を招き、また大きな運転音となるなど騒音を発する。この流体導入パイプ２の脈動による振動は、パイプ径を小さくするとこれに比例して大きな振動と騒音を発し、これを抑えるためパイプ径を大きくすると循環システムの場合、装置の大型化を招く。
【００２６】
そこで本発明は液体供給ポンプ２５の吸入口２６と流体導入パイプ２との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパ３を設けたものであり、以下その構造を詳述する。図４に示すように、流体供給ポンプ２５の吸入口２６には吸入弁１ａが設けられ、図示の吸入弁１ａは吸入口２６からシリンダ室Ｓ１に連なる流路に弁体１ａを配置し、この弁体1ａを弾性部材から構成した弁座１ｂにスプリング１ｃで圧接する構造を採用している。そしてシリンダ室Ｓ１内のピストン部材Ｐ１を往復動することによって弁体１ａが弁座１ｂに圧接及び離反することによって、ピストン部材Ｐ１の吸気時には流体導入パイプ２から流体を流入し、ピストン部材Ｐ１の圧縮時には弁体１ａが逆流を防止するように閉鎖する。この弁体１ａの開閉動作と同期して流体導入パイプ２内には脈動が生じ、パイプ或いはこれと接する部品が振動する。
【００２７】
そこでこの流体導入パイプ２に防振ダンパ３を設ける。図４に示す防振ダンパはタンク手段４で構成した場合を示す。タンク手段４は流体導入パイプ２中の液体が流入するタンクで構成され、流体導入パイプ２から分岐して入出路４ａと、液体を貯蔵する貯液部４ｂが備えられている。そして吸入弁１ａが閉じられ流体導入パイプ２中の液体が高圧となったときには流体導入パイプ２から液体が貯液部４ｂに進入し、吸入弁１ａが開放されたときは流体導入パイプ２側に流出するような構成になっている。そしてこのタンク手段４は流体導入パイプ２中の液体の圧力に応じた高さ位置に配置される。つまり循環システムの時には処理層の水位と同レベル位置に設置され、また処理槽に新しい液体を供給する気液供給システムの時には流体導入パイプ２に供給される液体の水圧に応じた高さ位置に設置する。
【００２８】
このように流体導入パイプ２から分岐してパイプ中の流体が迂回して環流するように構成されたタンク手段４は、図４に示すように吸入弁１ａが閉じられたときには、吸入口２６近傍のパイプ中の水圧は密となり、振動を生起する原因となるがパイプ中の液体は入出路４ａから貯液部４ｂに流入し、パイプ中に発生する振動を減衰（軽減）する。また吸入弁１ａが開放されたときにはパイプ中の液体がシリンダ室Ｓ１内に勢いよく吸入されパイプ中に水圧の粗密が生じて振動の原因となる。このとき流入口近傍が粗となるが、これがタンク手段４からパイプ中に環流する液体で緩和され振動を軽減することとなる。
【００２９】
次に、図５には防振ダンパ３を伸縮自在なベローズ管１２で構成した場合を示す。図５に示す防振ダンパ３はベローズ管１２で構成され、流体導入パイプ２から分岐して液体を流入及び環流する入出路１２aと、この入出路１２aを備えた伸縮自在の貯液部１２ｂで構成する。そして吸入弁１ａが閉じられパイプ中の液体が高圧となったときにはパイプから液体が貯液部１２ｂに進入し、ベローズ管１２は伸張する。逆に吸入弁１ａが開放され流体導入パイプ２の水圧が低下すると貯液部１２ｂから流体導入パイプ２側に流出するような構成になっている。そしてこの貯液部４ｂは伸縮自在のベローズ管１２で形成されている。
【００３０】
このように流体導入パイプ２から分岐してパイプ中の流体が迂回して貯液部４ｂに流入するベローズ管１２で構成された防振ダンパ３は、吸入弁１ａが閉じられたときには、吸入口２６近傍のパイプ中の水圧は密となり、振動を生起する原因となるがこのとき高圧となったパイプ中の液体は入出路１２aから貯液部１２ｂに流入し、パイプ中に発生する振動を減衰（軽減）する。また吸入弁１ａが開放されたときにはパイプ中の液体がシリンダ室Ｓ１内に勢いよく吸入されパイプ中に水圧の粗密が生じて振動の原因となる。このとき流入口近傍が粗となるが、これがベローズ管１２からパイプ中に環流する液体で緩和され振動を軽減することとなる。このようにベローズ管１２は図５における管の長さＨｂは吸入弁１ａの開閉に応じて伸縮することとなる。このように密封した状態で貯液部１２ｂを伸縮自在なベローズ管１２などで構成すると、内部の液体が漏出することがなく、この防振ダンパ３の設置位置（設置高さなど）を制限されることがなく、システムの設置作業が容易となる。
【００３１】
次に前述の液体供給ポンプ２５およびエアーポンプ５０の構成について、図６に基づいて詳述する。図５及び６はシリンダ室Ｓとこのシリンダ室Ｓ内をレシプロ運動するピストン部材Ｐで空気を吐出部に送るエアーポンプ５０の構造を示す。図示のものは前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に一対のポンプヘッド５０ａ、５０ｂとこの各ポンプヘッド５０ａ、５０ｂに流体を送るピストンを駆動する駆動機構が組込んである。このポンプヘッドＰ３、Ｐ４は同一構造でそれぞれ吐出室６２ａ、６２ｂとこの吐出室６２ａ、６２ｂに空気を流入するシリンダ室Ｓ３、Ｓ４と、ピストン部材Ｐ３、Ｐ４を備えている。以下同一構造であるのでその一方について説明する。
【００３２】
図示のシリンダ室Ｓ３、Ｓ４は前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に取付けられた上部フレームと下部フレームにそれぞれ穿設した中空円筒形状の開口で構成されている。このシリンダ室Ｓ３には通気孔５１ｃを有するポンプヘッド５０ａ、５０ｂが連結してあり、シリンダ室Ｓ３には外気を流入する吸入口５１と通気孔５１ｃが設けられ、ピストン部材Ｐ３の往復動作で通気孔５１ｃから気体を流入し、吐出口５２から連通パイプ５３に送る。
【００３３】
そこでシリンダ室Ｓ３、Ｓ４にはピストン部材Ｐ３、Ｐ４が往復動自在に嵌合してあり、このピストン部材Ｐ３、Ｐ４は回転カム部材６５で駆動される。この回転カム部材６５は、前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に軸受支持された回転軸６６に固定（例えば圧入）した偏心回転体６７ａ、６７ｂで構成され、この偏心回転体６７ａ、６７ｂは図６に示すように軸心に対して１８０度隔てた位置に対称となるように配置され、偏心回転体６７ａがピストン部材Ｐ３を、偏心回転体６７ｂがピストン部材Ｐ４を従動するように連結されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係わる微細気泡発生装置の全体レイアウト説明図。
【図２】図１の装置に於ける往復動ポンプの構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】図１の装置に於ける混合タンクの内部構造を示す説明図。
【図４】図１の装置に於ける防振ダンパを示す説明図。
【図５】図４と異なる防振ダンパの実施形態を示す説明図。
【図６】図１の装置における往復動ポンプの細部構造の正面図。
【図７】図１の装置における往復動ポンプの細部構造の側面図。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ  吸入弁
２    流体導入パイプ
３    防振ダンパ
４    タンク手段
９    混合タンク
１２  ベローズ管
２５  液体供給ポンプ
３１  気液供給パイプ
５０  エアーポンプ
５７  気泡分別手段
Ａ    微細気泡発生装置
Ｂ    処理槽
【図１】
2007170250.tif 000003
【図２】
2007170250.tif 000004
【図３】
2007170250.tif 000005
【図４】
2007170250.tif 000006
【図５】
2007170250.tif 000007
【図６】
2007170250.tif 000008
【図７】
2007170250.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月2日(2006.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する貯液槽と、
液体の吸入口と吐出口とを有する液体ポンプ手段と、
上記吸入口に液体を供給する液体導入パイプと、
上記吐出口から上記貯液槽に液体を給送する液体給送パイプと、
上記吸入口から上記吐出口に至る液体中に高圧空気を混入するエアーポンプと
を備え、
上記液体ポンプ手段は直列または個別に配置された上記液体導入パイプから液体を吸入する一次側ポンプと上記液体給送パイプに液体を吐出する二次側ポンプとから構成され、
上記エアーポンプは上記二次側ポンプの吸入口に高圧空気を混入するように連結されていることを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項２】
前記一次側ポンプと前記二次側ポンプとは、一次側のポンプの吐出口と二次側ポンプの吸入口とが連通パイプで連結され、一次側ポンプで高圧化した液体を二次側ポンプで更に高圧化するように構成され、前記エアーポンプは上記連通パイプに高圧空気を供給するように連結され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。
【請求項３】
液体を収容する浴槽などの貯液槽とこの貯液槽に液体ポンプ手段で液体に高圧空気を混入させて循環するシステムであって、
液体を収容する浴槽などの貯液槽と、
液体の吸入口と吐出口とを有する液体ポンプ手段と、
上記吸入口に上記貯液槽からの液体を循環供給する液体循環パイプと、
上記吐出口から上記貯液槽に液体を給送する液体給送パイプと、
上記吸入口から上記吐出口に至る液体中に高圧空気を混入するエアーポンプと
を備え、
上記液体ポンプ手段は直列または個別に配置された上記液体導入パイプから液体を吸入する一次側ポンプと上記液体給送パイプに液体を吐出する二次側ポンプとから構成され、
上記エアーポンプは上記二次側ポンプの吸入口に高圧空気を混入するように連結されていることを特徴とする液体循環システム。
【請求項４】
前記液体ポンプ手段は、
流体を吸入するシリンダと、
上記シリンダに往復動自在に装着されたピストン部材と、
上記シリンダとピストン部材とを備えたポンプヘッドと、
上記ピストン部材を往復動する駆動手段と、
上記シリンダに配置された吸入弁と、吐出弁とを備えた往復動ポンプで構成され、
前記流体導入パイプは逆止弁を介して上記シリンダに連結され、
上記流体導入パイプと上記吸入弁との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細気泡発生装置。
【請求項５】
前記防振ダンパは前記流体導入パイプと前記シリンダとの間に配置され、該流体導入パイプから前記吸入弁に至る流体を分岐して迂回流入するタンク手段で構成され、該タンク手段には空気その他の膨縮性気体が収容されていることを特徴とする請求項４に記載の微細気泡発生装置。
【請求項６】
前記シリンダは第１，第２少なくとも２つのシリンダ室から構成され、前記ピストン部材は上記第１，第２のシリンダ室にそれぞれ装備され、
前記駆動手段は駆動回転軸と、この駆動回転軸に装着された偏心カム手段とで構成され、
この偏心カム手段は上記第１シリンダ室のピストン部材と上記第２シリンダ室のピストン部材に流体の吐出タイミングが異なるように連結され、
上記第１シリンダからの吐出液体を上記第２シリンダで加圧して前記液体給送パイプに給送することを特徴とする請求項４に記載の微細気泡発生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２連以上の往復動ポンプ、例えばプランジャの往復動により開閉動作する吸入弁と吐出弁を備え液体或いは気体などの流体を高圧で吐出する往復動ポンプ及び２台以上のポンプ装置で吐出する流体に微細気泡を生起する洗浄或いは浴槽用微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポンプ装置はレシプロポンプと回転ポンプに大別され、それぞれ種々のものが知られている。前者のレシプロポンプはシリンダ室にピストン部材を往復動自在に装備し、このピストン部材を例えば駆動カムで往復動させて吸入弁を介してシリンダ室に導入した流体を高圧に吐出口から吐出させる構造として知られ、後者の回転ポンプはチェンバー内に回転羽根、スクリュー羽根などを回転自在に装備して羽根部材の回転で流入口からの流体を吐出口から吐出させる構造として知られている。
【０００３】
一方、微細気泡発生装置は各種洗浄装置或いは浴槽などの槽内に気泡を生起する装置として使用され、特に最近槽内の洗浄液或いは温水などの流体を循環するのと同時に、この循環液に微細気泡を混入する装置が例えば浴槽水の循環システムとして使用されるに至っている。従来このような気泡発生装置としては、特許文献１に開示されているように槽内の流体を流入口から加圧ポンプで汲み上げる際にエアーポンプから空気を混入し、これをアキュムレータで更に加圧してノズルからジェツト噴流として気泡を含んだ液流を槽内に戻している。そして加圧ポンプとしては主に回転ポンプを用いて連続した液流を形成している。ところが浴槽、洗浄槽内にジェツト噴流を形成することなく静かに微細な気泡を混入させる為には、気泡の噴射ノズルの上流側に混合タンクを設け、この混合タンクで微細な気泡を分別した後に槽内に戻す装置が例えば特許文献２に提案されている。
【０００４】
本発明者はこのような流体循環装置を低消費電力で、小型にするために液体を循環させるポンプ手段を一次側ポンプと二次側ポンプで構成することを試みた。この場合浴槽システムなどで微細気泡を発生するためには循環する液体中に高圧空気を混入し、この混合した流体を勢いよく拡散させて微細気泡を発生する必要がある。また、循環ポンプを往復動ポンプで構成すると、比較的小型で微細な気泡を生成することが可能となるが往復動ポンプでは循環用の流入パイプから吸入弁を介してシリンダ室に流体を導入する際、吸入弁の開閉動作で流入パイプに振動と騒音が生ずることが判明した。
【特許文献１】特許第２６６３５３８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２６１３１４号公報（図１）
【特許文献３】特開２００３−２６５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
９
上述のように浴槽或いは洗浄槽などの貯液槽に液体を供給する際、或いは槽内の液体を循環させる際、微細気泡を発生するためには循環する流路に高圧空気を混入する必要がある。この場合、従来は例えば特許文献３に開示されているように循環経路（パイプ）中に揚水ポンプを配置し、このポンプの吐出側（下流側）にエアコンプレッサを配置し、更にその下流側に配置した気液混合タンクを介して浴槽などの貯液槽に還送している。このため、揚水ポンプからの高圧状態の液体に十分な空気を混入するためには大型のコンプレッサが必要であり、また流路中の液体の全体に空気を均等に混入することが出来ないためその下流側に混合タンクを配置しなければならない。従ってシステム全体が大型となることは勿論、特にエアコンプレッサ（エアーポンプ）の大型化と気液混合タンクの大型化が問題となっている。
【０００６】
そこで本発明は、貯液槽に液体を供給又は循環する際に高圧空気を比較的小容量のエアーポンプから供給することが可能であり、同時にこの高圧空気と液体とが均等に混合される小型な微細気泡発生装置の提供をその主な課題としている。更に本発明は、浴槽などの貯液槽内の液体を循環する際に微細気泡を発生させ温浴効果を高める液体循環システムの提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。貯液槽に液体を供給又は循環する液体導入パイプに一次側ポンプを連結し、この一次側ポンプに直列連結した二次側ポンプを設け、この二次ポンプの吐出口から液体を貯液槽に液体給送パイプで供給する。そして上記二次側ポンプの吸入口に高圧空気を混入するようにエアーポンプを連結する。これによって液体導入パイプからの液体は一次側ポンプで吸引し、二次側ポンプで加圧される。このとき二次側ポンプの吸入口には一次側ポンプからの液体と同時にエアーポンプから高圧空気が供給され、この液体と高圧空気とは二次側ポンプのチェンバー内で混合され、更に高圧化される。
【０００８】
従って液体と空気はほぼ均一に攪拌され高圧で二次側ポンプの吐出口から給送パイプに送り出されることとなり比較的小容量のエアーポンプから十分な空気を供給することが可能であり、同時にポンプ内で気液攪拌が可能となる。尚、上述のエアーポンプからの高圧空気は、例えば一次側のポンプの吐出口と二次側ポンプの吸入口とを連結する連通パイプに高圧空気を供給するように連結する。
【０００９】
また、本発明に係わる液体循環システムは、液体を収容する浴槽などの貯液槽とこの貯液槽に液体ポンプ手段で液体に高圧空気を混入させて循環するシステムを構成する。この場合、液体を収容する浴槽などの貯液槽と、液体の吸入口と吐出口とを有する液体ポンプ手段と、上記吸入口に上記貯液槽からの液体を循環供給する液体循環パイプと、上記吐出口から上記貯液槽に液体を給送する液体給送パイプと、上記吸入口から上記吐出口に至る液体中に高圧空気を混入するエアーポンプとを備える。そして上記液体ポンプ手段は直列に配置された上記液体導入パイプから液体を吸入する一次側ポンプと上記液体給送パイプに液体を吐出する二次側ポンプとから構成し、上記エアーポンプは上記二次側ポンプの吸入口に高圧空気を混入するように連結する。これによって浴槽などの貯液槽内の流体を循環させながら槽内には微細気泡を充満させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述のように一次側ポンプと二次側ポンプとの間にエアーポンプからの高圧空気を混入させるようにしたものであるから、従来のポンプから吐出した液体の流路中に高圧空気を噴入する場合に比べエアーポンプの容量を小さく構成しても一次側ポンプと二次側ポンプとの間の比較的低圧な流路中に十分な量の空気を混入することが出来る。これによって下流側の貯液槽内に微細気泡を充満させることが可能となる。また、これと同時に混入された空気は二次側ポンプ内で圧縮されながら攪拌されるため略々均一に混合されて給送パイプから貯液槽に向けて搬出される。なお、一次側，二次側ポンプを個別の２台のポンプを用いても同様の効果が得られる。この為、従来は給送パイプの下流側に大型な混合タンクを設けて、このタンク内で混合していたのに対し、この混合タンクを小型化或いは設けなくても良いなどシステム全体を至って小型、コンパクトに構成することが可能となるなど顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる微細気泡発生装置を示す全体レイアウト図であり、図２は同装置に於ける流体の供給ポンプ構造及びこれに内蔵された防振ダンパ構造を示す説明図。図３は気泡と循環液を混合する混合タンク及び微細気泡の吐出ノズル構造を示す。図４は防振ダンパを構成するダンパタンクの構造を示す。
【００１２】
まず本発明に係わる微細気泡発生装置について説明すると、図１に示すように微細気泡発生装置Ａは洗浄槽、浴槽などの貯液槽（以下処理槽Ｂという）に連結され、この処理槽Ｂ内に洗浄液、温浴水などの液体Ｌを供給する過程で気体を注入して処理槽Ｂ内に微細気泡を混入して充満させ、この微細気泡によって洗浄効果と温浴効果を得るシステムを構成する。この微細気泡発生装置Ａは処理槽Ｂ内の液体を循環する過程で気泡を混入する循環システムとして構成するか或いは処理槽Ｂ内に循環液でない新たな液体を供給し処理槽Ｂ内の液体を排出する処理液を入れ替える過程で気泡を混入する気液供給システムとして構成する。図示のものは前者の循環システムを示し、以下この循環システムについて本発明を説明するが後者の気液供給システムであっても同様である。
【００１３】
そこで微細気泡発生装置Ａは、図１に示すように防音処置を施したケーシング２０内に液体Ｌを供給する液体供給ポンプ２５と、気体供給用のエアーポンプ５０と、混合タンク９を内蔵して構成される。液体供給ポンプ２５は吸入口２６と吐出口２７とシリンダ室Ｓとピストン部材Ｐを備え、吸入口２６に液体導入パイプ２が連結してある。図示のものはこの液体導入パイプ２を処理槽Ｂに接続して処理槽Ｂ内の液体を循環するシステムを構成している。液体供給ポンプ２５の詳細は後述するが、シリンダ室Ｓ内でピストン部材Ｐがレシプロ運動する往復動ポンプで構成する。この液体供給ポンプ２５は大容量の１つのシリンダ室Ｓとピストン部材Ｐで構成しても良いが、図示のものは小型化と高圧化及び低騒音化を図るため一次二次複数の往復動ポンプで構成している。
【００１４】
図１に示すように水平方向に対向する一次側ポンプヘッド２５ａと二次側ポンプヘッド２５ｂで構成され、一次側ポンプヘッド２５ａで流入圧縮した流体を二次側ポンプヘッド２５ｂで更に圧縮して高圧化した液体を気液供給パイプ３１で混合タンク９に供給する。この為、一次側ポンプヘッド２５ａはブロック部材にシリンダ室Ｓ１と吸入弁１ａと、吐出弁８ａと、流体導入パイプ２のジョイントバルブ２ａがそれぞれ組み込まれている。また二次側ポンプヘッド２５ｂも同様にブロック部材にシリンダ室Ｓ２と吸入弁２９ｂと、吐出弁８ｂと、この吐出弁８ｂに連なる気液供給パイプ３１のジョイントバルブ３１ａがそれぞれ組み込まれている。そして上記一次側ポンプヘッド２５ａと二次側ポンプヘッド２５ｂはそれぞれユニットフレーム２１にビスで固定され、このユニットフレーム２１はゴム、フェルト、綿、スポンジなどの波動吸収体２２を介してケーシング２０の底板に据え付けられている。
【００１５】
一次側の吐出弁８ａと二次側の吸入弁２９ｂとは連通パイプ７０で連結され、一次側の吐出口２７から吐出された流体を二次側の吸入弁２９ｂから流入する。この連通パイプ７０にはエアーポンプ５０が連結され、このエアーポンプ５０から圧搾空気が供給され、二次側シリンダ室Ｓ２内に液体と同時に高圧空気を供給して圧縮し、二次側吐出弁８ｂを介して気液供給パイプ３１から混合タンク９内に気液流体を供給する。これは気液供給パイプ３１にエアーポンプ５０の気体供給パイプ５６を連結しても良いが、流体が比較的低圧の一次側ポンプと二次側ポンプとの間の連通パイプ７０から高圧空気を導入することによって空気の混入量を大きくするためである。図示のエアーポンプ５０は、先の液体供給ポンプ２５と同一構造で構成され、小型化と高圧化を図るため一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂで構成され、一次側ポンプ５０ａの吸入口５１から外気を吸入し、二次側ポンプ５０ｂの吐出口５５から上記液体供給ポンプ２５に高圧空気を供給する。
【００１６】
尚、上記エアーポンプ５０は一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂとを上下縦方向に配置し、上記水平方向に配置した液体供給ポンプ２５との関係で省スペース化を図っている。上記液体供給ポンプ２５及びエアーポンプ５０の構造については後述するが、いずれも一次側ポンプと二次側ポンプで構成し、略々同一構造でそれぞれシリンダ室Ｓ１，Ｓ２（Ｓ３，Ｓ４）とピストン部材Ｐ１，Ｐ２（Ｐ３，Ｐ４）とを備え、各ピストン部材Ｐ１，Ｐ２（Ｐ３，Ｐ４）は駆動手段Ｄで相反的に給排動作を行うようになっている。
【００１７】
この駆動手段Ｄは、駆動モータに連結された回転軸６６に軸承した回転カム部材６５を中心に１８０度対向した位置にシリンダ室Ｓ１（Ｓ３）とシリンダ室Ｓ２（Ｓ４）を配置し、各シリンダ室Ｓ１，Ｓ２（Ｓ３，Ｓ４）に装着したピストン部材Ｐ１とＰ２（Ｐ３とＰ４）を回転カム部材６５に取付けている。そしてピストン部材Ｐ１（Ｐ３）が上死点のときピストン部材Ｐ２（Ｐ４）は下死点に位置するように回転カム部材６５に連結され相反的に給排動作を行うようになっている。
【００１８】
そこで図２及び図４に示すように一次側ポンプヘッド２５ａの吸入口２６には吸入弁１ａが逆止弁構造で配置してあり、吸入口２６に接続した流体導入パイプ２から液体を吸入し、シリンダ室Ｓ１に供給する。またこのシリンダ室Ｓ１の吐出口２７には吐出弁８ａが通常の逆止弁構造で配置してありシリンダ室Ｓ１で圧縮された液体を吐出口２７から排出する。この一次側ポンプヘッド２５ａ側の吐出口２７は連通パイプ７０で二次側ポンプヘッド２５ｂ側の吸入口２９に連結してあり、シリンダ室Ｓ１から吐出した流体をシリンダ室Ｓ２に供給する。このシリンダ室Ｓ２にも吸入口２９に吸入弁２９ｂが、吐出口３０に吐出弁８ｂがそれぞれ通常の逆止弁構造で配置されている。このような構成によって一次側ポンプヘッド２５ａの吸入口２６から吸入した液体を二次側ポンプヘッド２５ｂの吐出口３０から高圧流体として吐出する。
【００１９】
上述のエアーポンプ５０も小型高圧化のために一次側ポンプ５０ａと二次側ポンプ５０ｂで構成してあり、図６及び図７に示すように一次側ポンプ５０ａの吸入口５１から逆止弁５１ａを介して空気を吸入し、シリンダ室Ｓ３で圧縮して吐出口５２から連通パイプ５３を経て二次側ポンプ５０ｂのシリンダ室Ｓ４に供給する。この吐出口５２には吐出弁５２ａが二次側ポンプ５０ｂの吸入口５４には吸入弁５４ａがそれぞれ通常の逆止弁構造で配置され、二次側ポンプ５０ｂの吐出口５５から吐出弁５５ａを介して高圧空気を気体供給パイプ５６に送出する。
【００２０】
混合タンク９は液体を収納するタンク室９ａで構成され、気液供給パイプ３１から供給された液体と気体を混合して気泡を発生するように構成されている。この混合タンク９には発生した気泡を粗大気泡と微細気泡に分別する気泡分別手段５７が次のいずれかの手段で構成されている。
【００２１】
第１の気泡分別手段５７は隔壁５７ａであり、タンク室９ａを略々２分割する分割壁で構成され、気液供給パイプ３１の気液流入口３１ａと気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａとを隔壁５７ａで区割する。これによって粗大気泡はタンク室の上方に浮上し、微細気泡はこれより下方に沈下するため隔壁５７ａで微細気泡のみが気液流出口に導かれる。
【００２２】
第２の気泡分別手段５７は気液供給パイプ３１の気液流入口３１ａを重力の作用方向上方に配置し、気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａを下方に配置し、この気液流入口３１ａと気液流出口５９ａとの間に高低段差Ｈ（図示５７ｂ）を形成する。これによって粗大気泡が上方に浮上し微細気泡が下方に沈下するため微細気泡が気液搬出パイプ５９に導かれる。
【００２３】
第３の気泡分別手段５７は網状フィルタ５７ｃであり、気液搬出パイプ５９の気液流出口５９ａの周辺に網状フィルタ５７ｃを設け、この網状フィルタ５７ｃのメッシュを所定の微細気泡のみが通過する大きさに形成する。このような気泡分別手段５７はそのいずれか１つをタンク室９ａに配置しても図示のように第１，第２，第３の各構成を設けてもいずれでも良い。尚、図示５８は過剰気泡搬出パイプであり、タンク室９ａ内に残留する粗大気泡を流出口５８ａから外部に搬出する。図示のものは前述のケーシング２０の底部にドレントレイ６０が設けてあり、このドレントレイ６０に粗大気泡を滴下し、前述のエアーポンプ５０の吸入口５１にドレントレイ６０に排出された水滴を外気と同時に吸入するようにしてある。
【００２４】
これにより、微細気泡発生装置Ａ内で生じた余剰水をエアーポンプ５０から外気と共に吸入して混合タンク９に環流する。このためドレントレイ６０にはスポンジなどの多孔質部材６１が敷設してあり、この多孔質部材６１で余剰水を蒸発させる。つまり微細気泡発生装置Ａ内にはこの混合タンク９に生じた粗大気泡を除去するため余剰気泡の搬出と、後述する流体導入パイプの振動を減衰するダンパタンクから液体が流出するが、これらの液体は特別なドレンパイプを配設して外部に搬出することなく、上記ドレントレイ６０に集積して気化を促し、このドレントレイ６０からエアーポンプ５０の吸入口５１に導いて混合タンク９に環流するようになっている。
【００２５】
以上のように構成された微細気泡発生装置Ａは後述するポンプ動作で流体導入パイプ２から吸入弁１ａを介して一次側ポンプヘッド２５ａのシリンダ室Ｓ１に洗浄水、浴水などの液体が供給される。このとき図４に示すようにピストン部材Ｐのレシプロサイクルを高速にするとシリンダ室Ｓの容積を小さく構成しても時間当りの吐出量は所定の出力が得られる。ところが吸入弁１ａの開閉動作で流体導入パイプ２内を流れる液体に脈動が生じ流体導入パイプ２が振動する。この振動は流体導入パイプ２内に液体が充満した状態で脈動するため質量が大きく、その振幅も大きくなる。例えば吸入弁１ａの開閉動作数を１０Ｈｚにすると流体導入パイプ２が大きな振動で振れてパイプの接合部（連結バルブなど）が外れて漏水の事故を招き、また大きな運転音となるなど騒音を発する。この流体導入パイプ２の脈動による振動は、パイプ径を小さくするとこれに比例して大きな振動と騒音を発し、これを抑えるためパイプ径を大きくすると循環システムの場合、装置の大型化を招く。
【００２６】
そこで本発明は液体供給ポンプ２５の吸入口２６と流体導入パイプ２との間に流体に生ずる振動を減衰する防振ダンパ３を設けたものであり、以下その構造を詳述する。図４に示すように、流体供給ポンプ２５の吸入口２６には吸入弁１ａが設けられ、図示の吸入弁１ａは吸入口２６からシリンダ室Ｓ１に連なる流路に弁体１ａを配置し、この弁体1ａを弾性部材から構成した弁座１ｂにスプリング１ｃで圧接する構造を採用している。そしてシリンダ室Ｓ１内のピストン部材Ｐ１を往復動することによって弁体１ａが弁座１ｂに圧接及び離反することによって、ピストン部材Ｐ１の吸気時には流体導入パイプ２から流体を流入し、ピストン部材Ｐ１の圧縮時には弁体１ａが逆流を防止するように閉鎖する。この弁体１ａの開閉動作と同期して流体導入パイプ２内には脈動が生じ、パイプ或いはこれと接する部品が振動する。
【００２７】
そこでこの流体導入パイプ２に防振ダンパ３を設ける。図４に示す防振ダンパはタンク手段４で構成した場合を示す。タンク手段４は流体導入パイプ２中の液体が流入するタンクで構成され、流体導入パイプ２から分岐して入出路４ａと、液体を貯蔵する貯液部４ｂが備えられている。そして吸入弁１ａが閉じられ流体導入パイプ２中の液体が高圧となったときには流体導入パイプ２から液体が貯液部４ｂに進入し、吸入弁１ａが開放されたときは流体導入パイプ２側に流出するような構成になっている。そしてこのタンク手段４は流体導入パイプ２中の液体の圧力に応じた高さ位置に配置される。つまり循環システムの時には処理層の水位と同レベル位置に設置され、また処理槽に新しい液体を供給する気液供給システムの時には流体導入パイプ２に供給される液体の水圧に応じた高さ位置に設置する。
【００２８】
このように流体導入パイプ２から分岐してパイプ中の流体が迂回して環流するように構成されたタンク手段４は、図４に示すように吸入弁１ａが閉じられたときには、吸入口２６近傍のパイプ中の水圧は密となり、振動を生起する原因となるがパイプ中の液体は入出路４ａから貯液部４ｂに流入し、パイプ中に発生する振動を減衰（軽減）する。また吸入弁１ａが開放されたときにはパイプ中の液体がシリンダ室Ｓ１内に勢いよく吸入されパイプ中に水圧の粗密が生じて振動の原因となる。このとき流入口近傍が粗となるが、これがタンク手段４からパイプ中に環流する液体で緩和され振動を軽減することとなる。
【００２９】
次に、図５には防振ダンパ３を伸縮自在なベローズ管１２で構成した場合を示す。図５に示す防振ダンパ３はベローズ管１２で構成され、流体導入パイプ２から分岐して液体を流入及び環流する入出路１２ａと、この入出路１２ａを備えた伸縮自在の貯液部１２ｂで構成する。そして吸入弁１ａが閉じられパイプ中の液体が高圧となったときにはパイプから液体が貯液部１２ｂに進入し、ベローズ管１２は伸張する。逆に吸入弁１ａが開放され流体導入パイプ２の水圧が低下すると貯液部１２ｂから流体導入パイプ２側に流出するような構成になっている。そしてこの貯液部４ｂは伸縮自在のベローズ管１２で形成されている。
【００３０】
このように流体導入パイプ２から分岐してパイプ中の流体が迂回して貯液部４ｂに流入するベローズ管１２で構成された防振ダンパ３は、吸入弁１ａが閉じられたときには、吸入口２６近傍のパイプ中の水圧は密となり、振動を生起する原因となるがこのとき高圧となったパイプ中の液体は入出路１２aから貯液部１２ｂに流入し、パイプ中に発生する振動を減衰（軽減）する。また吸入弁１ａが開放されたときにはパイプ中の液体がシリンダ室Ｓ１内に勢いよく吸入されパイプ中に水圧の粗密が生じて振動の原因となる。このとき流入口近傍が粗となるが、これがベローズ管１２からパイプ中に環流する液体で緩和され振動を軽減することとなる。このようにベローズ管１２は図５における管の長さＨｂは吸入弁１ａの開閉に応じて伸縮することとなる。このように密封した状態で貯液部１２ｂを伸縮自在なベローズ管１２などで構成すると、内部の液体が漏出することがなく、この防振ダンパ３の設置位置（設置高さなど）を制限されることがなく、システムの設置作業が容易となる。
【００３１】
次に前述の液体供給ポンプ２５およびエアーポンプ５０の構成について、図６に基づいて詳述する。図５及び６はシリンダ室Ｓとこのシリンダ室Ｓ内をレシプロ運動するピストン部材Ｐで空気を吐出部に送るエアーポンプ５０の構造を示す。図示のものは前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に一対のポンプヘッド５０ａ，５０ｂとこの各ポンプヘッド５０ａ，５０ｂに流体を送るピストンを駆動する駆動機構が組込んである。このポンプヘッドＰ３、Ｐ４は同一構造でそれぞれ吐出室６２ａ、６２ｂとこの吐出室６２ａ、６２ｂに空気を流入するシリンダ室Ｓ３、Ｓ４と、ピストン部材Ｐ３、Ｐ４を備えている。以下同一構造であるのでその一方について説明する。
【００３２】
図示のシリンダ室Ｓ３、Ｓ４は前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に取付けられた上部フレームと下部フレームにそれぞれ穿設した中空円筒形状の開口で構成されている。このシリンダ室Ｓ３には通気孔５１ｃを有するポンプヘッド５０ａ、５０ｂが連結してあり、シリンダ室Ｓ３には外気を流入する吸入口５１と通気孔５１ｃが設けられ、ピストン部材Ｐ３の往復動作で通気孔５１ｃから気体を流入し、吐出口５２から連通パイプ５３に送る。
【００３３】
そこでシリンダ室Ｓ３、Ｓ４にはピストン部材Ｐ３、Ｐ４が往復動自在に嵌合してあり、このピストン部材Ｐ３、Ｐ４は回転カム部材６５で駆動される。この回転カム部材６５は、前面フレーム６３と背面フレーム６４との間に軸受支持された回転軸６６に固定（例えば圧入）した偏心回転体６７ａ、６７ｂで構成され、この偏心回転体６７ａ、６７ｂは図６に示すように軸心に対して１８０度隔てた位置に対称となるように配置され、偏心回転体６７ａがピストン部材Ｐ３を、偏心回転体６７ｂがピストン部材Ｐ４を従動するように連結されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係わる微細気泡発生装置の全体レイアウト説明図。
【図２】図１の装置に於ける往復動ポンプの構成を示す説明図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図。
【図３】図１の装置に於ける混合タンクの内部構造を示す説明図。
【図４】図１の装置に於ける防振ダンパを示す説明図。
【図５】図４と異なる防振ダンパの実施形態を示す説明図。
【図６】図１の装置における往復動ポンプの細部構造の正面図。
【図７】図１の装置における往復動ポンプの細部構造の側面図。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ  吸入弁
２    流体導入パイプ
３    防振ダンパ
４    タンク手段
９    混合タンク
１２  ベローズ管
２５  液体供給ポンプ
３１  気液供給パイプ
５０  エアーポンプ
５７  気泡分別手段
Ａ    微細気泡発生装置
Ｂ    処理槽（貯液層）
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月8日(2006.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上述のように浴槽或いは洗浄槽などの貯液槽に液体を供給する際、或いは槽内の液体を循環させる際、微細気泡を発生するためには循環する流路に高圧空気を混入する必要がある。この場合、従来は例えば特許文献３に開示されているように循環経路（パイプ）中に揚水ポンプを配置し、このポンプの吐出側（下流側）にエアコンプレッサを配置し、更にその下流側に配置した気液混合タンクを介して浴槽などの貯液槽に還送している。このため、揚水ポンプからの高圧状態の液体に十分な空気を混入するためには大型のコンプレッサが必要であり、また流路中の液体の全体に空気を均等に混入することが出来ないためその下流側に混合タンクを配置しなければならない。従ってシステム全体が大型となることは勿論、特にエアコンプレッサ（エアーポンプ）の大型化と気液混合タンクの大型化が問題となっている。