JPH04348751A - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水等の液体に空気や二
酸化炭素などの気体を加圧溶解させ、その後再び減圧す
ることによって微細気泡を発生させる微細気泡発生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、微細気泡発生装置として本出願人
は、例えば、先に特願平２−２１５１５４号を出願して
いる。このものは図４に示されるように液体が通過する
液体供給管１と、液体供給管１に接続された気体供給管
２と、液体供給管１途中に設けられると共に液体を加圧
状態にして気体を溶解せしめる加圧ポンプ３と、それに
続いて加圧ポンプ３で溶解しきれなかった余剰気体を分
離させるアキュムレータ４を具備して構成されており、
アキュムレータ４の立ち上がり部４ａに設けられた絞り
弁により構成される排気部６によりアキュムレータ４で
分離された余剰気体を排出するものであり、アキュムレ
ータ４内の水位検知部５（水位検知用電極５ａ，５ｂ）
によって検知される水位に応じて排出管７ａの途中に設
けられた開閉弁９を開閉し、配管系内の気体量を安定し
た微細気泡の供給が可能な量に制御するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、単位時間当たりの供給気体量が単位時間当たりの開
閉弁９からの排気量より大きければ、加圧ポンプ３で溶
解してもなお大量の未溶解の余剰気体がアキュムレータ
４に送り込まれることとなる。このとき、その量の多さ
ゆえに開閉弁９により排気を行ってもアキュムレータ４
内の水位は上昇せず、水位Ｂでの水位検知が不能となり
、やがてアキュムレータ４内部で気体の占める割合が大
きくなりアキュムレータ４内部の水面が下がり、未溶解
の気体がそのまま液槽１４に送り込まれ、吐出口１３で
減圧され大泡となる。大泡が発生すれば液槽内の微細気
泡も薄まる上に、供給気体は大泡のまま大気中に放出さ
れるので供給気体が高価なものの場合無駄になる。

【０００４】逆に単位時間当たりの供給気体量が開閉弁
９からの排気量より少なくなると加圧ポンプ３で十分に
溶解され、アキュムレータ４内で分離される余剰気体は
僅かになる。その結果、アキュムレータ４で気体の占め
る割合が小さくなりアキュムレータ４内部の水位が上昇
する。すると液面がアキュムレータ４の水位Ａまで達し
開閉弁９が閉じ、排気を停止するが気体の供給量が少な
いと水位はそのまま上昇を続ける。その結果、気体のみ
を排出する排気部６から液体が排出されることになる。 このようなことが起こると排気部６が液体により一時的
に閉塞されたことになり系内の圧力が必要以上に上昇す
る。また、冬季には排気部６から排出された液体が排出
管７ａ内で氷結する恐れもある。

【０００５】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、供給気体量の変動に対しても排出部より排水
が出ず、且つアキュムレータ内の気体が増大して余剰気
体がそのまま大泡となって液槽に吐出せず、安定して微
細気泡の供給を可能にすることができる微細気泡発生装
置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、アキュムレータ４内の水位の上昇また
は下降速度を検知する水位変動速度検知手段５と、水位
変動速度検知手段５で検知されたデータに基づいて単位
時間当たりの気体供給量、または余剰気体排出量、また
は双方を調整して制御するための制御部２０とを備える
ようにしたものである。

【０００７】

【作用】しかして、アキュムレータ４内の水位をアキュ
ムレータ４に設けられた水位変動速度検知手段５にて検
知し、制御部２０によって余剰気体の排気または気体の
供給を調整してアキュムレータ４内の水位を微細気泡吐
出に最適な位置に制御する。そして、水位変動速度検知
手段５によって水位の上昇または下降速度を検出し、最
適な気体量を供給または排気した場合におけるアキュム
レータ４内の水位上昇または下降速度と比較した上で気
体の供給量及び余剰気体の排気量を調整し、水位検知が
可能な気体供給量、余剰気体の排気量に近づけ、最適値
になればそれを維持するものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示された実施例に基づいて
詳述する。図１には微細気泡発生装置の一実施例が示さ
れており、浴槽に近接して取り付けられた場合のものを
示し、気体として炭酸ガスまたは炭酸ガスを含有する気
体を液体としての水に加圧溶解させることによって人工
炭酸泉を製造するものが示されている。構成としては、
吸水口１２側から順に気体供給管２ａ、加圧ポンプ３、
アキュムレータ４、吐出口１３が配置されており、吸水
口１２とアキュムレータ４は液体供給管１ａにより接続
されている。気体供給管２ａは液体供給管１ａに接続さ
れている。さらに、アキュムレータ４で分離された未溶
解の余剰気体を排出する排気部６及び排気管７ａとを具
備している。アキュムレータ４の立ち上がり部４ａには
内部の水位を検知する水位変動速度検知手段５が設けら
れており、排気管７ａ及び気体供給管２ａの途中には水
位変動速度検知手段５で検知されたデータに基づいて制
御される制御部２０からの信号によって開閉する開閉弁
９が設けられている。ここで、排気管７ａに設けられる
開閉弁としては例えば、電磁弁であり、気体供給管２ａ
に設けられる開閉弁としては可変電動弁８である。本実
施例では水位変動速度検知の方式として水位変動速度検
知手段５は水位検知用電極５ａ，５ｂによって構成され
ているが、他にフロートスイッチ方式や静電容量方式な
どでもよく、特に検知方法を特定するものではない。

【０００９】しかして、加圧ポンプ３を駆動すると加圧
ポンプ３の作用により吸水口１２より浴槽１４内の水が
吸引され、この水が液体供給管１ａを通過する際に気体
が供給され、加圧ポンプ３内で加圧溶解させられ、その
ままの状態でアキュムレータ４へと送られ、未溶解の余
剰気体を分離排気した後、液体供給管１ｃを通って吐出
口１３に設けたノズルから浴槽１４内に吐出される。こ
のとき、加圧状態から一気に圧力が開放された状態とな
り、このため水中に過剰に溶解していた気体は気泡径１
０〜５０μｍの微細気泡となって析出し、浴槽１４内に
真っ白な牛乳様に広がる。

【００１０】本実施例においては、排気部６を通じて液
面から飛散した液体が余剰気体と共に排出されないよう
な上限のアキュムレータ４内の水位Ａと、吐出口から未
溶解の気体が分離されずそのまま大泡となって液槽に吐
出される下限のアキュムレータ４内の水位Ｂ（水位Ｂは
水位Ａより低い）とした場合、アキュムレータ４の立ち
上がり部４ａに設けた水位検知用電極５ｂを用いて水位
Ｂまで水位が下がれば、それを検知して制御部２０を介
して信号を排気管７ａの途中に設けた電磁弁９に送り、
それを受けて電磁弁９は開く。排気管７ａが一時的に導
通することによりアキュムレータ４内の余剰気体が排気
されて水位は上がっていき、水位Ａに達すると水位検知
用電極５ａにより検知され、排気管７ａ途中に設けられ
た電磁弁９が閉じ、アキュムレータ４内の水位は下がっ
ていき、水位Ｂで再び電磁弁９が開く。このようにして
気体の溶解量を一定に保ち、排気部６からの排水をなく
し、また、浴槽１４内に大泡が発生しないようになって
いる。ここで、運転開始時においてアキュムレータ４内
の水位がアキュムレータ４底部から水位Ｂまで上昇する
時間ｔ０、水位Ｂから水位Ａまで水位が上昇する時間ｔ
１、水位Ａから水位Ｂまで水位が下降する時間ｔ１´を
電極５ａ、５ｂ及びタイマを用いて計測することが可能
となっている。ここで、各時間について上限値と下限値
とが設定されている。つまり、微細気泡が安定に生成す
る気体量を供給したときに、水位Ｂまで上昇するのに要
する時間ｔ０（ｔ０１　＜ｔ０＜ｔ０２　）、水位が水
位Ｂから水位Ａまで上昇する時間ｔ１（ｔ１１　＜ｔ１
＜ｔ１２　）、水位が水位Ａから水位Ｂまで下降するの
に要する時間ｔ１´（ｔ１´１　＜ｔ１´＜ｔ１´２　
）となっており、ｔ０１　，ｔ１１　，ｔ１´１　が各
時間における下限値となっており、ｔ０２　，ｔ１２　
，ｔ１´２　が各時間における上限値となっており、ｔ
０がｔ０２　に比べて十分長ければアキュムレータ４内
に単位時間当たりに供給される気体量が微細気泡を安定
に生成する範囲より多いと判断して気体供給管２ａ途中
に設けた可変電動弁８の開度を、水位Ｂまでの水位上昇
時間ｔ０がｔ０２　より短くなるまで角速度ω（＝Δθ
／Δｔ）で絞る。その結果、気体供給量が減少し、水位
は上昇していくが水位Ｂから水位Ａまでの上昇時間ｔ１
がｔ１１　よりも短ければ可変電動弁８を絞り過ぎたと
判断して可変電動弁８の開度を大きくする。

【００１１】水位Ｂまで水位が上昇した時点で上述した
ように電磁弁９は閉じ、余剰気体の排気が止められて水
位は下降していくが、このときの水位Ａから水位Ｂまで
水位が下降する時間ｔ１´がｔ１´２　よりも大きけれ
ば可変電動弁８の開度を今一度絞る。水位Ｂまで水位が
下がれば電磁弁９が開いて水位は再び上昇し、同様にし
てｔ１を計測し、ｔ１２　と比較する。この繰り返しに
より水位検知が可能な気体量の供給を実現するものであ
る。

【００１２】また、ｔ０がｔ０１　に比べて十分短けれ
ばアキュムレータ４内に単位時間当たりに供給される気
体量が微細気泡を安定に生成する範囲より少ないと判断
して気体供給管２ａ途中に設けた可変電動弁８の開度を
、水位Ｂまでの水位上昇時間ｔ０がｔ０１　より長くな
るまで角速度ω（＝Δθ／Δｔ）であける。その結果、
気体供給量が増大し、アキュムレータ４内で分離される
余剰気体の量が増加して水位は下降していくが水位Ａか
ら水位Ｂまでの下降時間ｔ１´がｔ１´２　よりも長け
れば可変電動弁８を開けすぎたと判断して可変電動弁８
の開度を絞る。水位Ｂまで水位が下降した時点で上述し
たように電磁弁９は開き、水位は上昇していくが、この
ときの水位Ｂから水位Ａまで水位が上昇する時間ｔ１が
ｔ１１　よりも小さければ可変電動弁８の開度を今一度
大きくする。水位Ａまで水位が上がれば電磁弁９が閉じ
水位は再び下降し、同様にしてｔ１´を計測し、ｔ１´
２　と比較される。この繰り返しにより水位検知が可能
な気体量の供給を実現するものである。

【００１３】図２は本発明の第２実施例を示しており、
図３は本発明の第３実施例を示している。図２にて示さ
れるものにあっては、気体供給管２ａ途中に設けられた
可変電動弁８の代わりに、途中にそれぞれ水位の移動速
度に対応して開閉する電磁弁１０，１１を有する気体供
給管２ｂ及び排気管７ｂがあり、可変電動弁８が絞る動
作に対して電磁弁１０を間欠的に開け、可変電動弁８が
開く動作に対して電磁弁１１が間欠的に開くことによっ
て対応するようになっている。

【００１４】図３にて示されるものにあっては、可変電
動弁８の代わりに、排気管７ａの途中に可変電動弁１５
を用いて、可変電動弁１５の開度が大きくなることで可
変電動弁８の開度が絞られることに対応し、逆に小さく
なることで可変電動弁８の開度が大きくなることに対応
するようになっている。このように構成している場合で
あっても上述した実施例と同様の効果が得られるもので
ある。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のように、アキュムレータ
内の水位の上昇または下降速度を検知する水位変動速度
検知手段と、水位変動速度検知手段で検知されたデータ
に基づいて単位時間当たりの気体供給量、または余剰気
体排出量、または双方を調整して制御するための制御部
とを備えているので、気体の溶解量を一定に保ち、排気
部からの排水をなくし、また、浴槽内に大泡が発生しな
いようにでき、安定して微細気泡の供給を可能にするこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステム図である。

【図２】他の実施例を示すシステム図である。

【図３】さらに他の実施例を示すシステム図である。

【図４】従来例のシステム図である。

【符号の説明】

４　　アキュムレータ ５　　水位変動速度検知手段 ２０　　制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液体が通過する液体供給管と、液体供
   給管に接続されると共に液体供給管内に気体を供給する
   気体供給管と、液体供給管の途中に設けられると共に液
   体中に気体を加圧溶解させる加圧ポンプと、液体中に混
   在する未溶解の気体を分離するアキュムレータと、アキ
   ュムレータで分離された余剰気体を排出する排出管と、
   排出管の途中に設けられると共にアキュムレータ内の水
   位に応じて開閉する開閉弁とを備え、気体が加圧溶解さ
   せられた液体を再び減圧することによって微細気泡を析
   出する微細気泡発生装置であって、アキュムレータ内の
   水位の上昇または下降速度を検知する水位変動速度検知
   手段と、水位変動速度検知手段で検知されたデータに基
   づいて単位時間当たりの気体供給量、または余剰気体排
   出量、または双方を調整して制御するための制御部とを
   備えて成ることを特徴とする微細気泡発生装置。