JP2015208700A - 炭酸泉生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器を使わずに湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする炭酸泉生成装置の提供。
【解決手段】湯水流入口と炭酸ガス流入口と前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室と、湯水炭酸ガス混合室に連通し炭酸ガス気泡が混入した湯水を溶解させる小径流路集合体と、小径流路集合体に連通する炭酸泉流出口とを有する炭酸混合器２と、炭酸混合器２が途上に配設された湯水通路５と、ダイヤフラムとダイヤフラムの一方の端面に炭酸混合器２よりも上流側の湯水通路５内の湯水一次圧を印加する高圧側感圧室と、ダイヤフラムの他方の端面に炭酸混合器２よりも下流側の湯水通路５内の湯水二次圧を印加する低圧側感圧室と、ダイヤフラムを高圧側感圧室側へ付勢するバネと、ダイヤフラムに係合しダイヤフラムに連動して炭酸ガス通路を開閉する弁体とを有する炭酸ガス供給弁３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、炭酸泉生成装置に関するものである。

湯水流入口と炭酸ガス流入口と前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室と湯水炭酸ガス混合室に連通する炭酸泉流出口とを有する炭酸混合器と、炭酸混合器が途上に配設された湯水通路と、湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする炭酸ガス供給弁とを備える炭酸泉生成装置であって、炭酸ガス供給弁は、炭酸混合器よりも上流側の湯水通路に配設されたフロースイッチの作動に基づいて湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする電磁弁であることを特徴とする炭酸泉生成装置が特許文献１に開示されている。

特開２０１４−０３６９１３号公報

特許文献１の炭酸泉生成装置には、電子機器であるフロースイッチや電磁弁が誤作動を起こして炭酸泉生成の安定性が損なわれる可能性があり、炭酸泉生成装置を浴室に設置した場合に漏電の危険性を生じ、電子機器の配設に電気工事が必要であり施工性が良くない等の問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、湯水流入口と炭酸ガス流入口と前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室と湯水炭酸ガス混合室に連通する炭酸泉流出口とを有する炭酸混合器と、炭酸混合器が途上に配設された湯水通路と、湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする炭酸ガス供給弁とを備える炭酸泉生成装置であって、電子機器を使わずに湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする炭酸泉生成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、湯水流入口と炭酸ガス流入口と前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室と、湯水炭酸ガス混合室に連通し炭酸ガス気泡が混入した湯水を通水し炭酸ガス気泡と湯水とを攪拌混合して炭酸ガスを湯水に溶解させる小径流路集合体と、小径流路集合体に連通する炭酸泉流出口とを有する炭酸混合器と、炭酸混合器が途上に配設された湯水通路と、ダイヤフラムとダイヤフラムの一方の端面に炭酸混合器よりも上流側の湯水通路内の湯水一次圧を印加する高圧側感圧室と、ダイヤフラムの他方の端面に炭酸混合器よりも下流側の湯水通路内の湯水二次圧を印加する低圧側感圧室と、ダイヤフラムを高圧側感圧室側へ付勢するバネと、炭酸ガス供給源に連通する炭酸ガス流入口と炭酸混合器の炭酸ガス流入口に連通する炭酸ガス流出口と両者を接続する炭酸ガス通路と、ダイヤフラムに係合しダイヤフラムに連動して炭酸ガス通路を開閉する弁体とを有する炭酸ガス供給弁とを備えることを特徴とする炭酸泉生成装置を提供する。
湯水通路への通水が開始され、ひいては炭酸混合器への通水が開始されると、炭酸混合器の小径流路集合体を湯水が通過する際に圧力損失が発生し、炭酸混合器よりも上流側の湯水通路内の湯水一次圧と炭酸混合器よりも下流側の湯水通路内の湯水二次圧との間に差圧が発生する。炭酸ガス供給弁のダイヤフラムに印加される湯水一次圧と湯水二次圧の差圧による付勢力が炭酸ガス供給弁のバネの付勢力に打ち勝ってダイヤフラムが低圧側感圧室側へ移動し、ダイヤフラムに連動する弁体が炭酸ガス通路を開き、炭酸ガスの炭酸混合器への供給が開始し、炭酸泉が生成される。生成された炭酸泉は炭酸泉生成装置から吐出し下流側の水回り機器に供給される。
湯水通路への通水が停止し、ひいては炭酸混合器への通水が停止すると、湯水一次圧と湯水二次圧との差圧が無くなり、バネの付勢力を受けてダイヤフラムが高圧側感圧室側へ移動し、ダイヤフラムに連動する弁体が炭酸ガス通路を閉じ、炭酸ガスの炭酸混合器への供給が停止する。
本発明に係る炭酸泉生成装置においては、電子機器を使わずに湯水通路への通水の入り切りに連動して炭酸混合器への炭酸ガスの供給を入り切りする。従って、炭酸泉生成の安定性は高く、浴室に設置しても漏電の危険性が無く、電気工事が不要なので施工性が良い。

本発明の好ましい態様においては、炭酸泉生成装置は、炭酸混合器よりも上流側の湯水通路に配設された減圧弁を備え、炭酸ガス供給弁の高圧側感圧室には減圧弁と炭酸混合器の間の湯水通路内の湯水一次圧が供給される。
炭酸混合器の上流側に減圧弁を配設することにより、炭酸混合器に供給する湯水の水圧変動を抑制し、炭酸混合器で生成される炭酸泉の炭酸溶解濃度の変動を抑制することができる。減圧弁を配設する場合、炭酸ガス供給弁の高圧側感圧室には減圧弁と炭酸混合器の間の湯水通路内の湯水一次圧を供給するのが妥当である。
本発明の好ましい態様においては、炭酸混合器と炭酸ガス供給弁と減圧弁とがユニット化されている。
炭酸混合器と炭酸ガス供給弁と減圧弁とがユニット化されていれば、当該ユニットを湯水混合栓と下流側水回り機器との間に介挿して、下流側水回り機器に容易に炭酸泉を供給することができる。
本発明においては、湯水混合水栓とシャワーヘッドとの間に前記何れかの炭酸泉生成装置が介挿されていることを特徴とする炭酸泉シャワー装置を提供する。
湯水混合水栓とシャワーヘッドとの間に前記何れかの炭酸泉生成装置を介挿することにより、炭酸泉シャワー装置を形成することができる。

本発明の実施例に係る炭酸泉生成装置のブロック図である。 本発明の他の実施例に係る炭酸泉生成装置が備える炭酸ガス供給弁の構造図である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）はＡ−Ａ断面図であり、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。

本発明の実施例に係る炭酸泉生成装置を説明する。
図１、２に示すように、炭酸泉生成装置１は、炭酸混合器２と、炭酸ガス供給弁３と、減圧弁４と、減圧弁４と炭酸混合器２とを経由して延在する湯水通路５とを備えている。減圧弁４は、湯水通路５内の湯水の流れに関して、炭酸混合器２よりも上流側に配設されている。湯水通路５の上流端は湯水入口５ａを形成し、湯水通路５の下流端は炭酸泉出口５ｂを形成している。
炭酸混合器２は、湯水流入口２ａと炭酸ガス流入口２ｂと前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室２ｃと、湯水炭酸ガス混合室２ｃに連通し炭酸ガス気泡が混入した湯水を通水し炭酸ガス気泡と湯水とを攪拌混合して炭酸ガスを湯水に溶解させる小径流路集合体２ｄと、小径流路集合体２ｄに連通する炭酸泉流出口２ｅとを有している。小径流路集合体２ｄとして、多数の小径貫通穴が形成された堰板、上流端が開放され下流端が閉鎖され周側面に多数の小径貫通穴が形成された筒体、小径通路を多数束ねた小径通路集合体等が挙げられる。
炭酸ガス供給弁３は、ダイヤフラム３ａと、ダイヤフラム３ａの一方の端面に対峙する高圧側感圧室３ｂと、ダイヤフラム３ａの他方の端面に対峙する低圧側感圧室３ｃと、低圧側感圧室３ｃ内に配設されダイヤフラム３ａを高圧側感圧室３ｂ側へ付勢する第１バネ３ｄ_１と、ダイヤフラム３ａの中心部を貫通してダイヤフラム３ａに固定された第１弁軸３ｅ_１と、第１弁軸３ｅ_１の低圧側感圧室側端部に一端が当接可能な第２弁軸３ｅ_２と、第２弁軸３ｅ_２の他端に固定された弁体３ｆと、第２弁軸３ｅ_２の他端近傍部が挿通されると共に弁体３ｆの第２弁軸側端面が当接可能な弁座３ｇと、弁体３ｆを弁座３ｇ側へ付勢する第２バネ３ｄ_２と、炭酸ガス流入口３ｈと、炭酸ガス流出口３ｉと、炭酸ガス流入口３ｈと弁座３ｇの外周側空間３ｊとを接続する第１炭酸ガス通路３ｋ_１と、第２弁軸３ｅ_２の他端近傍部と弁座３ｇとの間に形成された弁座３ｇの内周側空間３ｍと炭酸ガス流出口３ｉとを接続する第２炭酸ガス通路３ｋ_２とを有している。高圧側感圧室３ｂは導圧通路６ａを介して湯水通路５の炭酸混合器２と減圧弁４との間で延在する部位に接続し、低圧側感圧室３ｃは導圧通路６ｂを介して湯水通路５の炭酸混合器２よりも下流側の部位に接続している。炭酸ガス流入口３ｈは炭酸ガス通路７ａを介して炭酸ガス入口８に接続し、炭酸ガス流出口３ｉは炭酸ガス通路７ｂを介して炭酸混合器２の炭酸ガス流入口２ｂに接続している。
上記諸部材が筐体９内に収容されてユニット化され、炭酸泉生成装置１を形成している。
炭酸泉生成装置１の湯水入口５ａは湯水混合栓１００に接続し、炭酸泉出口５ｂはシャワーヘッド２００に接続し、炭酸ガス入口８は流量調整弁３０１、炭酸ガス流量計３０２、圧力調整弁３０３を介して炭酸ガスボンベ３０４に接続している。

炭酸泉生成装置１の作動を説明する。
湯水混合栓１００が閉鎖されている時は、炭酸混合器２の小径流路集合体２ｄを湯水が流れないので、湯水通路５の炭酸混合器２より上流側の部位、より具体的には炭酸混合器２と減圧弁４との間で延在する部位内の湯水一次圧と湯水通路５の炭酸混合器２より下流側の部位内の湯水二次圧とは同圧である。従って、高圧側感圧室３ｂ内の湯水一次圧と低圧側感圧室３ｃの内の湯水二次圧とは同圧であり、ダイヤフラム３ａは第１バネ３ｄ_１の付勢力を受けて高圧側感圧室３ｂ側へ移動し、図１、２に示すように、第１弁軸３ｅ_１の高圧側感圧室側端部がストッパー３ｎに当接してダイヤフラム３ａの更なる移動が規制されている。第２バネ３ｄ_２の付勢力を受けた弁体３ｆが弁座３ｇに当接して第１炭酸ガス通路３ｋ_１と第２炭酸ガス通路３ｋ_２の連通を阻止している。この時、第２弁軸３ｅ_２の一端は第１弁軸３ｅ_１の低圧側感圧室側端部に微小隙間を隔てて対峙している。第１炭酸ガス通路３ｋ_１と第２炭酸ガス通路３ｋ_２の連通が阻止されているので、炭酸混合器２には炭酸ガスは供給されない。

湯水混合栓１００が開放されると、図１に白抜き矢印で示すように、湯水通路５、減圧弁４、炭酸混合器２を湯水が流れる。湯水が炭酸混合器２の小径流路集合体２ｄを通過する際に発生する圧力損失により、湯水通路５の炭酸混合器２と減圧弁４との間で延在する部位内の湯水一次圧と湯水通路５の炭酸混合器２より下流側の部位内の湯水二次圧との間に差圧が発生し、炭酸ガス供給弁３の高圧側感圧室３ｂ内の湯水一次圧と低圧側感圧室３ｃ内の湯水二次圧との間に差圧が発生し、前記差圧によるダイヤフラム３ａを低圧側感圧室３ｃ側へ付勢する付勢力がダイヤフラム３ａを高圧側感圧室３ｂ側へ付勢する第１バネ３ｄ_１の付勢力とダイヤフラム３ａの反発力との和に打ち勝ってダイヤフラム３ａを低圧側感圧室３ｃ側へ移動させる。第１弁軸３ｅ_１が第２弁軸３ｅ_２側へ移動して第２弁軸３ｅ_２に当接し、更に、前記差圧によるダイヤフラム３ａを低圧側感圧室３ｃ側へ付勢する付勢力が第１バネ３ｄ_１の付勢力と第２バネ３ｄ_２の付勢力とダイヤフラム３ａの反発力と第２弁軸３ｅ_２に係合するＯリングの摺動抵抗の和に打ち勝って、第２弁軸３ｅ_２を介して弁体３ｆを弁座３ｇから遠ざかる方向へ移動させる。この結果、弁体３ｆが弁座３ｇから離れ、弁座外周側空間３ｊと弁座内周側空間３ｍとが連通し、ひいては第１炭酸ガス通路３ｋ_１と第２炭酸ガス通路３ｋ_２とが連通する。
図１に黒矢印で示すように、炭酸ガスボンベ３０４から、圧力調整弁３０３と、炭酸ガス流量計３０２と、流量調整弁３０１と、炭酸泉生成装置１の炭酸ガス入口８と炭酸ガス通路７ａと、炭酸ガス供給弁３の炭酸ガス流入口３ｈと第１炭酸ガス通路３ｋ_１と弁座外周側空間３ｊと弁座内周側空間３ｍと第１炭酸ガス通路３ｋ_２と炭酸ガス流出口３ｉと、炭酸泉生成装置１の炭酸ガス通路７ｂと、炭酸混合器２の炭酸ガス流入口２ｂとを通って、炭酸混合器２の混合室２ｃに炭酸ガスが流入する。一方、湯水混合栓１００から、炭酸泉生成装置１の湯水入口５ａと、湯水通路５と、減圧弁４と、湯水通路５と、炭酸混合器２の湯水流入口２ａとを通って、炭酸混合器２の混合室２ｃに湯水が流入する。
炭酸混合器２の混合室２ｃ内で湯水と炭酸ガスとが混合され、炭酸ガスの気泡を含む湯水が小径流路集合体２ｄを通過し、湯水と炭酸ガス気泡とが攪拌混合されて炭酸ガスが湯水に溶解され、炭酸泉が生成される。炭酸泉は湯水通路５と炭酸泉出口５ｂとを通って炭酸泉生成装置１から流出し、シャワーヘッド２００から吐出する。

湯水混合栓１００が閉鎖されると、炭酸混合器２の小径流路集合体２ｄ内の湯水の流れが停止し、湯水通路５の炭酸混合器２より上流側の部位、より具体的には炭酸混合器２と減圧弁４との間で延在する部位内の湯水一次圧と湯水通路５の炭酸混合器２より下流側の部位内の湯水二次圧とが同圧となり、高圧側感圧室３ｂ内の湯水一次圧と低圧側感圧室３ｃの内の湯水二次圧とが同圧になり、ダイヤフラム３ａは第１バネ３ｄ_１の付勢力を受け自身の反発力に抗して高圧側感圧室３ｂ側へ移動し、第１弁軸３ｅ_１の高圧側感圧室側端部がストッパー３ｎに当接してダイヤフラム３ａの更なる移動が規制される。第２バネ３ｄ_２の付勢力を受けた弁体３ｆが第２弁軸３ｅ_２に係合するＯリングの摺動抵抗に抗して弁座３ｇ側へ移動し弁座３ｇに当接して第１炭酸ガス通路３ｋ_１と第２炭酸ガス通路３ｋ_２の連通を阻止する。炭酸混合器２への炭酸ガスの供給が停止する。

炭酸泉の炭酸溶解濃度は炭酸混合器２に供給される湯水の水圧と炭酸ガスの圧力とに影響される。一方、湯水混合栓１００から供給される湯水の水圧は、湯水混合栓１００の設置地域や、集合住宅の場合には湯水混合栓１００の設置階によって異なる。炭酸泉生成装置１においては、炭酸泉の炭酸溶解濃度が適正値になるように、湯水混合栓１００から供給される湯水の水圧に合わせて炭酸ガスの供給圧を圧力調整弁３０３で調整している。
湯水混合栓１００の設置地域や、集合住宅の場合には湯水混合栓１００の設置階によって湯水混合栓１００から供給される湯水の水圧が異なることを勘案して、炭酸泉の炭酸溶解濃度が適正値になるように、湯水混合栓１００から供給される湯水の水圧に合わせて炭酸ガスの供給圧を圧力調整弁３０３で調整していても、湯水混合栓１００から供給される湯水の水圧は常時一定ではなく変動するので、炭酸泉生成装置１においては、炭酸混合器２よりも上流側に減圧弁４を配設して炭酸混合器２に流入する湯水の水圧変動を抑制し、炭酸泉の炭酸溶解濃度の変動を抑制している。

上記説明から分かるように、本実施例に係る炭酸泉生成装置１においては、電子機器を使わずに湯水通路５への通水の入り切りに連動して炭酸混合器２への炭酸ガスの供給を入り切りする。従って、炭酸泉生成の安定性は高く、浴室に設置しても漏電の危険性が無く、電気工事を必要としないので施工性が良い。
本実施例に係る炭酸泉生成装置１においては、炭酸混合器２の上流側に減圧弁４を配設することにより、炭酸混合器２に供給する湯水の水圧変動を抑制し、炭酸混合器２から吐出する炭酸泉の炭酸溶解濃度の変動を抑制している。減圧弁４を配設する場合、炭酸ガス供給弁３の高圧側感圧室３ｂには減圧弁４と炭酸混合器２の間の湯水通路５内の湯水一次圧を供給するのが妥当である。
本実施例に係る炭酸泉生成装置１においては、炭酸混合器２と炭酸ガス供給弁３と減圧弁４とをユニット化することにより、当該ユニットを湯水混合栓と下流側水回り機器との間に介挿して、下流側水回り機器に容易に炭酸泉を供給することを可能にしている。
本実施例に係る炭酸泉生成装置１においては、炭酸混合器２と炭酸ガス供給弁３と減圧弁４とをユニット化し、当該ユニットを湯水混合栓１００とシャワーノズル２００との間に介挿して容易に炭酸泉シャワー装置を形成している。

第１弁軸３ｅ_１と第２弁軸３ｅ_２とを一体化して第１バネ３ｄ_１又は第２バネ３ｄ_２を削除しても良い。この場合、残存するバネは、炭酸ガス供給弁３の閉弁作動時に、第２弁軸３ｅ_２に係合するＯリングの摺動抵抗とダイヤフラム３ａの反発力とに抗して弁体３ｆを駆動する必要があり、第２弁軸３ｅ_２に係合するＯリングの摺動抵抗のみに抗して弁体３ｆを駆動すれば良かった第２バネ３ｄ_２よりも大きなバネ定数を備えることになる。この結果、炭酸ガス供給弁３の閉弁時に弁体３ｆと弁座３ｇとの当接部に働く圧縮力が大になる。従って、ゴム製品である弁体３ｆの耐久性を高める手段を講ずるのが望ましい。閉弁動作の安定性を勘案すると、第１バネ３ｄ_１を削除し第２バネ３ｄ_２を残存させるのが妥当と考えられる。
炭酸混合器２からの炭酸ガス混合湯水の逆流を防止するために、湯水通路５の炭酸混合器２直近上流部位と炭酸ガス通路７ｂの炭酸混合器２直近上流部位とに逆止弁を配設しても良い。
炭酸泉生成装置１の下流側に接続される機器はシャワーヘッド２００に限定されない。蛇口、浴槽その他の水回り機器でも良い。風呂用の循環温水装置の湯通路に炭酸泉生成装置１を取り付けても良い。

本発明は、炭酸泉生成装置に広く利用可能である。

１ 炭酸泉生成装置
２ 炭酸混合器
３ 炭酸ガス供給弁
４ 減圧弁
５ 湯水通路
５ａ 湯水入口
５ｂ 炭酸泉出口
６ａ、６ｂ 導圧通路
７ａ、７ｂ 炭酸ガス通路
１００ 湯水混合栓
２００ シャワーヘッド
３０１ 流量調整弁
３０２ 炭酸ガス流量計
３０３ 圧力調整弁
３０４ 炭酸ガスボンベ

Claims (4)

1. 湯水流入口と炭酸ガス流入口と前記二つの流入口に連通する湯水炭酸ガス混合室と、湯水炭酸ガス混合室に連通し炭酸ガス気泡が混入した湯水を通水し炭酸ガス気泡と湯水とを攪拌混合して炭酸ガスを湯水に溶解させる小径流路集合体と、小径流路集合体に連通する炭酸泉流出口とを有する炭酸混合器と、炭酸混合器が途上に配設された湯水通路と、ダイヤフラムとダイヤフラムの一方の端面に炭酸混合器よりも上流側の湯水通路内の湯水一次圧を印加する高圧側感圧室と、ダイヤフラムの他方の端面に炭酸混合器よりも下流側の湯水通路内の湯水二次圧を印加する低圧側感圧室と、ダイヤフラムを高圧側感圧室側へ付勢するバネと、炭酸ガス供給源に連通する炭酸ガス流入口と炭酸混合器の炭酸ガス流入口に連通する炭酸ガス流出口と両者を接続する炭酸ガス通路と、ダイヤフラムに係合しダイヤフラムに連動して炭酸ガス通路を開閉する弁体とを有する炭酸ガス供給弁とを備えることを特徴とする炭酸泉生成装置。
2. 炭酸混合器よりも上流側の湯水通路に配設された減圧弁を備え炭酸ガス供給弁の高圧側感圧室には減圧弁と炭酸混合器の間の湯水通路内の湯水一次圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載の炭酸泉生成装置。
3. 炭酸混合器と炭酸ガス供給弁と減圧弁とがユニット化されていることを特徴とする請求項２に記載の炭酸泉生成装置。
4. 湯水混合水栓とシャワーヘッドとの間に請求項１乃至３の何れか１項に記載の炭酸泉生成装置が介挿されていることを特徴とする炭酸泉シャワー装置。

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