JP2016030000A - 炭酸泉生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、かつ小型化が可能な炭酸泉生成装置を提供する。【解決手段】炭酸ガスを温水に溶解させて炭酸泉を生成する炭酸泉生成装置であって、前記炭酸ガスが流入するガス流入部と、前記温水が流入する温水流入部と、前記温水流入部から流入した前記温水に、前記ガス流入部から流入した前記炭酸ガスを溶解させる溶解部と、前記温水流入部に設けられ、前記溶解部から前記温水流入部への逆流を防止する逆止弁と、前記溶解部で溶解された前記炭酸泉が流出する流出部に設けられ、前記温水流入部から流入する前記温水の水圧又は流量を調整する調整弁と、を備える、炭酸泉生成装置。【選択図】図１

Description

本発明は、炭酸ガスを温水に溶解させて炭酸泉を生成する炭酸泉生成装置に関する。

従来、炭酸ガスが溶解した温水である炭酸泉が優れた保温作用があることが知られており、炭酸泉が浴場等で用いられている。また、炭酸泉に含有される炭酸ガスが体内に入ることによって、皮膚の血行が改善されるという効果があるとされている。このような優れた効果をもつ炭酸泉を人工的に生成する試みが行われてきた。

例えば、下記の特許文献１の炭酸泉の製造装置では、炭酸ガスを温水に効率良く溶解させるために、湯や炭酸ガスの流路を形成した管体内に撹拌部材としてのコイルを設けられている。特許文献２の炭酸泉製造装置では、浴槽に未溶解の炭酸ガスを含まない炭酸泉だけを浴槽内に供給できるように、管路の途中に気液分離器と気泡検出手段を設けられている。

特開２０１４−８３３７７号公報 特許第４４６４３５７号公報

しかし、特許文献１の炭酸泉の製造装置では、管体内に撹拌部材としてのコイルを設けるため、装置構成が複雑となり、その結果装置の製造コストが高くなってしまう恐れがある。

また、特許文献２に記載の炭酸泉製造装置では、管路の途中に気液分離器や気泡検出手段を設けるため、装置構成が複雑となり、装置が大型化してしまい、また製造コストが高くなってしまう恐れがある。なお、特許文献２では、溶解部において炭酸ガスを効率良く温水に溶解させる技術について十分に検討されていない。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、かつ小型化が可能な炭酸泉生成装置を提供することを目的とする。

本発明の一の態様においては、炭酸ガスを温水に溶解させて炭酸泉を生成する炭酸泉生成装置であって、前記炭酸ガスが流入するガス流入部と、前記温水が流入する温水流入部と、前記温水流入部から流入した前記温水に、前記ガス流入部から流入した前記炭酸ガスを溶解させる溶解部と、前記温水流入部に設けられ、前記溶解部から前記温水流入部への逆流を防止する逆止弁と、前記溶解部で溶解された前記炭酸泉が流出する流出部に設けられ、前記温水流入部から流入する前記温水の水圧又は流量を調整する調整弁と、を備える、炭酸泉生成装置を提供する。

前記調整弁は、前記水圧又は流量の調整後の状態を保持しても良い。前記調整弁は、回動可能に設けられ、回動位置に応じて前記水圧又は流量を調整しても良い。

前記溶解部は、中空の管状に形成されても良い。前記ガス流入部は、前記溶解部の側面に接続されても良い。前記温水流入部は、前記溶解部の端面に接続されても良い。

本発明によれば、簡易な構成で、かつ小型化が可能な炭酸泉生成装置を提供できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係る炭酸泉生成システム１０の概略構成を示す図である。 炭酸泉を生成する際の炭酸泉生成装置３０を示す正面図である。 図２の断面図である。 炭酸泉を生成しない際の炭酸泉生成装置３０を示す正面図である。 図４の断面図である。 第１変形例に係る溶解部の外観構成を示す模式図である。 第２変形例に係る溶解部の外観構成を示す模式図である。 第３変形例に係る溶解部の外観構成を示す模式図である。

＜炭酸泉生成システムの概要＞
図１を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る炭酸泉生成システム１０の概要について説明する。

図１は、一の実施形態に係る炭酸泉生成システム１０の概略構成を示す図である。炭酸泉生成システム１０は、例えば浴室に設けられており、温水に炭酸ガスを溶解させて炭酸泉を生成する。炭酸泉生成システム１０は、混合水栓２０と、シャワーホース２２と、炭酸泉生成装置３０と、ガスボンベ４０と、開閉弁４６と、シャワーヘッド５０とを有する。

混合水栓２０は、例えば浴室の壁に取り付けられており、湯と水を混ぜて温水を生成する。混合水栓２０は、温水をシャワーヘッド５０へ向けて供給する。

シャワーホース２２は、混合水栓２０とシャワーヘッド５０を連結する。シャワーホース２２は、混合水栓２０から温水をシャワーヘッド５０に供給する供給ラインとなっている。シャワーホース２２は、例えば柔軟性を有する材質で形成される。

炭酸泉生成装置３０は、シャワーホース２２の途中に取り付けられている。炭酸泉生成装置３０は、混合水栓２０から供給された温水に、ガスボンベ４０から供給された炭酸ガス（ＣＯ_２）を溶解させて炭酸泉を生成する。本実施形態に係る温水は、炭酸ガスが溶解する温度の水を含む概念である。炭酸泉生成装置３０は、炭酸ガスの供給を受けていない場合には、炭酸泉の代わりに温水をシャワーヘッド５０へ向けて供給する。

本実施形態で生成される炭酸泉は、保温作用等をより有効にするために、ＣＯ_２濃度が１０００ｐｐｍ以上の高濃度の炭酸泉である。また、本実施形態においては、詳細は後述する炭酸泉生成装置３０を用いることで、地域によって温水の水圧や流量のバラツキが発生しても、高濃度の炭酸泉を生成できる。

ガスボンベ４０は、炭酸泉の生成に利用される炭酸ガスを収容する。ガスボンベ４０は、炭酸ガスの供給ラインであるガス供給管４２を介して炭酸泉生成装置３０と接続されている。ガスボンベ４０とガス供給管４２の間には、炭酸ガスの圧力を調整する機能を有する圧力調整器４４が取り付けられている。

ガス供給管４２の途中には、炭酸ガスの供給ラインを開放し、又は閉塞する開閉可能な開閉弁４６が取り付けられている。開閉弁４６が閉じた場合には、炭酸泉生成装置３０に炭酸ガスが供給されず、炭酸泉が生成されない。一方で、開閉弁４６が開いた場合には、炭酸泉生成装置３０に炭酸ガスが供給され、炭酸泉が生成される。

シャワーヘッド５０は、炭酸泉生成装置３０によって生成された炭酸泉を排出する。なお、ガスボンベ４０から炭酸ガスが炭酸泉生成装置３０によって供給されていない場合には、シャワーヘッド５０は温水を排出する。

＜炭酸泉生成装置の詳細構成＞
図２〜図５を参照しながら、一の実施形態に係る炭酸泉生成装置３０の詳細構成について説明する。図２は、炭酸泉を生成する際の炭酸泉生成装置３０を示す正面図である。図３は、図２の断面図である。図４は、炭酸泉を生成しない際の炭酸泉生成装置３０を示す正面図である。図５は、図４の断面図である。

炭酸泉生成装置３０は、炭酸ガスを温水に溶解させて炭酸泉を生成する。図２及び図３に示すように、炭酸泉生成装置３０は、温水流入部１１０と、逆止弁１１２と、ガス流入部１２０と、溶解部１３０と、流出部１４０と、調整弁１５０とを有する。温水流入部１１０、溶解部１３０、及び流出部１４０は、図２等に示すように一直線状に配置されている。

温水流入部１１０は、シャワーホース２２と接続されている（図１参照）。温水流入部１１０には、混合水栓２０からシャワーホース２２を介して供給された温水が流入する。温水流入部１１０は、溶解部１３０の端面１３２に接続されている。具体的には、温水流入部１１０は、溶解部１３０の端面１３２側の一端部と嵌合している。

温水流入部１１０の内部には、図３に示すように逆止弁１１２が設けられている。逆止弁１１２は、溶解部１３０から温水流入部１１０への温水の逆流を防止する機能を有する。逆止弁１１２としては、様々な形式の構造を採用しうる。例えば、逆止弁１１２として、公知のスイング式の逆止弁、リフト式の逆止弁、ディスク式の逆止弁、プレート式の逆止弁、ボール式の逆止弁のいずれかを用いてよい。これにより、温水の逆流を効果的に防止できる。

ガス流入部１２０は、ガス供給管４２と接続されている（図１参照）。ガス流入部１２０には、ガスボンベ４０からガス供給管４２を介して供給された炭酸ガスが流入する。ガス流入部１２０は、溶解部１３０の側面１３４に接続されている。かかる場合には、溶解部１３０に流入した温水の流入方向と炭酸ガスの流入方向が直交することになり、温水と炭酸ガスが混合されやすくなる。

溶解部１３０は、温水流入部１１０から流入した温水に、ガス流入部１２０から流入した炭酸ガスを溶解させる。これにより、溶解部１３０内において炭酸泉が生成される。なお、本実施形態では、溶解部１３０の内部に、温水と炭酸ガスを混合させる撹拌部材を設けておらず、溶解部１３０が簡易な構成となっている。

溶解部１３０は、中空の管状に形成されており、軸方向の両端部で温水流入部１１０及び流出部１４０とそれぞれ嵌合して接続している。溶解部１３０は、軸方向の中央側に側面１３４から外方へ突出した連結凸部１３５を有する。連結凸部１３５は、ガス流入部１２０と嵌合して接続されている。このため、溶解部１３０の外観形状は、いわゆる逆Ｔ字状に形成されている。

流出部１４０は、溶解部１３０の端面１３３と接続されている。溶解部１３０で溶解された炭酸泉は、流出部１４０から流出する。溶解部１３０に炭酸ガスが流入せず炭酸泉が生成されない場合には、温水が流出部１４０から流出する。流出部１４０から流出した炭酸泉や温水は、シャワーホース２２を介してシャワーヘッド５０から排出される。

流出部１４０には、温水流入部１１０から流入する温水の水圧又は流量を調整する調整弁１５０が設けられている。調整弁１５０として、例えば所謂ボールバルブが用いられる。かかる調整弁１５０は、図３及び図５に示すように内部に回動可能に配置されたボール部１５２を有し、ボール部１５２の回動位置に応じて温水の水圧又は流量を調整する。ボール部１５２の回動角度は予め設定された角度（例えば０度〜９０度）の範囲で調整可能であり、例えば図５に示すボール部１５２の回動角度は０度であり、図３に示すボール部１５２の回動角度は４５度である。

調整弁１５０の回動角度が０度の状態においては、シャワーホース２２に炭酸泉生成装置３０が取り付けられていない場合と同じ水量が、シャワーヘッド５０に供給される。この状態においては、溶解部１３０に流入する温水の流量が最大となり、溶解部１３０内の水圧（以下、自圧という）が最小となる。調整弁１５０の回動角度が大きくなるにつれて、流量が小さくなり、自圧が大きくなる。したがって、地域によって温水の水圧や水量にバラツキが発生する場合であっても、溶解部１３０に流入する温水の水圧や水量を調整できる。これにより、流入する炭酸ガスの圧力や流量も一定になり、高濃度の炭酸泉を安定して生成することが可能になる。

また、調整弁１５０は、ボール部１５２に連結されたレバー１５４を有し、レバー１５４を回転させることでボール部１５２も連動して回動する。かかる場合には、調整弁１５０の操作性が良いため、温水の水圧や流量を容易に調整できる。

調整弁１５０は、温水の水圧又は流量の調整後の状態を保持しても良い。すなわち、ボール部１５２を所定の回動位置に保持させることになる。かかる構成を実現するために、例えばレバー１５４の回転を固定する機構を設けても良い。これにより、所望濃度の炭酸泉が安定して生成されることになる。

調整弁１５０として、図２や図３に示すボールバルブの構造に限定されない。例えば、調整弁１５０として、公知の仕切弁、玉形弁、ダイヤフラム弁、バタフライ弁、ニードル弁、可変オリフィス弁のいずれかを採用しても良い。これにより、溶解部１３０に流入する温水の水圧や流量を調整できる。

＜炭酸泉生成の流れ＞
炭酸泉生成システム１０により炭酸泉を生成してシャワーヘッド５０から排出させる迄の流れについて、図１等を参照しながら説明する。

ここでは、ガス供給管４２に設けられた開閉弁４６（図１）が閉じている状態にあるものとする。また、炭酸泉生成装置３０のレバー１５４が図２に示す状態にあるものとする。まず、混合水栓２０から温水が供給され、温水が炭酸泉生成装置３０の溶解部１３０に温水流入部１１０を介して流入する。

この際、調整弁１５０が図３に示す回動位置に位置するため、溶解部１３０と接続された流出部１４０から流出される温水の流量が制限される。一方で、温水流入部１１０に逆止弁１１２が設けられているため、温水流入部１１０への温水の逆流が阻止される。これに伴い、溶解部１３０内に自圧（例えば、０．０１ＭＰａ）が発生する。なお、調整弁１５０が図５に示す回動位置に位置する場合には、溶解部１３０内に自圧は発生しない。

その後、閉じていた開閉弁４６を開けることで、溶解部１３０にガス流入部１２０を介して炭酸ガスが流入する。自圧が発生している溶解部１３０に、ガスボンベ４０から供給された炭酸ガスの圧力が加わり、溶解部１３０内で温水と炭酸ガスがぶつかりあい混合する。なお、溶解部１３０内に一定の自圧が発生することで、流入する炭酸ガスの圧力もほぼ一定となる。これにより、溶解部１３０内に撹拌部材を設けなくても、高濃度の炭酸泉が生成される。

生成された高濃度の炭酸泉は、シャワーホース２２をシャワーヘッド５０へ供給される。その後、炭酸泉は、シャワーヘッド５０から排出される。

＜本実施形態における効果＞
上述したように、本実施形態にかかる炭酸泉生成装置３０は、図３に示すように、溶解部１３０から温水流入部１１０への温水の逆流を防止する逆止弁１１２と、温水流入部１１０から流入する温水の水圧又は流量を調整する調整弁１５０とを備える。

かかる場合には、逆止弁１１２と調整弁１５０によって、温水が流入する溶解部１３０内に自圧が発生する。このような自圧が発生した状態で炭酸ガスが溶解部１３０に流入することで、流入する炭酸ガスの圧力や流量も一定になり、高濃度の炭酸泉を安定して生成することができる。このように、炭酸泉生成装置３０は、逆止弁１１２と調整弁１５０を溶解部３０に配置させることにより構成されているので、構成が簡易で、かつ小型化が可能となる。

また、地域によって温水の水圧や水量にバラツキが発生する場合がある。かかるケースであっても、上述した炭酸泉生成装置３０を用いた場合には、調整弁１５０を調整することで、溶解部１３０に流入する温水の水圧や水量を調整できる。これにより、流入する炭酸ガスの圧力や流量も一定になり、高濃度の炭酸泉を安定して生成するという効果が、一層有効に奏される。

＜変形例＞
上記では、溶解部１３０の外観形状がＴ字状であることとしたが、これに限定されない。例えば、溶解部の外観形状は、図６Ａに示す略Ｙ字状や、図６Ｂ及び図６Ｃに示す略Ｕ字状であっても良い。

図６Ａは、第１変形例に係る溶解部２３０の外観構成を示す模式図である。図６Ｂは、第２変形例に係る溶解部２４０の外観構成を示す模式図である。図６Ｃは、第３変形例に係る溶解部２５０の外観構成を示す模式図である。

第１変形例に係る溶解部２３０は、直線状の管本体２３１に対して、連結凸部２３５が斜めに連結されている。溶解部２３０においては、管本体２３１の一端側の端面２３１ａから温水が流入し、連結凸部２３５から炭酸ガスが流入し、管本体２３１内で生成された炭酸泉が他端側の端面２３１ｂから流出する。

第２変形例に係る溶解部２４０は、Ｕ字状の管本体２４１の中央部に連結凸部２４５が連結されている。第３変形例に係る溶解部２５０は、Ｕ字状の管本体２５１の一端部側に連結凸部２５５が連結されている。溶解部２４０、２５０においても、溶解部２３０と同様に温水及び炭酸ガスが流入し、生成された炭酸泉が流出する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 炭酸泉生成システム
２０ 混合水栓
２２ シャワーホース
３０ 炭酸泉生成装置
４０ ガスボンベ
４６ 開閉弁
５０ シャワーヘッド
１１０ 温水流入部
１１２ 逆止弁
１２０ ガス流入部
１３０ 溶解部
１４０ 流出部
１５０ 調整弁

Claims (6)

1. 炭酸ガスを温水に溶解させて炭酸泉を生成する炭酸泉生成装置であって、
   前記炭酸ガスが流入するガス流入部と、
   前記温水が流入する温水流入部と、
   前記温水流入部から流入した前記温水に、前記ガス流入部から流入した前記炭酸ガスを溶解させる溶解部と、
   前記温水流入部に設けられ、前記溶解部から前記温水流入部への逆流を防止する逆止弁と、
   前記溶解部で溶解された前記炭酸泉が流出する流出部に設けられ、前記温水流入部から流入する前記温水の水圧又は流量を調整する調整弁と、
   を備える、炭酸泉生成装置。
2. 前記調整弁は、前記水圧又は流量の調整後の状態を保持する、
   請求項１に記載の炭酸泉生成装置。
3. 前記調整弁は、
   回動可能に設けられ、回動位置に応じて前記水圧又は流量を調整する、
   請求項１又は２に記載の炭酸泉生成装置。
4. 前記溶解部は、中空の管状に形成されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の炭酸泉生成装置。
5. 前記ガス流入部は、前記溶解部の側面に接続されている、
   請求項４に記載の炭酸泉生成装置。
6. 前記温水流入部は、前記溶解部の端面に接続されている、
   請求項４又は５に記載の炭酸泉生成装置。
   
   

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