JP2016198726A

JP2016198726A - 炭酸水生成装置

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Publication number: JP2016198726A
Application number: JP2015080937A
Authority: JP
Inventors: 敏彦大林; Toshihiko Obayashi; 耕平池田; Kohei Ikeda
Original assignee: Takara Belmont Corp
Current assignee: Takara Belmont Corp
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: TWI694859B; KR20160121412A; JP6993626B2; TW201636094A

Abstract

【課題】炭酸ガス濃度が制御された炭酸水を吐出可能とする。
【解決手段】制御基板１５において第１の機能により、フットスイッチ５によるオンのコマンドから、単位時間当たり一定量の炭酸ガスＧを決定し、第２の機能により、モード選択スイッチから選択されたモードに基づき、第１の機能で決定した単位時間当たりの炭酸ガスＧ量そのものを増減し、第３の機能により、供給ライン側圧力センサ３４が検知した圧力測定値に基づき、第２の機能で決定した単位時間当たりの炭酸ガスＧ量を調整し、例えば、供給ライン側圧力センサ３４が検知した圧力測定値が、所定圧以下であれば炭酸を供給せず、所定圧以上、第二所定圧未満であれば上記炭酸ガスＧ量に係数αを乗じた量とし、第二所定圧以上であれば上記炭酸ガスＧ量に係数βを乗じた量とするように電磁弁１６を制御し、制御された炭酸ガスＧ濃度の炭酸水Ｓを吐出手段４から吐出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、理美容院等での洗髪や美顔施術等に使用される炭酸水の炭酸ガス濃度を調整可能とする炭酸水生成装置に関する。

例えば、炭酸水の炭酸ガス濃度を制御する装置の一例として下記特許文献１に係る発明が提案されている。この特許文献１では、原水の流量によらず、常に一定の炭酸ガス濃度の炭酸水を低コストかつ簡便な操作で製造できる装置が開示されている。具体的には、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力で得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録され、炭酸水の製造時に原水の流量が検出される。そして、この検出した流量と記録した相関データとに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節するようにした炭酸水製造装置が開示されている。

特開２００１−２９３３４２号公報

上記特許文献１で提案されている炭酸水製造装置では、炭酸水を所望の濃度とするために、流量計（フローセンサー）を用いて炭酸を混合する原水の量を計測して把握し、把握した原水の量から炭酸を混合する量を制御している。採用可能な流量計としては、例えば、羽根車式、差圧式、電波、超音波、渦流量計、容積式、熱式等の多様な例を挙げることができる。しかし、これら例に挙げた流量計は利便性が高いものの、炭酸水が流れる炭酸水供給ライン内に流量計を設ける必要がある。したがって、流量計の存在によって、流量及び圧力損失が発生する虞がある。また、流量計は炭酸水供給ライン内で常時、流水と接触するために消耗が早く、そのうえスペースを必要とするため装置が大型化する傾向にあり問題である。

他の理美容用の炭酸水製造装置では、炭酸濃度の調節ができないものが多い。理美容用の炭酸水製造装置は、例えば、理美容施術、特に、カラーリング施術を行う場合に適用され、アルカリ性のカラーリング剤が塗布された毛髪に炭酸水を吐出することで、毛髪を中性に近づけ、カラーリング剤による毛髪のダメージを低減する効果を得ている。しかしながら、炭酸濃度の調節ができずに高濃度の炭酸水を吐出してしまった場合、炭酸水とカラーリング剤とが過剰に反応し、意図したカラーリングが行えないで毛髪が変色してしまう等の問題が指摘されていた。

本発明は上記実情に鑑み提案され、流量計を不要としても、理美容院等での洗髪や美顔施術等に使用される炭酸水の炭酸ガス濃度を調整可能とする炭酸水生成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る炭酸水生成装置は、炭酸ガス供給源と、一方が給水源に接続され、他方の先端に吐出手段を有する炭酸水供給ラインと、この炭酸水供給ライン内に設けられたセンス部位で、水流に対する前記吐出手段の抵抗によって発生する圧力を計測する圧力センサと、前記炭酸ガス供給源から前記炭酸水供給ラインへ供給する炭酸ガスの量を調整する炭酸量調整部と、を備え、前記圧力センサで計測される圧力計測値に基づいて、前記炭酸ガスの量が前記炭酸量調整部で調整され、前記吐出手段から濃度制御された炭酸水が吐出されることを特徴とする。

特に、上記炭酸水生成装置において、前記圧力を増圧する増圧手段を備えることを特徴とする。この増圧手段の表面には凹凸が形成され、この凹凸によって前記炭酸ガスが撹拌されることを特徴とする。

また、前記炭酸水供給ラインにおける前記センス部位よりも前記給水源側に、逆止弁が設けられていることを特徴とする。さらに、前記炭酸水供給ラインにおける前記逆止弁と前記吐出手段との間に、前記炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給管が接続されていることを特徴とする。

このほか、前記炭酸量調整部が前記炭酸ガスの量を調整するか否かを決定する基準となる調整基準値を予め炭酸量調整部に入力可能としたことを特徴とする。前記炭酸量調整部に複数のモードが記憶され、このモードのうち１つが選択されることに基づいて、前記炭酸量調整部で調整される炭酸ガスの量が変化することを特徴とする。

本発明に係る炭酸水生成装置は、炭酸水供給ラインにセンス部位を有する圧力センサから得た圧力計測値に基づき、吐出する炭酸水中の炭酸ガス濃度を調整する構成である。したがって、圧力センサ自体が炭酸水供給ライン内に設置されないので、圧力センサの存在による流量損失及び圧力損失を無くす又は軽減することができる。また、圧力センサが早く消耗してしまうといった問題も起こらない。圧力センサは一般的に、流量センサ等の流量計測手段に比べて小型であって、その設置が既存設備の微細な改良で済むため、新規に設置するスペース等も不要である点でも有利である。

本発明は、水流に対する吐出手段の抵抗により発生する圧力に加え、炭酸水供給ライン内の圧力を増幅させるための増圧する増圧手段を備える構成である。流量が少なく、吐出手段での抵抗が微少にしか発生しない場合に、増圧手段によって炭酸水供給ライン内の圧力が増幅され、的確に圧力を計測することができ、これによって炭酸水中の炭酸ガス濃度の制御を容易にすることができる。さらに、この増圧手段の表面に凹凸が形成され、この凹凸によって炭酸ガスが撹拌される構成とすれば、流水中に炭酸ガスを効率よく溶解させることができる。

本発明は、炭酸水供給ラインにおけるセンス部位よりも給水源側に逆止弁が設けられている構成であるので、炭酸水の逆流を防ぐことができ、流量損失なく、かつ、効率よく炭酸ガスを流水中で撹拌し、溶解させることができる。また、炭酸水の水流に基づく吐出手段の抵抗を正確に把握することにもつながる。

本発明は、炭酸量調整部が炭酸ガスの量を調整するか否かを決定する基準となる調整基準値を予め炭酸量調整部に入力可能とした構成である。これにより、炭酸ガスの量を調整する基準が設定できるので、炭酸水中の炭酸ガス濃度の制御をより正確に行うことができる。さらに、本発明は、炭酸量調整部に複数のモードが記憶され、このモードのうち１つが選択されること基づいて、炭酸量調整部で調整される炭酸ガスの量が変化する構成である。このため、例えば、高濃度モード、中濃度モード、低濃度モードといった炭酸ガス濃度の大凡の設定を予め行い、その上で、圧力計測値に基づいた炭酸水の炭酸ガス濃度を制御することができるので、適切な炭酸ガス濃度を有する炭酸水を用途毎に提供することが可能となる。

本発明に係る炭酸水生成装置の概略構成を説明するブロック図である。本発明に係る炭酸水生成装置における要部である炭酸水発生部の概略を一部断面で説明した一部断面要部説明図である。炭酸量調整部が炭酸ガスの量を調整するか否かの基準となる調整基準値を決定する迄のフローを説明するフローチャートである。炭酸量調整部に記憶された複数のモードからその１つが選択されて、その上で、圧力計測値に基づいて炭酸水の炭酸ガス濃度を制御するフローを説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る炭酸水生成装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。この実施形態は、本発明の構成を具現化した例示に過ぎず、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことができる。

本発明に係る炭酸水生成装置Ｘは、図１に示すように、炭酸ガス供給源（ボンベ）１１を備える装置本体１と、水又は湯である原水Ｗを排出し、例えば、ボイラー等からなる給水源としての給湯装置２とを有している。さらに、原水Ｗの流路となる水路３１及び、この水路３１に組み込まれる構造体であって、装置本体１から供給される炭酸ガスＧを原水Ｗへ混合し、溶解させて炭酸水Ｓを得る炭酸水発生部３２を備える炭酸水供給ライン３を有している。炭酸水供給ライン３の先端は吐出手段４に接続されている。吐出手段４は、具体的には、洗髪等を行うボウル（図示省略）に設けられたシャワーホース４１とシャワーヘッド４２とからなる。炭酸水供給ライン３の先端が、ボウルに設けられている配管を介し、シャワーホース４１に接続されている。

また、炭酸水生成装置Ｘは、使用者が吐出手段４から炭酸水Ｓを吐出するか又は、原水Ｗを吐出するかを使用者の足等で操作して決定することができるフットスイッチ５を備えている。例えば、フットスイッチ５がオンとされれば、炭酸水生成装置Ｘは、後述する制御基板１５による制御を通じて炭酸ガスＧ濃度が制御された炭酸水Ｓを吐出手段４から吐出する。フットスイッチ５がオフとされれば、原水Ｗがそのまま吐出手段４から吐出する。

装置本体１は、ボンベ１１と、ボンベ１１からレギュレータ１２を介して供給される炭酸ガスＧの流路となるガス路１３と、ガス路１３中の炭酸ガスＧの圧力を測定する本体側圧力センサ１４とで構成されている。また、装置本体１は、本体側圧力センサ１４で測定された炭酸ガスＧの圧力計測値、フットスイッチ５からの操作信号及び、後述する供給ライン側圧力センサで計測された圧力測定値等が入力される炭酸量調整部としての制御基板１５を備えている。さらに、制御基板１５によって制御される電磁弁１６、電磁弁１６に隣接して設けられるオリフィス１７を備えている。

本体側圧力センサ１４は、ボンベ１１からレギュレータ１２を通じ、ガス路１３に供給された炭酸ガスＧの圧力を測定する。本体側圧力センサ１４は公知のものを採用することができる。ボンベ１１及びレギュレータ１２は装置本体１の内外のどちらに設置しても構わない。制御基板１５は、演算処理に用いるデータを記憶する記憶部１５１と、演算処理の場となる制御部１５２とを備えている。

制御基板１５は、制御部１５２における第１の機能として、本体側圧力センサ１４から出力された圧力計測値に基づいて、原水Ｗへ混合する単位時間当たりの炭酸ガスＧの吐出量が均一になるように、電磁弁１６の開閉を制御する。

また、制御基板１５は、装置本体１に設けられ、フットスイッチ５のスイッチがオンとされたときに併せて入力され、炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度をどの程度に設定するのかを決定するモード選択スイッチの入力に基づく処理を制御部１５２で行う。具体的には、制御部１５２における第２の機能として、入力される各モードとしての例えば、高濃度、中濃度、低濃度に相当する大凡の炭酸ガスＧの濃度制御を行うために、電磁弁１６の開閉を制御する。なお、制御基板１５は、フットスイッチ５による動作のコマンド（スイッチオン）があって初めて電磁弁１６の開の動作を制御する。

本発明では、給湯装置２から排出された原水Ｗが通る水路３１において、給湯装置２から炭素水発生部３２に至るまでの間に止水栓３１ａが設けられている。止水栓３１ａによって水路３１を通る原水Ｗの時間当たりの流量を調整することができる。また、止水栓３１ａから水路３１を進んだ位置に配設された炭素水発生部３２の入口部３２ａに逆止弁３３が設けられている。逆止弁３３によって炭酸水発生部３２で発生した炭酸水Ｓが給湯装置２の方向に逆流するのを防ぐことができる。

炭酸水発生部３２は、水路３１に沿って、かつ、水路３１に一体化させて設けられる金属製又は合成樹脂製の筒状の構造体である。図２に示すように、炭酸水発生部３２はその構造体内に、給湯装置２側の水路３１に連続する入口部３２ａ、第１孔部３２ｂ、第２孔部３２ｃ及び吐出手段４側の水路３１に連続する出口部３２ｄが形成されている。入口部３２ａには上述のように、逆止弁３３が設けられている。第１孔部３２ｂに、炭酸水Ｓの水流に対する吐出手段４の抵抗によって発生する圧力を計測する供給ライン側圧力センサ３４のセンス部位３４ａが接続される。第２孔部３２ｃに、装置本体１から吐出された炭酸ガスＧを誘導する炭酸ガス供給管３５が接続される。また、出口部３２ｄには、その開口を塞いで流体を通りにくくすることにより、炭酸水発生部３２で発生した炭酸水Ｓの圧力（水圧）を増幅し、かつ炭酸水Ｓを撹拌する増圧手段としての増圧撹拌部品３６が収容されている。

供給ライン側圧力センサ３４を、炭酸水発生部３２の構造体上又は外部に設けてもよい。ただし、供給ライン側圧力センサ３４を水路３１内に配設するのは好ましくない。圧力センサは一般的に流量センサに比べて小型であるものの、供給ライン側圧力センサ３４の存在で流量損失又は圧力損失が起こる虞があるからである。供給ライン側圧力センサ３４が早く消耗してしまう可能性もある。

供給ライン側圧力センサ３４は、そのセンス部位３４ａで、炭酸水Ｓの水流に対する吐出手段４の抵抗によって発生する圧力を計測する。センス部位３４ａでセンシングされた圧力（圧力計測値）は、装置本体１の制御基板１５へ出力される。制御基板１５は、制御部１５２における第３の機能として、供給ライン側圧力センサ３４から出力された圧力計測値に基づいて、炭酸ガスＧの炭酸水供給ライン３への吐出量を決定する。具体的には、原水Ｗへ混合する単位当たりの炭酸ガスＧ量を、圧力計測値に対応した所定量となるように、電磁弁１５の開閉を制御する。なお、圧力計測値に対応する所定量は後述するように、制御基板１５の記憶部１５１に予め記憶されている。

炭酸ガス供給管３５は、センス部位３４ａが接続される第１孔部３２ａと出口部３２ｄとの間の第２孔部３２ｃに接続される。これにより、装置本体１から誘導されてきた炭酸ガスＧは、流路３１においてセンス部位３４ａよりも下流で原水Ｗと混合されることになる。また、炭酸水発生部３２の入口部３２ａに逆止弁３３が設けられている。このため、センス部位３４ａでセンシングされる圧力計測値は、炭酸水Ｓの水流に対する吐出手段４の抵抗によって発生するものを忠実に反映する値となる。炭酸ガス供給管３５にも、その管中に逆止弁３５１が設けられ、これにより炭酸ガスＧや水等が装置本体１に逆流することを防いでいる（図１参照）。

出口部３２ｄに収容される増圧撹拌部品３６は、出口部３２ｄの開口のほとんどを覆って設けられ、原水Ｗと炭酸ガスＧを混合して発生させた炭酸水Ｓが出口部３２ｄを通過する際に、その圧力（水圧）を高める役割を果たす。増圧撹拌部品３６は、例えば、公知のスタティックミキサーを採用することができる。特に、スタティックミキサーの表面に、凹凸が形成された形状のものを採用とすることが、この凹凸によって炭酸ガスＧが撹拌され、炭酸ガスＧをより良く溶解することができるので好ましい。増圧撹拌部品３６により、発生した炭酸水Ｓに対する吐出手段４の実質的な圧力を増加又は増幅させた状態にし、この状態の圧力をセンス部位３４ａで圧力測定値として検知させることができる。このため、増圧撹拌部品３６により、実際の圧力変化が僅かであっても、その変化を明確なものとして制御基板１５で把握することができるので、炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度を上下させる等の制御を容易にすることができる。

炭酸水発生部３２の出口部３２ｄから排出された炭酸水Ｓが通る水路３１の先端は、ボウルに設けたシャワーホース４１に接続されている。シャワーホース４１にシャワーヘッド４２が連続しているので、このシャワーヘッド４２から外部へ炭酸水Ｓが吐出される。このとき、吐出される炭酸水Ｓは、制御基板１５の第１の機能、第２の機能及び第３の機能に基づいて制御された炭酸ガスＧの濃度を有することになる。したがって、本発明に係る炭酸水生成装置Ｘでは、炭酸水発生部３２において所望の濃度の炭酸ガスＧを含む炭酸水Ｓを得ることができ、制御された炭酸ガスＧ濃度の炭酸水Ｓをシャワーヘッド４２から外部へ吐出することができる。

ここで、制御基板１５における第１の機能、第２の機能及び第３の機能の関係性について簡単に説明する。まず、制御基板１５の制御部１５２はフットスイッチ５によるオンのコマンドから、第１の機能によって、単位時間当たり一定量（例えば、本実施例で低濃度と称する一定量）の炭酸ガスＧを炭酸水供給ライン３へ供給する。第２の機能によって、装置本体１のモード選択スイッチから選択されたモードに基づき、第１の機能を通じて供給しようとする単位時間当たりの炭酸ガスＧ量そのものを増減する処理を行う。例えば、低濃度が選択されれば増減せず、中濃度が選択されれば低濃度の２倍量とし、高濃度が選択されれば低濃度の３倍量とした炭酸ガスＧを供給するように電磁弁１６の開閉を制御し、その量の炭酸ガスＧを炭酸水供給ライン３へ供給する。

また、第３の機能によって、供給ライン側圧力センサ３４が検知した圧力測定値に基づき、第２の機能で決定された単位時間当たりの炭酸ガスＧ量を調整する処理を行う。例えば、供給ライン側圧力センサ３４が検知した圧力測定値が、所定圧以下であれば炭酸を供給しないように電磁弁１６を制御する。供給ライン側圧力センサ３４が検知した圧力測定値が所定圧以上、第二所定圧未満であれば第２の機能で決定された単位時間当たりの炭酸ガスＧ量に係数αを乗じた量の炭酸ガスＧを供給するように電磁弁１６を制御する。また、第二所定圧以上であれば第２の機能で決定された単位時間当たりの炭酸ガスＧ量に係数βを乗じた量の炭酸ガスＧを供給するように電磁弁１６を制御する。なお、係数α、βはいずれも正の数であって、α＜βの関係が成立する。また、第三所定圧、第四所定圧等と炭酸ガスＧを供給する量を変化させるべき臨界点となる圧力値を増やし、これらの圧力値を制御基板１５に設定することも可能である。

以下、本実施形態において、炭酸水発生部３２で原水Ｗへ混合する炭酸ガスＧ量を、供給ライン側圧力センサ３４の圧力計測値に基づいて制御基板１５で所定量に制御する仕組みに関し、図３及び図４に示したフローチャートに基づいて説明する。

まず、図３に基づいて、制御基板１５が炭酸水発生部３２で原水Ｗへ混合する炭酸ガスＧ量を決定する制御フローに至る迄の制御基板１５における条件設定について説明する。

図３に示すように、本発明に係る炭酸水生成装置Ｘに接続される吐出手段４であるシャワーホース４１の固有の水流に対する抵抗値及びシャワーヘッド４２の固有の水流に対する抵抗値を、制御基板１５の記憶部１５１に入力し、記憶させる。本実施形態では、Ａ種のシャワーホース（抵抗値：Ｐ１ａ）、Ｂ種のシャワーホース（抵抗値：Ｐ１ｂ）、Ａ種のシャワーヘッド（抵抗値：Ｐ２ａ）及びＢ種のシャワーヘッド（抵抗値：Ｐ２ｂ）が用意されている。制御基板１５では、これらの抵抗値に基づき、吐出手段４として合計４通りの圧力流量係数（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）が決定され、これらが記憶部１５１に記憶される。

圧力流量係数（Ｎ１〜Ｎ４）は、制御基板１５が供給する炭酸ガスＧの量を調整するか否かを決定する基準である調整基準値となる。なお、図３及び図４中でＰａとは、登録されたＡ種及びＢ種のシャワーホース４１又はシャワーホース４２に対し、単位時間当たりの流量がａＬ（リットル）であるときに、供給ライン側圧力センサ３４がセンシングする圧力（圧力測定値）の圧力単位をいう。

次に、炭酸水発生部３２に供給ライン側圧力センサ３４のセンス部位３４ａを配設し、固有の各抵抗値を記憶させたシャワーホース４１及びシャワーヘッド４２が備わるボウルに炭酸水生成装置Ｘを接続する。制御基板１５のゼロ点調整等の前処理を行った上で、制御基板１５の制御部１５２において以下の処理を行う。

制御部１５２は、ステップ１（Ｓ１）として、接続されたシャワーホース４１及びシャワーヘッド４２が登録されたものかどうかを判断する。ステップ１がＹＥＳの場合、ステップ２（Ｓ２）としてシャワーホースがＡ種かつシャワーヘッドがＡ種であるかどうかを判断する。

ステップ２がＹＥＳの場合、調整基準値としてＮ１を記憶部１５１から出力し、Ｎ１に基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フロー（図４）に進む。

ステップ２がＮＯの場合、ステップ３（Ｓ３）としてシャワーホースがＡ種かつシャワーヘッドがＢ種であるかどうかを判断し、ＹＥＳの場合、調整基準値としてＮ２を記憶部１５１から出力し、Ｎ２に基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フロー（図４）に進む。

ステップ３がＮＯの場合、ステップ４（Ｓ４）としてシャワーホースがＢ種かつシャワーヘッドがＡ種であるかどうかを判断し、ＹＥＳの場合、調整基準値としてＮ３を記憶部１５１から出力し、Ｎ３に基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フロー（図４）に進む。

ステップ４がＮＯの場合、シャワーホースがＢ種かつシャワーヘッドがＢ種であるので調整基準圧力値としてＮ４を記憶部１５１から出力し、Ｎ４に基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フロー（図４）に進む。

また、ステップ１がＮＯの場合、制御部１５２には、炭酸水生成装置Ｘの組立時に予め設定した調整基準値（例えば、組立時にシャワーから吐出される流量等を計測し、シャワーヘッド及びシャワーホースの抵抗値をもとに設定した係数）であって、記憶部１５１に記憶されているＮｎ（図３において、ステップ１がＮＯの場合、例えば、原水Ｗの流量は任意の定数ｎであり、このときに現れる圧力単位をｋＰｎとする。）を記憶部１５１から出力し、Ｎｎに基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フローに進む。この場合において制御部１５２は、例えば、供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、Ｎｎに定数ｘを乗じて得られるＸｋＰｎ以下であれば、炭酸を供給しないと決定する。供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、ＸｋＰｎより高く、Ｎｎに他の定数ｙを乗じて得られるＹｋＰｎ以下であれば、所定の第１炭酸量を供給すると決定する。ＹｋＰｎより高ければ、所定の第２炭酸量を供給すると決定する。炭酸水生成装置Ｘは、これらの決定に基づいて電磁弁１６を開閉する。なお、定数ｘ、ｙはいずれも正の数であって、ｘ＜ｙの関係が成立する。ＹはＸよりも大きい値であり、したがって、第１炭酸量より第２炭酸量の方が供給量は多くなる。

次に、Ｎ１〜Ｎ４が記憶部１５１から出力されて制御部１５２に入力され、Ｎ１〜Ｎ４に基づいて炭酸ガスＧ量を決定する制御フローについて図４に基づいて説明する。

まず、制御部１５２では、Ｎ１〜Ｎ４のうち１つ（例えば、Ｎ１）が設定される一方、実際に供給ライン側圧力センサ３４によって圧力が計測され、その圧力測定値が出力されてくる。その上で、制御部１５２は、ステップ５（Ｓ５）として第２の機能によってモード選択スイッチから選択されたモードに従う処理（高濃度か、低濃度かの選択）を行う。

高濃度が選択された場合、制御部１５２にＮ１が設定されたと仮定する例において、制御部１５２は、供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、Ｎ１に定数ｘを乗じて得られるＳｋＰａ以下であれば、炭酸を供給しないと決定する。供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、ＳｋＰｎより高く、Ｎ１に他の定数ｙを乗じて得られるＴｋＰｎ以下であれば、所定の第３炭酸量を供給すると決定する。ＴｋＰｎより高ければ、所定の第４炭酸量を供給すると決定する。炭酸水生成装置Ｘは、これらの決定に基づいて電磁弁１６を開閉する。なお、定数ｘ、ｙはいずれも正の数であって、ｘ＜ｙの関係が成立する。ＴはＳよりも大きい値であり、したがって、第３炭酸量より第４炭酸量の方が供給量は多くなる。

また、低濃度が選択された場合、制御部１５２にＮ１が設定されたと仮定する例において、制御部１５２は、供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、Ｎ１に定数ｘを乗じて得られるＳｋＰａ以下であれば、炭酸を供給しないと決定する。供給ライン側圧力センサ３４が計測する圧力計測値が、ＳｋＰｎより高く、Ｎ１に他の定数ｙを乗じて得られるＴｋＰｎ以下であれば、所定の第５炭酸量を供給すると決定する。ＴｋＰｎより高ければ、所定の第６炭酸量を供給すると決定する。炭酸水生成装置Ｘは、これらの決定に基づいて電磁弁１６が開閉する。なお、定数ｘ、ｙはいずれも正の数であって、ｘ＜ｙの関係が成立する。ＴはＳよりも大きい値であり、したがって、第５炭酸量より第６炭酸量の方が供給量は多くなる。また、第６炭酸量よりも第３炭酸量の方が供給量は多い。

Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が制御部１５２に設定される例においても、同様な処理がなされ、これらの決定に基づいて電磁弁１６が開閉し、炭酸ガスＧ量の調整が行われる。すなわち、本発明では、制御基板１５が炭酸ガスＧの量を調整するか否かを決定する基準となる調整基準値（Ｎ１〜Ｎ４）を予め入力可能としたことで、この調整基準値を基準に、炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度の制御をより正確かつ柔軟に行うことができることが分かる。さらに、制御基板１５に複数のモードが記憶され、このモードのうち１つが選択されることによっても、炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度を変化させることができる。これにより、例えば、高濃度モード、中濃度モード、低濃度モードといった炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度の大凡の設定を予め行い、その上で圧力計測値に基づいた炭酸ガスＧ濃度が制御でき、様々な用途において適切な炭酸ガスＧ濃度の炭酸水Ｓを提供することができる。

なお、上記実施形態では、制御基板１５が供給する炭酸ガスＧの量を調整するか否かを決定する基準である調整基準値としての圧力流量係数（Ｎ１〜Ｎ４、Ｎｎ）を予め記憶部１５１に記憶させた例を説明した。しかしながら、本発明では、圧力流量係数（Ｎ）を制御基板１５へ実際に手動で入力し、これに基づいて炭酸水Ｓ中の炭酸ガスＧ濃度を制御しながら炭酸水生成を実施することも当然に可能である。また、シャワーホース、シャワーヘッドの抵抗値も制御基板１５へ実際に手動で入力することができる。

以上、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、上述したように、本発明に係る炭酸水生成装置は、圧力センサに関し、そのセンス部が炭酸水発生部において、水流に対する吐出手段の抵抗によって発生する圧力をセンシング可能である構成であれば、本体部を装置外に設けることができる。上記実施形態では、モード選択スイッチを装置本体に備える構成を例示したが、これに限定されず、例えば、フットスイッチにモード選択スイッチを備えさせることができる。また、増圧手段はあくまで、吐出手段に基づく圧力が微小な場合に求められる手段であって、本発明において必須となる構成ではないことに留意すべきである。そして、増圧手段を採用する場合には、炭酸ガスＧの十分な撹拌が得られる限り、多種多様な形状を取り得る可能性がある。増圧手段の形状を検討する際には、流量損失等を最小限にとどめることを考慮することによって好ましい効果を得ることができる。

例えば、増圧手段の形状に関し、以下のような構造のスタティックミキサーを採用することが、炭酸水供給ライン内の水流に対する吐出手段の抵抗によって発生する圧力の増幅において好ましい。すなわち、炭酸水供給ラインに、その同心状に炭酸水供給ラインの流路より大径なスタティックミキサー本体を配設する。スタティックミキサー本体は、本体筒状部と、その端部に取り付けられる流入口を有した流入口側端面部と、流出口を有した流出口側端面部とから構成される。そして、ミキサー本体内に、その流入口の径以上の径の開口を有した衝突筒体を、その開口側を流入口側に向けて固定して収納し、上記衝突筒体の底面部の内側部位、流出口側端面部の内面部位、衝突筒体の筒体部の内周面部位、ミキサー本体筒部の内周面部位等に多数の凹部を配設する構造とする。

この構造により、流入口よりミキサー本体内に流入した流体は、衝突筒体内に流入して、その底面に衝突し、流れの方向を反転させて乱流となるので、衝突筒体の底部付近に大きな渦流が発生する。また、ミキサー本体が流体流路より大径であるので、ミキサー本体内で流体が減圧され、底面に衝突して方向を転換した流れを引き戻すため、流入口付近で順次進入してくる流体と、逆流してくる流体とが衝突して激しく撹拌・混合される。さらに、衝突筒体の底面内側部位、流入口側端面中空盤部の内面部位、流出口側端面中空盤部の内面部位、衝突筒体の筒体部の内周面部位、ミキサー本体筒部の内周面部位等の凹部に流体が衝突することで、多数の小さな渦流が発生して流体を撹拌・混合し、全体的にも大きな渦流が発生して撹拌・混合し、流体の流れをより複雑に乱す。これらを通じ、吐出手段から発生する圧力を効果的に増幅させることができる。

このほか、図示を省略したが、上述のステップ１がＮＯの場合に実行される調整基準値（圧力流量係数：Ｎｎ）を用いた制御フローにおいても、モード選択スイッチにより高濃度又は低濃度又は中濃度を選択した上で、供給する所定の炭酸量を決定するためのフローを進めることが可能である。

Ｘ・・・炭酸水生成装置
１・・・装置本体
１１・・ボンベ（炭酸ガス供給源）
１２・・レギュレータ
１３・・ガス路
１４・・本体側圧力センサ
１５・・制御基板（炭酸量調整部）
１５１・記憶部
１５２・制御部
１６・・電磁弁
１７・・オリフィス
２・・・給湯装置（給水源）
３・・・炭酸水供給ライン
３１・・水路
３１ａ・止水栓
３２・・炭酸水発生部
３２ａ・入り口部
３２ｂ・第１孔部
３２ｃ・第２孔部
３２ｄ・出口部
３３・・逆止弁
３４・・供給ライン側圧力センサ
３４ａ・センス部位
３５・・炭酸ガス供給管
３５１・逆止弁
３６・・増圧撹拌部品（増圧手段）
４・・・吐出手段
４１・・シャワーホース
４２・・シャワーヘッド
５・・・フットスイッチ
Ｗ・・・原水
Ｇ・・・炭酸ガス
Ｓ・・・炭酸水

Claims

炭酸ガス供給源と、
一方が給水源に接続され、他方の先端に吐出手段を有する炭酸水供給ラインと、
この炭酸水供給ライン内に設けられたセンス部位で、水流に対する前記吐出手段の抵抗によって発生する圧力を計測する圧力センサと、
前記炭酸ガス供給源から前記炭酸水供給ラインへ供給する炭酸ガスの量を調整する炭酸量調整部と、
を備え、
前記圧力センサで計測される圧力計測値に基づいて、前記炭酸ガスの量が前記炭酸量調整部で調整され、前記吐出手段から濃度制御された炭酸水が吐出される、
ことを特徴とする炭酸水生成装置。
前記圧力を増圧する増圧手段を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の炭酸水生成装置。
前記増圧手段の表面に凹凸が形成され、この凹凸によって前記炭酸ガスが撹拌される、
ことを特徴とする請求項２に記載の炭酸水生成装置。
前記炭酸水供給ラインにおける前記センス部位よりも前記給水源側に、逆止弁が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の炭酸水生成装置。
前記炭酸水供給ラインにおける前記逆止弁と前記吐出手段との間に、前記炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給管が接続されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の炭酸水生成装置。
前記炭酸量調整部が前記炭酸ガスの量を調整するか否かを決定する基準となる調整基準値を、予め前記炭酸量調整部に入力可能とした、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の炭酸水生成装置。
前記炭酸量調整部に複数のモードが記憶され、このモードのうち１つが選択されること基づいて、前記炭酸量調整部で調整される前記炭酸ガスの量が変化する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の炭酸水生成装置。