JP3116555B2 - 炭酸泉製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭酸ガスを含む燃焼ガ
スを溶解させて炭酸ガスを含んだ湯または水を得る炭酸
泉製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の炭酸泉製造給湯装置には、
図３に示すようなものがあった。図中の実線矢印は湯水
の流れ方向、波線矢印は燃焼ガスの流れ方向を示してい
る。

【０００３】湯または水が通る給水給湯路１と、二酸化
炭素を含む燃焼ガスが通る燃焼ガス導入路２と、燃焼ガ
ス導入路２から供給された燃焼ガスを給水給湯路１内に
導入し、燃焼ガス中の二酸化炭素を湯または水に溶解す
る給水給湯路１の途中に設けた燃焼ガス導入手段３と、
湯または水とこの湯または水に溶解しなかった残留燃焼
ガスを分離する燃焼ガス導入手段３の供給給湯路１下流
側に設けた気液分離手段４と、気液分離手段４において
分離した残留燃焼ガスを気液分離手段４から排出する排
出路５から構成されていた。

【０００４】上記構成により、二酸化炭素を含んだ燃焼
ガスは、燃焼ガス導入路２から燃焼ガス導入手段３に導
かれる。一方湯または水は給水給湯路１を介して燃焼ガ
ス導入手段３に供給される。燃焼ガス導入手段３におい
て湯または水と燃焼ガスが混合し、熱交換するととも
に、燃焼ガス中の水溶性の高い二酸化炭素が溶解して炭
酸ガスを含む湯または水となる。その後気液分離手段４
において溶解しなかった残留燃焼ガスと炭酸ガスが溶解
した湯または水は分離され、残留燃焼ガスは排出路５を
介して気液分離手段４から排出される。また炭酸ガスか
溶解した湯または水は気液分離手段４を出た後、給水給
湯路１を介して浴室６内に設けられた浴槽７に供給され
るようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、給水給湯路１からの湯または水の供給
が停止した場合や、浴槽７が燃焼ガス導入手段３より高
い位置関係にある場合には、浴槽７から湯が気液分離手
段４や燃焼ガス導入手段３に逆流する。そのため燃焼ガ
ス導入路２や排出路５には逆流を防止する弁等が必要に
なる。しかし燃焼ガスの温度が高いこと並びに燃焼ガス
導入路２や排出路５自身の温度が高いため燃焼ガス導入
路２や排気路５に弁等の安全装置を設置することが出来
ないという課題があった。

【０００６】また燃焼ガスが熱膨張しており、燃焼ガス
導入路や排出路５には大きな通路断面積のものが必要と
なり、装置が大きくなるとともに、コストが高くなると
いう課題があった。

【０００７】本発明は、かかる従来の課題を解消するも
ので、医学的に効果の高い炭酸泉を作るにあたって、導
入する高温の燃焼ガスを冷却することにより、燃焼ガス
の温度を下げ、そして燃焼ガスが流れる流路自身の温度
を下げることにより、導入する燃焼ガスが流れる流路に
弁等の安全装置を実装出来るようにして、装置の使用上
の安全性を確保するとともに導入する燃焼ガスを冷却す
ることで収縮させ、燃焼ガスが流れる流路に小さな通路
断面積のものを使用することにより、装置のコンパクト
化及び低コスト化を図ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の炭酸泉製造装置の第１の手段は、湯または
水が通る給水給湯路と、二酸化炭素を含む燃焼ガスが通
る燃焼ガス導入路と、燃焼ガス導入路から供給された燃
焼ガスを給水給湯路内に導入し、燃焼ガス中の二酸化炭
素を湯または水に溶解する給水給湯路の途中に設けた燃
焼ガス導入手段と、湯または水とこの湯または水に溶解
しなかった残留燃焼ガスを分離する燃焼ガス導入手段の
給水給湯路下流側に設けた気液分離手段と、気液分離手
段において分離した残留燃焼ガスを気液分離手段から排
出する排出路と、燃焼ガス導入路を冷却する冷却手段を
備えたものである。

【０００９】また第２の目的を達成するために、本発明
の炭酸泉製造装置の第２の手段は、湯または水が通る給
水給湯路と、二酸化炭素を含む燃焼ガスが通る燃焼ガス
導入路と、燃焼ガス導入路から供給された燃焼ガスを給
水給湯路内に導入し、燃焼ガス中の二酸化炭素を湯また
は水に溶解する給水給湯路の途中に設けた燃焼ガス導入
手段と、湯または水とこの湯または水に溶解しなかった
残留燃焼ガスを分離する燃焼ガス導入手段の給水給湯路
下流側に設けた気液分離手段と、気液分離手段において
分離した残留燃焼ガスを気液分離手段から排出する排出
路と、排出路を冷却する冷却手段とを備えたものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明は、上記の第１の手段により、二酸化炭
素を含んだ燃焼ガスは、燃焼ガス導入路から燃焼ガス導
入手段に導かれる。一方湯または水は給水給湯路を介し
て燃焼ガス導入手段に供給される。燃焼ガス導入手段に
おいて湯または水と燃焼ガスが混合し、燃焼ガス中の水
溶性の高い二酸化炭素が溶解して炭酸ガスを含む湯また
は水となる。その後気液分離手段において溶解しなかっ
た残留燃焼ガスと炭酸ガスが溶解した湯または水は分離
され、残留燃焼ガスは排出路を介して気液分離手段から
排出される。炭酸ガスが含まれる湯は気液分離手段から
出て給水給湯路を介してシャワーや風呂等の所定の場所
に供給される。

【００１１】燃焼ガスは燃焼ガス導入手段に導入される
途中の燃焼ガス導入路において冷却手段により冷却さ
れ、熱収縮し容積が小さくなる。また冷却手段により燃
焼ガスが通る燃焼ガス導入路自身も冷却される。

【００１２】また本発明の第２の手段においては、燃焼
ガスが気液分離手段から排出される途中の排出路におい
て冷却手段により冷却され、熱収縮し容積が小さくな
る。また冷却手段により燃焼ガスが通る排出路自身も冷
却される。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。図中の実線矢印は湯水の流れ方向を示し、波
線矢印は排気ガスの流れ方向を示し、破線は信号線を示
している。また同一の構成要素には同一の符合を付けて
いる。

【００１４】図１は、本発明の炭酸泉製造装置の第１手
段を給湯機に応用した場合の一実施例の要部切断の概略
構成図である。

【００１５】８は燃焼用空気を供給する燃焼ファン９に
よって供給された空気と燃料搬送管１０の途中に設けら
れた燃料調節手段１１によって流量調節された燃料を混
合し燃焼させる燃焼手段である。燃焼手段８から燃焼ガ
スの流れ方向下流側に順番に燃焼室１２と熱交換器１３
と排気路１４が連接して設けられている。１５は湯水が
流れる給水給湯路であり、給水給湯路１５の途中に熱交
換器１３が設けられている。また熱交換器１３の給水給
湯路１５の上流側には給水給湯路１５内を流れる水の流
量を検知する水量検知手段１６が設けられている。給水
給湯路１５から供給された水は熱交換器１３で熱交換さ
れて湯となり熱交換器１３から出湯される。また排気路
１４の途中には、燃焼ガスの一部が流れるように燃焼ガ
ス導入路１７が排気路１４から分岐して設けられてい
る。熱交換器１３の下流側には燃焼ガス導入路１７を介
して排気路１４から燃焼ガスを導入して湯中に混入する
燃焼ガス導入手段１８が設けられ、さらに燃焼ガス導入
手段１８の下流側には燃焼ガスと湯を分離する気液分離
手段１９が設けられている。気液分離手段１９と排気路
１４とは排出路２０で連通されている。

【００１６】給水給湯路１５の気液分離手段１９の下流
側には給水給湯路１５内を流れる湯の温度を検知する出
湯温度検知手段２１が設けられている。燃焼ガス導入路
１７の途中には、湯の逆流を防止する逆止弁２２と、燃
焼ガス導入手段１８に導く燃焼ガスの流量を調節する導
入量調節手段２３が設けられている。導入量調節手段２
３の上流側燃焼ガス導入路１７には、燃焼ガス導入路１
７を冷却する導入路冷却手段２４が設けられている。ま
た気液分離手段１９には気液分離手段１９内部の湯の水
位を検知する水位検知手段２５が設けられており、排出
路２０には排出する残留燃焼ガスの流量を調節する排出
量調節手段２６が設けられている。

【００１７】２７は炭酸泉製造装置の全体を制御する制
御手段であり、被制御部および信号をうけるセンサ等と
は図に示すように直線（点線で示す）で結線してある２
８は温度設定手段である。

【００１８】上記構成において、空気は燃焼ファン９に
よって燃焼手段８に供給され、燃料は燃料調節手段１１
で流量調節され燃料搬送管１０から燃焼手段８に供給さ
れる。燃焼手段８では供給された空気と燃料が混合さ
れ、燃焼室１２内で燃焼を行い火炎ｆを形成する。燃焼
によって生成された燃焼ガスは熱交換器１３で給水給湯
路１５から供給された水と熱交換を行い、燃焼ガスは排
気路１４より排気される。

【００１９】燃焼ガスの一部は排気路１４の途中から分
岐して設けた燃焼ガス導入路１７を介して燃焼ガス導入
手段１８へと導かれる。燃焼ガス導入路１７は導入路冷
却手段２４で冷却されており、したがって、燃焼ガス導
入路１７自身が冷却されるとともに間接的に燃焼ガス導
入路１７内を流れる燃焼ガスも冷却される。燃焼ガスは
冷却されることにより収縮し体積が減る。このようにし
て、冷却された燃焼ガスは、排気路１４の途中に設けら
れた導入量調節手段２３で流量調節されて燃焼ガス導入
手段１８に導かれる。

【００２０】一方、熱交換器１３に給水給湯管１５から
供給された水は熱交換されて湯となり、熱交換器１３の
給水給湯路１５下流側に設けられた燃焼ガス導入手段１
８に送られる。燃焼ガス導入手段１８において、燃焼ガ
ス導入路１７から供給された燃焼ガスと給水給湯路１５
を流れる湯に燃焼ガス中の水溶性の高い二酸化炭素が湯
に溶解する。

【００２１】湯に溶解しなかった燃焼ガスの残りである
残留燃焼ガスは気液分離手段１９で湯と分離される。分
離した残留燃焼ガスは気液分離手段１９から排出路２０
に設けた排出量調節手段２６で流量調節された後、排気
路１４に戻る。

【００２２】一方、二酸化炭素が溶解し温度の上昇した
湯は気液分離手段１９を出て給水給湯路１５を介してシ
ャワーや浴槽に供給される。

【００２３】制御手段２７は、温度設定手段２８で設定
された温度の湯を出湯するように、出湯温度検知手段２
１から得られた情報に基づいて、燃焼手段８で燃焼する
燃焼量を決定し、決定した燃焼量になるように燃料調節
手段１１を制御する。また同燃焼量で安定した燃焼が行
えるように、燃焼ファン９の能力を制御する。さらに水
量検知手段１６から得られた情報に基づいて燃焼ガス導
入手段１８に導く燃焼ガスの流量を決定し、決定した燃
焼ガスの流量になるように導入量調節手段２３を制御す
る。また湯が気液分離手段１９から排出路２０を介して
逆流しないように気液分離手段１９内の水位を水位検知
手段２５で検知し、水位検知手段２５から得られた情報
に基づいて排出量調節手段２６を制御する。

【００２４】このような構成により、排気路１４からの
熱伝導および高温の燃焼ガスからの熱伝達による燃焼ガ
ス導入路１７の温度上昇を防止することが出来るととも
に、燃焼ガス導入路１７を介して間接的に燃焼ガスを冷
却することが出来、燃焼ガス導入路１７の途中に樹脂等
の安価な材料を用いた導入量調節手段２３や逆止弁２２
を設置することが可能となり、また導入量調節手段２３
や逆止弁２２の耐久信頼性を高めることが出来、装置の
使用上の安全性の向上を図れる。

【００２５】さらに燃焼ガスを収縮することにより、燃
焼ガス導入路１７の通路断面積を小さくすることが出
来、燃焼ガス導入路１７のコストを削減出来るととも
に、燃焼ガス導入路１７に設けた導入量調節手段２３や
逆止弁２２のコンパクト化や低コスト化が図れる。

【００２６】図２は本発明の炭酸泉製造装置の第２手段
を給湯機に応用した場合の一実施例であり、上記第１の
手段の実施例と異なる点は、導入路冷却手段２４の代わ
りに排出路２０の途中に排出路冷却手段２９を設けたこ
とである。そしてこれ以外の構成は上記第１の手段の実
施例とおなじであり、同一符合を付けてある。

【００２７】上記構成において、排出路２０は排出路冷
却手段２９で冷却されており、排出路２０自身が冷却さ
れるとともに間接的に排出路２０内を流れる残留燃焼ガ
スも冷却される。残留燃焼ガスは冷却されることにより
収縮し体積が減る。

【００２８】このような構成により、排気路１４からの
熱伝導および高温の残留燃焼ガスからの熱伝達による排
出路２０の温度上昇を防止することが出来るとともに、
排出路２０を介して間接的に残留燃焼ガスを冷却される
ことが出来、排出路２０の途中に樹脂等の安価な材料を
用いた排出量調節手段２６を設置することが可能とな
り、また排出量調節手段２６の耐久信頼性を高めること
が出来、装置の使用上の安全性の向上を図れる。さらに
残留燃焼ガスを収縮することにより、排出路２０の通路
断面積を小さくすることが出来、排出路２０のコストを
削減出来るとともに、排出路２０に設けた排出量調節手
段２６のコンパクト化や低コスト化が図れる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の炭酸泉製造装置
は、次のような効果が得られる。

【００３０】請求項１記載の発明によれば、燃焼ガスを
導入する流路を冷却することにより、燃焼ガスを導入す
る流路の温度を電磁弁等の安全装置が設置出来る程度に
することも可能になるとともに、冷却された流路を介し
て間接的に燃焼ガスを冷却することもできるので、燃焼
ガスが流れる流路に電磁弁等の安全装置を設けることも
出来る。したがって、安全装置の耐久信頼性を高めるこ
とが出来、装置の使用上の安全性の向上を図れる。

【００３１】さらに燃焼ガスを冷却により収縮すること
で、燃焼ガスが流れる流路の通路断面積を小さくするこ
とが出来、流路のコストを削減出来るとともに、流路に
設けた安全装置のコンパクト化や低コスト化が図れる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、燃焼ガスを
排出する流路を冷却することにより、燃焼ガスを排出す
る流路の温度を電磁弁等の安全装置が設置出来る程度に
することも可能になるとともに、冷却する流路を介して
間接的に燃焼ガスも冷却され、燃焼ガスが流れる流路に
電磁弁等の安全装置を設けることが可能になる。

【００３３】その結果安全装置の耐久信頼性を高めるこ
とが出来、装置の使用上の安全性の向上を図れる。

【００３４】さらに燃焼ガスを冷却により収縮すること
で、燃焼ガスが流れる流路の通路断面積を小さくするこ
とが出来、流路のコストを削減出来るとともに、流路に
設けた安全装置のコンパクト化や低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炭酸泉製造装置を給湯機に応用した時
の一実施例の要部切断の概略構成図

【図２】本発明の他の実施例の要部切断の概略構成図

【図３】従来例における炭酸泉製造装置の要部切断の概
略構成図

【符号の説明】

１５ 給水給湯路 １７ 燃焼ガス導入路 １８ 燃焼ガス導入手段 １９ 気液分離手段 ２０ 排出路 ２２ 導入路冷却手段 ２９ 排出路冷却手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−41957（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−30851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01F 1/00,3/04,15/06 A61H 33/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯または水が通る給水給湯路と、二酸化炭
   素を含む燃焼ガスが通る燃焼ガス導入路と、前記燃焼ガ
   ス導入路から供給された燃焼ガスを前記給水給湯路内に
   導入し、燃焼ガス中の二酸化炭素を湯または水に溶解す
   る前記給水給湯路の途中に設けた燃焼ガス導入手段と、
   湯または水とこの湯または水に溶解しなかった残留燃焼
   ガスを分離する前記燃焼ガス導入手段の前記給水給湯路
   下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段にお
   いて分離した残留燃焼ガスを前記気液分離手段から排出
   する排出路と、前記燃焼ガス導入路を冷却する冷却手段
   を備えた炭酸泉製造装置。
2. 【請求項２】湯または水が通る給水給湯路と、二酸化炭
   素を含む燃焼ガスが通る燃焼ガス導入路と、前記燃焼ガ
   ス導入路から供給された燃焼ガスを前記給水給湯路内に
   導入し、燃焼ガス中の二酸化炭素を湯または水に溶解す
   る前記給水給湯路の途中に設けた燃焼ガス導入手段と、
   湯または水とこの湯または水に溶解しなかった残留燃焼
   ガスを分離する前記燃焼ガス導入手段の前記給水給湯路
   下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段にお
   いて分離した残留燃焼ガスを前記気液分離手段から排出
   する排出路と、前記排出路を冷却する冷却手段を備えた
   炭酸泉製造装置。