JP3887900B2 - 気体溶解装置およびそれを用いたシャワー装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体を水に溶解する気体溶解装置およびそれを用いたシャワー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のシャワー装置（たとえば特開平７−２２２７８５号公報）を図８に示す。
【０００３】
図８は、シャワー装置の概略的な全体構成図である。温水は配管を通して溶解器１に供給され、炭酸ガスが溶解された後に多数の孔を有するノズル２よりシャワー状に吐出される。炭酸ガスはボンベ３より配管を通して溶解器１に供給される。溶解器１に至る温水の配管の途中には流量検知器４が装備されており、温水が流れると流量検知器４はこれを検知してボンベ３より溶解器１への配管途中に装置された開閉弁５に信号を送って開閉弁５を開くようになっている。
【０００４】
図９は溶解器１の断面図であり、６は容器、７は中空糸膜、８はポッティング剤、９は温水導入口、１０は炭酸ガス溶解水の導出口、１１は炭酸ガス導入口である。温水導入口９より中空糸膜７の内部に導入された温水に炭酸ガスが中空糸膜７の外部より膜を透過して溶解し、温水は炭酸ガス水溶液となり導出口９より溶解器１外へ流出する。
【０００５】
温水が流れない状態では、流量検知器４は開閉弁５に閉じる信号を送るようになっている。減圧弁１２はボンベ３内の圧力を所定の圧力まで低下させる機能を有している。ノズル２は直径０．３〜１ｍｍの細孔を３０〜３００個有しているというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシャワー装置では溶解器１の中空糸膜７では溶解されなかったり、温水中で気体となった炭酸ガスが、浴室内にそのまま放出されるため、長時間炭酸ガスが含まれたシャワーを浴びると、浴室内の炭酸ガス濃度が上昇してしまうという課題があった。特に近年の気密性の高い浴室等においては換気が行われにくく、その可能性が高い。
【０００７】
また、溶解しなかった炭酸ガスは使用者の体にかかることなく、無駄に炭酸ガスを放出し、炭酸ガスの有効利用率が低くなるという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、給水管と、気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管を連結するとともに、途中に循環路開閉弁を接続した気体循環路と、前記給水管に設けた水流量検出手段と、前記気体供給管に設けた気体流量検出手段と、前記水流量検出手段と前記気体流量検出手段との検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その演算結果にもとづき前記循環路開閉弁を制御する循環路制御部とを具備したものである。
【０００９】
従って、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の気体溶解装置は、給水管と、気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管を連結するとともに、途中に循環路開閉弁を接続した気体循環路と、前記給水管に設けた水流量検出手段と、前記気体供給管に設けた気体流量検出手段と、前記水流量検出手段と前記気体流量検出手段との検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その演算結果にもとづき前記循環路開閉弁を制御する循環路制御部とを具備したものである。
【００１１】
また、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体量に応じて前記ポンプおよび前記供給管開閉弁を制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まった時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにしたものである。
【００１２】
さらに、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、前記気体量測定手段の測定結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まったことを前記気体量測定手段が測定した時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにした。
【００１３】
さらにまた、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記給水管に設けた水圧検出手段および前記気体供給管に設けた気体圧力検出手段の検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、この演算結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記演算結果が前記気液分離手段に溜まった気体の量が予め設定した値の時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにしたものである。
【００１４】
したがって、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００１５】
そして、これら気体溶解装置をシャワー装置の配管経路に接続して、シャワー装置設置場所での供給気体の濃度上昇を抑制し、その気体使用量も低減したものである。
【００１６】
先ず、本発明の参考実施例について説明する。
【００１７】
【参考実施例】
（参考実施例１）
図１において、１３は水が供給される給水管であり、気体溶解手段であるエジェクタ１４の水流入口１５に接続している。エジェクタ１４は、水が流れると、気体を供給する気体供給管１６が負圧となるように構成されており、また気体供給の有無に関わらず、気体供給管１６には水が流入しないようになっている。
【００１８】
気体供給管１６には、気体の加圧封入されたボンベ１７から気体が供給される。１８はその開閉により気体の供給を選択するとともに、気体の供給圧力をその弁開度により調節可能とした減圧手段および供給管開閉弁である減圧開閉弁であり、気体供給路に設けられている。
【００１９】
エジェクタ１４は、気液分離手段１９に連通し、気液分離手段１９ではエジェクタ１４で水に溶解しなかった気体を分離するように構成されている。タンク２０においてその上部に気体が分離されるように、エジェクタ１４から水が流入する水流入口２１が設けられている。また、水流出口２２は流入した気体がその流れによって下流側に流出しないように、水流入口２１より低い位置に設けられている。
【００２０】
なお、図１では水流入口２１の対向する面の下側に設けているが、気体の水の流れにより流出しない位置であれば何処でもよい。
【００２１】
２３はタンク２０の上部に溜まった気体を気体供給路１６に循環する気体循環路であり、気体循環路２３には気体供給路１６との開閉を行う循環路開閉弁２４と、気体供給路１６からの気体の逆流を防止する逆止弁２５が設けてある。２６はタンク２０内の液面の高さを検出する気体量測定手段である液面センサであり、気体の溜まった量を検出できるように液面センサ２６の検出信号は循環路制御部２７に取り込めるようになっている。
【００２２】
循環路制御部２７はタンク２０内に溜まった気体量に応じて、減圧開閉弁１８と循環路開閉弁２４を制御し、エジェクタ１４への気体の供給を選択している。
【００２３】
以上の構成において、気体の溶解を行わない場合は、循環路制御部２７は減圧開閉弁１８と循環路開閉弁２４を閉止するので、水がエジェクタ１４を流れ、気体供給管１６が負圧となっても、気体が供給されることがない。
【００２４】
気体供給を行う場合、給水管１３に水が供給されると、まず循環路制御部２７は減圧開閉弁１８を開成する。循環路開閉弁２４は閉止されており、気体循環路２３は気体供給管１６連通していない。ボンベ１７から気体が供給されるが、ボンベ１７は高圧ガスであるため、所定量の気体がエジェクタ１４に供給されるように循環路制御部２７が減圧開閉弁１８の弁開度を調節している。
【００２５】
エジェクタ１４によりボンベ１７から供給された気体が水に溶解されるが、気体の溶解量は気体の種類、水圧、気体圧力、水温、水流量、気体流量等の条件により異なる。エジェクタ１４で溶解しなかった気体は、気体分離手段１９のタンク２０に流入するが、その上部に溜まっていく。水流出口２２は、水流入口２１から流入した気体が流出しない位置に設けられ、確実に気体を分離する。
【００２６】
分離された気体量は液面センサ２６により検出される。溜まった気体量が所定以上すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の下限値になると、溜まった気体を気体供給管１６へ供給するように、循環路制御部２７は循環路開閉弁２４を開成する。これと同時に気体供給管１６にボンベ１７からの圧力が作用しないように、減圧開閉弁１８を閉止する。エジェクタ１４により気体供給管１６内は負圧となるので、タンク２０に溜まった気体が再びエジェクタ１４に引き込まれ、水に溶解される。
【００２７】
循環路制御部２７は、溜まった気体量が所定以下すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の上限値となると、水が気体循環路２３内に流入しないように、循環路制御部２７は循環路開閉弁２４を閉止する。そして、再度ボンベ１７から気体を供給するように減圧開閉弁１８を開成する。
【００２８】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、エジェクタ１４により溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、水流出口２２から気体が流出しないので、気体を溶解した水の供給場所の供給気体濃度の上昇を防止できる。
【００２９】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、さらに気体循環路２３を介して気体供給管１６に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する気体の無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用できるので、経済的であり、かつ、ボンベ１７の取換頻度などのメンテナンス性を向上できる。
【００３０】
さらに、気体の循環使用においてエジェクタ１４によって生じる負圧を利用しているので、循環に伴う駆動力を必要とせず、構成を簡単にできるとともに、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
（参考実施例２）
図２において、２８は水が供給される給水管であり、気体溶解手段である中空糸ユニット２９に接続している。中空糸ユニット２９は、中空糸膜３０の両端をモールドしてあり、中空糸の外部を水が流れ、内部からガスが供給され、中空糸膜３０を介して気体を水に溶解するようになっている。中空糸膜３０は少なくとも内側または外側が疎水性となっており、水が気体を供給路に逆流しないようになっているとともに、中空糸膜３０の全面で気体を溶解する。
【００３２】
気体供給管３１には、気体の加圧封入されたボンベ３２から気体が供給される。３３はその開閉により気体の供給を選択するとともに、気体の供給圧力をその弁開度により調節可能とした供給管開閉弁であり、気体供給路３１に設けられている。
【００３３】
中空糸ユニット２９は、気液分離手段３４に連通し、気液分離手段３４では中空糸ユニット２９で水に溶解しなかった気体を分離するように構成されている。タンク３５においてその上部に気体が分離されるように、中空糸ユニット２９から水が流入する水流入口３６が設けられている。また、水流出口３７は流入した気体がその流れによって下流側に流出しないように、水流入口３６より低い位置に設けられている。
【００３４】
なお、図２では水流入口３６の対向する面の下側に設けているが、気体の水の流れにより流出しない位置であれば何処でもよい。
【００３５】
３８はタンク３５の上部に溜まった気体を気体供給路３１に循環する気体循環路であり、気体循環路３８には気体供給路３１との開閉を行う循環路開閉弁３９と、気体供給路３１からの気体の逆流を防止する逆止弁４０が設けてある。
【００３６】
４１はタンク３５内の液面の高さを検出する気体量測定手段であるフロートスイッチであり、可動部４２の上下動により、気体が所定量の溜まった位置と、気体がほとんど溜まっている位置を検出できるようになっている。そして、フロートスイッチ４１からの信号は循環路制御部４３により検出される。
【００３７】
４４は気体供給管３１に設けられた減圧手段であるエジェクタであり、供給管開閉弁３３で減圧された気体をさらに減圧する構成となっている。また、気体循環路３８はエジェクタ４４の気体流入口４５に連通しており、エジェクタ４４内を気体が流れると、気体流入口４５が負圧となり、気体循環路３８から気体を供給できるようになっている。
【００３８】
循環路制御部４３はタンク３５内に溜まった気体量に応じて、供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を制御し、中空糸ユニット２９への気体の供給を制御して
いる。
【００３９】
以上の構成において、気体の溶解を行わない場合は、循環路制御部４３は供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を閉止するので、中空糸膜３０の外部から気体圧力がかからないので気体は供給されない。
【００４０】
気体供給を行う場合、給水管２８に水が供給されると、まず循環路制御部４３は供給管開閉弁３３を開成する。循環路開閉弁３９は閉止されており、気体循環路３８は気体供給管３１に連通していない。ボンベ３２から気体が供給されるが、ボンベ３２は高圧ガスであるため、所定量の気体が中空糸ユニット２９に供給されるように循環路制御部４３が供給管開閉弁３３の弁開度を調節している。
【００４１】
このとき気体がエジェクタ４４内を通過するので、気体流入口４５は負圧となるが、循環路開閉弁３９が閉止しているため、気液分離手段３４から気体を吸引できない。
【００４２】
中空糸ユニット２９によりボンベ３２から供給された気体が水に溶解されるが、気体の溶解量は気体の種類、水圧、気体圧力、水温、水流量、気体流量等の条件により異なる。中空糸ユニット２９で溶解しなかった気体は、気体分離手段３４のタンク３５に流入するが、その上部に溜まっていく。水流出口３７は、水流入口３６から流入した気体が流出しない位置に設けられ、確実に気体を分離する。
【００４３】
分離された気体量はフロートスイッチ４１により検出される。溜まった気体が所定量となる位置まで可動部４２が下がると、溜まった気体を気体供給管３１へ供給するように、循環路制御部４３は循環路開閉弁３９を開成する。循環路開閉弁３９を開成されると、エジェクタ４４により気体流入口が負圧となり、タンク３５内の気体が吸引され、ボンベ３２から供給される気体とともに再度中空糸ユニット２９に供給される。
【００４４】
気体が吸引され、タンク３５に溜まった気体が所定量以下となり、フロートスイッチ４１の可動部４２が所定の位置に上がると、循環路制御部４３は循環路開閉弁３９を閉止し、ボンベ３２からの気体の供給のみを行う。
【００４５】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、中空糸ユニット２９により溶解しなかった気体を気液分離手段３４によって分離するので、水流出口２２から気体が流出せず、気体を溶解した水の供給場所の供給気体濃度の上昇を防止できる。
【００４６】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段３４によって分離し、さらに気体循環路３８を介して気体供給管３１に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する気体の無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用でき、経済的であり、かつ、ボンベ３２の取換頻度などのメンテナンス性を向上できる。
【００４７】
さらに、気体の循環使用においてエジェクタ４４によって生じる負圧を利用しているので、循環に伴う駆動力を必要とせず、構成を簡単にできるとともに、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００４８】
また、中空糸膜３０により気体を溶解しているので、気体が溶解しやすく気液分離手段３４への気体が溜まる量も低減できるので、循環利用する気体と、ボンベ３２からの気体を同時に使用しても、気体がタンク３５へ溜まる量を抑制できる。
【００４９】
以上の参考実施例を踏まえ、以下その実施例を図面とともに説明する。
【００５０】
（実施例１）
図３において、参考実施例１，２と同一作用を行う構成については参考実施例１，２のものを援用する。
【００５１】
図３において、４６は給水管２８に設けられた水流量検出手段である水流量センサであり、水流量センサ４６からの信号は循環路制御部４７に取り込まれる。また、４８は気体供給管３１に設けられた気体流量検出手段である気体流量センサであり、気体流量センサ４８からの信号は循環路制御部４７に取り込まれる。
【００５２】
循環路制御部４７は、水流量センサ４６および気体流量センサ４８から信号により、気体の種類、水流量、気体流量から気体の溶解率を推定し、タンク３５に溜まる気体量を算出する。そして、予め設定した最大気体量と最小気体量から供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を制御している。
【００５３】
４９は気体溶解手段であり、管状の樹脂性フィルタ５０内部を水が通過し、その外側から気体がフィルタを介して水に溶解されるようになっている。樹脂性フィルタ５０は気体の種類に応じて異なるが、気体通過孔径は０．１μｍ〜５００μｍの範囲にあることが望ましい。
【００５４】
以上構成において、気体供給を行う場合、給水管２８に水が供給されると、まず循環路制御部４７は供給管開閉弁３３を開成し、水流量センサ４６からの水流量信号に応じて、予め設定された気体濃度となるように供給管開閉弁３３の弁開度を調節する。循環路開閉弁３９は閉止されており、気体循環路３８は気体供給管３１に連通していない。
【００５５】
このとき、気体溶解手段４９の樹脂性フィルタ５０を介してボンベ３２から供給された気体が水に溶解される。気体溶解手段４９で溶解しなかった気体は、気体分離手段３４のタンク３５に流入するが、その上部に溜まっていく。
【００５６】
循環路制御部４７は、水流量センサ４６および気体流量センサ４８から信号により、気体の種類、水流量、気体流量から気体の溶解率を推定し、タンク３５に溜まった気体量が予め設定した最大気体量になったと判定すると、循環路開閉弁３９を開成する。
【００５７】
循環路開閉弁３９が開成されると、エジェクタ４４により気体流入口が負圧となり、タンク３５内の気体が吸引され、ボンベ３２から供給される気体とともに再度気体溶解手段４９に供給される。このとき、循環路制御手段４７は気体流量センサ４８からの信号によりエジェクタ４４の気体の吸引量と、気体溶解手段４９で溶解しない気体量から気液分離手段３４に溜まっている気体量を算出する。
【００５８】
そして、予め設定した最小気体量になったと判定すると、循環路開閉弁３９を閉止し、ボンベ３２からの気体の供給のみを行う。
【００５９】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、循環路制御部４７が水流量センサ４６と気体流量センサ４８とから気体溶解率を算出し気液分離手段３４に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁３９を開閉するので、確実に気液分離手段３４から下流への気体の流出および気体循環路３１への気体溶解後の水の浸入を防止できる。
【００６０】
また、循環路制御部４７が水流量センサ４６から検出した水流量に応じて、所定の気体濃度となるように気体流量を気体流量センサ４８で検出し、供給管開閉弁３３の弁開度を調節するので、気体溶解濃度を任意の値に調節可能となる。
【００６１】
なお、本実施例１では樹脂性のフィルタ５０を用いたが、熱等のことを考慮すればセラミック製フィルタ等でもよい。またフィルタであれば、フィルタ孔径が前述した範囲に入っていれば構わない。
【００６２】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２を示し、前記の各参考実施例および実施例１と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例および実施例１のものを援用する。
【００６３】
図４において、ボンベ１７には炭酸ガスが充填されており、減圧開閉弁１８を介して気体溶解手段４９に炭酸ガスを供給する。気体溶解手段４９は実施例３で説明した気体溶解手段４９と同一構成である。気体循環路２３にはポンプ５１が設けてあり、タンク２０内に溜まった気体を気体供給管１６に循環供給できるようになっている。
【００６４】
循環路制御部５２は、液面センサ２６からの検出した液面位置、すなわち、タンク２０内の気体量によりポンプ５１と減圧開閉弁１８を制御する構成となっている。
【００６５】
以上の構成において、ボンベ１７から供給された炭酸ガスは気体溶解手段４９のフィルタ５０を介して水に溶解される。溶解しなかった炭酸ガスは、気液分離手段１９のタンク２０内に溜まっていく。炭酸ガスは水に溶解しやすく、分圧が１００％であるためタンク２０内でも、若干ではあるが水に炭酸ガスが溶解する。
【００６６】
分離された炭酸ガス量は液面センサ２６により検出される。溜まった炭酸ガス量が所定以上すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の下限値になると、溜まった気体を気体供給管１６へ供給するように、循環路制御部５２はポンプ５１を駆動する。
【００６７】
これと同時に気体供給管１６にボンベ１７からの圧力が作用しないように、減圧開閉弁１８を閉止する。そして、タンク２０に溜まった炭酸ガスが気体がポンプ５１により再び気体溶解手段４９に供給され、水に溶解される。
【００６８】
ポンプ５１は能力の調節が可能であり、水圧が高い場合でも確実に気体を循環させることができるようになっている。また、気体の循環量調節も可能である。循環路制御部５２は、溜まった炭酸ガス量が所定以下すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の上限値となると、水が気体循環路２３内に流入しないように、ポンプ５１を停止する。そして、再度ボンベ１７から炭酸ガスを供給するように減圧開閉弁１８を開成する。
【００６９】
以上のように本実施例の気体溶解装置は、液面センサ２６から所定量以上の炭酸ガスが気液分離手段１９に溜まると、減圧管開閉弁を閉止するとともに、ポンプ５１を駆動するので気体溶解手段４９での水圧が高くても、確実に気体循環路２３から気体を供給でき、ポンプ５１の駆動を調節することにより気体循環路２３からの気体供給量も調節できる。
【００７０】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、気体循環路２３を介して気体供給管１６に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する炭酸ガスの無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用できる。
【００７１】
なお、本実施例では気液分離手段１９内に溜まった炭酸ガス量を液面センサ２６により検出しているが、気体供給管１６に気体圧力検出手段を、給水管１３に水圧検出手段を設け、水圧検出手段および気体圧力検出手段からの信号により循環路制御手段が、気液分離手段１９に溜まった炭酸ガス量を算出する構成としても同様の効果が得られるとともに、水圧が検出できるので必要なポンプ能力が分かり、水の逆流を防止できる。
【００７２】
（実施例３）
図５はシャワー装置である温水洗浄便座５３に実施した本発明の実施例３を示し、前記の各参考実施例および各実施例と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例、各実施例のものを援用する。
【００７３】
図５に示す温水洗浄便座５３において、気体溶解装置５４は温水タンク５３ａとおしり洗浄用またはビデ用のシャワー部であるノズル５５の間に設けられている。炭酸ガスは水温が上昇すると水への溶解度が低下するため、炭酸ガスの水への溶解量は少なくなる。
【００７４】
しかし、気液分離手段１９により、溶解しなかった炭酸ガスがそれより下流へは流出しないので、ノズル５５から炭酸ガスが噴出されることがなく、血行を促進し、痔などの疾患に効能のある炭酸水（湯）を、密閉度の高い空間であるトイレ内の炭酸ガス濃度の上昇を防止しつつ、浴びることができる。
【００７５】
（実施例４）
図６はシャワー装置に実施した本発明の実施例４を示し、前記の各参考実施例および各実施例と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例、各実施例のものを援用する。
【００７６】
図６において、５６は減圧手段であるオリフィスであり、気体が流れるとその直後に設けられた気体流入口５７の圧力が低下し、気液分離手段３４の圧力よりも低くなる。従って、循環路開閉弁３９が開成していると、気液分離手段３４に溜まった気体が気体供給管３１に循環、供給される構成となっている。
【００７７】
５８は収納式の椅子５９およびアーム６０を有するシャワー装置であり、図７に示すように浴室やシャワールーム等に設置されている。使用者は収納可能な椅子５９に着座し、アーム６０およびシャワー装置本体６１に設けられた湯水を霧状に噴出する複数の湯水噴出手段であるノズル６２から噴霧された湯水に包まれるように入浴でき、入浴と同等の温まり感を得られる。
【００７８】
また、シャワー部であるハンドシャワー６３であり、前述した霧状のシャワーとは別に通常のシャワーも浴びれるようになっている。これらの切替は、切替つまみ６４により行え、温度調節は温調つまみ６５によって行う。
【００７９】
炭酸溶解装置６６により炭酸ガスを湯水に溶解し、霧状のシャワーを浴びると、炭酸泉と同様に炭酸により血管が拡張するので、血行が促進され、疲労回復、冷え性など多様な効能を期待できる。
【００８０】
また、入浴者を霧状の湯で包み込むが、溶解しなかった炭酸ガスが供給されないので、入浴者に向かって炭酸ガスが噴出されることがなく、加えて、浴室内の炭酸ガス濃度上昇を防止できる。
【００８１】
以上説明した参考実施例および実施例の技術的意義をまとめれば以下次の通りである。
【００８２】
（１）気体溶解装置は、給水管と、気体供給管と、給水管に設けられ水に気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、気体溶解手段の下流側に設けた気液分離手段と、気液分離手段と前記気体供給管を連結する気体循環路を設けたものであり、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００８３】
（２）気体気体供給管と気体循環路の連結部において気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くなる減圧手段を設けたものであり、気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くなるので、気液分離手段に溜まった気体溶解手段で溶解しなかった気体が気体循環路を介して気体供給路に引き込まれ、気体を再利用することができる。
【００８４】
（３）減圧手段をエジェクタとして構成したものであり、気体供給管での気体の流れを 利用して、気液分離手段からの気体循環路の接続部に負圧を生じさせるので、気体溶解手段で溶解しなかった気体量が多くても、迅速に気体を気体供給路に引き込むことができ、気液分離手段の容積を小さくすることができる。
【００８５】
（４）減圧手段をノズルまたはオリフィスとして構成したものであり、ベンチェリー管またはそれに準ずる構成として、気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くするので、簡単な構成で溶解しなかった気体を気体供給路に引き込むことができる。
【００８６】
また、本発明の気体溶解装置は、気体循環路を開閉する循環路開閉弁を設けたものであり、気体循環路を開閉できるので、溶解しなかった気体を諸条件に応じて選択的に使用することができる。
【００８７】
（５）気体循環路を開閉する循環路開閉弁と、気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、気体量測定手段からの信号に応じて循環路開閉弁を制御する循環路制御部を設けたものであり、気体量測定手段により気液分離手段に溜まった気体の量を測定し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出を抑制できるとともに、気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できる。
【００８８】
（６）気体循環路を開閉する循環路開閉弁と、給水管に設けた水流量検出手段と、気体供給管に設けた気体流量検出手段と、水流量検出手段と気体流量検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算して循環路開閉弁を制御する循環路制御部を設けたものであり、循環路制御部が水流量検出手段と気体流量検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出および気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できるとともに、水流量検出手段と気体流量検出手段を利用し気体溶解濃度、水流量、気体使用量などの諸項目を検出できる。
【００８９】
（７）気体供給管を開閉する供給管開閉弁と、気体循環路にポンプを設けたものであり、気体循環路から気体を気体溶解手段に供給する場合に供給管開閉弁を閉止するとともにポンプを駆動するので気体溶解手段での水圧が高くても、確実に気体循環路から気体を供給できる。
【００９０】
（８）気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、気体量測定手段からの信号に応じて供給管開閉弁とポンプを制御する循環路制御部を設けたものであり、気体量測定手段から所定量以上の気体が気液分離手段に溜まると、供給管開閉弁を閉止するとともにポンプを駆動するので気体溶解手段での水圧が高くても、確実に気体循環路から気体を供給でき、ポンプの駆動を調節することにより気体循環路からの気体供給量も調節できる。
【００９１】
（９）給水管に設けた水圧検出手段と、気体供給管に設けた気体圧力検出手段と、前記水圧検出手段と前記気体圧力検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算して供給管開閉弁とポンプを制御する循環路制御部を設けたものであり、循環路制御部が水圧検出手段と気体圧力検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するとともに水圧を検出し水圧に応じてポンプを駆動できるので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出および気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できるとともに、水流量検出手段と気体流量検出手段を利用し気体溶解濃度、水流量、気体使用量などの諸項目を検出できる。
【００９２】
（１０）気体供給管から供給される気体を炭酸ガスとしたものであり、水に溶解しなかった炭酸ガスが水の供給先に供給されないため、供給先の炭酸ガス濃度の上昇を防止でき、さらに、気液分離手段でも、水と炭酸ガスが接触し、水に溶解しやすい炭酸ガスの溶解をさらに促進できる。
【００９３】
（１１）使用者に温水を噴出するシャワー部と、シャワー部へ配管経路に気体溶解装置を設けたものであり、溶解しなかった気体がシャワー部から供給されないので、シャワー部の設置場所での供給気体の濃度上昇を防止でき、気体使用量も確実に低減できる。
【００９４】
（１２）霧状に湯水を噴出する湯水噴出手段を有するものであり、霧状に湯水を噴出するが気体溶解装置から溶解しなかった気体が噴出されることがなく、設置場所での供給気体の濃度上昇を最低限に抑制できる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、効率よく気体を利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例１における気体溶解装置の構成図
【図２】 本発明の参考実施例２における気体溶解装置の構成図
【図３】 本発明の実施例１における気体溶解装置の構成図
【図４】 本発明の実施例２における気体溶解装置の構成図
【図５】 本発明の実施例３におけるシャワー装置の構成図
【図６】 本発明の実施例４におけるシャワー装置の構成図
【図７】 同シャワー装置の取り付け斜視図
【図８】 従来の入浴装置のブロック図
【図９】 同入浴装置の気体溶解手段の断面図
【符号の説明】
１３ 給水管
１４ エジェクタ（気体溶解手段）
１６ 気体供給管
１８ 減圧開閉弁（減圧手段、供給管開閉弁）
１９ 気液分離手段
２３ 気体循環路
２４ 循環路開閉弁
２６ 液面センサ（気体量測定手段）
２７ 循環路制御部
２８ 給水管
２９ 中空糸ユニット（気体溶解手段）
３１ 気体供給管
３３ 供給管開閉弁
３４ 気液分離手段
３８ 気体循環路
３９ 循環路開閉弁
４０ フロートスイッチ（気体量測定手段）
４３ 循環路制御部
４４ エジェクタ（減圧手段）
４６ 水流量センサ（水流量検出手段）
４７ 循環路制御部
４８ 気体流量センサ（気体流量検出手段）
４９ 気体溶解手段
５１ ポンプ
５２ 循環路制御部
５３ 温水洗浄便座（シャワー装置）
５４ 気体溶解装置
５５ ノズル（シャワー部）
５６ オリフィス（減圧手段）
５８ シャワー装置
６２ ノズル（湯水噴出手段）
６３ ハンドシャワー（シャワー部）
６６ 炭酸溶解装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体を水に溶解する気体溶解装置およびそれを用いたシャワー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のシャワー装置（たとえば特開平７−２２２７８５号公報）を図８に示す。
【０００３】
図８は、シャワー装置の概略的な全体構成図である。温水は配管を通して溶解器１に供給され、炭酸ガスが溶解された後に多数の孔を有するノズル２よりシャワー状に吐出される。炭酸ガスはボンベ３より配管を通して溶解器１に供給される。溶解器１に至る温水の配管の途中には流量検知器４が装備されており、温水が流れると流量検知器４はこれを検知してボンベ３より溶解器１への配管途中に装置された開閉弁５に信号を送って開閉弁５を開くようになっている。
【０００４】
図９は溶解器１の断面図であり、６は容器、７は中空糸膜、８はポッティング剤、９は温水導入口、１０は炭酸ガス溶解水の導出口、１１は炭酸ガス導入口である。温水導入口９より中空糸膜７の内部に導入された温水に炭酸ガスが中空糸膜７の外部より膜を透過して溶解し、温水は炭酸ガス水溶液となり導出口９より溶解器１外へ流出する。
【０００５】
温水が流れない状態では、流量検知器４は開閉弁５に閉じる信号を送るようになっている。減圧弁１２はボンベ３内の圧力を所定の圧力まで低下させる機能を有している。ノズル２は直径０．３〜１ｍｍの細孔を３０〜３００個有しているというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシャワー装置では溶解器１の中空糸膜７では溶解されなかったり、温水中で気体となった炭酸ガスが、浴室内にそのまま放出されるため、長時間炭酸ガスが含まれたシャワーを浴びると、浴室内の炭酸ガス濃度が上昇してしまうという課題があった。特に近年の気密性の高い浴室等においては換気が行われにくく、その可能性が高い。
【０００７】
また、溶解しなかった炭酸ガスは使用者の体にかかることなく、無駄に炭酸ガスを放出し、炭酸ガスの有効利用率が低くなるという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、給水管と、気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管を連結するとともに、途中に循環路開閉弁を接続した気体循環路と、前記給水管に設けた水流量検出手段と、前記気体供給管に設けた気体流量検出手段と、前記水流量検出手段と前記気体流量検出手段との検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その演算結果にもとづき前記循環路開閉弁を制御する循環路制御部とを具備したものである。
【０００９】
従って、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の気体溶解装置は、給水管と、気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管を連結するとともに、途中に循環路開閉弁を接続した気体循環路と、前記給水管に設けた水流量検出手段と、前記気体供給管に設けた気体流量検出手段と、前記水流量検出手段と前記気体流量検出手段との検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その演算結果にもとづき前記循環路開閉弁を制御する循環路制御部とを具備したものである。
【００１１】
また、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体量に応じて前記ポンプおよび前記供給管開閉弁を制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まった時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにしたものである。
【００１２】
さらに、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、前記気体量測定手段の測定結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まったことを前記気体量測定手段が測定した時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにした。
【００１３】
さらにまた、給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記給水管に設けた水圧検出手段および前記気体供給管に設けた気体圧力検出手段の検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、この演算結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記演算結果が前記気液分離手段に溜まった気体の量が予め設定した値の時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにしたものである。
【００１４】
したがって、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００１５】
そして、これら気体溶解装置をシャワー装置の配管経路に接続して、シャワー装置設置場所での供給気体の濃度上昇を抑制し、その気体使用量も低減したものである。
【００１６】
先ず、本発明の参考実施例について説明する。
【００１７】
【参考実施例】
（参考実施例１）
図１において、１３は水が供給される給水管であり、気体溶解手段であるエジェクタ１４の水流入口１５に接続している。エジェクタ１４は、水が流れると、気体を供給する気体供給管１６が負圧となるように構成されており、また気体供給の有無に関わらず、気体供給管１６には水が流入しないようになっている。
【００１８】
気体供給管１６には、気体の加圧封入されたボンベ１７から気体が供給される。１８はその開閉により気体の供給を選択するとともに、気体の供給圧力をその弁開度により調節可能とした減圧手段および供給管開閉弁である減圧開閉弁であり、気体供給路に設けられている。
【００１９】
エジェクタ１４は、気液分離手段１９に連通し、気液分離手段１９ではエジェクタ１４で水に溶解しなかった気体を分離するように構成されている。タンク２０においてその上部に気体が分離されるように、エジェクタ１４から水が流入する水流入口２１が設けられている。また、水流出口２２は流入した気体がその流れによって下流側に流出しないように、水流入口２１より低い位置に設けられている。
【００２０】
なお、図１では水流入口２１の対向する面の下側に設けているが、気体の水の流れにより流出しない位置であれば何処でもよい。
【００２１】
２３はタンク２０の上部に溜まった気体を気体供給路１６に循環する気体循環路であり、気体循環路２３には気体供給路１６との開閉を行う循環路開閉弁２４と、気体供給路１６からの気体の逆流を防止する逆止弁２５が設けてある。２６はタンク２０内の液面の高さを検出する気体量測定手段である液面センサであり、気体の溜まった量を検出できるように液面センサ２６の検出信号は循環路制御部２７に取り込めるようになっている。
【００２２】
循環路制御部２７はタンク２０内に溜まった気体量に応じて、減圧開閉弁１８と循環路開閉弁２４を制御し、エジェクタ１４への気体の供給を選択している。
【００２３】
以上の構成において、気体の溶解を行わない場合は、循環路制御部２７は減圧開閉弁１８と循環路開閉弁２４を閉止するので、水がエジェクタ１４を流れ、気体供給管１６が負圧となっても、気体が供給されることがない。
【００２４】
気体供給を行う場合、給水管１３に水が供給されると、まず循環路制御部２７は減圧開閉弁１８を開成する。循環路開閉弁２４は閉止されており、気体循環路２３は気体供給管１６連通していない。ボンベ１７から気体が供給されるが、ボンベ１７は高圧ガスであるため、所定量の気体がエジェクタ１４に供給されるように循環路制御部２７が減圧開閉弁１８の弁開度を調節している。
【００２５】
エジェクタ１４によりボンベ１７から供給された気体が水に溶解されるが、気体の溶解量は気体の種類、水圧、気体圧力、水温、水流量、気体流量等の条件により異なる。エジェクタ１４で溶解しなかった気体は、気体分離手段１９のタンク２０に流入するが、その上部に溜まっていく。水流出口２２は、水流入口２１から流入した気体が流出しない位置に設けられ、確実に気体を分離する。
【００２６】
分離された気体量は液面センサ２６により検出される。溜まった気体量が所定以上すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の下限値になると、溜まった気体を気体供給管１６へ供給するように、循環路制御部２７は循環路開閉弁２４を開成する。これと同時に気体供給管１６にボンベ１７からの圧力が作用しないように、減圧開閉弁１８を閉止する。エジェクタ１４により気体供給管１６内は負圧となるので、タンク２０に溜まった気体が再びエジェクタ１４に引き込まれ、水に溶解される。
【００２７】
循環路制御部２７は、溜まった気体量が所定以下すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の上限値となると、水が気体循環路２３内に流入しないように、循環路制御部２７は循環路開閉弁２４を閉止する。そして、再度ボンベ１７から気体を供給するように減圧開閉弁１８を開成する。
【００２８】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、エジェクタ１４により溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、水流出口２２から気体が流出しないので、気体を溶解した水の供給場所の供給気体濃度の上昇を防止できる。
【００２９】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、さらに気体循環路２３を介して気体供給管１６に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する気体の無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用できるので、経済的であり、かつ、ボンベ１７の取換頻度などのメンテナンス性を向上できる。
【００３０】
さらに、気体の循環使用においてエジェクタ１４によって生じる負圧を利用しているので、循環に伴う駆動力を必要とせず、構成を簡単にできるとともに、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
（参考実施例２）
図２において、２８は水が供給される給水管であり、気体溶解手段である中空糸ユニット２９に接続している。中空糸ユニット２９は、中空糸膜３０の両端をモールドしてあり、中空糸の外部を水が流れ、内部からガスが供給され、中空糸膜３０を介して気体を水に溶解するようになっている。中空糸膜３０は少なくとも内側または外側が疎水性となっており、水が気体を供給路に逆流しないようになっているとともに、中空糸膜３０の全面で気体を溶解する。
【００３２】
気体供給管３１には、気体の加圧封入されたボンベ３２から気体が供給される。３３はその開閉により気体の供給を選択するとともに、気体の供給圧力をその弁開度により調節可能とした供給管開閉弁であり、気体供給路３１に設けられている。
【００３３】
中空糸ユニット２９は、気液分離手段３４に連通し、気液分離手段３４では中空糸ユニット２９で水に溶解しなかった気体を分離するように構成されている。タンク３５においてその上部に気体が分離されるように、中空糸ユニット２９から水が流入する水流入口３６が設けられている。また、水流出口３７は流入した気体がその流れによって下流側に流出しないように、水流入口３６より低い位置に設けられている。
【００３４】
なお、図２では水流入口３６の対向する面の下側に設けているが、気体の水の流れにより流出しない位置であれば何処でもよい。
【００３５】
３８はタンク３５の上部に溜まった気体を気体供給路３１に循環する気体循環路であり、気体循環路３８には気体供給路３１との開閉を行う循環路開閉弁３９と、気体供給路３１からの気体の逆流を防止する逆止弁４０が設けてある。
【００３６】
４１はタンク３５内の液面の高さを検出する気体量測定手段であるフロートスイッチであり、可動部４２の上下動により、気体が所定量の溜まった位置と、気体がほとんど溜まっている位置を検出できるようになっている。そして、フロートスイッチ４１からの信号は循環路制御部４３により検出される。
【００３７】
４４は気体供給管３１に設けられた減圧手段であるエジェクタであり、供給管開閉弁３３で減圧された気体をさらに減圧する構成となっている。また、気体循環路３８はエジェクタ４４の気体流入口４５に連通しており、エジェクタ４４内を気体が流れると、気体流入口４５が負圧となり、気体循環路３８から気体を供給できるようになっている。
【００３８】
循環路制御部４３はタンク３５内に溜まった気体量に応じて、供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を制御し、中空糸ユニット２９への気体の供給を制御して
いる。
【００３９】
以上の構成において、気体の溶解を行わない場合は、循環路制御部４３は供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を閉止するので、中空糸膜３０の外部から気体圧力がかからないので気体は供給されない。
【００４０】
気体供給を行う場合、給水管２８に水が供給されると、まず循環路制御部４３は供給管開閉弁３３を開成する。循環路開閉弁３９は閉止されており、気体循環路３８は気体供給管３１に連通していない。ボンベ３２から気体が供給されるが、ボンベ３２は高圧ガスであるため、所定量の気体が中空糸ユニット２９に供給されるように循環路制御部４３が供給管開閉弁３３の弁開度を調節している。
【００４１】
このとき気体がエジェクタ４４内を通過するので、気体流入口４５は負圧となるが、循環路開閉弁３９が閉止しているため、気液分離手段３４から気体を吸引できない。
【００４２】
中空糸ユニット２９によりボンベ３２から供給された気体が水に溶解されるが、気体の溶解量は気体の種類、水圧、気体圧力、水温、水流量、気体流量等の条件により異なる。中空糸ユニット２９で溶解しなかった気体は、気体分離手段３４のタンク３５に流入するが、その上部に溜まっていく。水流出口３７は、水流入口３６から流入した気体が流出しない位置に設けられ、確実に気体を分離する。
【００４３】
分離された気体量はフロートスイッチ４１により検出される。溜まった気体が所定量となる位置まで可動部４２が下がると、溜まった気体を気体供給管３１へ供給するように、循環路制御部４３は循環路開閉弁３９を開成する。循環路開閉弁３９を開成されると、エジェクタ４４により気体流入口が負圧となり、タンク３５内の気体が吸引され、ボンベ３２から供給される気体とともに再度中空糸ユニット２９に供給される。
【００４４】
気体が吸引され、タンク３５に溜まった気体が所定量以下となり、フロートスイッチ４１の可動部４２が所定の位置に上がると、循環路制御部４３は循環路開閉弁３９を閉止し、ボンベ３２からの気体の供給のみを行う。
【００４５】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、中空糸ユニット２９により溶解しなかった気体を気液分離手段３４によって分離するので、水流出口２２から気体が流出せず、気体を溶解した水の供給場所の供給気体濃度の上昇を防止できる。
【００４６】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段３４によって分離し、さらに気体循環路３８を介して気体供給管３１に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する気体の無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用でき、経済的であり、かつ、ボンベ３２の取換頻度などのメンテナンス性を向上できる。
【００４７】
さらに、気体の循環使用においてエジェクタ４４によって生じる負圧を利用しているので、循環に伴う駆動力を必要とせず、構成を簡単にできるとともに、コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００４８】
また、中空糸膜３０により気体を溶解しているので、気体が溶解しやすく気液分離手段３４への気体が溜まる量も低減できるので、循環利用する気体と、ボンベ３２からの気体を同時に使用しても、気体がタンク３５へ溜まる量を抑制できる。
【００４９】
以上の参考実施例を踏まえ、以下その実施例を図面とともに説明する。
【００５０】
（実施例１）
図３において、参考実施例１，２と同一作用を行う構成については参考実施例１，２のものを援用する。
【００５１】
図３において、４６は給水管２８に設けられた水流量検出手段である水流量センサであり、水流量センサ４６からの信号は循環路制御部４７に取り込まれる。また、４８は気体供給管３１に設けられた気体流量検出手段である気体流量センサであり、気体流量センサ４８からの信号は循環路制御部４７に取り込まれる。
【００５２】
循環路制御部４７は、水流量センサ４６および気体流量センサ４８から信号により、気体の種類、水流量、気体流量から気体の溶解率を推定し、タンク３５に溜まる気体量を算出する。そして、予め設定した最大気体量と最小気体量から供給管開閉弁３３と循環路開閉弁３９を制御している。
【００５３】
４９は気体溶解手段であり、管状の樹脂性フィルタ５０内部を水が通過し、その外側から気体がフィルタを介して水に溶解されるようになっている。樹脂性フィルタ５０は気体の種類に応じて異なるが、気体通過孔径は０．１μｍ〜５００μｍの範囲にあることが望ましい。
【００５４】
以上構成において、気体供給を行う場合、給水管２８に水が供給されると、まず循環路制御部４７は供給管開閉弁３３を開成し、水流量センサ４６からの水流量信号に応じて、予め設定された気体濃度となるように供給管開閉弁３３の弁開度を調節する。循環路開閉弁３９は閉止されており、気体循環路３８は気体供給管３１に連通していない。
【００５５】
このとき、気体溶解手段４９の樹脂性フィルタ５０を介してボンベ３２から供給された気体が水に溶解される。気体溶解手段４９で溶解しなかった気体は、気体分離手段３４のタンク３５に流入するが、その上部に溜まっていく。
【００５６】
循環路制御部４７は、水流量センサ４６および気体流量センサ４８から信号により、気体の種類、水流量、気体流量から気体の溶解率を推定し、タンク３５に溜まった気体量が予め設定した最大気体量になったと判定すると、循環路開閉弁３９を開成する。
【００５７】
循環路開閉弁３９が開成されると、エジェクタ４４により気体流入口が負圧となり、タンク３５内の気体が吸引され、ボンベ３２から供給される気体とともに再度気体溶解手段４９に供給される。このとき、循環路制御手段４７は気体流量センサ４８からの信号によりエジェクタ４４の気体の吸引量と、気体溶解手段４９で溶解しない気体量から気液分離手段３４に溜まっている気体量を算出する。
【００５８】
そして、予め設定した最小気体量になったと判定すると、循環路開閉弁３９を閉止し、ボンベ３２からの気体の供給のみを行う。
【００５９】
以上のように本参考実施例の気体溶解装置は、循環路制御部４７が水流量センサ４６と気体流量センサ４８とから気体溶解率を算出し気液分離手段３４に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁３９を開閉するので、確実に気液分離手段３４から下流への気体の流出および気体循環路３１への気体溶解後の水の浸入を防止できる。
【００６０】
また、循環路制御部４７が水流量センサ４６から検出した水流量に応じて、所定の気体濃度となるように気体流量を気体流量センサ４８で検出し、供給管開閉弁３３の弁開度を調節するので、気体溶解濃度を任意の値に調節可能となる。
【００６１】
なお、本実施例１では樹脂性のフィルタ５０を用いたが、熱等のことを考慮すればセラミック製フィルタ等でもよい。またフィルタであれば、フィルタ孔径が前述した範囲に入っていれば構わない。
【００６２】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２を示し、前記の各参考実施例および実施例１と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例および実施例１のものを援用する。
【００６３】
図４において、ボンベ１７には炭酸ガスが充填されており、減圧開閉弁１８を介して気体溶解手段４９に炭酸ガスを供給する。気体溶解手段４９は実施例３で説明した気体溶解手段４９と同一構成である。気体循環路２３にはポンプ５１が設けてあり、タンク２０内に溜まった気体を気体供給管１６に循環供給できるようになっている。
【００６４】
循環路制御部５２は、液面センサ２６からの検出した液面位置、すなわち、タンク２０内の気体量によりポンプ５１と減圧開閉弁１８を制御する構成となっている。
【００６５】
以上の構成において、ボンベ１７から供給された炭酸ガスは気体溶解手段４９のフィルタ５０を介して水に溶解される。溶解しなかった炭酸ガスは、気液分離手段１９のタンク２０内に溜まっていく。炭酸ガスは水に溶解しやすく、分圧が１００％であるためタンク２０内でも、若干ではあるが水に炭酸ガスが溶解する。
【００６６】
分離された炭酸ガス量は液面センサ２６により検出される。溜まった炭酸ガス量が所定以上すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の下限値になると、溜まった気体を気体供給管１６へ供給するように、循環路制御部５２はポンプ５１を駆動する。
【００６７】
これと同時に気体供給管１６にボンベ１７からの圧力が作用しないように、減圧開閉弁１８を閉止する。そして、タンク２０に溜まった炭酸ガスが気体がポンプ５１により再び気体溶解手段４９に供給され、水に溶解される。
【００６８】
ポンプ５１は能力の調節が可能であり、水圧が高い場合でも確実に気体を循環させることができるようになっている。また、気体の循環量調節も可能である。循環路制御部５２は、溜まった炭酸ガス量が所定以下すなわち液面センサ２６の検出水位が所定の上限値となると、水が気体循環路２３内に流入しないように、ポンプ５１を停止する。そして、再度ボンベ１７から炭酸ガスを供給するように減圧開閉弁１８を開成する。
【００６９】
以上のように本実施例の気体溶解装置は、液面センサ２６から所定量以上の炭酸ガスが気液分離手段１９に溜まると、減圧管開閉弁を閉止するとともに、ポンプ５１を駆動するので気体溶解手段４９での水圧が高くても、確実に気体循環路２３から気体を供給でき、ポンプ５１の駆動を調節することにより気体循環路２３からの気体供給量も調節できる。
【００７０】
また、溶解しなかった気体を気液分離手段１９によって分離し、気体循環路２３を介して気体供給管１６に再度供給し、気体が溶解するまで気体の循環を行うので、溶解する炭酸ガスの無駄な使用がなく、ほぼ１００％を有効に利用できる。
【００７１】
なお、本実施例では気液分離手段１９内に溜まった炭酸ガス量を液面センサ２６により検出しているが、気体供給管１６に気体圧力検出手段を、給水管１３に水圧検出手段を設け、水圧検出手段および気体圧力検出手段からの信号により循環路制御手段が、気液分離手段１９に溜まった炭酸ガス量を算出する構成としても同様の効果が得られるとともに、水圧が検出できるので必要なポンプ能力が分かり、水の逆流を防止できる。
【００７２】
（実施例３）
図５はシャワー装置である温水洗浄便座５３に実施した本発明の実施例３を示し、前記の各参考実施例および各実施例と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例、各実施例のものを援用する。
【００７３】
図５に示す温水洗浄便座５３において、気体溶解装置５４は温水タンク５３ａとおしり洗浄用またはビデ用のシャワー部であるノズル５５の間に設けられている。炭酸ガスは水温が上昇すると水への溶解度が低下するため、炭酸ガスの水への溶解量は少なくなる。
【００７４】
しかし、気液分離手段１９により、溶解しなかった炭酸ガスがそれより下流へは流出しないので、ノズル５５から炭酸ガスが噴出されることがなく、血行を促進し、痔などの疾患に効能のある炭酸水（湯）を、密閉度の高い空間であるトイレ内の炭酸ガス濃度の上昇を防止しつつ、浴びることができる。
【００７５】
（実施例４）
図６はシャワー装置に実施した本発明の実施例４を示し、前記の各参考実施例および各実施例と同じ作用をする構成については同一符号を付して具体的説明は同各参考実施例、各実施例のものを援用する。
【００７６】
図６において、５６は減圧手段であるオリフィスであり、気体が流れるとその直後に設けられた気体流入口５７の圧力が低下し、気液分離手段３４の圧力よりも低くなる。従って、循環路開閉弁３９が開成していると、気液分離手段３４に溜まった気体が気体供給管３１に循環、供給される構成となっている。
【００７７】
５８は収納式の椅子５９およびアーム６０を有するシャワー装置であり、図７に示すように浴室やシャワールーム等に設置されている。使用者は収納可能な椅子５９に着座し、アーム６０およびシャワー装置本体６１に設けられた湯水を霧状に噴出する複数の湯水噴出手段であるノズル６２から噴霧された湯水に包まれるように入浴でき、入浴と同等の温まり感を得られる。
【００７８】
また、シャワー部であるハンドシャワー６３であり、前述した霧状のシャワーとは別に通常のシャワーも浴びれるようになっている。これらの切替は、切替つまみ６４により行え、温度調節は温調つまみ６５によって行う。
【００７９】
炭酸溶解装置６６により炭酸ガスを湯水に溶解し、霧状のシャワーを浴びると、炭酸泉と同様に炭酸により血管が拡張するので、血行が促進され、疲労回復、冷え性など多様な効能を期待できる。
【００８０】
また、入浴者を霧状の湯で包み込むが、溶解しなかった炭酸ガスが供給されないので、入浴者に向かって炭酸ガスが噴出されることがなく、加えて、浴室内の炭酸ガス濃度上昇を防止できる。
【００８１】
以上説明した参考実施例および実施例の技術的意義をまとめれば以下次の通りである。
【００８２】
（１）気体溶解装置は、給水管と、気体供給管と、給水管に設けられ水に気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、気体溶解手段の下流側に設けた気液分離手段と、気液分離手段と前記気体供給管を連結する気体循環路を設けたものであり、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、溶解しなかった気体を気体溶解装置の外へ排出することがなく、また、気体を無駄に消費することがないので効率よく気体を利用することができる。
【００８３】
（２）気体気体供給管と気体循環路の連結部において気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くなる減圧手段を設けたものであり、気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くなるので、気液分離手段に溜まった気体溶解手段で溶解しなかった気体が気体循環路を介して気体供給路に引き込まれ、気体を再利用することができる。
【００８４】
（３）減圧手段をエジェクタとして構成したものであり、気体供給管での気体の流れを 利用して、気液分離手段からの気体循環路の接続部に負圧を生じさせるので、気体溶解手段で溶解しなかった気体量が多くても、迅速に気体を気体供給路に引き込むことができ、気液分離手段の容積を小さくすることができる。
【００８５】
（４）減圧手段をノズルまたはオリフィスとして構成したものであり、ベンチェリー管またはそれに準ずる構成として、気体供給管の気体圧力が気体循環路の気体圧力よりも低くするので、簡単な構成で溶解しなかった気体を気体供給路に引き込むことができる。
【００８６】
また、本発明の気体溶解装置は、気体循環路を開閉する循環路開閉弁を設けたものであり、気体循環路を開閉できるので、溶解しなかった気体を諸条件に応じて選択的に使用することができる。
【００８７】
（５）気体循環路を開閉する循環路開閉弁と、気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、気体量測定手段からの信号に応じて循環路開閉弁を制御する循環路制御部を設けたものであり、気体量測定手段により気液分離手段に溜まった気体の量を測定し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出を抑制できるとともに、気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できる。
【００８８】
（６）気体循環路を開閉する循環路開閉弁と、給水管に設けた水流量検出手段と、気体供給管に設けた気体流量検出手段と、水流量検出手段と気体流量検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算して循環路開閉弁を制御する循環路制御部を設けたものであり、循環路制御部が水流量検出手段と気体流量検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出および気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できるとともに、水流量検出手段と気体流量検出手段を利用し気体溶解濃度、水流量、気体使用量などの諸項目を検出できる。
【００８９】
（７）気体供給管を開閉する供給管開閉弁と、気体循環路にポンプを設けたものであり、気体循環路から気体を気体溶解手段に供給する場合に供給管開閉弁を閉止するとともにポンプを駆動するので気体溶解手段での水圧が高くても、確実に気体循環路から気体を供給できる。
【００９０】
（８）気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、気体量測定手段からの信号に応じて供給管開閉弁とポンプを制御する循環路制御部を設けたものであり、気体量測定手段から所定量以上の気体が気液分離手段に溜まると、供給管開閉弁を閉止するとともにポンプを駆動するので気体溶解手段での水圧が高くても、確実に気体循環路から気体を供給でき、ポンプの駆動を調節することにより気体循環路からの気体供給量も調節できる。
【００９１】
（９）給水管に設けた水圧検出手段と、気体供給管に設けた気体圧力検出手段と、前記水圧検出手段と前記気体圧力検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算して供給管開閉弁とポンプを制御する循環路制御部を設けたものであり、循環路制御部が水圧検出手段と気体圧力検出手段とから気体溶解率を算出し気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その気体量に応じて循環路開閉弁を開閉するとともに水圧を検出し水圧に応じてポンプを駆動できるので、確実に気液分離手段から下流への気体の流出および気体循環路への気体溶解後の水の浸入を防止できるとともに、水流量検出手段と気体流量検出手段を利用し気体溶解濃度、水流量、気体使用量などの諸項目を検出できる。
【００９２】
（１０）気体供給管から供給される気体を炭酸ガスとしたものであり、水に溶解しなかった炭酸ガスが水の供給先に供給されないため、供給先の炭酸ガス濃度の上昇を防止でき、さらに、気液分離手段でも、水と炭酸ガスが接触し、水に溶解しやすい炭酸ガスの溶解をさらに促進できる。
【００９３】
（１１）使用者に温水を噴出するシャワー部と、シャワー部へ配管経路に気体溶解装置を設けたものであり、溶解しなかった気体がシャワー部から供給されないので、シャワー部の設置場所での供給気体の濃度上昇を防止でき、気体使用量も確実に低減できる。
【００９４】
（１２）霧状に湯水を噴出する湯水噴出手段を有するものであり、霧状に湯水を噴出するが気体溶解装置から溶解しなかった気体が噴出されることがなく、設置場所での供給気体の濃度上昇を最低限に抑制できる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、気体溶解手段で溶解しなかった気体を気液分離手段で分離し、気体循環路により再度、気体溶解手段へ供給できるので、効率よく気体を利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例１における気体溶解装置の構成図
【図２】 本発明の参考実施例２における気体溶解装置の構成図
【図３】 本発明の実施例１における気体溶解装置の構成図
【図４】 本発明の実施例２における気体溶解装置の構成図
【図５】 本発明の実施例３におけるシャワー装置の構成図
【図６】 本発明の実施例４におけるシャワー装置の構成図
【図７】 同シャワー装置の取り付け斜視図
【図８】 従来の入浴装置のブロック図
【図９】 同入浴装置の気体溶解手段の断面図
【符号の説明】
１３ 給水管
１４ エジェクタ（気体溶解手段）
１６ 気体供給管
１８ 減圧開閉弁（減圧手段、供給管開閉弁）
１９ 気液分離手段
２３ 気体循環路
２４ 循環路開閉弁
２６ 液面センサ（気体量測定手段）
２７ 循環路制御部
２８ 給水管
２９ 中空糸ユニット（気体溶解手段）
３１ 気体供給管
３３ 供給管開閉弁
３４ 気液分離手段
３８ 気体循環路
３９ 循環路開閉弁
４０ フロートスイッチ（気体量測定手段）
４３ 循環路制御部
４４ エジェクタ（減圧手段）
４６ 水流量センサ（水流量検出手段）
４７ 循環路制御部
４８ 気体流量センサ（気体流量検出手段）
４９ 気体溶解手段
５１ ポンプ
５２ 循環路制御部
５３ 温水洗浄便座（シャワー装置）
５４ 気体溶解装置
５５ ノズル（シャワー部）
５６ オリフィス（減圧手段）
５８ シャワー装置
６２ ノズル（湯水噴出手段）
６３ ハンドシャワー（シャワー部）
６６ 炭酸溶解装置
Claims (5)
- 給水管と、気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管を連結するとともに、途中に循環路開閉弁を接続した気体循環路と、前記給水管に設けた水流量検出手段と、前記気体供給管に設けた気体流量検出手段と、前記水流量検出手段と前記気体流量検出手段との検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、その演算結果にもとづき前記循環路開閉弁を制御する循環路制御部とを具備した気体溶解装置。
- 給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体量に応じて前記ポンプおよび前記供給管開閉弁を制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まった時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにした気体溶解装置。
- 給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記気液分離手段に溜まった気体の量を測定する気体量測定手段と、前記気体量測定手段の測定結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記気液分離手段に予め設定した量の気体が溜まったことを前記気体量測定手段が測定した時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにした気体溶解装置。
- 給水管と、供給管開閉弁を有する気体供給管と、前記給水管を流動する水に前記気体供給管からの気体を溶解する気体溶解手段と、前記給水管の前記気体溶解手段より下流側に設けた気液分離手段と、前記気液分離手段と前記気体供給管の前記供給管開閉弁よりも下流側を連結するとともに、途中に気体循環用のポンプを設けた気体循環路と、前記給水管に設けた水圧検出手段および前記気体供給管に設けた気体圧力検出手段の検出結果をもとに気体溶解率を算出して前記気液分離手段に溜まった気体の量を演算し、この演算結果にもとづき前記供給管開閉弁と前記ポンプを制御する循環路制御部とを具備し、前記循環路制御部は、前記演算結果が前記気液分離手段に溜まった気体の量が予め設定した値の時に前記ポンプを動作させ、前記供給管開閉弁を閉じるようにした気体溶解装置。
- 使用者に温水を噴出するシャワー部と、前記シャワー部への配管経路に請求項１〜４いずれか１項記載の気体溶解装置を接続したシャワー装置。
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