JPH05337160A - 炭酸泉製造装置の排熱活用システム - Google Patents

炭酸泉製造装置の排熱活用システム

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JPH05337160A
JPH05337160A JP15074592A JP15074592A JPH05337160A JP H05337160 A JPH05337160 A JP H05337160A JP 15074592 A JP15074592 A JP 15074592A JP 15074592 A JP15074592 A JP 15074592A JP H05337160 A JPH05337160 A JP H05337160A
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JP
Japan
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gas
carbonated spring
water
carbonic acid
cooling
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Pending
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JP15074592A
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English (en)
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Hideaki Fukui
秀明 福井
Hideo Iwata
秀雄 岩田
Harumasa Furuya
治正 古谷
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭酸泉製造装置の経済性を高められる排熱活
用システムを提供する。 【構成】 この発明の炭酸泉製造装置の排熱活用システ
ムでは、燃焼器よりの燃焼ガスを冷却するガス冷却手段
4と、冷却された燃焼ガス中の炭酸ガスを吸着剤を利用
して濃縮する濃縮手段8と、前記濃縮された炭酸ガスを
浴液中に送り込む手段とを備えた炭酸泉製造装置と、熱
を必要とする熱応用装置とが組み合わされてなり、前記
熱応用装置が、前記炭酸泉製造装置のガス冷却手段によ
る燃焼ガスの冷却に伴って生じる排熱を利用するように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、炭酸泉製造用の装置
と熱を必要とする熱応用装置との組み合わからなる炭酸
泉製造装置の排熱活用システムに関する。
【0002】
【従来の技術】炭酸泉を作る方法に、炭酸ガス源として
炭酸ガスボンベやタンク、あるいは、炭酸塩と酸との配
合物(水中で炭酸塩と酸が反応し、炭酸ガスが発生す
る)を用いる方法がある。炭酸塩と酸の配合物を用いる
場合には、常にその配合物を購入し準備しておかなけれ
ばならず、さらには一々浴槽中に投入する必要があり、
手間のかかるものであると言える。これに比べ、炭酸ガ
スボンベは比較的長時間炭酸ガスを供給できる炭酸ガス
源と言える。しかし、これとても、高圧ボンベ故の取扱
の煩雑さ、あるいは、炭酸ガスボンベの入手方法が必ず
しも簡便ではないという問題点を持つものである。従っ
て、従来の炭酸泉製造装置における炭酸ガス源として、
容易に短時間の内に入手可能で、かつ、常設できるもの
が無かった、と言う問題点があった。
【0003】そこで、以上のような欠点に鑑みて、炭酸
ガスを含有する燃焼ガスを発生する燃焼器よりの燃焼ガ
スを冷却するガス冷却手段と、冷却された燃焼ガス中の
炭酸ガスを吸着剤を利用して濃縮する濃縮手段と、前記
濃縮された炭酸ガスを浴用の湯水すなわち浴液中に送り
込む手段とを備えた炭酸泉製造装置が考えられた。この
装置は、常設可能であって炭酸ガスの連続供給が可能と
なるため、非常に有望視される。都市ガスやプロパンガ
スなど炭化水素を含有する燃料を使う給湯器などの燃焼
器で発生する入手容易な燃焼ガスが使えるからである。
【0004】ガスの燃焼に必要な酸素源としては一般的
には空気を用いる。実際、この発明の実施例においても
空気を用いる。燃焼反応式は以下の式の通りである。 CnHm +(n+m/4+k)O2+(4n+m+4k)N2 → nCO2+m/2H2O+kO2+(4n+m+4k)N2 ・・・ 〔但し、空気中のO2 、N2 のモル比を概数でN2 /O
2 =4とした。また、燃焼余剰空気はkO2 と4kN2
とからなる。n、mは自然数、kは正の実数である〕次
に発生した燃焼ガス(式右辺)中の炭酸ガスを、燃焼
ガスは高温で水分を含んでいるために降温と予備除湿の
ために冷却してから濃縮した上、浴液中に送入せしめ、
浴液に炭酸ガスを溶解させて炭酸泉を人工的に現出させ
るというわけである。
【0005】都市ガスやプロパンガスの燃焼ガスをその
まま浴液中に送入しても、浴液の炭酸ガス濃度は簡単に
60ppm以上にはならない。そのため、上記燃焼ガス
から、吸着剤などを利用して炭酸ガスを濃縮するのであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、炭酸泉は大量
の湯を要するため元々多量の熱を必要とするものであ
る。給湯器などから浴槽に湯を直に送り込んだり、浴槽
の水をガスボイラーで沸かすのであるが、相当に多量の
燃料ガスを燃やすことから,無駄になる熱の量も相当に
ある。消費する熱(エネルギー)をもっと有効に利用で
きるようであれば、炭酸泉製造装置の経済性が高まる。
【0007】この発明は、上記事情に鑑み、炭酸泉製造
装置の経済性を高められる排熱活用システムを提供する
ことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にかかる炭酸泉製造装置の排熱活用システ
ムは、燃焼器よりの燃焼ガスを冷却するガス冷却手段
と、冷却された燃焼ガス中の炭酸ガスを吸着剤を利用し
て濃縮する濃縮手段と、前記濃縮された炭酸ガスを浴液
中に送り込む手段とを備え、濃縮された炭酸ガスにより
浴槽では炭酸泉が得られるようになっている炭酸泉製造
装置と、熱を必要とする熱応用装置とが組み合わされて
なり、前記熱応用装置が、前記炭酸泉製造装置のガス冷
却手段による燃焼ガスの冷却に伴って生じる排熱を利用
するようになっている点に特徴を有する。
【0009】燃焼ガスの供給源である燃焼器としては、
浴槽に湯を供給する給湯器や浴槽の水を沸かすボイラー
などが挙げられ、発生する燃焼ガスの一部または全部を
炭酸泉製造に利用する。この発明の場合、普通、排熱は
ガス冷却手段の冷却媒体の温度上昇という形となり、温
度上昇した冷却媒体を排熱利用箇所に搬送することで結
果的に排熱が利用箇所に移送されることになるのが普通
である。
【0010】ガス冷却手段は、冷却媒体が水の場合(水
冷式)と空気の場合(空冷式)があるが、前者の方がガ
ス冷却手段(熱交換器)を小型に出来る。もっとも水冷
式では水が必要であるという難点があるが、後述のよう
に水を利用すれば無駄にならず難点は解消される。勿
論、水冷・空冷を併用するガス冷却手段でもよい。熱応
用装置としては、暖房装置や給湯器などが挙げられる。
勿論、これに限らず、例えば、乾燥器のようなものであ
ってもよい。
【0011】暖房の場合、浴室内や脱衣場などの暖房が
挙げられる。水冷方式のガス冷却手段の場合、燃焼ガス
冷却で昇温した冷却媒体用の水を、例えば、浴室床下の
配管に導入すれば排熱で床暖房が出来るし、入浴者は快
適な気分で入浴できることになる。空冷式のガス冷却手
段の場合、燃焼ガス冷却で昇温した冷却媒体用の空気
を、例えば、配管で浴室内に導入すると排熱で浴室ない
空気の調整が出来、入浴者は快適な気分で入浴できる。
炭酸泉は冬場などで特に体が冷えた場合に効き目がある
とされており、炭酸泉と共に浴室内が暖かければ、炭酸
泉の効き目が増すことにもなるため好ましい。
【0012】給湯の場合、例えば、燃焼ガス冷却で昇温
した冷却媒体用の水を、炭酸泉用浴槽に湯を供給する給
湯器に送るようにする。温かくなった冷却媒体用の水を
給湯器に送り適当な温度に調整したあと浴槽内に入れる
ようにしてもよい。この場合、給湯器の燃料消費量が少
なくてすむ。
【0013】
【作用】この発明の排熱活用システムでは、従来は利用
していなかった燃焼ガス冷却に伴う排熱を捨てずに有効
に利用しており、その分、経済性は高まることになり、
そのため、炭酸泉製造装置の実用性が向上する。
【0014】
【実施例】以下に、この発明を、その実施例をあらわす
図面を参照しながら詳しく説明する。図1〜3は、この
発明の実施例にかかる炭酸泉製造装置の排熱活用システ
ムをあらわすブロック図である。これらの図では、各図
の間の接続状態を容易に理解できるようにするため一部
重複してあらわしてある。
【0015】このシステムでは、図にみるように、浴槽
14の浴液(湯水15)が、都市ガス1を燃料とする給
湯器2で沸かした湯であり、接続管31を介して浴槽1
4に送られる一方、給湯器2の燃焼ガス3を、熱交換器
(ガス冷却手段)4で冷却(と予備除湿)してから水蒸
気吸着(分離)塔8で除湿し、ついで、炭酸ガス吸着
(分離)塔11で炭酸ガスを吸着分離した後、吸着した
炭酸ガスを脱離させて濃縮炭酸ガスを得て、これを浴槽
14に供給することで炭酸泉を作成している。
【0016】給湯器2の排気口と水蒸気吸着塔8の入口
の間には、図1にみるように、三方バルブ33、ファン
5も付いた水冷式の熱交換器4、ポンプ7、バルブ35
が順に設置されており、それらの間は、接続管19,2
0,21,22などで接続されている。三方バルブ33
の残りの口は接続管25で炭酸ガス吸着塔11の出口に
つながっている。接続管21は途中で分岐していて下部
にバルブ34のある結露水貯め6につながっている。
【0017】水蒸気吸着塔8には水蒸気吸着剤の再生の
ための加熱器9が設置されているとともに活性アルミナ
(水蒸気吸着剤)が収容されている。この水蒸気吸着塔
8の出口と炭酸ガス吸着塔11の入口の間には、図2に
みるように、バルブ(開閉弁)36が設置されており、
それらの間は、接続管23,24で接続されている。な
お、接続管23は途中で分岐していて、下部にバルブ3
9のある結露水貯め10につながっている。
【0018】熱交換器4は水冷式であり、冷却媒体用の
水道水17が供給されるようになっており、燃焼ガスの
冷却で昇温した水道水は、接続管29から三方バルブ3
8を通り接続管30を介して給湯器2に送られるか、あ
るいは、図3にみるように、接続管32を介して浴室の
床の床下配管16に送られるようになっている。炭酸ガ
ス吸着塔11には吸着炭酸ガスを脱離させるための加熱
器12が設置されているとともにゼオライト(炭酸ガス
吸着剤)が収容されている。この炭酸ガス吸着塔11の
出口と浴槽14の間には、3方バルブ37とポンプ13
が順に設置されており、それらの間は、接続管27,2
8などで接続されている。先に述べたように、炭酸ガス
吸着塔11の出口は接続管25を介して三方バルブ33
ともつながっている。なお、3方バルブ37の残りの口
は接続管26を通して系外に通じている。
【0019】続いて、このシステムの稼働について説明
する。給湯器2で発生した燃焼ガス3はポンプ7の稼働
で三方バルブ33から熱交換器4に入り冷やされ冷却・
予備除湿される。予備除湿の程度は、例えば、常温露点
程度である。なお、この時、バルブ34は閉じていて、
結露で生じた水は結露水貯め6に蓄えられ、終了時にバ
ルブ34が開いて系外に排出される。
【0020】冷却・予備除湿された燃焼ガス3は、ポン
プ7の稼働により、接続管21,22を通り水蒸気吸着
塔8に入る。勿論、この時にはバルブ35は開いてい
る。燃焼ガス3は除湿されて水蒸気吸着塔8の出口から
出てゆく。なお、この時、バルブ39は閉じている。水
蒸気吸着塔8の出口から出た除湿済の燃焼ガス3は、バ
ルブ35を通り、炭酸ガス吸着塔11に導入され、炭酸
ガスは炭酸ガス吸着剤で吸着分離され、その残りの非吸
着ガス40が、炭酸ガス吸着塔11の出口から三方バル
ブ37を経て接続管26を通り系外に排出される。所定
の期間、炭酸ガス吸着プロセスが続く。
【0021】炭酸ガス吸着プロセスが終了すると、炭酸
ガス脱離プロセスに移る。炭酸ガス吸着塔11の出口と
接続管28が連通するように三方バルブ37が切り替わ
る。炭酸ガス吸着塔11に設置された加熱器12を稼働
し、塔内温度を上昇させると炭酸ガスが速やかに脱離
し、脱離した炭酸ガスは、ポンプ13の稼働により、濃
縮された形で3方バルブ37から接続管27,28を通
り、浴槽14の浴液中に適当な流量で送り込まれる。そ
の結果、浴槽14には炭酸泉が出現することになる。
【0022】一方、排熱の活用は、以下のように、上記
の炭酸泉製造と平行して進行している。すなわち、水道
水17は熱交換器4を通る間に燃焼ガスから熱を奪って
燃焼ガスを冷やすと同時に自信は奪った熱で昇温する。
燃焼ガス3は200℃以上の温度であり、水道水17の
流量を調整することで水道水17の温度は50℃程度ま
で上昇させられる。
【0023】そして、3方バルブ38の操作により、接
続管29,30を連通させると高温の水道水17は給湯
器2に入り、設定温度まで温度調整され、接続管31を
通って浴槽14に送られる。この場合は、接続管30を
通して送る湯の分だけ燃料が節約できることになる。つ
まり、熱応用装置である給湯器に湯が送られることで排
熱が活用されているのである。
【0024】また、3方バルブ38の切替え操作によ
り、接続管29,32を連通させると、高温の水道水1
7は、浴室の床下配管16を経由して排水18となって
出てゆくが、高温の水道水17が床下配管16を通る間
に浴室の床を暖めるため、浴室の床は快適な状態とな
る。排熱は熱応用装置である暖房装置で有用に活用され
ているのである。
【0025】なお、実施例の場合、上記の各バルブ、加
熱器、ポンプ等の稼働制御の条件決定と制御は、マイク
ロプロセッサ等を用いたコントローラ(図示省略)によ
り自動的に行われ無人運転できるようになっているが、
これに限らず、部分的に人手による操作が入るようであ
ってもよい。上の実施例では、炭酸ガスが浴槽中の浴液
に送り込まれていたが、浴槽内からパイプで浴液が引き
出されていて、その途中で炭酸ガスが送り込まれたあと
再び浴槽内に戻されるようであってもよい。
【0026】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明にかかる
排熱活用システムによれば、従来は利用されていなかっ
た燃焼ガス冷却に伴う排熱が捨てられずに有効に利用さ
れるため、その分、経済性が高まり、炭酸泉製造装置の
実用性が向上することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例にかかる炭酸泉製造装置の排熱活用シス
テムの燃焼ガス発生ないし燃焼ガス冷却まわりの構成を
中心にあらわすブロック図である。
【図2】実施例にかかる炭酸泉製造装置の排熱活用シス
テムの炭酸ガス吸着まわりの構成を中心にあらわすブロ
ック図である。
【図3】実施例にかかる炭酸泉製造装置の排熱活用シス
テムの浴室まわりの構成を中心にあらわすブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 都市ガス 2 給湯器(熱応用装置) 3 燃焼ガス 4 熱交換器(ガス冷却手段) 8 水蒸気吸着塔 11 炭酸ガス吸着塔 14 浴槽 16 床下配管(熱応用装置) 17 浴槽
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】暖房の場合、浴室内や脱衣場などの暖房が
挙げられる。水冷方式のガス冷却手段の場合、燃焼ガス
冷却で昇温した冷却媒体用の水を、例えば、浴室床下の
配管に導入すれば排熱で床暖房が出来るし、入浴者は快
適な気分で入浴できることになる。空冷式のガス冷却手
段の場合、燃焼ガス冷却で昇温した冷却媒体用の空気
を、例えば、配管で浴室内に導入すると排熱で浴室内温
の調整が出来、入浴者は快適な気分で入浴できる。炭
酸泉は冬場などで特に体が冷えた場合に効き目があると
されており、炭酸泉と共に浴室内が暖かければ、炭酸泉
の効き目が増すことにもなるため好ましい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】一方、排熱の活用は、以下のように、上記
の炭酸泉製造と平行して進行している。すなわち、水道
水17は熱交換器4を通る間に燃焼ガスから熱を奪って
燃焼ガスを冷やすと同時に自は奪った熱で昇温する。
燃焼ガス3は200℃以上の温度であり、水道水17の
流量を調整することで水道水17の温度は50℃程度ま
で上昇させられる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼器よりの燃焼ガスを冷却するガス冷
    却手段と、冷却された燃焼ガス中の炭酸ガスを吸着剤を
    利用して濃縮する濃縮手段と、前記濃縮された炭酸ガス
    を浴液中に送り込む手段とを備え、濃縮された炭酸ガス
    により浴槽では炭酸泉が得られるようになっている炭酸
    泉製造装置と、熱を必要とする熱応用装置とが組み合わ
    されてなり、前記熱応用装置が、前記炭酸泉製造装置の
    ガス冷却手段による燃焼ガスの冷却に伴って生じる排熱
    を利用するようになっている炭酸泉製造装置の排熱活用
    システム。
  2. 【請求項2】 排熱がガス冷却手段の冷却媒体により熱
    応用装置に搬送される請求項1記載の炭酸泉製造装置の
    排熱活用システム。
  3. 【請求項3】 冷却媒体が水である請求項2記載の炭酸
    泉製造装置の排熱活用システム。
  4. 【請求項4】 熱応用装置が暖房装置である請求項1か
    ら3までのいずれかに記載の炭酸泉製造装置の排熱活用
    システム。
  5. 【請求項5】 熱応用装置が給湯装置である請求項3記
    載の炭酸泉製造装置の排熱活用システム。
JP15074592A 1992-06-10 1992-06-10 炭酸泉製造装置の排熱活用システム Pending JPH05337160A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002071213A (ja) * 2000-06-14 2002-03-08 Tokyo Gas Co Ltd 給湯装置用給水予熱器、給湯装置及び給湯装置のフロントカバー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002071213A (ja) * 2000-06-14 2002-03-08 Tokyo Gas Co Ltd 給湯装置用給水予熱器、給湯装置及び給湯装置のフロントカバー

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