JPH0566060A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼により生成された二酸化炭素を含む燃焼
ガスを給湯路内に直接導入し湯に二酸化炭素を溶解する
給湯装置において、高い炭酸ガス濃度の湯を供給する。 【構成】 給湯路１４に設けた排気導入手段１９から燃
焼ガスを導入し、湯と直接接触することにより二酸化炭
素を溶解した後、気液分離手段２０で燃焼ガスを分離
し、二酸化炭素が溶解した湯のみを所定の場所に供給す
る。燃焼ガスを排気路１２から導入する際に、排気濃縮
手段１７において燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度を上げ
ることにより、高い炭酸ガス濃度の湯を得ることが出来
る。

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を得る給湯装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の給湯装置には、図５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、波線は燃焼ガスの流れ方向を示している。

【０００３】鉛直方向上方の一端を大気に解放した燃焼
室１と、燃焼室１の側面に設けられ水平方向に火災ｆを
形成する燃焼手段２と、この燃焼手段２より下方の燃焼
室１に連接し、かつ湯を貯めておく貯湯室３と、燃焼室
１内の上方より下方に水を供給する給水路４と、貯湯室
３に貯った湯を所定の場所に供給するため貯湯室３に接
続された給湯路５と、給湯路５の途中に設けた搬送装置
６から構成されている。そして水は給水路４を通って燃
焼室１内部に吐出され、燃焼手段２で形成された火災ｆ
と直接接触して熱交換されるとともに燃焼ガス中の二酸
化炭素が溶解した湯となる。湯は鉛直下方に落下し貯湯
室３に貯った後、搬送装置６により給湯路５を介して所
定の場所に供給されるようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では貯湯室３を有するため機器が非常に大き
くなり、貯湯室３に貯った湯を搬送するための搬送装置
６が必要となる。また燃焼ガスと水が接触する燃焼室１
内は大気圧であること、また燃焼ガスに含まれる二酸化
炭素の濃度は燃焼条件に応じた濃度（約１０％）である
ことにより、二酸化炭素の溶解度が低く、また湯中の炭
酸ガス濃度が低くなる。また湯中の炭酸ガス濃度を上げ
るため、燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度を上げると燃焼
が不安定となるという課題があった。

【０００５】本発明は、かかる従来の課題を解消するも
ので、燃焼を安定に保ちながら、湯に導入する燃焼ガス
中の二酸化炭素の濃度を上げることによって、湯に含ま
れる炭酸ガス濃度を上げ、血流増加作用を増加させ医学
的効果を上げることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の給湯装置は、二酸化炭素を含む燃焼ガスを
生成する燃料を用いる燃焼手段と、燃焼手段から排出さ
れる燃焼ガスが通る排気路と、燃焼ガスと水を熱交換す
る熱交換器と、熱交換器に水を供給する給水路と、熱交
換器から湯を所定の場所に供給する給湯路と、給湯路内
に燃焼ガスを導入する排気導入手段と、排気路から排気
導入手段に燃焼ガスを供給する排気導入路と、排気導入
路途中に設けた燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度を上げる
排気濃縮手段と、排気導入手段の給湯路下流側に設け、
湯と燃焼ガスを分離する気液分離手段と、気液分離手段
で分離した燃焼ガスのみを吐出する排気吐出器と、排気
吐出器から前記排気路に分離した燃焼ガスを戻す排気返
却路を備えたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、上記手段により、燃焼手段によって
二酸化炭素を含んだ燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは
熱交換器において熱交換されて低温となって排気路を通
って排出される。途中、排気導入路途中の排気濃縮手段
において、燃焼ガス中の二酸化炭素のみが選択されて、
排気導入手段に導かれる。

【０００８】一方水は給水路を介して熱交換器に供給さ
れ、燃焼ガスと熱交換して湯となり給湯路に入る。熱交
換した湯は給湯路途中に設けた排気導入手段において導
いた二酸化炭素濃度の高い燃焼ガスと混合し、再度燃焼
ガスと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となる。その後
気液分離手段において溶解しなかった燃焼ガスと湯が分
離され、燃焼ガスは排気吐出器から吐出し排気返却路を
介して排気路に返される。炭酸ガスが含まれる湯は給湯
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。

【０００９】

【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号を付けて
いる。

【００１０】図１は、本発明の給湯装置における一実施
例の概略構成図である。７は燃焼用空気を供給する燃焼
ファン８によって供給された空気と燃料搬送管９によっ
て供給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７から順番に燃焼室１０と熱交換器１１と排気
路１２が連接して設けられている。熱交換器１１には水
を供給する給水路１３と熱交換器１１で熱交換した湯を
所定の場所に供給する給湯路１４が接続されている。給
水路１３の途中には給水路１３を流れる水の流量を調節
する水量調節手段１５が設けられている。また燃焼ガス
の一部が流れるように排気導入路１６が排気路１２の途
中から分岐して設けられている。排気導入路１６の途中
には、燃焼ガス中の二酸化炭素のみを透過させ燃焼ガス
中の二酸化炭素の濃度を上げる排気濃縮手段１７が設け
られている。給湯路１４の途中には給水路１３への逆流
を阻止するとともに給水路１３の供給圧を利用出来る直
圧型縁切り器１８が設けられ、直圧型縁切り器１８の下
流側には排気導入路１６を介して排気路１２から燃焼ガ
スを導入して湯中に混入する排気導入手段１９が設けら
れ、さらに排気導入手段１９の下流側には燃焼ガスと湯
を分離する気液分離手段２０が設けられている。気液分
離手段２０には残留燃焼ガスのみを吐出する排気吐出器
２１が設けられ、排気吐出器２１と排気路１２とは排気
返却路２２で連通されている。気液分離手段２０の給湯
路１４下流側には給湯路１４を流れる湯の温度を検知す
る出湯温度検知手段２３が設けられている。また排気導
入路１６の途中には排気導入手段１９に導く燃焼ガスの
流量を調節する導入量調節手段２４が設けられている。
２５は出湯温度を使用者が設定する出湯温度設定手段で
ある。２６は出湯温度設定手段２５において設定された
温度に出湯温度検知手段２３で得られる温度になるよう
に、燃焼手段７や水量調節手段１５や導入量調節手段２
４を制御する制御手段である。

【００１１】図２において排気導入手段１９の詳細を示
す。２７は給湯入口で直圧型縁切り器１８に連接してい
る。２８は給湯出口で気液分離手段２０に連接してい
る。２９はノズル、３０はベンチュリー、３１は排気入
口で排気導入路１６を介して排気濃縮手段１７に接続し
ている。

【００１２】図３において気液分離手段２０および排気
吐出器２１の詳細を示す。３２はフロート、３３は排気
出口で排気返却路２２に連接している。また３４は排気
導入手段１９の給湯出口２８に連通した入口、３５は給
湯路１４に連接する出口である。

【００１３】図４において排気濃縮手段１７の詳細を示
す。３６は排気導入路１６を介して排気路１２に連接し
た排気入口、３７は炭酸ガスを透過する炭酸ガス分離
膜、３８は排気導入路１６を介して排気導入手段１９に
連接した排気出口である。

【００１４】上記構成において、燃焼ファン８によって
供給された空気と燃料搬送管９によって供給された燃料
は燃焼手段７によって混合され燃焼室１０内に火災ｆを
形成する。火災ｆによって生成された燃焼ガスは熱交換
器１１で給水路１３から供給された水と熱交換が行なわ
れ、燃焼ガスは冷却されて低温となり排気路１２より排
気される。燃焼ガスの一部は排気路１２の途中から分岐
して設けた排気導入路１６の途中に設けた排気濃縮手段
１７内の炭酸ガス分離膜３７によって二酸化炭素の高い
燃焼ガスとなって、排気導入路１６を介して導入量調節
手段２４、排気導入手段１９へと導かれる。

【００１５】一方給水路１３から供給された水は湯とな
り給湯路１４に入る。湯は途中直圧型縁切り器１８で逆
流を防止されつつ給湯路１４途中に設けられた排気導入
手段１９に送られる。排気導入手段１９は図２に示すよ
うに、給湯入口２７に連接したノズル２９と、給湯出口
２８に連接した給湯圧力を低下するためのベンチュリー
３０からなり、ノズル２９からの湯の噴出圧により導入
量調節手段２４で調節された二酸化炭素濃度の高い燃焼
ガスを排気導入路１６を介して排気濃縮手段１７から導
入し、ベンチュリー３０および給湯路１４内で湯と直接
的に接触し燃焼ガス中の二酸化炭素が溶解するとともに
燃焼ガスと熱交換が行なわれる。その後湯は図３に示す
気液分離手段２０に入り湯と残留燃焼ガスとに分離さ
れ、残留燃焼ガスが存在する場合は排気吐出器２１内の
フロート３２が下降し、残留燃焼ガスは排気出口３３よ
り排気返却路２２を介して排気路１２に返され、湯が存
在する場合はフロート３２が上昇し排気出口３３を閉塞
する。二酸化炭素が溶解し温度の上昇した湯は気液分離
手段２０下流に設けられた出湯温度検知手段２３によっ
て最終的な温度の確認が行なわれた後、給湯路１４を介
してシャワーや浴槽に供給される。

【００１６】出湯する湯の温度は、出湯温度設定手段２
５において使用者が設定し、出湯温度検知手段２３で検
知される温度が、出湯温度設定手段２５において設定さ
れた温度になるように、燃焼手段７、燃焼ファン８、水
量調節手段１５、導入量調節手段２４を制御手段２６が
制御する。

【００１７】このような構成により従来の貯湯室が不要
となるため、機器がコンパクトとなり、かつ水道圧によ
り搬送器なしで給湯できる。また高圧である水道圧下で
直接燃焼ガスを溶解するため、大気圧下より効率よく二
酸化炭素を溶解することが出来る。更に排気濃縮手段１
７により二酸化炭素濃度の高い燃焼ガスを湯に溶解させ
るので高濃度の炭酸ガスを含む湯を得ることが出来る。

【００１８】得られた炭酸ガスが溶解した湯は風呂やシ
ャワーに供給され、人体に対して血流増加作用によって
保温効果、疲労回復効果、血圧安定化効果、傷治癒効果
を発揮する。さらに燃焼ガスと湯が直接接触するため、
燃焼ガス中の水蒸気の潜熱をも回収し高効率となる。ま
た燃焼ガス中の二酸化炭素やＮＯｘが溶解するため、地
球温暖化の原因である二酸化炭素や有害なＮＯｘの排出
を抑制することが出来る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の給湯装置において
は、次のような効果が得られる。 （１）給湯路を流れる湯中に直接燃焼ガスを導入して二
酸化炭素を溶解するため、従来の技術で必要な貯湯器が
不要となり、機器が非常にコンパクトにすることが出来
る。また水道圧を利用して搬送出来るため搬送器なしで
二階等への搬送が出来る。水道圧がかかった高圧下で二
酸化炭素を溶解できるため、効率の高い溶解が出来る。
更に濃縮手段によって燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度を
高くすることによって、炭酸ガスの濃度の高い湯を得る
ことが出来る。また湯は風呂やシャワー等に供給され、
人体に対して保温効果、疲労回復効果、血圧安定化効
果、傷治癒効果を発揮する。燃焼ガス中の二酸化炭素や
ＮＯｘが湯に溶解するため、地球温暖化の原因である二
酸化炭素や有害なＮＯｘの排出を削減することが出来
る。導入量調節手段により溶解する二酸化炭素の濃度を
変化させることが出来る。湯と燃焼ガスが直接接触する
ため、燃焼ガス中の水蒸気の潜熱をも回収することがで
き高効率にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の給湯装置の概略構成図

【図２】同実施例における排気導入手段の断面図

【図３】同実施例における気液分離手段および排気吐出
器の断面図

【図４】同実施例における排気濃縮手段の断面図

【図５】従来例における給湯装置の概略構成図

【符号の説明】

７ 燃焼手段 １１ 熱交換器 １２ 排気路 １３ 給水路 １４ 給湯路 １６ 排気導入路 １７ 排気濃縮手段 １９ 排気導入手段 ２０ 気液分離手段 ２１ 排気吐出器 ２２ 排気返却路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二酸化炭素を含む燃焼ガスを生成する燃料
   を用いる燃焼手段と、前記燃焼手段から排出される燃焼
   ガスが通る排気路と、燃焼ガスと水を熱交換する熱交換
   器と、前記熱交換器に水を供給する給水路と、前記熱交
   換器から湯を所定の場所に供給する給湯路と、前記給湯
   路内に燃焼ガスを導入する排気導入手段と、前記排気路
   から前記排気導入手段に燃焼ガスを供給する排気導入路
   と、前記排気導入路途中に設け、燃焼ガス中の二酸化炭
   素の濃度を上げる排気濃縮手段と、前記排気導入手段の
   前記給湯路下流側に設け、湯と燃焼ガスを分離する気液
   分離手段と、前記気液分離手段で分離した燃焼ガスのみ
   を吐出する排気吐出器と、前記排気吐出器から前記排気
   路に分離した燃焼ガスを戻す排気返却路からなる給湯装
   置。