JP2664561B2

JP2664561B2 - 給湯システム

Info

Publication number: JP2664561B2
Application number: JP18114591A
Authority: JP
Inventors: 和夫鈴木; 賢一川口
Original assignee: Yazaki Sogyo KK
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH0523376A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給湯システムに関し、特
に、給湯機からの温水に炭酸ガスを混入させて浴槽に給
湯を行う給湯システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、仕事の疲れを癒したり、ストレス
を解消して健康を増進するための入浴が見直されてい
る。そして、入浴によって健康増進を図るために、従
来、浴槽内に気泡を発生させ、空気による肌への衝撃に
よるマッサージ効果を図る気泡風呂や、浴槽の中にクエ
ン酸またはコハク酸を入れ、浴槽内に炭酸ガスを発生さ
せる炭酸ガス入浴剤等が知られている。人体への炭酸ガ
スの効果としては、血行の促進、血圧の低下、冷え性の
改善などが挙げられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このうち、炭酸ガス入
浴剤は、同量の入浴剤を入れても浴槽の湯量によって炭
酸ガス量がばらばらになったり、また、湯中に含まれる
炭酸ガスは、時間と共に湯から放出されるので、健康増
進に効果が出るとされる150PPM以上の炭酸ガス濃度を確
保するのが困難であるという問題がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、給湯機から浴槽
への給湯水路の途中で、炭酸ガスを温水に自動的に健康
増進に良い適量だけ混入させることができる使い勝手の
良い給湯システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の給湯システムは、ガス、電気または灯油により水道
水を加熱する熱交換器を備えた給湯機から浴槽に、炭酸
ガスを含む温水を給湯する給湯システムであって、炭酸
ガスを蓄積する炭酸ガスボンベと、給湯機から浴槽に温
水を供給する給湯水路の途中に設けられ、炭酸ガスボン
ベからの炭酸ガスを温水に混入するミキサと、このミキ
サへの炭酸ガスの供給量を制御する流量制御弁と、この
流量制御弁とミキサとの間の炭酸ガス導入管を分岐して
炭酸ガスを直接浴槽の湯面下に供給する炭酸ガス供給
管、およびこの炭酸ガス供給管の途中に設けられた電磁
開閉弁とから構成される炭酸ガス混入装置と、浴槽の所
定箇所に取り付けられた炭酸ガス収拾箱と、この収拾箱
の天井部に取り付けられて温水から放出される炭酸ガス
の量によって温水中の炭酸ガスの量を検出する炭酸ガス
濃度検出センサとからなる炭酸ガス混入量検出装置とを
備え、炭酸ガス混入装置は、炭酸ガス混入量検出装置に
よって検出された温水中の炭酸ガス混入量に応じて、流
量制御弁と電磁開閉弁を開閉制御することにより、浴槽
中の温水中の炭酸ガスの混入量が規定量になるように動
作することを特徴としている。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】本発明の給湯システムによれば、給湯時に
は、炭酸ガス混入装置によって電磁開閉弁が閉じられ、
炭酸ガス混入量検出装置によって検出された温水中の炭
酸ガス混入量に応じて、浴槽中の温水中の炭酸ガスの混
入量が規定量になるように、流量制御弁の開度が調節さ
れて熱交換器からの温水に炭酸ガスが混入される。一
方、非給湯時には、炭酸ガス混入装置によって電磁開閉
弁が開かれ、浴槽中の温水中の炭酸ガスの混入量が規定
量になるように、流量制御弁の開度が調節されて炭酸ガ
スが直接浴槽内の温水に混入される。

【００１０】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１１】図１は本発明の給湯システムの一実施例の
構成を示す給湯経路図である。図において、１は炭酸ガ
スボンベ、2 は給湯機、3 は炭酸ガス混入装置、４は給
湯機２内に設けられたガスバーナ、５は熱交換器、６は
給湯水路、７は炭酸ガス供給管、８は浴槽、９は炭酸ガ
ス収集装置、10は炭酸ガスセンサ、11は炭酸ガスセンサ
10の出力信号線である。

【００１２】給湯機２の内部にはガスバーナ４の熱で水
道水を加熱する熱交換器５が設けられており、熱交換器
５で加熱された温水は同じく給湯機２の内部に設けられ
た炭酸ガス混入装置３に導かれる。炭酸ガス混入装置３
には炭酸ガスボンベ１からの炭酸ガスが導かれるように
なっており、この炭酸ガス混入装置３において、温水に
炭酸ガスが混入される。炭酸ガスが混入された温水は給
湯水路６を通って給湯栓6Aまたはシャワー6Bから放出さ
れる。また、炭酸ガス混入装置３には炭酸ガスのみを吐
出することができる炭酸ガス供給管７が接続されてお
り、この炭酸ガス供給管７の他端は浴槽８の下部に開口
し、炭酸ガスを浴槽内の温水に放出することができるよ
うになっている。一方、浴槽８の所定の場所には、炭酸
ガス収拾箱９と、この収拾箱９の天井部に取り付けられ
て温水から放出される炭酸ガスの量によって温水中の炭
酸ガスの量を検出する炭酸ガスセンサ１０とからなる炭
酸ガス混入量検出装置が設けられている。炭酸ガス収拾
箱９は、浴槽８に供給された温水中から放出される炭酸
ガスを集めて炭酸ガスセンサ１０に導くようになってい
る。炭酸ガスセンサ１０は浴槽８内の温水中から放出さ
れる炭酸ガスの濃度を検出して、出力信号１１によって
検出濃度を炭酸ガス混入装置３にフィードバックする。

【００１３】炭酸ガスは水に対する溶解度が大きい反
面、水中から放出されやすいので、図１に示すように、
浴槽８の水面から放出される炭酸ガスの濃度を測定する
ことにより、予め測定されたデータを基に、浴槽８に温
水を供給する時の温水中の炭酸ガス混入率、および給水
の終わった浴槽８内の温水中の炭酸ガス混入率を知るこ
とができる。

【００１４】図２は図１の炭酸ガス混入装置３の内部の
具体的な構成の一実施例を示すものである。炭酸ガス混
入装置３の内部には、熱交換器５に接続する温水導入管
３１と炭酸ガスボンベ１に接続する炭酸ガス導入管３２
を備えたミキサ３０があり、このミキサ３０において熱
交換器５からの温水に炭酸ガスボンベ１からの炭酸ガス
が混入され、炭酸ガスが混入された温水が給湯水路６に
出力されるようになっている。炭酸ガス導入管３２の途
中には、温水の炭酸ガスボンベ１側への逆流を防止する
逆止弁３３と、炭酸ガスボンベ１からの炭酸ガスの量を
調整する炭酸ガス流量制御弁３４が設けられている。ま
た、この炭酸ガス流量制御弁３４の出力側の炭酸ガス導
入管３２は２分岐され、一方はミキサ３０に接続され、
他方は炭酸ガス供給弁３５を介して炭酸ガス供給管７に
連絡されている。なお、このミキサ３０においては、前
述のように炭酸ガスの水に対する溶解度が大きいので、
温水中に炭酸ガスを通すだけで温水中に炭酸ガスが混入
する。

【００１５】炭酸ガス流量制御弁３４と炭酸ガス供給弁
３５は共に電磁弁であり、炭酸ガス流量制御弁３４の制
御部３４Ａには炭酸ガスセンサ１０からの信号、後述す
る給湯スイッチと強制スイッチからの信号が入力され、
炭酸ガス供給弁３５の制御部３５Ａには炭酸ガスセンサ
１０からの信号と給湯スイッチからの信号が入力され
る。この制御については後述するが、炭酸ガス流量制御
弁３４は温水中の炭酸ガスの混入率を制御するために細
かく制御する弁であり、炭酸ガス供給弁はＯＮ／ＯＦＦ
だけ行えば良い弁である。そして、炭酸ガス流量制御弁
３４の開閉頻度または開閉度を制御することにより、温
水中の炭酸ガスの混入率を150PPMから500PPMに制御す
る。炭酸ガスを温水中に混入させた湯に入浴すると、炭
酸ガスは皮膚から吸収されて血行を促進し、入浴後に湯
冷めしにくい等の効果があり、西ドイツではこの効果に
必要な最低限の炭酸ガス混入率は400PPMと報告されてい
るが、我が国では110PPMでも効果があることが報告され
ている。従って、この実施例では温水中に混入させる炭
酸ガスの最小値を150PPM、上限値を500PPMとし、炭酸ガ
ス混入率がこの範囲になるように炭酸ガス流量制御弁３
４の開閉頻度または開閉度を制御することにした。

【００１６】図３は炭酸ガスの温水への混入制御の手順
の一例を示すフローチャートであり、図４は図３の手順
を実行するための給湯システムの要部の構成を示すブロ
ック回路図である。図４における強制スイッチ４１は、
浴槽８の中の温水中の炭酸ガス混入率を一定に保持する
時にＯＮされるスイッチであり、この強制スイッチ４１
がＯＮになると、図１に示す炭酸ガスボンベ１から炭酸
ガスが炭酸ガス混入装置３と炭酸ガス供給管７を経て浴
槽８内に噴出する。また、給湯スイッチ４２は浴槽８に
温水を満たす時にＯＮされるスイッチであり、これら強
制スイッチ４１または給湯スイッチ４２がＯＮされた時
に炭酸ガスセンサ４３が作動する。強制スイッチ４１
は、入浴者が手動でＯＮすることもできるが、本システ
ムに自動モードを設けておき、給湯時には供給される温
水中に混入させる炭酸ガス量を制御することによって浴
槽８の中の温水中の混入率を一定に保持し、非給湯時に
は強制スイッチ４１をＯＮさせて炭酸ガスを炭酸ガス供
給管７を介して浴槽８内に噴出させて浴槽８の中の温水
中の混入率を一定に保持するようにしても良い。また、
炭酸ガス濃度判定回路４４は、給湯中の温水に含まれる
炭酸ガスの混入率または浴槽８に満たされた温水中の炭
酸ガスの混入率が前述の規定値の範囲に入っているか否
かを判定するものであり、この動作を炭酸ガスセンサ４
３の出力電圧を基準電圧と比較することによって行う。
そして、電磁弁制御回路４５は浴槽８内の温水に強制的
に炭酸ガスを混入させる時に開く電磁弁の開閉を制御す
るものであり、比例弁制御回路４６は、給湯時に温水に
混入させる炭酸ガスの混入率を規定値に保持するために
炭酸ガスボンベ１からの炭酸ガスの吐出量を制御する比
例弁の開閉を制御するものである。

【００１７】このような構成のもとに、図３のステップ
301 では強制スイッチ４１がＯＮか否かが判定され、Ｏ
ＦＦの時(NO)にステップ302 に進んで給湯スイッチ４２
がＯＮか否かが判定される。給湯スイッチ４２がＯＦＦ
の時(NO)はステップ301 に戻るが、給湯スイッチ４２が
ＯＮの時にはステップ303 に進んで比例弁 (炭酸ガス流
量制御弁) を開弁し、ステップ304 において温水中の炭
酸ガスが規定濃度に達したか否かを判定する。規定濃度
に達していない時(NO)はステップ303 に戻り、達した時
(YES) はステップ305 に進んで比例弁を閉弁する。ステ
ップ311 は電源スイッチがＯＦＦになったか否かを判定
するものであり、ＯＦＦにならない限りはステップ301
に戻り、ＯＦＦの時はステップ312 にてこのルーチンを
終了する。このようにして、給湯スイッチ４２がＯＮで
ある給湯中は炭酸ガスの混入率が一定に保持される。

【００１８】一方、ステップ301 において強制スイッチ
４２がＯＮの時(YES) はステップ306 に進み、比例弁を
開弁した後にステップ307 において電磁弁 (炭酸ガス供
給弁) を開弁する。そして、ステップ308 において浴槽
８の中の温水中の炭酸ガスが規定濃度か否かを判定す
る。規定濃度に達していない時(NO)はステップ306 に戻
り、達した時(YES) はステップ309 に進んで比例弁を閉
弁し、ステップ310 において電磁弁を閉弁する。この
後、ステップ311 に進んで前述の電源スイッチがＯＦＦ
になったか否かを判定する。このようにして、強制スイ
ッチ４１がＯＮである時は、炭酸ガスを浴槽８の中の温
水に強制的に供給することによって炭酸ガスの混入率が
一定に保持される。

【００１９】図５は図１の炭酸ガスセンサ１０の構成の
一例を示すものであり、この炭酸ガスセンサ１０は、本
件出願人により既に提案されているものである。炭酸ガ
スセンサ１０は、内部にナトリウムイオン伝導体５１を
有しており、その一方の面には検出電極５２が設けられ
ている。この検出電極５２は、例えば白金黒を被着した
白金網で形成されており、この上にはアルカリ土類金属
炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体であって、かつ
アルカリ金属炭酸塩の結晶を含まないものからなる検出
材料層（被覆材料）５３が被覆されている。ナトリウム
イオン伝導体５１の他方の面には基準電極５４が設けら
れており、これは例えば白金黒を付着した白金網で形成
され、被検ガスから遮蔽するために、ガラス等からなる
カバー５５で覆って封止してある。なお、５６はセラミ
ック基板であり、５７は基板５６の裏面に設けられた白
金網からなるヒータである。

【００２０】この実施例の炭酸ガスセンサ１０において
は、ナトリウムイオン伝導体５１としてNASICON を使用
し、また、白金網を付着した白金網で形成された検出電
極５２を被覆する検出材料層（被覆材料）５３のアルカ
リ土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体とし
て、炭酸バリウムと炭酸ナトリウムをモル比で 1.7：１
となるように固溶したものを用いており、その他は前述
のように構成されている。

【００２１】この炭酸ガスセンサ１０を、測定装置によ
り素子温度５５０°Ｃとなるようにヒータ５７で加熱
し、100 〜2000ppm の濃度の炭酸ガスに対する起電力特
性を、湿り空気中および乾燥空気中で測定した。その結
果、湿度20％および湿度75％の湿り空気中においても、
乾燥空気中とほぼ同一の特性が得られた。

【００２２】図６は横軸に炭酸ガス濃度（ppm)をとり、
縦軸にセンサ出力（mV）をとったときの炭酸ガスセンサ
１０の炭酸ガス濃度−センサ出力の特性曲線を示すもの
である。

【００２３】以上のような構成により、本実施例の給湯
システムは、給湯中、および給湯後の浴槽の中の温水の
炭酸ガス混入率を一定に保持することができるので、健
康増進に非常に効果がある。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の給湯シス
テムによれば、給湯機から浴槽への給湯水路の途中で、
炭酸ガスを温水に自動的に健康増進に良い適量だけ混入
させることができる使い勝手の良い給湯システムを提供
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給湯システムの一実施例の構成を示す
給湯経路図である。

【図２】図１の炭酸ガス混入装置の具体的な構成の一実
施例を示す経路図である。

【図３】炭酸ガスの温水への混入制御の手順の一例を示
すフローチャート図である。

【図４】図３の制御手順を実施する給湯システムの要部
のブロック回路図である。

【図５】図１の炭酸ガスセンサの構成を示す断面図であ
る。

【図６】図５の炭酸ガスセンサの炭酸ガス濃度に対する
出力特性を示す線図である。

【符号の説明】

１炭酸ガスボンベ２給湯機３炭酸ガス混入装置４ガスバーナ５熱交換器６給湯水路７炭酸ガス供給管８浴槽９炭酸ガス収集装置１０，４３炭酸ガスセンサ４１強制スイッチ４２給湯スイッチ４４炭酸ガス濃度判定回路４５電磁弁制御回路４６比例弁制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス、電気または灯油により水道水を加
熱する熱交換器を備えた給湯機から浴槽に、炭酸ガスを
含む温水を給湯する給湯システムであって、炭酸ガスを
蓄積する炭酸ガスボンベと、前記給湯機から前記浴槽に温水を供給する給湯水路の途
中に設けられ、前記炭酸ガスボンベからの炭酸ガスを温
水に混入するミキサと、このミキサへの炭酸ガスの供給
量を制御する流量制御弁と、この流量制御弁と前記ミキ
サとの間の炭酸ガス導入管を分岐して炭酸ガスを直接前
記浴槽の湯面下に供給する炭酸ガス供給管、およびこの
炭酸ガス供給管の途中に設けられた電磁開閉弁とから構
成される炭酸ガス混入装置と、前記浴槽の所定箇所に取り付けられた炭酸ガス収拾箱
と、この収拾箱の天井部に取り付けられて温水から放出
される炭酸ガスの量によって温水中の炭酸ガスの量を検
出する炭酸ガス濃度検出センサとからなる炭酸ガス混入
量検出装置と、を備え、前記炭酸ガス混入装置は、前記炭酸ガス混入量検出装置
によって検出された温水中の炭酸ガス混入量に応じて、
前記流量制御弁と前記電磁開閉弁を開閉制御することに
より、前記浴槽中の温水中の炭酸ガスの混入量が規定量
になるように動作することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】請求項１に記載の給湯システムであっ
て、前記炭酸ガス混入装置が、給湯時には前記電磁開閉
弁を閉じ、前記流量制御弁の開度を調節して熱交換器か
らの温水に炭酸ガスを混入し、非給湯時には前記電磁開
閉弁を開き、前記流量制御弁の開度を調節して炭酸ガス
を直接浴槽内の温水に混入するように動作することを特
徴とする給湯システム。