(57)【要約】【課題】湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供すること。【解決手段】湯水を注湯する注湯経路２６と、前記注湯経路２６からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路３２と、前記並列分岐経路３２に配設された開閉手段３４及び前記湯水に機能改質成分を添加する水改質手段３３と、制御装置４３と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段４４とを備え、前記機能改質成分を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段４４によって選択する構成としたことを特徴とする給湯装置で、浴槽等の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。【選択図】図１
2012163248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を注湯する注湯経路と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に機能改質成分を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段とを備え、前記機能改質成分を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成としたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記操作手段に、浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段を設け、前記使用者が、前記自動湯張り運転と前記機能改質成分を前記湯水に添加させることとを選択した場合には、前記開閉手段を開とすることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記操作手段に、前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段を設け、前記使用者が、前記自動加熱運転を選択した場合には、前記開閉手段を閉とすることを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水改質を目的とした成分を所定量、給湯水に添加する機能を備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の装置は、目的の成分を含む材料を湯水に添加する水改質手段を、湯沸かし部に水道水を供給する給水経路中、または湯沸かし部で沸いた湯を浴槽へ導く注湯経路中に配設し、給湯水中に、所定の目的の水改質成分を添加する方法が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された従来の給湯装置を示すものである。図９に示すように、水経路中に、水改質手段を組み込んで構成されている。本特許文献１において、水改質手段としては、添加成分を電極（亜鉛陽極１）とした電気分解方式を用い、注湯水が水改質手段を通過中に、電極１、２に通電し、電極１の一部を注湯水中に電気分解させることで、所定濃度の水改質成分を添加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成には、浴槽の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できる構成は開示されていない。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、湯水を注湯する注湯経路と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に機能改質成分を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段とを備え、前記機能改質成分を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成としたことを特徴とするもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同実施の形態における水改質回路の詳細図
【図３】同実施の形態における電気分解方式を用いた水改質回路の詳細図
【図４】同実施の形態における開弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図５】同実施の形態における閉弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図６】同実施の形態における注湯開始時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図７】同実施の形態における注湯終了時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図８】同実施の形態における他の水改質回路の詳細図
【図９】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、湯水を注湯する注湯経路と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に機能改質成分を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段とを備え、前記機能改質成分を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成としたことを特徴とする給湯装置で、浴槽等の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１１】
第２の発明は、前記操作手段に、浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段を設け、前記使用者が、前記自動湯張り運転と前記機能改質成分を前記湯水に添加させることとを選択した場合には、前記開閉手段を開とすることを特徴とするもので、使用者が浴槽のお湯につかる前に、自動的に浴槽内のお湯に機能改質成分が添加されていることで、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１２】
第３の発明は、前記操作手段に、前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段を設け、前記使用者が、前記自動加熱運転を選択した場合には、前記開閉手段を閉とすることを特徴とする給湯装置で、浴槽水から水改質手段への湯水の逆流を回避でき、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図２は、同実施の形態における水改質回路の詳細図を示すものである。
【００１５】
図１において、圧縮機１０、給湯熱交換器１１、減圧手段１２、蒸発器１３を冷媒回路１４で順に環状に接続してヒートポンプユニット１５を構成している。貯湯ユニット１６の貯湯タンク１７には水が貯留されており、出湯回路１８は貯湯タンク１７、給湯水ポンプ１９、給湯熱交換器１１、貯湯タンク１７を順に接続する回路である。
【００１６】
浴槽水加熱回路２０は、貯湯タンク１７、風呂熱交換器２１、浴槽水加熱ポンプ２２、貯湯タンク１７を順に接続する回路であり、風呂熱交換器２１の他方の回路には浴槽２３が接続されている。浴槽水循環回路２４は、浴槽２３、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ２５、風呂熱交換器２１を順に接続する回路である。
【００１７】
浴槽水注湯経路２６は、貯湯タンク１７の水を、浴槽水循環回路２４を経由して浴槽２３へ注湯する回路である。この回路には貯湯タンク１７の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁２７、注湯する水温を検知する温度検知手段２８、浴槽水注湯経路２６の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁２９を順に備える。
【００１８】
水改質回路３０は、浴槽水注湯弁２９の下流側の浴槽水注湯経路２６内の途中に配設さ
れている回路である。図２に示すように、水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２の経路に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と上流の分岐部３１の間には、開閉手段であるバイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３への湯水の供給を開閉できるように構成されており、前述のように構成された水改質回路３０は貯湯ユニット１６の筐体内に納められている。
【００１９】
また、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水は再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。浴槽水電磁弁２９及びバイパス電磁弁を含むこれら一連の駆動部品は一括した制御装置４３にて制御されており、操作手段４４によって使用者が操作・設定することが可能となっている。
【００２０】
なお、水改質手段３３は、目的の水改質成分を水に溶解添加できる手段であればよく、図２に示すような、水改質成分を含有した無機化合物３５の粒子を収納容器３６内に充填し、無機化合物３５の下流側にフィルター３７を配設し、無機化合物３５と湯水を直接接触させる溶解方式や、図３に示すような目的成分を電極１、２とし、電極１、２に電源部９から通電して、水に水改質成分を分解溶出させる電気分解方式を用いてもよいが、直接溶解方式の方が、コスト面、コンパクト性、可燃性ガス発生など安全性、消費電力量等の面でメリットが多く、本実施の形態では溶解方式を前提に説明する。
【００２１】
ヒートポンプユニット１５で貯湯タンク１７に貯留された水を加熱する運転は、以下のような動作となる。貯湯タンク１７の水は、給湯水ポンプ１９によって給湯熱交換器１１へ搬送され、ヒートポンプサイクル動作によって加熱される。給湯水ポンプ１９は給湯熱交換器１１で加熱された給湯水の温度が予め決定した温度になる様に、出湯回路１８の流量を制御する。
【００２２】
浴槽２３への湯張り、並びに浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱は以下のような動作となる。浴槽水注湯経路２６の浴槽水混合弁２７は、温度検知手段２８で検知する注湯温度が操作手段４４で予め設定された温度となるように、高温の水と水道水の混合割合を調整する。所定温度となった湯水は、浴槽水注湯経路２６、浴槽水循環回路２４を順に経由して浴槽２３へ流出する。
【００２３】
一方、浴槽２３の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク１７に貯留された高温の水を、浴槽水加熱ポンプ２２によって風呂熱交換器２１へ搬送し、浴槽水ポンプ２５より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器２１で浴槽水を加熱して温度が下がった給湯水は、貯湯タンク１７の下部より内部へ流入する。
【００２４】
図４にバイパス電磁弁３４が閉弁した際の詳細図を示す。弁体３８はプランジャー３９に接続され、バネ４０によって並列分岐経路３２の流路を塞いでいる。分岐部３１より分岐された湯水は弁体３８まで供給されるが、弁体３８によって並列分岐経路３２が閉塞されているため、水改質手段３３へは湯水は流れず、浴槽２３には水改質成分は添加されない。図５にバイパス電磁弁が開弁した際の詳細図を示す。
【００２５】
端子４１より電圧が電磁コイル４２に供給され電磁コイル４２は励磁され、プランジャー３９および弁体３８をバネ４０の圧縮力に抗して並列分岐経路３２を開弁し、分岐部３１より分岐された湯水を水改質手段３３に供給する。
【００２６】
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
使用者が浴槽２３へ湯はりを行う場合は、操作手段４４で湯はり動作の指示操作を行う。操作手段操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁２７で調整された水が、浴槽水注湯弁２９を閉から開に制御することにより、浴槽水注湯弁２９から、浴槽水注湯経路２６内に湯水が流入し、浴槽水注湯経路２６に流れる湯水の一部が並列分岐経路３２側に分流し、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水が再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。
【００２８】
上記一連の湯はり動作は、操作手段４４に配設された自動湯張り手段によって、使用者が設定・起動させることができ、また、水改質手段３３への湯水の通水の有無を事前に決定することができる。
【００２９】
通水有りの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動してバイパス電磁弁３４を開弁し、通水なしの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動せずバイパス電磁弁３４を常時閉とする。同様に、上記一連の浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱動作も、操作手段４４に配設された自動加熱手段によって、使用者が設定・起動させることができるが、加熱動作時には、バイパス電磁弁３４は常時閉とする。これは、浴槽水の水改質手段３３への逆流を回避するための制御である。
【００３０】
前記水改質手段３３内においては、流入した湯水が収納容器３６に充填された無機化合物３５の粒子で形成された多孔質の空間を通過する。水には粘性があるため、多孔質の空間を通過する際に無機化合物３５の表面から表面近傍の領域には速度境界層が生成される。無機化合物３５は水に対して溶解性を持つため、無機化合物３５の表面近傍の無機化合物３５の表面分子は、表面近傍の水に溶解し、水の溶解濃度が上昇する。表面近傍の水は流速が小さいため、溶解濃度は高い値となる。
【００３１】
これに対して流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水の溶解濃度は低い。このとき、水中に溶解する無機化合物の濃度差が生じた場合は、濃度差に応じて高い方から低い物質が移動する（フィックの法則）ため、表面近傍の水に溶解した無機化合物は濃度の低い中心の水に移動する。この物質拡散の原理を利用することで、無機化合物３５を多孔質空間内の水に溶解させることができる。
【００３２】
図４からもわかるようにバイパス電磁弁３４が閉弁している状態で、浴槽水注湯弁２９を開弁すると、分岐部３１より水圧が弁体３８に並列分岐経路３２を閉塞する方向にかかる。したがって、水圧に抗して弁体３８を開弁しようとすると、大きな磁力を発生させてブランジャー３９を引き上げなければならず、電磁コイルの巻き数を多くするか、消費電力を上げないといけない。
【００３３】
図６に浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに開弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを行っていない場合は弁体３８には水圧がかかっておらず、バネ４０のみによって弁体３８が並列分岐経路３２を閉じる方向に力がかかっている。
【００３４】
ここで、操作手段４４により使用者が浴槽２３への湯張りを開始した際に、バイパス電磁弁３４を開けた後、ある一定時間ａを経過後に浴槽水注湯弁２９を開弁することにより、水圧が弁体３８にかかる前に開弁することが可能である。よってバネ４０の閉止力に抗するだけの磁力をプランジャー３９に与えてあげればよく、少ない消費電力で開弁動作が可能である。バイパス電磁弁３４が開弁すると、水改質手段３３に湯水が供給され、浴槽２３に水改質成分が添加される。
【００３５】
図７に、浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３
４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに閉弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、浴槽水注湯弁２９をバイパス電磁弁３４の先もしくは同時に閉弁すると、水改質手段３３を通過し、水改質成分が添加された湯水が浴槽水循環回路２４に留まってしまい、浴槽２３に十分な水改質成分を添加することができない。
【００３６】
したがって、使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、まずバイパス電磁弁３４を閉弁した後、ある一定時間ｂを経過後に浴槽水注湯弁２９を閉弁することにより、改質成分が添加されていない湯水が浴槽水注湯経路２６を通り、浴槽水循環回路２４に供給され、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に十分供給される。
【００３７】
以上のように本実施の形態においては、水改質手段への湯水の通水有無を操作手段によって使用者が操作可能となる。
【００３８】
なお、無機化合物を、亜鉛を含む亜鉛化合物（酸化亜鉛、炭酸亜鉛など）とした場合、以下の効果を得ることができる。亜鉛は比較的要求量の多いヒトの必須元素の一つであり、通常の食事からの供給では欠乏しやすく、栄養強化目的で、食品に添加される元素である。これに対しては、浴槽に亜鉛を溶解させた水を供給することで、入浴中に経皮吸収による栄養強化を行うことができる。
【００３９】
また、亜鉛化合物の酸化亜鉛は、薬局方、化粧品原料基準で認可を受けている材料であり、主にヒトの肌の角層に対して収斂作用、消炎作用などの作用を与え、肌の角層の改善を行うこともできる。
【００４０】
また、無機化合物３５として用いることが出来る材料は酸化亜鉛以外に、亜鉛化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、塩基性炭酸亜鉛（ｍＺｎＣＯ３・ｎＺｎ（ＯＨ）２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、亜鉛置換型ゼオライト、亜鉛置換型キレート、亜鉛シリカゲル担持物、であり、これらを単一または組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、鉄化合物（酸化鉄、水酸化鉄）、酸化銅、酸化ケイ素、二酸化マンガン、水酸化コバルト、酸化チタン、塩化銀、硫酸バリウムを用いることができる。
【００４２】
また、図８に同実施の形態における別の水改質回路３０を示す。水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２上に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と下流の分岐部３１の間には、バイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３を通過した湯水を浴槽水注湯経路に供給をコントロールすることが可能な構成となっている。このようにバイパス電磁弁３４を水改質手段３３の下流に設置しても同様の作用・効果が得られる。
【００４３】
図６に示した浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の開弁時間差ａは、浴槽水注湯弁２９が開弁してからバイパス電磁弁３４に水圧がかかるまでの時間差であり、浴槽水注湯弁２９からバイパス電磁弁３４までの配管長および容積によって決まり、貯湯ユニット１６固有の値であり、概ね１秒以下である。
【００４４】
しかしながら、図７に示した浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の閉弁時間差ｂは水改質回路３０から浴槽２３の出口までの浴槽水循環回路２４の配管長お
よび容積によって決まり、貯湯ユニット１６と浴槽２３の位置関係により変動する。
【００４５】
よって、浴槽水循環回路２４の最大容積を考慮に入れると、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを長くとる必要がある。ここで開弁時間差ａと閉弁時間差ｂを同一の時間設定にすると、開弁時に必要以上にバイパス電磁弁３４を開弁することになり、無駄な電力が消費されることとなる。したがって、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを異なる時間設定とすることにより、省エネルギーな水改質回路３０を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、湯水の機能改質成分を添加する使用条件の設定が、使用者の意思決定に基づいて行われるもので、貯湯式給湯機の他、ガス熱源の給湯機にも利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
２３  浴槽
２４  浴槽水循環回路
２５  浴槽水ポンプ
２６  浴槽水注湯経路
２７  浴槽水混合弁
２８  温度検知手段
２９  第一の電磁弁（浴槽水注湯弁）
３０  水改質回路
３１  分岐部
３２  並列分岐経路
３３  水改質手段
３４  第二の電磁弁（バイパス電磁弁）
３５  無機化合物
３６  収納容器
３７  フィルター
４３  制御装置
４４  操作手段（リモコン）
【図１】
2012163248.tif 000003
【図２】
2012163248.tif 000004
【図３】
2012163248.tif 000005
【図４】
2012163248.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012163248.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012163248.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水改質を目的とした成分を所定量、給湯水に添加する機能を備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の装置は、目的の成分を含む材料を湯水に添加する水改質手段を、湯沸かし部に水道水を供給する給水経路中、または湯沸かし部で沸いた湯を浴槽へ導く注湯経路中に配設し、給湯水中に、所定の目的の水改質成分を添加する方法が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された従来の給湯装置を示すものである。図９に示すように、水経路中に、水改質手段を組み込んで構成されている。本特許文献１において、水改質手段としては、添加成分を電極（亜鉛陽極１）とした電気分解方式を用い、注湯水が水改質手段を通過中に、電極１、２に通電し、電極１の一部を注湯水中に電気分解させることで、所定濃度の水改質成分を添加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成には、浴槽の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できる構成は開示されていない。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水を前記浴槽水注湯経路を流れる湯水と合流させ、前記浴槽に注湯する構成としたことを特徴とするもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同実施の形態における水改質回路の詳細図
【図３】同実施の形態における電気分解方式を用いた水改質回路の詳細図
【図４】同実施の形態における開弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図５】同実施の形態における閉弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図６】同実施の形態における注湯開始時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図７】同実施の形態における注湯終了時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図８】同実施の形態における他の水改質回路の詳細図
【図９】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に
分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水を前記浴槽水注湯経路を流れる湯水と合流させ、前記浴槽に注湯する構成としたことを特徴とする給湯装置で、浴槽等の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１１】
また、使用者が浴槽のお湯につかる前に、自動的に浴槽内のお湯に機能改質成分が添加されていることで、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１２】
また、浴槽水から水改質手段への湯水の逆流を回避でき、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図２は、同実施の形態における水改質回路の詳細図を示すものである。
【００１５】
図１において、圧縮機１０、給湯熱交換器１１、減圧手段１２、蒸発器１３を冷媒回路１４で順に環状に接続してヒートポンプユニット１５を構成している。貯湯ユニット１６の貯湯タンク１７には水が貯留されており、出湯回路１８は貯湯タンク１７、給湯水ポンプ１９、給湯熱交換器１１、貯湯タンク１７を順に接続する回路である。
【００１６】
浴槽水加熱回路２０は、貯湯タンク１７、風呂熱交換器２１、浴槽水加熱ポンプ２２、貯湯タンク１７を順に接続する回路であり、風呂熱交換器２１の他方の回路には浴槽２３が接続されている。浴槽水循環回路２４は、浴槽２３、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ２５、風呂熱交換器２１を順に接続する回路である。
【００１７】
浴槽水注湯経路２６は、貯湯タンク１７の水を、浴槽水循環回路２４を経由して浴槽２３へ注湯する回路である。この回路には貯湯タンク１７の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁２７、注湯する水温を検知する温度検知手段２８、浴槽水注湯経路２６の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁２９を順に備える。
【００１８】
水改質回路３０は、浴槽水注湯弁２９の下流側の浴槽水注湯経路２６内の途中に配設されている回路である。図２に示すように、水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２の経路に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と上流の分岐部３１の間には、開閉手段であるバイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３への湯水の供給を開閉できるように構成されており、前述のように構成された水改質回路３０は貯湯ユニット１６の筐体内に納められている。
【００１９】
また、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水は再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。浴槽水電磁弁２９及びバイパス電磁弁を含むこれら一連の駆動部品は一括した制御装置４３にて制御されており、操作手段４４によって使用者が操作・設定することが可能となっている。
【００２０】
なお、水改質手段３３は、目的の水改質成分を水に溶解添加できる手段であればよく、図２に示すような、水改質成分を含有した無機化合物３５の粒子を収納容器３６内に充填し、無機化合物３５の下流側にフィルター３７を配設し、無機化合物３５と湯水を直接接
触させる溶解方式や、図３に示すような目的成分を電極１、２とし、電極１、２に電源部９から通電して、水に水改質成分を分解溶出させる電気分解方式を用いてもよいが、直接溶解方式の方が、コスト面、コンパクト性、可燃性ガス発生など安全性、消費電力量等の面でメリットが多く、本実施の形態では溶解方式を前提に説明する。
【００２１】
ヒートポンプユニット１５で貯湯タンク１７に貯留された水を加熱する運転は、以下のような動作となる。貯湯タンク１７の水は、給湯水ポンプ１９によって給湯熱交換器１１へ搬送され、ヒートポンプサイクル動作によって加熱される。給湯水ポンプ１９は給湯熱交換器１１で加熱された給湯水の温度が予め決定した温度になる様に、出湯回路１８の流量を制御する。
【００２２】
浴槽２３への湯張り、並びに浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱は以下のような動作となる。浴槽水注湯経路２６の浴槽水混合弁２７は、温度検知手段２８で検知する注湯温度が操作手段４４で予め設定された温度となるように、高温の水と水道水の混合割合を調整する。所定温度となった湯水は、浴槽水注湯経路２６、浴槽水循環回路２４を順に経由して浴槽２３へ流出する。
【００２３】
一方、浴槽２３の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク１７に貯留された高温の水を、浴槽水加熱ポンプ２２によって風呂熱交換器２１へ搬送し、浴槽水ポンプ２５より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器２１で浴槽水を加熱して温度が下がった給湯水は、貯湯タンク１７の下部より内部へ流入する。
【００２４】
図４にバイパス電磁弁３４が閉弁した際の詳細図を示す。弁体３８はプランジャー３９に接続され、バネ４０によって並列分岐経路３２の流路を塞いでいる。分岐部３１より分岐された湯水は弁体３８まで供給されるが、弁体３８によって並列分岐経路３２が閉塞されているため、水改質手段３３へは湯水は流れず、浴槽２３には水改質成分は添加されない。図５にバイパス電磁弁が開弁した際の詳細図を示す。
【００２５】
端子４１より電圧が電磁コイル４２に供給され電磁コイル４２は励磁され、プランジャー３９および弁体３８をバネ４０の圧縮力に抗して並列分岐経路３２を開弁し、分岐部３１より分岐された湯水を水改質手段３３に供給する。
【００２６】
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
使用者が浴槽２３へ湯はりを行う場合は、操作手段４４で湯はり動作の指示操作を行う。操作手段操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁２７で調整された水が、浴槽水注湯弁２９を閉から開に制御することにより、浴槽水注湯弁２９から、浴槽水注湯経路２６内に湯水が流入し、浴槽水注湯経路２６に流れる湯水の一部が並列分岐経路３２側に分流し、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水が再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。
【００２８】
上記一連の湯はり動作は、操作手段４４に配設された自動湯張り手段によって、使用者が設定・起動させることができ、また、水改質手段３３への湯水の通水の有無を事前に決定することができる。
【００２９】
通水有りの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動してバイパス電磁弁３４を開弁し、通水なしの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動せずバイパス電磁弁３４を常時閉とする。同様に、上記一連の浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱動作も、操作手段４４に配設された自動加熱手段によって、使用者が設定・起動させることができるが、加熱動作時には、バイパス電磁弁３４は常時閉とする。これは、浴槽水の水改質手段３３への逆流を回避
するための制御である。
【００３０】
前記水改質手段３３内においては、流入した湯水が収納容器３６に充填された無機化合物３５の粒子で形成された多孔質の空間を通過する。水には粘性があるため、多孔質の空間を通過する際に無機化合物３５の表面から表面近傍の領域には速度境界層が生成される。無機化合物３５は水に対して溶解性を持つため、無機化合物３５の表面近傍の無機化合物３５の表面分子は、表面近傍の水に溶解し、水の溶解濃度が上昇する。表面近傍の水は流速が小さいため、溶解濃度は高い値となる。
【００３１】
これに対して流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水の溶解濃度は低い。このとき、水中に溶解する無機化合物の濃度差が生じた場合は、濃度差に応じて高い方から低い物質が移動する（フィックの法則）ため、表面近傍の水に溶解した無機化合物は濃度の低い中心の水に移動する。この物質拡散の原理を利用することで、無機化合物３５を多孔質空間内の水に溶解させることができる。
【００３２】
図４からもわかるようにバイパス電磁弁３４が閉弁している状態で、浴槽水注湯弁２９を開弁すると、分岐部３１より水圧が弁体３８に並列分岐経路３２を閉塞する方向にかかる。したがって、水圧に抗して弁体３８を開弁しようとすると、大きな磁力を発生させてブランジャー３９を引き上げなければならず、電磁コイルの巻き数を多くするか、消費電力を上げないといけない。
【００３３】
図６に浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに開弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを行っていない場合は弁体３８には水圧がかかっておらず、バネ４０のみによって弁体３８が並列分岐経路３２を閉じる方向に力がかかっている。
【００３４】
ここで、操作手段４４により使用者が浴槽２３への湯張りを開始した際に、バイパス電磁弁３４を開けた後、ある一定時間ａを経過後に浴槽水注湯弁２９を開弁することにより、水圧が弁体３８にかかる前に開弁することが可能である。よってバネ４０の閉止力に抗するだけの磁力をプランジャー３９に与えてあげればよく、少ない消費電力で開弁動作が可能である。バイパス電磁弁３４が開弁すると、水改質手段３３に湯水が供給され、浴槽２３に水改質成分が添加される。
【００３５】
図７に、浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに閉弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、浴槽水注湯弁２９をバイパス電磁弁３４の先もしくは同時に閉弁すると、水改質手段３３を通過し、水改質成分が添加された湯水が浴槽水循環回路２４に留まってしまい、浴槽２３に十分な水改質成分を添加することができない。
【００３６】
したがって、使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、まずバイパス電磁弁３４を閉弁した後、ある一定時間ｂを経過後に浴槽水注湯弁２９を閉弁することにより、改質成分が添加されていない湯水が浴槽水注湯経路２６を通り、浴槽水循環回路２４に供給され、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に十分供給される。
【００３７】
以上のように本実施の形態においては、水改質手段への湯水の通水有無を操作手段によって使用者が操作可能となる。
【００３８】
なお、無機化合物を、亜鉛を含む亜鉛化合物（酸化亜鉛、炭酸亜鉛など）とした場合、以下の効果を得ることができる。亜鉛は比較的要求量の多いヒトの必須元素の一つであり
、通常の食事からの供給では欠乏しやすく、栄養強化目的で、食品に添加される元素である。これに対しては、浴槽に亜鉛を溶解させた水を供給することで、入浴中に経皮吸収による栄養強化を行うことができる。
【００３９】
また、亜鉛化合物の酸化亜鉛は、薬局方、化粧品原料基準で認可を受けている材料であり、主にヒトの肌の角層に対して収斂作用、消炎作用などの作用を与え、肌の角層の改善を行うこともできる。
【００４０】
また、無機化合物３５として用いることが出来る材料は酸化亜鉛以外に、亜鉛化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、塩基性炭酸亜鉛（ｍＺｎＣＯ３・ｎＺｎ（ＯＨ）２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、亜鉛置換型ゼオライト、亜鉛置換型キレート、亜鉛シリカゲル担持物、であり、これらを単一または組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、鉄化合物（酸化鉄、水酸化鉄）、酸化銅、酸化ケイ素、二酸化マンガン、水酸化コバルト、酸化チタン、塩化銀、硫酸バリウムを用いることができる。
【００４２】
また、図８に同実施の形態における別の水改質回路３０を示す。水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２上に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と下流の分岐部３１の間には、バイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３を通過した湯水を浴槽水注湯経路に供給をコントロールすることが可能な構成となっている。このようにバイパス電磁弁３４を水改質手段３３の下流に設置しても同様の作用・効果が得られる。
【００４３】
図６に示した浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の開弁時間差ａは、浴槽水注湯弁２９が開弁してからバイパス電磁弁３４に水圧がかかるまでの時間差であり、浴槽水注湯弁２９からバイパス電磁弁３４までの配管長および容積によって決まり、貯湯ユニット１６固有の値であり、概ね１秒以下である。
【００４４】
しかしながら、図７に示した浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の閉弁時間差ｂは水改質回路３０から浴槽２３の出口までの浴槽水循環回路２４の配管長および容積によって決まり、貯湯ユニット１６と浴槽２３の位置関係により変動する。
【００４５】
よって、浴槽水循環回路２４の最大容積を考慮に入れると、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを長くとる必要がある。ここで開弁時間差ａと閉弁時間差ｂを同一の時間設定にすると、開弁時に必要以上にバイパス電磁弁３４を開弁することになり、無駄な電力が消費されることとなる。したがって、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを異なる時間設定とすることにより、省エネルギーな水改質回路３０を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、湯水の機能改質成分を添加する使用条件の設定が、使用者の意思決定に基づいて行われるもので、貯湯式給湯機の他、ガス熱源の給湯機にも利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
２３  浴槽
２４  浴槽水循環回路
２５  浴槽水ポンプ
２６  浴槽水注湯経路
２７  浴槽水混合弁
２８  温度検知手段
２９  第一の電磁弁（浴槽水注湯弁）
３０  水改質回路
３１  分岐部
３２  並列分岐経路
３３  水改質手段
３４  第二の電磁弁（バイパス電磁弁）
３５  無機化合物
３６  収納容器
３７  フィルター
４３  制御装置
４４  操作手段（リモコン）
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水を前記浴槽水注湯経路を流れる湯水と合流させ、前記浴槽に注湯する構成としたことを特徴とする給湯装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月26日(2011.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水改質を目的とした成分を所定量、給湯水に添加する機能を備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の装置は、目的の成分を含む材料を湯水に添加する水改質手段を、湯沸かし部に水道水を供給する給水経路中、または湯沸かし部で沸いた湯を浴槽へ導く注湯経路中に配設し、給湯水中に、所定の目的の水改質成分を添加する方法が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された従来の給湯装置を示すものである。図９に示すように、水経路中に、水改質手段を組み込んで構成されている。本特許文献１において、水改質手段としては、添加成分を電極（亜鉛陽極１）とした電気分解方式を用い、注湯水が水改質手段を通過中に、電極１、２に通電し、電極１の一部を注湯水中に電気分解させることで、所定濃度の水改質成分を添加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成には、浴槽の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できる構成は開示されていない。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽水循環回路を経由して浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路に配設された第一の開閉手段と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された第二の開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記第二の開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記第一の開閉手段及び前記第二の開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水と前記浴槽水注湯経路の湯水との合流水を、前記浴槽水循環回路を経由して前記浴槽に注湯するとともに、前記浴槽への前記合流水の供給を停止する際には、前記第二の開閉手段を閉とし、それから所定時間経過後に前記第一の開閉手段を閉とする構成としたことを特徴とするもので、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同実施の形態における水改質回路の詳細図
【図３】同実施の形態における電気分解方式を用いた水改質回路の詳細図
【図４】同実施の形態における開弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図５】同実施の形態における閉弁時のバイパス電磁弁の詳細図
【図６】同実施の形態における注湯開始時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図７】同実施の形態における注湯終了時の浴槽水注湯弁とバイパス電磁弁の動作チャート
【図８】同実施の形態における他の水改質回路の詳細図
【図９】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽水循環回路を経由して浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路に配設された第一の開閉手段と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された第二の開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りす
る運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記第二の開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記第一の開閉手段及び前記第二の開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水と前記浴槽水注湯経路の湯水との合流水を、前記浴槽水循環回路を経由して前記浴槽に注湯するとともに、前記浴槽への前記合流水の供給を停止する際には、前記第二の開閉手段を閉とし、それから所定時間経過後に前記第一の開閉手段を閉とする構成としたことを特徴とする給湯装置で、浴槽等の湯水に機能改質成分を添加するか否かを、使用者が設定できることで使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１１】
また、使用者が浴槽のお湯につかる前に、自動的に浴槽内のお湯に機能改質成分が添加されていることで、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１２】
また、浴槽水から水改質手段への湯水の逆流を回避でき、使用性の高い給湯装置を提供できる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。図２は、同実施の形態における水改質回路の詳細図を示すものである。
【００１５】
図１において、圧縮機１０、給湯熱交換器１１、減圧手段１２、蒸発器１３を冷媒回路１４で順に環状に接続してヒートポンプユニット１５を構成している。貯湯ユニット１６の貯湯タンク１７には水が貯留されており、出湯回路１８は貯湯タンク１７、給湯水ポンプ１９、給湯熱交換器１１、貯湯タンク１７を順に接続する回路である。
【００１６】
浴槽水加熱回路２０は、貯湯タンク１７、風呂熱交換器２１、浴槽水加熱ポンプ２２、貯湯タンク１７を順に接続する回路であり、風呂熱交換器２１の他方の回路には浴槽２３が接続されている。浴槽水循環回路２４は、浴槽２３、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ２５、風呂熱交換器２１を順に接続する回路である。
【００１７】
浴槽水注湯経路２６は、貯湯タンク１７の水を、浴槽水循環回路２４を経由して浴槽２３へ注湯する回路である。この回路には貯湯タンク１７の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁２７、注湯する水温を検知する温度検知手段２８、浴槽水注湯経路２６の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁２９を順に備える。
【００１８】
水改質回路３０は、浴槽水注湯弁２９の下流側の浴槽水注湯経路２６内の途中に配設されている回路である。図２に示すように、水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２の経路に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と上流の分岐部３１の間には、開閉手段であるバイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３への湯水の供給を開閉できるように構成されており、前述のように構成された水改質回路３０は貯湯ユニット１６の筐体内に納められている。
【００１９】
また、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水は再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。浴
槽水電磁弁２９及びバイパス電磁弁を含むこれら一連の駆動部品は一括した制御装置４３にて制御されており、操作手段４４によって使用者が操作・設定することが可能となっている。
【００２０】
なお、水改質手段３３は、目的の水改質成分を水に溶解添加できる手段であればよく、図２に示すような、水改質成分を含有した無機化合物３５の粒子を収納容器３６内に充填し、無機化合物３５の下流側にフィルター３７を配設し、無機化合物３５と湯水を直接接触させる溶解方式や、図３に示すような目的成分を電極１、２とし、電極１、２に電源部９から通電して、水に水改質成分を分解溶出させる電気分解方式を用いてもよいが、直接溶解方式の方が、コスト面、コンパクト性、可燃性ガス発生など安全性、消費電力量等の面でメリットが多く、本実施の形態では溶解方式を前提に説明する。
【００２１】
ヒートポンプユニット１５で貯湯タンク１７に貯留された水を加熱する運転は、以下のような動作となる。貯湯タンク１７の水は、給湯水ポンプ１９によって給湯熱交換器１１へ搬送され、ヒートポンプサイクル動作によって加熱される。給湯水ポンプ１９は給湯熱交換器１１で加熱された給湯水の温度が予め決定した温度になる様に、出湯回路１８の流量を制御する。
【００２２】
浴槽２３への湯張り、並びに浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱は以下のような動作となる。浴槽水注湯経路２６の浴槽水混合弁２７は、温度検知手段２８で検知する注湯温度が操作手段４４で予め設定された温度となるように、高温の水と水道水の混合割合を調整する。所定温度となった湯水は、浴槽水注湯経路２６、浴槽水循環回路２４を順に経由して浴槽２３へ流出する。
【００２３】
一方、浴槽２３の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク１７に貯留された高温の水を、浴槽水加熱ポンプ２２によって風呂熱交換器２１へ搬送し、浴槽水ポンプ２５より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器２１で浴槽水を加熱して温度が下がった給湯水は、貯湯タンク１７の下部より内部へ流入する。
【００２４】
図４にバイパス電磁弁３４が閉弁した際の詳細図を示す。弁体３８はプランジャー３９に接続され、バネ４０によって並列分岐経路３２の流路を塞いでいる。分岐部３１より分岐された湯水は弁体３８まで供給されるが、弁体３８によって並列分岐経路３２が閉塞されているため、水改質手段３３へは湯水は流れず、浴槽２３には水改質成分は添加されない。図５にバイパス電磁弁が開弁した際の詳細図を示す。
【００２５】
端子４１より電圧が電磁コイル４２に供給され電磁コイル４２は励磁され、プランジャー３９および弁体３８をバネ４０の圧縮力に抗して並列分岐経路３２を開弁し、分岐部３１より分岐された湯水を水改質手段３３に供給する。
【００２６】
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
使用者が浴槽２３へ湯はりを行う場合は、操作手段４４で湯はり動作の指示操作を行う。操作手段操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁２７で調整された水が、浴槽水注湯弁２９を閉から開に制御することにより、浴槽水注湯弁２９から、浴槽水注湯経路２６内に湯水が流入し、浴槽水注湯経路２６に流れる湯水の一部が並列分岐経路３２側に分流し、水改質手段３３にて水改質成分を添加された水が再び分岐部３１を経て、浴槽水注湯経路２６の湯水と合流し、水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に注湯される。
【００２８】
上記一連の湯はり動作は、操作手段４４に配設された自動湯張り手段によって、使用者が設定・起動させることができ、また、水改質手段３３への湯水の通水の有無を事前に決
定することができる。
【００２９】
通水有りの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動してバイパス電磁弁３４を開弁し、通水なしの場合は、浴槽水注湯弁２９と連動せずバイパス電磁弁３４を常時閉とする。同様に、上記一連の浴槽２３に貯留されている水（浴槽水）の加熱動作も、操作手段４４に配設された自動加熱手段によって、使用者が設定・起動させることができるが、加熱動作時には、バイパス電磁弁３４は常時閉とする。これは、浴槽水の水改質手段３３への逆流を回避するための制御である。
【００３０】
前記水改質手段３３内においては、流入した湯水が収納容器３６に充填された無機化合物３５の粒子で形成された多孔質の空間を通過する。水には粘性があるため、多孔質の空間を通過する際に無機化合物３５の表面から表面近傍の領域には速度境界層が生成される。無機化合物３５は水に対して溶解性を持つため、無機化合物３５の表面近傍の無機化合物３５の表面分子は、表面近傍の水に溶解し、水の溶解濃度が上昇する。表面近傍の水は流速が小さいため、溶解濃度は高い値となる。
【００３１】
これに対して流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水の溶解濃度は低い。このとき、水中に溶解する無機化合物の濃度差が生じた場合は、濃度差に応じて高い方から低い物質が移動する（フィックの法則）ため、表面近傍の水に溶解した無機化合物は濃度の低い中心の水に移動する。この物質拡散の原理を利用することで、無機化合物３５を多孔質空間内の水に溶解させることができる。
【００３２】
図４からもわかるようにバイパス電磁弁３４が閉弁している状態で、浴槽水注湯弁２９を開弁すると、分岐部３１より水圧が弁体３８に並列分岐経路３２を閉塞する方向にかかる。したがって、水圧に抗して弁体３８を開弁しようとすると、大きな磁力を発生させてブランジャー３９を引き上げなければならず、電磁コイルの巻き数を多くするか、消費電力を上げないといけない。
【００３３】
図６に浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに開弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを行っていない場合は弁体３８には水圧がかかっておらず、バネ４０のみによって弁体３８が並列分岐経路３２を閉じる方向に力がかかっている。
【００３４】
ここで、操作手段４４により使用者が浴槽２３への湯張りを開始した際に、バイパス電磁弁３４を開けた後、ある一定時間ａを経過後に浴槽水注湯弁２９を開弁することにより、水圧が弁体３８にかかる前に開弁することが可能である。よってバネ４０の閉止力に抗するだけの磁力をプランジャー３９に与えてあげればよく、少ない消費電力で開弁動作が可能である。バイパス電磁弁３４が開弁すると、水改質手段３３に湯水が供給され、浴槽２３に水改質成分が添加される。
【００３５】
図７に、浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャート図を示す。この図６の動作チャート図をもとに閉弁時の動作、作用を説明する。使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、浴槽水注湯弁２９をバイパス電磁弁３４の先もしくは同時に閉弁すると、水改質手段３３を通過し、水改質成分が添加された湯水が浴槽水循環回路２４に留まってしまい、浴槽２３に十分な水改質成分を添加することができない。
【００３６】
したがって、使用者が浴槽２３へ湯張りを停止した場合、まずバイパス電磁弁３４を閉弁した後、ある一定時間ｂを経過後に浴槽水注湯弁２９を閉弁することにより、改質成分が添加されていない湯水が浴槽水注湯経路２６を通り、浴槽水循環回路２４に供給され、
水改質成分が添加された湯水が浴槽２３に十分供給される。
【００３７】
以上のように本実施の形態においては、水改質手段への湯水の通水有無を操作手段によって使用者が操作可能となる。
【００３８】
なお、無機化合物を、亜鉛を含む亜鉛化合物（酸化亜鉛、炭酸亜鉛など）とした場合、以下の効果を得ることができる。亜鉛は比較的要求量の多いヒトの必須元素の一つであり、通常の食事からの供給では欠乏しやすく、栄養強化目的で、食品に添加される元素である。これに対しては、浴槽に亜鉛を溶解させた水を供給することで、入浴中に経皮吸収による栄養強化を行うことができる。
【００３９】
また、亜鉛化合物の酸化亜鉛は、薬局方、化粧品原料基準で認可を受けている材料であり、主にヒトの肌の角層に対して収斂作用、消炎作用などの作用を与え、肌の角層の改善を行うこともできる。
【００４０】
また、無機化合物３５として用いることが出来る材料は酸化亜鉛以外に、亜鉛化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、塩基性炭酸亜鉛（ｍＺｎＣＯ３・ｎＺｎ（ＯＨ）２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、亜鉛置換型ゼオライト、亜鉛置換型キレート、亜鉛シリカゲル担持物、であり、これらを単一または組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、鉄化合物（酸化鉄、水酸化鉄）、酸化銅、酸化ケイ素、二酸化マンガン、水酸化コバルト、酸化チタン、塩化銀、硫酸バリウムを用いることができる。
【００４２】
また、図８に同実施の形態における別の水改質回路３０を示す。水改質回路３０は、浴槽水注湯経路内２６の注湯経路の途中に２ヶ所の分岐部３１を設け、両分岐部３１を並列分岐経路３２で接続し、並列分岐経路３２上に水改質手段３３を配置し、水改質手段３３と下流の分岐部３１の間には、バイパス電磁弁３４が配置され、バイパス電磁弁３４の開閉により水改質手段３３を通過した湯水を浴槽水注湯経路に供給をコントロールすることが可能な構成となっている。このようにバイパス電磁弁３４を水改質手段３３の下流に設置しても同様の作用・効果が得られる。
【００４３】
図６に示した浴槽２３に湯水を供給する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の開弁時間差ａは、浴槽水注湯弁２９が開弁してからバイパス電磁弁３４に水圧がかかるまでの時間差であり、浴槽水注湯弁２９からバイパス電磁弁３４までの配管長および容積によって決まり、貯湯ユニット１６固有の値であり、概ね１秒以下である。
【００４４】
しかしながら、図７に示した浴槽２３への湯水の供給を停止する際の浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の動作チャートにおける浴槽水注湯弁２９とバイパス電磁弁３４の閉弁時間差ｂは水改質回路３０から浴槽２３の出口までの浴槽水循環回路２４の配管長および容積によって決まり、貯湯ユニット１６と浴槽２３の位置関係により変動する。
【００４５】
よって、浴槽水循環回路２４の最大容積を考慮に入れると、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを長くとる必要がある。ここで開弁時間差ａと閉弁時間差ｂを同一の時間設定にすると、開弁時に必要以上にバイパス電磁弁３４を開弁することになり、無駄な電力が消費されることとなる。したがって、前記開弁時間差ａより前記閉弁時間差ｂを異なる時間設定とすることにより、省エネルギーな水改質回路３０を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、湯水の機能改質成分を添加する使用条件の設定が、使用者の意思決定に基づいて行われるもので、貯湯式給湯機の他、ガス熱源の給湯機にも利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
２３  浴槽
２４  浴槽水循環回路
２５  浴槽水ポンプ
２６  浴槽水注湯経路
２７  浴槽水混合弁
２８  温度検知手段
２９  第一の電磁弁（浴槽水注湯弁）
３０  水改質回路
３１  分岐部
３２  並列分岐経路
３３  水改質手段
３４  第二の電磁弁（バイパス電磁弁）
３５  無機化合物
３６  収納容器
３７  フィルター
４３  制御装置
４４  操作手段（リモコン）
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの高温湯と水とをリモコン等で設定された所定温度に混合する混合弁と、前記混合弁の下流側に配設した温度検知手段と、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水を浴槽水循環回路を経由して浴槽に注湯する浴槽水注湯経路と、前記浴槽水注湯経路に配設された第一の開閉手段と、前記浴槽水注湯経路からの湯水を分流させるように形成した並列分岐経路と、前記並列分岐経路に配設された第二の開閉手段及び前記湯水に無機化合物を添加する水改質手段と、制御装置と、使用者が機器の運転動作を設定する操作手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽の湯水を所定温度に自動的に加熱する運転動作を使用者が設定する自動加熱手段と、前記操作手段に設けられた前記浴槽に所定温度かつ所定水位の湯水を自動的に湯張りする運転動作を使用者が設定する自動湯張り手段とを備え、前記無機化合物を前記湯水に添加させるか否かを、前記使用者が前記操作手段によって選択する構成とし、前記使用者が前記自動加熱運転を選択した場合には前記第二の開閉手段を閉とし、前記使用者が前記自動湯張り運転と前記無機化合物を前記湯水に添加させることとを選択した場合には前記第一の開閉手段及び前記第二の開閉手段を開として、前記混合弁にて所定温度に調整された湯水の一部を前記並列分岐経路側に分流させ、前記水改質手段にて前記無機化合物を溶解させた後、前記無機化合物溶解水と前記浴槽水注湯経路の湯水との合流水を、前記浴槽水循環回路を経由して前記浴槽に注湯するとともに、前記浴槽への前記合流水の供給を停止する際には、前記第二の開閉手段を閉とし、それから所定時間経過後に前記第一の開閉手段を閉とする構成としたことを特徴とする給湯装置。