給湯装置
【課題】電気回路を必要とせず、コンパクトかつ低ランニングコストで無機化合物等を供給できる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３９と、前記湯水に無機化合物１１を溶解させる溶解装置１６と、前記注湯経路３９からの湯水を分流させるように形成した分岐回路１５と、前記注湯経路３９に形成した流路抵抗５０とを備え、前記分岐回路１５に前記溶解装置１６を配設するとともに、前記流路抵抗５０の下流側端部から前記注湯経路３９の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路１５からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置。
【解決手段】湯水を注湯する注湯経路３９と、前記湯水に無機化合物１１を溶解させる溶解装置１６と、前記注湯経路３９からの湯水を分流させるように形成した分岐回路１５と、前記注湯経路３９に形成した流路抵抗５０とを備え、前記分岐回路１５に前記溶解装置１６を配設するとともに、前記流路抵抗５０の下流側端部から前記注湯経路３９の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路１５からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機化合物等を湯水に供給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電気分解にて水中に溶解させ、この溶解した水を目的とする回路へ供給している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０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１０に示すように、亜鉛陽極１と、陰極２と、ケーシング５と、直流電源９から構成されている。
【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、前記従来の構成では、目的とする成分（亜鉛陽極１）の水への溶解方法は、電気分解の原理によるため、直流電源９と、回路を流れる水への漏電を防止するための絶縁回路（図示せず）が必要となる。従って、装置のサイズアップ、コストアップとともに、直流電源９においては電力を必要とするため消費電力量も増加する。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電気回路を必要とせず、コンパクトかつ低ランニングコストで無機化合物等を供給できる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、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とするものである。
【０００８】
これによって、流路抵抗の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することで、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができ。
【０００９】
また、かつ流動化効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物を効率よく溶解させることが可能となり、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できることで、コンパクト化・低コスト化を実現するとともに、電力不要の原理であるため、消費電力量を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気回路を必要とせず、コンパクトかつ低ランニングコストで無機化合物等を供給できる給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における溶解装置の構成図
【図２】（ａ）オリフィス絞り機構の構成図（ｂ）ベンチュリー絞り機構の構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における流路抵抗の構成図（ｂ）同他の流路抵抗の構成図（ｃ）同流路抵抗と流量の関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における流路抵抗の詳細図
【図５】本発明の実施の形態１における溶解装置の詳細図
【図６】本発明の実施の形態１における溶解装置の無機化合物と濾過手段の関係を示す図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１における濾過手段の構成図（ｂ）同他の濾過手段の構成図（ｃ）同他の濾過手段の構成図
【図８】本発明の実施の形態２における給湯装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３における溶解装置の構成図
【図１０】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、湯水を注湯する注湯経路と、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置である。
【００１３】
これによって、流路抵抗の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することで、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができ。
【００１４】
また、かつ流動化効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物を効率よく溶解させることが可能となり、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できることで、コンパクト化・低コスト化を実現するとともに、電力不要の原理であるため、消費電力量を抑えることができる。
【００１５】
第２の発明は、前記注湯経路を開閉する注湯弁を備え、前記溶解装置を、前記注湯弁の下流側に配設したことを特徴とする給湯装置で、溶解装置は浴槽への湯はり停止時などに生じるウォーターハンマー現象（浴槽水注湯経路等の水圧上昇）の影響を受けないため、溶解装置の耐圧構造を簡素化することができる。さらに、浴槽への湯はりの水流を利用するため、湯はりと同時に無機化合物を溶解させた水を浴槽へ供給できるので、利便性が向上する。
【００１６】
第３の発明は、前記溶解装置は前記無機化合物を収納する収納手段を備え、前記収納手段の相当直径を、前記注湯経路の相当直径よりも大きくしたことを特徴とする給湯装置で、水が無機化合物収納容器を通過する際に生じる圧力損失の増加を低減させ、浴槽への湯はりを早く完了することができる。
【００１７】
第４の発明は、前記溶解装置を、本体筐体内に配設したことを特徴とする給湯装置で、低外気温時であっても貯湯タンク、電源回路などからの僅かな放熱により筐体内の雰囲気は常時加温されているため、溶解装置の凍結防止などの断熱が簡素化、または不要となる。
【００１８】
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。
【００１９】
（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溶解装置の構造図を示すものである。
【００２０】
図１において、分岐回路１５は浴槽水注湯経路３９の分岐部５１と合流部５２の間で浴槽水注湯経路３９と並列になるように無機化合物収納容器１２を回路の一部として構成されている。流路抵抗５０は浴槽水注湯経路３９の相当径より小さい相当径の絞り機構として、浴槽水注湯経路３９上の分岐部５１と合流部５２の間で構成されている。
【００２１】
無機化合物１１は粉末状、または、顆粒状、または、粉末状と顆粒状の混合物であり、無機化合物収納容器１２に収納される。前記無機化合物収納容器１２は水流方向にそって概略すり鉢状にひろがった形状としている。
【００２２】
無機化合物１１は水に対して溶解性を持つ。図１の無機化合物１１は径が異なる顆粒状のものであり、これを多層状となるように構成すると、無機化合物収納容器１２内には多孔質の空間が形成される。濾過手段１３は複数の小穴を有し、無機化合物収納容器１２の端部に収納される。無機化合物収納容器１２と濾過手段１３は、順に分岐回路１５によって連通され、無機化合物収納容器１２は濾過手段１３の上流側となるように溶解装置１６を構成する。
【００２３】
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。
【００２４】
浴槽水注湯経路３９を流れる水は分岐部５１から流路抵抗５０により分岐回路１５へ分配される。その分配される水流量は、分岐部５１の上流の浴槽水注湯経路３９を流れる水流量と分岐部５１と合流部５２の間の浴槽水注湯経路３９の流路抵抗と分岐回路１５の流路抵抗の比率に関係する。流路抵抗５０は浴槽水注湯経路３９の相当径より小さい相当径の絞り機構として浴槽水注湯経路３９と分岐回路１５の流路抵抗比率を調整するものである。
【００２５】
図２は一般的な絞り機構の構成を表す図である。（ａ）は一般的なオリフィス絞り機構の詳細を示している。（ｂ）は一般的なベンチュリー絞り機構の詳細を示している。
【００２６】
（ａ）はまた管内の圧力変化も示しており、流れの上流（左）から下流に向かって変化する圧力の様子を表している。管内圧力はオリフィスに近づくと直前で一旦上昇する。
【００２７】
一般に液体の場合の流体の流れは、オリフィス板の上流側Ｄくらいの距離で管壁から剥がれ、オリフィス板を通過した後も収縮を続け、オリフィス板の下流Ｄ／２あたりで流れの断面積は最小になる縮流現象を伴った噴流状態となる。
【００２８】
噴流領域において、流路の断面積が縮小して流速が増大し、下流での静圧が低下することになる。また噴流と管壁の間に多数の渦ができる。この渦は噴流がオリフィス下流まで延び管内径と同じになるまで広がっていくが、ほぼ５Ｄ下流で元の管内流れになる。この渦に消費されるエネルギーが流体の永久圧力損失となり、元の圧力までは回復しない。このように最終的に回復しない圧力がオリフィスによる永久圧力損失となる。
【００２９】
図３は、本実施の形態における流路抵抗５０の構成図と、それとは別の流路抵抗の構成図と、それらの圧力と流量の関係を示す図である。（ａ）は本実施の形態における流路抵抗５０の構成図、（ｂ）は別の流路抵抗の構成図、（ｃ）はそれらの圧力と流量の関係を示す図である。
【００３０】
図３（ａ）において本実施の形態における流路抵抗５０は絞り機構の入り口部は永久圧力損失が比較的少ないベンチュリー機構と概略同等とし、出口部は概略オリフィス絞り形
状と概略同等としている。このことによりオリフィス機構のような縮流現象は伴わないが、出口部近傍での噴流状態はある程度において発生する。つまり下流での合流部５２近傍において相当の静圧低下現象を得ることが可能となる。
【００３１】
図４は、本実施形態における流路抵抗５０の出口端部と合流部５２の位置関係を示す図である。図４において流路抵抗５０の出口端部から合流部５２の位置を示す寸法Ａは、浴槽水注湯経路３９の流路径を示すφｄに対してＡ≦φｄの関係をもって構成されている。
【００３２】
つまり合流部５２は流路抵抗５０の出口端部から浴槽水注湯経路３９の流路径以内に設けられている。このことにより流路抵抗５０の出口近傍での噴流現象による静圧低下を最大限に利用できることとなり、分岐回路１５における分岐部５１と合流部５２間の圧力差をより拡大することが可能となる。
【００３３】
図３（ｂ）において本実施の形態とは別の流路抵抗の形状は、本実施の形態における流路抵抗５０と同様の形状であるが、流れ方向にたいして本実施の形態における流路抵抗５０の形状を逆にした形状にて構成されている。
【００３４】
入り口部は概略オリフィス形状とし、その少し上流側に分岐部５１が構成され、出口部はベンチュリー形状とし、合流部５２はベンチュリー形状部の下流に構成されている。よって合流部５２近傍での噴流現象は発生せず、そのことによる静圧低下はほとんど発生しなくなる。
【００３５】
図３（ｃ）において図中に示された分岐回路流量（ａ）の流量特性曲線は図３（ａ）に示す本実施の形態における流路抵抗５０によるものであり、分岐回路流量（ｂ）は図３（ｂ）に示される別の流路抵抗によるものである。図３（ｃ）に示す様に、同じ圧力条件下において、図３（ａ）に示す本実施の形態における流路抵抗５０による分配流量のほうが大きいことがわかる。
【００３６】
本実施の形態における流路抵抗５０により分岐部５１と合流部５２間の圧力差が拡大し、分岐回路１５へ分配される分配流量が増加している。このことは分岐回路１５へ分配すべき必要流量を本実施の形態による流路抵抗５０は別の流路抵抗にくらべて絞り径を相当分大きくしても同じ必要流量を分配できることを意味している。
【００３７】
つまり、浴槽水注湯経路３９上における流路抵抗５０による圧力損失を小さくしても同等の必要分配流量を確保できることになり、浴槽水注湯経路３９における流路抵抗５０による注湯流量への悪影響をより抑制できることが可能となる。
【００３８】
本実施の形態による流路抵抗５０によって分岐部５１より分流された水は、内部通水管１４を経由して無機化合物収納容器１２に流入し、重力方向と対向した上昇水流として無機化合物収納容器１２に形成される多孔質の空間を通過する。
【００３９】
前記、上昇水流の流速が一定の場合は、無機化合物１１は径が異なる顆粒状のものであることから、下方から順に径の大きなものから小さなものへと分布した状態で前記上昇水流によってその流速に応じた水圧により流水と流動化する。
【００４０】
前記、無機化合物収納容器１２は、水流方向にそって概略すり鉢状にひろがった形状としていることから、無機化合物収納容器１２内では上流ほど流速が大きくなり、水流方向にそって小さくなる水流速の分布が構成可能となる。
【００４１】
一方、顆粒径の分布はその質量に応じた重力が作用して、上流ほど顆粒径のおおきなも
のが分布する。このことから顆粒径の大きさに比例して水流速を作用させることが可能となり、無機化合物１１の顆粒径の大小にかかわらず均一で効率のよい流動化現象が可能となる。
【００４２】
水には粘性があるため、流水と流動化した顆粒の多孔質の空間を通過する際に無機化合物１１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。図５はその速度境界層の状態を示す図である。無機化合物１１の表面近傍の速度境界層の流速は小さく、多孔質空間の中心部を通過する流速は大きい分布となる。
【００４３】
無機化合物１１は水に対して溶解性を持つため、無機化合物１１の表面近傍の１１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。
【００４４】
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。
【００４５】
流動化現象による攪拌効果により無機化合物１１の表面近傍と流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水との濃度差をより大きくしながら物質拡散の原理を、利用することで、無機化合物１１をより効率よく多孔質空間内の水に溶解させることができる。
【００４６】
濾過手段１３は、無機化合物収納容器１２内の水勢によって無機化合物１１の顆粒が無機化合物収納容器１２から流出しようとした場合、これを防止するものである。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、流路抵抗５０の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することが可能となり、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができることから、簡易で低コストで流路抵抗により溶解装置を構成できることになり、利用者の利便性を向上でき、かつ、均一で効率のよい流動化現象による攪拌効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物をより効率よく溶解させることが可能となる。
【００４８】
従って、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できるので、コンパクト化、低コスト化、さらには消費電力量を抑えた給湯装置とすることができる。
【００４９】
尚、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。
【００５０】
図６は、溶解装置の無機化合物１１と濾過手段１３の寸法の関係を示す例である。図３において、濾過手段１３は径の異なる複数の小穴１３ａ、１３ｂ、１３ｃから構成される。
【００５１】
図７は、濾過手段１３の構成図である。（ａ）は、線形状の繊維で角状の小穴を形成したものである。（ｂ）は、所定の厚さの板に、複数種の径の小穴を施したものである。（ｃ）は、粒状の非溶解材料を多層状として多孔質空間を形成したものである。
【００５２】
何れも、無機化合物収納容器１２内の水勢によって無機化合物１１の顆粒が無機化合物収納容器１２から流出しようとした場合、これを防止するものであるが、この構成と形状の限りではない。
【００５３】
溶解装置１６を流出する溶解濃度は、無機化合物収納容器１２を通過する水流速と、無機化合物１１の水と接触する表面積等で決定される。溶解装置１６の溶解濃度を所定値とする場合は、無機化合物１１の全表面積をある範囲とする必要があるため、図３の無機化合物収納容器１２に収納する無機化合物１１の粒径をある一定の範囲内のサイズに選別したものを利用する必要がある。
【００５４】
選別を行うと、コストアップの要因となるため、複数の径を有する無機化合物１１の中において、無機化合物１１の最大粒径Ｄ１に対して、濾過手段１３の小穴１３ａの径Ｄ２は、Ｄ２＜Ｄ１とした場合、以下の効果を得ることができる。
【００５５】
Ｄ２未満の粒径の無機化合物１１は、小穴１３ａ、１３ｂ、１３ｃから流出する。利用初期は粒径の小さいものは、溶解装置１６外へ流出するが、所定時間経過後は、Ｄ２以上の粒径の無機化合物１１は無機化合物収納容器１２内に貯留され続ける。
【００５６】
この状態が形成された場合、無機化合物１１の粒径をある一定の範囲内のサイズに選別したことと同等となる。従って、サイズが混在する無機化合物１１を用いても、目的とする濃度を水に溶解させる構造となる。
【００５７】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２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。
【００５８】
図８において、圧縮機２２、給湯熱交換器２３、減圧手段２４、蒸発器２５を冷媒回路２６で順に環状に接続してヒートポンプユニット２１を構成している。貯湯ユニット２７の貯湯タンク２８には水が貯留されており、出湯回路３０は貯湯タンク２８、給湯水ポンプ２９、給湯熱交換器２３、貯湯タンク２８を順に接続する回路である。浴槽水加熱回路３５は、貯湯タンク２８、風呂熱交換器３３、浴槽水加熱ポンプ３４、貯湯タンク２８を順に接続する回路であり、風呂熱交換器３３の他方の回路には浴槽４２が接続されている。
【００５９】
浴槽水循環回路４１は、浴槽４２、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ４０、風呂熱交換器３３を順に接続する回路である。浴槽水注湯経路３９は、貯湯タンク２８の水を、浴槽水循環回路４１を経由して浴槽４２へ注湯する回路である。この回路には貯湯タンク２８の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁３６、注湯する水温を検知する温度検知手段３７、浴槽水注湯経路３９の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁３８を順に備える。溶解装置１６は浴槽水注湯弁３８の下流側の浴槽水注湯経路３９に本体の筐体に収納するように設けた。
【００６０】
ヒートポンプユニット２１で貯湯タンク２８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２８の水は、給湯水ポンプ２９によって給湯熱交換器２３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２９は給湯熱交換器２３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３０の流量を制御する。
【００６１】
浴槽４２への湯張り、並びに、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３９の浴槽水混合弁３６は、温度検知手段３７で検知する注湯温度がリモコン等（図示せず）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
定温度となった浴槽水は、浴槽水注湯経路３９、浴槽水循環回路４１を順に経由して浴槽４２へ流出する。
【００６２】
一方、浴槽４２の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク２８に貯留された高温の水を、浴槽水加熱ポンプ３４によって風呂熱交換器３３へ搬送し、浴槽水ポンプ１８より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器３３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２８の下部より内部へ流入する。
【００６３】
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。
【００６４】
利用者が浴槽４２へ湯はりを行う場合は、リモコン等で湯はり動作の指示操作を行う。リモコン操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁３６で調整された水が、浴槽水注湯弁３８を閉から開に制御した場合に、溶解装置１６、浴槽水循環回路４１を経由して浴槽４２に流出する。水が溶解装置１６を通過する際に、無機化合物が水に溶解するので、浴槽４２に湯はり動作と同時に、無機化合物１１を溶解させた水が浴槽４２に流入する。
【００６５】
溶解装置１６は、浴槽水注湯弁３８の下流側としたが、浴槽水注湯弁３８が開から閉へ制御された場合は、ウォーターハンマー現象が発生し、上流側の回路に設けている、浴槽水混合弁３６、貯湯タンク２８等は水道圧以上の水圧負荷を与える。下流側に設けることによって、溶解装置１６への水圧負荷が掛からない。
【００６６】
以上のように、本実施の形態においては、浴槽水注湯経路と、浴槽水注湯弁を備え、浴槽水注湯弁、溶解装置の順に浴槽水注湯経路に備えた給湯装置とした。これにより、溶解装置は浴槽への湯はり停止時などに生じるウォーターハンマー現象（浴槽水注湯経路等の水圧上昇）の影響を受けないため、溶解装置の耐圧構造を簡素化することができる。さらに、浴槽への湯はりの水流を利用するため、湯はりと同時に無機化合物を溶解させた水を浴槽へ供給できるので、利便性が向上する。
【００６７】
本発明において、溶解装置１６は給湯機の本体筐体に収納し、浴槽水注湯経路３９としているが、浴槽水循環回路４１に設けても、浴槽４２へ無機化合物１１を溶解させた水を供給することが出来る。
【００６８】
また、本体筐体外部の浴槽水循環回路４１に設けることも可能であるが、本体筐体内部の雰囲気温度は、低外気温時であっても貯湯タンク２８からの放熱により、筐体内部の雰囲気は常時加温されるため、溶解装置１６の凍結防止などの断熱が不要、または簡素化できる。
【００６９】
また、給湯機を貯湯式給湯機とした場合、貯湯タンクには高温の湯を貯湯するので、この高温の湯を化合物溶解装置へ供給することによって機器の殺菌、滅菌を行うことができる。また、水中に溶け込んでいる残留塩素が貯留中に少なくなるので、本体の材質は耐腐食性材料ではなく、安価な汎用部品を使うことができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図９は、本発明の第３の実施の形態における溶解装置の構造図を示すものである。
【００７１】
図９において、溶解装置１６の入口と出口は浴槽水注湯経路３９に接続されている。無機化合物１１を収納する無機化合物収納容器１２の相当直径ｄ１、浴槽水注湯経路３９の相当直径ｄ２とした場合、図９においてそれぞれをｄ１＞ｄ２となる大きさなるように決定した。
【００７２】
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。
【００７３】
分岐回路１５に対して、無機化合物１１を収納した無機化合物収納容器１２、濾過手段１３を設けたので、溶解装置１６を水が通過する際に、圧力損失が生じる。圧力損失が生じると、浴槽４２へ供給する水の流量が低下する。
【００７４】
ここで、無機化合物収納容器１２の相当直径ｄ１を、浴槽水注湯経路３９の相当直径ｄ２に対して、ｄ１＞ｄ２となる大きさとすると、無機化合物収納容器１２の平均流速ｕ１は、浴槽水注湯経路３９の平均流速ｕ２より小さくなる。水回路の流体の圧力損失は、流体の平均流速の２乗に比例するため、溶解装置１６を通過する際の圧力損失の増加を低減させることができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態においては、無機化合物収納容器の相当直径を、溶解装置を接続する浴槽水注湯経路の相当直径よりも大とすることにより、無機化合物を通過する水流による圧力損失を低減し、浴槽への湯はり時間を早く完了することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、コンパクト化、低コスト化、運転効率向上に繋がり、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】
【００７７】
１１ 無機化合物
１２ 無機化合物収納容器
１３ 濾過手段
１３ａ 小穴
１３ｂ 小穴
１３ｃ 小穴
１４ 内部通水管
１５ 分岐回路
１６ 溶解装置
２１ ヒートポンプユニット
２７ 貯湯ユニット
２８ 貯湯タンク
３６ 浴槽水混合弁
３７ 温度検知手段
３８ 浴槽水注湯弁
３９ 浴槽水注湯経路
４２ 浴槽
５０ 流路抵抗
５１ 分岐部
５２ 合流部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機化合物等を湯水に供給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電気分解にて水中に溶解させ、この溶解した水を目的とする回路へ供給している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０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１０に示すように、亜鉛陽極１と、陰極２と、ケーシング５と、直流電源９から構成されている。
【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、前記従来の構成では、目的とする成分（亜鉛陽極１）の水への溶解方法は、電気分解の原理によるため、直流電源９と、回路を流れる水への漏電を防止するための絶縁回路（図示せず）が必要となる。従って、装置のサイズアップ、コストアップとともに、直流電源９においては電力を必要とするため消費電力量も増加する。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電気回路を必要とせず、コンパクトかつ低ランニングコストで無機化合物等を供給できる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、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とするものである。
【０００８】
これによって、流路抵抗の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することで、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができ。
【０００９】
また、かつ流動化効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物を効率よく溶解させることが可能となり、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できることで、コンパクト化・低コスト化を実現するとともに、電力不要の原理であるため、消費電力量を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気回路を必要とせず、コンパクトかつ低ランニングコストで無機化合物等を供給できる給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における溶解装置の構成図
【図２】（ａ）オリフィス絞り機構の構成図（ｂ）ベンチュリー絞り機構の構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における流路抵抗の構成図（ｂ）同他の流路抵抗の構成図（ｃ）同流路抵抗と流量の関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における流路抵抗の詳細図
【図５】本発明の実施の形態１における溶解装置の詳細図
【図６】本発明の実施の形態１における溶解装置の無機化合物と濾過手段の関係を示す図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１における濾過手段の構成図（ｂ）同他の濾過手段の構成図（ｃ）同他の濾過手段の構成図
【図８】本発明の実施の形態２における給湯装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３における溶解装置の構成図
【図１０】従来の給湯装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、湯水を注湯する注湯経路と、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置である。
【００１３】
これによって、流路抵抗の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することで、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができ。
【００１４】
また、かつ流動化効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物を効率よく溶解させることが可能となり、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できることで、コンパクト化・低コスト化を実現するとともに、電力不要の原理であるため、消費電力量を抑えることができる。
【００１５】
第２の発明は、前記注湯経路を開閉する注湯弁を備え、前記溶解装置を、前記注湯弁の下流側に配設したことを特徴とする給湯装置で、溶解装置は浴槽への湯はり停止時などに生じるウォーターハンマー現象（浴槽水注湯経路等の水圧上昇）の影響を受けないため、溶解装置の耐圧構造を簡素化することができる。さらに、浴槽への湯はりの水流を利用するため、湯はりと同時に無機化合物を溶解させた水を浴槽へ供給できるので、利便性が向上する。
【００１６】
第３の発明は、前記溶解装置は前記無機化合物を収納する収納手段を備え、前記収納手段の相当直径を、前記注湯経路の相当直径よりも大きくしたことを特徴とする給湯装置で、水が無機化合物収納容器を通過する際に生じる圧力損失の増加を低減させ、浴槽への湯はりを早く完了することができる。
【００１７】
第４の発明は、前記溶解装置を、本体筐体内に配設したことを特徴とする給湯装置で、低外気温時であっても貯湯タンク、電源回路などからの僅かな放熱により筐体内の雰囲気は常時加温されているため、溶解装置の凍結防止などの断熱が簡素化、または不要となる。
【００１８】
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。
【００１９】
（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溶解装置の構造図を示すものである。
【００２０】
図１において、分岐回路１５は浴槽水注湯経路３９の分岐部５１と合流部５２の間で浴槽水注湯経路３９と並列になるように無機化合物収納容器１２を回路の一部として構成されている。流路抵抗５０は浴槽水注湯経路３９の相当径より小さい相当径の絞り機構として、浴槽水注湯経路３９上の分岐部５１と合流部５２の間で構成されている。
【００２１】
無機化合物１１は粉末状、または、顆粒状、または、粉末状と顆粒状の混合物であり、無機化合物収納容器１２に収納される。前記無機化合物収納容器１２は水流方向にそって概略すり鉢状にひろがった形状としている。
【００２２】
無機化合物１１は水に対して溶解性を持つ。図１の無機化合物１１は径が異なる顆粒状のものであり、これを多層状となるように構成すると、無機化合物収納容器１２内には多孔質の空間が形成される。濾過手段１３は複数の小穴を有し、無機化合物収納容器１２の端部に収納される。無機化合物収納容器１２と濾過手段１３は、順に分岐回路１５によって連通され、無機化合物収納容器１２は濾過手段１３の上流側となるように溶解装置１６を構成する。
【００２３】
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。
【００２４】
浴槽水注湯経路３９を流れる水は分岐部５１から流路抵抗５０により分岐回路１５へ分配される。その分配される水流量は、分岐部５１の上流の浴槽水注湯経路３９を流れる水流量と分岐部５１と合流部５２の間の浴槽水注湯経路３９の流路抵抗と分岐回路１５の流路抵抗の比率に関係する。流路抵抗５０は浴槽水注湯経路３９の相当径より小さい相当径の絞り機構として浴槽水注湯経路３９と分岐回路１５の流路抵抗比率を調整するものである。
【００２５】
図２は一般的な絞り機構の構成を表す図である。（ａ）は一般的なオリフィス絞り機構の詳細を示している。（ｂ）は一般的なベンチュリー絞り機構の詳細を示している。
【００２６】
（ａ）はまた管内の圧力変化も示しており、流れの上流（左）から下流に向かって変化する圧力の様子を表している。管内圧力はオリフィスに近づくと直前で一旦上昇する。
【００２７】
一般に液体の場合の流体の流れは、オリフィス板の上流側Ｄくらいの距離で管壁から剥がれ、オリフィス板を通過した後も収縮を続け、オリフィス板の下流Ｄ／２あたりで流れの断面積は最小になる縮流現象を伴った噴流状態となる。
【００２８】
噴流領域において、流路の断面積が縮小して流速が増大し、下流での静圧が低下することになる。また噴流と管壁の間に多数の渦ができる。この渦は噴流がオリフィス下流まで延び管内径と同じになるまで広がっていくが、ほぼ５Ｄ下流で元の管内流れになる。この渦に消費されるエネルギーが流体の永久圧力損失となり、元の圧力までは回復しない。このように最終的に回復しない圧力がオリフィスによる永久圧力損失となる。
【００２９】
図３は、本実施の形態における流路抵抗５０の構成図と、それとは別の流路抵抗の構成図と、それらの圧力と流量の関係を示す図である。（ａ）は本実施の形態における流路抵抗５０の構成図、（ｂ）は別の流路抵抗の構成図、（ｃ）はそれらの圧力と流量の関係を示す図である。
【００３０】
図３（ａ）において本実施の形態における流路抵抗５０は絞り機構の入り口部は永久圧力損失が比較的少ないベンチュリー機構と概略同等とし、出口部は概略オリフィス絞り形
状と概略同等としている。このことによりオリフィス機構のような縮流現象は伴わないが、出口部近傍での噴流状態はある程度において発生する。つまり下流での合流部５２近傍において相当の静圧低下現象を得ることが可能となる。
【００３１】
図４は、本実施形態における流路抵抗５０の出口端部と合流部５２の位置関係を示す図である。図４において流路抵抗５０の出口端部から合流部５２の位置を示す寸法Ａは、浴槽水注湯経路３９の流路径を示すφｄに対してＡ≦φｄの関係をもって構成されている。
【００３２】
つまり合流部５２は流路抵抗５０の出口端部から浴槽水注湯経路３９の流路径以内に設けられている。このことにより流路抵抗５０の出口近傍での噴流現象による静圧低下を最大限に利用できることとなり、分岐回路１５における分岐部５１と合流部５２間の圧力差をより拡大することが可能となる。
【００３３】
図３（ｂ）において本実施の形態とは別の流路抵抗の形状は、本実施の形態における流路抵抗５０と同様の形状であるが、流れ方向にたいして本実施の形態における流路抵抗５０の形状を逆にした形状にて構成されている。
【００３４】
入り口部は概略オリフィス形状とし、その少し上流側に分岐部５１が構成され、出口部はベンチュリー形状とし、合流部５２はベンチュリー形状部の下流に構成されている。よって合流部５２近傍での噴流現象は発生せず、そのことによる静圧低下はほとんど発生しなくなる。
【００３５】
図３（ｃ）において図中に示された分岐回路流量（ａ）の流量特性曲線は図３（ａ）に示す本実施の形態における流路抵抗５０によるものであり、分岐回路流量（ｂ）は図３（ｂ）に示される別の流路抵抗によるものである。図３（ｃ）に示す様に、同じ圧力条件下において、図３（ａ）に示す本実施の形態における流路抵抗５０による分配流量のほうが大きいことがわかる。
【００３６】
本実施の形態における流路抵抗５０により分岐部５１と合流部５２間の圧力差が拡大し、分岐回路１５へ分配される分配流量が増加している。このことは分岐回路１５へ分配すべき必要流量を本実施の形態による流路抵抗５０は別の流路抵抗にくらべて絞り径を相当分大きくしても同じ必要流量を分配できることを意味している。
【００３７】
つまり、浴槽水注湯経路３９上における流路抵抗５０による圧力損失を小さくしても同等の必要分配流量を確保できることになり、浴槽水注湯経路３９における流路抵抗５０による注湯流量への悪影響をより抑制できることが可能となる。
【００３８】
本実施の形態による流路抵抗５０によって分岐部５１より分流された水は、内部通水管１４を経由して無機化合物収納容器１２に流入し、重力方向と対向した上昇水流として無機化合物収納容器１２に形成される多孔質の空間を通過する。
【００３９】
前記、上昇水流の流速が一定の場合は、無機化合物１１は径が異なる顆粒状のものであることから、下方から順に径の大きなものから小さなものへと分布した状態で前記上昇水流によってその流速に応じた水圧により流水と流動化する。
【００４０】
前記、無機化合物収納容器１２は、水流方向にそって概略すり鉢状にひろがった形状としていることから、無機化合物収納容器１２内では上流ほど流速が大きくなり、水流方向にそって小さくなる水流速の分布が構成可能となる。
【００４１】
一方、顆粒径の分布はその質量に応じた重力が作用して、上流ほど顆粒径のおおきなも
のが分布する。このことから顆粒径の大きさに比例して水流速を作用させることが可能となり、無機化合物１１の顆粒径の大小にかかわらず均一で効率のよい流動化現象が可能となる。
【００４２】
水には粘性があるため、流水と流動化した顆粒の多孔質の空間を通過する際に無機化合物１１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。図５はその速度境界層の状態を示す図である。無機化合物１１の表面近傍の速度境界層の流速は小さく、多孔質空間の中心部を通過する流速は大きい分布となる。
【００４３】
無機化合物１１は水に対して溶解性を持つため、無機化合物１１の表面近傍の１１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。
【００４４】
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。
【００４５】
流動化現象による攪拌効果により無機化合物１１の表面近傍と流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水との濃度差をより大きくしながら物質拡散の原理を、利用することで、無機化合物１１をより効率よく多孔質空間内の水に溶解させることができる。
【００４６】
濾過手段１３は、無機化合物収納容器１２内の水勢によって無機化合物１１の顆粒が無機化合物収納容器１２から流出しようとした場合、これを防止するものである。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、流路抵抗５０の出口部近傍での噴流現象による静圧力低下を最大限に利用することが可能となり、より小さい流路抵抗により分岐回路へ必要流量を分配することができることから、簡易で低コストで流路抵抗により溶解装置を構成できることになり、利用者の利便性を向上でき、かつ、均一で効率のよい流動化現象による攪拌効果を伴い、水と無機化合物の間の溶解濃度差で物質が移動する、物質拡散（フィックの法則）の原理で、水に無機化合物をより効率よく溶解させることが可能となる。
【００４８】
従って、これまで必要としていた電源回路と絶縁回路が削減できるので、コンパクト化、低コスト化、さらには消費電力量を抑えた給湯装置とすることができる。
【００４９】
尚、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。
【００５０】
図６は、溶解装置の無機化合物１１と濾過手段１３の寸法の関係を示す例である。図３において、濾過手段１３は径の異なる複数の小穴１３ａ、１３ｂ、１３ｃから構成される。
【００５１】
図７は、濾過手段１３の構成図である。（ａ）は、線形状の繊維で角状の小穴を形成したものである。（ｂ）は、所定の厚さの板に、複数種の径の小穴を施したものである。（ｃ）は、粒状の非溶解材料を多層状として多孔質空間を形成したものである。
【００５２】
何れも、無機化合物収納容器１２内の水勢によって無機化合物１１の顆粒が無機化合物収納容器１２から流出しようとした場合、これを防止するものであるが、この構成と形状の限りではない。
【００５３】
溶解装置１６を流出する溶解濃度は、無機化合物収納容器１２を通過する水流速と、無機化合物１１の水と接触する表面積等で決定される。溶解装置１６の溶解濃度を所定値とする場合は、無機化合物１１の全表面積をある範囲とする必要があるため、図３の無機化合物収納容器１２に収納する無機化合物１１の粒径をある一定の範囲内のサイズに選別したものを利用する必要がある。
【００５４】
選別を行うと、コストアップの要因となるため、複数の径を有する無機化合物１１の中において、無機化合物１１の最大粒径Ｄ１に対して、濾過手段１３の小穴１３ａの径Ｄ２は、Ｄ２＜Ｄ１とした場合、以下の効果を得ることができる。
【００５５】
Ｄ２未満の粒径の無機化合物１１は、小穴１３ａ、１３ｂ、１３ｃから流出する。利用初期は粒径の小さいものは、溶解装置１６外へ流出するが、所定時間経過後は、Ｄ２以上の粒径の無機化合物１１は無機化合物収納容器１２内に貯留され続ける。
【００５６】
この状態が形成された場合、無機化合物１１の粒径をある一定の範囲内のサイズに選別したことと同等となる。従って、サイズが混在する無機化合物１１を用いても、目的とする濃度を水に溶解させる構造となる。
【００５７】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２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。
【００５８】
図８において、圧縮機２２、給湯熱交換器２３、減圧手段２４、蒸発器２５を冷媒回路２６で順に環状に接続してヒートポンプユニット２１を構成している。貯湯ユニット２７の貯湯タンク２８には水が貯留されており、出湯回路３０は貯湯タンク２８、給湯水ポンプ２９、給湯熱交換器２３、貯湯タンク２８を順に接続する回路である。浴槽水加熱回路３５は、貯湯タンク２８、風呂熱交換器３３、浴槽水加熱ポンプ３４、貯湯タンク２８を順に接続する回路であり、風呂熱交換器３３の他方の回路には浴槽４２が接続されている。
【００５９】
浴槽水循環回路４１は、浴槽４２、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ４０、風呂熱交換器３３を順に接続する回路である。浴槽水注湯経路３９は、貯湯タンク２８の水を、浴槽水循環回路４１を経由して浴槽４２へ注湯する回路である。この回路には貯湯タンク２８の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁３６、注湯する水温を検知する温度検知手段３７、浴槽水注湯経路３９の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁３８を順に備える。溶解装置１６は浴槽水注湯弁３８の下流側の浴槽水注湯経路３９に本体の筐体に収納するように設けた。
【００６０】
ヒートポンプユニット２１で貯湯タンク２８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２８の水は、給湯水ポンプ２９によって給湯熱交換器２３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２９は給湯熱交換器２３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３０の流量を制御する。
【００６１】
浴槽４２への湯張り、並びに、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３９の浴槽水混合弁３６は、温度検知手段３７で検知する注湯温度がリモコン等（図示せず）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
定温度となった浴槽水は、浴槽水注湯経路３９、浴槽水循環回路４１を順に経由して浴槽４２へ流出する。
【００６２】
一方、浴槽４２の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク２８に貯留された高温の水を、浴槽水加熱ポンプ３４によって風呂熱交換器３３へ搬送し、浴槽水ポンプ１８より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器３３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２８の下部より内部へ流入する。
【００６３】
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。
【００６４】
利用者が浴槽４２へ湯はりを行う場合は、リモコン等で湯はり動作の指示操作を行う。リモコン操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁３６で調整された水が、浴槽水注湯弁３８を閉から開に制御した場合に、溶解装置１６、浴槽水循環回路４１を経由して浴槽４２に流出する。水が溶解装置１６を通過する際に、無機化合物が水に溶解するので、浴槽４２に湯はり動作と同時に、無機化合物１１を溶解させた水が浴槽４２に流入する。
【００６５】
溶解装置１６は、浴槽水注湯弁３８の下流側としたが、浴槽水注湯弁３８が開から閉へ制御された場合は、ウォーターハンマー現象が発生し、上流側の回路に設けている、浴槽水混合弁３６、貯湯タンク２８等は水道圧以上の水圧負荷を与える。下流側に設けることによって、溶解装置１６への水圧負荷が掛からない。
【００６６】
以上のように、本実施の形態においては、浴槽水注湯経路と、浴槽水注湯弁を備え、浴槽水注湯弁、溶解装置の順に浴槽水注湯経路に備えた給湯装置とした。これにより、溶解装置は浴槽への湯はり停止時などに生じるウォーターハンマー現象（浴槽水注湯経路等の水圧上昇）の影響を受けないため、溶解装置の耐圧構造を簡素化することができる。さらに、浴槽への湯はりの水流を利用するため、湯はりと同時に無機化合物を溶解させた水を浴槽へ供給できるので、利便性が向上する。
【００６７】
本発明において、溶解装置１６は給湯機の本体筐体に収納し、浴槽水注湯経路３９としているが、浴槽水循環回路４１に設けても、浴槽４２へ無機化合物１１を溶解させた水を供給することが出来る。
【００６８】
また、本体筐体外部の浴槽水循環回路４１に設けることも可能であるが、本体筐体内部の雰囲気温度は、低外気温時であっても貯湯タンク２８からの放熱により、筐体内部の雰囲気は常時加温されるため、溶解装置１６の凍結防止などの断熱が不要、または簡素化できる。
【００６９】
また、給湯機を貯湯式給湯機とした場合、貯湯タンクには高温の湯を貯湯するので、この高温の湯を化合物溶解装置へ供給することによって機器の殺菌、滅菌を行うことができる。また、水中に溶け込んでいる残留塩素が貯留中に少なくなるので、本体の材質は耐腐食性材料ではなく、安価な汎用部品を使うことができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図９は、本発明の第３の実施の形態における溶解装置の構造図を示すものである。
【００７１】
図９において、溶解装置１６の入口と出口は浴槽水注湯経路３９に接続されている。無機化合物１１を収納する無機化合物収納容器１２の相当直径ｄ１、浴槽水注湯経路３９の相当直径ｄ２とした場合、図９においてそれぞれをｄ１＞ｄ２となる大きさなるように決定した。
【００７２】
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。
【００７３】
分岐回路１５に対して、無機化合物１１を収納した無機化合物収納容器１２、濾過手段１３を設けたので、溶解装置１６を水が通過する際に、圧力損失が生じる。圧力損失が生じると、浴槽４２へ供給する水の流量が低下する。
【００７４】
ここで、無機化合物収納容器１２の相当直径ｄ１を、浴槽水注湯経路３９の相当直径ｄ２に対して、ｄ１＞ｄ２となる大きさとすると、無機化合物収納容器１２の平均流速ｕ１は、浴槽水注湯経路３９の平均流速ｕ２より小さくなる。水回路の流体の圧力損失は、流体の平均流速の２乗に比例するため、溶解装置１６を通過する際の圧力損失の増加を低減させることができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態においては、無機化合物収納容器の相当直径を、溶解装置を接続する浴槽水注湯経路の相当直径よりも大とすることにより、無機化合物を通過する水流による圧力損失を低減し、浴槽への湯はり時間を早く完了することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、コンパクト化、低コスト化、運転効率向上に繋がり、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】
【００７７】
１１ 無機化合物
１２ 無機化合物収納容器
１３ 濾過手段
１３ａ 小穴
１３ｂ 小穴
１３ｃ 小穴
１４ 内部通水管
１５ 分岐回路
１６ 溶解装置
２１ ヒートポンプユニット
２７ 貯湯ユニット
２８ 貯湯タンク
３６ 浴槽水混合弁
３７ 温度検知手段
３８ 浴槽水注湯弁
３９ 浴槽水注湯経路
４２ 浴槽
５０ 流路抵抗
５１ 分岐部
５２ 合流部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を注湯する注湯経路と、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記注湯経路を開閉する注湯弁を備え、前記溶解装置を、前記注湯弁の下流側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記溶解装置は前記無機化合物を収納する収納手段を備え、前記収納手段の相当直径を、前記注湯経路の相当直径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記溶解装置を、本体筐体内に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項１】
湯水を注湯する注湯経路と、前記湯水に無機化合物を溶解させる溶解装置と、前記注湯経路からの湯水を分流させるように形成した分岐回路と、前記注湯経路に形成した流路抵抗とを備え、前記分岐回路に前記溶解装置を配設するとともに、前記流路抵抗の下流側端部から前記注湯経路の流路径以内の長さの位置に、前記分岐回路からの湯水を返流させる構成としたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記注湯経路を開閉する注湯弁を備え、前記溶解装置を、前記注湯弁の下流側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記溶解装置は前記無機化合物を収納する収納手段を備え、前記収納手段の相当直径を、前記注湯経路の相当直径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記溶解装置を、本体筐体内に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３７５２９（Ｐ２０１２−２３７５２９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８０１０（Ｐ２０１１−１０８０１０）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]