JP3834945B2 - 入浴装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体を水に溶解する入浴装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のシャワー装置(例えば特開平7−222785号公報)を図8に示す。
【0003】
図8は、シャワー装置の概略的な全体構成図である。温水は配管を通して溶解器1に供給され、炭酸ガスが溶解された後に多数の孔を有するノズル2よりシャワー状に吐出される。炭酸ガスはボンベ3より配管を通して溶解器1に供給される。溶解器1に至る温水の配管の途中には流量検知器4が装備されており、温水が流れると流量検知器4はこれを検
知してボンベ3より溶解器1への配管途中に装置された開閉弁5に信号を送って開閉弁5を開くようになっている。
【0004】
図9は溶解器1の断面図であり、6は容器、7は中空糸膜、8はポッティング剤、9は温水導入口、10は炭酸ガス溶解水の導出口、11は炭酸ガス導入口である。温水導入口9より中空糸膜7の内部に導入された温水に炭酸ガスが中空糸膜7外部より膜を透過して溶解し、温水は炭酸ガス水溶液となり導出口10より溶解器1外へ流出する。
【0005】
温水が流れない状態では、流量検知器4は開閉弁5に開閉弁を閉じる信号を送るようになっている。減圧弁12はボンベ3内の圧力を所定の圧力まで低下させる機能を有している。ノズル2は直径0.3〜1mmの細孔を30〜300個有しているというものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシャワー装置では溶解器1の中空糸膜7が樹脂製であるにもかかわらず、溶解器1以前で水は温水になり、温水が溶解器1内の中空糸膜7を通過したり、使用後に中空糸膜7内に滞留するので、樹脂の劣化を促進してしまう可能性があった。特に、ポリオレフィン系やポリエステル系の熱可塑性樹脂製の中空糸膜7を使用する場合には、中空糸膜7の長期間の使用が難しいという問題点があった。さらに、誤操作や誤動作等により、高温の湯が溶解器1に供給されると、同様に中空糸膜7の性能が維持できない可能性があった。
【0007】
また、炭酸溶解水の供給を必要としない場合でも、中空糸膜7内を温水が通過するので、中空糸膜7の性能維持期間が短くなり、溶解器1の取替などのメンテナンスが短期間のうちに必要となる可能性があった。特に、炭酸ガスのみを透過し、湯水を透過しない中空糸膜7においては、樹脂の劣化により水が漏れるという問題点もあった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、水を供給する給水管と、湯を供給する給湯管と、前記給水管と前記給湯管からの湯水の混合比を調節する混合弁と、前記混合弁より上流側の給水管に設けられ、水に気体を溶解する熱可塑性の中空糸膜をもつ気体溶解手段と、この気体溶解手段に気体を供給する気体供給手段と、前記気体溶解手段をバイパスするように給水管に形成されたバイパス流路と、気体溶解手段側、或いは、バイパス流路側に水の流れ方向を切替える切替弁とを具備し、気体供給手段から気体溶解手段への気体供給と切替弁の切替とを連係させ、バイパス流路に水が流れている時には気体溶解手段への気体供給を停止するように設定したものである。
【0009】
従って、温水が気体溶解手段を通過することがなく、気体溶解手段の熱による劣化を抑制でき、耐久性を向上できる。また、温度が低い水に気体を溶解するので、気体の溶解度が高く、水への気体の溶解効率を向上できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の入浴装置は、水を供給する給水管と、湯を供給する給湯管と、前記給水管と前記給湯管からの湯水の混合比を調節する混合弁と、前記混合弁より上流側の給水管に設けられ、水に気体を溶解する熱可塑性の中空糸膜をもつ気体溶解手段と、この気体溶解手段に気体を供給する気体供給手段と、前記気体溶解手段をバイパスするように給水管に形成されたバイパス流路と、気体溶解手段側、或いは、バイパス流路側に水の流れ方向を切替える切替弁とを具備し、気体供給手段から気体溶解手段への気体供給と切替弁の切替とを連係させ、バイパス流路に水が流れている時には気体溶解手段への気体供給を停止するように設定したものである。
【0011】
したがって、温水が気体溶解手段を通過しないので、気体溶解手段の熱による劣化を抑制して耐久性を向上でき、しかも、温度が低い水に気体を溶解するので、気体の溶解度が高く、水への気体の溶解効率を向上できる。
【0012】
そして、バイパス流路を設けることにより、気体を溶解するために最低量の水しか気体溶解手段に流さないようにできるため、水が流れることによる気体溶解手段の性能低下までの期間を大幅に延長できるとともに、気体溶解手段での圧力損失が最小限に抑えられるので、十分な流量を確保できる。
【0013】
特に、気体として温度により溶解度が大きく変わり揮発しやすい炭酸ガスを使用すれば、その溶解効率は大幅に向上する。
【0014】
望ましくは、気体溶解手段より上流の給水管に供給水圧を調節する圧力調節弁を設けておく。こうすれば、気体溶解手段に高水圧がかかることがなく、さらに耐久性能の向上がはかれることとなる。
【0015】
また、気体溶解手段上流側の給水管に供給流量を調節する流量制御弁を設けておくことも耐久性能の向上に役立つ。
【0016】
さらに、気体溶解手段の下流側、および、給水管とバイパス流路の合流部上流側に開閉弁を設けておけば、気体溶解手段を水が通過しないときに開閉弁を閉止することで、水圧 が作用しなくなり、気体溶解手段への負荷が軽減できる。加えて、未使用時においても気体溶解手段前後が密封され、水が満たされた状態となるので、給水管内が乾いてスケール等が気体溶解手段に付着することがない。
【0017】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の実施例1を図1、図2を基に説明する。
【0018】
図1は本発明の実施例1の入浴装置のブロック図であり、図2は気体溶解手段の断面図である。図1において、21は水が供給される給水管であり、22は給湯器23から湯が供給される給湯管であり、それぞれから混合弁24に湯水が供給される。給水管21の途中には炭酸ガスボンベ25から供給される炭酸ガスを水に溶解する気体溶解手段26が設けられている。
【0019】
炭酸ガスボンベ25と気体溶解手段26の間には、炭酸ガスボンベ25からの炭酸ガス供給圧力を調節する気体圧力調整手段27と、開閉により炭酸ガスの水への溶解を制御し
、水の炭酸ガスボンベ25への逆流を抑制する気体開閉弁28が設けられている。給水管21の気体溶解手段26の上流には気体溶解手段26での水圧が所定の圧力以上とならないように圧力調整弁である減圧弁29が設けられている。
【0020】
図2は気体溶解手段26の断面図であり、容器30には炭酸ガスが供給される炭酸ガス供給口31と、水が供給される水流入口32と、水が流出する水流出口33が設けられている。34は両端がモールド部35によりモールドされている熱可塑性樹脂製の中空糸膜の束であり、モールド部35は容器30と接着され、炭酸ガス供給口31とつながる気体室36と、水の流路となる炭酸ガス溶解室37を形成する。中空糸膜34は炭酸ガスを透過し水を透過しないものであり、炭酸ガスは供給される圧力に応じてこの中空糸膜34を透過して水に溶解される。
【0021】
水流入口32と水流出口33は水が炭酸ガス溶解室37内の通路とするようにその両端に設けられ、炭酸ガスが透過される中空糸膜34に沿って水流が形成され溶解効率を上げるような構成となっている。
【0022】
混合弁24は供給された湯水を設定された温度となるように混合比を調節する。混合弁24によって設定温度に調節された温水は、流量の調節および、ハンドシャワー38とカラン39の切替および、閉止を行う制御弁40に供給される。カラン39からは浴槽41内へ湯を供給できる構成となっている。
【0023】
以上の構成において本実施例の作用、動作について説明する。
【0024】
使用者がハンドシャワー38またはカラン39から炭酸ガスの溶解された温水を供給しようとする場合、まず混合弁34の温度設定を行った後、制御弁40を開成する。給水管21において減圧弁29により、水圧が所定の圧力以下となって気体溶解手段26の水流入口32から炭酸ガス溶解室37に供給される。
【0025】
このとき、炭酸ガスを供給するため、気体開閉弁28が開成され、炭酸ガスボンベ25から気体圧力調節手段27により圧力を調節された炭酸ガスが気体溶解手段26の炭酸ガス供給口31から気体室36へ供給される。炭酸ガスは中空糸膜34の開口端が気体室36に開口しているので中空糸膜34も供給される炭酸ガスの圧力がかかることになる。
【0026】
モールド部35と容器30が接着され、中空糸膜34はモールド部35により確実に炭酸ガス溶解室37の気体の漏れがない構成となっているので、炭酸ガスを透過する中空糸膜34内部から水に炭酸ガスが溶解される。炭酸ガスの溶解量は水との接触面積に大きく左右されるため、中空糸膜34は細く多数の束となって構成され、水はその表面に沿って流れるようになっている。
【0027】
ここで、水圧が所定以下となっているため、中空糸膜34にかかる圧力は所定の値以下となり、中空糸膜34にかかる応力は一定以下とすることができるので、細く、かつ、薄膜の中空糸膜を使用することができ、溶解効率を向上できるとともに中空糸膜34への負荷を低減でき、さらに中空糸膜34を透過する炭酸ガスの圧力損失を抑えることもできる。また、水圧が調整できるので、炭酸ガスの圧力も必要以上に高くする必要がなく、安全な使用圧力とできるとともに、炭酸ガスと水の差圧を確保でき、炭酸ガスが溶解しやすくなっている。
【0028】
さらに、炭酸ガス溶解室37に水しか流入しないので、その供給水温を低く抑制でき、一般に熱可塑性の樹脂で形成されている中空糸膜34の熱による劣化を抑制できて、耐久性能を向上できる。
【0029】
また、水に炭酸ガスを溶解するので、図3に示すように水温が低いほど溶解しやすい炭酸ガスにとっては有効な溶解方法である。
【0030】
気体溶解手段26により炭酸ガスが溶解された水は、給湯器23から給湯管22を介して供給される湯と混合弁24で設定された温度となるように混合される。このときの炭酸ガス濃度は、下記式1で表すことができる。
【0031】
温水炭酸ガス濃度=水の炭酸ガス濃度×水流量/(水流量+湯流量)…(式1)
ここで、水温20℃、湯温75℃、設定温度40℃とすると、水と湯の混合比は1.75:1となる。このとき、40℃での炭酸ガスの飽和濃度は約1000ppmであるから、水の炭酸ガス濃度を1600ppmにしておけばよい。
【0032】
20℃の水の飽和炭酸ガス濃度は約1750ppmであるから、40℃の温水であれば炭酸ガスを飽和させなければならないが、20℃の水であれば飽和溶解量の9割の炭酸ガスを溶解すればよく、20℃で溶解する方が有利であるといえる。
【0033】
このとき、水の流量が多い方がより炭酸ガスを溶解しやすいことから、給湯機23により供給される湯温は、高い方(50℃以上であり好ましくは60℃以上)が望ましい。なお、ここでは炭酸ガスの溶解を飽和条件で比較しているが、人体の血行促進効果がある炭酸ガス濃度50〜1000ppmの間であれば特に飽和している必要はない。
【0034】
混合弁24により設定温度に混合された炭酸ガスが溶解された温水は、制御弁40により流量を調節され、使用者が選択したハンドシャワー38またはカラン39より出湯される。炭酸ガスが溶解された湯水は、炭酸泉でみられる同様の効果、すなわち、炭酸により血管が拡張するので、血行が促進され、疲労回復、冷え性など多様な効能を期待できる。
【0035】
なお、本実施例では気体溶解手段26での圧力損失を低減するために、細くて圧力損失の大きい中空糸膜34内部に水を通さず、中空糸膜34の外側を水が通過し、中空糸膜34の内側から炭酸ガスが透過し水に溶解する構成としているが、中空糸膜34の内側を水が通過し、中空糸膜34の外側から炭酸ガスが透過し水に溶解する構成としても同様の効果が得られる。
【0036】
また、減圧弁29を流量調節弁や定流量弁としても同様の効果がある。
【0037】
(実施例2)
次に本発明の実施例2を図4を参照にしながら説明する。
【0038】
図4は本発明の実施例2の入浴装置のブロック図であり、実施例1と相違する点のみ説明し、他は同一番号を付して省略する。図4において、42は給水管21に設けられた切替弁で、気体溶解手段26と、気体溶解手段26を水が通過しないように設けられたバイパス流路43とのいずれかに切り替えるようになっている。
【0039】
44は制御部で、使用者が炭酸を水に溶解するかどうかを選択する操作部45からの信号により、気体開閉弁28と切替弁42を制御するものである。制御部44は操作部45から炭酸溶解の信号を受けると、気体開閉弁28を開成すると同時に切替弁42を気体溶解手段26側に開成し、水に炭酸を供給する。操作部45からの信号がないときには、制御部44は気体開閉弁28を閉止するとともに、切替弁42をバイパス流路43側に開成し、混合弁24に供給される水が気体溶解手段26を通過しないようにしている。
【0040】
従って、炭酸ガスを供給しない場合には、水は気体溶解手段26を通過しないので中空糸膜34内を通過する水の流量を大幅に低減でき、水の通過流量により大きく左右される中空糸膜34の耐久性能が大幅に向上できる。また、炭酸ガスを供給しない場合にはバイパス流路43を水が通過するので、圧力損失が最低限に抑制でき、通常の水栓等と同様に使用するができる。
【0041】
さらに、使用者は操作部45を操作するのみで確実に炭酸ガスが供給されるので、無駄な炭酸ガスが使用されることがなく、また、浴室内に間違って炭酸ガスのみが供給されることはない。
【0042】
また、炭酸ガスが供給された状態で制御弁40が閉止されるなど、水が供給されないと切替弁42は自動的にバイパス流路43側を開成する構成とすれば、より確実に次に使用する際もバイパス流路43から水が供給されることとなり、必要以外の水を中空糸膜34に通すことがなくなる。
【0043】
(実施例3)
以下、本発明の実施例3を図5〜図7を参照しながら説明する。
【0044】
図5は本発明の実施例3の入浴装置の斜視図、図6は入浴装置のブロック図であり、図7は気体溶解手段の断面図である。
【0045】
図5において、入浴装置であるシャワー浴装置46は、浴室47の洗い場48に面した壁面49に取り付けられている。
【0046】
シャワー浴装置46において、50は回転自在に設けられた着座手段である椅子であり、使用者が座って湯水を浴びれるようになっており、また、未使用時には本体側に回転し収納可能となっている。
【0047】
また、51は回転自在に設けられたアームであり、使用者が座って湯水を浴びる場合には、図5に示すようにセットされ、未使用時には壁面49の方向に回転して収納可能であり、シャワー浴装置46を使用しない場合には、浴室47の洗い場48を広く使えるとともに、視覚的な圧迫感を防止している。
【0048】
アーム51には、左右対称に湯水を霧状に噴霧する噴霧ノズル52が設けられており、それぞれ先端から脚部、腹部、胸部周辺に湯水を噴出できるように配置されている。また、シャワー浴装置46のカバー53にも左右対称に噴霧ノズル52が設けられており、それぞれ背部、腰部周辺に湯水を噴出できるように配置されている。
【0049】
シャワー浴装置46の湯水流路は、図6に示すようになっており、実施例2と相違する点のみ説明し、他は同一番号を付して省略する。54は、気体溶解手段55の下流側で、給水管21とバイパス流路43の合流部の上流側の給水管21に設けられた開閉弁であり、切替弁42と連動して制御部56により開閉されるようになっている。制御部56は、操作部45により炭酸の混入が選択されると、切替弁42を気体溶解手段55側に開成し、同時に開閉弁54も開成するように制御を行う。また、炭酸の混入が停止されたり、制御弁40の閉止が操作部により選択されると、切替弁42をバイパス流路43側に開成し、同時に開閉弁54も閉止するように制御を行う。
【0050】
特に、制御弁40を閉止する際には、まず、切替弁42をバイパス流路43側に開成し、開閉弁54も閉止した後、制御弁40を閉止するように制御しており、制御弁40の閉止時の水の一次圧力が気体溶解手段55に直接かからないようになっている。
【0051】
図7は気体溶解手段55の断面図であり、給水管21と水が漏れないように接合され水流路を形成する多孔体57(たとえばセラミックや樹脂性の多孔体)は、水が管内から漏れ出すことがなく、外側から供給される炭酸ガスのみを透過する程度の孔が多数あいているものである。
【0052】
この多孔体57の孔は数オングストローム〜数十オングストロームの大きさであり、透過した炭酸ガスが容易に水に溶解しやすくなっている。
【0053】
以上の構成において本実施例の作用、動作について説明する。
【0054】
制御部56は、操作部45により炭酸の混入が選択されると、切替弁42を気体溶解手段55側に開成し、同時に開閉弁54も開成するように制御を行う。また、炭酸の混入が停止されたり、制御弁40の閉止が操作部により選択されると、切替弁42をバイパス流路43側に開成し、同時に開閉弁54も閉止するように制御を行う。
【0055】
特に、制御弁40を閉止する際には、まず、切替弁42をバイパス流路43側に開成し、開閉弁54も閉止した後、制御弁40を閉止するように制御しており、制御弁40の閉止時の水の一次圧力が気体溶解手段55に直接かからないようになっているので、多孔体57内部へかかる圧力を抑制でき、多孔体57の耐久性を向上できるとともに、多孔体57の必要強度を抑制し、厚みを減少できる。また、炭酸ガスの圧力損失を低減できるとともに、低コスト化を図ることができる。
【0056】
また、気体溶解手段55の両端が閉止されるため、常に多孔体57内には水が存在し、乾燥されることがなく、スケール等の付着も防止できる。
【0057】
シャワー浴装置に使用者が着座し、噴霧ノズル52から炭酸を溶解した湯水を浴びると、全身が炭酸ガスの溶解した湯水により包み込まれるので、あたかも炭酸泉に入浴したような血行促進をリラックスした状態で行うことができる。
【0058】
また、炭酸を溶解しない場合でも体全体を霧状の温水で包み込むので、あたかも入浴したような暖まり感を得ることができる。
【0059】
なお、第1から第3の実施例では主にシャワーを有する入浴装置について記載したが、浴槽内に湯水を供給する入浴装置、局部を洗浄する温水洗浄便座、通常の手や顔を洗う水栓等に使用することも可能であり、用途はこれに限らない。
【0060】
以上のように本発明の実施例で記載した入浴装置は以下のような特長を有する。
【0061】
(1)水を供給する給水管と、湯を供給する給湯管と、給水管と給湯管からの湯水の混合比を調節する混合弁と、前記混合弁より上流側の給水管に設けられ水に気体を溶解する気体溶解手段を有するものであり、気体溶解手段を温水が通過しないので、気体溶解手段の熱による劣化を抑制でき、耐久性を向上できる。特に、熱による劣化が顕著な熱可塑性樹脂製の中空糸膜ものに有効である。
【0062】
(2)溶解する気体を炭酸ガスとしたものであり、温度により溶解度が大きく変わり揮発しやすい炭酸ガスを水に溶解するので、その溶解効率は大幅に向上する。従って、水に炭酸ガスを飽和状態に溶解しなくても、炭酸ガス溶解水と湯を混合すると、ほぼ炭酸ガスが飽和した温水を得ることができる。
【0063】
(3)気体溶解手段上流の給水管に供給水圧を調節する圧力調節弁を設けたものであり、給湯器や電気温水器を介して減圧されて供給される湯とは異なり、高圧で供給される給水管の気体溶解手段上流に水圧を調整する圧力調節弁を設けたので、気体溶解手段に高水圧がかかることがなく、気体溶解手段にかかる圧力を低減でき、耐久性能を向上できる。特に中空糸膜等の樹脂製の気体溶解手段であれば、その効果は大である。
【0064】
(4)気体溶解手段上流側の給水管に供給流量を調節する流量制御弁を設けたものであり、気体溶解手段に所定以上の流量が流れないので、気体溶解手段への負荷が軽減され、耐久性能を向上できる。
【0065】
(5)水が気体溶解手段を介さず前記混合弁に供給されるように前記給水管にバイパス流路を設けたものであり、気体を溶解するために最低量の水しか気体溶解手段に流さないので、水が流れることによる気体溶解手段の性能低下までの期間を大幅に延長できるとともに、気体溶解手段での圧力損失が最小限に抑えられるので、十分な流量を確保できる。
【0066】
(6)給水管とバイパス流路の切替弁を設けたものであり、切替弁により必要に応じて給水管の気体溶解手段に水を流すので、気体溶解手段の水の通過量を抑制でき、より耐久性を向上できるとともに、気体溶解手段を使用しないときには通常の入浴装置と変わらない圧力損失で湯水を供給できる。
【0067】
(7)気体を気体溶解手段から供給しないときには切替弁をバイパス流路側に開成する制御部を設けたものであり、気体が供給されているときのみ水が気体溶解手段を通過し、気体が供給されないときにはバイパス流路を水が通過するように制御部が確実に制御を行うので、気体溶解手段を通過する水量を最低限に抑制できる。
【0068】
(8)気体溶解手段の下流側、および、給水管とバイパス流路の合流部上流側に開閉弁を設けたものであり、気体溶解手段を水が通過しないときに開閉弁を閉止すれば、水圧が作用しないので、気体溶解手段への負荷が軽減できる。また、未使用時においても気体溶解手段前後が密封され、水が満たされた状態となるので、給水管内が乾いてスケール等が気体溶解手段に付着することがない。
【0069】
【発明の効果】
以上のように本発明の入浴装置によれば、気体溶解手段を温水が通過しないので、気体溶解手段の熱による劣化を抑制してその耐久性を大いに高めることができ、特に、熱による劣化が顕著な熱可塑性の中空糸膜を使用した気体溶解手段に対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における入浴装置のブロック図
【図2】 同入浴装置の気体溶解手段の断面図
【図3】 水温と炭酸溶解量の特性図
【図4】 本発明の実施例2における入浴装置のブロック図
【図5】 本発明の実施例3の入浴装置の斜視図
【図6】 同入浴装置のブロック図
【図7】 同入浴装置の気体溶解手段の断面図
【図8】 従来の入浴装置のブロック図
【図9】 同入浴装置の気体溶解手段の断面図
【符号の説明】
21 給水管
22 給湯管
24 混合弁
26 気体溶解手段
29 減圧弁(圧力調節弁)
34 中空糸膜
42 切替弁
43 バイパス流路
44 制御部
46 シャワー浴装置(入浴装置)
54 開閉弁
55 気体溶解手段
56 制御部
57 多孔体

Claims (4)

  1. 水を供給する給水管と、湯を供給する給湯管と、前記給水管と前記給湯管からの湯水の混合比を調節する混合弁と、前記混合弁より上流側の給水管に設けられ、水に気体を溶解する熱可塑性の中空糸膜をもつ気体溶解手段と、この気体溶解手段に気体を供給する気体供給手段と、前記気体溶解手段をバイパスするように給水管に形成されたバイパス流路と、気体溶解手段側、或いは、バイパス流路側に水の流れ方向を切替える切替弁とを具備し、気体供給手段から気体溶解手段への気体供給と切替弁の切替とを連係させ、バイパス流路に水が流れている時には気体溶解手段への気体供給を停止するように設定した入浴装置。
  2. 溶解する気体を炭酸ガスとした請求項1記載の入浴装置。
  3. 気体溶解手段より上流の給水管に供給水圧を調節する圧力調節弁を設けた請求項1記載の入浴装置。
  4. 気体溶解手段の下流側、および、給水管とバイパス流路の合流部上流側に開閉弁を設けた請求項1記載の入浴装置。
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