JP3700513B2 - 浴槽水循環装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、足浴や全身浴等を行うための、家庭用浴槽又は公共用浴槽の浴槽水等に、炭酸ガスを溶解させて温浴効果、血行促進効果等を発揮させるようにした浴槽水循環装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浴槽水循環装置は、浴槽内の浴槽水を循環することで、浴槽水の温度分布を均一に維持することを基本機能とし、更にヒーターを具備することにより浴槽水の温度を一定に保つことができるものである。
【０００３】
これまでの浴槽水循環装置としては、ジェットバスに代表される様に、浴槽水循環装置の循環流路中に空気吸引口を設け、エゼクター効果により浴槽水中に空気を混入させて、浴槽内へ吐出するシステムが主流であった。
【０００４】
これに対して、浴槽水に溶解した炭酸ガスの血行促進効果等に着眼して、ガスや石油などを燃料とし、バーナーなどで燃焼させて発生する排気ガスを浴槽水に直接接触させて、排気ガスに含まれる炭酸ガスを浴槽水中に溶解させる方法（例えば特開平４-２５７６１２号公報、特開平５-１３７６６２号公報等に記載）が提示されている。また、陽極が炭素質電極からなる電解電極槽を具備し、この電解電極槽の電極間に電圧を印加して、電気分解にて生成される炭酸ガスを浴槽水中に溶解させる方法（例えば特開平８-１９６４５６号公報等に記載）も提示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のジェットバスでは、浴槽水中に混入する気泡が空気の気泡であるため、炭酸ガスの気泡に比して温浴効果や血行促進効果が低いものであった。
【０００６】
また、燃料を燃焼させて排気ガスを浴槽水中に溶解させる方法においては、排気ガスが約８００℃と高温ガスなので炭酸ガスの溶解効率は低く、炭酸ガス以外の硫黄酸化物や窒素酸化物等が混入し、また燃料を燃焼させるため燃焼部が高温となることから安全性に問題があるうえ、システムがかなり大きなものとなるといった問題点を有していた。
【０００７】
更に、炭素質電極からなる電解電極槽を具備したシステムにおいては、電極の炭素が溶解して炭酸ガスを生成させることから、電極寿命が短く、また、短時間に炭酸ガスを高濃度に生成することが困難であるといった問題点を抱えていた。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、簡単な構成で、効率的に炭酸ガスを大量に浴槽水中に混合することができ、浴槽水に温浴効果、血行促進効果等を発揮させることができる浴槽水循環装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る浴槽水循環装置は、吸水口と吐水口が浴槽１内に接続された循環流路２と、循環流路２に浴槽水を循環させるポンプ３と、循環流路２を循環する浴槽水に供給される酸性水が陽極室２３内において生成される有隔膜電解電極槽１２と、循環流路２を循環する浴槽水に供給される炭酸塩が充填された炭酸塩溶解槽１９とを具備し、前記循環流路２から分岐すると共にこの分岐点から下流側において前記循環流路２と合流する支流路３３を設け、支流路３３の配管途中に前記有隔膜電解電極槽１２と前記炭酸塩溶解槽１９とを配設して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、炭酸塩溶解槽１９として、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムの少なくともいずれかが充填されたものを具備して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加えて、有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３を、炭酸塩溶解槽１９の上流側に配設して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項４に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかの構成に加えて、浴槽水が流通する流路を上流側において分岐すると共に、この分岐された各流路の一方の配管途中に有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３を、他方の配管途中に炭酸塩溶解槽１９をそれぞれ配設し、この分岐された流路を下流側にて合流させて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、炭酸塩溶解槽１９内に浴槽水が供給される流入口２９を、炭酸塩溶解槽１９から炭酸塩が混入された浴槽水が導出される流出口３０よりも下方に設けて成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、循環流路２の配管途中に、循環流路２を循環する浴槽水を加熱するヒーター６を配設して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、有隔膜電解電極槽２１にて生成された酸性水と、炭酸塩溶解槽１９に充填されている炭酸塩とを混合した後、有隔膜電解電極槽１２にて生成されたアルカリ水と混合することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１に、本発明における有隔膜電解電極槽１２と炭酸塩溶解槽１９を具備した浴槽水循環装置の配管構成を示す。
【００１９】
浴槽１内の浴槽水中には、吸水口と吐水口とを兼ねる吸・吐水口７を配設し、循環流路２の一端をこの吸・吐水口７に接続すると共に、他端もこの吸・吐水口７に接続している。この循環流路２の配管途中には上流側から下流側にかけて、順に、ポンプ３、ヒーター６が設けられ、ヒーター６の下流において再び吸・吐水口７に接続されるものであり、循環流路２は吸・吐水口７とポンプ３とを接続する吸水流路２ａ、ポンプ３とヒーター６とを接続する中間流路２ｂ、及びヒーター６と吸・吐水口とを接続する吐水流路２ｃとから構成される。中間流路２ｂは、上流側から下流側にかけて、順に、導入流路４、主流路５、混合流路２８に分割される。
【００２０】
循環流路２からは、ポンプ３の下流側における中間流路２ｂからバイパス流路８が分岐するように設けられている。ここで、バイパス流路８は、導入流路４が下流側において主流路５とバイパス流路８とに分岐するように設けられている。このバイパス流路８の下流側の端部は、有隔膜電解槽１２に接続されている。またこのバイパス流路８の配管途中には、第一開閉弁９が配設されている。
【００２１】
ここで、有隔膜タイプの電解槽である有隔膜電解電極槽１２の内部は、隔膜１５にて陰極室２２と陽極室２３との二つの電極室に仕切られており、バイパス流路８の下流側の端部は陰極導入路１０と陽極導入路１１とに分岐されて、陰極導入路１０が陰極室２２に、陽極導入路１１が陽極室２３にそれぞれ接続されている。陰極室２２及び陽極室２３には、白金を主体とした不溶性電極板からなる電極である陰極１３と陽極１４とが、それぞれ隔膜１５を介して対向配置されている。この有隔膜電解電極槽１２において、各電極室２２，２３内に浴槽水が供給されている状態で一対の電極１３，１４間に電圧が印加されると、水の電気分解により陽極１４からは酸素と水素イオン（Ｈ⁺）、陰極１３からは水素と水酸化物イオン（ＯＨ^-）がそれぞれ発生し、陽極室２３内にて酸性水が生成されると共に、陰極室２２内にてアルカリ水が生成される。
【００２２】
陰極１３が配設されている陰極室２２の下流側からは、陰極水供給路１６が導出されて設けられている。
【００２３】
一方、陽極１４が配設されてる陽極室２３の下流側からは、陽極水供給路１７が導出されて設けられている。この陽極水供給路１７の下流側の端部は、炭酸塩溶解槽９に接続されており、この陽極水供給路１７の配管途中には、第二開閉弁１８が配設されている。
【００２４】
ここで、炭酸塩溶解槽１９の内部には、炭酸塩を充填するためのメッシュ状の充填筒２１が装着されているものであり、炭酸塩溶解槽１９内に浴槽水が供給されている状態では、炭酸塩溶解槽１９の内面と充填筒２１との間の隙間には、炭酸塩溶液が滞留する。炭酸塩溶解槽１９に充填する炭酸塩としては、取り扱いが容易な炭酸ナトリウムや炭酸水素ナトリウムを用いることが好ましい。これらの炭酸塩は、常温で潮解することなく、かつ皮膚への刺激が少ないものであり、そのため炭酸塩溶解槽１９において炭酸塩を常温で安定に保持することができると共に、皮膚に接触しても安全で、取り扱いが容易なものである。
【００２５】
また、炭酸塩溶解槽１９の下流側からは、炭酸ガス供給路２０が導出されて設けられている。
【００２６】
ここで、上流側において炭酸塩溶解槽１９に接続されている陽極水供給路１７は、炭酸塩溶解槽１９の側面下部に流入口２９において接続されており、一方、下流側において炭酸塩溶解槽１９に接続されている炭酸ガス供給路２０は、炭酸塩溶解槽１９の側面上部に流出口３０において接続されている。このように、炭酸塩溶解槽１９には、炭酸塩溶解槽内に浴槽水が供給される流入口２９が、炭酸塩溶解槽１９から炭酸塩が溶解された浴槽水が導出される流出口３０よりも下方に設けられている。
【００２７】
陰極水供給路１６と炭酸ガス供給路２０とは、下流側において合流されており、この二つの流路の合流点から下流側に形成されてる混合水供給路２７は、その下流側の端部が中間流路２ｂの主流路５に、バイパス流路１１との分岐点よりも下流側において接続されることで、循環流路２に合流している。ここで、混合水供給路２７は、主流路５と合流して混合流路２８に接続されるように、循環流路２に合流している。
【００２８】
上記のバイパス流路８、陰極水供給路１６、陽極水供給路１７、炭酸ガス供給路２０及び混合水供給路２８によって、循環流路２から分岐すると共にこの分岐点から下流側において循環流路２と合流する支流路３３が構成されている。
【００２９】
ここで、第一開閉弁９、第二開閉弁１８の各開閉弁は、電磁弁、電動弁等にて形成することができる。
【００３０】
また図７に示すように、この浴槽水循環装置には入力操作部３２と制御回路３１からなる制御部を具備するものである。
【００３１】
入力操作部３２は外部からの使用者の操作による入力動作に応じた所定の入力信号を制御回路３１に出力するものである。
【００３２】
また、制御回路３１は、配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６、各開閉弁９，１８に接続されている。そして、制御回路３１には、使用者が入力操作部３２を操作することにより入力操作部３２から入力された入力信号に基づいて、配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６、各開閉弁９，１８に制御信号を出力することにより、これらの動作を制御するものである。
【００３３】
ここで、制御回路３１は、入力操作部３２から入力される入力信号が記憶されるメモリ等の記憶手段と、記憶手段に記憶されている入力信号を演算処理することにより所定の制御信号を導出する演算手段と、演算手段にて導出された制御信号を配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６又は各開閉弁９，１８に出力する出力手段にて構成されている。演算手段と出力手段は、所定の入力信号に対して特定の制御信号を出力する演算回路にて構成することができる。また演算手段と出力手段は、コンピュータプログラムを格納するメモリ等の記憶手段と、この記憶手段に格納されているコンピュータプログラムに従って動作するコンピュータにて構成することもできる。
【００３４】
このように、操作部３２と制御回路３１とから構成される制御部は、浴槽水浄化装置の動作制御を行なう制御手段として設けられている。この動作制御については、後に詳述する。
【００３５】
図２は上記の構成を有する本発明の有隔膜電解電極槽１２と炭酸塩溶解槽１９を具備した浴槽水循環装置において、炭酸ガスの生成を行わない浴槽水の循環時における装置内の浴槽水の流れを矢印で示すと共に、第一開閉弁９、第二開閉弁１８の各弁のうち、閉状態となっている箇所を黒く塗りつぶすことで明示したものである。
【００３６】
図２に示すように、炭酸ガスの生成を行わない浴槽水の循環時においては、第一開閉弁９、第二開閉弁１８を閉状態とするものである。この時ポンプ３を作動させると、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の全部は循環流路２のみをそのまま流れ、ヒータ８にて加熱され、吸・吐水口７から浴槽１内へ返送されるものである。
【００３７】
図３は炭酸ガスの生成を行う浴槽水の循環時における装置内の浴槽水の流れを矢印で示したものである。図３に示すように、炭酸ガスの生成を行う浴槽水の循環時においては、第一開閉弁９、第二開閉弁１８を共に開状態とするものである。
【００３８】
この時ポンプ３を作動させると、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の一部は中間流路２ｂの主流路５を経由し、ヒータ８にて加熱され、吸・吐水口７から浴槽１内へ返送されることにより、循環流路２を流通するものである。
【００３９】
また、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の残りの一部は、中間流路２ｂの導入流路４からバイパス流路８に流入することにより、支流路３３に流入する。支流路３３に流入した浴槽水は、バイパス流路８を経由し、更に陰極導入路１０と陽極導入路１１に分岐して流入し、有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２、陽極室２３にそれぞれ流入する。
【００４０】
陰極室２２に流入した浴槽水は電気分解で生成された水素や水酸化物イオンと混合されてアルカリ水として調製され、陰極水供給路１６に流入する。
【００４１】
一方、陽極室２３に流入した浴槽水には電気分解で生成された酸素や水素イオンが混入されて酸性水として調製される。この酸性水は、陽極室２３から導出されて陽極水供給路１７に流入し、更に炭酸塩溶解槽１９に流入して、炭酸塩溶解槽１９内で溶解した炭酸塩が混合された後、炭酸ガス供給路２０に流入する。このため、炭酸ガス供給路２０内において、炭酸塩が混合された酸性水中で炭酸塩と水素イオンとの中和反応（ＣＯ₃ ^2-＋２Ｈ⁺ → Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂）が進行して炭酸ガスが生成される。この炭酸ガスは、浴槽水中に分散された状態で炭酸ガス供給路２０内を流通する。
【００４２】
そして、陰極水供給路１６と炭酸ガス供給路２０とが合流して混合水供給路２７に接続されていることにより、陰極水供給路１６を流通する浴槽水（アルカリ水）と、炭酸ガス供給路２０を流通する浴槽水（炭酸ガスが発生した酸性水）とは、混合水供給路２７内で合流して混合され、炭酸ガスを含むと共にアルカリ性にシフトした混合水が調製される。
【００４３】
更に、混合流路２７と主流路５とが合流して混合流路２７が循環流路２に合流することにより、混合水が循環流路２を循環する浴槽水に供給されて混合され、循環流路２を循環する浴槽水に炭酸ガスが混入されると共にこの浴槽水がアルカリ性にシフトする。この浴槽水は、混合流路２８からヒーター６に供給されることにより加熱され、更に吐出流路２ｃを通じて吸・吐水口７から浴槽１内に返送されるものである。
【００４４】
ここで、有隔膜電解電極槽１２において、陽極１４と陰極１３間に電圧を印加して、陽極室２３内にて酸素と水素イオンを生成すると共に陰極室２２内で水素と水酸化物イオンとを生成するにあたっては、各電極室２２，２３内に浴槽水が供給された状態で電極１３，１４間に電圧を印加するものである。
【００４５】
電極１３，１４間に電圧を印加するにあたっては、図２に示すように各開閉弁９，１８を共に閉状態として浴槽水が循環流路２のみを流通する状態となっているときに、電極１３，１４間に電圧を印加した後、図３に示すように各開閉弁９，１８を開状態として浴槽水を循環流路２のみならず支流路３３にも流通させるように制御するバッチ方式を採用することができる。この場合は、電圧の印加時には陰極室２２内に高濃度のアルカリ水が、陽極室２３内に高濃度の酸性水がそれぞれ生成するものである。そして、電圧の印加後、図３に示すように各開閉弁９，１８を開状態とすることにより、各電極室２２，２３にそれぞれ浴槽水を供給し、陰極室２２内で高濃度のアルカリ水と浴槽水とが混合されて適当な濃度のアルカリ水が調製されると共に、陽極室２３内で高濃度の酸性水と浴槽水とが混合されて適当な濃度の酸性水が調製されるものである。
【００４６】
また、電極１３，１４間に電圧を印加するにあたっては、図３に示すように各開閉弁９，１８を開状態として浴槽水を循環流路２のみならず支流路３３にも流通させた状態で、電圧１３，１４間に電圧を印加するように制御する連続方式を採用することもできる。この場合は、水素と水酸化物イオンが連続的に生成されている陰極室２２には浴槽水が連続的に流入すると共に、陰極室２２に流入した浴槽水が陰極室２２から連続的に導出されることとなり、このとき浴槽水には水素と水酸化物イオンが順次混入されて、アルカリ水として調製される。一方、酸素と水素イオンが連続的に生成されている陽極室２３には浴槽水が連続的に流入すると共に、陽極室２３に流入した浴槽水が陽極室２３から連続的に導出されることとなり、このとき浴槽水には酸素と水素イオンが順次混入されて、酸性水として調製される。
【００４７】
上記のようにして、有隔膜電解電極１２や開閉弁９，１８を制御するにあたり、開閉弁９，１８を開状態とする時間を制御することにより、炭酸塩溶解槽１９における炭酸塩の溶出量及び酸性水の流出量を制御することができ、これにより炭酸ガスの発生量を制御することができる。特に、第二開閉弁１８を開状態とする時間を制御することは、炭酸塩溶解槽１９に充填された炭酸塩が無駄に溶出することを防止して、炭酸塩溶解槽１９へ炭酸塩を補充する頻度を低減することができるという効果がある。
【００４８】
このように、本実施形態の浴槽水循環装置は、循環流路２を循環する浴槽水に供給される酸性水が陽極室２３内において生成される有隔膜電解電極槽１２と、循環流路２を循環する浴槽水に供給される炭酸塩が充填された炭酸塩溶解槽１９とが、支流路３３の配管途中に設けられている。そのため、循環流路２を循環する浴槽水中に酸性水と炭酸塩とが反応することにより生成する炭酸ガスを供給して、この炭酸ガスを浴槽１内に供給することができる。この炭酸ガスは、血行促進や温浴の効果と皮膚の洗浄効果とを有するものであり、本実施形態では、このような炭酸ガスを、浴槽１内に大量に且つ簡便に供給することができるものである。
【００４９】
しかも、支流路３３において浴槽水が炭酸塩溶解槽１９や有隔膜電解電極槽１２を通過することにより圧損を生じても、循環流路２においては充分な浴槽水の循環流量が確保され、吸・吐水口７からはヒーター６によって加熱されると共に炭酸ガスが分散され、更にアルカリ性にシフトされた浴槽水が充分な流速及び流量にて吐出されることとなる。従って、この吐出された浴槽水に水流により、浴槽１内の浴槽水に効率よく水流を発生させ、浴槽水を効率よく加熱すると共に水温を均一化し、更に浴槽水中に炭酸ガスを効率よく分散させることができるものである。
【００５０】
また、本実施形態では、有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３を、炭酸塩溶解槽１９の上流側に配設している。これは、有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３に炭酸塩が供給されることをがないようにして、陽極室２３内において酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生を防止し、陽極１４への炭酸ガスの付着による電解効率の低下を防止するためである。
【００５１】
また、有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３にて生成された酸性水と、炭酸塩溶解槽１９に充填されている炭酸塩とが混合されることによって調製される炭酸ガスを含む浴槽水と、有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２にて生成されたアルカリ水とを混合して混合水を調製し、この混合水を浴槽１内に返送される浴槽水と混合させているので、酸性水と炭酸塩とを効果的に反応させて、炭酸ガスの発生効率を上げることができるうえ、有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２から流出するアルカリ水を排水することなく、浴槽１に返送される浴槽水の流路に戻すことで、浴槽水の水量は低下することないものである。しかも、酸性水中の水素イオンは炭酸ガスの生成のために消費されているので、混合水はアルカリ性となっており、浴槽１内にこのような混合水を供給することによって、浴槽１内の浴槽水の水質をより効果的にアルカリ側に維持でき、入浴による清浄効果を高めることができるものである。
【００５２】
また、循環流路２には、混合流路２８の下流側における配管途中にヒーター６を設けることにより、混合水が混合されて炭酸ガスを含むと共にアルカリ性シフトされた浴槽水をヒーター６によって加熱し、この浴槽水を吐水流路２を通じて吸・吐水口７から浴槽１内に供給することができるものである。従って、浴槽１内の浴槽水を加熱すると共に、吸・吐水口７から噴出される浴槽水の水流による撹拌効果により浴槽１内における浴槽水の水温を均一化し、更には吸・吐水口７から噴出される浴槽水に含まれる炭酸ガスを浴槽１内に均一に分散させて、温浴効果を更に高めることができるものである。また循環流路１を循環する浴槽水の水温も高く維持されることとなるから、有隔膜電解電極槽１２に供給される浴槽水の水温も高く維持され、有隔膜電解槽１２における電解効率を向上させて酸性水及びアルカリ水の生成効率を向上させることができ、そのため炭酸ガスの発生効率や、浴槽水をアルカリ性にシフトさせる効率も向上するものであり、浴槽１中の浴槽水の温浴効果を更に高めることができるものである。
【００５３】
（実施形態２）
図４に、本発明における有隔膜電解電極槽１２と炭酸塩溶解槽１９を具備した浴槽水循環装置の配管構成を示す。
【００５４】
浴槽１内の浴槽水中には、吸水口と吐水口とを兼ねる吸・吐水口７を配設し、循環流路２の一端をこの吸・吐水口７に接続すると共に、他端もこの吸・吐水口７に接続している。この循環流路２の配管途中には上流側から下流側にかけて、順に、ポンプ３、ヒーター６が設けられ、ヒーター６の下流において再び吸・吐水口７に接続されるものであり、循環流路２は吸・吐水口７とポンプ３とを接続する吸水流路２ａ、ポンプ３とヒーター６とを接続する中間流路２ｂ、及びヒーター６と吸・吐水口とを接続する吐水流路２ｃとから構成される。中間流路２ｂは、上流側から下流側にかけて、順に、導入流路４、主流路５、混合流路２８に分割される。
【００５５】
循環流路２からは、ポンプ３の下流側における中間流路２ｂからバイパス流路８が分岐するように設けられている。ここで、バイパス流路８は、導入流路４が下流側において主流路５とバイパス流路８とに分岐するように設けられている。このバイパス流路８の下流側の端部は、有隔膜電解槽１２に接続されている。またこのバイパス流路８の配管途中には、第一開閉弁９が配設されている。
【００５６】
ここで、有隔膜タイプの電解槽である有隔膜電解電極槽１２の内部は、隔膜１５にて陰極室２２と陽極室２３との二つの電極室に仕切られており、バイパス流路８の下流側の端部は陰極導入路１０と陽極導入路１１とに分岐されて、陰極導入路１０が陰極室２２に、陽極導入路１１が陽極室２３にそれぞれ接続されている。陰極室２２及び陽極室２３には、白金を主体とした不溶性電極板からなる電極である陰極１３と陽極１４とが、それぞれ隔膜１５を介して対向配置されている。この有隔膜電解電極槽１２において、各電極室２２，２３内に浴槽水が供給されている状態で一対の電極１３，１４間に電圧が印加されると、水の電気分解により陽極１４からは酸素と水素イオン（Ｈ⁺）、陰極１３からは水素と水酸化物イオン（ＯＨ^-）がそれぞれ発生し、陽極室２３内にて酸性水が生成されると共に、陰極室２２内にてアルカリ水が生成される。
【００５７】
陰極１３が配設されている陰極室２２の下流側からは、陰極水供給路１６が導出されて設けられている。
【００５８】
一方、陽極１４が配設されている陽極室２３の下流側からは、陽極水供給路１７が導出されて設けられている。
【００５９】
また、バイパス流路８からは、その第一開閉弁９よりも上流側の配管途中から、複バイパス流路２４が分岐して設けられており、この複バイパス流路の下流側の端部は、炭酸塩溶解槽１９に接続されている。この複バイパス流路２４の配管途中には、第三開閉弁２５が配設されている。
【００６０】
ここで、炭酸塩溶解槽１９の内部には、炭酸塩を充填するためのメッシュ状の充填筒２１が装着されているものであり、炭酸塩溶解槽１９内に浴槽水が供給されている状態では、炭酸塩溶解槽１９の内面と充填筒２１との間の隙間には、炭酸塩溶液が滞留する。炭酸塩溶解槽１９に充填する炭酸塩としては、取り扱いが容易な炭酸ナトリウムや炭酸水素ナトリウムを用いることが好ましい。これらの炭酸塩は、常温で潮解することなく、かつ皮膚への刺激が少ないものであり、そのため炭酸塩溶解槽１９において炭酸塩を常温で安定に保持することができると共に、皮膚に接触しても安全で、取り扱いが容易なものである。
【００６１】
また、炭酸塩溶解槽１９の下流側からは、炭酸塩供給路２６が導出されて設けられている。
【００６２】
ここで、上流側において炭酸塩溶解槽１９に接続されている複バイパス流路２４は、炭酸塩溶解槽１９の側面下部に流入口２９において接続されており、一方、下流側において炭酸塩溶解槽１９に接続されている炭酸塩供給路２６は、炭酸塩溶解槽１９の側面上部に流出口３０において接続されている。このように、炭酸塩溶解槽１９には、炭酸塩溶解槽１９内に浴槽水が供給される流入口２９が、炭酸塩溶解槽１９から炭酸塩が溶解された浴槽水が導出される流出口３０よりも下方に設けられている。
【００６３】
陽極水供給路１７と炭酸塩供給路２６とは、下流側において合流されており、この二つの流路の合流点から下流側には、炭酸ガス供給路２０が形成されている。
【００６４】
更に、陰極水供給路１６と炭酸ガス供給路２０とは、下流側において合流されており、この二つの流路の合流点から下流側に形成されてる混合水供給路２７は、その下流側の端部が中間流路２ｂの主流路５に、バイパス流路１１との分岐点よりも下流側において接続されることで、循環流路２に合流している。ここで、混合水供給路２７は、主流路５と合流して混合流路２８に接続されるように、循環流路２に合流している。
【００６５】
上記のバイパス流路８、複バイパス流路２４、陰極水供給路１６、陽極水供給路１７、炭酸塩供給路２６、炭酸ガス供給路２０及び混合水供給路２８によって、循環流路２から分岐すると共にこの分岐点から下流側において循環流路２と合流する支流路３３が構成されている。
【００６６】
ここで、第一開閉弁９、第三開閉弁２５の各開閉弁は、電磁弁、電動弁等にて形成することができる。
【００６７】
また図７に示すように、この浴槽水循環装置には入力操作部３２と制御回路３１からなる制御部を具備するものである。
【００６８】
入力操作部３２は外部からの使用者の操作による入力動作に応じた所定の入力信号を制御回路３１に出力するものである。
【００６９】
また、制御回路３１は、配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６、各開閉弁９，２５に接続されている。そして、制御回路３１には、使用者が入力操作部３２を操作することにより入力操作部３２から入力された入力信号に基づいて、配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６、各開閉弁９，２５に制御信号を出力することにより、これらの動作を制御するものである。
【００７０】
ここで、制御回路３１は、入力操作部３２から入力される入力信号が記憶されるメモリ等の記憶手段と、記憶手段に記憶されている入力信号を演算処理することにより所定の制御信号を導出する演算手段と、演算手段にて導出された制御信号を配管上のポンプ３、有隔膜電解電極槽１２、ヒーター６又は各開閉弁９，２５に出力する出力手段にて構成されている。演算手段と出力手段は、所定の入力信号に対して特定の制御信号を出力する演算回路にて構成することができる。また演算手段と出力手段は、コンピュータプログラムを格納するメモリ等の記憶手段と、この記憶手段に格納されているコンピュータプログラムに従って動作するコンピュータにて構成することもできる。
【００７１】
このように、操作部３２と制御回路３１とから構成される制御部は、浴槽水浄化装置の動作制御を行なう制御手段として設けられている。この動作制御については、後に詳述する。
【００７２】
図５は上記の構成の本発明の有隔膜電解電極槽１２と炭酸塩溶解槽１９を具備した浴槽水循環装置において、炭酸ガスの生成を行わない浴槽水の循環時における装置内の浴槽水の流れを矢印で示すと共に、第一開閉弁９、第三開閉弁２５の各弁のうち、閉状態となっている箇所を黒く塗りつぶすことで明示したものである。
【００７３】
図５に示すように、炭酸ガスの生成を行わない浴槽水の循環時においては、第一開閉弁９、第三開閉弁２５を共に閉状態とするものである。この時ポンプ３を作動させると、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の全部は循環流路２のみをそのまま流れ、ヒータ８にて加熱され、吸・吐水口７から浴槽１内へ返送されるものである。
【００７４】
図６は炭酸ガスの生成を行う浴槽水の循環時における装置内の浴槽水の流れを矢印で示したものである。
【００７５】
図６に示すように、炭酸ガスの生成を行う浴槽水の循環時においては、第一開閉弁９、第三開閉弁２５を開状態とするものである。
【００７６】
この時ポンプ３を作動させると、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の一部は中間流路２ｂの主流路５を経由し、ヒータ８にて加熱され、吸・吐水口７から浴槽１内へ返送されることにより、循環流路２を流通するものである。
【００７７】
また、吸・吐水口７からポンプ３にて吸引された浴槽水の残りの一部は、中間流路２ｂの導入流路４からバイパス流路８に流入することにより、支流路３３に流入する。
【００７８】
支流路３３に流入した浴槽水の一部は、バイパス流路８をそのまま流通し、更に陰極導入路１０と陽極導入路１１に分岐して流入し、有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２、陽極室２３にそれぞれ流入する。
【００７９】
また支流路３３に流入した浴槽水の残りの一部は、バイパス流路８から分岐する複バイパス流路２４に流入し、炭酸塩溶解槽１９に供給される。
【００８０】
陽極室２３に流入した浴槽水は電気分解で生成された酸素や水素イオンと混合されて酸性水として調製され、陽極水供給路１７に流入する。
【００８１】
一方、陰極室２２に流入した浴槽水は電気分解で生成された水素や水酸化物イオンと混合されてアルカリ水として調製され、陰極水供給路１６に流入する。
【００８２】
また炭酸塩溶解槽１９に流入された浴槽水には、炭酸塩溶解槽１９内で溶解した炭酸塩が混入され、炭酸塩供給路２６に流入する。
【００８３】
そして、陽極水供給路１７と炭酸塩供給路２６とが合流して炭酸ガス供給路２０に接続されていることにより、陽極水供給路１７を流通する浴槽水と、炭酸塩供給路２６を流通する浴槽水とが炭酸ガス供給路２０内において合流して混合され、炭酸塩と水素イオンとの中和反応（ＣＯ₃ ^2-＋２Ｈ⁺ → Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂）が進行して炭酸ガスが生成される。この炭酸ガスは、浴槽水中に分散された状態で炭酸ガス供給路２０内を流通する。
【００８４】
また、陰極水供給路１６と炭酸ガス供給路２０とが合流して混合水供給路２７に接続されていることにより、陰極水供給路１６を流通する浴槽水と、炭酸ガス供給路２０を流通する浴槽水とは、混合水供給路２７内で合流して混合され、炭酸ガスを含むと共にアルカリ性にシフトした混合水が得られる。
【００８５】
更に、混合流路２７と主流路５とが合流して混合流路２７が循環流路２に合流されることにより、混合水が循環流路２を循環する浴槽水に供給されて混合され、この混合水が混合された浴槽水は、混合流路２８に流入する。この浴槽水はヒーター６に供給されることにより加熱され、更に吐出流路２ｃを通じて吸・吐水口７から浴槽１内に返送されるものである。
【００８６】
ここで、有隔膜電解電極槽１２において、陽極１４と陰極１３間に電圧を印加して、陽極室２３内にて酸素と水素イオンを生成すると共に陰極室２２内で水素と水酸化物イオンとを生成するにあたっては、各電極室２２，２３内に浴槽水が供給された状態で電極１３，１４間に電圧を印加するものである。
【００８７】
電極１３，１４間に電圧を印加するにあたっては、図５に示すように各開閉弁９，２５を共に閉状態として浴槽水が循環流路２のみを流通する状態となっているときに、電極１３，１４間に電圧を印加した後、図６に示すように各開閉弁９，２５を開状態として浴槽水を循環流路２のみならず支流路３３にも流通させるように制御するバッチ方式を採用することができる。この場合は、まず電圧の印加時に陰極室２２内に高濃度のアルカリ水が、陽極室２３内に高濃度の酸性水がそれぞれ生成するものである。そして、電圧の印加後、図６に示すように各開閉弁９，２５を開状態とすることにより、各電極室２２，２３にそれぞれ浴槽水を供給し、陰極室２２内で高濃度のアルカリ水と浴槽水とが混合されて適当な濃度のアルカリ水が調製されると共に、陽極室２３内で高濃度の酸性水と浴槽水とが混合されて適当な濃度の酸性水が調製されるものである。
【００８８】
また、電極１３，１４間に電圧を印加するにあたっては、図５に示すように各開閉弁９，２５を開状態として浴槽水を循環流路２のみならず支流路３３にも流通させた状態で、電圧１３，１４間に電圧を印加するように制御する連続方式を採用することもできる。この場合は、水素と水酸化物イオンが連続的に生成されている陰極室２２には浴槽水が連続的に流入すると共に、陰極室２２に流入した浴槽水が陰極室２２から連続的に導出されることとなり、このとき浴槽水には水素と水酸化物イオンが順次混入されて、アルカリ水として調製される。一方、酸素と水素イオンが連続的に生成されている陽極室２３には浴槽水が連続的に流入すると共に、陽極室２３に流入した浴槽水が陽極室２３から連続的に導出されることとなり、このとき浴槽水には酸素と水素イオンが順次混入されて、酸性水として調製される。
【００８９】
上記のようにして、有隔膜電解電極１２や開閉弁９，２５を制御するにあたり、開閉弁９，２５を開状態とする時間を制御することにより、炭酸塩溶解槽１９における炭酸塩の溶出量及び有隔膜電解電極槽１２からの酸性水の流出量を制御することができ、これにより炭酸ガスの発生量を制御することができる。特に、第三開閉弁２５を開状態とする時間を制御することは、炭酸塩溶解槽１９に充填された炭酸塩が無駄に溶出することを防止して、炭酸塩溶解槽１９へ炭酸塩を補充する頻度を低減することができるという効果がある。
【００９０】
このように、本実施形態の浴槽水循環装置は、循環流路２を循環する浴槽水に供給される酸性水が陽極室２３内において生成される有隔膜電解電極槽１２と、循環流路２を循環する浴槽水に供給される炭酸塩が充填された炭酸塩溶解槽１９とが、支流路３３の配管途中に設けられている。そのため、循環流路２を循環する浴槽水中に酸性水と炭酸塩とが反応することにより生成する炭酸ガスを供給して、この炭酸ガスを浴槽１内に供給することができる。この炭酸ガスは、血行促進や温浴の効果と皮膚の洗浄効果とを有するものであり、本実施形態では、このような炭酸ガスを、浴槽１内に大量に且つ簡便に供給することができるものである。
【００９１】
しかも、支流路において浴槽水が炭酸塩溶解槽１９や有隔膜電解電極槽１２を通過することにより圧損を生じても、循環流路２においては充分な浴槽水の循環流量が確保され、吸・吐水口７からはヒーター６によって加熱されると共に炭酸ガスが分散され、更にアルカリ性にシフトされた浴槽水が充分な流速及び流量にて吐出されることとなる。従って、この吐出された浴槽水に水流により、浴槽１内の浴槽水に効率よく水流を発生させ、浴槽水を効率よく加熱すると共に水温を均一化し、更に浴槽水中に炭酸ガスを効率よく分散させることができるものである。
【００９２】
また、本実施形態では、支流路３３において、浴槽水が流通する流路を上流側において三系統の流路に分岐し、この分岐された各流路のうちの一つの配管途中に有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３が、他の配管途中に有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２が、残りの配管途中に炭酸塩溶解槽１９が、それぞれ配設されるようになっている。そして、下流側において、まず有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３の下流側に配設された陽極水供給路１７と、炭酸塩溶解槽１９が配設された炭酸塩供給路２６とが合流するようになっている。そのため、この二つの流路が合流した炭酸ガス供給路２０において、陽極室２３にて生成される酸性水と、炭酸塩溶解槽１９に充填されている炭酸塩とを、陽極室２３及び炭酸塩溶解槽１９の外部にて混合して炭酸ガスを生成することができるものである。そのため、有隔膜電解電極槽１２の陽極室２３に炭酸塩が供給されることがなくなり、陽極室２３内において酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生を防止して、陽極１４への炭酸ガスの付着による電解効率の低下を防止することができるものである。しかも炭酸塩溶解槽１９内においても酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生が防止されるものであり、そのため、炭酸塩溶解槽１９内での炭酸ガスの滞留・蓄積を防止し、炭酸ガスの発生効率の低下を防ぐことができるものである。
【００９３】
更に、陰極室２２の下流側に配設された陰極水供給路１６と、炭酸ガス供給路２０とが合流して混合水供給路２７に接続されることにより、炭酸ガスを含む浴槽水とアルカリ水とを混合して混合水を調製し、更に混合水供給路２７を循環流路２に合流させて混合水を浴槽１内に返送される浴槽水と混合させているので、酸性水と炭酸塩とを効果的に反応させて、炭酸ガスの発生効率を上げることができるうえ、有隔膜電解電極槽１２の陰極室２２から流出するアルカリ水を排水することなく、浴槽１に返送される浴槽水の流路に戻すことで、浴槽水の水量は低下することがないものである。しかも、酸性水中の水素イオンは炭酸ガスの生成のために消費されているので、混合水はアルカリ性となっており、浴槽１内にこのような混合水を供給することによって、浴槽１内の浴槽水の水質をより効果的にアルカリ側に維持でき、入浴による清浄効果を高めることができるものである。
【００９４】
また、循環流路２には、混合流路２８の下流側における配管途中にヒーター６を設けることにより、混合水が混合されて炭酸ガスを含むと共にアルカリ性にシフトされた浴槽水をヒーター６によって加熱し、この浴槽水を吐水流路２を通じて吸・吐水口７から浴槽１内に供給することができるものである。従って、浴槽１内の浴槽水を加熱すると共に、吸・吐水口７から噴出される浴槽水の水流による撹拌効果により浴槽１内における浴槽水の水温を均一化し、更には吸・吐水口７から噴出される浴槽水に含まれる炭酸ガスを浴槽１内に均一に分散させて、温浴効果を更に高めることができるものである。また循環流路１を循環する浴槽水の水温も高く維持されることとなるから、有隔膜電解電極槽１２に供給される浴槽水の水温も高く維持され、有隔膜電解槽１２における電解効率を向上させて酸性水及びアルカリ水の生成効率を向上させることができ、そのため炭酸ガスの発生効率や、浴槽水をアルカリ性にシフトさせる効率も向上するものであり、浴槽１中の浴槽水の温浴効果を更に高めることができるものである。
【００９５】
上記のような各実施形態の浴槽水循環装置では、有隔膜電解電極槽１２における電極１３,１４には、定期的に通常の運転時とは逆向きの電圧を印加することにより、電極１３,１４の表面に付着したスケール（無機化合物）の除去を行うことが好ましい。
【００９６】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る浴槽水循環装置は、吸水口と吐水口が浴槽内に接続された循環流路と、循環流路に浴槽水を循環させるポンプと、循環流路を循環する浴槽水に供給される酸性水が陽極室内において生成される有隔膜電解電極槽と、循環流路を循環する浴槽水に供給される炭酸塩が充填された炭酸塩溶解槽とを具備するため、循環流路を循環する浴槽水中に酸性水と炭酸塩とが反応することにより生成する炭酸ガスを供給して、この炭酸ガスを浴槽内に供給することができるものであり、血行促進や温浴の効果と皮膚の洗浄効果を有する炭酸ガスを、浴槽内に大量に且つ簡便に供給することができるものである。
また、循環流路から分岐すると共にこの分岐点から下流側において循環流路と合流する支流路を設け、支流路の配管途中に有隔膜電解電極槽と炭酸塩溶解槽とを配設するため、有隔膜電解電極槽と炭酸塩溶解槽における浴槽水の圧損が発生しても、循環流路を循環する浴槽水の循流量を充分に確保することができ、浴槽内の浴槽水に充分な水流を発生させて、浴槽内の浴槽水の水温の均一化と、浴槽内の浴槽水への炭酸ガスの分散とを効率よく行ない、充分な血行促進や温浴の効果を得ることができるものである。
【００９７】
また請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、炭酸塩溶解槽として、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムの少なくともいずれかが充填されたものを具備するため、炭酸塩溶解槽に充填されている炭酸塩は常温で潮解することなく、かつ皮膚への刺激が少ないものであり、炭酸塩溶解槽において炭酸塩を常温で安定に保持することができると共に、皮膚に接触しても安全で、取り扱いが容易なものである。
【００９９】
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加えて、有隔膜電解電極槽の陽極室を、炭酸塩溶解槽の上流側に配設するため、有隔膜電解電極槽の陽極室に炭酸塩が供給されることがなくなり、陽極室内において酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生を防止して、陽極への炭酸ガスの付着による電解効率の低下を防止することができるものである。
【０１００】
また請求項４に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加えて、浴槽水が流通する流路を上流側において分岐すると共に、この分岐された各流路の一方の配管途中に有隔膜電解電極槽の陽極室を、他方の配管途中に炭酸塩溶解槽をそれぞれ配設し、この分岐された流路を下流側にて合流させたため、陽極室にて生成される酸性水と、炭酸塩溶解槽に充填されている炭酸塩とを、陽極室及び炭酸塩溶解槽の下流側における陽極室及び炭酸塩溶解槽の外部にて混合して炭酸ガスを生成することができ、有隔膜電解電極槽の陽極室に炭酸塩が供給されることがなくなり、陽極室内において酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生を防止して、陽極への炭酸ガスの付着による電解効率の低下を防止することができるものであり、しかも炭酸塩溶解槽内において酸性水と炭酸塩の反応による炭酸ガスの発生を防止して、炭酸塩溶解槽内での炭酸ガスが滞留・蓄積を防止し、炭酸ガスの発生効率の低下を防ぐことができるものである。
【０１０１】
また請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、炭酸塩溶解槽内に浴槽水が供給される流入口を、炭酸塩溶解槽から炭酸塩が混入された浴槽水が導出される流出口よりも下方に設けるため、炭酸塩溶解槽に炭酸ガスが混入したり、炭酸塩溶解槽内で酸性水と炭酸塩が反応して炭酸ガスが発生したりしても、炭酸塩溶解槽内での炭酸ガスの滞留を防止して、炭酸ガスを炭酸塩溶解槽外に流出させることができ、炭酸ガスの発生効率の低下を抑制することができるものである。
【０１０２】
また請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、循環流路の配管途中に、循環流路を循環する浴槽水を加熱するヒーターを配設するため、浴槽水の水温を高く維持することができ、有隔膜電解槽における電解効率を向上させると共に、浴槽中の浴槽水の温浴効果を更に高めることができるものである。
【０１０３】
また請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、有隔膜電解電極槽にて生成された酸性水と、炭酸塩溶解槽に充填されている炭酸塩とを混合した後、有隔膜電解電極槽にて生成されたアルカリ水と混合するため、酸性水と炭酸塩とを効果的に反応させて、炭酸ガスの発生効率を上げることができるうえ、有隔膜電解電極槽から流出するアルカリ水を排水することなく流路に戻すことで、浴槽水の水量は低下することなく、また浴槽内の浴槽水の水質をより効果的にアルカリ側に維持できるので、入浴による清浄効果を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す概略図である。
【図２】同上の動作を示す概略図である。
【図３】同上の他の動作を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態２を示す概略図である。
【図５】同上の動作を示す概略図である。
【図６】同上の他の動作を示す概略図である。
【図７】実施形態１における浴槽水浄化システムの制御機構の模式図である。
【符号の説明】
１ 浴槽
２ 循環流路
３ ポンプ
６ ヒーター
１２ 有隔膜電解電極槽
１９ 炭酸塩溶解槽
２３ 陽極室
２９ 流入口
３０ 流出口

Claims (7)

1. 吸水口と吐水口が浴槽内に接続された循環流路と、循環流路に浴槽水を循環させるポンプと、循環流路を循環する浴槽水に供給される酸性水が陽極室内において生成される有隔膜電解電極槽と、循環流路を循環する浴槽水に供給される炭酸塩が充填された炭酸塩溶解槽とを具備し、前記循環流路から分岐すると共にこの分岐点から下流側において前記循環流路と合流する支流路を設け、支流路の配管途中に前記有隔膜電解電極槽と前記炭酸塩溶解槽とを配設して成ることを特徴とする浴槽水循環装置。
2. 炭酸塩溶解槽として、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムの少なくともいずれかが充填されたものを具備して成ることを特徴とする請求項１に記載の浴槽水循環装置。
3. 有隔膜電解電極槽の陽極室を、炭酸塩溶解槽の上流側に配設して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の浴槽水循環装置。
4. 浴槽水が流通する流路を上流側において分岐すると共に、この分岐された各流路の一方の配管途中に有隔膜電解電極槽の陽極室を、他方の配管途中に炭酸塩溶解槽をそれぞれ配設し、この分岐された流路を下流側にて合流させて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の浴槽水循環装置。
5. 炭酸塩溶解槽内に浴槽水が供給される流入口を、炭酸塩溶解槽から炭酸塩が混入された浴槽水が導出される流出口よりも下方に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の浴槽水循環装置。
6. 循環流路の配管途中に、循環流路を循環する浴槽水を加熱するヒーターを配設して成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の浴槽水循環装置。
7. 有隔膜電解電極槽にて生成された酸性水と、炭酸塩溶解槽に充填されている炭酸塩とを混合した後、有隔膜電解電極槽にて生成されたアルカリ水と混合することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の浴槽水循環装置。

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