JPH0687877B2 - イオン水の発生手段を有する風呂用の温水循環装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、風呂の浴槽の温水を
循環させてイオン水とする温水循環装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン水に殺菌効果があることは知られ
ている。イオン水は、温水を電気分解することによって
得られる。水を電気分解してアルカリイオン水と酸性イ
オン水とに分離すると、分離水は、極めて特異な性質を
示す。酸性イオン水は、洗浄作用、殺菌作用、漂白作用
に優れた特性を示す。アルカリ性イオン水は、物を柔ら
かくする豊潤作用に加えて、溶解力や浸透力に優れた特
性を示す。これ等の作用が生かされて、酸性イオン水
は、果物野菜の洗浄水、掃除水、麺類のゆで水、豆類を
煮炊きする水、卵のゆで水等に使用されている。また、
アルカリ性イオン水は、飲料水、水割り用の水、コーヒ
ーやお茶の水に使用されている。

【０００３】水を電気分解すると、＋電極の近傍に酸性
イオン水が、−電極の近傍にアルカリイオン水が集ま
る。＋電極に集まる酸性イオン水は−の電解質を含んで
いる。−電極に集まるアルカリイオン水は＋の電解質を
含んでいる。水には、カルシウムイオン、ナトリウムイ
オン、マグネシウムイオン、カリウムイオン等の＋の電
解質と、塩素や硫黄、あるいは珪酸等の−イオンが含ま
れている。

【０００４】浴槽内の温水を電気分解して循環させる装
置は開発されている（実開平２−５３７３４号公報）。
この公報には、浴槽に循環ポンプを介して電気分解装置
を連結した温泉装置が記載されている。この装置は、電
気分解した酸性イオン水を循環させることによって、温
水を殺菌できる効果がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、浴槽には人
が裸で入浴し、さらに、電気を流しやすい水に全身が極
めて低い電気抵抗で接触するので、水を電気分解する電
圧を可能な限り低くする必要がある。それは、感電によ
る事故をできる限り少なくして、安心して入浴できるよ
うにするためである。ところが、イオン水の濃度は、電
極に印加する電圧に比例して濃くなる。それは、電極間
電圧を高くするに従って、電流が多くなることが理由で
ある。このため、浴槽水のイオン水濃度を高くするに
は、電極間電圧を高くする必要がある。イオン水濃度と
感電に対する安全性は相反する特性であって両者を同時
に満足することはできない。さらにまた、イオン水濃度
を高くするために電極間の電圧を高くすると、イオン化
するために無駄に消費されるジュール熱による損失が大
きくなる。イオン化するときの熱損失は、電極間の電気
抵抗と、電流の自乗の積に比例して大きくなるからであ
る。ジュール熱による損失が大きくなると、電力を温水
のイオン化に有効に利用できなくなると共に、イオン水
の発生手段の電力容量を大きくする必要がある。このた
め、イオン水の発生手段を大型化する必要があって製造
コストが著しく高価になる欠点がある。温水に通電して
イオン濃度を高くできる程度は、電極間の電圧には直接
に関係せず、電極を介して温水に通電される電流値に依
存する。イオン化された水の電荷が、電極間の電流と時
間の積に比例し、電圧には依存しないからである。電極
間の電圧はジュール熱の大小に影響を与えるが、イオン
濃度には直接の影響がない。ただ、電極間の電圧を高く
すると、電流が増加してイオン濃度が高くなるが、それ
は、電圧が高くなったからではなくて、電流が増加した
からである。したがって、小容量のイオン水の発生手段
を使用して、効率よく温水のイオン濃度を高くするため
には、電極間の電気抵抗をいかにして小さくできるかが
極めて大切である。電極間の電気抵抗を半分に減少でき
ると、ジュール熱による損失を半分に極限して、イオン
濃度を同じにできる特長がある。電極間の電気抵抗を小
さくするためには導電物質を添加すればよい。しかしな
がら、温水に塩化ナトリウム等の導電物質を添加するこ
とは不可能である。快適に入浴できなくなるからであ
る。したがって、この方法で温水の導電性を改善するこ
とはできない。

【０００６】水の導電率は、含有する不純物濃度によっ
て著しく変動する。このため、例えば、山間地に多い不
純物濃度の低い水道水を浴槽に充填すると、電流値が著
しく低下して高濃度のイオン水とすることができない。
このため、電極間電圧を高くして、通電電流を多くする
必要があり、安全性が低下すると共にジュール熱による
損失が大きくなる欠点がある。

【０００７】ところで、本発明者は、浴槽の温水を２４
時間連続して循環し、いつでも入浴できる風呂の温水循
環装置を開発して実用化している。この装置は、温水の
温度を測定して一定の温度に加温し、また、温水内に含
まれる垢や細菌等を除去して清澄に保持する。この装置
は、毎日新しい水に入れ換えないで使用できるので、節
水、省エネルギーの両特性を同時に満足できる。更に１
日２４時間いつでも好きなときに入浴できて極めて便利
に利用できる。

【０００８】この方式の風呂は、温水を設定温度に加温
し、ろ過部材でもって温水を２４時間連続的に濾過して
清澄に保持している。この装置は、温水を入れ換えない
ので、温水中の細菌数を可能な限り少なくすることが大
切である。このことを実現するために、この種の装置
は、天然石を使用した特殊なろ過部材を使用している。
ろ過部材は、天然石を粉砕して粒状とし、あるいは天然
石を粉砕し多孔質に焼結したものをロ材として使用して
いる。このろ過部材に温水を通過させると、温水に含ま
れる細菌数を少なくできる。

【０００９】しかしながら、天然石のろ過部材は、温水
を交換した後数日間は、白濁して透明に出来ない欠点が
ある。それは、天然石が温水の殺菌効果を持つようにな
るまでに数日を要することが理由である。すなわち、天
然石はここに生息する微生物の作用で温水を清澄化する
ので、微生物が繁殖するまでの間、温水の清澄作用が弱
い欠点がある。

【００１０】本発明者は、２４時間連続して入浴できる
温水循環装置と、イオン水の発生手段の欠点を解決する
ことを目的に種々の試行錯誤を繰り返した結果、両者を
独得の組み合わせとすることによって、従来の欠点を解
決することに成功した。したがって、この発明の重要な
目的は、低電圧でイオン水濃度を高くして安全に入浴で
き、さらに、水を入れ換えた後、速やかに殺菌できるイ
オン水の発生手段を有する風呂用の温水循環装置を提供
するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のイオン水の発
生手段を有する風呂用の温水循環装置は、前述の目的を
達成するために、イオン水の発生手段の吸入側に加熱手
段を連結している。イオン水の発生手段は、浴槽の温水
を循環させて循環温水に電極を介して通電してイオン水
とするものである。加熱手段で加熱された温水は、電気
抵抗が低下する。それは、温度が上昇した温水は、イオ
ンの自由運動速度が速くなって、移動度が高くなること
が理由である。加熱手段は、浴槽の温水を一定の温度に
加温するヒータ等を兼用するので、温水温度を加温する
と共に、温水の導電率を高くして、イオン水濃度を高く
する。すなわち、温水を加温する加熱手段を、水の導電
率を高くする手段に併用するので、特別な機構を装備す
ることなく、電極に低電圧の電力を印加してイオン水濃
度を高くすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思
想を具体化する為の風呂用の温水循環装置を例示すもの
であって、この発明の装置は、構成部品の材質、形状、
構造、配置を下記の構造に特定するものでない。この発
明の装置は、特許請求の範囲に於て、種々の変更を加え
ることができる。更に、この明細書は、特許請求の範囲
を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲」、および「課題を解決する
為の手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、
特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定
するものでは決してない。

【００１３】図１に示す風呂用の温水循環装置は、循環
パイプ１を介して浴槽１１に連結される温水循環路に、
循環ポンプ２と、ろ過部材３と、加熱手段４と、イオン
水の発生手段５とを連結している。

【００１４】循環ポンプ２は、浴槽１１内の温水を吸入
して温水循環路に強制循環させる。従って、循環ポンプ
２の吸入側は浴槽１１の吸入口に、排出側はろ過部材３
に連結されている。循環ポンプ２は、２４時間連続して
運転される。

【００１５】ろ過部材３は、浴槽１１の温水を清澄にろ
過する。ろ過部材３は、温水を清澄にするロ材を内蔵し
ている。ロ材は、天然石を粒状に破砕したもの、あるい
は、天然石を粉砕して多孔質に焼結したものが使用でき
る。このロ材は、微生物の繁殖に快適な環境となって、
好気性の微生物が寄生する。微生物は、温水に含まれる
アンモニアやタンパク質を餌として食べて分解する。従
って、温水中の汗や垢が、微生物で効果的に除去されて
温水は清澄に保持される。ろ過部材３に異物が堆積して
温水循環量が低下すると、清澄作用が低下する。

【００１６】このため、図１に示す装置は、循環ポンプ
２の吸入側に、一次フィルター９を連結している。一次
フィルター９は、循環ポンプ２に吸入される温水をろ過
して、毛髪や有機質柔軟体等の異物を除去する。一次フ
ィルター９は、温水を物理的にろ過するロ材、例えば、
連続気泡の合成樹脂発泡体、不織布、ろ紙、金網等のロ
材を内蔵している。

【００１７】加熱手段４は電気ヒータやバーナー加熱手
段が使用できる。これ等の加熱手段４は、温水温度を検
出する温度センサーに制御されて、温水を一定の温度に
加温する。

【００１８】加熱手段４の排出側にイオン水の発生手段
５が連結される。イオン水の発生手段５は、加熱手段４
で加温されて電界槽に流入する温水を酸性イオン水とす
る＋電極６と、アルカリ性イオン水とする−電極７とを
備えている。＋電極６の近傍には酸性イオン水路９が設
けられ、−電極７の近傍には、アルカリ性イオン水路１
０が設けられている。

【００１９】図に示すイオン水の発生手段５は、電解槽
のケースを−電極７に兼用している。ケースは、ステン
レス等の、導電性と耐腐食性の金属でもって、水道水の
圧力に耐える強度の円筒タンク型に作られている。さら
に、ケースの下端はろ過部材３に連結されている。

【００２０】＋電極６は、円柱状に形成されて、ケース
の中心に設けられている。＋電極６には、電気分解時
に、塩素イオン等の−イオンが集まる。＋電極６は、塩
素イオンに対して充分な耐腐食性の材質、例えば、チタ
ンの表面を、白金や二酸化イリジウムでコーティングし
たものが使用される。＋電極６は、両端が絶縁されてケ
ースの外部に突出している。ケースの＋電極６の支持部
分は、非導電材が使用される。

【００２１】＋電極６と−電極７とは、直流電源８に接
続されている。両電極間の電圧は、温水の流量、電極面
積、要求イオン濃度とを考慮して決定する。通常、両電
極間の電圧は、５〜１００ボルトの範囲に調整する。イ
オン水の発生手段５で電離されるイオンの含有量は、電
極間の電流に比例する。電極間の電流は、電圧にほぼ比
例する。従って、酸性イオン水に含まれるイオン濃度
は、電極の電圧で調整できる。電極間の電圧を高くする
と、酸性イオン水に含まれるイオン濃度は高くなる。電
極に直流電力を供給する電源８には、好ましくは、出力
電圧を変更できるタイプのものを使用する。

【００２２】電源８は、連続的に電極に通電し、あるい
は、断続的に電極に通電する。断続して電極に通電する
場合、加熱手段が温水を加温するときに電極に通電す
る。また、イオン水濃度が高くなり過ぎるのを防止する
ためには、電源８の通電状態を、タイマーやｐＨメータ
ーで制御することもできる。タイマーは、電源がオンに
なる時間を制限して、イオン水濃度を制限する。ｐＨメ
ーターは、温水のｐＨを測定し、イオン水濃度が一定値
以上になると、電源８をオフする。温水は、酸性イオン
水濃度が高くなるとｐＨが低下する。したがって、ｐＨ
メーターは、温水のｐＨが設定値以下に低下すると、電
源８をオフとする。ｐＨメーターの設定値は、通常４〜
７、好ましくは５〜６．５の範囲に設定される。

【００２３】＋電極６とケースとの間には、鎖線で示す
ように、円筒状の多孔板１２を配設する。多孔板１２
は、＋電極６と−電極７の近傍に分離された、酸性イオ
ン水と、アルカリ性イオン水とが混合するのを防止して
いる。多孔板１２の上端内側は、酸性イオン水路９とな
り、多孔板１２の外側はアルカリ性イオン水路１０とな
っている。

【００２４】酸性イオン水路９は、三方弁１４を介して
浴槽１１に連結され、アルカリ性イオン水路１０は、三
方弁１４と排水弁１３とを介して排水路に連結されてい
る。イオン水の発生手段５の電解槽で電離された酸性イ
オン水は、三方弁１４を通過して浴槽１１に還流され
る。アルカリ性イオン水は、浴槽１１の外部に排水され
る。電解槽のアルカリ性イオン水路１０は、三方弁１４
を介して排水弁１３を連結している。排水弁１３は、ア
ルカリ性イオン水の排水量を調整する。アルカリ性イオ
ン水の排水量は、酸性イオン水の流量の数分の１〜十数
分の１の範囲に調整される。三方弁１４は、通常の使用
状態においては、実線位置に切り換えられる。

【００２５】図１に示す装置は、酸性イオン水を浴槽１
１に還流して、アルカリ性イオン水を排水している。た
だ、三方弁１４を鎖線で示す位置に切り換えると、アル
カリ性イオン水を浴槽１１に還流し、酸性イオン水を排
水することができる。アルカリ性イオン水が還流される
温水は、皮膚を柔軟にするトリートメント効果があり、
湯上がり後に皮膚をしっとりとさせることができる。

【００２６】＋電極６と−電極７は、使用するに従っ
て、水中の電解物質を電気的な吸引力で吸着して、電気
抵抗が増加する。電極表面の抵抗が高くなると、水を流
れる電流が低下して、イオン濃度が低下する。電極に反
対の電圧をかけると、電極表面の付着物を除去できる。
この状態で電極は電気抵抗が低下し、水の通電電流を大
きく回復できる。電極に反対の電圧をかけて電極を洗浄
するときは、酸性イオン水路９からアルカリ性イオン水
が排水される。したがって、このときは、三方弁１４を
鎖線位置に切り換えて、酸性イオン水路９から排水され
るアルカリ性イオン水を浴槽１１外に排水する。

【００２７】図１に示すように、イオン水の発生手段５
の吸入側にろ過部材３を接続し、ろ過部材で清澄にした
温水をイオン水の発生手段５に流入させる装置は、イオ
ン水の発生手段の電極汚れを少なくできる特長がある。

【００２８】

【発明の効果】この発明の風呂用の温水循環装置は、イ
オン水の発生手段の吸入側に浴槽の温水を加温する加熱
手段を連結している。このため、イオン水の発生手段に
は、加熱手段で加温された温水が流入する。すなわち、
イオン水の発生手段に流入される温水温度は、浴槽水に
比較して高くなる。温度が高い温水は、温水中に含まれ
るイオンの移動速度が速くなって伝導度が良くなる。

【００２９】ちなみに、本発明者が実際に行った実験で
は、直径が２ｍｍφ、長さが１５ｍｍの銅針を８ｍｍ間
隔だけ離して温水に浸漬して抵抗を測定した結果、４０
℃の時の抵抗が７５００Ωであったのに対し、７５℃に
加温すると３０００Ωとなって２分の１以下に極減し
た。このことは、電極に印加する電圧を２分の１に低下
して、従来よりもイオン水濃度を高くできる特長を実現
する。温水の導電率は、ほぼ温度に比例して直線的に小
さくなる。例えば、従来のイオン水の発生手段は、電極
間電圧を２０〜４０ボルトに調整している。このため、
温水を７０℃に加温して通電する装置は、電極間の電圧
を１０〜２０ボルトと極めて低電圧にして、イオン水濃
度を高くできる特長がある。したがって、この発明のイ
オン水の発生手段を有する風呂用の温水循環装置は、電
極に印加する電圧を低くして、イオン水濃度を高くでき
る。すなわち、高い安全性を失うことなく、イオン水濃
度を高くできる特長がある。さらにまた、電極間の電圧
を低くしてイオン濃度を高くできる本発明の装置は、イ
オン水の発生手段を小型化して温水のイオン濃度を高く
できる特長がある。それは、電極電圧を低くして電流を
同じにできるので、イオン水の発生手段の出力を小さく
してイオン濃度を高くできるからである。イオン水の発
生手段の出力電力は、出力電圧と電流の積に比例する。
電流が同じで電圧が半分になると、イオン水の発生手段
の出力電力は半分になる。したがって、本発明の装置は
温水のイオン濃度を低下させることなく、イオン水の発
生手段を小型化して安価にできる特長がある。さらに、
イオン水の発生手段の出力を小さくできることは、電力
の利用効率が高くなって省電力化できる高価もある。

【００３０】さらにまた、この発明の特筆すべき特長
は、浴槽水を加温する加熱手段の連結位置を変更して、
低電圧で高イオン水濃度を実現している。このため、イ
オン水を高くするために特別な装置を必要とせず、装置
全体を安価に製作できる特長もある。

【００３１】さらにまた、この発明の温水循環装置は、
温水を入れ換えたときにイオン水で殺菌できるので、い
つも衛生的に入浴できる特長も実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示すイオン水の発生手
段を有する風呂用の温水循環装置の概略断面図

【符号の説明】

１…循環パイブ ２…循環ポンプ
３…ろ過部材 ４…加熱手段 ５…イオン水の発生手段
６…＋電極 ７…−電極 ８…直流電源
９…酸性イオン水路 １０…アルカリ性イオン水路 １１…浴槽
１２…多孔板 １３…排水弁 １４…三方弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽の温水を循環させて循環温水に電極
   を介して通電してイオン水とするイオン水の発生手段
   （５）が連結された温水循環装置において、イオン水の
   発生手段（５）の吸入側に温水を加温する加熱手段
   （４）が連結され、加熱手段（４）で加温された温水に
   通電するように構成されたことを特徴とするイオン水の
   発生手段を有する風呂用の温水循環装置。