JPH08252192A

JPH08252192A - 風呂給湯装置

Info

Publication number: JPH08252192A
Application number: JP7095808A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshimoto; 修吉本; Kazuo Okada; 和雄岡田; Minehiro Kamiyama; 峰宏上山; Tama Doi; 賜土居; Tetsuro Tojo; 哲朗東城; Katsutoshi Nanbu; 克利南部
Original assignee: TOUTAN KAKO KK; Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: TOUTAN KAKO KK; Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、浴槽内の浴湯を循環させる型の風
呂給湯装置であって、簡便な手段によって、ＣＯ、硫黄
酸化物、窒素酸化物、すすなどを浴湯に混入させない
で、効率良く大量にＣＯ_２を溶解させた浴湯を供給でき
る風呂給湯装置を提供することを目的とする。【構成】本発明は、浴槽３５内の浴湯３０を循環させ
る型の風呂給湯装置において、浴湯３０を陽極及び陰極
のうち、少なくとも陽極が炭素質電極で構成された水電
解用電極により電解して前記浴湯３０に二酸化炭素を溶
解させるＣＯ_２供給源２０を、前記給湯循環系（循環水
路４０）の途中に備えていることを特徴とする風呂給湯
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用から業務用まで
の小型乃至大型の浴槽内の浴湯に、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ_２、炭酸ガス）を溶解させ、促温効果、保温効果、治
癒効果などを発揮させるようにした給湯機や循環風呂な
どの風呂給湯装置であって、浴槽内の浴湯を循環させる
型の風呂給湯装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる炭酸風呂と呼ばれているよう
に、従来から、風呂の浴湯に血流増加作用を持たせて、
促温効果、保温効果、治癒効果などを発揮させるため、
浴湯にＣＯ_２を溶解させることが行われている。

【０００３】この種の風呂給湯装置において、ＣＯ_２を
浴湯に溶解させる手段としては、ガスや石油などを燃料
とし、バーナなどで燃焼させて発生する排気ガスを浴湯
（通常は温水）に直接接触させて、排気ガスに含まれる
ＣＯ_２を浴湯に溶解させる方法が採られている（特開平
４−２５７６１２号、特開平５−１３７６６２号な
ど）。さらに詳述すると、例えば、金属片から成る充填
層を有した気水接触室を設け、散水ノズルから散布され
た浴湯と排気ガスとを金属片表面で接触させて、熱交換
を行うと共に、排気ガス中のＣＯ_２を浴湯に溶解させて
いる。従来の浴湯にＣＯ_２を溶解させるＣＯ_２供給源
は、このような気水接触室を備えて構成されていた。

【０００４】また近年、いわゆる２４時間給湯と呼ばれ
る、浴槽内の浴湯を循環させる型の風呂給湯装置が開発
されいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＯ_２を溶
解させた浴湯（以下、ＣＯ_２浴湯ともいう）を供給する
従来の循環型給湯装置では、排気ガスは約８００℃とい
う高温ガスなのでＣＯ_２の溶解効率は極めて低く、また
ＣＯ_２の溶解効率を高めるために装置の構造も複雑にな
っていた。さらに、排気ガスにはＣＯ_２以外に硫黄酸化
物、窒素酸化物、ＣＯ、すすなども含まれているため、
ＣＯ_２と共に浴湯に混入して悪臭を放ったり、排ガスの
換気に注意を払わないと人体に悪影響を与えたりするこ
ともある。

【０００６】そこで本発明は、浴槽内の浴湯を循環させ
る型の風呂給湯装置であって、簡便な手段によって、硫
黄酸化物や窒素酸化物などを混入させないで、効率良く
大量にＣＯ_２浴湯を供給できる風呂給湯装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る第１発明の風呂給湯装置は、浴槽（３
５）内の浴湯（３０）を循環させる型の風呂給湯装置に
おいて、浴湯（３０）を陽極（１ａ）及び陰極（１ｂ）
のうち、少なくとも陽極（１ａ）が炭素質電極で構成さ
れた水電解用電極（１）により電解して前記浴湯にＣＯ
_２を溶解させるＣＯ_２供給源を、前記浴湯循環系の途中
に備えていることを特徴とする。

【０００８】また、第２発明の装置は、陽極（１ａ）及
び陰極（１ｂ）が炭素質電極で構成された水電解用電極
（１）に、陽極（１ａ）及び陰極（１ｂ）の極性を切り
替える手段（１０）が介在していることを特徴とする。

【０００９】また、第３発明の装置は、陽極（１ａ）及
び陰極（１ｂ）が炭素質電極で構成された水電解用電極
（１）であって、前記陽極（１ａ）及び前記陰極（１
ｂ）が板状であり、前記水電解用電極（１）の電流導入
部（１１ａ、１１ｂ）から離れるにつれて前記板状陽極
と前記板状陰極との面間隔が漸次小さくなるように配設
していることを特徴とする。

【００１０】これらの風呂給湯装置により、上記目的を
達成することができる。

【００１１】

【発明の構成及び作用】ところで、水を電解すると、陰
極側に水素、陽極側に酸素が発生するのが通常である
が、その電解によって水のクラスターが小さくなること
が知られている。このようにクラスターが小さくなった
水、いわゆる電子水は、体細胞に与える影響力が強く、
健康に良いと言われている。

【００１２】また、炭素質電極を用いて水を電解する
と、陰極側に水素ガスが発生し、陽極側にはＣＯ_２が生
成してすぐに水に溶解することが知られている。

【００１３】本発明に係る風呂給湯装置は、炭素質電極
により水を電解すると陽極側にＣＯ_２が生成し、すぐに
水に溶け込む現象に基づき、浴湯循環系の途中の浴湯を
炭素質電極を用いて電解することにより、ＣＯ_２浴湯を
調製するものである。この現象によると、極端に高いＣ
Ｏ_２溶解効率になり、また窒素酸化物や硫黄酸化物など
のように人体に悪影響を及ぼす物質がＣＯ_２浴湯に混入
することはなくなる。また、ＣＯ_２浴湯は、水の電解に
より得られたものなので、クラスターの小さい水になっ
ており、ＣＯ_２浴湯の作用と共に健康に好影響を与える
ことができる。

【００１４】炭素質電極となる材料としては、炭素化、
又は黒鉛化された等方性炭素材、異方性炭素材、ガラス
状炭素、あるいは備長炭などの各種木炭、各種活性炭な
どの粉末や成形体からなる炭素質材料を例示できる。

【００１５】本発明に係る風呂給湯装置におけるＣＯ_２
供給源の構成例を表す図２〜図４を参照しながら、本発
明の作用を説明する。

【００１６】図２において、第１発明の風呂給湯装置で
は、浴槽（図示せず）から供給された浴湯は、ＣＯ_２供
給源２０の給水口３から容器又は管６に収容され、陽極
１ａと陰極１ｂのうち、少なくとも陽極１ａが炭素質電
極で構成された水電解用電極１により電解される。この
電解により水電解用電極１の陽極１ａ側にＣＯ_２が生成
し、すぐに浴湯に溶解してＣＯ_２給湯になる。このＣＯ
_２浴湯は、ＣＯ_２供給源２０の排水口４から取り出すこ
とができ、浴槽や給湯栓（図示せず）などへ再度供給す
ることが可能になる。このように浴湯は浴槽とＣＯ_２供
給源を循環することによって、浴湯から放出されたＣＯ
_２を補充することができる。なお、図中矢印は浴湯の流
れの方向を示している。

【００１７】また、浴湯を長時間電解すると、浴湯に溶
存しているカルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）
等が陰極表面に付着してしまうため、ＣＯ_２溶解効率は
しだいに低くなってしまう。特に陰極にも炭素質電極を
使用しているときには、開気孔が多数存在していること
から、ステンレス鋼等の金属質電極に比して、その付着
力は極めて強固である。また、この付着物を物理的に除
去すると、電極が折損する場合もある。そこで、第２発
明の装置は、図３の符号を用いて説明すると、水電解用
電極１は、陽極１ａ及び陰極１ｂが炭素質電極で構成さ
れており、これに極性を切り替える手段１０が介在して
いる。このように装置を構成すると、陽極１ａと陰極１
ｂの極性を切り替えることができ、前記陰極付着物は、
陰極を陽極に切り替えることにより容易に取り除くこと
が可能になると共に、新たに陽極になった電極側にＣＯ
_２浴湯が得られる。

【００１８】また、電解用電極として従来から使用され
ている炭素質電極の電気抵抗率ρは１×１０^−３Ω・ｃ
ｍ程度であり、銅（ρ＝１．７×１０^−６Ω・ｃｍ）や
鉄（ρ＝９．７×１０^−６Ω・ｃｍ）等の金属に比して
かなり大きいため、電極内のオーム損も金属質電極より
大きくなってしまう。さらに、電極自体の抵抗により、
電極の電流導入部から離れるにつれて電極内の電圧降下
量も無視できない程に増大するため、陽極と陰極との電
流密度が不均一になってしまう。そのため、陽極と陰極
を平行に配設すると、電極が不均一に消耗し、長寿命化
を図ることが困難になる。そこで、第３発明の装置は、
図４の符号を用いて説明すると、陽極１ａ及び陰極１ｂ
が炭素質電極で構成された水電解用電極１であって、そ
の陽極１ａ及び陰極１ｂは板状にし、且つ、この水電解
用電極１の電流導入部１１ａ，１１ｂから離れるにつれ
て板状陽極と板状陰極との面間隔が漸次小さくなるよう
に配設されている。こうすることにより、極間の電流密
度を一定にし、電極を均一に消耗させることができ、よ
り一層の長寿命化を図ることができる。

【００１９】ここで、特開平７−３４２８０号公報記載
のように、炭素質物質５０乃至９０質量％と樹脂硬化物
１０乃至５０質量％との組成物から成る炭素質電極を、
少なくとも陽極１ａに用いると、ＣＯ_２溶解効率が高く
なり、しかも長寿命の電極として作用するため、第１発
明〜第３発明の風呂給湯装置の炭素質電極として適した
ものになる。その理由を以下に記述する。

【００２０】従来から水電解用電極として通常使用され
ていた炭素質電極は、石油系コークスや石炭系コークス
を骨材とし、コールタールピッチ等を結合剤として混
合、成形、焼成及び黒鉛化して得られた黒鉛材料が用い
られていた。このような炭素質電極を陽極として、浴湯
を電解すると、電極表面のみならず、気孔中でも陽極酸
化が生じてしまい、炭素粒子が多量に脱落し、短時間で
浴湯が真っ黒になってしまう。また、熱硬化性樹脂から
調製した、気孔が殆ど存在しないガラス状炭素を陽極と
して電解すると、ピット酸化的な陽極酸化が生じてしま
い、電極表面にはく離が起こり、最後には折損し、電解
不能に陥ってしまう。このように、通常の炭素質電極で
は、比較的短寿命であり、十分にその能力を発揮するこ
とが困難であった。

【００２１】そこで、第１発明〜第３発明の風呂給湯装
置の炭素質電極は、炭素質物質５０乃至９０質量％と樹
脂硬化物１０乃至５０質量％との組成物から成るものを
用いるのである。以下この組成物から成る炭素質電極
を、特に本電極ともいう。

【００２２】本電極が最適である理由を以下に更に詳述
する。ＣＯ_２浴湯調製用に適した電極であるためには、
ＣＯ_２溶解効率が高いという要件の他に浴湯を汚染しな
いという条件が要求される。特に本発明は、浴槽内の浴
湯を循環させる型の風呂給湯装置に適用されるので、後
者の条件が強く要求される。そこで、特開平７−４３２
８０号公報に実証されているように、ＣＯ_２溶解効率が
極めて高く、且つ表面から脱離する炭素粒子が少ない、
炭素質物質５０乃至９０質量％と樹脂硬化物１０乃至５
０質量％との組成物から成る炭素質電極を用いる。この
範囲を外れた場合、炭素質電極の表面から炭素粒子が脱
離して浴湯を汚染することがあるのであまり好ましくな
い。また、この範囲を外れるとＣＯ_２溶解効率も低下す
るからである。

【００２３】本電極を構成する前記炭素質物質として
は、炭素から実質的に成る又は炭素を主成分とする物質
を包含し、炭素や黒鉛等の天然又は人工の同素体から成
る、例えば各種天然黒鉛、各種人造黒鉛、各種熱分解炭
素、サーマルブラック、ファーネスブラック、ランプブ
ラック、チャンネルブラック等の各種カーボンブラッ
ク、各種活性炭、メソカーボンマイクロビーズやバルク
メソフェーズ等の各種メソフェーズカーボン、石油系や
石炭系の生の又はか焼されたモザイクコークス、ニード
ルコークス、レギュラーコークス、ピッチコークス等の
各種コークス類などが挙げられる。また、前記樹脂硬化
物とは、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等の熱可塑性樹脂な
どの樹脂を硬化させたものあるいは橋かけさせたもので
あり、このうち、耐液性や耐薬品性が優れたフェノール
樹脂、フッ素樹脂等を使用するのが好ましい。

【００２４】この本電極は、例えば前記炭素質物質の粉
末と前記樹脂の粉末とを均一に分散混合し、金型に充填
した後、ホットプレス等で加熱加圧成形し、樹脂を硬化
させることにより製造することができる。この際、樹脂
はなるべく十分に硬化させた方が良い。

【００２５】炭素質電極の形状は特に制約はなく、通常
は丸棒状や板状のものが使用できる。

【００２６】炭素質電極を用いてＣＯ_２浴湯を調製する
方法としては、陽極及び陰極のうち、少なくとも陽極が
炭素質電極で構成された水電解用電極により、浴湯循環
系の途中の浴湯を電解し、ＣＯ_２浴湯を調製すれば良
い。このときの電解電圧は、電極間の距離、浴湯に含ま
れている不純物量等に左右され、一意的に決定できない
が、上水の浴湯を電解する場合では、通常、電極間距離
が５〜１０ｍｍのとき５Ｖ以上あれば電解できる。ここ
で、本電極の場合、総電流を作用面積で割った値（電流
密度）が１０ｍＡ／ｃｍ^２以下の条件で電解を行うのが
好ましい。その理由は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ^２を
超えると、電極表面が荒れる場合があり、電解効率が悪
化したり短寿命になったりするからである。電解方法
は、陽極又は陰極のうち、少なくとも陽極になる極に炭
素質電極を用い、これを浴湯循環系の途中の浴湯に一部
乃至は全部漬け、直流で電解する。陰極になる極には炭
素質電極以外にもステンレス鋼等の金属製電極を使用す
ることもできる。もちろん、電解は交流で行っても構わ
ないが、電解効率が低下するので、交流電源を用いる場
合には電源と水電解用電極との間に交流−直流変換器を
介して水電解用電極に接続した方が好ましい。

【００２７】

【実施例】本発明の風呂給湯装置の実施例を図面を参照
しながら説明する。図１に本発明の風呂供給装置の適用
例、図２〜図４にＣＯ_２供給源の構成例を示している。
前記本発明の作用の説明と重複する部分もあるが、最初
に図２〜図４の構成例を説明し、次いで図１の適用例を
説明する。なお、図中矢印は浴湯の流れの方向を示して
いる。

【００２８】図２は本発明の装置におけるＣＯ_２供給源
の一つの構成例の模式図である。ＣＯ_２供給源２０は浴
湯循環系の途中に設置されている。１は水電解用電極で
あり、その陽極１ａ及び陰極１ｂのうち、少なくとも陽
極１ａに炭素質電極を用いて構成されている。陽極１ａ
及び陰極１ｂは、導電線２により電源５と電流導入部１
１ａ、１１ｂで接続されており、電極に電圧を加えるこ
とができる。８及び９は、浴槽（図示せず）からの浴湯
が循環する循環水路の一部を表しており、８はＣＯ_２供
給源２０への給水路（通常は管）、９はＣＯ_２供給源２
０からの搬送路（通常は管）である。浴渇は給水路８を
通じて、ＣＯ_２供給源２０の給水口３から容器又は管６
に収容され、この中に配設されている水電解用電極１に
より電解されてＣＯ_２浴湯が調製される。調製されたＣ
Ｏ_２浴湯は、ＣＯ_２供給源２０の排水口４と直結してい
る搬送路９を通じ、浴槽（図示せず）に再度供給され
る。なお、７はＣＯ_２供給源２０に収容された浴湯を示
している。

【００２９】図３は本発明の装置におけるＣＯ_２供給源
のもう一つの構成例の模式図である。図２と同一の構成
要素を同一の符号で表している。本装置では、水電解用
電極１の陽極１ａと陰極１ｂとは炭素質電極から成り、
この水電解用電極１と電源５との間に極性を切り替える
手段１０が介在している。必要に応じて電源５と極性切
替手段１０との間に直流安定化装置（図示せず）を介し
て構成されていても良い。極性切替手段１０により、陽
極１ａと陰極１ｂの極性を反転させ、陰極１ｂに付着し
た物質を除去すると共に、新たに陽極になった電極側に
ＣＯ_２浴湯が調製される。

【００３０】図４は本発明の装置におけるＣＯ_２供給源
の更にもう一つの構成例の模式図である。図２及び図３
と同一の構成要素を同一の符号で表している。陽極１ａ
と陰極１ｂは共に板状の炭素質電極であり、電極間の電
流密度がほぼ一定になるように、各電極の電流導入部１
１ａ、１１ｂから離れるにつれてその面間隔が漸次小さ
くなるように対向させて配設している。こうすることに
より、電極の消耗を均一にすることができ、長寿命化が
図れる。

【００３１】図１は、図２〜図４に示したＣＯ_２供給源
を含む本発明の風呂給湯装置の一つの適用例の模式概念
図である。図２〜図４と同一の構成要素を同一の符号で
表している。本図で示した例では、循環系が、循環水路
４０、浴湯中の塵芥等の浮遊物を分離除去するろ過器３
３、浴湯を強制循環させるための循環ポンプ３２及び電
気やガスバーナから得られた熱を循環途中の浴湯に与え
る熱交換器３１で構成されている。ＣＯ_２供給源２０は
循環水路４０の途中、例えば熱交換器３１の下流に設け
られており、図２〜図４に示したように陽極及び陰極の
うち、少なくとも陽極が炭素質電極で構成された水電解
用電極により、ＣＯ_２供給源２０に供給された浴湯を電
解して、浴湯にＣＯ_２を溶解させることができ、浴湯か
ら放出されたＣＯ_２も補充することが可能になる。ま
た、浴湯に溶解しているＣＯ_２量を検出できる溶存ＣＯ
_２センサー（図示せず）を循環水路４０又は浴槽３５内
の浴湯に接する位置に設け、ＣＯ_２供給源２０の電源と
この溶存ＣＯ_２センサーとを連結させることにより、電
解を制御し、所望のＣＯ_２濃度に調整することもでき
る。２１はＣＯ_２供給源２０から発生した炭素粒子を浴
湯中から分離するためのろ材を備えた炭素粒子除去用ろ
過器であり、ＣＯ_２供給源２０の下流に設けられてい
る。本図では、浴槽３５内の浴湯３０は、塵芥等浮遊物
除去用ろ過器３３、循環ポンプ３２及び熱交換器３１を
介して、ＣＯ_２供給源２０を通り、炭素粒子除去用ろ過
器２１を通じて、給湯栓３４から又は直接浴槽３５に戻
る。

【００３２】ここで、図１に示した浴湯循環系の各構成
要素のいずれもが必須という訳ではなく、またこれらを
配置する順序や位置にも制約はない。本発明では、浴湯
循環系に前述の類型のＣＯ_２供給源３０を備えているこ
とが必須となっている。

【００３３】＜極性切替え試験結果＞陰極と陽極が炭素
質電極から成る水電解用電極で構成された本発明の風呂
給湯装置を用いて、極性切替えを行わずに浴湯として水
道水（水温４０℃）を電解したところ、しばらくすると
陰極側にＣａ、Ｍｇ等の化合物が付着して陰極表面を覆
い始めると共に電解電圧が上昇し、それに伴って電流が
低下し始めた。一方、極性を２時間交代で切り替えて電
解した場合にはこのような現象は認められず、良好にＣ
Ｏ_２浴湯を調製することができた。

【００３４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る風呂給湯装
置では、次のような効果を奏する。（１）浴湯を電解するだけでＣＯ_２浴湯を得られるので
経済的であり、溶解効率も良い。（２）窒素酸化物や硫黄酸化物が浴湯に溶解することが
なく、悪臭を有する浴湯にならない。（３）ガスや重油などの燃料を燃焼させる必要がなく、
電気によりＣＯ_２浴湯を得られるので、すす（煤）、Ｃ
Ｏ、窒素酸化物、硫黄酸化物などの有害物質が発生せ
ず、クリーンな環境を確保できる。（４）極性を切り替える手段を設けることにより、陰極
に付着した物質を容易に除去でき、電極の寿命を長くす
るこどができる。（５）電流導入部から離れるにつれて、陽極と陰極との
面間隔が漸次小さくなるように配設することにより、電
極を均一に消耗させることができ、より一層の長寿命化
を図ることができる。（６）供給するＣＯ_２浴湯は、クラスターの小さい水に
なっており、炭酸風呂の効果と共に電子水の効果を相乗
的に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の風呂給湯装置の適用例を示す模式図で
ある。

【図２】本発明の風呂給湯装置におけるＣＯ_２供給源の
一つの構成例の模式図である。

【図３】本発明の風呂給湯装置におけるＣＯ_２供給源の
もう一つの構成例の模式図である。

【図４】本発明の風呂給湯装置におけるＣＯ_２供給源の
更にもう一つの構成例の模式図である。

【符号の説明】

１水電解用電極１ａ陽極１ｂ陰極２導電線３給水口４排水口５電解用電源６容器又は管７電解される浴湯８給水路９搬送路１０極性切替え手段１１ａ陽極の電流導入部１１ｂ陰極の電流導入部２０二酸化炭素（ＣＯ_２）供給源２１炭素粒子除去用ろ過器３０浴湯３１熱交換器３２循環ポンプ３３塵芥等浮遊物除去用ろ過器３４給水栓３５浴槽４０循環水路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上山峰宏香川県三豊郡財田町財田上宮坂1335−22 東炭化工株式会社内 (72)発明者土居賜香川県三豊郡大野原町大字中姫2181−２東洋炭素株式会社内 (72)発明者東城哲朗香川県三豊郡大野原町大字中姫2181−２東洋炭素株式会社内 (72)発明者南部克利大阪府大阪市西淀川区竹島５丁目７番12号東洋炭素株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浴槽内の浴湯を循環させる型の風呂給湯
装置において、浴湯を陽極及び陰極のうち、少なくとも陽極が炭素質電
極で構成された水電解用電極により電解して前記浴湯に
二酸化炭素を溶解させる二酸化炭素供給源を、前記浴湯
循環系の途中に備えていることを特徴とする風呂給湯装
置。
【請求項２】陽極及び陰極が炭素質電極で構成された
水電解用電極に、陽極及び陰極の極性を切り替える手段
が介在していることを特徴とする、請求項１記載の風呂
給湯装置。
【請求項３】陽極及び陰極が炭素質電極で構成された
水電解用電極であって、前記陽極及び前記陰極が板状で
あり、前記水電解用電極の電流導入部から離れるにつれ
て前記板状陽極と前記板状陰極との面間隔が漸次小さく
なるように配設していることを特徴とする、請求項１又
は請求項２記載の風呂給湯装置。