JP2000343083A - 浴水改質装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰イオン交換膜２１の破損を防止した浴水改
質装置Ａの提供。 【解決手段】 浴水改質装置Ａは、第１電極２２１が配
される浴水通過部２２と第２電極２３１が配される浴液
通過部２３とを陰イオン交換膜２１を隔てて電解槽２を
区画し、浴水循環路３および溶液循環路６内に流量セン
サ７１、７２を配設し、浴水流量センサ７１が検出した
浴水流量と同流量の水溶液６０が溶液循環路６内を流れ
る様に、制御器８の溶液ポンプ制御回路７３が溶液ポン
プ６１を通電制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入浴効果を高める
ために浴槽内の浴水をアルカリ性に改質する浴水改質装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】浴湯がアルカリ性であると、温熱効果が
得られ、肌のすべすべ感や温浴感が得られる。このた
め、従来より、浴槽内に薬剤（入浴剤）を投入して浴水
の改質を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、入浴する毎に
薬剤（入浴剤）を投入する必要があり面倒である。ま
た、改質度合が変動し易いので、改質度合を目標範囲内
に維持するのに手間がかかる。また、従来のアルカリイ
オン整水器の様な電解による水質改質技術では、アルカ
リ水の生成と同時に同量の酸性水排水が生成されるため
経済的ではない。

【０００４】そこで、発明者らは、電解助剤を溶かし込
んだ溶液を貯留する電解助剤タンクと、陰極が配される
浴水通過部と陽極が配される溶液通過部とを陰イオン交
換膜を隔てて区画した電解槽と、浴槽と前記浴水通過部
との間で浴水を循環させる浴水循環路と、前記溶液通過
部と前記電解助剤タンクとの間で溶液を循環させる溶液
循環路とを備え、前記浴水が前記浴水通過部を通過する
際に浴水中の陰イオンを前記陰イオン交換膜を通して、
前記溶液通過部を通過中の溶液側に透過させることによ
り前記浴水をアルカリ性に改質するアルカリ改質運転を
行う浴水改質装置を試作した。

【０００５】この浴水改質装置では、陰イオンを受け取
った溶液側では、元々、イオン濃度が高い液質であるた
め、電解によるイオンの移動があっても殆どｐＨが変化
せず、陰極での電解反応と等価でおこる陰極での電解反
応に必要なイオンを十分もっているので、排水せずとも
繰り返し使用することが可能である。

【０００６】しかし、この浴水改質装置は、温泉入浴気
分を味わうことができるものの、下記に示す課題が有る
ことが判明した。陰極が配される浴水通過部と、陽極が
配される溶液通過部とを区画する陰イオン交換膜が破損
し易い。破損すると、溶液が浴水に混入してしまう。

【０００７】浴水と溶液とを循環させるために二個のポ
ンプが必要である。浴水のｐＨは高いので細菌の増殖を
抑えることができるものの、長い時間、運転すると細菌
が繁殖する場合がある。

【０００８】本発明の第１の目的は、陰イオン交換膜の
破損を防止した浴水改質装置の提供にある。本発明の第
２の目的は、一台のポンプで、浴水と溶液とを循環させ
ることができる浴水改質装置の提供にある。本発明の第
３の目的は、浴水や浄化機構の殺菌が簡単に行える浴水
改質装置の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔請求項１について〕電
解槽は、第１電極が配される浴水通過部と、第２電極が
配される溶液通過部とが陰イオン交換膜を隔てて区画さ
れている。浴水ポンプは、浴槽と浴水通過部とを環状に
接続した浴水循環路中に配され、浴水通過部を通過する
様に浴水を循環させる。溶液ポンプは、溶液通過部の溶
液流出口と溶液流入口とを環状に接続した溶液循環路中
に配され、電解助剤を溶かし込んだ溶液を溶液通過部を
通過する様に循環させる。

【００１０】浴水循環路は流路が長いので流路抵抗が大
きいが、溶液循環路は流路抵抗が小さい。よって、浴水
ポンプは、溶液ポンプより高い能力のものが使用され
る。このため、浴槽内での浴水の導入障害や、浴水循環
路内で浴水の流れに乱れが生じると、電解槽の浴水通過
部と溶液通過部との液圧差が大きくなって陰イオン交換
膜に破損の可能性が生じる。

【００１１】しかし、請求項１の構成を有する浴水改質
装置では、液圧調整手段が、電解槽の浴水通過部と溶液
通過部との液圧差を所定値以下に維持するので、陰イオ
ン交換膜の破損を防止することができる。

【００１２】アルカリ改質運転を行う場合には、図２に
示す様に、第１電極に負電圧、第２電極に正電圧を印加
し、浴水が浴水通過部を通過する際に浴水中の陰イオン
を陰イオン交換膜を介して、溶液通過部を通過中の溶液
中に透過させることにより浴水をアルカリ性に改質す
る。

【００１３】なお、電解を行うことで、浴水通過部を通
過中の浴水中の汚れ成分が陰イオン交換膜を通過して第
２電極側（陽極側）に移動して沈殿するので浴水循環路
内の浴水の清浄性を維持することができる。

【００１４】〔請求項２について〕液圧調整手段は、浴
水流量センサと、溶液流量センサと、溶液ポンプ制御手
段とにより構成される。浴水流量センサが浴水循環路を
流れる浴水の流量を検出し、溶液流量センサが溶液循環
路を流れる溶液の流量を検出する。

【００１５】溶液ポンプ制御手段は、浴水流量センサが
検出した浴水流量と同流量の溶液が溶液循環路内を流れ
る様に溶液ポンプを通電制御する。これにより、電解槽
の浴水通過部と溶液通過部との液圧差を所定値以下に維
持することができ、陰イオン交換膜の破損を防止するこ
とができる。

【００１６】〔請求項３について〕液圧調整手段は、浴
水流量センサと、浴水ポンプを通電制御する浴水ポンプ
制御手段とにより構成される。浴水流量センサは、浴水
循環路を流れる浴水の流量を検出する。

【００１７】浴水ポンプ制御手段は、溶液循環路内を流
れる一定量の溶液流量と同流量の浴水が浴水循環路内を
流れる様に浴水ポンプを通電制御する。これにより、電
解槽の浴水通過部と溶液通過部との液圧差を所定値以下
に維持することができ、陰イオン交換膜の破損を防止す
ることができる。

【００１８】〔請求項４について〕電解槽は、第１電極
が配される浴水通過部と、第２電極が配される溶液通過
部とを陰イオン交換膜を隔てて区画している。

【００１９】浴水循環路中に配したポンプにより浴槽と
浴水通過部との間で浴水を循環させるとともに、浴水循
環路中に配した浴水側インペラを駆動する。

【００２０】溶液循環路には、浴水側インペラに連結し
た溶液側インペラが配され、この溶液側インペラの回転
により、溶液通過部を含む溶液循環路中を溶液が循環す
る。これにより、浴水通過部と溶液通過部との液圧が調
整され、陰イオン交換膜の破損を防止できる。また、流
量センサが不要であるとともに、ポンプが一台で済む。

【００２１】例えば、浴水導入口が塞がる等の浴水の導
入障害が発生した場合、液圧調整手段を備えていない
と、溶液通過部側の液圧が高くなって陰イオン交換膜が
浴水通過部側に変形して陰イオン交換膜が破損してしま
う。

【００２２】しかし、浴水側インペラに溶液側インペラ
を連結しているので、浴水循環路中を流れる浴水の循環
量の低下に伴って浴水側インペラの回転数が下がり、浴
水側インペラに連結した溶液側インペラの回転数も下が
るので、浴水通過部と溶液通過部との液圧が調整され、
陰イオン交換膜の破損が防止できる。

【００２３】アルカリ改質運転を行う場合には、同様
に、第１電極に負電圧、第２電極に正電圧を印加し、浴
水が浴水通過部を通過する際に浴水中の陰イオンを陰イ
オン交換膜を介して、溶液通過部を通過中の溶液中に透
過させることにより浴水をアルカリ性に改質する。

【００２４】〔請求項５について〕浴水循環路中に活性
炭を使用した浄化機構を配置している。活性炭により、
浴水を強力に浄化することができ、浴水を長時間、入れ
換えること無く使用することができる。

【００２５】〔請求項６について〕第１電極に正電圧を
印加し、第２電極に負電圧を印加して極性を反転する。
これにより、図３に示す様に、浴水通過部の浴水側に陰
イオンが移動し、第１電極（正極）表面に次亜塩素が発
生する。これにより、浴水循環路全体に次亜塩素が拡散
して浴水が強酸性水化されるので、浴水全体を殺菌する
ことができる。

【００２６】なお、殺菌運転後にアルカリ改質運転を再
開する場合、再開直後は浴水のｐＨは低く、浴水中に次
亜塩素を含んでいるので、アルカリ改質運転を再開して
十分に時間が経過して浴水のｐＨが高くなり、次亜塩素
が抜けてから入浴を行うべきである。

【００２７】〔請求項７について〕浴水循環路に、活性
炭を使用した浄化機構と、浴水を加熱するヒータとを設
けている。また、浴水通過部、浴水ポンプ、浄化機構、
およびヒータからなる閉循環路を形成するための閉循環
手段とを設けている。浄化機構を再生する場合には、第
１、第２電極への通電を停止し、閉循環手段を作動状態
にして、浴水を浴槽を迂回して閉循環路内で循環させる
とともに、浴水の温度が高温になる様にヒータを作動さ
せる。

【００２８】再生運転により浴水が高温になるので活性
炭に付着した汚れの脱離が起き、活性炭の殺菌と再生が
成される。なお、再生運転終了後、閉循環路内の浴水を
浴槽外へ排出し、その後、閉循環手段を作動停止にし
て、浴槽から浴水循環路内へ浴水を供給してアルカリ運
転を再開する。なお、再生運転を行った場合には、原則
として、一度、浴水を全て入れ替えることが望ましい。

【００２９】〔請求項８について〕電解槽は、第１の電
極が配される陰極槽と第２の電極が配される陽極槽とが
陰イオン交換膜によって区画されている。浴水配管は、
浴槽に供給される浴水の少なくとも一部が陰極槽を介し
て浴槽に流入する様に構成されている。溶液路は、少な
くとも陽極槽を含み、電解助剤が溶かされた溶液が注入
される。浴水側インペラは、浴水配管を流れる浴水によ
って回転駆動される。溶液側インペラは、浴水側インペ
ラと連結され、浴水側インペラによって回転駆動される
ことにより溶液路中の溶液を流動させる｛図１５の
（ｂ）参照｝。これにより、電解時に生成して第２の電
極表面に付着する気泡を取り除けるとともに、陽極槽部
内の電解助剤の濃度を均一にすることができ｛図１５の
（ａ、ｂ）参照｝、循環させる構造の浴水改質装置と略
同等の電解効率が得られる。第１の電極に負電圧を印加
し、第２の電極に正電圧を印加すると、浴水が陰極槽部
を通過する際に浴水中の陰イオンが陰イオン交換膜を介
して陽極槽部内の溶液中へ透過するので浴水がアルカリ
性に改質する（図１６参照）。浴水改質装置は、溶液ポ
ンプおよび助剤タンクを使用しないので構造が簡単であ
り、コストの低減を図ることができる。

【００３０】〔請求項９について〕溶液路は、陽極槽と
陽極槽の溶液流出口と溶液流入口とを環状に接続した環
状路とから形成され、溶液側インペラが環状路内に配置
される。浴水側インペラと連結された溶液側インペラ
は、溶水側インペラによって回転駆動されることにより
環状路内の溶液を流動させる。

【００３１】〔請求項１０について〕溶液路は陽極槽か
らなる。この陽極槽内には溶液側インペラが配置され、
溶液側インペラの回転により陽極槽内を溶液が対流す
る。

【００３２】〔請求項１１について〕浴水配管は、陰極
槽を介して浴水を浴槽に導く第１の浴水配管と、陰極槽
を迂回して浴水を浴槽に導く第２の浴水配管とからな
り、浴水側インペラは第２の浴水配管に設けられてい
る。浴水側インペラと連結された溶液側インペラは、溶
水側インペラによって回転駆動されて回転する。

【００３３】〔請求項１２について〕電解槽は、第１の
電極が配される陰極槽と第２の電極が配される陽極槽と
が陰イオン交換膜によって区画されている。浴水配管
は、浴槽に供給される浴水の少なくとも一部が陰極槽を
介して浴槽に流入する様に構成されている。溶液路は、
少なくとも陽極槽を含み、電解助剤が溶かされた溶液が
注入される。第１の電極に負電圧を印加し、第２の電極
に正電圧を印加すると、浴水が陰極槽部を通過する際に
浴水中の陰イオンが陰イオン交換膜を介して陽極槽内の
溶液中へ透過するので浴水がアルカリ性に改質する。ま
た、陽極槽において陰イオン交換膜に添って補強部材が
配置されているので、陰極槽と陽極槽との圧力差による
陰イオン交換膜の変形を防止することができる。

【００３４】〔請求項１３について〕補強部材が樹脂、
若しくはイオン化傾向が水素より低い金属によって形成
されているので、電解効率を低下させることなく、陰イ
オン交換膜の変形を確実に防止することができる。

【００３５】〔請求項１４について〕補強部材が網状に
形成されているので、電解効率を低下させることなく、
陰イオン交換膜の変形を確実に防止することができる。

【００３６】〔請求項１５について〕浴水側インペラは
浴水配管を流れる浴水によって回転駆動される。溶液側
インペラは、浴水側インペラと連結され、浴水側インペ
ラによって回転駆動されることにより溶液路中の溶液を
流動させる。

【００３７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の第１実施例（請
求項１、２、５、６、７に対応）を図１〜図８に基づい
て説明する。浴水改質装置Ａは、電解助剤タンク１と、
電解槽２と、浴水３００を浴水ポンプ３１で循環させる
浴水循環路３と、浴水３００を加熱するヒータ４と、浴
水３００を浄化する浄化器５と、水溶液６０を溶液ポン
プ６１で循環させる溶液循環路６と、流量センサ７１、
７２と、溶液ポンプ６１を通電制御する溶液ポンプ制御
回路７３を有する制御器８とを備える。

【００３８】筒状を呈する電解助剤タンク１は、電解助
剤を水道水に溶かし込んだ水溶液６０｛１リットル（１
ｍｏｌ／ｌ）｝が入れられ、ハウジング１０内に配設さ
れている。

【００３９】電解助剤は、ＮａＨＣＯ₃ 、ＫＣｌ、Ｎａ
Ｃｌ、ＮａＳＯ₄ 等が使用できるが、食品添加物として
も使用されているＮａＨＣＯ₃ が安全性の上でも良好で
あると考えられる。なお、１１はキャップであり、補充
の際には取り外して電解助剤をタンク１内に入れる。

【００４０】電解槽２は、ハウジング１０内に配され、
槽中央に配した陰イオン交換膜２１により槽内を浴水通
過部２２と溶液通過部２３とに区画している。そして、
浴水通過部２２には第１電極２２１が配され、溶液通過
部２３には第２電極２３１が配されている。第１電極２
２１および第２電極２３１は、白金チタンで形成され、
制御器８により制御される通電回路７５によって直流電
圧が印加される。

【００４１】陰イオン交換膜２１は、強塩基性陰イオン
交換膜（Ｃｌ型）である。製品名としては、旭硝子製の
セレミオンである。この陰イオン交換膜２１は、後述す
るアルカリ運転時において、浴水通過部２２を通過中の
浴水３００中の陰イオンを通過させて、溶液通過部２３
を通過中の水溶液６０中に透過させる様に機能する。

【００４２】浴水循環路３は、浴槽３０内に配される浴
水出入筒３２と、電解槽２の浴水通過部２２とを接続管
３０１によって環状に接続してなり、循環路中に、浴水
ポンプ３１、浄化器５、ヒータ４、ｐＨセンサ３３、流
量センサ７１、および三方弁３４を配設している。

【００４３】ヒータ４は、通電により発熱する電気ヒー
タである。なお、通常運転時（アルカリ改質運転時、ア
ルカリ改質運転停止時）には浴水３００を約４０℃に加
熱し、再生運転時には浴水３００を約７０℃に加熱す
る。

【００４４】浴水ポンプ３１は、浄化器５の上流側に配
設され、浴槽３０内の浴水３００を吸引する。ヒータ４
の下流側に配設されるｐＨセンサ３３は、浴水循環路３
中を流れる浴湯のｐＨを検出するためのものであり、検
出したｐＨに対応した電気信号を制御器８に送出する。

【００４５】浴水出入筒３２は、浴水が浴槽３０内に出
る吐出口（図示せず）と、浴槽３０内の浴水を導入する
導入口（図示せず）とを有する。この浴水出入筒３２内
にはプレフィルター３２１が封入され、浴槽３０内の浴
水３００中に浮遊するゴミの流入を防止する。

【００４６】三方弁３４は、浴水通過部２２の下流側に
配設され、アルカリ運転時および殺菌運転時には通過状
態に維持され、再生運転時には閉塞状態に維持される。
流量センサ７１は、浴水通過部２２の上流側に配設さ
れ、浴水循環路３中を流れる浴水３００の流量を検出す
る。

【００４７】逆止弁３５は、浴水ポンプ３１の上流側の
接続管３０１中に配設され、浴水３００の反矢印方向の
流れを阻止する。リリーフ弁３６は、浴水ポンプ３１の
上流側の接続管３０１と、浴水通過部２２の下流側の接
続管３０１とを接続するバイパス管３６１中に配設され
ている。

【００４８】溶液循環路６は、電解槽２の溶液通過部２
３と、電解助剤タンク１とを接続管４１で接続してな
り、循環路中に溶液ポンプ６１と流量センサ７２とを配
設している。

【００４９】溶液ポンプ６１は、電解槽２の溶液通過部
２３の下流側に配設され、溶液通過部２３と電解助剤タ
ンク１との間で水溶液６０を循環させている。流量セン
サ７２は、溶液通過部２３の上流側に配設され、溶液循
環路６中を流れる水溶液６０の流量を検出する。

【００５０】浄化器５は、浴水ポンプ３１とヒータ４と
の間に配設され、内部に活性炭（竹炭）を封入してい
る。制御器８は、流量センサ７１、７２が出力する電気
信号と、ｐＨセンサ３３が出力する電気信号とが入力さ
れ、浴水ポンプ３１のオン・オフ制御と、溶液ポンプ６
１の通電制御（溶液ポンプ制御回路７３による）と、第
１電極２２１および第２電極２３１への通電制御（通電
回路７５による）と、三方弁３４の通電制御とを行う。

【００５１】つぎに、浴水改質装置Ａの制御器８のマイ
クロコンピュータの作動を、図２〜図４の説明図、図５
のフローチャート、および図６、図７の各グラフに基づ
いて説明する。 ［アルカリ運転］浴水改質装置Ａの電源を投入（アルカ
リ改質運転の開始）すると、図５のステップｓ１におい
て、ｐＨ＜１０であるか否か判別し、ｐＨ＜１０である
場合（ＹＥＳ）にはステップｓ２に進み、ｐＨ≧１０で
ある場合（ＮＯ）にはステップｓ４に進む。

【００５２】ステップｓ２において、浴水ポンプ３１お
よび溶液ポンプ６１へ通電を行うとともに、以下に示す
溶液ポンプ制御を実施する。制御器８の溶液ポンプ制御
回路７３は、浴水循環路３を流れる浴水の流量を検出す
る浴水流量センサ７１が検出した浴水流量と同流量の水
溶液が溶液循環路６内を流れる様に溶液ポンプ６１を通
電制御する。なお、浴水ポンプ３１は定格電力で通電さ
れ、溶液循環路６を流れる水溶液６０の流量は溶液流量
センサ７２によって検出される。

【００５３】ステップｓ３において、制御器８は通電回
路７５を作動状態にして、第１電極２２１に正電圧を印
加し、第２電極２３１に負電圧を印加してステップｓ１
に戻る。

【００５４】この状態（ステップｓ１でＹＥＳ→ステッ
プｓ２→ステップｓ３→ステップｓ１）において、電解
助剤を溶かし混んだ水溶液６０は、溶液ポンプ６１の作
動により電解助剤タンク１から電解槽２の溶液通過部２
３に導かれる。また、浴槽３０内の浴水３００は、浴水
ポンプ３１の作動により浴水出入筒３２の導入口からプ
レフィルター３２１を経て電解槽２の浴水通過部２２に
導かれる。

【００５５】図２に示す様に、浴水通過部２２の浴水３
００中の陰イオンは、槽中央に配した陰イオン交換膜２
１を通過して溶液通過部２３側に泳動するので、浴水３
００中の水素イオン濃度が低下し（ＯＨ^- の濃度が上
昇）、図６のグラフに示す様にｐＨが上昇していく。一
方、溶液通過部２３側は、水溶液中に多量の陽イオンが
混入しているため、浴水通過部２２から陰イオンが移動
して来ても水溶液のｐＨは殆ど変化しない。なお、陰極
および陽極において発生する電解の詳細なメカニズムは
図１６に示す内容に準じる。

【００５６】ｐＨ≧１０である場合、ステップｓ４にお
いて、通電回路の作動を停止して第１電極２２１- 第２
電極２３１間への電圧印加を停止し、ステップｓ５に進
む。ステップｓ５において、浴水ポンプ３１および溶液
ポンプ６１への通電を停止し、上述した溶液ポンプ制御
を停止し、ステップｓ６に進む。ステップｓ６において
電源をオフし、アルカリ改質運転を終了する。

【００５７】通常、アルカリ改質運転の開始から約３０
分程度で、浴水３００を単純アルカリ泉と同等な１０≧
ｐＨ≧８．５のアルカリ性にすることができ、入浴者は
温泉入浴気分を味わうことができる。

【００５８】［殺菌運転］制御器８は、運転開始から第
１の所定時間が経過すると、以下に示す殺菌運転の実施
を指示する。殺菌運転が実施されると、図３に示す様
に、第１電極２２１に正電圧を印加し、第２電極２３１
に負電圧を印加して極性を反転する。

【００５９】これにより、浴水通過部２２側に陰イオン
が移動するので、第１電極２２１表面に次亜塩素が発生
し、時間経過とともに、図７の（ａ）に示す様に浴水循
環路路３全体に次亜塩素が拡散して図７の（ｂ）に示す
様に浴水３００のｐＨが低下していく。

【００６０】ｐＨ≦３で次亜塩素４ｐｐｍの状態を所定
時間（数分〜数十分）維持することにより、浴水循環路
３内の浴水３００全体の殺菌が可能となる。なお、参考
として、アルカリ改質運転と再生運転とを交互に行った
場合の浴水３００および水溶液６０のｐＨ変化を図８に
示す。なお、アルカリ改質運転の再開直後は、未だｐＨ
が低く、次亜塩素が含まれている。このため、監視中の
ｐＨ値が所定値以上になると入浴が可能である旨を制御
器８が報知器（図示せず）により報知する。

【００６１】［再生運転］運転開始から第２の所定時間
が経過すると、制御器８は、以下に示す再生運転の実施
を指示する。再生運転が実施されると、第１電極２２１
および第２電極２３１への電圧印加を停止する。三方弁
３４を操作し、図４に示す様に、浴水ポンプ３１を作動
状態（アルカリ改質運転より低回転数）にして、浄化器
５→ヒータ４→浴水通過部２２→浴水ポンプ３１の閉回
路内で浴水を循環させるとともに、ヒータ４を作動させ
て浴水の温度を７０℃に維持する。熱により、活性炭に
付着した汚れの脱離が起き、活性炭の殺菌と再生が成さ
れる。

【００６２】この再生運転の際にも以下に示す溶液ポン
プ制御を実施する。制御器８の溶液ポンプ制御回路７３
は、浴水循環路を流れる浴水の流量を検出する浴水流量
センサ７１が検出した浴水流量と同流量の水溶液が溶液
循環路６内を流れる様に溶液ポンプ６１を通電制御す
る。なお、浴水ポンプ３１は定格出力以下の通電量で通
電され、溶液循環路を流れる溶液の流量は溶液流量セン
サ７２によって検出される。この再生運転を所定時間
（数分〜数十分）実施した後、三方弁３４を操作して閉
回路内の浴水を排出する。

【００６３】浴水排出の完了後、浴水循環路３を浴水３
００で満たした後にアルカリ改質運転を再開する。な
お、原則として、再生運転後は、一度、浴水を全て入れ
換えることが望ましい。

【００６４】本実施例の浴水改質装置Ａは、以下の利点
を有する。 ［ア］浴水循環路３は流路が長く、浄化器５やヒータ４
等を配設しているので流路抵抗が大きいが、溶液循環路
６は溶液通過部２３と電解助剤タンク１との間で溶液を
循環させるだけであるので流路抵抗が小さい。よって、
浴水ポンプ３１は、溶液ポンプ６１より高い能力のもの
を使用する場合が多い。

【００６５】このため、浴槽３０内での浴水３００の導
入障害や、浴水循環路３内で浴水３００の流れに乱れが
生じると、電解槽２の浴水通過部２２と溶液通過部２３
との液圧差が大きくなり、陰イオン交換膜２１の破損を
招く。

【００６６】しかし、浴水改質装置Ａは、浴水流量セン
サ７１と、溶液流量センサ７２と、溶液ポンプ制御回路
７３とにより液圧調整手段を構成して下記の様に液圧を
調整するので、浴水通過部２２と溶液通過部２３との液
圧差を所定値以下に維持することができ、陰イオン交換
膜２１の破損を防止することができる。

【００６７】浴水流量センサ７１が浴水循環路３を流れ
る浴水３００の流量を検出し、溶液流量センサ７２が溶
液循環路６を流れる水溶液６０の流量を検出する。溶液
ポンプ制御回路７３は、浴水流量センサ７２が検出した
浴水流量と同流量の水溶液６０が溶液循環路６内を流れ
る様に溶液ポンプ６１を通電制御する。

【００６８】［イ］浴水循環路３中に活性炭を使用した
浄化器５を配置している。活性炭により、浴水３００を
強力に浄化することができるので、浴水３００を長時
間、入れ換えること無く使用することができる。

【００６９】［ウ］運転開始後、第１の所定時間が経過
すると、上述した殺菌運転を行って、ｐＨ≦３で次亜塩
素酸濃度が高い状態が所定時間（数分〜数十分）維持さ
れるので、浴水循環路３内の浴水全体の殺菌を行うこと
ができ衛生的である。

【００７０】［エ］また、運転開始後、第２の所定時間
が経過すると、上述した再生運転を実施する構成である
ので、活性炭に付着した汚れの脱離が成され、活性炭の
殺菌と再生とを行うことができ、活性炭を頻繁に交換す
る必要がない。

【００７１】つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、
３、５、６、７に対応）を図９に基づいて説明する。浴
水改質装置Ｂは、下記の点で浴水改質装置Ａと異なる。
溶液循環路６は、比較的短く、また接続される機器も少
ないので、溶液ポンプ６１を所定の回転数で駆動すれ
ば、溶液の循環流量は略一定量になる。そこで、本実施
例では、浴水循環路３を流れる浴水３００の流量を検出
する浴水流量センサ７１と、溶液循環路６内を流れる一
定量の溶液流量と同流量の浴水３００が浴水循環路３内
を流れる様に浴水ポンプ３１を通電制御する浴水ポンプ
制御回路７４とにより液圧調整手段を構成している。

【００７２】これにより、流量センサ７２が不要である
とともに、電解槽２の浴水通過部２２と溶液通過部２３
との液圧差を所定値以下に維持することができ、陰イオ
ン交換膜２１の破損を防止することができる。また、上
記［イ］、［ウ］、［エ］に準じた効果も奏する。

【００７３】つぎに、本発明の第３実施例（請求項４、
５、６に対応）を図１０に基づいて説明する。浴水改質
装置Ｃは、下記の点で浴水改質装置Ａと異なる。浴水ポ
ンプ３８を浴水出入筒３２の中に配設している。

【００７４】そして、浴水ポンプ３８により浴槽３０と
浴水通過部２２との間で浴水３００を循環させて浴水循
環路中３に配した浴水側インペラ３７を駆動している。
また、浴水側インペラ３７に連結した溶液側インペラ６
２を溶液循環路６中に配し、溶液側インペラ６２の回転
により、溶液通過部２３と電解助剤タンク１との間で水
溶液６０を循環させている。

【００７５】これにより、浴水循環路３中を循環する浴
水量と、溶液循環路６中を循環する溶液量とを略同一に
維持することができるので、電解槽２の浴水通過部２２
と溶液通過部２３との液圧差を所定値以下に維持するこ
とができ、陰イオン交換膜２１の破損を防止することが
できる。なお、流量を計測する必要がないので流量セン
サ７２、７２が不要であり、部品点数の削減と制御の簡
素化が図れ製造コストを低減できる。また、浴水改質装
置Ｃは、上記［イ］、［ウ］に準じた効果も奏する。

【００７６】つぎに、本発明の第４実施例（請求項１、
３に対応）を図１１に基づいて説明する。浴水改質装置
Ｄは、下記の点で浴水改質装置Ａと異なる。

【００７７】浴水改質装置Ｄは、浴水改質装置Ｃと同
様、浴水ポンプ３８を浴水出入筒３２の中に配設し、浴
水ポンプ３８により浴槽３０と浴水通過部２２との間で
浴水３００を循環させて浴水循環路３中に配した浴水側
インペラ３７を駆動している。

【００７８】そして、浴水側インペラ３７に連結した溶
液側インペラ６２を溶液循環路６中に配し、溶液側イン
ペラ６２の回転により、溶液通過部２３と電解助剤タン
ク１との間で水溶液６０を循環させている。これによ
り、流量センサ７２が不要であるとともに、電解槽２の
浴水通過部２２と溶液通過部２３との液圧差を所定値以
下に維持することができ、陰イオン交換膜２１の破損を
防止することができる。

【００７９】浴水改質装置Ｄは、浄化器５およびヒータ
４を備えておらず、別途に設けた加熱器により浴槽３０
内の浴水３００を加熱している。また、殺菌運転や再生
運転を行わない。このため、浴水改質装置Ｄは、既設の
風呂に後付けする場合に好適である。

【００８０】つぎに、本発明の第５実施例（請求項１、
２に対応）を図１２に基づいて説明する。浴水改質装置
Ｅは、下記の点で浴水改質装置Ａと異なる。浴水改質装
置Ｅは、浄化器５およびヒータ４を備えておらず、別途
に設けた加熱器により浴槽３０内の浴水３００を加熱し
ている。また、殺菌運転や再生運転を行わない。このた
め、浴水改質装置Ｅは、既設の風呂に後付けする場合に
好適である。また、上記［ア］に準じた効果も奏する。

【００８１】つぎに、本発明の第６実施例（請求項８、
１０、１１、１２、１３、１４、１５に対応）を図１
４、図１５に基づいて説明する。浴水改質装置Ｇは、下
記の点で浴水改質装置Ａと異なる。

【００８２】電解槽２は、ハウジング１０内に配され、
図示左寄りに配した陰イオン交換膜２１により槽内を陽
極槽部２４と陰極槽部２５とに区画している。そして、
陽極槽部２４には陽極２４１が配され、陰極槽部２５に
は陰極２５１が配されている。

【００８３】陽極２４１および陰極２５１は、Ｔｉ- Ｐ
ｔ焼成板（８３ｃｍ² ×２枚）で形成され、制御器８に
より制御される通電回路７５によって直流電圧（２０Ｖ
×１．５Ａ）が印加される。なお、陽極２４１は、後述
する膜補強材２１１との接触を防止するため、膜補強材
２１１から充分な距離を隔てて配設されている。陽極槽
部２４には、電解助剤（ＮａＨＣＯ₃ ）を水に溶かし込
んだ水溶液６０（０．２ｍｏｌ／Ｌ）が２リットル入れ
られている。

【００８４】浴水路８０は、先止め式の給湯器８１（浴
水供給源）→浴槽蛇口８２→定流量弁８３→圧力スイッ
チ８４→陰極槽部２５を経て浴槽３０に至るアルカリ浴
水路８５と、定流量弁８３の下流側から圧力スイッチ８
４および陰極槽部２５を迂回して浴槽３０に至るバイパ
ス浴水路８６とからなる。

【００８５】バイパス浴水路８６には、陽極槽側インペ
ラ８７を連結した浴水路側インペラ８８が配設されてい
る。そして、陽極槽側インペラ８７は、浴水路側インペ
ラ８８によって駆動され、電解助剤を溶かし込んだ陽極
槽部２４内の水溶液６０を矢印方向に対流させる。

【００８６】陰イオン交換膜２１の変形を防止するため
の膜補強材２１１を電解槽２の陽極槽部２４側に設置し
ている。なお、この膜補強材としては、導電性の無い樹
脂や、水素よりイオン化傾向の低い金属（Ｔｉ等）が適
する。

【００８７】つぎに、浴水改質装置Ｇの作動を説明す
る。浴槽蛇口８２を回す（浴水改質装置Ｇのメイン電源
投入後）と、給湯器８１から給湯される温水を浴水路８
０内に取り入れることができる。なお、浴槽蛇口８２の
開け量は、使用者毎に異なるが、定流量弁８３の働きに
よって一定水量を取り込むことができる。

【００８８】取り込まれた温水は、陰極槽部２５を経て
浴槽３０に至る水路と、直接、浴槽３０に至るバイパス
浴水路８６とに設定した分配比率（各経路の圧力損失差
を考慮して決定される）で分配される。

【００８９】水流により圧力スイッチ８４がオンにな
り、制御器８は電圧印加回路８９に陽極２４１および陰
極２５１への電圧印加を指示する。

【００９０】図１５に示すごとく、陽極槽部２４および
陰極槽部２５内でイオンの移動が起こり、陰極槽部２５
内の浴水のｐＨが上昇してアルカリ性化する。このアル
カリ性化した温水は、バイパス浴水路８６を通過した温
水と合流し、プレフィルター３２１を経て浴槽３０に送
り込まれる。

【００９１】アルカリ改質運転中、バイパス浴水路８６
内を流れる水流によって浴水路側インペラ８８が回り陽
極槽側インペラ８７を駆動し、陽極槽部２４内の水溶液
６０は矢印方向に対流する。

【００９２】本実施例の浴水改質装置Ｇは、下記に示す
効果を奏する。 ［オ］浴水改質装置Ｇは、溶液ポンプおよび助剤タンク
を使用しないので構造が簡単であり、製造コストを低く
抑えることができる。

【００９３】［カ］浴水改質装置Ｇは、アルカリ改質運
転中、陽極槽側インペラ８７により、陽極槽部２４内の
水溶液６０を矢印方向に強制的に対流させている。これ
により、陽極２４１表面に付着する気泡（電解効率を下
げる）を取り除くことができるととに、水溶液６０の濃
度を均一にすることができる｛図１５の（ｂ）参照｝。

【００９４】［キ］陰極槽部２５内を浴水が通過する
が、陽極槽部２４の溶液は対流するだけである。このた
め、陰極槽部２５と陽極槽部２４との間で圧力差が生
じ、陰イオン交換膜２１が陽極側へ変形しようとする
｛図１５の（ａ）参照｝。しかし、膜補強材２１１を電
解槽２の陽極槽部２４側に設置しているので、陰イオン
交換膜２１の変形を防止でき｛図１５の（ｂ）参照｝、
陰イオン交換膜２１の破損を防止することができる。

【００９５】［ク］浴水改質装置Ｇは、水溶液６０を交
換することなく、約３カ月（２００リットル×１００
回）の間、連続して使用することができる。

【００９６】本発明は、上記実施例以外につぎの実施態
様を含む。 ａ．図１３に示す様に、給湯器から浴槽へ加熱された浴
水が供給される供給経路の途中に電解槽を設けても良
い。この場合、浴槽側への流路においては、給湯器から
の水圧により浴水が流れるので浴水ポンプは不要であ
る。しかし、溶液流通路側では、溶液ポンプ＋溶液流
量センサや、インペラを利用して浴水流通路の流量と
同じにする必要がある。さらに、浴水のｐＨをｐＨセン
サで監視して目標ｐＨを維持する様に電極に通電する
（電流値を制御する）ことが好ましい。

【００９７】ｂ．入浴中に浴水を足した場合には浴水の
ｐＨが低下するので、ｐＨ≧１０になっても電源をオフ
せず、継続してｐＨの監視を行い、ｐＨが所定値以下
（例えばｐＨ≦８）になったら電極への通電を再開する
構成にしても良い。

【００９８】ｃ．検出したｐＨに応じて電極への通電量
（印加電圧、印加電流）を制御してｐＨを所定範囲内
（ｐＨ８．５〜ｐＨ１０）に維持する構成であっても良
い。

【００９９】ｄ．図１４に示す第６実施例の浴水改質装
置Ｇにおいて、陽極槽部２４と陽極槽部２５の溶液流出
口と溶液流入口とを環状に接続した環状路とにより溶液
路を形成し、陽極槽側インペラ８７を環状路内に配置す
る構成に変更しても良い（請求項９に対応）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る浴水改質装置の説明
図である。

【図２】浴水改質装置のアルカリ改質運転中において、
浴水通過部の浴水中の陰イオンが陰イオン交換膜を通過
して溶液通過部側に泳動する様子を示す説明図である。

【図３】浴水改質装置の殺菌運転中において、溶液通過
部側の浴水中の陰イオンが陰イオン交換膜を通過して浴
水通過部側に泳動する様子を示す説明図である。

【図４】浴水改質装置の再生運転中における様子を示す
説明図である。

【図５】浴水改質装置の制御手段のマイクロコンピュー
タの作動を示すフローチャートである。

【図６】アルカリ改質運転において、時間経過とｐＨと
の関係を示すグラフである。

【図７】（ａ）は殺菌運転中において時間経過と塩素濃
度との関係を示すグラフ、（ｂ）は殺菌運転において時
間経過とｐＨとの関係を示すグラフである。

【図８】アルカリ改質運転と再生運転とを交互に行った
場合の浴水および溶液のｐＨ変化を示すグラフである。

【図９】本発明の第２実施例に係る浴水改質装置の説明
図である。

【図１０】本発明の第３実施例に係る浴水改質装置の説
明図である。

【図１１】本発明の第４実施例に係る浴水改質装置の説
明図である。

【図１２】本発明の第５実施例に係る浴水改質装置の説
明図である。

【図１３】浴水改質装置を給湯器と組み合わせて使用す
る場合の説明図である。

【図１４】本発明の第６実施例に係る浴水改質装置の説
明図である。

【図１５】（ａ）は電解槽内の状態を示す説明図、
（ｂ）はその対策を示す説明図である。

【図１６】浴水改質装置のアルカリ改質運転中におい
て、陰極槽の浴湯中の陰イオンが陰イオン交換膜を透過
して陽極過部側に移動する様子を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ 浴水改質装置 １ 電解助剤タンク ２ 電解槽 ３ 浴水循環路 ４ ヒータ ５ 浄化器（浄化機構） ６ 溶液循環路 ８ 制御器 ２１ 陰イオン交換膜 ２２ 浴水通過部 ２３ 溶液通過部 ２４ 陽極槽部（陽極槽、溶液路） ２５ 陰極槽部（陰極槽） ３０ 浴槽 ３１ 浴水ポンプ ３３ ｐＨセンサ ３７ 浴水側インペラ ６０ 水溶液（溶液） ６１ 溶液ポンプ ６２ 溶液側インペラ ７１ 流量センサ（浴水流量センサ） ７２ 流量センサ（溶液流量センサ） ７３ 溶液ポンプ制御回路（溶液ポンプ制御手段） ７４ 浴水ポンプ制御回路（浴水ポンプ制御手段） ８０ 浴水路（浴水配管） ８１ 給湯器（浴水供給源） ８５ アルカリ浴水路（第１の浴水配管） ８６ バイパス浴水路（第２の浴水配管） ８７ 陽極槽側インペラ（溶液側インペラ） ８８ 浴水路側インペラ（浴水側インペラ） ２１１ 膜補強材 ２２１ 第１陰極 ２３１ 第２電極 ２４１ 陽極（第２の電極） ２５１ 陰極（第１の電極） ３００ 浴水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 浩明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 堀切 貴子 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 市川 雅弥 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 4D006 GA18 KB01 KB12 KB17 KE02P KE15P MA14 PB07 PC56 4D024 AA06 BA02 BB05 BC01 DB09 DB19 4D061 DA07 DB08 EA02 EB01 EB05 EB13 EB17 EB19 EB30 EB37 EB39 ED12 ED13 FA01 FA03 FA06 GA02 GA22 GC16

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１電極が配される浴水通過部と第２電
   極が配される溶液通過部とを陰イオン交換膜を隔てて区
   画した電解槽と、 浴槽と前記浴水通過部とを環状に接続した浴水循環路中
   に配され、前記浴水を循環させる浴水ポンプと、 前記溶液通過部の溶液流出口と溶液流入口とを環状に接
   続した溶液循環路中に配され、電解助剤を溶かし込んだ
   溶液を循環させる溶液ポンプとを備え、 前記第１電極に負電圧、第２電極に正電圧を印加し、 前記浴水が前記浴水通過部を通過する際に浴水中の陰イ
   オンを前記陰イオン交換膜を通して、前記溶液通過部を
   通過中の溶液中に含まれる電解助剤側に移動させること
   により前記浴水をアルカリ性に改質するアルカリ改質運
   転を行う浴水改質装置において、 前記電解槽の浴水通過部と溶液通過部との液圧差を所定
   値以下に維持する液圧調整手段を設けたことを特徴とす
   る浴水改質装置。
2. 【請求項２】 前記液圧調整手段は、 前記浴水循環路を流れる浴水の流量を検出する浴水流量
   センサと、 前記溶液循環路を流れる溶液の流量を検出する溶液流量
   センサと、 該浴水流量センサが検出する浴水流量と同流量の溶液が
   溶液循環路内を流れる様に前記溶液ポンプを通電制御す
   る溶液ポンプ制御手段とにより構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の浴水改質装置。
3. 【請求項３】 前記液圧調整手段は、 前記浴水循環路を流れる浴水の流量を検出する浴水流量
   センサと、 溶液循環路内を流れる一定量の溶液流量と同流量の浴水
   が浴水循環路内を流れる様に前記浴水ポンプを通電制御
   する浴水ポンプ制御手段とにより構成したことを特徴と
   する請求項１記載の浴水改質装置。
4. 【請求項４】 第１電極が配される浴水通過部と第２電
   極が配される溶液通過部とを陰イオン交換膜を隔てて区
   画した電解槽と、 浴槽と前記浴水通過部とを環状に接続した浴水循環路中
   に配され、前記浴水を循環させるポンプと、 前記浴水循環路中に配され、浴水循環路を流れる前記浴
   水によって回転駆動される浴水側インペラと、 前記溶液通過部の溶液流出口と溶液流入口とを環状に接
   続した溶液循環路中に配されるとともに、前記浴水側イ
   ンペラに連結されて回転し、電解助剤を溶かし込んだ溶
   液を循環させる溶液側インペラとを備え、 前記第１電極に負電圧、第２電極に正電圧を印加し、 前記浴水が前記浴水通過部を通過する際に浴水中の陰イ
   オンを前記陰イオン交換膜を通して、前記溶液通過部を
   通過中の溶液中に含まれる電解助剤側へ移動させること
   により前記浴水をアルカリ性に改質するアルカリ改質運
   転を行う浴水改質装置。
5. 【請求項５】 浴水循環路中に活性炭を使用した浄化機
   構を配置した請求項１乃至請求項４記載の何れかに記載
   の浴水改質装置。
6. 【請求項６】 前記第１電極に正電圧を印加し、前記第
   ２電極に負電圧を印加して前記浴水を強酸性水化する殺
   菌運転を行う請求項１乃至請求項５の何れかに記載の浴
   水改質装置。
7. 【請求項７】 活性炭を使用した浄化機構と、前記浴水
   を加熱するヒータとを前記浴水循環路に設け、 前記浴水通過部、前記浴水ポンプ、前記浄化機構、およ
   び前記ヒータからなる閉循環路を形成するための閉循環
   手段とを設け、 前記第１、第２電極への通電を停止し、前記閉循環手段
   を作動状態にして、前記浴水を前記浴槽を迂回して前記
   閉循環路内で循環させるとともに、前記浴水の温度が高
   温になる様に前記ヒータを作動させて前記浄化機構を再
   生する請求項１乃至請求項３記載の浴水改質装置。
8. 【請求項８】 第１の電極が配される陰極槽と第２の電
   極が配される陽極槽とが陰イオン交換膜によって区画さ
   れた電解槽と、 浴槽に供給される浴水の少なくとも一部が前記陰極槽を
   介して浴槽に流入する様に構成された浴水配管と、 少なくとも前記陽極槽を含み、電解助剤が溶かされた溶
   液が注入される溶液路と、 前記浴水配管を流れる浴水によって回転駆動される浴水
   側インペラと、 前記浴水側インペラと連結され、前記浴水側インペラに
   よって回転駆動されることにより前記溶液路中の溶液を
   流動させる溶液側インペラとを備え、 前記第１の電極に負電圧、前記第２の電極に正電圧を印
   加することにより、前記浴水が前記陰極槽を通過する際
   に浴水中の陰イオンを前記陰イオン交換膜を介して、前
   記陽極槽内の溶液中へ透過させることにより前記浴水を
   アルカリ性に改質する浴水改質装置。
9. 【請求項９】 前記溶液路は、前記陽極槽と前記陽極槽
   の溶液流出口と溶液流入口とを環状に接続した環状路と
   から形成され、前記溶液側インペラは前記環状路内に配
   置されることを特徴とする請求項８記載の浴水改質装
   置。
10. 【請求項１０】 前記溶液路は、前記陽極槽からなり、
    前記溶液側インペラが陽極槽内に配置され、この溶液側
    インペラの回転により、前記溶液が陽極槽内を対流する
    ことを特徴とする請求項８記載の浴水改質装置。
11. 【請求項１１】 前記浴水配管は、前記陰極槽を介して
    浴水を浴槽に導く第１の浴水配管と、前記陰極槽を迂回
    して浴水を浴槽に導く第２の浴水配管とからなり、前記
    浴水側インペラは前記第２の浴水配管に設けられること
    を特徴とする請求項８または請求項１０記載の浴水改質
    装置。
12. 【請求項１２】 第１の電極が配される陰極槽と第２の
    電極が配される陽極槽とが陰イオン交換膜によって区画
    された電解槽と、 浴槽に供給される浴水の少なくとも一部が前記陰極槽を
    介して浴槽に流入する様に構成された浴水配管と、 少なくとも前記陽極槽を含み、電解助剤が溶かされた溶
    液が注入される溶液路と、 前記陽極槽において前記陰イオン交換膜に添って配置さ
    れ、前記陰極槽と前記陽極槽との圧力差による前記陰イ
    オン交換膜の変形を防止する補強部材とを備え、 前記第１の電極に負電圧、前記第２の電極に正電圧を印
    加することにより、前記浴水が前記陰極槽を通過する際
    に浴水中の陰イオンを前記陰イオン交換膜を介して、前
    記陽極槽内の溶液中に透過させることにより前記浴水を
    アルカリ性に改質する浴水改質装置。
13. 【請求項１３】 前記補強部材は、樹脂若しくはイオン
    化傾向が水素より低い金属によって形成されることを特
    徴とする請求項１２に記載の浴水改質装置。
14. 【請求項１４】 前記補強部材は、網状に形成されるこ
    とを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の浴
    水改質装置。
15. 【請求項１５】 前記浴水配管を流れる浴水によって回
    転駆動される浴水側インペラと、前記浴水側インペラと
    連結され、前記浴水側インペラによって回転駆動される
    ことにより前記溶液路中の溶液を流動させる溶液側イン
    ペラとを備えたことを特徴とする請求項１２乃至請求項
    １４の何れかに記載の浴水改質装置。