JP5110474B2 - 水素含有電解水整水器及び浴槽設備 - Google Patents
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Description
本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成すると共に生成されたアルカリイオン水に水素を溶存させる水素含有電解水整水器及び水素含有電解水の製造方法に関する。
また、本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成すると共に生成されたアルカリイオン水に水素を溶存させる水素含有電解水整水器を有する浴槽設備に関する。
水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器としては、正負の電極間にイオン交換膜を介在させ、水の電気分解作用を利用して、アルカリイオン水と酸性イオン水とに分離生成するものがある。また、このようなアルカリイオン整水器としては、水道のカラン（蛇口）に固定されるタイプのものや、水道管の途中に配置されるタイプ、いわゆるビルトインタイプのものがある。
このビルトインタイプのアルカリイオン整水器としては、例えば、利用者が水栓を開くことによって原水管から水道水が通水されて電解槽に供給され、この電解槽でアルカリ水と酸性水とが生成される。そして、電解槽で生成されたアルカリ水が吐水管を経て吐水されると共に、酸性水が酸性水吐出管を経て排水される。また、利用者が水栓を閉じることによって原水管からの通水が停止されることによってアルカリ水の吐水が停止する（例えば、特許文献１参照）。
一方、新陳代謝の低下等により体内の脂肪が充分に代謝されずに脂肪細胞の回りに固まりとなる脂肪塊の存在がクローズアップされ、健康志向の高まりから脂肪塊を抑制することが求められている。脂肪塊の抑制にはサプリメントの服用が一般的であるが、服用に関する副作用等の問題があるのも実情である。このため、アルカリイオン水による入浴により肌を活性化させて脂肪塊を抑制することが注目されてきている。入浴に用いるアルカリイオン水は、水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器を用いることが一般的である。
しかしながら、従来のアルカリイオン整水器で生成されるアルカリイオン水には、充分に活性水素が含まれているとは言えず、脂肪塊を抑制する程度に肌を活性化できるには至っていないのが現状である。外部から水素ガスをバブリングして水素を溶存することも考えられるが、装置が大掛かりになると共に危険が伴うため、実現には至っていないのが現状である。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる水素含有電解水整水器を提供することを目的とする。
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる水素含有電解水整水器を備えた浴槽設備を提供することを目的とする。
本発明の水素含有電解水整水器では、一対の電極を挟んでイオン交換膜が備えられマイナス側の通路及びプラス側の通路が備えられた電解槽と、電解槽のマイナス側の通路及びプラス側の通路に水道水を流通させる流通路と、電解槽のプラス側の通路を流通した酸性イオン水が流通する第１イオン水流路と、電解槽のマイナス側の通路を流通したアルカリイオン水が流通する第２イオン水流路と、第２イオン水流路を流通するアルカリイオン水の一部を電解槽のマイナス側の通路に循環させる循環系統と、第２イオン水流路の吐水口に溶存水素を吸蔵する剤を供給する吸蔵剤供給系とを備えたことを特徴としている。
このため、電解槽のマイナス側の通路を流通してイオン交換されたアルカリイオン水の一部を第２イオン水流路から電解槽のマイナス側の通路に循環させ、イオン交換されたアルカリイオン水に対して水素を溶存させて水素含有電解水を得る。そして、吸蔵剤供給系から溶存水素を吸蔵する剤を供給することで、水素の溶存状態を長時間にわたり保持する。これにより、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の水素含有電解水整水器は、一対の電極を挟んでイオン交換膜が備えられマイナス側の通路及びプラス側の通路が備えられた複数の電解槽と、流通路からの水道水が並列状態で流通する第１流通路及び第２流通路と、電解槽のプラス側の通路を流通した酸性イオン水が流通する第１イオン水流路と、電解槽のマイナス側の通路を流通したアルカリイオン水が流通する第２イオン水流路と、水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のプラス側の通路と第１流通路を連通する第１流入路と、水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のプラス側の通路と第１イオン流路を連通する流出路と、水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のプラス側の通路と第１流通路を連通するプラス側流入路と、水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路と第２流通路を連通するマイナス側流入路と、水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のプラス側の通路と第１イオン水流路を連通するプラス側流出路と、水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路と第２イオン水流路を連通するマイナス側流出路と、水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のマイナス側の通路と第２イオン水流路を連通する循環流入通路と、水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のマイナス側の通路と第２流通路を連通する循環流出通路と、第２イオン水流路を流通するマイナス側流出路から流出したアルカリイオン水の一部を循環流入通路から電解槽のマイナス側の通路及び循環流出通路を通して第２流通路に循環させる循環手段と、第２イオン水流路の吐水口に溶存水素を吸蔵する剤を供給する吸蔵剤供給系とを備え、第１流入路及びプラス側流入路を通して第１流通路からの水道水を電解槽のプラス側の通路に流入させると共に、流出路及びプラス側流出路を通して第１イオン水流路に酸性イオン水を流出させ、マイナス側流入路を通して第２流通路からの水道水を水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路に流入させると共に、マイナス側流出路を通して第２イオン水流路にアルカリイオン水を流出させ、循環手段により、循環流入通路を通して第２イオン水流路を流通するアルカリイオン水の一部を少なくとも水道水の流通方向における最上流側の電解槽のマイナス側の通路に循環させ、マイナス側の通路内のアルカリイオン水に水素を溶存させ、吸蔵剤供給系から第２イオン水流路の吐水口に溶存水素を吸蔵する剤を供給して溶存水素を吸蔵させることで水素の溶存を保持することを特徴とする。
請求項１に係る本発明では、水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路でイオン交換されたアルカリイオン水の一部を、水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のマイナス側の通路に循環させてイオン交換されたアルカリイオン水に対して水素を溶存させて水素含有電解水を得る。そして、吸蔵剤供給系から溶存水素を吸蔵する剤を供給することで、水素の溶存状態を長時間にわたり保持する。これにより、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。
そして、請求項２に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１に記載の水素含有電解水整水器において、循環手段は、循環流出通路の流速を速めて循環流入通路からのアルカリイオン水に吸引力を生じさせる手段であることを特徴とする。
請求項２に係る本発明では、循環流出通路の流速を速めてアルカリイオン水に吸引力を生じさせることでアルカリイオン水の一部を循環させて水素を溶存させることができる。
また、請求項３に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項２に記載の水素含有電解水整水器において、循環流入通路及び循環流出通路を備えた電解槽を２つ以上備え、下流側の電解槽の循環流入通路径及び循環流出通路径が漸増していることを特徴とする。
請求項３に係る本発明では、下流側の電解槽の循環流入通路径及び循環流出通路径が漸増しているので、複数の電解槽に対して水道水の流入が均等に行われる。
また、請求項４に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、プラス側流入路及びマイナス側流入路を備えた電解槽を２つ以上備えたことを特徴とする。
請求項４に係る本発明では、２つ以上の電解槽で循環される前のアルカリイオン水を生成することができる。
また、請求項５に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、電解槽のイオン交換膜に対向する領域を可撓膜によって形成すると共に、電解槽を整水器本体内に配置し、電解槽内に供給する水道水を電解槽と整水器本体との間の空間にも供給して電解槽を水道水中に保持することを特徴とする。
請求項５に係る本発明では、電解槽内で生じる水圧差が電解槽の一部を構成する可撓膜が変形することで実質的に吸収されるため、イオン交換膜が変形することによる破損が防止される。このため、電解槽に供給する水道水の水圧を上昇させることができ、水素含有電解水の吐出量を増加させることができる。
また、請求項６に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、セルロースにカルボキシメチル基を結合させたＣＭセルロースであることを特徴とする。
また、請求項７に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、フコイダンであることを特徴とする。
また、請求項８に係る本発明の水素含有電解水整水器は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、グァーガムであることを特徴とする。
請求項６〜請求項８に係る本発明では、ＣＭセルロースもしくはフコイダンもしくはグァーガムを用いて水素を吸蔵することで水素の溶存状態を長時間にわたり保持することができる。
上記目的を達成するための本発明の請求項９に係る浴槽設備は、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器の流通路の入口が水道水の原水管に接続され、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器の第２イオン水流路の吐出口が浴槽の給湯管に接続されていることを特徴とする。
請求項９に係る本発明では、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる水素含有電解水整水器を備えた浴槽設備とすることができる。
そして、水道水をマイナス側の電解によりイオン交換してアルカリイオン水を生成し、生成されたアルカリイオン水を循環してマイナス側の電解によりイオン交換して水素を溶存させ、水素を溶存させたアルカリイオン水に溶存水素を吸蔵する剤を供給して溶存水素を吸蔵させることで水素の溶存を保持することができる。
これにより、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。
本発明の水素含有電解水整水器は、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。
また、本発明の浴槽設備は、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる水素含有電解水整水器を備えた浴槽設備となる。
図１には本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水整水器の概念構成、図２にはアルカリイオン水の流通状況、図３には酸性イオン水の流通状況、図４には図１に対応する各部材の寸法例、図５〜図８には各系統の流体の流れ状況例、図９には水素含有電解水整水器を備えた浴槽設備の概略、図１０には溶存水素を吸蔵する剤を供給した際の溶存水素量の経時変化を示してある。
図１に示すように、水素含有電解水整水器１０の外枠を構成する整水器本体内には、内部で水道水が電離されてアルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される複数（図示例では６個）の電解槽１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ）が保持されている。
各電解槽１２の内部にはイオン交換膜１６が固定され、イオン交換膜１６によって電解槽１２の内部が２つの通路１、２に区切られている。図示例では、通路１がプラス側の通路１となってイオン交換により酸性イオン水が生成され、通路２がマイナス側の通路２となってイオン交換によりアルカリイオン水が生成される。
電解槽１２のイオン交換膜１６に対向する領域には一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられ、電極１７ａ、１７ｂは整水器本体１１に設けられた端子部と接続されている。電極１７ａ、１７ｂは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜と同等の大きさを有するスペーサの一方の面にそれぞれ取り付けられている。そして、スペーサが空間にイオン交換膜１６を挟持するように配置されることで、イオン交換膜１６に対向する領域に電極１７ａ、１７ｂが設けられる。
電解槽１２の下端部側の整水器本体１１には流通路３からの水道水が並列状態で流通する第１流通路４及び第２流通路５が設けられ、電解槽１２の上端部側の整水器本体１１には第１イオン水流路１５及び第２イオン水流路１４が設けられている。第１流通路４及び第２流通路５には流通路３から水道水が送られ、図３中右側から左側の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ方向に水道水が流通する。即ち、図３中右側の電解槽１２ａが水道水の流通方向における最上流側となり、図３中右側の電解槽１２ｆが水道水の流通方向における最下流側とされている。第１流通路４は電解槽１２のプラス側の通路１につながり、第２流通路５は電解槽１２のマイナス側の通路２につながっている。
電解槽１２のイオン交換膜１６に対向する領域の少なくとも一部、本実施形態例では、電解槽１２の全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。例えば、電解槽１２が、厚さが０．３ｍｍ程度のプラスチックシートによって形成されている。
また、複数の電解槽１２が保持された整水器本体の内部、即ち、電解槽１２と整水器本体との間の空間内には水道水が供給され、整水器本体内に貯まった水道水（貯留水）の中に電解槽１２が保持されている。また、整水器本体の内部には、電解槽１２に接触しない領域の一部、例えば、第１イオン水流路１５の上部に空気が残留している空気部が存在する。内部に水道水が供給される整水器本体１１は、水道水の水圧に耐えられる程度の剛性を有する材料、例えば、ステンレス鋼等で形成する必要がある。
６個の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのうち、水道水の流通方向における上流側の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには、第１流通路４につながる第１流入路３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び第２流通路５につながる循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが設けられている。また、水道水の流通方向における下流側の電解槽１２ｅ、１２ｆには、第１流通路４につながるプラス側流入路３３ｅ、３３ｆ及び第２流通路５につながるマイナス側流入路３４ｅ、３４ｆが設けられている。
そして、第１流入路３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及びプラス側流入路３３ｅ、３３ｆは、電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのプラス側の通路１に接続され、循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及びマイナス側流入路３４ｅ、３４ｆは、電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのマイナス側の通路２に接続されている。
一方、６個の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのうち、水道水の流通方向における上流側の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには、第１イオン水流路１５につながる流出路３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び第２イオン水流路１４につながる循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが設けられている。また、水道水の流通方向における下流側の電解槽１２ｅ、１２ｆには、第１イオン水流路１５につながるプラス側流出路３７ｅ、３７ｆ及び第２イオン水流路１４につながるマイナス側流出路３８ｅ、３８ｆが設けられている。
そして、流出路３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及びプラス側流出路３７ｅ、３７ｆは、電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのプラス側の通路１に接続され、循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及びマイナス側流出路３８ｅ、３８ｆは、電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのマイナス側の通路２に接続されている。
循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの径は、水道水の流通方向における下流側が漸増（例えば、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ）している。また、プラス側流入路３３ｅ、３３ｆ及びプラス側流出路３７ｅ、３７ｆの径は、水道水の流通方向における下流側が漸減（例えば、６ｍｍ、４ｍｍ）している。
一方、第２イオン水流路１４の出口側（吐水口）には吸蔵剤供給系５０が接続され、吸蔵剤供給系５０からは第２イオン水流路１４の吐水口から第２イオン水流路１４の内部に溶存水素を吸蔵する剤が供給される。溶存水素を吸蔵する剤としては、セルロースにカルボキシメチル基を結合させたＣＭセルロースが適用される。また、アルカリイオン水を飲料水として用いる場合には、溶存水素を吸蔵する剤として、フコイダン、グァーガムが適用される。また、溶存水素を吸蔵する剤としてカルボキシルメチル・セルロース・ナトリウム（ＣＭＣナトリウム）を適用することも可能である。
上述した水素含有電解水整水器１０は、図９に示すように、流通路３の入口が原水側の水道管５１に接続され、第２イオン水流路１４の吐出口が蛇口５２側の給湯管５３に接続される。給湯管５３により電解槽１２によって生成された水素を溶存させたアルカリイオン水（水素含有電解水）が浴槽５４に供給される。浴槽５４に供給される水素含有電解水の溶存水素は、吸蔵剤供給系５０から供給されたＣＭセルロースによって溶存状態が長時間にわたって保持されている。第１イオン水流路の端部は、電解槽１２によって生成された酸性イオン水が排出される排水管５５と接続される。
排水管５５の途中には電磁バルブ４１が設けられ、酸性イオン水の排水量は電磁バルブ４１の開閉によって制御されている。また、第２イオン水流路１４と水道管５１との接続部分には流量スイッチ４２が設けられ、流量スイッチ４２からの信号に基づいて電磁バルブ４１が開閉される。また、流量スイッチ４２及び電磁バルブ４１の制御や電解槽１２の電極１７ａ、１７ｂに供給する電圧の制御等は、図示しない制御手段によって制御されている。
以下、水素含有電解水整水器１０の動作を説明する。
水素含有電解水整水器１０の電解槽１２内には流通路３から水道水が常に所定の圧力で供給されている。
そして、利用者が給湯管５３の蛇口５２の部分に設けられた水栓５６を開くことで、電解槽１２内で生成された水素を溶存させたアルカリイオン水が第２イオン水流路１４を介して蛇口５２から所定の流量で浴槽５４に供給される。同時に、アルカリイオン水が流れ始めたことが流量スイッチ４２で検出され、流量スイッチ４２からの信号に基づいて電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加される。更に、排水管５５に設けられた電磁バルブ４１が開状態にされて酸性イオン水が排出される。
電解槽１２内に供給された水道水は、イオン交換膜１６で区切られた通路１、２に流れ込む。そして、電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加されているため、電解槽１２内、即ち、イオン交換膜１６と電極との間を通過する際に、水道水中（循環されたアルカリイオン水）は水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とに電離し、水素イオンＨ＋がイオン交換膜１６を介して一方の空間に集まることで、アルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される。つまり、２つの空間のうちの−電極（陰極）１７ａ側の通路２では、イオン交換膜１６を通過して水素イオンＨ＋が集まり、水道水（２Ｈ２Ｏ）及び循環されたアルカリイオン水は、電子（２ｅ-）によりＨ２＋２ＯＨ-に整水され、水素が溶存されたアルカリイオン水が生成される。
一方、＋電極（陽極）１７ｂ側の通路１では、水道水（２Ｈ２Ｏ）は、Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ-に整水され、酸性イオン水が生成される。このように水道水は、この電解槽１２を通過する際に連続的に電離され、これにより生成されたアルカリイオン水（水素が溶存されたアルカリイオン水）が蛇口５２から供給されると共に、酸性イオン水が排水管５５から排出される。
吸蔵剤供給系５０からは第２イオン水流路１４の内部に溶存水素を吸蔵する剤であるＣＭセルロースが供給される。第２イオン水流路１４のアルカリイオン水の水素はＣＭセルロースに吸蔵され、溶存水素の蒸散が抑制されて溶存状態が長時間にわたって保持される。
また、利用者が水栓５６を閉めることでアルカリイオン水の供給が停止され、これに伴い流量スイッチ４２の信号によって電磁バルブ４１が閉じられ、酸性水の排水も停止される。
水素含有電解水整水器１０における水道水の流れを説明する。
第１流入路３１及びプラス側流入路３３を通して第１流通路４からの水道水を電解槽１２のプラス側の通路１に流入させ、流出路３５及びプラス側流出路３７を通して第１イオン水流路１５に酸性イオン水を流出させる。同時に、マイナス側流入路３４を通して第２流通路５からの水道水を下流側の電解槽１２ｅ、１２ｆのマイナス側の通路２に流入させると共に、マイナス側流出路３８ｅ、３８ｆを通して第２イオン水流路１４にアルカリイオン水を流出させる。
循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを通して第２イオン水流路１４を流通するアルカリイオン水の一部を上流側の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのマイナス側の通路２に循環させ、マイナス側の通路２から循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを通して第２流通路５にアルカリイオン水を流出させる。マイナス側の通路２を循環するアルカリイオン水に対して水素が溶存される。
アルカリイオン水の一部が上流側の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのマイナス側の通路２に循環する循環手段は、循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの径を漸増させて構成されている。そして、分岐管の圧力差により、循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに引き込まれる力を生じさせ、アルカリイオン水の一部を循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄからマイナス側の通路２に流入させる。尚、圧力差による流量の具体的な例は、図４〜図８に基づいて後述する。
上述した水素含有電解水整水器１０におけるアルカリイオン水の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆでの流速は、図２に示したように、電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄでは循環方向となり、電解槽１２ｅ、１２ｆでは吐出方向となる。
また、酸性イオン水の電解槽１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆでの流速は、図３に示したように、吐出方向に均一となる。
このため、イオン交換されたアルカリイオン水に対して水素を溶存させて水素含有電解水を得ることができ、吸蔵剤供給系５０からはＣＭセルロースを供給してアルカリイオン水の水素をＣＭセルロースに吸蔵させるので、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。
図４〜図８に基づいて水素含有電解水整水器１０の流路の具体的な寸法及び流通状況を説明する。
図４に示すように、第１流通路４、第２流通路５、第１イオン水流路１５、第２イオン水流路１４、第１流入路３１ａ、３１ｂ、流出路３５ａ、３５ｂの径は１３ｍｍとされ、第１流入路３１ｃ、３１ｄ及び循環流出路３２c、３２ｄの径が１０ｍｍ、８ｍｍとされ、プラス側流入路３３ｅ、３３ｆ及びプラス側流出路３７ｅ、３７ｆの径が６ｍｍ、４ｍｍとされている。また、循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの径が４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍとされ、マイナス側流入路３４ｅ、３４ｆ及びマイナス側流出路３８ｅ、３８ｆの径が１３ｍｍとされている。
水道水は１５ｌ／ｍｉｎで供給され、第１流通路４に５ｌ／ｍｉｎ、第２流通路５に１０ｌ／ｍｉｎで供給される。第１イオン水流路１５には５ｌ／ｍｉｎで酸性イオン水が流通し、第２イオン水流路１４には１０ｌ／ｍｉｎでアルカリイオン水（水素が溶存されたアルカリイオン水）が流通する。
図５、図６に示すように、第２流通路５と循環流出路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及びマイナス側流入路３４ｆとの接続部での流量Ｑ、流速Ｖの変化量が図表に示した通りに設定され、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対して図で示した通りに所定の圧力差が生じる。また、図７、図８に示すように、第２イオン水流路１４と循環流入路３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及びマイナス側流出路３８ｅとの接続部での流量Ｑ、流速Ｖの変化量が図表に示した通りに設定される。これにより、圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対して図で示した通りに所定の圧力差が生じてアルカリイオン水を循環させて水素を溶存させることができる。
電解電圧Ｖ及び電解電流Ａを変えて溶存水素濃度を測定した結果を説明する。以下に示した結果は、（１）〜（８）まで溶存水素の濃度が１.５ｐｐｍ〜６.０ｐｐｍ程度の範囲で順に高く（約４倍に増加）なっている。
（１）電解電圧２５Ｖ、電解電流３Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（２）電解電圧２３Ｖ、電解電流３Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水２.５ｌの場合、水温４１℃の水素溶存電解水が得られた。
（３）電解電圧４４Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（４）電解電圧４２Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３７℃の水素溶存電解水が得られた。
（５）電解電圧４３Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水２.５ｌの場合、水温４１℃の水素溶存電解水が得られた。
（６）電解電圧５９Ｖ、電解電流９Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（７）電解電圧６０Ｖ、電解電流９Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３９℃の水素溶存電解水が得られた。
（８）電解電圧６７Ｖ、電解電流１０Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（１）電解電圧２５Ｖ、電解電流３Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（２）電解電圧２３Ｖ、電解電流３Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水２.５ｌの場合、水温４１℃の水素溶存電解水が得られた。
（３）電解電圧４４Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（４）電解電圧４２Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３７℃の水素溶存電解水が得られた。
（５）電解電圧４３Ｖ、電解電流６Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水２.５ｌの場合、水温４１℃の水素溶存電解水が得られた。
（６）電解電圧５９Ｖ、電解電流９Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
（７）電解電圧６０Ｖ、電解電流９Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水１.０ｌの場合、水温３９℃の水素溶存電解水が得られた。
（８）電解電圧６７Ｖ、電解電流１０Ａ、アルカリイオン水５.０ｌ、酸性イオン水０.５ｌの場合、水温３８℃の水素溶存電解水が得られた。
このように、条件を適宜設定することにより、充分な水素濃度を有し、所望の溶存水素の状態のアルカリイオン水を得ることができ、活性水素を充分に含んだアルカリイオン水を生成することができる。十分に活性水素を含んだアルカリイオン水が生成されることで、脂肪塊を抑制する程度に肌を活性化できるアルカリイオン水として適用することができる。
ここで、溶存水素を吸蔵する剤を添加した際の溶存水素量の経時変化を図１０に基づいて説明する。図１０は、溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合（黒）、ＣＭセルロースを１６６６ｐｐｍ添加した場合（白）、グァーガムを８３３ｐｐｍ添加した場合（斜線）、フコイダンを５０００ｐｐｍ添加した場合（網線）、の溶存水素量の経時変化を示してある。
初期の段階では、溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合及び添加した場合のいずれも、溶存水素量は約０．７ｐｐｍ〜約０．８ｐｐｍ程度である。５分経過後には、溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合の溶存水素量の低下が顕著となる。１０分経過後には溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合の溶存水素量の低下が更に顕著となり、溶存水素を吸蔵する剤を添加した場合に比べて約半分になる。更に、１５分経過後には溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合の溶存水素量は、溶存水素を吸蔵する剤を添加した場合に比べて約１／３から約半分になり、溶存水素量の低下が一層顕著となる。
このため、ＣＭセルロースをはじめとした溶存水素を吸蔵する剤を添加することで、溶存水素の蒸散が抑制されて溶存状態が長時間にわたって保持されることが判る。
また、溶存水素を吸蔵する剤として、ＣＭＣナトリウムを用いた場合も溶存水素の蒸散が抑制されて溶存状態が長時間にわたって保持されることが確認された。即ち、１６６６ｐｐｍのＣＭＣナトリウムをサンプルのアルカリイオン水３０ｍｌに投入し、１２００ｒｐｍで攪拌した後の溶存水素量を測定した結果、溶存水素を吸蔵する剤を添加しない場合は、１５分後に、溶存水素量が約０．７ｐｐｍから約０．１ｐｐｍに減少したのに対し、ＣＭＣナトリウムを添加した場合、１５分後に、溶存水素量は約０．７ｐｐｍから約０．３ｐｐｍまでしか減少しないことが確認された。つまり、１５分経過しても約３倍の水素が溶存されていることが確認された。
尚、上述した実施形態例では、電解槽１２を６個備え、流路径を変えて圧力差によりアルカリイオン水を循環させる装置を例に挙げて説明したが、電解槽のマイナス側の通路及びプラス側の通路に水道水を流通させる流通路と、電解槽のプラス側の通路を流通した酸性イオン水が流通する第１イオン水流路と、電解槽のマイナス側の通路を流通したアルカリイオン水が流通する第２イオン水流路と、第２イオン水流路を流通するアルカリイオン水の一部を電解槽のマイナス側の通路に循環させる循環系統とを備えた構成であれば、実施形態例の構成には限定されない。例えば、循環系統に動力によりアルカリイオン水を循環させる構成とすることも可能であり、２個以上５個未満の電解槽、あるいは、７個以上の電解槽を備えた装置とすることも可能である。
上述した水素含有電解水整水器１０及び水素含有電解水の製造方法は、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる。また、生成された水素含有電解水（アルカリイオン水）は、大掛かりな設備を要さずに水素が充分且つ確実に溶存された水素含有電解水となる。
また、大掛かりな設備を要さずに水素を充分且つ確実に溶存させた水素含有電解水を得ることができる水素含有電解水整水器１０を備えた浴槽設備となる。このため、十分且つ長時間にわたり活性水素を含んだ状態のアルカリイオン水を浴槽５４に溜めることができ、入浴時に脂肪塊を抑制する程度に肌を活性化させることができる。
上述した実施形態例における溶存水素を吸蔵する剤としては、水素の大気への蒸散を抑制する水素吸蔵用物質（天然系水溶性高分子、合成系水溶性高分子、天然系油脂等）を広く用いることができる。これは、水素は中性物質であるため、水素吸蔵用物資のポリマーに物理的に吸蔵及び物理的放出を行なう性質を有するためである。
水素吸蔵用物質としては、上述したＣＭセルロース、グァーガム、フコイダンをはじめとしたデキストラン硫酸から構成される天然系水溶性ポリマーの群の一つ乃至は複数を用いることができる。また、水溶性合成ポリマーであるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）のいずれか、もしくは両方を用いることができる。また、アンチオキシダント剤であるヘスペリジン、アスコルビン酸、カテキンから構成される群の一つ乃至は複数を用いることができる。更に、ヘスペリジン（柚子油）を用いることができる。
本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成すると共に生成されたアルカリイオン水に水素を溶存させる水素含有電解水整水器の産業分野で利用することができる。
また、本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成すると共に生成されたアルカリイオン水に水素を溶存させる水素含有電解水整水器を有する浴槽設備の産業分野で利用することができる。
１ プラス側の通路
２ マイナス側の通路
３ 第１流通路
４ 第２流通路
１０ 水素含有電解水整水器
１１ 整水器本体
１２ 電解槽
１４ 第２イオン流水路
１５ 第１イオン流水路
１６ イオン交換膜
３１ 第１流入路
３２ 循環流出路
３３ プラス側流入路
３４ マイナス側流入路
３５ 流出路
３６ 循環流入路
３７ プラス側流出路
３８ マイナス側流出路
４１ 電磁バルブ
４２ 流量スイッチ
５０ 吸蔵剤供給系
５１ 水道管
５２ 蛇口
５３ 給湯管
５４ 浴槽
５５ 排水管
５６ 水栓
２ マイナス側の通路
３ 第１流通路
４ 第２流通路
１０ 水素含有電解水整水器
１１ 整水器本体
１２ 電解槽
１４ 第２イオン流水路
１５ 第１イオン流水路
１６ イオン交換膜
３１ 第１流入路
３２ 循環流出路
３３ プラス側流入路
３４ マイナス側流入路
３５ 流出路
３６ 循環流入路
３７ プラス側流出路
３８ マイナス側流出路
４１ 電磁バルブ
４２ 流量スイッチ
５０ 吸蔵剤供給系
５１ 水道管
５２ 蛇口
５３ 給湯管
５４ 浴槽
５５ 排水管
５６ 水栓
Claims (9)
- 一対の電極を挟んでイオン交換膜が備えられマイナス側の通路及びプラス側の通路が備えられた複数の電解槽と、
流通路からの水道水が並列状態で流通する第１流通路及び第２流通路と、
電解槽のプラス側の通路を流通した酸性イオン水が流通する第１イオン水流路と、
電解槽のマイナス側の通路を流通したアルカリイオン水が流通する第２イオン水流路と、
水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のプラス側の通路と第１流通路を連通する第１流入路と、
水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のプラス側の通路と第１イオン流路を連通する流出路と、
水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のプラス側の通路と第１流通路を連通するプラス側流入路と、
水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路と第２流通路を連通するマイナス側流入路と、
水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のプラス側の通路と第１イオン水流路を連通するプラス側流出路と、
水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路と第２イオン水流路を連通するマイナス側流出路と、
水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のマイナス側の通路と第２イオン水流路を連通する循環流入通路と、
水道水の流通方向における少なくとも最上流側の電解槽のマイナス側の通路と第２流通路を連通する循環流出通路と、
第２イオン水流路を流通するマイナス側流出路から流出したアルカリイオン水の一部を循環流入通路から電解槽のマイナス側の通路及び循環流出通路を通して第２流通路に循環させる循環手段と、
第２イオン水流路の吐水口に溶存水素を吸蔵する剤を供給する吸蔵剤供給系と
を備え、
第１流入路及びプラス側流入路を通して第１流通路からの水道水を電解槽のプラス側の通路に流入させると共に、流出路及びプラス側流出路を通して第１イオン水流路に酸性イオン水を流出させ、
マイナス側流入路を通して第２流通路からの水道水を水道水の流通方向における少なくとも最下流側の電解槽のマイナス側の通路に流入させると共に、マイナス側流出路を通して第２イオン水流路にアルカリイオン水を流出させ、
循環手段により、循環流入通路を通して第２イオン水流路を流通するアルカリイオン水の一部を少なくとも水道水の流通方向における最上流側の電解槽のマイナス側の通路に循環させ、マイナス側の通路内のアルカリイオン水に水素を溶存させ、
吸蔵剤供給系から第２イオン水流路の吐水口に溶存水素を吸蔵する剤を供給して溶存水素を吸蔵させることで水素の溶存を保持する
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１に記載の水素含有電解水整水器において、
循環手段は、循環流出通路の流速を速めて循環流入通路からのアルカリイオン水に吸引力を生じさせる手段である
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項２に記載の水素含有電解水整水器において、
循環流入通路及び循環流出通路を備えた電解槽を２つ以上備え、
下流側の電解槽の循環流入通路径及び循環流出通路径が漸増している
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、
プラス側流入路及びマイナス側流入路を備えた電解槽を２つ以上備えた
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、
電解槽のイオン交換膜に対向する領域を可撓膜によって形成すると共に、電解槽を整水器本体内に配置し、電解槽内に供給する水道水を電解槽と整水器本体との間の空間にも供給して電解槽を水道水中に保持する
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、
吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、セルロースにカルボキシメチル基を結合させたＣＭセルロースである
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、
吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、フコイダンである
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器において、
吸蔵剤供給系から供給される溶存水素を吸蔵する剤は、グァーガムである
ことを特徴とする水素含有電解水整水器。 - 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器の流通路の入口が水道水の原水管に接続され、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の水素含有電解水整水器の第２イオン水流路の吐出口が浴槽の給湯管に接続されている
ことを特徴とする浴槽設備。
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