(57)【要約】【課題】サウナの発汗促進、血流促進、肌の保湿、リフレッシュおよびリラックスなどの効能に対して、水素水を使用して、その効能をより効果的に、より高い相乗効果を得る。【解決手段】浴室６０内をサウナ風呂とするバブルサウナ装置５０において、水素ガスを供給する水素ガス発生装置１と、界面活性剤を入れた溶液をバブル溶液として貯蔵する溶液タンク４５と、溶液タンク４５から水素ガスを内包させた水素バブル６１を浴室６０内に噴出するバブル生成ノズル５３と、を備える。【選択図】図１
2018130527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室内にバブルが噴出したサウナ風呂とするバブルサウナ装置において、
前記浴室内を加熱し、湿度を高めるための加熱・高湿度化手段と、
界面活性剤を入れた溶液をバブル溶液として貯蔵する溶液タンクと、
前記バブル溶液から気体を内包させたバブルを前記浴室内に噴出するバブル生成ノズルと、
を備えたことを特徴とするバブルサウナ装置。
【請求項２】
前記バブル溶液は、水素水に前記界面活性剤を入れたものであることを特徴とする請求項１に記載のバブルサウナ装置。
【請求項３】
水素ガス発生装置を更に備え、
前記バブル溶液は、前記水素ガス発生装置により供給された水素ガスを溶解した水素水に前記界面活性剤を入れたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバブルサウナ装置。
【請求項４】
前記水素水は４０〜５０℃に加熱されることを特徴とする請求項２又は３に記載のバブルサウナ装置。
【請求項５】
前記バブルの大きさは、直径が０．２〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【請求項６】
前記バブル生成ノズルによって噴出する前記バブルの玉数を毎分１０００〜２０００個としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【請求項７】
前記バブル生成ノズルは、前記浴室の空間内部へ向けて高さ方向で中間より下方に設置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【請求項８】
水素ガス発生装置で生成された水素ガスと混合された水素水を貯留する水素水タンクと、
先端に微小な孔が設けられ、前記浴室の空間内部へ向けて前記バブル生成ノズルより高い位置に設置され、前記水素水を水素水ミストとして前記浴室内に噴霧する噴霧ノズルと、
を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【請求項９】
前記バブルに光を当てるためのＬＥＤ電球を更に備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【請求項１０】
酸素ガスを供給する酸素ガス発生装置を更に備え、
前記バブル生成ノズルは、前記酸素ガス発生装置で発生した酸素を内包させたバブルを噴出する請求項１から９のいずれか１項に記載のバブルサウナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サウナ風呂（サウナぶろ）、又は単にサウナと言われるフィンランド式の蒸し風呂に関し、特に浴室内にバブルを噴出するバブルサウナ装置及びそれを用いたバブルサウナに関する。
【背景技術】
【０００２】
サウナには、発汗作用による疲労物質の排出や減量促進の他にも、血流がよくなることでリラックスをもたらし、ストレスから解放された気持ちになる、安眠できる、などのメリットが報告されている。また、サウナは乾式と湿式とに大別され、乾式はドライサウナと呼ばれ内部の温度が８０℃〜１００℃と高い。湿式はミストサウナとも呼ばれ内部温度は４０〜５０℃程度で湿度は１００％近く高湿度状態である。
【０００３】
従来、浴槽などの水槽内で気体を噴出することにより気泡を発生させることが知られ、さらに、水中で噴出する気体として水素ガスを使用した装置が特許文献１に記載されている。つまり、浴湯中に水素ガスを供給した風呂、いわゆる水素風呂は、抗老化作用の他、美容効果を発揮する風呂として近年注目されている。
【０００４】
また、浴室外に設けたエアポンプからの空気圧と給湯圧でノズルよりミストを発生させるように構成したミストサウナ装置において、水素水ミストを発生させること、さらに、水素水としての効能を十分に得ることができる程度まで高濃度に水素ガスが溶解した水素水ミストを発生させることが、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７５７４４号公報
【特許文献２】特開２０１７−６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術において、特許文献１に記載のものは、いわゆる水素風呂であり、水素の気泡で、さっぱり・しっとり感が味わえ、健康・美容の面で多くの効用が得られるとされている。しかしながら、ミストサウナ装置ではないので、霧が全身を包み込み、入浴タイムをより楽しむことによる発汗促進、血流促進、肌の保湿、リフレッシュおよびリラックスなどの効能を得るには十分とは言いがたい。
【０００７】
特許文献２に記載のものは、ミストサウナで内部を水素雰囲気にするために噴出させるミストの元の水を水素水としたものであり、水素ガス供給源から供給された水素ガスを筐体内部において常温近傍で保持して、より多くの水素ガスを水中に溶解させるにすぎない。ミスト噴霧ノズルで噴き出された細かい水滴は、空中を移動する際に、溶存していた水素ガスが抜けてしまう。したがって、高濃度の水素水を細かい水滴として空間に放したとしても、皮膚などに当てたときにはその水滴には水素濃度が検出されない。つまり、浴室内に、単純に水素水を噴霧しても水素水のミストを浴びた気になるが、水素水の効能を得るには十分でない。
【０００８】
本発明の目的は、バブルとサウナとを結合した新しいバブルサウナを提供することにある。これにより、バブルが皮膚ではじける新しい感覚を味わうことができ、視覚的にもサウナルームの中で多くのバブルが浮遊しているという斬新な感覚を味わうことができる。
【０００９】
また、バブルの中の気体を水素にすることより、バブルが皮膚に触れてはじけると、高濃度の水素が皮膚に触れることになる。このため、通常のサウナの効果・効能と言われる、サウナの発汗促進、血流促進、肌の保湿、リフレッシュおよびリラックスなどの効能のみならず、近年注目されている水素の効能と言われる皮膚や髪の抗酸化といったアンチエイジングの効果も期待できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、浴室内にバブルが噴出したサウナ風呂とするバブルサウナ装置において、前記浴室内を加熱し、湿度を高めるための加熱・高湿度化手段と、界面活性剤を入れた溶液をバブル溶液として貯蔵する溶液タンクと、前記バブル溶液から気体を内包させたバブルを前記浴室内に噴出するバブル生成ノズルと、を備えたものである。
【００１１】
また、本発明は、浴室内をサウナ風呂とするバブルサウナ装置において、水素ガスを供給する水素ガス発生装置と、界面活性剤を入れた溶液をバブル溶液として貯蔵する溶液タンクと、前記バブル溶液から前記水素ガスを内包させた水素バブルを前記浴室内に噴出するバブル生成ノズルと、を備えても良い。
ここで、バブル内に内包させるガスとしては、水素が望ましいが、体に無害なその他のガス、例えば、不活性ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン）や、窒素等を選択しても良い。その場合は、それらのガスの発生装置、それらのガスの貯蔵タンクを水素ガス発生装置の代わりのガス供給手段として用いることができる。
【００１２】
これにより、水素ガスを内包させた水素バブルを浴室内に噴出するサウナ風呂となるので、サウナに入った人の皮膚などに確実に水素ガスを伝えることができる。さらに、視覚的な効果も伴い、水素ガスによる人体への良い影響をより効果的に与えることができる。また、水素バブルが皮膚に当り、弾けることで、弾けるときのパチパチあるいはシュワシュワする感触が、言わば軽いマッサージのような効果となる。
【００１３】
また、本発明は、酸素ガスを供給する酸素ガス発生装置を更に備え、前記バブル生成ノズルは、前記酸素ガス発生装置で発生した酸素を内包させたバブルを噴出することを備えていてもよい。
【００１４】
また、上記のバブルサウナ装置において、前記バブル溶液は、水素水に前記界面活性剤を入れたものであることが望ましい。
【００１５】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記バブル溶液は、前記水素ガス発生装置により供給された前記水素ガスを溶解した水素水に前記界面活性剤を入れたものであることが望ましい。
【００１６】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記水素水は４０〜５０℃に加熱されることが望ましい。
【００１７】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記水素水バブルの大きさは、直径が０．２〜２ｍｍであることが望ましい。
【００１８】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記水素水バブルに水素ガスが内包され、その大きさ、及び内包する水素ガスの量は、前記浴室内で漂う位となるように調整されても良い。
【００１９】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記バブル生成ノズルによって噴出する前記水素バブルの玉数を毎分１０００〜２０００個としたことが望ましい。
【００２０】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記バブル生成ノズルは、前記浴室内の空間内部へ向けて高さ方向で中間より下方に設置されることが望ましい。
【００２１】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記水素ガス発生装置で生成された水素ガスと混合された水素水を貯留する水素水タンクと、先端に微小な孔が設けられ、前記浴室の空間内部へ向けて前記バブル生成ノズルより高い位置に設置され、前記水素水を水素水ミストとして前記浴室内に噴霧する噴霧ノズルと、を備えたことが望ましい。
【００２２】
さらに、上記のバブルサウナ装置において、前記水素ガス発生装置は、水の電気分解により水素ガスを生成するものであって、水素を排出可能な密閉容器で形成され、当該密閉容器の中で水素極と酸素極とが電解質膜の両側を挟むように設けられた、水を電気分解する電極部と、前記電極部における前記水素極と前記酸素極との間に直流電圧を印加する電源部とを備え、前記水素極における水素極触媒層又は前記酸素極における酸素極触媒層として用いられる水電気分解用電極材料は、金属材料として複数の異なる遷移金属を少なくとも含有する成形体であり、前記成形体は、前記金属材料の粉体を含む混合物からなり、かつ、前記水および前記水が電気分解されて発生する水素ガスが前記成形体を透過可能なように前記成形体に分散した空隙を有することが望ましい。
【００２３】
上記のいずれかに記載のバブルサウナ装置と、前記バブル生成ノズルが空間内部に設置された浴室と、前記浴室内に設置され、水素ガス濃度を検出する可燃性ガス検知器と、を備え、前記水素ガス濃度が所定値より高まった場合に前記水素ガス発生装置からの水素ガスの供給を停止する構成を有することもできる。
【００２４】
上記に記載のバブルサウナにおいて、前記水素バブルに光を当てるためのＬＥＤ電球を更に備えることを特徴とするバブルサウナである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のバブルサウナは、バブルがサウナ室内に多く浮遊しているので、バブルが皮膚に接触したときに弾ける新しい感覚を味わうことができ、視覚的にもサウナルームの中で多くのバブルが浮遊しているという斬新な感覚を味わうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による一実施の形態に係るバブルサウナ装置を示す概略図
【図２】ドライサウナとミストサウナの特徴を示す表
【図３】本発明による一実施の形態による水素ガス発生装置の構成を示すブロック図
【図４】図３の水素ガス発生装置に用いられる電極部の構造の一例を示す図
【図５】本発明による一実施の形態による給湯設備を示すブロック図
【図６】本発明による一実施の形態によるバブル発生装置を示す概略図
【図７】本発明による他の実施の形態に係るバブルサウナ装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態１について図面を参照して詳細に説明する。図１は、バブル発生装置４０を用いたバブルサウナの全体を示す概略図であり、水素水ミスト６２及び水素バブル６１を生成するためバブルサウナ装置５０には、水素ガス発生装置１が設けられてている。６０は浴室（サウナ室）であり、バブルサウナ装置５０によって水素水ミスト６２と水素バブル６１がその中に噴霧される。
【００２８】
ここで、浴室６０内は、高湿度状態であれば良いので、水素水ミストではなくただの水のミストであっても良いが、水素の効能を得るためには、水素水ミストを用いることが好ましい。また、水素水ミストではなく、水蒸気を生成させて水素水ミストの代わりに水蒸気を浴室６０内に導入するようにすることもできる。
【００２９】
図２は、ドライサウナとミストサウナの特徴を示す表である。サウナは乾式（ドライサウナ）と湿式（ミストサウナ）とに大別され、それぞれを比較した結果を示している。乾式はドライサウナと呼ばれ内部の温度が８０〜１００℃と高い。湿式はミストサウナとも呼ばれ内部温度は４０℃前後（または４０〜５０℃）程度で湿度は１００％に近いものである。また、ドライサウナは、浴室６０内での着火危険性が高く、ミストサウナでは低い。
【００３０】
さらに、水素が浴室６０内に導入された水素サウナとして、浴室６０に水素ガスを送るとなると、その内部に水素ガスをどのような形で供給するかが重要となる。ドライサウナでは浴室６０内が乾燥雰囲気であり高温であるため、水素ガスが自然発火する温度ではないとはいえ水素ガスは可燃性のガスであり、低湿度状態では静電気火花で着火する可能性がないとは言えないので内部温度が低く高湿度な湿式が望ましい。また、ドライサウナは高い温度で、湿度が低いので、水素ガスが加わることで、人によっては刺激が強すぎて、合わなかったり、体に負担をかけたりする恐れも有る。
【００３１】
一方、ミストサウナは、機器に内蔵されたノズルから、温水が霧となって温風とともに噴霧するものである。即ち、浴室内を暖めて高湿度状態にするための加熱・高湿度化手段としてミスト発生装置を用いている。本発明において、加熱・高湿度化手段としてミスト発生装置を用いることが好ましいが、湿式サウナにおいて加熱・高湿度化手段として通常用いられている室内加熱装置や加湿装置を用いることもできる。
【００３２】
そして、その名のとおり「ミスト＝霧」の中でサウナが楽しめるので、温度の刺激や喉の渇きも少なく、息苦しさがないとされている。通常、ミストサウナで噴霧される水の粒の大きさは、「霧雨」と「霧」の中間位、水滴径が５０μｍ〜３００μｍ程度であり、浴室全体に広げられる。ミストサウナの主なポイントは、「発汗」「洗浄」「保湿」「保温」の４つであり、入浴時、１０分間浴びるだけでも、発汗に有効と言われている。通常入浴（全身浴）の発汗量を１００として比べると、「ミスト浴」は１５０、つまり１．５倍以上増えるという結果も知られている。
【００３３】
ミストサウナで内部を水素雰囲気にするために手っ取り早い方法として、噴出させるミストの元の水を水素水とする方法が有る。しかしながら、水素ガス発生装置にて水素を発生させて高濃度の水素水を製造し、霧吹きあるいは加湿器などに入れて噴出させて皮膚などに当った微細な水素水の水滴を集め溶存水素濃度計で水素濃度を測定する実験を行っても水素は検出されなかった。つまり、噴き出された細かい水滴は、空中を移動する際に、溶存していた水素ガスが抜けてしまうことが分かった。また、液体中の気体分子は、温度が上昇すると活発に動く結果、液体から出ていき易くなるため、水素ガスと接触する水を５０℃程度の高温にすると、水中に溶解できる水素ガス量が少ないものとなった。
【００３４】
そこで、水素ガスを内包したバブル（水素ガスが内部にあるシャボン玉のようなもの）を作り、それを浴室６０に噴出させて、浴室６０内でバブルを浮遊させる。それにより、ミストサウナ内に水素ガスを送り、サウナに入った人に水素ガスによる人体への良い影響をより効果的に与えるバブルサウナ装置５０とした。
【００３５】
水素ガスを内包した水素バブル６１は、界面活性剤が入った溶液から微細なシャボン玉状のバブルを製造するバブル発生装置４０にて直径０．２〜２ｍｍ、望ましくは０．５〜１ｍｍ程度の水素バブル６１を作り、その中に入れる気体を水素ガス発生装置１にて発生させた水素ガスを入れることとした。
【００３６】
上述したように、本発明において好適に使用されるバブルは小さい（直径０．２〜２ｍｍ、望ましくは０．５〜１ｍｍ程度）ものなので、体積に占める水の量が多く重くなりふわふわと浮きににくくなるが、水素を内包することにより、浮きやすくなり浴室６０内で長時間浮いていることが可能になる。
【００３７】
バブルサウナは、浴室６０と、バブルサウナ装置５０とを備える。バブルサウナ装置５０は、水を電気分解して水素ガスを供給する水素ガス発生装置１を備え、設置及び保守に適した簡易な構造で、かつ、低コストで製造可能である。水素ガス発生装置１で生成された水素ガスは、排出管５５より給湯設備１０に導入され、給湯設備１０では、給水及び４０〜５０℃の給湯が行われる。
【００３８】
したがって、給湯設備１０では水が所定の温度である４０〜５０℃に加熱され、導入された水素ガスを溶解した水素水が生成される。生成された水素水は、分岐され、一方は水素水供給管５２でバブル発生装置４０へ、他方は、水素水供給管５１で水素水タンク４１へ導かれる。水素水タンク４１では水素ガス発生装置１で生成された水素ガスと混合されて水素ガスが溶解された水素水が貯留される。
【００３９】
水素ガス発生装置１より供給される水素ガスは、バブル発生装置４０のバブル生成ノズル５３にも水素ガス供給管５６により直接供給される。そして、バブル発生装置４０は、空気、及び水素ガス発生装置１より供給された水素ガスを加圧して、バブル生成ノズル５３から浴室６０内に噴出する。
【００４０】
その際、溶液タンク４５に貯蔵された界面活性剤が入った水溶液であるバブル溶液とともに噴出することにより、シャボン玉状の水素が内包されたバブルが形成され、浴室６０内に多数のバブルが噴出される。バブル生成ノズル５３は、浴室６０の空間内部へ向けて高さ方向で中間よりやや下方に設置されている。
【００４１】
他方、水素水タンク４１の水素水は、噴霧ノズル４２より水素水ミスト６２として浴室６０内に噴霧される。噴霧ノズル４２は、先端に微小な孔が設けられ、浴室６０の空間内部へ向けて高さ方向で中間、バブル生成ノズル５３より高い位置に設置される。ミストにすると水素ガスは抜けてしまうが、水素を曝気させた水道水は酸化還元電位が下がり肌に優しい水となる。
【００４２】
浴室６０の大きさは、例えば、幅が２ｍ、高さ２ｍ、奥行きが１．６ｍ程度で、浴室内の温度を３０〜５０℃、湿度９０％以上、使用水量が１時間で３０リットル程度であり、一般的な浴室用として用いられる素材が使用可能である。浴室６０の内壁素材としては、例えば、樹脂、陶磁器、ステンレス、ホーロー、木質などが良い。また、浴室６０には必要に応じて出入口、換気口、窓などが設けられている。いずれも防火性能の高いものが望ましい。
【００４３】
水素水供給管５１及び５２は、その内部を流通する水素水を漏洩せず、かつその圧力に耐える機械的強度を有している。具体的には、一般に用いられるガス配管を適用し、素材としては例えば、ステンレス等の金属、樹脂、内壁を樹脂で被覆した金属などが望ましい。噴霧ノズル４２、バブル生成ノズル５３は、耐熱性が要求され、ステンレスなどの金属などが良い。
【００４４】
４３は、水素ガス濃度を検出する可燃性ガス検知器であり、浴室６０内に設置される。水素ガスは可燃性ガスであることから、浴室６０内の水素ガス濃度やミストの水素ガス濃度などの安全性を確認し、濃度が所定値より高まった場合には、水素ガス発生装置１からの水素ガスの供給を停止する。ここで、可燃性ガス検知器４３は、図１では浴室６０の下部に設置されているように記載されているが、上部に設置する方が好ましい。水素ガスは、軽いので上に貯まるからである。
【００４５】
なお、水素ガス発生装置１は、水を電気分解して水素ガスを供給可能なものとして説明したが、水素ガスタンクを備えているタイプとしても良い。ただし、水素ガスタンクを用いた場合、水素の補給に手間が掛かり、水素ガスタンクの保守点検のコストも必要となる。それに対して、水を電気分解して水素ガスを供給可能な水素ガス発生装置１とすれば、設置及び保守に適した簡易な構造で、かつ、低コストなサウナ装置が可能となる。
【００４６】
図３は、水素ガス発生装置１の構成を示すブロック図であり、水を電気分解して水素ガスを供給可能な水素ガス発生装置１である。低コストで製造可能で、家庭で手軽に、水素水を利用することができる。図４は、図３の水素ガス発生装置１に用いられる電極部２の構造の一例を示す図である。
【００４７】
水素ガス発生装置１は、水を電気分解して、水素ガスおよび酸素を生成する。水素ガス発生装置１は、電極部２と、蒸留水タンク１１と、気液分離器１２と、乾燥フィルタ１３と、電源部３と、制御部４と、表示部５とを備える。
【００４８】
電極部２は、水電気分解用電極材料からなる水素極２２および酸素極２３、ＰＥＭ膜２４から構成される。電極部２は、少なくとも水の供給口と水素ガスおよび酸素ガスを排出させる排出口とが設けられる密閉容器を有するように形成される。水は、例えば水道水を用いることができる。また、供給のための給水管は、一般に用いられる水道管を適用することが可能である。素材としては例えば、金属、樹脂、内壁を樹脂で被覆した金属などを用いる。
【００４９】
電極部２は、生成された水素ガスを排出可能な密閉容器内で形成され、密閉容器の中で水素極２２と酸素極２３とが電解質膜（ＰＥＭ膜２４）の両側を挟むように設けられる。密閉容器は、例えば非導電性材料で形成される。もしくは、主に金属材料で形成されていても、非導電性のシートで容器内部側が覆われている等が望ましい。
【００５０】
電極部２は、供給又は補給された水を電気分解して、水素ガスと酸素を生成する。電極部２は、例えば単一のセルユニット構成の場合、電極間印加電圧１．６Ｖ以上で水を電気分解することが可能である。
【００５１】
電源部３は、電極部２における水素極２２と酸素極２３との間に直流電圧を印加して、直流の電気を供給する。また、電源部３は、その他にも、図３に示す制御部４、表示部５、センサ・計器類などに対して、必要な電圧レベルの電気を供給する。例えば、電源部３は、外部から引き込まれる商用電源（例えば単相ＡＣ１００Ｖ）等に接続されて、商用電源から水素ガス発生装置１の必要な直流レベルの電気に変換する。消費電力が１３０Ｗ有れば、発生ガス純度９９．９９９％の水素ガスを毎分３００ＣＣ供給できる。
【００５２】
蒸留水タンク１１は、電気分解するための水を電極部２へ補給するために、蒸留水を貯蔵する。また、蒸留水タンク１１には、気液分離器１２および電極部２から循環して戻される水を、受け入れ可能なように流路が設けられている。
【００５３】
気液分離器１２は、電極部２から排出される水素ガスを含む水から、水と水素ガスを分離する。気液分離器１２は、水と水素ガスを分離後に、水を蒸留水タンク１１に戻し、水素ガスを乾燥フィルタ１３へ排出する。
【００５４】
乾燥フィルタ１３は、気液分離器１２から排出された水分を含む水素ガスを通し、水素ガスを通過させる間のフィルタにより水分を除去して乾燥させる。乾燥フィルタ１３は、水素ガス発生装置１の水素ガス排出口を介して、乾燥させた水素ガスを排出する。
【００５５】
水素量計１１４は、水素ガス排出口に設けられる。水素量計１１４は、水素ガス排出口を通る水素ガスの流量を測定する。水素量計１１４は、測定データを制御部４に送出する。例えば、制御部４は、測定データに基づいて、水素ガスの生成量として換算する。
【００５６】
液面センサ１１１は、蒸留水タンク１１に貯蔵される蒸留水の液面を測定する。これにより、蒸留水の残量を検知することができる。液面センサ１１１は、測定データを制御部４に送出する。
電極電流検知センサ１１２は、電極部２を流れる電流を測定する。電極電流検知センサ１１２は、測定データを制御部４に送出する。
【００５７】
水素圧力センサ１１３は、乾燥フィルタ１３の排出口に設けられ、乾燥フィルタ１３から排出される水素ガスの圧力を測定する。水素圧力センサ１１３は、測定データを制御部４に送出する。これにより、ガス発生圧力は、０．４ＭＰaに調整される。
【００５８】
制御部４は、各種センサから測定される測定データを収集し、収集した測定データに基づいて、各状態（水素ガス量・蒸留水残量・電極電流等）を監視する。例えば、制御部４は、電極電流検知センサ１１２で過電流を検出した場合に、電源部３からの電気の供給を停止させる保護機能などが設けられている。制御部４は、メモリ、ＣＰＵなどを有し、監視・保護・制御機能が組み込まれたプログラムにより、監視・保護・制御の動作処理が実行される。
【００５９】
表示部５は、電源部３の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態や警告（過電流のアラームなど）状態、上述したような各種測定データ等を表示可能なように、ランプ表示、計器表示、液晶データ表示などにより表示する。
【００６０】
本実施形態の水素ガス発生装置１は、上述したように、非常に簡易な部品で、構成可能である。また、これらの部品は、交換部品の寿命が長いため、水素ガス発生装置１として、修理・交換・点検などの保守を容易に行うことができる。
【００６１】
また、本実施形態の水素ガス発生装置１は、水の電気分解により水素ガスを生成するため、純度の高い水素ガスを生成することができる。さらに、装置を起動すると同時に、水素ガスを生成することができる。
【００６２】
また、水素ガス発生装置１の本体側に、液面センサ１１１、電極電流検知センサ１１２、水素圧力センサ１１３、水素量計１１４を備える。これにより、水素ガスの圧上昇・貯蔵された水の水位低下などを検出等する。制御部４は、これらの異常等の検出を監視し、装置保護等のために電源部３の電圧印加を停止させて、水素ガス生成を自動停止させることができる。これにより、安全性に優れた装置として、一般家庭に適用することができる。
【００６３】
図４には、図３の水素ガス発生装置に用いられる電極部２の構造を示し、電極部２は、固体高分子膜型水電気分解電極の一例である。電極部２は、水素極２２、酸素極２３およびＰＥＭ膜２４を容器中に含む密閉容器である。この密閉容器には、水素収容部２５、水収容部２６、水素排出接続部３１、酸素排出接続部３３、水排出部３２および水供給接続部３４が設けられている。
【００６４】
密閉容器は、水素極２２側と酸素極２３側とで区画されている。水素極２２側の区画内における水素収容部２５の上部に水素排出接続部３１が設けられ、酸素極２３側の区画内における水収容部２６の上部に酸素排出接続部３３が設けられている。これにより、生成した水素ガスおよび酸素ガスが、電極部２から排出されやすいようにされている。
【００６５】
酸素極２３は、白金族元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）を含有しない酸素極触媒層を有する水電気分解用電極材料からなる陽極である。酸素極２３側では、例えば外部の排出口と接続される酸素排出接続部３３、および、酸素極２３で生成された酸素および水供給接続部３４から供給された水を収容する水収容部２６を介して、酸素（Ｏ２）が排出される。
【００６６】
酸素極２３におけるＰＥＭ膜２４側の近傍では、水供給接続部３４から供給されて水収容部２６に蓄積されている水（Ｈ２Ｏ）が電気分解し、水素イオン（Ｈ＋）および電子（ｅ−）と、酸素（Ｏ２）とが生成する。この生成された水素イオンは、ＰＥＭ膜２４を通って水素極２２へ移動し、生成された電子は、酸素極２３に接続される電極接続端子３５および電源部３を通って、水素極２２へ移動する。すなわち、２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−の反応により、水（Ｈ２Ｏ）が電気分解される。なお、生成された酸素は、例えば酸素排出接続部３３から外部へと排出される。
【００６７】
ＰＥＭ（Ｐｒｏｔｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）膜２４は、水素極２２と酸素極２３とに挟まれる構造で設けられる。ＰＥＭ膜２４は、水が電気分解されてできる水素イオン（Ｈ＋）を、酸素極２３側から水素極２２側へ透過させることができる電解膜である。
【００６８】
水素極２２は、白金族元素を含有しない水素極触媒層を有する水電気分解用電極材料からなる陰極である。水素極２２側では、例えば外部の水素供給先と接続される水素排出接続部３１、および、水素ガスを水素ガス供給先へ排出する水素収容部２５を介して、水素ガス（Ｈ２）が排出される。
【００６９】
水素極２２において、生成された水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とが、２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２の反応によって、水素ガスが生成される。この際に、酸素極２３側で生成された水素イオンはＰＥＭ膜２４の膜内を通り、また、酸素極２３から移動する電子は、水素極２２に接続される電極接続端子３５および電源部３を通って、水素極２２へと移動する。
【００７０】
図５は、給水から水素水を貯留する水素水タンク４１までを行う給湯設備１０を示すブロック図であり、貯留された水素水は、噴霧ノズル４２より水素水ミスト６２として浴室６０内に噴霧される。また、バブル発生装置４０へ水素水を供給しても良い。
【００７１】
水素ガス排出用開閉弁１５は、水素ガス排出用配管の配管経路上に設けられ、水素ガス発生装置１から排出される水素ガスの供給又は停止を行うための開閉可能な弁である。水素ガス排出用開閉弁１５において、水素ガスの供給を停止するために、弁を閉じた場合、水素水タンク４１には給湯装置７から通常の給湯供給が行われる。
【００７２】
排出ポンプ１６は、水素ガス発生装置１から排出された水素ガスを、混合部７２へ送出するためのポンプである。排出ポンプ１６は、水素ガス排出用配管を介して、水素ガス発生装置１に接続されている。排出ポンプ１６により、水素ガス発生装置１により生成された水素ガスを吸引して、水素ガス発生装置１から効率的に水素ガスを排出することができる。
【００７３】
給湯ポンプ７１は、給湯配管を介して、給湯装置７から排出された給湯（給水も含む）を水素水タンク４１へ送出するためのポンプである。
循環ポンプ８１は、水素水タンク４１の湯温が下がった場合に、再び湯を温める場合に、水素水タンク４１に貯留された水素水を給湯装置７へ送出するためのポンプである。
【００７４】
混合部７２は、給湯ポンプ７１から接続される給湯配管を介して供給される給湯（または給水）と、排出ポンプ１６から接続される水素ガス排出用配管を介して供給される水素ガスとを混合する。混合部７２は、給湯配管を介して、水素ガスが混合された給湯を水素水タンク４１へ排出する。
【００７５】
混合部７２は、給湯ポンプ７１から接続される給湯配管を介して供給される給湯（または給水）と、排出ポンプ１６から接続される水素ガス排出用配管を介して供給される水素ガスとを混合する。混合部７２は、給湯配管を介して、水素ガスが混合された給湯を水素水タンク４１へ排出する。
【００７６】
図６は、バブル発生装置４０を示す概略図であり、主に溶液タンク４５、バブル生成ノズル５３を有する。溶液タンク４５には、水素ガスを内包した水素バブル６１を生成するため、水素水に界面活性剤が少量混合された溶液が貯留される。
【００７７】
バブルの中に入れる気体はいろいろ選択することができるが、それを水素ガス発生装置１にて発生させた水素ガスを入れる。それにより、水素ガスを内包した水素バブル６１を作りそれを浴室６０の空間に噴出させることで浴室６０内に水素ガスを確実に且つ安全に送り、さらにサウナに入った人に水素ガスによる人体への良い影響を与える。
【００７８】
ここで、バブルの中には、水素ではなく酸素を入れても良い。水素ガス発生装置１では、水を電気分解して水素を発生させるので、酸素も発生している。つまり、水素ガス発生装置１は、酸素ガス発生装置としても機能する。よって、水素ガス発生装置１の配管を変更するだけで、水素ではなく酸素を供給することが可能になる。よって、酸素が内包された酸素バブルを形成することもできるので、浴室６０内に酸素バブルを入れることもできる。
【００７９】
近年、酸素が体に与える好影響も注目されており、酸素カプセルや酸素バーなどが作られている。空気中よりも濃度の高い酸素を吸うことにより疲労回復効果があるとも言われている。酸素バブルを用いることにより、酸素カプセルや酸素バーのような効果が期待できるサウナにすることができる。
【００８０】
更に、水素ガス発生装置１で形成された酸素と水素とを混合して酸素と水素の混合気体が内包されたバブルを形成しそれを浴室６０内に入れても良い。更にまた、酸素が内包された酸素バブルと、水素が内包された水素バブルの両方を製造し、両方を浴室６０内に導入しても良い。いずれも、水素ガス発生装置１の配管を変え、水素と酸素とを混合するような配管にしたり、水素導入と酸素導入の切替コックを用いたりすることによって容易に実現できる。
これにより、水素の効果と酸素の効果の両方を併せ持つことが期待されるサウナにすることができる。
【００８１】
水素水に界面活性剤を入れることにより、水素水の凝集能力を落として薄い膜を作ることができる。そして、界面活性剤により水素水の表面張力を弱くして薄い膜に引き延ばすことで壊れにくい丸い水素バブル６１を形成する。
【００８２】
界面活性剤は、水素バブル６１の薄い膜を作るためのもので、体に害が無く、優しいとされる天然の界面活性剤が望ましい。例えば、卵黄レシチン、大豆レシチン、植物に含まれるサポニン、で有る。その他、刺激が弱く、頭皮にも優しい天然由来の高級脂肪酸にアミノ酸を反応させて作られたアミノ酸系界面活性剤、天然由来の油脂や、脂肪酸にアルカリを反応させて作られた石けん系の界面活性剤などでも良い。
【００８３】
バブル生成ノズル５３は、例えば、三つの連通管５３−１、５３−２、５３−３を有し、連通管５３−１は、溶液タンク４５内に挿入される。連通管５３−２には、水素ガス発生装置１で生成された水素ガスが供給される。連通管５３−３には、圧力調整された空気が供給される。これにより、バブル生成ノズル５３より直径０．２〜２ｍｍ、望ましくは０．５〜１ｍｍ程度の大きさの膜が水素水で、中の気体が水素ガスとされたバブルが浴室に噴霧される。
【００８４】
水素バブル６１の大きさ、及び内包する水素ガスの量は、すぐに浴室６０の天井に行かず、すぐ下に落ちず、浴室６０内で漂う位となるように調整される。実験の結果では、空気の使用量が２〜４（望ましくは２．７）Ｌ／ｍｉｎ、水素ガスの使用量が２００〜４００（望ましくは３００）Ｌ／ｍｉｎで、水素バブル６１の発生する玉数を毎分１０００〜２０００個程度とすることが体感上から適切であった。
【００８５】
水素バブル６１は、浴室６０内でふわふわとして漂うので、視覚的にもリラックス効果が有る。さらに、水素バブル６１が皮膚に当たると、弾けて内包する水素ガスが出て皮膚に接触する。また、弾けるときのパチパチあるいはシュワシュワする感触が、言わば軽いマッサージのようで気持ちが良い。
【００８６】
水素バブル６１の色は、膜の厚さと深い関係が有り、肉眼で見えるものの中で一番薄い位である。この薄い膜は光の波長に近い厚さなので、水素バブル６１に例えば、ＬＥＤ電球（図示せず）で白色光をあてる。これにより、光の一部はシャボン膜の表面で反射し、他は裏側で反射する。この二つの反射光の波長が干渉し合い、鮮やかな色、例えば虹色となる。そして、光の波長が干渉によって強まるか、あるいは打ち消しあうかで、水素バブル６１の色を変化させることができる。この色の変化によって、視覚的なリラックス効果をより高めることができる。もちろん、白色光に変えて、単色光、複数の単色光を切り替えても視覚効果を高めることができる。
【００８７】
図７は、本発明による他の実施の形態である実施形態２によるバブルサウナ装置５０の全体を示す概略図である。図1に示す実施形態１に対して、水素水ミスト６２と水素バブル６１とを生成するための水素水タンク４１を共用するようにして、バブル発生装置４０で水素水ミスト６２と水素バブル６１とを浴室６０内に噴霧するようにしたものである。バブルサウナ装置５０には、水素ガス発生装置１を設けている。６０は、浴室であり、バブルサウナ装置５０によって水素水ミスト６２と水素バブル６１がその中に噴霧される。
【００８８】
水素ガス発生装置１で生成された水素ガスは、排出管５５より給湯設備１０に導入され、給水及び４０〜５０℃の給湯が行われる。水素水供給管５２でバブル発生装置４０内に設けられた水素水タンク４１へ導かれる。
【００８９】
水素水タンク４１では、水素ガス発生装置１で生成された水素ガスと混合されて水素ガスが溶解された水素水が貯留される。水素水タンク４１で貯留された水素水は、連通管４６により溶液タンク４５へも供給され、界面活性剤が加えられて、水素ガスを内包した水素水を膜とした気泡である水素バブル６１を生成するための溶液を貯蔵する。
【００９０】
噴霧ノズル４２は、水素水タンク４１へ挿入され、空気で加圧されることで水素水を水素水ミスト６２として浴室６０内に噴霧する。噴霧ノズル４２は、先端に微小な孔が設けられ、浴室６０の空間内部へ向けて高さ方向で略中央に設置される。
【００９１】
バブル生成ノズル５３は、溶液タンク４５へ挿入され、バブル生成ノズル５３にも水素ガス発生装置１から水素ガスが水素ガス供給管５６により直接供給される。そして、水素ガスを内包させた水素バブル６１を浴室６０内に噴出する。バブル生成ノズル５３は、浴室６０の空間内部へ向けて高さ方向で噴霧ノズル４２よりやや下方に設置されている。
【００９２】
４３は、水素ガス濃度を検出する可燃性ガス検知器であり、浴室６０内に設置される。水素ガスは可燃性ガスであることから、浴室６０内の水素ガス濃度やミストの水素ガス濃度などの安全性を確認し、濃度が高まった場合には、水素ガス発生装置１からの水素ガスの供給を停止する。
【００９３】
実施形態１のバブル発生装置４０は、水素水ミスト６２を生成する水素水タンク４１とは別体とされているので、水素水を利用したミストサウナばかりでなく、既設の温水を利用した通常のミストサウナ装置に後付けで、水素水供給管５１、５２で配管を行えば、バブルサウナ装置を容易に構成することができる。それに対して、実施形態２のバブル発生装置４０は、水素水タンク４１を水素水ミスト６２と水素バブル６１の生成において、共用するので、小型で持ち運びも容易となる。いずれにしても、既設店舗のミストサウナを改造するといった場合でも追加設備の設置場所には困るようなことはない。
【００９４】
一般的に分子状水素ガスを体内に取り込むことにより血流が良くなると言われている。そこで、水素ガスを内包させた水素バブル６１をサウナ内に噴出させた場合、単なるミストサウナの場合において、サウナから出た後、体表面の温度低下の違いをサーモグラフィで撮影し比較すると、水素ガスが有る方が体表面温度をより下げにくいといった結果が得られる。また、静脈血流の観察による違いを確認して、水素バブル６１の優位性を評価できる。
【００９５】
安全性に関しては、水素ガスと空気との水素ガス割合の爆発限界濃度は決まっているので、浴室６０内に設けた可燃性ガス検知器４３で確認し、水素ガス濃度が高まった場合には、水素ガス発生装置１からの水素ガスの供給を停止する。
【００９６】
以上、冷房環境の普及により、汗をかくことができず体温調整がしにくくなっている現代人は、いつも乾燥した空気の中にいる。したがって、身体の水分もどんどん流れ出し、身体は乾燥気味になる。また、汗をかかないでいると体温調節の働きが弱まって、体内の老廃物が出にくくなる。このような現代人に対して極めて有用なサウナを提供することができる。特に、水素ガスを内包したバブルを浴室に噴出させることで「汗をかく」という大切な機能を、生活の中に自然に取り込むことができ、視覚的にもストレスを解消してリラックス効果を高くすることができる。
【００９７】
本発明において好適に使用されるバブルは小さい（直径０．２〜２ｍｍ、望ましくは０．５〜１ｍｍ程度）ものなので、体積に占める水の量が多く重くなりふわふわと浮きににくくなるが、水素を内包することにより、浮きやすくなり浴室６０内で長時間浮いていることが可能になる。
【００９８】
また、本発明で形成される水素バブルは、帯電していることが分かった。よって、浴室６０内に電極を設け電圧を印加して電解を発生させることにより、水素バブル６１を電界の制御により移動させることができることが判明した。
【００９９】
例えば、浴室の壁に絶縁された幅広長尺状の電極を複数設け、電圧印加により電界を発生させることにより、電界の中で帯電した水素バブル６１を移動させる。移動は、電圧の制御によりコントロール可能なので、サウナ使用者は、水素バブル６１のコントロールされた移動により、視覚的に楽しむことが可能になる。特に、水素バブル６１に照射する光の色と強さも同時に制御し、音楽等も流すことにより、使用者にエンターテインメントを提供することもできる。
また、本発明においては、バブル内に内包させるガスとしては、水素が望ましいが、体に無害なその他のガス、例えば、不活性ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン）や、窒素等を選択しても良い。その場合は、それらのガスの発生装置、それらのガスの貯蔵タンクを水素ガス発生装置の代わりのガス供給手段として用いることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１…水素ガス発生装置            ２…電極部
３…電源部                      ４…制御部
５…表示部                      ７…給湯装置
１０…給湯設備                  １１…蒸留水タンク
１２…気液分離器                １３…乾燥フィルタ
１５…水素ガス排出用開閉弁      １６…排出ポンプ
２２…水素極                    ２３…酸素極
２４…ＰＥＭ膜                  ２５…水素収容部
２６…水収容部                  ３１…水素排出接続部
３２…水排出部                  ３３…酸素排出接続部
３４…水供給接続部              ３５…電極接続端子
４０…バブル発生装置            ４１…水素水タンク
４２…噴霧ノズル                ４３…可燃性ガス検知器
４５…溶液タンク                ５０…バブルサウナ装置
５１…水素水供給管              ５２…水素水供給管
５３…バブル生成ノズル          ５３−１、５３−２、５３−３…連通管
５５…排出管                    ５６…水素ガス供給管
６０…浴室                      ６１…水素バブル
６２…水素水ミスト              ７１…給湯ポンプ
７２…混合部                    ８１…循環ポンプ
１１１…液面センサ              １１２…電極電流検知センサ
１１３…水素圧力センサ          １１４…水素量計
【図１】
2018130527.tif 000003
【図２】
2018130527.tif 000004
【図３】
2018130527.tif 000005
【図４】
2018130527.tif 000006
【図５】
2018130527.tif 000007
【図６】
2018130527.tif 000008
【図７】
2018130527.tif 000009