(57)【要約】【課題】カランやシャワーなどの給湯端末から溶存酸素富化水を出湯させることを目的とする。【解決手段】給水路４と、前記給水路４から供給される水の溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段６と、溶存酸素濃度を高めた水を噴出する噴出手段５とを備えた構成とすることで、溶存酸素濃度の高い湯水を洗髪や身体の洗浄に用いることができ、溶存酸素が毛穴や角質から浸透することで、毛根の細胞や肌細胞の活性を高めることができ、頭髪の育毛促進および美容効果を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水路と、前記給水路から供給される水の溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段と、溶存酸素濃度を高めた水を噴出する噴出手段とを備えた酸素富化水生成装置。
【請求項２】
加熱手段を併設し、溶存酸素濃度を高めた温水を噴出するようにした請求項１記載の酸素富化水生成装置。
【請求項３】
加熱手段の上流に溶存酸素富化手段を設けた請求項２記載の酸素富化水生成装置。
【請求項４】
溶存酸素富化手段に冷却手段を設けた請求項１記載の酸素富化水生成装置。
【請求項５】
冷却手段により給水路の水の冷却は０℃から１０℃の間に設定した請求項４記載の酸素富化水生成装置。
【請求項６】
溶存酸素富化手段は、高濃度酸素生成手段と、この高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を給水路から供給される水に溶解する溶解手段とを備えた請求項１〜５いずれか１項記載の酸素富化水生成装置。
【請求項７】
高濃度酸素生成手段は、酸素イオン伝導体とこれを挟持する電極とを有する構成とした請求項１〜５のいずれか１項記載の酸素富化水生成装置。
【請求項８】
高濃度酸素生成手段は、酸素富化膜を有した構成とした請求項１〜５のいずれか１項記載の酸素富化水生成装置。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項記載の酸素富化生成装置を内部に設けた給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水中の溶存酸素濃度を高めた湯水を供給するための酸素富化水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水に溶存酸素を富化する方法としては、気液分離膜と酸素ボンベを用いて酸素を溶解する方法や、水を噴霧もしくは気体の径を小径化し気液の接触面積を増加させ、酸素の溶解を促す方法、高濃度の酸素を曝気ないしは撹拌する方法など多種多様な方法が用いられている。
【０００３】
しかしながら、家庭用として用いる場合には酸素ボンベの扱いや、河川や湖沼の酸素富化に用いるような大掛かりな装置の使用は困難であった。
【０００４】
家庭用の酸素富化水生成装置としては、ジェットバス等の浴槽湯循環回路の湯水に高濃度の酸素を供給するものや（例えば、特許文献１参照）、浴槽湯中に微細気泡として高濃度の酸素を供給するもの（例えば、特許文献２、特許文献３参照）などがある。
【０００５】
図５は、従来の酸素富化水生成装置を示し、浴槽１００の湯水を循環させるポンプ１０１と管路１０２に気体を供給する供給部１０３を設け、この供給部１０３に酸素富化空気を供給する酸素富化装置１０４を接続し、一方、浴槽１００には吸入口１０５と吐出口１０６を設けて構成される。
【０００６】
さらに、溶存酸素濃度を高めた湯水には、頭髪の育毛促進効果があること（特許文献４）や水分の浸透促進効果があること知られている。
【特許文献１】特開平４−２３４７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９１９４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２８３８１０号公報
【特許文献４】特開平７−１６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の酸素富化水生成装置は、浴槽水の循環流路に高濃度の酸素を溶解させる構成であり、カランやシャワー等の給湯端末から溶存酸素濃度を高めた湯水を供給することはできなかった。そのため、通常の入浴形態では浴槽水に浸漬しない頭髪部や顔部には、溶存酸素濃度を高めた湯水を供給することができなかった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決したもので、溶存酸素濃度を高めた水を手軽に得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化水生成装置は、給水路と、前記給水路から供給される水の溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段と、溶存酸素濃度を高めた水を噴出する噴出手段とを備えた構成としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の酸素富化水生成装置は、溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段と、溶存酸素濃度を高めた水を噴出する噴出手段を備えた構成とすることで、溶存酸素濃度の高い湯水
を洗髪や身体の洗浄に用いることができ、溶存酸素が毛穴や角質から浸透することで、毛根の細胞や肌細胞の活性を高めることができ、頭髪の育毛促進および美容効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明における酸素富化水生成装置は、給水路と、給水路から供給される水の溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段と、溶存酸素濃度を高めた水を噴出する噴出手段とを備えた構成としてある。
【００１２】
上記構成によって、溶存酸素濃度を高めた水を噴出することが可能となり、溶存酸素濃度を高めた水を洗髪や身体の洗浄に用いることができ、溶存酸素が毛穴や角質から浸透することで、毛根の細胞や肌細胞の活性を高めることができ、頭髪の育毛促進および美容効果を得ることができる。
【００１３】
第２の発明における酸素富化水生成装置は、特に、第１の発明において、加熱手段を併設することで、溶存酸素濃度による、毛根の細胞や肌細胞の活性を高める効果と共に、温熱効果を得ることができ、頭髪の育毛促進および美容効果をさらに高めることができる。
【００１４】
第３の発明における酸素富化水生成装置は、特に、第２の発明における溶存酸素富化手段を加熱手段の上流に設けた構成としている。
【００１５】
上記構成により、水温が低く気体を溶解しやすい状態で酸素を溶解し、低い温度での飽和状態にまで酸素を溶解した後に加熱することによって、加熱後の溶解効率を高めることができる。
【００１６】
第４の発明における酸素富化水生成装置は、特に、第１の発明における溶存酸素富化手段に冷却手段を設けた構成とし、冷却手段により冷却することで、さらに溶存酸素濃度を高めることができる。
【００１７】
第５の発明における酸素富化水生成装置は、特に、第４の発明における冷却手段により給水路の水を０℃から１０℃、望ましくは４℃に冷却する構成としており、１０℃以下にまで水を冷却することで、さらに溶存酸素濃度を高めることができる。
【００１８】
第６の発明における酸素富化水生成装置は、特に、第１〜５の発明におけるいずれか一つの発明の溶存酸素富化手段として、高濃度酸素生成手段とこの高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を給水路から供給される水に溶解する溶解手段を備えた構成としている。
【００１９】
上記構成により、高濃度酸素を溶解することが可能となり溶存酸素濃度を高めることができる。
【００２０】
第７の発明における酸素富化水生成装置は、第１〜５の発明におけるいずれか一つの発明の溶存酸素富化手段として、高濃度酸素生成手段を酸素イオン伝導体とこれを挟持する電極とを有した構成とすることにより、電極間に電流を流すことで陽極側から純粋な酸素ガスが得られるので、酸素濃度１００％の高濃度酸素を得ることができ、簡単でコンパクトな構成で高濃度溶存酸素水を供給することができる。
【００２１】
第８の発明における酸素富化水生成装置は、第１〜５の発明におけるいずれか一つの発明の溶存酸素富化手段として、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜を有した構成としており、外部空気を酸素富化膜に通すだけで酸素濃度約３０％の高濃度酸素を得ることができる
ので、簡単な構成で、安価に溶存酸素濃度を高めた水を得ることができる。
【００２２】
第９の発明はこれら第１〜８のいずれは一つの酸素富化水生成装置を給湯装置内部に設けた構成とすることで、日常的に意識することなく溶存酸素富化水を使用することを可能とすることができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１，２において、貯水量が水位センサ１で検知されるタンク２内の水はポンプ３を駆動することにより給水路４を介して噴出手段５に送給されるようにしてある。
【００２５】
そして、この給水路４の途中に溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段６が接続してある。この溶存酸素富化手段６は、高濃度酸素生成手段７と、この高濃度酸素生成手段７で生成した高濃度酸素を酸素配管８を介して給水路４を流動する水に溶解する溶解手段９で構成されている。
【００２６】
溶解手段８は、給水路４を流動する水のエゼクタ作用を利用したものであり、その負圧側に逆止弁１０を介して酸素配管８が接続されている。
【００２７】
前記高濃度酸素生成手段７は、酸素イオン伝導体である固体電解質１１を一対の陰極側電極１２および陽極側電極１３で挟持するとともに、前記陰極側電極１２を空気に曝露した状態でケース１４内に収納して構成してある。
【００２８】
そして、陰極側電極１２と陽極側電極１３の間に直流電源１５から電流を流すと、陽極側電極１３から発生する酸素がケース１４内にたまり、酸素配管８に搬送される。
【００２９】
制御部１６には、ポンプ３をオンオフするための運転スイッチ１７と、高濃度酸素生成手段７の陰極側電極１２と陽極側電極１３の間に通電する直流電源１６をオンオフするための高濃度酸素生成スイッチ１８が設けられている。
【００３０】
次にその動作、作用について説明する。
【００３１】
使用者が、制御部１６の高濃度酸素生成スィッチ１８を入れて直流電源１５をオンし、陰極側電極１２と陽極側電極１３の間に電流を流すと、曝露された陰極側電極１２上では空気中の酸素が電子を受けてイオン化し、固体電解質１１内を酸素イオンとして移動できるようになる。そして陽極側電極１３まで移動した酸素イオンは電子を放出して酸素ガスとなり、ケース１４内に高濃度酸素を生成する。
【００３２】
次に使用者がタンク２に水もしくは温水を貯水して制御部１６の運転スイッチ１７を入れることで、ポンプ３が運転され、タンク２の水が給水路４に供給される。
【００３３】
ここで、給水路３の溶解手段９ではエゼクタ作用が生起されてその負圧側に接続された酸素配管８を経由して高濃度酸素生成手段７におけるケース１４内の高濃度酸素が吸入され、酸素富化水を得ることができる。
【００３４】
なお、酸素配管８には逆止弁１０が設けられているため、酸素配管８内に給水路４の水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段７を保護することができる。
【００３５】
そして、溶存酸素濃度を高めた酸素富化水が噴出手段５から使用者に供給されこととなり、溶存酸素が角質及び毛穴から浸透し、細胞を活性化することが可能となる。
【００３６】
例えば、頭皮に使用した場合には、毛穴から毛根へと酸素富化水が供給されることで、毛根の細胞が活性化し育毛促進効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、身体に使用した場合にも同様に、角質層より溶存酸素として肌に酸素が吸収され、肌への水分の浸透を促進するとともに、肌細胞を活性化することができ、肌細胞を活性化することで、細胞の新陳代謝が促進され美肌効果を得ることができる。
【００３８】
なお、タンク１内の水位が減った時には、水位センサ１がポンプ４の運転を停止するものである。
【００３９】
水に溶解する気体の量は、溶解度およびヘンリーの法則により定められており２０℃の水に溶解することのできる酸素量は約４０ｐｐｍであり、通常の酸素濃度２０％空気に接している場合は、約８ｐｐｍとなる。水の温度が上昇するほど、気体の溶解量は減少し、４０℃の温水に溶解することのできる酸素量は約３０ｐｐｍとなる。
【００４０】
溶解する空気の酸素濃度は溶存酸素を高めるためには非常に重要であり、本実施の形態に示すように、高濃度の酸素を混合することで溶存酸素濃度を高めた湯水を得ることができる。
【００４１】
さらに、エゼクタ作用により高濃度酸素を混入することで、空気ポンプ等の使用が不要となり、簡易な構成で高濃度溶存酸素水を得ることができる。
【００４２】
また、一対の電極間に電流を流すだけで陽極側から高濃度の酸素ガスが得られるので、簡単構成でコンパクトに溶存酸素富化水を得ることができ、育毛促進効果および美容効果を得ることができる。
【００４３】
育毛促進効果や美容効果を得るための方法としては、マッサージによる血行促進や発汗による毛穴洗浄なども有効であるが、溶存酸素富化水とマッサージや発汗などを組み合わせることでも、相乗効果を得ることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は酸素富化水生成装置を具備した給湯装置を示す。
【００４５】
すなわち、実施の形態１と異なるところは、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜で構成したこと、および加熱手段を設けるとともに、溶存酸素富化手段を加熱手段の上流に設けたことである。
【００４６】
詳細を説明すると、給湯装置２０は給水路２１と給湯回路２２、および追炊き循環回路２３を有する熱交換器２４と、この熱交換器２４を加熱するバーナー２５と、前記バーナー２５に燃焼空気を送るバーナーファン２６を設けている。
【００４７】
給水路２１の水は熱交換器２４で加熱されてお湯となり、給湯回路２２を経てシャワーヘッド２７やカラン２８から出湯される。
【００４８】
また、風呂ポンプ２９で循環される浴槽水は熱交換器２４で加熱された後、追炊き循環回路２３を経て追炊きアダプタ３０から浴槽３１に供給される。
【００４９】
給水路２１には水の溶存酸素濃度を高める溶存酸素富化手段３２が接続されている。
【００５０】
この溶存酸素富化手段３２は、高濃度酸素生成手段３３で生成した高濃度酸素を酸素配管３４を介して給水路２１の溶解手段３５に案内する構成としてある。
で構成されている。
【００５１】
溶解手段３５は、膜モジュール３６で構成されており、この膜モジュール３６には中空で内部３７に流路を設け、かつ気体が透過する微細な孔３８を有する気液分離膜３９と、この気液分離膜３９を束ねるシール部４０と、給水路２１からの水の入口４１、および出口４２、高濃度酸素の流路である酸素配管３４の接続口４３を有する。酸素配管３４の途中には逆止弁４４が介在されている。
【００５２】
高濃度酸素生成手段３３は酸素富化膜４５と、この酸素富化膜４５に外部からの空気を送風する送風ファン４６と、ポンプ４７で構成され、さらに、給水路２１には流量センサ４８が設けてある。
【００５３】
次にその動作、作用について説明する。
【００５４】
使用者がシャワーヘッド２７もしくはカラン２８から湯を得ようと給水路２１に水が供給された時、入口４１から膜モジュール３６に水が供給され、この膜モジュール３６の内部３７の流路に水が供給される。
【００５５】
また、高濃度酸素生成手段３３で生成した高濃度酸素は、酸素配管３４を介して溶解手段３５の接続口４３に供給され、ポンプ４７により膜モジュル３６の孔３８から内部３７に混合され、溶存酸素濃度が高まった水は出口４２より給水路２１に流入する。
【００５６】
ところで、酸素富化膜により酸素富化空気が得られる原理は以下の通りである。
【００５７】
酸素富化膜は有機高分子の平膜により構成され、膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通す膜を使用することで、膜通過前よりも酸素濃度が高い酸素富化空気を得ることができる。
【００５８】
通常の空気において酸素濃度は約２１％（窒素約７９％）であり、生成される酸素富化空気の酸素濃度や風量は、酸素富化膜の形態、大きさなどによって変わるが、本実施の形態では、酸素富化膜を通過後の酸素富化空気の酸素濃度が約３０％（窒素約７０％）となるものを用いている。
【００５９】
送風ファン４６により供給される外部空気が酸素富化膜４５を通過し、約３０％の高濃度酸素を得ることができる。なお、酸素配管３４には逆止弁４４が設けられているため、酸素配管３４内に膜モジュル３６の内部３７の水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段を保護することができる。
【００６０】
溶存酸素濃度の高まった水は、熱交換器２４でバーナー２５により加熱されお湯となり、給湯回路２２を経てシャワーヘッド２７やカラン２８から供給される。
【００６１】
水に溶解する気体の量は、溶解度およびヘンリーの法則により定められており水の温度が上昇するほど、気体の溶解量は減少しするとともに、溶解効率も低下することが知られているが、水温の低い、加熱前の水に高濃度酸素を溶解することで、効率よく溶存酸素富化水を得ることができる。
【００６２】
また、加熱手段を設けることで溶存酸素濃度による、毛根の細胞や肌細胞の活性を高める効果と共に、温熱効果を得ることができ、頭髪の育毛促進および美容効果をさらに高めることができる。
【００６３】
また、酸素富化生成装置は、酸素富化生成装置を給湯装置内部に設けた構成とすることで、日常的に意識することなく溶存酸素富化水を使用することを可能とすることができる。
【００６４】
高濃度酸素生成手段を酸素富化膜とし、高濃度酸素を加圧して膜モジュルに供給するためのポンプを酸素富化膜に外部空気を通過させるためのポンプと兼用することで、高濃度酸素を加圧混入するための加圧溶解手段の吸引力を用いて、外部空気を酸素富化膜に通すだけで酸素濃度約３０％の高濃度酸素を得ることができるので、簡単な構成で、安価に溶存酸素濃度を高めた水を得ることができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図４は、酸素富化水生成装置を給湯装置に設けた装置を示し、実施の形態１と異なる点は、冷却手段を設けたことである。
【００６６】
すなわち、図４において、溶解手段９の近傍には冷却回路４９が、溶解手段９の下流側に放熱回路５０が設けられ、冷却回路４９および放熱回路５０は圧縮機５１および減圧手段５２を介して接続され、内部に冷媒が送られている。
【００６７】
次にその動作、作用について説明する。
【００６８】
使用者が、タンク２に水を貯水し、水位センサ１がタンク２内の水を確認した状態で制御部１６の運転スイッチ１８を入れることで、ポンプ３および圧縮機５１が運転され、タンク２の水が給水路４に供給されるとともに、圧縮機５１により冷媒が圧縮されて放熱回路５０に送られる。
【００６９】
圧縮機５１により圧縮されることで、冷媒は液体に変化する。次に、冷媒は減圧手段５２で減圧されることで冷却回路４９内で周囲から気化熱を奪いながら気体に戻る。
【００７０】
このように冷却回路４９により溶解手段９は冷却される。
【００７１】
先述したように、水に溶解する気体の量は、溶解度およびヘンリーの法則により定められており、水の温度が上昇するほど気体の溶解量は減少し、水の温度が低いほど溶解できる酸素量を増やすことができる。
【００７２】
したがって、溶存酸素富化手段を冷却することで、水温を低下させることができ、溶解できる酸素量を高めることができる。
【００７３】
望ましくは、水を０℃から１０℃、特に、４℃に冷却することでさらに溶存酸素濃度を高めることができる。
【００７４】
また、本実施の形態に示すように、ヒートポンプ方式の冷却手段を用いることで、放熱側を加熱手段として用いることも可能である。
【００７５】
なお、給湯装置としてヒートポンプ式のものを用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように本発明にかかる酸素富化給湯装置は、高濃度酸素を湯水に混入することで、溶存酸素富化水をえることができるため、水生生物の養殖用装置や、水耕栽培装置、飲料水や食品の改質装置、健康福祉機器、気液反応装置等の用途へも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化水生成装置の構成図
【図２】同高濃度酸素生成手段の構成図
【図３】本発明の実施の形態２における酸素富化水生成装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態３における酸素富化水生成装置の構成図
【図５】従来の微細気泡発生装置の構成図
【符号の説明】
【００７８】
４，２１  給水路
６，３２  溶存酸素富化手段
７，３３  高濃度酸素生成手段
１１  固体電解質
１２  陰極側電極
１３  陽極側電極
３９  気液分離膜
４５  酸素富化膜
４９  冷却回路
【図１】
2008073595.tif 000003
【図２】
2008073595.tif 000004
【図３】
2008073595.tif 000005
【図４】
2008073595.tif 000006
【図５】
2008073595.tif 000007