(57)【要約】【課題】本発明は、家庭用給湯器に関するもので、皮膚や頭髪へのダメージの少ない酸化還元電位の低下した湯を、短時間で大量に供給することを目的としている。【解決手段】本発明の水還元機能付き給湯装置は、水素ガス発生手段と水素ガス発生手段で生成した水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金を備え、使用時には水素吸蔵合金に貯蔵した水素を放出し、短時間に大量の酸化還元電位を低下させた、皮膚や頭髪へのダメージの少ない湯を供給することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器と、前記熱交換器に給水する給水パイプと、前記熱交換器をへて出湯する出湯パイプとを供え、前記給水パイプまたは出湯パイプのいずれかの流路に水素ガス発生手段を供え、前記水素ガス発生手段で生成した水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金を備え、給湯時には前記水素吸蔵合金に貯蔵した水素を放出し、水の酸化還元電位を低下させて出湯することを特徴とした水還元機能付き給湯装置。
【請求項２】
水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に高周波交流電圧を印加する交流電源を有し、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることを特徴とした請求項１記載の水還元機能付き給湯器。
【請求項３】
水素ガス発生手段は、接地電極を有する構成とし、接地電極を水素吸蔵合金で形成した請求項２記載の水還元機能付き給湯器。
【請求項４】
高周波交流電圧に直流を印加し、基準電圧をマイナス電位側にシフトさせたことを特徴とする請求項２ないし３記載の水還元機能付き給湯装置。
【請求項５】
水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に直流電圧を印加する直流電源と、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去する吸着材を有し、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることを特徴とした請求項１記載の水還元機能付き給湯器。
【請求項６】
水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に直流電圧を印加する直流電源と、前記電極間を分離する隔膜と、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去する吸着材を有し、前記隔膜で分離した水を混合し、ｐＨを中性に保つとともに、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることを特徴とした請求項１記載の水還元機能付き給湯装置。
【請求項７】
水素ガス発生手段は金属マグネシウム合金もしくはマグネシウム合金を備え、マグネシウムの水との反応で発生した水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることを特徴とした請求項１記載の水還元機能付き給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体酸化還元電位に近く酸化による皮膚へのダメージを低減する還元水を供給する家庭用の水還元機能付き給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の水道水には、殺菌のために塩素が添加されており、次亜塩素酸イオンの酸化力により酸化還元電位は高くなっている。この酸化力により、皮膚は酸化のダメージをうけ劣化していく。また、健康な皮膚は弱酸性に保たれており、酸化還元電位が低く還元性であっても、ｐＨがアルカリ性であれば皮脂の溶解などで水分が失われ皮膚は劣化してゆく。皮膚の劣化は、老化現象と同じであり、入浴時の皮膚や頭髪へのダメージをなくすことは、皮膚や頭髪を健やかに保つために重要なことである。入浴水に還元性を付与する方法としては、還元性ガスである水素ガスを水素ガスボンベから供給し添加する方法（例えば特許文献１参照）や、炭素電極を用いて水を電気分解し、二酸化炭素と水素ガスを発生させる方法（例えば特許文献２参照）や、第１第２第３の電極を有し、第１および第２の電極間に交流を印加し第３の電極を接地させ水素ガスを発生させる方法（例えば特許文献３参照）があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１９４２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０８８９１号公報
【特許文献３】
特許第２６１５３０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水素ガスボンベから水素ガスを供給する方法は、水素ガスボンベの貯蔵場所やボンベの交換が必要であり、家庭用給湯器の水素ガス発生手段としては不向きであるという課題があった。また、炭素電極を用いて水を電気分解する方法においても、水電気分解の電極として用いるには、炭素電極は消耗が激しく、短期間での交換が必要になるという課題があった。また、第１および第２の電極間に交流を印加し第３の電極を接地させ水素ガスを発生させる方法においては、酸化還元電位を低下させるまでに時間がかかり、入浴のように大量の水を短時間で必要とする場合には実用的ではないという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の水還元機能付き給湯装置は、熱交換器と、前記熱交換器に給水する給水パイプと、前記熱交換器をへて出湯する出湯パイプとを供え、前記給水パイプまたは出湯パイプのいずれかの流路に水素ガス発生手段を供え、前記水素ガス発生手段で生成した水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金を備え、給湯時には参加還元電位を低下させた水を生成しながら、前記水素吸蔵合金に貯蔵した水素を放出し、多量の酸化還元電位を低下させた湯を風呂や台所や洗面所などの端末にも給湯することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、熱交換器と、前記熱交換器に給水する給水パイプと、前記熱交換器をへて出湯する出湯パイプとを供え、前記給水パイプまたは出湯パイプのいずれかの流路に水素ガス発生手段を供え、前記水素ガス発生手段で生成した水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金を備え、給湯時には参加還元電位を低下させた水を生成しながら、同時に前記水素吸蔵合金に貯蔵した水素を放出し、短時間に大量の水の酸化還元電位を低下させ、給湯することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に高周波交流電圧を印加する交流電源を有した構成とし、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることができる。
【０００８】
この構成は汎用部品で安価に作ることが可能であり，また漏電しても危険でない。
【０００９】
請求項３載の発明は、水素ガス発生手段は水素吸蔵合金で形成した接地電極を有する構成とすることで、接地電極は常にマイナス側の電位に固定されるため、水素ガスの発生量を増やすことができるとともに水素を吸蔵することができる。
【００１０】
請求項４載の発明は、高周波交流電圧に直流電圧を印加し、基準電位をマイナス電位側にシフトさせたことを特徴とし、交流の基準電位がマイナス側にシフトしているため、プラス側の酸素ガスの発生を抑制することができ、酸化還元電位を低下させることができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に直流電圧を印加する直流電源と、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去する活性炭を有した構成とし、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることができ、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンは活性炭に吸着除去することができる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、水素ガス発生手段は、電極と前記電極間に直流電圧を印加する直流電源と、電極間を分離する隔膜と、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去する活性炭を有した構成とし、水を電気分解することで発生する水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることができ、電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンは活性炭に吸着除去することができる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、水素ガス発生手段は金属マグネシウムもしくはマグネシウム合金を備えた構成とし、マグネシウムの水との反応で発生した水素ガスにより水の酸化還元電位を低下させることができる。
【００１４】
よって、化学反応による反応で、電気分解するための電源は不要となり、装置の構成を簡易にまた、小型化できる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について図面を用いて説明する。
【００１６】
実施例１の水還元機能付き給湯器の構成図を図１に示す。図１において、１は水還元機能付き給湯器本体、２は水還元機能付き給湯器１に水を供給する給水パイプ、３は熱交換器、４は水素ガス発生手段、５は水素ガス発生手段４内部に設け水素ガス発生手段４で生成した水素ガスを吸蔵する水素吸蔵合金、６は酸化還元電位の低下したお湯を浴槽７に供給する出湯パイプである。水素ガス発生手段４は、チタンに白金もしくは白金イリジウム合金をメッキないしは焼成して形成した貴金属電極８および貴金属電極９の間に高周波交流電圧を印加する交流電源１０を有した構成となっており、１１は水素ガス吸蔵合金で形成した接地電極である。この実施例における給湯器１は、図示はしていないが、風呂、台所、洗面所など家庭内の種種の端末に給湯できるような構成としてある。
【００１７】
交流電源１０により印加する高周波交流電圧は、高周波交流電圧に直流電圧を印加し、基準電圧をマイナス電位側にシフトさせた電圧となっている。
【００１８】
上記構成において、給水パイプ２から供給された水は熱交換器３を通って、水素ガス発生手段４に供給される。水素ガス発生手段４では、貴金属電極８および９の間に高周波交流電圧を印加すると、水の電気分解が起こり、プラス側の電位をもつ電極からは酸素ガスが、マイナス側の電位の電極からは水素ガスが発生する。また、接地電極１１は常に低い電位に設定されるため、水素ガスが発生する。このようにして発生した水素ガスは、マグネシウム合金もしくはチタン合金などの水素吸蔵合金５および水素吸蔵合金で形成された接地電極１１に貯蔵される。水素ガス発生手段４は給水パイプ２からの水の供給が停止した状態（給湯器未使用時）でも、動作を行い水素ガスの発生を継続し、水素吸蔵合金５および水素吸蔵合金で形成された接地電極１１に水素を貯蔵しておく。そして給湯器の温水使用時には熱交換器３を通った湯に水素ガス発生手段４で発生した水素ガスと水素吸蔵合金５および水素吸蔵合金で形成された接地電極１１から放出された水素ガスが溶解することで、湯の酸化還元電位が低下し、出湯パイプ６を介して酸化還元電位の低下した、皮膚や頭髪へのダメージをなくした湯が浴槽に供給される。
【００１９】
このように、水素ガス発生手段４で発生させた水素ガスのみでなく、給湯器の温水の未使用時に水素吸蔵合金５に貯蔵しておいた水素ガスを使用することで短時間に大量の水の酸化還元電位を低下させることができる。
【００２０】
また、高周波交流電圧を印加する構成で、汎用部品を用いて安価につくれて、、漏電しても危険でない。
【００２１】
また、接地電極を設けたので、マイナス電極に相当する電極が増えることで、水素ガス発生効率があがる。
【００２２】
また、基準電圧をマイナス側にシフトさせたことで、プラス電極側の酸素ガスの発生を抑制してマイナス電極側の水素ガスの発生割合を増やすことができる。
【００２３】
また、水素ガス発生手段４に熱交換器２を通った湯を供給する構成としたことで、低温の水を供給するよりも電気的な抵抗が下がるため、水の電気分解を効率よく行うことができる。
【００２４】
なお、本実施例では接地電極１１を用いた構成であるが、接地電極を用いずに、貴金属電極８および９のみを用い高周波交流電圧を印加した場合でも、水素ガスが発生し、酸化還元電位の低下した水を得ることができる。接地電極１１を用いることで、貴金属電極８および９のみを用いた場合より、水素ガスの発生量を増やすことができる。
【００２５】
また、水素ガス吸蔵合金５は、水素ガス発生手段４内部であれば、設置場所を限定することはなく、貴金属電極８および９に一体化して設けても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、交流電源１０により印加する高周波交流電圧を、高周波交流電圧に直流電圧を印加し、基準電圧をマイナス電位側にシフトさせた電圧とすることで、交流の基準電位がマイナス側にシフトしているため、プラス側の酸素ガスの発生を抑制することができ、酸化還元電位を低下させることができる。
【００２７】
また、水素ガス発生手段を給湯器に組み込んだことで風呂のみでなく、洗面所や台所等へも還元水を供給することができ、日常の家事作業においても皮膚へのダメージを低減できる。
【００２８】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２について図面を用いて説明する。
【００２９】
実施例２の水素ガス発生手段の構成図を図２に示す。図２において、水素ガス発生手段４はチタンに白金もしくは白金イリジウム合金をメッキないしは焼成して形成した貴金属電極８および貴金属電極９の間に直流電圧を印加する直流電源１２、水素ガス発生手段４内部に設け水素ガス発生手段４で生成した水素ガスを吸蔵する水素吸蔵合金１３を有し、水の電気分解で発生した塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去する活性炭１４を備えた構成となっている。
【００３０】
上記構成において、貴金属電極８および９の間に直流電圧を印加すると、水の電気分解が起こり、プラス側の電位をもつ電極からは酸素ガスおよび塩素ガスが、マイナス側の電位をもつ電極からは水素ガスが発生する。発生した水素ガスは、マグネシウム合金もしくはチタン合金などの水素吸蔵合金１３に貯蔵される。また発生した塩素ガスは水に溶解し次亜塩素酸イオンを形成する。次亜塩素酸イオンは酸化力が強く、酸化還元電位を高めるため、活性炭１４により塩素ガスおよび次亜塩素イオンを吸着除去する。
【００３１】
実施例１と同様に、給湯器未使用時にも、水素ガス発生手段４は動作を行い、水素ガスを水素吸蔵合金１３に貯蔵する。使用時には、水素ガス発生手段４で発生した水素ガスと水素吸蔵合金１３から放出された水素ガスを用いることができる。
【００３２】
電気分解で発生した、塩素ガスおよび次亜塩素酸イオンを吸着除去するとともに、電気分解で発生した水素ガスおよび水素吸蔵合金から放出された水素ガスを水に溶解することで、短時間に大量の水の酸化還元電位を低下させることができる。直流による電気分解は、使用中の極性切り替えがないため気泡発生を連続して行うことができ、効率よく水素ガス発生を行うことができる。
【００３３】
また、水素ガス吸蔵合金１３は、水素ガス発生手段４内部であれば、設置場所を限定することはなく、貴金属電極８および９に一体化して設けても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施例では電極間に隔膜を設けずに電気分解を行ったが、電極間に隔膜を設け、水の電気分解後に両極室の水を混合しても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施例３）
以下、本発明の実施例３について説明する。
【００３６】
実施例３の水素ガス発生手段は、着脱可能な容器に設けた金属マグネシウムもしくはマグネシウム合金、水素吸蔵合金を備えた構成となっている。マグネシウム合金としては、マグネシウム含量の高いものが適している。
【００３７】
上記構成において、金属マグネシウムもしくはマグネシウム合金は水中に浸漬すると、水と反応して水素ガスを発生する。発生した水素ガスは水素ガス吸蔵合金に貯蔵され、使用時に放出される。水素ガスが溶解することで水の酸化還元電位を低下することができる。
【００３８】
マグネシウム合金は水中に放置すると、表面に酸化マグネシウムの皮膜が形成し、水素ガスを発生しなくなるため、定期的に容器を取り外し酢酸（調理用の酢）等を用いて、表面の酸化皮膜を除去し使用する。マグネシウム、またはマグネシウム合金を用いることで電源等が不要となり、装置を小型化することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の水還元機能付き給湯装置は、水素ガス発生手段と水素ガス発生手段で生成した水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金を備えた構成とし、未使用時に発生させた水素ガスを水素ガス吸蔵合金に貯蔵し、使用時には水素吸蔵合金に貯蔵した水素を放出し、短時間に大量の水の酸化還元電位を低下させることが可能なので、給湯装置で風呂用に給湯する際にも充分な皮膚へのダメージを与えない湯がつくれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における水還元機能付き給湯器の構成図
【図２】本発明の実施例２における水素ガス発生手段の構成図
【符号の説明】
１  水還元機能付き給湯器本体
２  給水パイプ
３  熱交換器
４  水素ガス発生手段
５  水素吸蔵合金
６  出湯パイプ
７  浴槽
８、９  貴金属電極
１０  交流電源
１１  接地電極
１２  直流電源
１３  水素吸蔵合金
１４  活性炭
【図１】
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【図２】
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