(57)【要約】【課題】出湯する湯の酸化力を低減する給湯機を提供する。【解決手段】水や湯を蓄える貯湯タンク２と、貯湯タンク２に原水を導く原水回路３と、貯湯タンク２の湯と原水回路３の水を混合して出湯する出湯回路５と、出湯回路５から出湯する湯を改質する電解装置７とを有し、電解装置７は、少なくとも１対の陽極（図示せず）と陰極（図示せず）からなる電極と、電極間の水路を分離するセパレータ１６と、電極間に電圧を印加する直流電源（図示せず）とを有し、電解装置７を通過する湯を陰極に導き電気分解することにより還元成分を発生させ、還元成分により出湯回路５の湯に含まれる酸化成分を分解し、出湯回路５より供給する湯の酸化力が、原水より減少するようにしたもので、簡単な構成で、酸化力が減少したお湯を得ると共に、それを利用することができ、また、定期的な薬剤の補給等のメンテナンスを必要としない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水や湯を蓄える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに原水を導く原水回路と、前記貯湯タンクの湯と前記原水回路の水を混合して出湯する出湯回路と、前記出湯回路から出湯する湯を改質する改質手段とを有し、前記改質手段は、少なくとも１対の陽極と陰極からなる電極と、前記電極間の水路を分離する隔膜と、前記電極間に電圧を印加する直流電源とを有し、前記改質手段を通過する湯を前記陰極に導き電気分解することにより還元成分を発生させ、前記還元成分により前記出湯回路の湯に含まれる酸化成分を分解し、前記出湯回路より供給する湯の酸化力が、前記原水より減少するようにした給湯機。
【請求項２】
改質手段は、原水では希薄なミネラルを投入するミネラル供給手段を有する請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
ミネラル供給手段は、出湯回路から出湯する湯のアルカリ度を増加させるアルカリ供給手段を有し兼ねる請求項２に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出湯する湯の湯質を改良し、酸化力が減少した湯を提供する給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸化力を低減した湯を供給する給湯機に使用される水処理装置は、図４に示すような構成であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の給湯機に使用される水処理装置の構成を示す図である。
【０００４】
図４において、電解槽３１は、陰極３２を含む陰極室３３と、陽極３４を含む陽極室３５とを備える。陰極室３３と陽極室３５とは隔膜３６により分離されている。陰極室３３には、陰極水（電解還元水）を取出す管３７が接続されており、陽極室３５には、陽極水（酸性水）を外部に排出する管３８が接続されている。
【０００５】
陰極室３３および陽極室３５のそれぞれには、給水管３９が接続されており、電解槽３１に導く水を、逆浸透膜に通過させることにより純水にする純水製造装置４０と、純水製造装置４０により生成した純水に、ＮａＯＨを添加するＮａＯＨ添加装置４１が、給水管３９上に配置されている。
【０００６】
以上のよう構成された従来の給湯機に使用された水処理装置の動作を説明する。
【０００７】
給水管３９により導かれる水は、残留塩素（Ｃｌ２）濃度が０．１ｐｐｍ未満、また、塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度が５ｐｐｍ以下で、実質的に含有しないよう純水製造装置４０により除去される。次に、ＮａＯＨ添加装置４１により純水製造装置４０により生成した純水に電解質としてＮａＯＨを添加し、電解槽３１で電気分解が行われる。陰極室３３では、Ｎａを高濃度で含有し、残留塩素濃度が０．１ｐｐｍ未満の電解還元水が生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９３３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の給湯機の構成では、所望の水質を得るために、純水製造装置４０により純水を製造した後に、ＮａＯＨを添加しており、構成が複雑で、しかも高コストな装置であり、また、定期的にＮａＯＨを補充する必要がありメンテナンスが煩雑になる、という課題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、メンテナンス性に優れ、安価な構成で酸化力が低減した湯を提供することができる給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、水や湯を蓄える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに原水を導く原水回路と、前記貯湯タンクの湯と前記原水回路の水を混合して出湯する出湯回路と、前記出湯回路から出湯する湯を改質する改質手段とを有し、前
記改質手段は、少なくとも１対の陽極と陰極からなる電極と、前記電極間の水路を分離する隔膜と、前記電極間に電圧を印加する直流電源とを有し、前記改質手段を通過する湯を前記陰極に導き電気分解することにより還元成分を発生させ、前記還元成分により前記出湯回路の湯に含まれる酸化成分を分解し、前記出湯回路より供給する湯の酸化力が、前記原水より減少するようにしたもので、簡単な構成で、酸化力が減少したお湯を得ると共に、それを利用することができ、また、定期的な薬剤の補給等のメンテナンスを必要としない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の給湯機は、出湯する湯を電気分解することで酸化力が低減した湯を提供することができるので、装置の構成を簡素にすることで安価な商品を提供することができ、また、定期的な薬剤の補給を必要とせずメンテナンスの煩雑さから開放される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯機の構成図
【図２】同給湯機の電解装置の構成図
【図３】同給湯機のミネラル供給手段の構成図
【図４】従来の給湯機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、水や湯を蓄える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに原水を導く原水回路と、前記貯湯タンクの湯と前記原水回路の水を混合して出湯する出湯回路と、前記出湯回路から出湯する湯を改質する改質手段とを有し、前記改質手段は、少なくとも１対の陽極と陰極からなる電極と、前記電極間の水路を分離する隔膜と、前記電極間に電圧を印加する直流電源とを有し、前記改質手段を通過する湯を前記陰極に導き電気分解することにより還元成分を発生させ、前記還元成分により前記出湯回路の湯に含まれる酸化成分を分解し、前記出湯回路より供給する湯の酸化力が、前記原水より減少するようにしたもので、簡単な構成で、酸化力が減少したお湯を得ると共に、それを利用することができ、また、定期的な薬剤の補給等のメンテナンスを必要としない。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の改質手段は、原水では希薄なミネラルを投入するミネラル供給手段を有するもので、ミネラルの豊富な湯を利用したり、そのお湯に入浴することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明のミネラル供給手段は、出湯回路から出湯する湯のアルカリ度を増加させるアルカリ供給手段を有し兼ねるもので、省スペースで簡単な構成とすることができ、安価に給湯機を提供することができる。
【００１７】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における給湯機の構成図、図２は、同給湯機の電解装置の構成図、図３は、同給湯機のミネラル供給手段の構成図である。
【００１９】
図１において、本実施の形態における給湯機の貯湯タンクユニット１は、内部に水と製造した湯を蓄える貯湯タンク２を有し、水道水、工業用水、地下水等の水源から供給される原水ライン（図示せず）に原水回路３により接続されている。
【００２０】
通常、貯湯タンク２は、湯および水で満たされており、原水ラインの水圧がかかってい
る。給湯機から出湯する際は、原水回路３の水と、水が貯湯タンクに流入することで貯湯タンク２から押し出された湯とを、任意の温度になるよう混合手段４により調整し、注湯弁６を開放して出湯する。
【００２１】
湯質を改質する改質手段として、出湯する湯の酸化力を減少する電解装置７と、原水では希薄なミネラルを投入しアルカリ度を増加させるミネラル供給手段８とが、出湯回路５上に配置されている。
【００２２】
浴槽９の湯を循環させる循環回路１０は、浴槽循環ポンプ１１により循環され、出湯回路５は、循環回路１０に接続されている。追焚熱交換器１２は、タンク循環ポンプ１３により貯湯タンク２の湯を導き、循環回路１０の湯に熱を供給している。貯湯タンク２には、上部に高温の湯が、下部に低温の水が蓄えられており、ヒートポンプユニット（図示せず）の加熱手段（図示せず）により下部の水から湯を生成し、上部に蓄積している。
【００２３】
図２は、電解装置７の構成図である。
【００２４】
電解装置７は、陽極１４と、陰極１５の電極を対向して設置しており、流路を分離する隔膜としてのセパレータ１６が両電極１４、１５間に配置され、陽極室１７と陰極室１８に分離されている。陽極１４は、カーボングラファイト、白金メッキを施したチタン等を用いることができるが、耐久性と低コストを兼ね備えたカーボングラファイト電極が望ましい。陰極１５は、チタン、ステンレス、カーボングラファイト等を用いることができる。
【００２５】
給湯機から出湯する際は、電極１４、１５間に図示しない直流電源で直流の電圧を印加し、出湯回路５の湯は、電解装置７に導かれる際に分岐され、陰極室１８を通過した湯が出湯される。一方、陽極室１７を通過した湯は、排水弁１９を開放することにより機外へ排出される。水道水は、消毒の為に塩素剤を注入しており、残留塩素により酸化力を有している。
【００２６】
残留塩素（ＣｌＯ−）の濃度は、水道法施行規則で０．１ｐｐｍ以上、また、水質管理目標設定項目として１ｐｐｍ以下が示されている。電圧が印加された陰極１５では、水を電気分解することで還元成分である水素を生成し、残留塩素は、水素と反応することで酸化力の無い塩化物イオン（Ｃｌ−）に分解され、酸化力が減少する。
【００２７】
印加した電流によって残留塩素の分解量が決まり、酸化力の減少量が決まる。水の電気伝導率は、温度が１℃上昇すると約２％増加するので、水温を増加させることで、必要な電流を得るために印加する電圧を低く抑えることができる。
【００２８】
本実施の形態における給湯機は、出湯する高温の湯に対して電気分解を行うことができるので、印加電圧を低く抑えることができ、電源を簡素化することができるので、省スペースで安価な商品を提供することができる。また、酸化力を低減した湯を提供することができるので、肌や髪に優しい湯を利用することができ、入浴した際の皮膚への刺激が減少する。水道水中の残留塩素濃度は、浄水量の平均値が０．４ｐｐｍであり、酸化力を有している。電解装置７は、水道水中の残留塩素を通常の検出限界以下である０．０２ｐｐｍ以下に減少させ、肌や髪に対して優しい湯を提供することができる。
【００２９】
一方、陽極室１７では、水の電気分解により発生した酸素が、水に溶解している塩化物イオンと反応し、残留塩素を生成する反応が同時に起こる。陽極室１７で生成した酸化成分は、出湯する湯と混合しないよう、セパレータ１６で分離して排出される。
【００３０】
セパレータ１６は、電解装置７内で還元成分と酸化成分の混合を防止するよう水を分離し、かつ、電流を電極間に電流が通るよう導電性を持った材質であり、イオン交換膜、不織布、メンブレンフィルタ、連続発泡膜、造粒焼結体等を用いることができる。
【００３１】
なお、陽イオン交換膜が、水の移動が微少であり、また、陽イオンを透過することで出湯する湯のアルカリ度を増加させることができるので、最も適している。出湯を停止した際は、電極間への電圧の印加を停止して水の電気分解ガスの発生を無くし、排水弁１９を閉めて湯の漏出を防止する。
【００３２】
図３は、ミネラル供給手段８の構成図である。
【００３３】
ミネラル供給手段８は、略円筒形の上部に人間の必須元素である固体の無機塩ミネラルを樹脂網等で保持した溶解部２０を有しており、給湯機の出湯停止時にミネラルが溶解し、出湯時に溶解したミネラル分と共に流すことで、出湯する湯にミネラルを供給することができる。
【００３４】
ミネラル供給手段８は、水道水では希薄なミネラルを追加することができ、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、セレン、モリブデン等の酸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化物等の無機塩を用いることができる。
【００３５】
なお、ミネラル供給手段８は、ミネラルを全て溶出すると補充の必要があるので、メンテナンスの頻度を減少させるため、溶解度の低い金属元素の酸化物が望ましい。また、必要量が少ない微量元素を選定することで、ミネラル補給効果を長期間維持することができる。
【００３６】
また、水酸化物を選定することでアルカリ度を高めることができ、肌への浸透力が強いｐＨの高い湯を提供することができる。ミネラル剤として、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ３）が適しており、単体または混合物として用いることができる。
【００３７】
亜鉛は、成人の一日の必要量が１０〜１５ｍｇであり、食品からの摂取状況は、男性で平均９．１ｍｇ、女性は平均７．６ｍｇである。亜鉛は、細胞分裂に重要な酵素の構成成分であり、欠乏すると皮膚炎、味覚障害、胃腸機能の減衰、免疫機能低下等が起こる。
【００３８】
サプリメントとしても亜鉛は定着しており、味覚を正常に保つのに必要な栄養素、皮膚や粘膜の健康維持を助ける栄養素、たんぱく質・核酸の代謝に関与して健康の維持に役立つ栄養素として認知されている。
【００３９】
一方、水道水中の亜鉛濃度は、平均値が０．０１ｐｐｍ以下であり、大半の地域で検出限界以下であり、含有していない。ミネラル供給手段８は、水道水では希薄なミネラルを投入することで、ミネラルの豊富な湯を利用および入浴することができる。
【００４０】
日本三大美人の湯は、川中温泉、龍神温泉、湯の川温泉と広く知られており、ｐＨは７．８〜８．５程度と弱アルカリ性である。一方、水道水のｐＨは平均値が７．３と中性であり、ｐＨ７．８未満が浄水量の９５％以上であり、大半の地域が美人の湯と呼ばれる弱アルカリ性ではない。ミネラル供給手段８は、ミネラルの投入と共にアルカリ度をｐＨ７．８〜ｐＨ８．５に増加させ、弱アルカリ性の湯を提供することができる。弱アルカリ性の湯は、肌への水分の浸透力が強く、弱アルカリ性の湯を利用および入浴することで、みずみずしい肌を提供することができる。
【００４１】
ミネラル供給手段８は、出湯回路５から電解装置７と分岐して湯を導入しており、ミネラル供給手段８の上流と下流にそれぞれ開閉手段２１、２２を配置している。開閉手段２１、２２は、注湯停止時にスプリング等で閉止状態に保たれており、開閉手段２１、２２に挟まれた空間でミネラルが飽和溶解する。注湯時は、開閉手段２１、２２が水流で開き、飽和溶解したミネラル成分が出湯される。ミネラルの投入量は、飽和溶解度のミネラルが供給されることから、開閉手段２１、２２に挟まれた空間の大きさで調整することができる。
【００４２】
なお、給湯機の長期不使用時は、凍結防止等のため、内部の水を排出することが望ましい。開放弁２３をミネラル供給手段８と上流の開閉手段２１との間に配置し、長期不使用時に開放することで、ミネラルを飽和溶解度まで含有した水が電解装置７に流入することなく、ミネラル供給手段８および電解装置７内部の水を排出することができる。
【００４３】
なお、本発明の出湯する湯を改質する改質手段を備えた給湯機は、ヒートポンプ式に限らず、電気ヒータ式、燃料電池式の加熱手段であっても湯を供給する機器であれば適応することができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では、電解装置７とミネラル供給手段８とを出湯回路５に並列に配置しているが、電解装置７の下流にミネラル供給手段８を配置しても構わない。電解装置７により原水の酸化力を低減し、ミネラル供給手段８によりミネラルを付与した湯を提供できることに変わりはない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる出湯する湯を改質する改質手段を備えた給湯機は、原水より酸化力を減少した湯を提供することができることから、家庭用、産業用に制限されることなく、湯を提供する給湯機全般に適応することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２  貯湯タンク
３  原水回路
５  出湯回路
７  電解装置（改質手段）
８  ミネラル供給手段（改質手段）
１４  陽極（電極）
１５  陰極（電極）
１６  セパレータ（隔膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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