酸素富化給湯装置
【課題】浴槽水を循環させる回路に高濃度酸素を混入し、かつカランやシャワーヘッドなど端末からも溶存酸素富化水を得ることができる酸素富化給湯装置を提供する。
【解決手段】酸素富化給湯装置は、給湯回路４に高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を混入する混入手段１４を設け、溶存酸素濃度の高い湯水をシャワーヘッド８やカラン９からも使用することにより、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。
【解決手段】酸素富化給湯装置は、給湯回路４に高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を混入する混入手段１４を設け、溶存酸素濃度の高い湯水をシャワーヘッド８やカラン９からも使用することにより、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、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酸素富化給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素富化装置は、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）、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）がある。図８は、特許文献１に記載された従来の酸素富化装置を示すもので、循環流路１０１を介して浴槽１００の湯水を循環させるポンプ１０２と循環流路１０１に気体を供給する供給部１０３を設け、供給部１０３に酸素富化空気を供給する酸素富化装置１０４を設け、浴槽１００には吸入口１０５と吐出口１０６を設けて構成される。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のあることが知られている。
【特許文献１】特開平４-００２３４７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】
【０００３】
しかしながら、従来の酸素富化給湯装置は、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、カランやシャワーヘッド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を洗う湯水には、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。
【０００４】
上記課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、一般家庭、その他で設置している給湯装置の給湯路のカランやシャワーヘッド等の給湯端末からも溶存酸素濃度を高めた湯水の供給を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の酸素富化給湯装置は、給水路と、前記給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を前記加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えたものであり、シャワーヘッドやカラン等の給湯端末から溶存酸素濃度の高い湯水の供給が可能となるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の酸素富化給湯装置は、溶存酸素濃度の高い湯水をシャワーヘッドやカラン等の給湯端末からも使用することができ、従って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】
【０００７】
第１の発明における酸素富化給湯装置は、給水路と、給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えたものである。
【０００８】
上記構成によって、給湯装置から供給されるすべての湯水の溶存酸素濃度を高めること
ができ、シャワーヘッドやカラン等の給湯端末からも、溶存酸素濃度を高めた湯水の供給を可能とすることができる。
【０００９】
第２の発明における酸素富化給湯装置は、第１の発明における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、または酸素富化膜と前記酸素富化膜を介して外気を吸引する真空ポンプとを有する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。
【００１０】
また、真空ポンプによ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、安価に溶存酸素濃度を高めた湯水を得ることができる。
【００１１】
第３の発明における酸素富化給湯装置は、第１の発明または第２の発明の混入手段を、高濃度酸素を微細気泡として温水に混入する加圧混入手段で構成してあり、高濃度酸素を溶解することで溶存酸素濃度を高めるだけでなく、さらに微細気泡として加圧混入することで、溶存酸素を過飽和状態にまで溶解することが可能となり、より高濃度の溶存酸素水を得ることができるとともに、微細気泡を含んだ水を供給することで、気泡がはじけるときに放出される超音波の洗浄効果を得ることができる。
【００１２】
さらに、微細気泡であるため毛穴の中に入り込み洗浄を行なうため、毛穴の汚れを洗浄することで溶存酸素が毛穴から入り込みやすくなり、微細気泡と溶存酸素の相乗効果で、育毛促進効果や美容効果を高めることができる。
【００１３】
第４の発明における酸素富化給湯装置は、特に第３の発明における加圧混入手段を、高濃度酸素生成手段の真空ポンプを利用して加圧混入する構成としており、簡単な構成で安価に溶存酸素濃度を高めた湯水を得ることができる。
【００１４】
第５の発明における酸素富化給湯装置は、第１〜第４のいずれか１つの発明の混入手段を、給湯装置本体、シャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としており、高濃度酸素の混入手段を湯水の噴出する端末に設けることにより、高濃度酸素が給湯端末等の近くで混入されて微細気泡のままで湯水を得られ、例えば湯水の流通路の途中で高濃度酸素を混入して一旦溶解した微細気泡が、給湯端末の近くに達した時に流通路内で析出し気泡径が大きくなることを防止することができる。
【００１５】
第６発明における酸素富化給湯装置は、第１〜第５のいずれか１の発明の混入手段を給湯装置本体に設け、給湯装置本体内で混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としており、混入手段で一旦溶解した微細気泡が、給湯路等内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、噴出直前で再度気泡を微細化することができる。
【００１６】
第７発明における酸素富化給湯装置は、第６の発明の微細化手段を絞り部で構成することで、混入された高濃度酸素を再度、端末部で衝撃波により微細気泡化することができ、簡単な構成で溶存酸素富化水を得ることができる。
【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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各実施の形態の説明において、同じ構成および同じ作用効果を奏する部分については同一符号を付与し、重複した詳細な説明を行わないものとする。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸素富化給湯装置のシステム全体の構成図で、図２は同じく第１の実施の形態における高濃度酸素生成手段の構成図である。図３は、通常入浴と溶存酸素富化水入浴後の角質水分量の変化を示した図である。図１において、給湯装置１は給水路２と給湯回路３および浴槽水の追炊き循環回路４を有する熱交換器５と、熱交換器５を加熱するバーナー６と、バーナー６に燃焼空気を送るバーナーファン７を設けている。そして、熱交換器５と、バーナー６は給水路２からの給水と浴槽水の加熱手段を構成している。
【００１９】
給水路２の水は熱交換器５で加熱され湯となり、給湯回路３を経て給湯端末であるシャワーヘッド８やカラン９から供給される。また、追炊き循環回路４に設けた風呂ポンプ１０で循環される浴槽水は、熱交換器５で加熱された後、追炊き循環回路４を経て浴槽内噴出アダプタとしての追炊きアダプタ１１から浴槽１２に供給される。
【００２０】
給湯回路３には、高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を混入する混入手段１４が設けてあり、高濃度酸素生成手段１３は、図２に示すように酸素イオン伝導体である固体電解質１５を支持する一対の陰極側電極１６と陽極側電極１７とで固体電解質１５を挟み、陰極側電極１６を空気に曝露して固体電解質１５と陽極側電極１７とをケース１８内に収納するとともに、陰極側電極１６と陽極側電極１７の間に電流を流す直流電源１９を有し、陽極側電極１７から発生するガスはケース１８に設けたスリット２０から導入する空気で希釈され酸素配管２１に搬送される。
【００２１】
混入手段１４は、所定の流速で流体が通過することにより、前記通過箇所に負圧作用を生じさせて外部より空気を引き込むエゼクタで構成してあり、エゼクタの負圧側は逆止弁２２、流量調節弁２３を介して高濃度酸素生成手段１３に通じる酸素配管２１と接続されている。また、追炊き循環回路４の往き回路には、混入手段１４の前後の給湯回路３に追炊き循環回路４の往き回路を接続する酸素付加回路２４に切り替える三方弁の切り替え手段２４aと、混入手段１４の下流の酸素付加回路２４に接続し、切り替え手段２４aに連動して開閉する二方弁の切り替え手段２４ｂが設けられている。
【００２２】
そして、切り替え手段２４a、２４ｂにより、混入手段１４に供給される湯水は、給湯回路３からの湯水と追い炊き循環回路４で循環する浴槽水とを切り替えられる構成となっており、図示矢印のように浴槽水を循環する際にも混入手段１４を介して、浴槽水に高濃度酸素を混合することができ、追い炊きアダプタ１１を介して高濃度酸素を混合した湯水が浴槽１４に噴出される。
【００２３】
次にその動作、作用について説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようとした時、給湯回路３に湯水が供給されてエゼクタ１４を湯水が通過した結果、エゼクタ１４が機能し、エゼクタ１４の負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となり、高濃度酸素生成手段１３で生成された高濃度酸素を有する空気が酸素配管２１内を流動して給湯回路３の湯水に気泡となって混入される。
【００２４】
なお、酸素配管２１には逆止弁２２および流量調節弁２３が設けられているため、酸素配管２１内に給湯回路３の湯水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００２５】
一方、高濃度酸素生成手段１３は、直流電源１９により陰極側電極１６と陽極側電極１７の間に電流を流すと、曝露された陰極側電極１６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１５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１７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、高濃度酸素を生成することができる。湯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４０℃のお湯に溶解することができる酸素は、最大で約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。
【００２６】
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。
【００２７】
さらに、エゼクタ１６により高濃度酸素を混入することで、短時間で高濃度溶存酸素水を得ることができる、そして、シャワーヘッド８やカラン９から溶存酸素富化水を得ることができる。入浴者が溶存酸素富化水をシャワー水として使用した場合、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。
【００２８】
例えば、頭皮に使用した場合には、毛穴から毛根へと溶存酸素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。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、横軸に時間、縦軸に水分量を示す図３の、通常入浴、高濃度酸素吸引入浴、溶存酸素富化水入浴のグラフのように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。
【００２９】
すなわち、溶存酸素富化水入浴は、通常入浴および高濃度酸素を吸引しながらの入浴と比較して、入浴５分後の角層水分量が高く、溶存酸素富化水が肌への水分の浸透を促進していることを示している。
【００３０】
使用者が追い炊きを行う際には、切り替え手段２４ａ、２４ｂの切り替え操作により追い炊き循環回路４を循環する浴槽水が酸素付加回路２４に迂回することでエゼクタ１４を通過し、この時に高濃度酸素が先に説明したと同じようにエゼクタ１４の働きで浴槽水に供給され、浴槽水中に溶存酸素富化水を供給することが可能となり、溶存酸素富化水の美肌効果を得ることができる。
【００３１】
さらに、溶解し切れなかった高濃度酸素が浴槽１２の水面から空間に放出され、これを入浴者が吸入することで入浴中にも酸素不足に陥りにくくなり、長湯が可能で温浴効果を促進できる。また、酸素吸入による覚醒作用を発揮できるとともに、心拍数の増加を抑制できる。これにより、高濃度酸素の効果を最大限に発揮させて美容、かつ健康的な入浴ができるようになる。
【００３２】
なお、浴室内に切り替え手段２４ａの切り替えと、切り替え手段２４ｂの開閉の切り替えのためのスイッチ（図示せず）を設け、スイッチをオン、オフすることで、切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるとともに、風呂ポンプ１０を動作させる構成とすることで、追い炊きとは別に浴槽水に高濃度酸素を供給することも可能であることはもちろんである。
【００３３】
このように、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、簡単な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。入浴中に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、酸素富化給湯装置を用いることで育毛促進および美容効果のある溶存酸素富化水を得ることで、入浴者は手軽に毎日継続して育毛および美容行為を行うことができる。
【００３４】
なお、酸素富化給湯装置による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。
【００３５】
なお、本実施の形態では混入手段１４として負圧作用で高濃度酸素の空気を吸引して混入するエゼクタに限定されるものではなく、高濃度酸素の空気をポンプ等で加圧して流通する湯水または浴槽水に混入する構成であってもよいことはもちろんである。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における酸素富化給湯装置の構成図で、図５は同第２の実施の形態における酸素富化給湯装置の運転による使用者の心拍数の変化を示す心拍数時間変化図である。本実施の形態は、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜で構成し、さらにエゼクタを加圧混入手段としたことで上記した実施の形態１と異なり、それ以外の構成は同じなので、異なるところを中心に説明する。
【００３７】
高濃度酸素生成手段１３は、酸素富化膜２５と酸素富化膜２５に外部からの空気を送風する送風ファン２６と、真空ポンプ２７で構成され、高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素が、真空ポンプ２７を利用して加圧され逆止弁２２、流量調節弁２３を介して加圧混入手段２８のエゼクタ１４の負圧側に接続した酸素配管２１に流れてエゼクタ１４に加圧されて混入するように構成されている。すなわち、加圧混入手段２８は、高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２９を利用して高濃度酸素の空気を加圧混入する構成（点線枠で示す部分）に混入手段を構成したものである。
【００３８】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようと給湯回路３に湯水が流れた時、本実施の形態でいう加圧混入手段２８は上記した実施の形態１でいうエゼクタ１４と同じようなエゼクタ機能を有しているので、エゼクタの負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となる。さらに、エゼクタ１４により吸引されるだけでなく真空ポンプ２７による圧力がプラスされ、エゼクタ１４に混入する空気は加圧された状態となり、給湯回路３の湯水、または酸素付加回路２４を介して流れる浴槽水に酸素配管２１内の空気を加圧混入することで微細な気泡として混入させることができる。
【００３９】
一方、真空ポンプ２７により減圧されることで外部空気が酸素富化膜２５を通過し、約３０％の高濃度酸素を得ることができ、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することができるる。なお、酸素配管２１には逆止弁２２および流量調節弁２３が設けられているため、酸素配管２１内に給湯回路３の湯水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００４０】
そして、高濃度酸素を加圧混入することで微細気泡として混入することが可能となり、微細気泡とすることで気液の接触面積を大きくすることができ、短時間で溶存酸素富化水を得るとともに、微細気泡とすることで溶存酸素を過飽和状態にまで溶解することができ、より高濃度の溶存酸素溶解水を得ることができる。さらに、微細気泡を含んだ水を供給することで、気泡がはじけるときに放出される超音波の洗浄効果を得ることができる。
【００４１】
さらに、微細気泡であるため毛穴の中に入り込み洗浄を行なうため、毛穴の汚れを洗浄することで溶存酸素が毛穴から入り込みやすくなり、微細気泡と溶存酸素の相乗効果で、育毛促進効果や美容効果を高めることができる。
【００４２】
また、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜とし、前記酸素富化膜に外部空気を通過させるための真空ポンプを、高濃度酸素を加圧混合するためのポンプと兼用しているから、高濃度酸素を加圧混入するための加圧混入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。
【００４３】
入浴者が溶存酸素富化水をシャワー水として使用した場合、溶解しきれなかった微細気泡が、人体にあたりはじける際に放出される超音波の洗浄効果や、微細気泡が毛穴の中まで入り込むことで、洗浄効果を得ることができる。そして、毛穴が洗浄されたことで溶存酸素の角質及び毛穴からの浸透を促進し、細胞の活性化をさらに高めることが可能となる。例えば、頭皮に使用した場合には、微細気泡によって毛穴の汚れを除去することで、毛穴への溶存酸素富化水の浸透が促進され、さらに毛穴から毛根へと溶存酸素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。
【００４４】
さらに、身体に使用した場合にも同様に、微細気泡によって毛穴の汚れを除去するとともに、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。
【００４５】
一方、切り替え手段２４ａ、２４ｂにより追い炊き循環回路４を循環する浴槽水に高濃度酸素を混合した場合には、浴槽水中に高濃度酸素の微細気泡が噴出され、溶存酸素富化水の美肌効果を得るとともに、浴槽水を微細気泡により白濁させることができ、視覚的にもリラックス効果を得ることができる。また、微細気泡は気泡が浮上消滅し難く湯と人体との間に存在することで人体への温度刺激が低減され、心拍の上昇が抑制される。
【００４６】
さらに、溶解し切れなかった高濃度酸素は、浴槽水の水面から放出され、これを入浴者が吸入することで入浴中にも酸素不足に陥りにくくなり、安心して長湯が可能で温浴効果を促進できる。また、酸素吸入による覚醒作用を発揮できるとともに、心拍数の増加を抑制できる。これにより、高濃度酸素の効果を最大限に発揮させて美容、かつ健康的な入浴ができるようになる。 横軸に時間、縦軸に心拍数を採った図５に示した使用者心拍変化の入浴中のレベルにおいて、酸素微細気泡を発生させると通常入浴に比較して使用者の心拍数は上昇が抑えられて少ない数値になっている。
【００４７】
なお、本実施の形態でいう加圧混入手段２８は、実施の形態１でいうエゼクタ１４の機能も有するように構成しているが、エゼクタ機能のない単に高濃度酸素を含む気体を加圧して混入する形態の加圧混入手段であっても、本実施の形態と同等の作用効果を期待できるものであり、そして加圧に高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２７を利用して構成を簡単にしたが、別個に加圧ポンプを有する加圧混入手段にしてもよいものである。
【００４８】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における酸素富化給湯装置を示す構成図である。本実施の形態は、実施の形態２で説明した加圧混合手段２８を、給湯装置本体、シャワー端末、カラン端末、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成とし、さらに実施の形態１、２の酸素付加回路２４、切り替え手段２４ａ、２４ｂの無い構成にして点で実施の形態１、２と異なり、従って異なるところを中心に説明する。
【００４９】
図６において、給湯装置１は給水路２と、給湯回路３および追炊き循環回路４を有する熱交換器５と、熱交換器５を加熱するバーナー６と、バーナー６に燃焼空気を送るバーナーファン７とを設けている。そして、給水路２のは熱交換器５で加熱され湯となり、使用者はシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようとした時、湯水が給湯回路３に供給され、給湯回路３を経てシャワーヘッド８やカラン９から供給される。また、追炊き循環回路４に設けた風呂ポンプ１０で循環される浴槽水は、熱交換器５で加熱された後、追炊き循環回路４を経て追炊きアダプタ１１から浴槽１２に供給される。
【００５０】
そして、シャワーヘッド８の直前に実施の形態１でいうエゼクタと同じ機能のエゼクタ３０、カラン９の直前に実施の形態１と同じエゼクタ３１、追い炊きアダプタ１１の直前に実施の形態１と同じエゼクタ３２が設けてあり、これらエゼクタ３０、３１、３２の負圧側にはそれぞれ逆止弁３４、３３、３５を介して高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を供給するためのチューブ３７、３８、３９と接続されている。シャワーヘッド８およびカラン９に湯水を供給する給湯回路４には、流量検知手段４０、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２と接続するチューブ３９に遮断弁４１を備えている。
【００５１】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８より、湯を得ようとした場合には、シャワーヘッド８の端末直前のエゼクタ３０に湯水が流れ、エゼクタ３０が機能する。同様に、カラン９から湯を得ようとした場合にはエゼクタ３１、さらに風呂ポンプ１０が動作し、追い炊き循環回路４に湯が循環したときには、エゼクタ３２が機能し、チューブ３７、３８、３９を介して高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を湯水に混入する。
【００５２】
なお、エゼクタ３０、３１、３２は逆止弁３３、３４、３５を介して高濃度酸素生成手段１３と接続しているため、チューブ３７、３８、３９内に給湯回路３の湯水、追炊き循環回路４の浴槽水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００５３】
また、複数の箇所で同時に湯水を使用する際は、エゼクタで吸引する高濃度酸素の吸引量が減少するため、十分な高濃度酸素を混入することができなくなるので、本実施の形態ではシャワーヘッド８およびカラン９より十分な溶存酸素富化水を得るために、風呂ポンプ１０が動作中であっても、流量検知手段４０により、シャワーヘッド８もしくはカラン９で湯水が使用されていることを検知した際には、追炊き循環回路４の浴槽水に高濃度酸素がエゼクタ３２で混入されるのを停止するため遮断弁４１を遮断し、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２への高濃度酸素の供給を遮断するものである。
【００５４】
このように、高濃度酸素の混入手段であるエゼクタ３０、３１、３２を、シャワーヘッド８およびカラン９、追い炊きアダプタ１１の直前に設けることで、一旦溶解した微細気泡が、給水路内で析出し気泡径が大きくなることを防止することができ、確実に溶存酸素富化水を得ることができる。
【００５５】
なお、実施の形態１と同様に、浴室内に切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるためのスイッチ（図示せず）を設け、スイッチをオンすることで、切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるとともに、風呂ポンプを動作させる構成とすることで、追い炊きとは別に浴槽水に高濃度酸素を供給することも可能であることはもちろんであり、その際にもシャワーヘッド８およびカラン９への溶存酸素富化水の供給を優先し、シャワーヘッド８もしくはカラン９で湯水が使用されていることを検知した際には、遮断弁４１を遮断し、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２への高濃度酸素の供給を遮断するものである。
【００５６】
また、本実施の形態では浴室内の給湯端末に、混入手段であるエゼクタを設けた構成としたが、給湯配管の端末であれば、洗面所の洗面台ないしは台所等のカラン端末にエゼクタを設ける構成とすることで、洗面所での溶存酸素富化水による育毛促進効果や美肌効果を得ることができるとともに、台所で用いた場合には溶存酸素富化水を飲用に用いることができ、微細気泡による食器洗浄効果などを得ることができるのはもちろんである。
【００５７】
また、本実施の形態では実施の形態１でいう混入手段としてエゼクタ３０、３１、３２
を使用したが、実施の形態２でいう加圧混入手段を使用しても本実施の形態と同等の作用効果を期待できるものである。
【００５８】
（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における酸素富化給湯装置を示す構成図である。本実施の形態は、実施の形態２で説明した酸素付加回路２４、切り替え手段２４ａ、２４ｂ、高濃度酸素生成手段１３、加圧混入手段２８を給湯装置１の本体内に設け、給湯装置本体内で加圧混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド８、カラン９、追い炊きアダプタ１１の直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としていることである。
【００５９】
そして、前記の湯水中の気泡の微細化手段としては、シャワーヘッド１０の直前に絞り部４４、カラン１１の直前に絞り部４５、追い炊きアダプタ１３の直前に絞り部４６をそれぞれ設けて構成してある。
【００６０】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようと給湯回路３に設けたエゼクタ機能を有する加圧混入手段２８に湯水が供給された時、エゼクタ作用が機能し、エゼクタの負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となり高濃度酸素を含む気体が加圧混入手段２８により湯水に混入される。さらに、加圧混入手段２８のエゼクタ作用により高濃度酸素が吸引されるだけでなく、高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２７による圧力がプラスされ加圧混入手段２８に混入する空気は加圧された状態となり、給湯回路３の湯水に酸素配管２１内の空気を加圧混入することで微細な気泡として混入させることができる。
一方、真空ポンプ２７により減圧されることで外部空気が酸素富化膜２５を通過し、約３０％の高濃度酸素をえることができ、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することができる。このように、給湯機本体内で生成した溶存酸素富化水は給湯回路３により、浴室内に搬送され、シャワーヘッド８およびカラン９ないしは切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替え追い炊きアダプタ１１より噴出する。
【００６１】
使用者がシャワーヘッド８より、湯を得ようとした場合には、シャワーヘッド８の直前に設けた絞り部４２に湯水が流れ、絞り部４２により湯水は再度加圧され、加圧混入手段２８のエゼクタ作用で一旦溶解した微細気泡が、給湯路内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、給湯端末直前に設けた絞り部で再度加圧することで、噴出直前に再度気泡を微細化することができ、再度、溶存酸素濃度を高めることができる。他の絞り部４３、４４も前記した絞り部４２と同じようにして作用し、噴出直前に再度気泡を微細化することができ、再度、溶存酸素濃度を高めることができる。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、給湯装置本体と浴室の距離が離れている場合など、配管距離が長くなり加圧混入手段で一旦溶解した微細気泡が、給湯路内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、噴出直前で再度気泡を微細化することができるため、安定して溶存酸素富化水を得ることができる。
【００６３】
さらに、微細化手段を絞り部で構成することで、加圧混入された高濃度酸素を再度、端末部で衝撃波により微細気泡化することができ、簡単な構成で、溶存酸素富化水を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように本発明にかかる酸素富化給湯装置は、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することで、溶存酸素富化水を得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】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化給湯装置の構成図
【図２】同実施の形態１におけ酸素富化給湯装置の高濃度酸素生成手段の構成図
【図３】同実施の形態１における酸素富化給湯装置の浴水入浴後の肌水分変化図
【図４】本発明の実施の形態２における酸素富化給湯装置の構成図
【図５】同実施の形態２における酸素富化浴槽装置の運転時における心拍数時間変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態３における酸素富化給湯装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態４における酸素富化給湯装置の微細化手段の構成図
【図８】従来の微細気泡発生装置の構成図
【符号の説明】
【００６６】
１ 給湯装置
２ 給水路
３ 給湯回路
４ 追炊き循環回路
５ 熱交換器
６ バーナー
８ シャワーヘッド（給湯端末）
９ カラン（給湯端末）
１１ 追炊きアダプタ（浴槽内噴出アダプタ）
１３ 高濃度酸素生成手段
１４ 混入手段
１５ 固体電解質（酸素イオン伝導体）
１６ 陰極側電極（電極）
１７ 陽極側電極（電極）
２５ 酸素富化膜
２７ 真空ポンプ
２８ 加圧混入手段
３０、３１、３２ エゼクタ（混入手段）
４２、４３、４４ 絞り部（微細化手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水中の溶存酸素濃度を高め、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酸素富化給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素富化装置は、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）、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）がある。図８は、特許文献１に記載された従来の酸素富化装置を示すもので、循環流路１０１を介して浴槽１００の湯水を循環させるポンプ１０２と循環流路１０１に気体を供給する供給部１０３を設け、供給部１０３に酸素富化空気を供給する酸素富化装置１０４を設け、浴槽１００には吸入口１０５と吐出口１０６を設けて構成される。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のあることが知られている。
【特許文献１】特開平４-００２３４７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】
【０００３】
しかしながら、従来の酸素富化給湯装置は、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、カランやシャワーヘッド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を洗う湯水には、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。
【０００４】
上記課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、一般家庭、その他で設置している給湯装置の給湯路のカランやシャワーヘッド等の給湯端末からも溶存酸素濃度を高めた湯水の供給を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の酸素富化給湯装置は、給水路と、前記給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を前記加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えたものであり、シャワーヘッドやカラン等の給湯端末から溶存酸素濃度の高い湯水の供給が可能となるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の酸素富化給湯装置は、溶存酸素濃度の高い湯水をシャワーヘッドやカラン等の給湯端末からも使用することができ、従って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】
【０００７】
第１の発明における酸素富化給湯装置は、給水路と、給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えたものである。
【０００８】
上記構成によって、給湯装置から供給されるすべての湯水の溶存酸素濃度を高めること
ができ、シャワーヘッドやカラン等の給湯端末からも、溶存酸素濃度を高めた湯水の供給を可能とすることができる。
【０００９】
第２の発明における酸素富化給湯装置は、第１の発明における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、または酸素富化膜と前記酸素富化膜を介して外気を吸引する真空ポンプとを有する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。
【００１０】
また、真空ポンプによ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、安価に溶存酸素濃度を高めた湯水を得ることができる。
【００１１】
第３の発明における酸素富化給湯装置は、第１の発明または第２の発明の混入手段を、高濃度酸素を微細気泡として温水に混入する加圧混入手段で構成してあり、高濃度酸素を溶解することで溶存酸素濃度を高めるだけでなく、さらに微細気泡として加圧混入することで、溶存酸素を過飽和状態にまで溶解することが可能となり、より高濃度の溶存酸素水を得ることができるとともに、微細気泡を含んだ水を供給することで、気泡がはじけるときに放出される超音波の洗浄効果を得ることができる。
【００１２】
さらに、微細気泡であるため毛穴の中に入り込み洗浄を行なうため、毛穴の汚れを洗浄することで溶存酸素が毛穴から入り込みやすくなり、微細気泡と溶存酸素の相乗効果で、育毛促進効果や美容効果を高めることができる。
【００１３】
第４の発明における酸素富化給湯装置は、特に第３の発明における加圧混入手段を、高濃度酸素生成手段の真空ポンプを利用して加圧混入する構成としており、簡単な構成で安価に溶存酸素濃度を高めた湯水を得ることができる。
【００１４】
第５の発明における酸素富化給湯装置は、第１〜第４のいずれか１つの発明の混入手段を、給湯装置本体、シャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としており、高濃度酸素の混入手段を湯水の噴出する端末に設けることにより、高濃度酸素が給湯端末等の近くで混入されて微細気泡のままで湯水を得られ、例えば湯水の流通路の途中で高濃度酸素を混入して一旦溶解した微細気泡が、給湯端末の近くに達した時に流通路内で析出し気泡径が大きくなることを防止することができる。
【００１５】
第６発明における酸素富化給湯装置は、第１〜第５のいずれか１の発明の混入手段を給湯装置本体に設け、給湯装置本体内で混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としており、混入手段で一旦溶解した微細気泡が、給湯路等内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、噴出直前で再度気泡を微細化することができる。
【００１６】
第７発明における酸素富化給湯装置は、第６の発明の微細化手段を絞り部で構成することで、混入された高濃度酸素を再度、端末部で衝撃波により微細気泡化することができ、簡単な構成で溶存酸素富化水を得ることができる。
【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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各実施の形態の説明において、同じ構成および同じ作用効果を奏する部分については同一符号を付与し、重複した詳細な説明を行わないものとする。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸素富化給湯装置のシステム全体の構成図で、図２は同じく第１の実施の形態における高濃度酸素生成手段の構成図である。図３は、通常入浴と溶存酸素富化水入浴後の角質水分量の変化を示した図である。図１において、給湯装置１は給水路２と給湯回路３および浴槽水の追炊き循環回路４を有する熱交換器５と、熱交換器５を加熱するバーナー６と、バーナー６に燃焼空気を送るバーナーファン７を設けている。そして、熱交換器５と、バーナー６は給水路２からの給水と浴槽水の加熱手段を構成している。
【００１９】
給水路２の水は熱交換器５で加熱され湯となり、給湯回路３を経て給湯端末であるシャワーヘッド８やカラン９から供給される。また、追炊き循環回路４に設けた風呂ポンプ１０で循環される浴槽水は、熱交換器５で加熱された後、追炊き循環回路４を経て浴槽内噴出アダプタとしての追炊きアダプタ１１から浴槽１２に供給される。
【００２０】
給湯回路３には、高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を混入する混入手段１４が設けてあり、高濃度酸素生成手段１３は、図２に示すように酸素イオン伝導体である固体電解質１５を支持する一対の陰極側電極１６と陽極側電極１７とで固体電解質１５を挟み、陰極側電極１６を空気に曝露して固体電解質１５と陽極側電極１７とをケース１８内に収納するとともに、陰極側電極１６と陽極側電極１７の間に電流を流す直流電源１９を有し、陽極側電極１７から発生するガスはケース１８に設けたスリット２０から導入する空気で希釈され酸素配管２１に搬送される。
【００２１】
混入手段１４は、所定の流速で流体が通過することにより、前記通過箇所に負圧作用を生じさせて外部より空気を引き込むエゼクタで構成してあり、エゼクタの負圧側は逆止弁２２、流量調節弁２３を介して高濃度酸素生成手段１３に通じる酸素配管２１と接続されている。また、追炊き循環回路４の往き回路には、混入手段１４の前後の給湯回路３に追炊き循環回路４の往き回路を接続する酸素付加回路２４に切り替える三方弁の切り替え手段２４aと、混入手段１４の下流の酸素付加回路２４に接続し、切り替え手段２４aに連動して開閉する二方弁の切り替え手段２４ｂが設けられている。
【００２２】
そして、切り替え手段２４a、２４ｂにより、混入手段１４に供給される湯水は、給湯回路３からの湯水と追い炊き循環回路４で循環する浴槽水とを切り替えられる構成となっており、図示矢印のように浴槽水を循環する際にも混入手段１４を介して、浴槽水に高濃度酸素を混合することができ、追い炊きアダプタ１１を介して高濃度酸素を混合した湯水が浴槽１４に噴出される。
【００２３】
次にその動作、作用について説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようとした時、給湯回路３に湯水が供給されてエゼクタ１４を湯水が通過した結果、エゼクタ１４が機能し、エゼクタ１４の負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となり、高濃度酸素生成手段１３で生成された高濃度酸素を有する空気が酸素配管２１内を流動して給湯回路３の湯水に気泡となって混入される。
【００２４】
なお、酸素配管２１には逆止弁２２および流量調節弁２３が設けられているため、酸素配管２１内に給湯回路３の湯水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００２５】
一方、高濃度酸素生成手段１３は、直流電源１９により陰極側電極１６と陽極側電極１７の間に電流を流すと、曝露された陰極側電極１６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１５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１７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、高濃度酸素を生成することができる。湯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４０℃のお湯に溶解することができる酸素は、最大で約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。
【００２６】
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。
【００２７】
さらに、エゼクタ１６により高濃度酸素を混入することで、短時間で高濃度溶存酸素水を得ることができる、そして、シャワーヘッド８やカラン９から溶存酸素富化水を得ることができる。入浴者が溶存酸素富化水をシャワー水として使用した場合、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。
【００２８】
例えば、頭皮に使用した場合には、毛穴から毛根へと溶存酸素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。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、横軸に時間、縦軸に水分量を示す図３の、通常入浴、高濃度酸素吸引入浴、溶存酸素富化水入浴のグラフのように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。
【００２９】
すなわち、溶存酸素富化水入浴は、通常入浴および高濃度酸素を吸引しながらの入浴と比較して、入浴５分後の角層水分量が高く、溶存酸素富化水が肌への水分の浸透を促進していることを示している。
【００３０】
使用者が追い炊きを行う際には、切り替え手段２４ａ、２４ｂの切り替え操作により追い炊き循環回路４を循環する浴槽水が酸素付加回路２４に迂回することでエゼクタ１４を通過し、この時に高濃度酸素が先に説明したと同じようにエゼクタ１４の働きで浴槽水に供給され、浴槽水中に溶存酸素富化水を供給することが可能となり、溶存酸素富化水の美肌効果を得ることができる。
【００３１】
さらに、溶解し切れなかった高濃度酸素が浴槽１２の水面から空間に放出され、これを入浴者が吸入することで入浴中にも酸素不足に陥りにくくなり、長湯が可能で温浴効果を促進できる。また、酸素吸入による覚醒作用を発揮できるとともに、心拍数の増加を抑制できる。これにより、高濃度酸素の効果を最大限に発揮させて美容、かつ健康的な入浴ができるようになる。
【００３２】
なお、浴室内に切り替え手段２４ａの切り替えと、切り替え手段２４ｂの開閉の切り替えのためのスイッチ（図示せず）を設け、スイッチをオン、オフすることで、切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるとともに、風呂ポンプ１０を動作させる構成とすることで、追い炊きとは別に浴槽水に高濃度酸素を供給することも可能であることはもちろんである。
【００３３】
このように、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、簡単な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。入浴中に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、酸素富化給湯装置を用いることで育毛促進および美容効果のある溶存酸素富化水を得ることで、入浴者は手軽に毎日継続して育毛および美容行為を行うことができる。
【００３４】
なお、酸素富化給湯装置による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。
【００３５】
なお、本実施の形態では混入手段１４として負圧作用で高濃度酸素の空気を吸引して混入するエゼクタに限定されるものではなく、高濃度酸素の空気をポンプ等で加圧して流通する湯水または浴槽水に混入する構成であってもよいことはもちろんである。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における酸素富化給湯装置の構成図で、図５は同第２の実施の形態における酸素富化給湯装置の運転による使用者の心拍数の変化を示す心拍数時間変化図である。本実施の形態は、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜で構成し、さらにエゼクタを加圧混入手段としたことで上記した実施の形態１と異なり、それ以外の構成は同じなので、異なるところを中心に説明する。
【００３７】
高濃度酸素生成手段１３は、酸素富化膜２５と酸素富化膜２５に外部からの空気を送風する送風ファン２６と、真空ポンプ２７で構成され、高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素が、真空ポンプ２７を利用して加圧され逆止弁２２、流量調節弁２３を介して加圧混入手段２８のエゼクタ１４の負圧側に接続した酸素配管２１に流れてエゼクタ１４に加圧されて混入するように構成されている。すなわち、加圧混入手段２８は、高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２９を利用して高濃度酸素の空気を加圧混入する構成（点線枠で示す部分）に混入手段を構成したものである。
【００３８】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようと給湯回路３に湯水が流れた時、本実施の形態でいう加圧混入手段２８は上記した実施の形態１でいうエゼクタ１４と同じようなエゼクタ機能を有しているので、エゼクタの負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となる。さらに、エゼクタ１４により吸引されるだけでなく真空ポンプ２７による圧力がプラスされ、エゼクタ１４に混入する空気は加圧された状態となり、給湯回路３の湯水、または酸素付加回路２４を介して流れる浴槽水に酸素配管２１内の空気を加圧混入することで微細な気泡として混入させることができる。
【００３９】
一方、真空ポンプ２７により減圧されることで外部空気が酸素富化膜２５を通過し、約３０％の高濃度酸素を得ることができ、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することができるる。なお、酸素配管２１には逆止弁２２および流量調節弁２３が設けられているため、酸素配管２１内に給湯回路３の湯水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００４０】
そして、高濃度酸素を加圧混入することで微細気泡として混入することが可能となり、微細気泡とすることで気液の接触面積を大きくすることができ、短時間で溶存酸素富化水を得るとともに、微細気泡とすることで溶存酸素を過飽和状態にまで溶解することができ、より高濃度の溶存酸素溶解水を得ることができる。さらに、微細気泡を含んだ水を供給することで、気泡がはじけるときに放出される超音波の洗浄効果を得ることができる。
【００４１】
さらに、微細気泡であるため毛穴の中に入り込み洗浄を行なうため、毛穴の汚れを洗浄することで溶存酸素が毛穴から入り込みやすくなり、微細気泡と溶存酸素の相乗効果で、育毛促進効果や美容効果を高めることができる。
【００４２】
また、高濃度酸素生成手段を酸素富化膜とし、前記酸素富化膜に外部空気を通過させるための真空ポンプを、高濃度酸素を加圧混合するためのポンプと兼用しているから、高濃度酸素を加圧混入するための加圧混入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。
【００４３】
入浴者が溶存酸素富化水をシャワー水として使用した場合、溶解しきれなかった微細気泡が、人体にあたりはじける際に放出される超音波の洗浄効果や、微細気泡が毛穴の中まで入り込むことで、洗浄効果を得ることができる。そして、毛穴が洗浄されたことで溶存酸素の角質及び毛穴からの浸透を促進し、細胞の活性化をさらに高めることが可能となる。例えば、頭皮に使用した場合には、微細気泡によって毛穴の汚れを除去することで、毛穴への溶存酸素富化水の浸透が促進され、さらに毛穴から毛根へと溶存酸素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。
【００４４】
さらに、身体に使用した場合にも同様に、微細気泡によって毛穴の汚れを除去するとともに、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。
【００４５】
一方、切り替え手段２４ａ、２４ｂにより追い炊き循環回路４を循環する浴槽水に高濃度酸素を混合した場合には、浴槽水中に高濃度酸素の微細気泡が噴出され、溶存酸素富化水の美肌効果を得るとともに、浴槽水を微細気泡により白濁させることができ、視覚的にもリラックス効果を得ることができる。また、微細気泡は気泡が浮上消滅し難く湯と人体との間に存在することで人体への温度刺激が低減され、心拍の上昇が抑制される。
【００４６】
さらに、溶解し切れなかった高濃度酸素は、浴槽水の水面から放出され、これを入浴者が吸入することで入浴中にも酸素不足に陥りにくくなり、安心して長湯が可能で温浴効果を促進できる。また、酸素吸入による覚醒作用を発揮できるとともに、心拍数の増加を抑制できる。これにより、高濃度酸素の効果を最大限に発揮させて美容、かつ健康的な入浴ができるようになる。 横軸に時間、縦軸に心拍数を採った図５に示した使用者心拍変化の入浴中のレベルにおいて、酸素微細気泡を発生させると通常入浴に比較して使用者の心拍数は上昇が抑えられて少ない数値になっている。
【００４７】
なお、本実施の形態でいう加圧混入手段２８は、実施の形態１でいうエゼクタ１４の機能も有するように構成しているが、エゼクタ機能のない単に高濃度酸素を含む気体を加圧して混入する形態の加圧混入手段であっても、本実施の形態と同等の作用効果を期待できるものであり、そして加圧に高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２７を利用して構成を簡単にしたが、別個に加圧ポンプを有する加圧混入手段にしてもよいものである。
【００４８】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における酸素富化給湯装置を示す構成図である。本実施の形態は、実施の形態２で説明した加圧混合手段２８を、給湯装置本体、シャワー端末、カラン端末、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成とし、さらに実施の形態１、２の酸素付加回路２４、切り替え手段２４ａ、２４ｂの無い構成にして点で実施の形態１、２と異なり、従って異なるところを中心に説明する。
【００４９】
図６において、給湯装置１は給水路２と、給湯回路３および追炊き循環回路４を有する熱交換器５と、熱交換器５を加熱するバーナー６と、バーナー６に燃焼空気を送るバーナーファン７とを設けている。そして、給水路２のは熱交換器５で加熱され湯となり、使用者はシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようとした時、湯水が給湯回路３に供給され、給湯回路３を経てシャワーヘッド８やカラン９から供給される。また、追炊き循環回路４に設けた風呂ポンプ１０で循環される浴槽水は、熱交換器５で加熱された後、追炊き循環回路４を経て追炊きアダプタ１１から浴槽１２に供給される。
【００５０】
そして、シャワーヘッド８の直前に実施の形態１でいうエゼクタと同じ機能のエゼクタ３０、カラン９の直前に実施の形態１と同じエゼクタ３１、追い炊きアダプタ１１の直前に実施の形態１と同じエゼクタ３２が設けてあり、これらエゼクタ３０、３１、３２の負圧側にはそれぞれ逆止弁３４、３３、３５を介して高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を供給するためのチューブ３７、３８、３９と接続されている。シャワーヘッド８およびカラン９に湯水を供給する給湯回路４には、流量検知手段４０、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２と接続するチューブ３９に遮断弁４１を備えている。
【００５１】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８より、湯を得ようとした場合には、シャワーヘッド８の端末直前のエゼクタ３０に湯水が流れ、エゼクタ３０が機能する。同様に、カラン９から湯を得ようとした場合にはエゼクタ３１、さらに風呂ポンプ１０が動作し、追い炊き循環回路４に湯が循環したときには、エゼクタ３２が機能し、チューブ３７、３８、３９を介して高濃度酸素生成手段１３で生成した高濃度酸素を湯水に混入する。
【００５２】
なお、エゼクタ３０、３１、３２は逆止弁３３、３４、３５を介して高濃度酸素生成手段１３と接続しているため、チューブ３７、３８、３９内に給湯回路３の湯水、追炊き循環回路４の浴槽水が逆流することを防止でき、高濃度酸素生成手段１３を保護することができる。
【００５３】
また、複数の箇所で同時に湯水を使用する際は、エゼクタで吸引する高濃度酸素の吸引量が減少するため、十分な高濃度酸素を混入することができなくなるので、本実施の形態ではシャワーヘッド８およびカラン９より十分な溶存酸素富化水を得るために、風呂ポンプ１０が動作中であっても、流量検知手段４０により、シャワーヘッド８もしくはカラン９で湯水が使用されていることを検知した際には、追炊き循環回路４の浴槽水に高濃度酸素がエゼクタ３２で混入されるのを停止するため遮断弁４１を遮断し、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２への高濃度酸素の供給を遮断するものである。
【００５４】
このように、高濃度酸素の混入手段であるエゼクタ３０、３１、３２を、シャワーヘッド８およびカラン９、追い炊きアダプタ１１の直前に設けることで、一旦溶解した微細気泡が、給水路内で析出し気泡径が大きくなることを防止することができ、確実に溶存酸素富化水を得ることができる。
【００５５】
なお、実施の形態１と同様に、浴室内に切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるためのスイッチ（図示せず）を設け、スイッチをオンすることで、切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替えるとともに、風呂ポンプを動作させる構成とすることで、追い炊きとは別に浴槽水に高濃度酸素を供給することも可能であることはもちろんであり、その際にもシャワーヘッド８およびカラン９への溶存酸素富化水の供給を優先し、シャワーヘッド８もしくはカラン９で湯水が使用されていることを検知した際には、遮断弁４１を遮断し、追い炊きアダプタ１１の直前に設けたエゼクタ３２への高濃度酸素の供給を遮断するものである。
【００５６】
また、本実施の形態では浴室内の給湯端末に、混入手段であるエゼクタを設けた構成としたが、給湯配管の端末であれば、洗面所の洗面台ないしは台所等のカラン端末にエゼクタを設ける構成とすることで、洗面所での溶存酸素富化水による育毛促進効果や美肌効果を得ることができるとともに、台所で用いた場合には溶存酸素富化水を飲用に用いることができ、微細気泡による食器洗浄効果などを得ることができるのはもちろんである。
【００５７】
また、本実施の形態では実施の形態１でいう混入手段としてエゼクタ３０、３１、３２
を使用したが、実施の形態２でいう加圧混入手段を使用しても本実施の形態と同等の作用効果を期待できるものである。
【００５８】
（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における酸素富化給湯装置を示す構成図である。本実施の形態は、実施の形態２で説明した酸素付加回路２４、切り替え手段２４ａ、２４ｂ、高濃度酸素生成手段１３、加圧混入手段２８を給湯装置１の本体内に設け、給湯装置本体内で加圧混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド８、カラン９、追い炊きアダプタ１１の直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた構成としていることである。
【００５９】
そして、前記の湯水中の気泡の微細化手段としては、シャワーヘッド１０の直前に絞り部４４、カラン１１の直前に絞り部４５、追い炊きアダプタ１３の直前に絞り部４６をそれぞれ設けて構成してある。
【００６０】
以上のように構成された酸素富化給湯装置について、以下その動作・作用を説明する。使用者がシャワーヘッド８もしくはカラン９から湯を得ようと給湯回路３に設けたエゼクタ機能を有する加圧混入手段２８に湯水が供給された時、エゼクタ作用が機能し、エゼクタの負圧側に接続された酸素配管２１は負圧となり高濃度酸素を含む気体が加圧混入手段２８により湯水に混入される。さらに、加圧混入手段２８のエゼクタ作用により高濃度酸素が吸引されるだけでなく、高濃度酸素生成手段１３の真空ポンプ２７による圧力がプラスされ加圧混入手段２８に混入する空気は加圧された状態となり、給湯回路３の湯水に酸素配管２１内の空気を加圧混入することで微細な気泡として混入させることができる。
一方、真空ポンプ２７により減圧されることで外部空気が酸素富化膜２５を通過し、約３０％の高濃度酸素をえることができ、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することができる。このように、給湯機本体内で生成した溶存酸素富化水は給湯回路３により、浴室内に搬送され、シャワーヘッド８およびカラン９ないしは切り替え手段２４ａ、２４ｂを切り替え追い炊きアダプタ１１より噴出する。
【００６１】
使用者がシャワーヘッド８より、湯を得ようとした場合には、シャワーヘッド８の直前に設けた絞り部４２に湯水が流れ、絞り部４２により湯水は再度加圧され、加圧混入手段２８のエゼクタ作用で一旦溶解した微細気泡が、給湯路内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、給湯端末直前に設けた絞り部で再度加圧することで、噴出直前に再度気泡を微細化することができ、再度、溶存酸素濃度を高めることができる。他の絞り部４３、４４も前記した絞り部４２と同じようにして作用し、噴出直前に再度気泡を微細化することができ、再度、溶存酸素濃度を高めることができる。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、給湯装置本体と浴室の距離が離れている場合など、配管距離が長くなり加圧混入手段で一旦溶解した微細気泡が、給湯路内で析出し気泡径が大きくなった場合においても、噴出直前で再度気泡を微細化することができるため、安定して溶存酸素富化水を得ることができる。
【００６３】
さらに、微細化手段を絞り部で構成することで、加圧混入された高濃度酸素を再度、端末部で衝撃波により微細気泡化することができ、簡単な構成で、溶存酸素富化水を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように本発明にかかる酸素富化給湯装置は、高濃度酸素を微細気泡として湯水に混入することで、溶存酸素富化水を得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】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化給湯装置の構成図
【図２】同実施の形態１におけ酸素富化給湯装置の高濃度酸素生成手段の構成図
【図３】同実施の形態１における酸素富化給湯装置の浴水入浴後の肌水分変化図
【図４】本発明の実施の形態２における酸素富化給湯装置の構成図
【図５】同実施の形態２における酸素富化浴槽装置の運転時における心拍数時間変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態３における酸素富化給湯装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態４における酸素富化給湯装置の微細化手段の構成図
【図８】従来の微細気泡発生装置の構成図
【符号の説明】
【００６６】
１ 給湯装置
２ 給水路
３ 給湯回路
４ 追炊き循環回路
５ 熱交換器
６ バーナー
８ シャワーヘッド（給湯端末）
９ カラン（給湯端末）
１１ 追炊きアダプタ（浴槽内噴出アダプタ）
１３ 高濃度酸素生成手段
１４ 混入手段
１５ 固体電解質（酸素イオン伝導体）
１６ 陰極側電極（電極）
１７ 陽極側電極（電極）
２５ 酸素富化膜
２７ 真空ポンプ
２８ 加圧混入手段
３０、３１、３２ エゼクタ（混入手段）
４２、４３、４４ 絞り部（微細化手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水路と、前記給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を前記加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えた酸素富化給湯装置。
【請求項２】
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、または酸素富化膜と前記酸素富化膜を介して外気を吸引する真空ポンプとを有する構成にした請求項１記載の酸素富化給湯装置。
【請求項３】
混入手段は、高濃度酸素を微細気泡として温水に混入する加圧混入手段とする請求項１または２に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項４】
加圧混入手段は、高濃度酸素生成手段の真空ポンプを利用して加圧混入する構成とした請求項３記載の酸素富化給湯装置。
【請求項５】
混入手段は、給湯装置本体、シャワー、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項６】
混入手段を給湯装置本体に設け、前記給湯装置本体内で湯水に混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた請求項１から５のいずれか１項に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項７】
微細化手段は、絞り部を設けた構成とする請求項６記載の酸素富化給湯装置。
【請求項１】
給水路と、前記給水路からの給水を加熱する加熱手段と、高濃度酸素生成手段と、前記高濃度酸素生成手段で生成した高濃度酸素を前記加熱手段で加熱した温水に混入する混入手段を備えた酸素富化給湯装置。
【請求項２】
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、または酸素富化膜と前記酸素富化膜を介して外気を吸引する真空ポンプとを有する構成にした請求項１記載の酸素富化給湯装置。
【請求項３】
混入手段は、高濃度酸素を微細気泡として温水に混入する加圧混入手段とする請求項１または２に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項４】
加圧混入手段は、高濃度酸素生成手段の真空ポンプを利用して加圧混入する構成とした請求項３記載の酸素富化給湯装置。
【請求項５】
混入手段は、給湯装置本体、シャワー、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項６】
混入手段を給湯装置本体に設け、前記給湯装置本体内で湯水に混入した高濃度酸素を再び微細気泡化する微細化手段をシャワーヘッド、カラン等の給湯端末の直前、浴槽内噴出アダプタの直前、洗面台の少なくとも１つ以上に設けた請求項１から５のいずれか１項に記載の酸素富化給湯装置。
【請求項７】
微細化手段は、絞り部を設けた構成とする請求項６記載の酸素富化給湯装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２００７−８２７８２（Ｐ２００７−８２７８２Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７５６９４（Ｐ２００５−２７５６９４）
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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