JP2008194604A - 還元水製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】活性酸素は非常に酸化力が強く、近年では、様々な問題を引き起こすことが分かってきている。従って、かかる有害な活性酸素を除去するべく、還元力の強い活性水素と化合させて水に転化する提案がなされているが、電気分解方式や水素ガス吹込み方式では、いずれも活性酸素を除去する十分な効力（＝酸化還元電位が十分に低いこと）水素水を製造することはできなかった。
【解決手段】本装置は、マグネシウム粒子(M)と、水中でマイナスイオンを発生できる鉱石の粒子(S)とが混合されて二重円筒状容器２１の下段に収容されている。また、外側のケーシング３５にはアース線４１が取り付けられている。ケーシング３５と内側の流出管１７は導電性のステンレス鋼で構成されており、組立時には導通しており、同時に発生するプラスイオンはアースされる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、水道水などの水から水素が含まれる水素水を製造できる還元水製造装置に関するものである。

近年では、病気の９割の原因が体内にある活性酸素により引き起こされるとまで言われており、活性酸素を除去することが強く望まれている。
また、工場で使用される水に含まれると金属、プラスチック等材料の表面腐食、色素の分解等を引き起こしたりすることが分かってきている。
従って、かかる有害な活性酸素を効率的に除去するために、活性酸素を還元力の強い活性水素と化合させて水に転化することで除去することが提案されている。

例えば、活性水素を含む水素水を製造するために、電気分解方式により水から水素を発生させることが提案されているが、この方法では発生した水素を含む陰極水（＝還元水）と共に、陽極水（＝酸化水）も必然的に生成される。陽極水は、現時点では廃棄するしかなく、これでは水資源の有効活用が図れない。
また、水に水素ガスを吹き込むことが提案されているが、この方法ではガスボンベなどの設備が必要になり、装置が大型化してしまい、家庭用には適さない。
そしてなによりも、従来の還元水製造装置ではいずれも活性酸素を除去する十分な効力（＝酸化還元電位が十分に低いこと）水素水を製造することはできなかった。

本発明は、このような背景技術が抱えていた問題点の存在を踏まえてなされたものであって、簡単で比較的コンパクトな装置でありながら、水資源を有効活用できる還元水製造装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、活性酸素を除去する十分な能力の有る還元水製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、還元水製造装置において、マグネシウム粒子と、水中でマイナスイオンを発生できる鉱石の粒子とが混合されてなる水素水発生手段と、前記水素発生手段が内部に収容された水素発生流路とを備え、流水が前記水素発生流路を通過することで水素水に転化されることを特徴とする還元水製造装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した還元水製造装置において、マグネシウム粒子と混合される鉱石はトルマリン、黒曜石、医王石、麦飯石またはブラックシリカであることを特徴とする還元水製造装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した還元水製造装置において、さらに、活性炭の収容された塩素除去流路を備えることを特徴とする還元水製造装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した還元水製造装置において、さらに、流水中のプラスイオンをアースするアース手段を備えることを特徴とする還元水製造装置である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した還元水製造装置において、少なくとも一部が導電性材料で構成されたケーシングと、前記ケーシングに取り付けられたアース手段と、前記ケーシングの内方に配置された二重筒状容器と、前記二重筒状容器の内方に配置された、少なくとも一部が導電性材料で構成された流出管とからなり、前記ケーシングと前記流出管の導電性材料どうしは導通しており、前記二重筒状容器と前記流出管の間に水素発生流路や塩素除去流路が形成され、水は前記ケーシングから流入し、前記ケーシングと前記二重筒状容器との間の流路、前記二重筒状容器内の流路、前記流出管内の流路を通って前記流出管から流出することを特徴とする還元水製造装置である。

請求項６の発明は、請求項５に記載した還元水製造装置において、二重筒状容器がケーシングに対して着脱可能なカートリッジ式になっていることを特徴とする還元水製造装置である。

本発明の還元水製造装置によれば、簡単で比較的コンパクトな装置でありながら、水資源を有効活用できる。
また、本発明の還元水製造装置によれば、活性酸素を除去する十分な能力を有する水素水を製造できる。

本発明の第１の実施の形態に係る還元水製造装置１を、図１から図３に従って説明する。
先ず、還元水製造装置１の構造を説明する。
この還元水製造装置１は家庭用のものであり、全体としての高さは５０ｃｍ程度である。
符号３は固定基部を示し、この固定基部３は円板状をしている。固定基部３には側面から水平に延び途中で下方に垂直に屈曲し下面で開口する貫通路５が形成されている。貫通路５の側面側開口部には段差部が形成されて、開口面積が大きくなっている。
固定基部３の下面の中心部分には上方に向かって凹んだ嵌合凹部７が形成されている。また、下面の外周側部分には上方に向かって延びる環状の嵌合孔９が形成されている。

符号１１は低い円柱状の固定具を示し、この固定具１１は周面を横にして使用される。固定具１１の中心部分には水平方向に貫通する貫通路１３が形成されている。固定具１１の開口側一端は固定基部３の側面側開口部に嵌め込まれており、固定基部３の貫通路５と固定具１１の貫通路１３は連通する。固定具１１の他端側開口部には給水ホース１５の一端が外嵌めされている。なお、給水ホース１５の他端は、水道の蛇口（図示省略）に取り付けられている。

符号１７は円筒形の流出管を示し、この流出管１７の上下端は開口している。流出管１７の下側側面には２つの連通穴１９が対向するように形成されている。流出管１７の上端は固定基部３の嵌合凹部７に嵌められて固定されている。流出管１７は、全体が導電性材料であるステンレス材で構成されている。

符号２１は二重円筒状容器を示し、内筒２３と外筒２７との間は上端と下端でそれぞれ上面と下面２９により閉塞されている。内筒２３の上側側面には２つの連通穴２５が対向するように形成されている。また、下面２９には中心部分を挟んで２つの連通穴３１が対向するように形成されている。
二重円筒状容器２１は全体が塩化ビニル材料で構成されている。
二重円筒状容器２１の内筒２３に流出管１７が嵌め込まれて固定されている。
嵌め込まれた状態では、二重円筒状容器２１の内筒２３の連通穴２５と流出管１７の連通穴１９が一致しており、それらの連通穴を介して、二重円筒状容器２１内の空間と流出管１７内の空間とが連通している。
また、二重円筒状容器２１の上面は固定基部３の貫通路５の下端側開口部を閉塞しておらず、当該開口部は開いている。

二重円筒状容器２１には２種類の充填材が充填された濾紙袋体が上下段に配置されている。上段の袋体には水素発生手段としての粒子が充填されている。
この粒子は、マグネシウム粒子（M）と、水中でマイナスイオンを発生できる鉱石系粒子（S）とが混合されたものである。
鉱石の種類としては、黒曜石、医王石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン（電気石）など、種々のものがあるが、特に上記で列記した５種類のものが好ましい。入手し易く、しかもマイナスイオンの発生量も多いからである。
粒子の大きさは、０．５〜５ｍｍ程度である。
マグネシウム粒子と鉱石との配合比率は、１０〜５０重量％：９０〜５０重量％程度である。
一方、下段の袋体には活性炭粒子（C）が充填されている。
なお、図１、図２では、視認の便宜のために、マグネシウム粒子（M）と、鉱石系粒子（S）は実際よりかなり大きく描かれている。

二重円筒状容器２１の下面２９の連通穴３１（＝流入口）と、下段の活性炭粒子（C）が充填された袋体によって塩素除去流路が形成されている。
二重円筒状容器２１の上段の袋体と、内筒２３の連通穴２５（＝流出口）によって水素発生流路が形成されている。

符号３５はケーシングを示し、このケーシング３５は大径の円筒状をしている。ケーシング３５は上方に開口しており、上端部は固定基部３の下面に形成された環状の嵌合孔９に嵌め込まれて固定されている。下端部は下面３７により大部分は閉塞されているがその中心部分に嵌合穴３９が形成されている。
ケーシング３５の中心軸上に流出管１７が貫入しており、流出管１７の下端１８はケーシング３５の外に突き出している。
ケーシング３５と流出管１７が嵌合した状態では、流出管１７を外嵌めした二重円筒状容器２１の下面２９とケーシング３５の下面３７との間には隙間が開いている。
ケーシング３５は全体が導電性材料であるステンレス鋼で構成されている。

ケーシング３５の下面３７の嵌合穴３９と流出管１７との嵌合により、ケーシング３５と流出管１７は導通状態となっている。
符号４１はアース線を示し、このアース線４１の一端はケーシング３５に導通可能に取り付けられている。他端は（図示省略）アース端子に接続されている。
従って、流出管１７、ケーシング３５、アース線４１とからなるアース手段が構成されている。

符号４３は低い円柱状の固定具を示し、この固定具４３には側面から平行に延び、途中で上方に向かって垂直に屈曲し、上面で開口する貫通路４５が形成されている。固定具４３の上面側開口部には流出管１７の下端１８が嵌め込まれて固定されている。一方、固定具４３の側面側開口部には排水ホース４７の一端が嵌められている。

符号４９は支持脚部を示し、この支持脚部４９はケーシング３５の下面３７から下方に延びている。支持脚部４９は、下面３７の外周付近に４本対向配置されている。支持脚部４９によりケーシング３５が中空に支持されており、ケーシング３５の下方の隙間に固定具４３が配置される。
還元水製造装置１は、支持脚部３７を台所の作業台に載せて使用する。

図３に示すように、還元水製造装置１は各部材を組立てて使用するものであり、二重円筒状容器２１が外嵌めされた流出管１７の上端を固定具１１に嵌合させて固定し、さらに、二重円筒状容器２１を取り囲むようにケーシング３５を嵌合させ、最後に流出管１７の下端１８を固定具４３に嵌合させて固定することにより、組み立て作業が終了する。
二重円筒状容器２１はカートリッジ式になっており、消耗材である活性炭や水素発生手段の能力寿命に応じて適宜交換されたり、また袋体を開けて適宜追加補給したりできる。

還元水製造装置１の使用方法について、説明する。
水道水（Ｗ）を給水ホース１５を介して還元水製造装置１に供給すると、矢印に示すように、先ずケーシング３５と二重円筒状容器２１の外筒２７との間の空間に流入して流量が遅く調整されながら下降し、二重円筒状容器２１の下面２９の連通穴３１を通って二重円筒状容器２１の収容空間に先ず下段から入り込み、下段の袋体（＝塩素除去流路）を通って上段の袋体内（＝水素発生流路）に向かう。そして、上段の袋体内を通った後に、二重円筒状容器２１の内筒２３の連通穴２５と流出管１７の連通穴１９を通って、流出管１７内に入り込み、下降し、排出ホース４７を通って最終的に装置外に流出する。
水素発生流路に流れ込む水の水圧は、２気圧以上が好ましい。このような水圧は、家庭に設置された水道の蛇口をひねれば容易に得られるはずである。

次に、水素水の製造過程を説明する。
先ず、流水（＝水道水）（Ｗ）は活性炭粒子（C）に接触されて、塩素（カルキ）が除去される。塩素が残存したものを直接上段の水素発生流路に通すと、鉱石系粒子（S）に吸着されて鉱石系粒子（S）の寿命を短くなるからである。
次に、流水は鉱石系粒子（S）とマグネシウム粒子（M）に接触する。流水は鉱石系粒子（S）に接触すると速やかに電解されてマイナスイオンを発生する。このマイナスイオンが充満した状態で、水がマグネシウム粒子（M）に接触すると、マグネシウム粒子が容易に酸化され、水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムに転化しながら水素（ガス）を爆発的に発生する。従って、水素水が製造されたことになる。
なお、マイナスイオンが発生するときには同時にプラスイオンも発生するが、アース線４１と流出管１７は導通しているから、プラスイオンはケーシング３５に速やかに引き込まれ、そこからアース線４１を介してアースされる。

製造された水素水の酸化還元電位（ORP）は、−３５０mＶ〜−４００mＶと非常に低い。酸化還元電位の数値は水素の能力の高さを示す指標であり、このように酸化還元電位の低いものは、家庭用のものでは今までなかった。
不思議なことに、このような効果は、流水でなければ得られず、例えば、流水に替えて、水を溜めたタンクに上記した鉱石系粒子（Ｓ）とマグネシウム粒子（Ｍ）の混合物を入れても水素は発生するが、酸化還元電位はかなり高く、水素の能力は不十分である。

本発明の第２の実施の形態に係る還元水製造装置５１を、図４に従って説明する。
還元水製造装置５１は第１の実施の形態に係る還元水製造装置１を上下逆さにしたものであり、固定基部３がベースに配置されている。水は、ケーシング３５の下側の固定基部３から流入し、上の面から流出する点が主な変更箇所である。従って、還元水製造装置１と同じ構成部分は、同じ符号を付すことで説明を省略する。但し、上下逆さになっている関係で、還元水製造装置１の二重円筒状容器２１の下面２９、ケーシング３５の下面３７は、還元水製造装置５１では、二重円筒状容器２１の上面５３、ケーシング３５の上面５５にそれぞれ変更されている。
この水素製造装置５１の二重円筒状容器２１は上下に三段に分かれた構造になっており、上段と下段の袋体には、マグネシウム粒子(M)と鉱石系粒子（S）とが充填されている。中段の袋体には、活性炭粒子（C）が充填されている。

この水素製造装置５１では、水道水が活性炭粒子（C）に接触する前に鉱石系粒子（S）等に若干接触して電気的に活性化されている。従って、塩素が活性炭粒子に吸着され易くなっている。

以上、本発明を実施するための最良の形態とその具体的な実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこのような形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、装置の大きさは設置場所に応じて調整できるので、家庭用から工場用まで種々の設置場所に対応できる。
また、天然水のようなカルキを含まない水を使用しない場合には、塩素除去流路を設ける必要はない。
さらに、アース手段は取り付けた方がマイナスイオンが消滅し難くなるが、必ずしも取り付けなくとも、従来よりも十分に低い酸化還元電位の水素水を製造することができる。

本発明の還元水製造装置は、簡易でコンパクトな構成ながら、電気のような外部エネルギーを使用せずとも、必要なときに必要な量の水素水を製造でき、しかも陽極水のような無駄なものは生成されない。
従って、家庭用から工場用まで場所を問わず使用できる。

本発明の第１の実施の形態に係る還元水製造装置の全体の斜視図（一部破断）である。 図１の還元水製造装置の断面図である。 図１の還元水製造装置の分解図である。 本発明の第２の実施の形態に係る還元水製造装置の断面図である。

符号の説明

１…還元水製造装置（第１の実施の形態）
３…固定基部 １５…給水ホース
１７…流出管 ２１…二重円筒状容器
２３…内筒 ２５…外筒
３５…ケーシング ４１…アース線
４７…排出ホース
５１…還元水製造装置（第２の実施の形態）
５３…二重円筒状容器
Ｃ…活性炭粒子
Ｍ…マグネシウム粒子
Ｓ…鉱石系粒子
Ｗ…水
矢印…水の流れる方向

Claims (6)

1. 還元水製造装置において、
   マグネシウム粒子と、水中でマイナスイオンを発生できる鉱石の粒子とが混合されてなる水素発生手段と、
   前記水素発生手段が内部に収容された水素発生流路とを備え、
   流水が前記水素発生流路を通過することで水素水に転化されることを特徴とする還元水製造装置。
2. 請求項１に記載した還元水製造装置において、
   マグネシウム粒子と混合される鉱石はトルマリン、黒曜石、医王石、麦飯石またはブラックシリカであることを特徴とする還元水製造装置。
3. 請求項１または２に記載した還元水製造装置において、さらに、
   活性炭の収容された塩素除去流路を備えることを特徴とする還元水製造装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した還元水製造装置において、さらに、
   流水中のプラスイオンをアースするアース手段を備えることを特徴とする還元水製造装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した還元水製造装置において、
   少なくとも一部が導電性材料で構成されたケーシングと、前記ケーシングに取り付けられたアース手段と、前記ケーシングの内方に配置された二重筒状容器と、前記二重筒状容器の内方に配置された、少なくとも一部が導電性材料で構成された流出管とからなり、
   前記ケーシングと前記流出管の導電性材料どうしは導通しており、
   前記二重筒状容器と前記流出管の間に水素発生流路や塩素除去流路が形成され、水は前記ケーシングから流入し、前記ケーシングと前記二重筒状容器との間の流路、前記二重筒状容器内の流路、前記流出管内の流路を通って前記流出管から流出することを特徴とする還元水製造装置。
6. 請求項５に記載した還元水製造装置において、
   二重筒状容器がケーシングに対して着脱可能なカートリッジ式になっていることを特徴とする還元水製造装置。

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