JP2009248079A

JP2009248079A - 高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置及び製造方法

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Publication number: JP2009248079A
Application number: JP2008199465A
Authority: JP
Inventors: Cheol Ok Kim; キム・チョルオク; Ho Goeng Kim; キム・ホグェン; Bomsoo Kim; キム・ボムス
Original assignee: CUBE CO Ltd L; L-CUBE CO Ltd; UNISIA CO Ltd
Current assignee: CUBE CO Ltd L; L-CUBE CO Ltd; UNISIA CO Ltd
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-10-29
Also published as: KR100872968B1

Abstract

【課題】良い水の新たな条件に成り得る酸素と水素の両方が豊富な微細気泡を含む高濃度酸素水素水の製造装置及び製造方法を提供すること。
【解決手段】給水された水からブラウンガスを生産するブラウンガス生成ユニット（400）；生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部（500）；上記の混合部（500）と連結し、ブラウンガスと水の混合流体である微細気泡を加圧しブラウンガスの溶解度を高めるための溶解部（300）；及び上記の溶解部（300）と連結された上記の溶解部（300）から排出される酸素水素水を貯蔵させる貯蔵タンク（120）を含む酸素水素水製造装置。
【選択図】図１

Description

本発明は高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置及び製造方法に関するものである。

ブラウンガスは使用者によってその名称が様々であるが、（酸素水素混合ガス、水素酸素混合ガス、水酸化ガス、ハイドロクスガス等）、水の電気分解で得られる気体、水素と酸素の当量比が2：1である混合気体を成すものとして、以下ではブラウンガスと通称する。

飲用を前提に利用されるブラウンガスは、燃料として使用される通常の場合に比べ高純度であることが要求される。高純度のブラウンガスは電解質の不純物を除去する装置を含む従来の電解槽を中心とした電気分解方式と、電解質の添加がないイオン交換膜を中心とした電気分解方式の両方を通じて得られる。

高純度のブラウンガスを清潔で安全な水（水道水、精製水またはミネラルウォーター）に投入し、飲用可能にする方法と装置を提案した以前の技術は、ブラウンガスを利用する場合、その中の水素ガスだけを利用する場合、または酸素ガスだけを利用する場合の3種類に大別された。

水素ガスのみを利用する場合としては、すでに広く知られているように、イオン水器と類似した効果を得る製造装置を提案するものや、過水素水を製造する発明がこれに該当する。

酸素ガスのみを利用する場合としては、溶存酸素浄水器、酸素水浄水器、または酸素水を製造する発明や提案がこれに該当する。

最近では、ブラウンガス全体を利用した飲用水製造が提案されることもあるが（下記特許文献1参照）、“一部の水素が金属ナノコロイドに吸着し気体にならずに安定した状態になり、水素分子と酸素分子は外に排出される”と提案された実施例で明らかなように、実際に製造された還元水素水には水素ガスのみが利用されており混合気体全体を利用していると見るのは難しい。

また下記に記述するが、単純にブラウンガスを水に注入する方法のみでは水素以外に酸素を一定水準以上含む飲料水を製造するのは不可能である。

酸素水浄水器または酸素水製造方法を提案する場合、従来の気体を液体に溶解させる下水処理技術が利用されたり援用されたりする。すなわち大容量の排水や養殖場の水などを綺麗に浄水処理する技術として展開してきた。特に酸素の溶解度は空気の泡が水と接触する接触表面積にも関係があり、バブラーが微細気泡を生成すると、気泡と水系が接触する表面積が増え、バブラーの容量は同じでも酸素の溶解度はより大きくなるという原理を主に使用している。

具体的に溶存酸素量を増やすための方法としてマイクロフィルターや多孔質物質を含む微細気泡発生原理を利用したり、発生させた微細気泡を強い旋回流や過流を通じて均一に混合するなど先行する技術を利用し大気圧下で溶解できるよう酸素濃度の10倍以上の過飽和濃度で溶解させ機能水の機能を持つ飲料水を製造する装置と方法を提案している。

溶存酸素量は水の中に溶解している酸素の量をppm(mg/L)で示したものである。世界的な長寿村の水の溶存酸素量は18ppm程度で、その数値が80ppm以上である場合、治療の機能を持つと知られている。

さらに最近、微細気泡の研究と応用に関する開発が活発に行われており、特にマイクロバブルは直系が数マイクロメーターから数十マイクロメーター範囲のバブルと定義され、液体中での吸収効果が高く、均一性と分散性に富み、生体の活性を高め、超音波を使うと70℃程度まで発熱するなどの特性を活かし、癌診断や治療などに応用されている。

イオン水器や還元水素水または過水素水製造装置に対する提案として、従来のイオン水製造方法（下記特許文献2など参照）以外にも上に記載した微細気泡発生原理を利用し溶存水素量と酸化還元電位を一定水準に維持する過水素水を製造する方法が提案されている（下記特許文献3参照）。溶存水素量（DH; Dissolved Hydrogen）は、水中に溶けている水素の量をppbまたは、ppmで表したものである。水道水には、2.3〜2.6ppb、ミネラルウォーターには1.2〜2.4ppbが含まれているという日本での報告がある。最近、抗酸化機能として知られている物質が、活性水素ではなく水素分子だという主張の台頭に従い、重要視して測定されなければならない数値として溶存水素量の使用が増えてきている。酸化還元電位（ORP）は人体に限らず、酸化還元系を含む界（溶液）で、白金のようなそれ自体は酸化還元反応に関与しない非活性電極をその溶液に浸すと電極間に電位差が生じる。この電位差が酸化還元電位であり単位はmVである。イオン水、還元水素水、過水素水を始めとするマイナスORPの水は大変高いプラスORPを持った活性酸素の破壊力を相殺できる能力を持つと知られている。参考に人体の消化器官の各部位で測定したORP値を見ると、胃+150mV、十二指腸-150mV、小腸-150mV、大腸-250mVである。血液から吸収される水のORPを低め体の隅々で発生した活性酸素の作用を抑制する器官が大腸である。従って水を体内に素早く吸収さるためにはORPを低く維持しなければならない。

我々が通常飲んでいる水のORPは一般のミネラルウォーターの場合、約+200ｍVで水道水よりかなり高い。従って水道水やミネラルウォーターは人体の消化器官と均衡を成すことができないと判断される。

従来のイオン水はORP数値のマイナス絶対値を高め、相対的に水素イオン濃度（ｐH）が高まり強アルカリになるという問題があった。そのため韓国と日本ではイオン水器は一般人が飲用する水ではなく医療用物質生成器として許可されてきた（最近政府は一部その治療効果を認定し、アルカリイオン水器を許可する方針を見せた）。またイオン水に溶けた溶存酸素量（8〜9ppm）は水道水（10ppm）とあまり差が無いことが知られている。

最近になり国内のみでなく全世界的に健康及び環境に対する関心が持続的に上昇していることは周知の事実である。その関心の韓国版の中の一つが、まさに水なのである。今は清潔で安心な水を超え、健康機能を持つ水を求める消費者がだんだんとその基盤を広げている。このような流れに合わせ清潔で安全なだけでなく健康機能を持つ飲用水を提供しようという発明家及び企業の努力も共に進行しており、従来の浄水機能のみでなく活性酸素を除去するというイオン水、酸素を多量に供給し活力を高めるという酸素浄水器などが認められている。

このような時に清潔で安全な水を超え、いわば良い水の新しい必須条件である健康機能を提案しつつも、水素ガスのみを利用したり酸素ガスのみを利用した個別的でありつつ、浪費的な要素がある従来のアプローチを一つに統合し、高純度のブラウンガスを全て利用した飲用が可能な水の製造が要求されている。
韓国特許第10−0761099号公報韓国特許第10−0479644号公報韓国特許第10−083832号公報

本発明は一定の圧力で高純度のブラウンガスと清潔で安全な原水の一部を一定の比率で混合し、一定の大きさ以下の直径を持つ微細気泡を発生させ溶解させた後、これを開放型水槽または密閉型タンクの水に分散または投入し、良い水の新たな条件に成り得る酸素と水素の両方が豊富な微細気泡を含む高濃度酸素水素水の製造装置及び、その製造方法を提案することが目的である。

一側面に従った高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置は、給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；上記の混合部と連結し、ブラウンガスと水の微細気泡を含む混合流体を加圧しブラウンガスの溶解度を高めるための溶解部；上記の溶解部と連結し上記の溶解部から排出された酸素水素水を貯蔵するタンクを含む。

他の側面に従った高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置は、給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；及び上記の混合部が内部に提供され、上記の混合部から排出された酸素水素水を貯蔵するタンクを含む。

もう一つの側面に従った高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置は、給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；ブラウンガスと水が混合された酸素水素水が貯蔵される貯蔵タンク；及び上記の混合部の酸素水素水を上記の貯蔵タンクに供給する分散部を含み、上記の分散部は、上記の混合部から排出されたブラウンガスと水の混合流体を貯蔵する圧力タンクに供給する噴射ノズルを含む。

その他の側面に従った高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水製造方法は、ブラウンガス生成ユニットから生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合段階；上記のブラウンガスと水の混合流体からブラウンガスの溶解度を高める溶解段階；及び上記のブラウンガスが水に溶解され生成された酸素水素水が貯蔵される段階を含む。

提案された発明によると、高純度のブラウンガスの水を一定の比率で混合し、一定の大きさ以下の直径を持つ微細気泡を発生させることで、酸素と水素の両方を含んだ酸素水素水の生成が可能なことが長所である。

また、水素のみでなく酸素が豊富な酸素水素水の場合、体内に酸素を簡単に供給でき、過剰に生産された体内の活性酸素を容易に無くすことができる。

以下では図面を参考にして実施例について具体的に説明する。

図1は第1実施例に従った微細気泡含有高濃度酸素水素水製造装置の構成を示すブロック図であり、図2は第1実施例に従った混合部の構成を示す図面であり、図3は第1実施例に従った溶解部の構成を示す図面である。

本実施例に表記された“微細気泡含有高濃度酸素水素水”は“酸素と水素を多量に含み、溶存酸素量（DO）を20ppm以上、溶存水素量(DH)を1.0ppm以上、酸化還元電位（ORP）を-200ｍV以下、水素イオン濃度（ｐH）を7.0より若干高く維持し、直径が数マイクロメーターから数十マイクロメーターの範囲に該当する気泡を多量に含む水”と定義する。

以下では説明の便宜性のために“微細気泡含有高濃度酸素水素水”を“酸素水素水”と簡略に呼ぶことにする。

図1ないし図3を参照にすると、本発明に従った酸素水素水製造装置は、給水部（50）と、外部から給水される水及び酸素水素水を区画して貯蔵される貯蔵ユニット（100）と、給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット（400）と、水とブラウンガスを混合させる混合部（500）と、ブラウンガスを水に溶解させる溶解部（300）を含む。

詳しくは、水道管（P1）は浄水フィルター（52）に連結される。連結配管（P2）は貯蔵水槽（110）を経て貯蔵タンク（120：通常は冷水タンクの役割）に連結される。上記の水道管（P1）は一定の水圧で水を供給するものとし、通常配水地と配水管を通じ連結された配管でも可能で、また加圧ポンプが具備された飲料水タンクに連結することもできる。

上記の浄水フィルター（52）は既存のフィルターが利用でき、このようなフィルターとして活性炭フィルター、逆浸透圧フィルターまたは中空糸膜フィルターなどを使用できる。また、本実施例で上記の浄水フィルターは2種類以上の違ったものを組み合わせて利用されることもある。

浄水供給配管（P3）は、上記の貯蔵タンク（120）から混合部（500）の入り口と連結される。上記の浄水供給配管（P3）には加圧バルブ（210）が設置され、浄水供給配管（P3）を通る水が上記の加圧バルブ（210）から一定の圧力以下で加圧されるようにする。これは上記の混合部（500）に流入する水と共にブラウンガス生成ユニット（400）から発生したブラウンガスが円滑に供給できるようにするためのものである。本発明ではブラウンガス生成ユニット（400）から発生するブラウンガスの圧力を考慮する時、浄水供給配管（P3）の加圧バルブ（210）を通る水の水圧は2kgf/cm²程度に設定される。
また、上記の浄水供給配管（P3）には、上記の加圧バルブ（210）と上記の混合部（500）の間に位置し、上記の浄水供給配管（P3）の内部の流量を調節する第1流量調節部（220）が具備される。ここで上記の浄水供給配管（P3）内部の流量とは、混合部（500）に供給される単位時間の水の量を意味する。
一方、上記の連結配管（P2）から分岐した分岐配管（P4）には水の供給を受け、電気分解により高純度のブラウンガスを発生させるブラウンガス発生ユニット（400）が連結される。

飲用を前提に利用するブラウンガスは、燃焼用に利用される場合に比べ高純度であることが要求されるため、上記のブラウンガス生成ユニット（400）は、電解質を使用せず水を利用して電気分解する方式を採用するのが望ましい。但し、図示されていないが、この方式を採用する場合、電気分解装置の陽極は酸素が発生及び排出され、陰極では水素と水が発生及び排出されるため水素と水を分離する装置を付け水と分離した水素の排出口は再び分岐配管（P4）と連結させ循環利用することを含む。しかし、従来の電解質を利用し水を電気分解する方式を採用する場合、不純物を除去する装置を付ける方式が望ましい。

この時、上記のブラウンガス生成ユニット（400）では精製水が供給されなければならず、このため上記の分岐配管（P4）で流入した水が先ずイオン交換樹脂のような浄水フィルター（402）を通過し流入するようにする。そして、上記の浄水フィルター（402）を通過した水は生成部（401）に流入し電気分解される。

上記のブラウンガス生成ユニット（400）から発生したブラウンガスは、ブラウンガス供給配管（P5）を通じて上記の混合部（500）に移動する。この時、ブラウンガス供給配管（P5）には活性炭フィルター（403）を具備することでき、このような活性炭フィルター（403）はブラウンガスと共に水内部に流入する異物を濾過する。

また上記のブラウンガス供給配管（P5）には、上記の活性炭フィルター（403）と混合部（500）の間に位置し、上記のブラウンガス供給配管（P5）内部の流量を調節する第2流量調節部（406）が具備される。ここで上記のブラウンガス供給配管（P5）内部の流量は混合部（500）に供給される単位時間のブラウンガスの量を意味する。

一方、上記の混合部（500）は内部にノズル（503、506）と多孔質物質を含む、円形または角型の管体である。

上記の混合部（500）の一方の端部には、上記の浄水供給配管（P3）が水密結合される。上記の混合部（500）の一方の端部には、ブラウンガスを供給するブラウンガス供給配管（P5）が水密結合される。上記のブラウンガス供給配管（P5）には逆流防止バルブ（405）が具備され、上記の浄水供給配管（P3）から供給された水が上記のブラウンガス配管（P5）に逆流するのを防止する。

また、上記のブラウンガス供給配管（P5）には圧力調節装置（404）が具備され、一定の圧力のブラウンガスが上記の混合部に供給されるようにする。

上記の混合部（500）の内部にはノズル（503、506）が具備され、高圧で噴射された水がより高圧で噴射されるよう形成されている。通常、水を音速以下で噴射させるためのノズルは、流路面積が、水を流す方向に向って狭くなるテーパノズル（503）が良い。しかし、水を音速以上で噴射する場合は再び流路面積を大きくする必要があるため逆テーパノズル（506）が必要になるため、テーパノズル（503）と逆テーパノズル（506）を組み合わせることが望ましい。

上記の混合部（500）内には、管体における水の噴射先に拡散室（504）が具備される。上記の拡散室（504）は、上記の浄水供給配管（P3）に従って流れる浄水された水とブラウンガス供給配管（P5）を通じて供給されるブラウンガスの混合流体を拡散させるためのものである。

上記の拡散室（504）には、所定の直径のホールを持つ一種のフィルターである多孔質物質（505）が付いている。これは上記の拡散室（504）に導入される水とブラウンガスからなる混合流体を、多孔質物質（505）を介在し噴射することで、多孔質物質に形成された穴と直径が同一な微細気泡を形成するためのものである。

上記の多孔質物質（505）は厚さ5〜10mmの範囲、直径120〜2μｍ範囲のホールを持つステンレススチールの焼結体が望ましい。市場で入手できる焼結体であるタイラーメッシュの場合、直径10μｍ以下の微細気泡を形成するためには120メッシュ以上を選択する。

上記の混合部（500）はブラウンガスの溶解度を高めるため、図2で図示したようにテーパノズルと逆テーパノズルが組み合わされたダブルノズルと多孔質物質（505）を連続連結し使用することができる。

一方、上記の混合部（500）の出口端には循環ポンプ（310）が連結される。上記の混合部（500）から吐出された、微細気泡が多量に含まれたブラウンガスと水の混合流体は上記の循環ポンプ（310）の作動により所定の圧力を持ちながら溶解部（300）を通過する。

上記の加圧バルブ（210）を通過しながら約2kgf/cm²程度に加圧された水の圧力は、循環ポンプ（310）を通過しながら約7kgf/cm²程度になり、このような圧力を持って溶解部（300）を通過しながら水にブラウンガスが溶存する。

本発明において上記の溶解部（300）は内面に不織布またはマイクロフィルター（331）を具備し、少なくとも2個以上の筒を作ることが望ましい。

さらに望ましいのは図3で図示したように、上記の溶解部（300）が、直列に連結された4個の槽で構成されることである。不織布やマイクロフィルターは、上記の混合部（500）と同じように微細気泡を更に細く砕く働きをする。マイクロ単位に砕かれた水とブラウンガスが混合し、ブラウンガスが溶存される原理で成り立っている。マイクロフィルターとしては、マイクロフィルターの目の大きさが0.1〜20μｍ範囲の多様なフィルターを使用できる。

また溶解筒（341,342,343,344）を図3と同様に、4個直列に連結することが一番理想的で、この時、上記の不織布またはマイクロフィルター（331）は水とブラウンガスの混合液体が流入する流入側に設置する。

第1溶解筒（341）の流入側に連結されたインジェクター（320）は内径が0.5Φの管型形成で、上記の混合部（500）で水とブラウンガスの混合流体が上記の循環ポンプ（310）を通りながら狭いところを通過し流速が早まるようにする。

上記の循環ポンプ（310）の一定の圧力により、上記の溶解筒（341,342,343,344）の上部から微細気泡状態のブラウンガスと水の混合流体が流入し下部に吐出される。この時、上記の第1溶解筒（341）から水とブラウンガスが混合され形成された微細気泡状態で上部から下部に移動する時、ブラウンガスは更に緻密な微細気泡を形成し、気泡は水の流速と共に下部に移動し第2溶解筒（342）に流入する。この過程でブラウンガスは、超微細気泡化され、水中で物理的に強制溶解される。このような自然の流れによる落差原理が第3溶解筒（343）と第4溶解筒（344）でも繰り返し利用され、最終的に目的としている溶存量に従って流量、流速および圧力などが設定される設計である。

従って、上記のブラウンガス供給配管（P5）を通じて排出された高純度のブラウンガスは、浄水供給配管（P3）に沿って流れる浄化された水と共に混合部（500）を経て微細気泡に砕かれ、再び循環ポンプ（310）を経て溶解部（300）を通り過ぎ水中のブラウンガス溶存量が大きく増加し、ブラウンガスが溶存した水（酸素水素水）は上記の貯蔵タンク（120）に貯蔵される。

上記の貯蔵タンク（120）に貯蔵された酸素水素水は上記の循環ポンプ（310）が作動している間、浄水供給配管（P3）に沿って再び循環しながら水のブラウンガス溶存量は飽和状態にまで増加する。

一方、上記の貯蔵タンク（120）には酸素水素水の水位を測定するため最低水位センサー（130）が具備される。

上記の最低水位センサー（130）は上記の貯蔵タンク（120）内部の酸素水素水の基準最低水位を感知する役割をする。従って、上記の最低水位センサー（130）で酸素水素水の基準最低水位が感知された場合、上記の貯蔵タンク（120）の内部に上記の貯蔵水槽（110）の水を供給する。

また、上記の貯蔵タンク（120）にはソレノイドバルブと同じ電子制御式開閉バルブ（700）が具備され、出水管（P6）が連結される。上記の電子制御式開閉バルブ（700）は、制御部（600）から伝達された電気的な制御信号により開閉操作が行われる。図1で上記の出水管（P6）は、貯蔵タンク（120）及び溶解部（300）の間の配管から分岐するものと図示しているが、上記の出水管（P6）は上記の貯蔵タンク（120）に直接連結されても構わない。反面、上記の制御部（600）は、上記の電子制御式開閉バルブ（700）の開閉を制御する。そして、上記の制御部（600）には出水管（P6）の先端に隣接して位置し、コップまたは容器の有無を非接触式で感知する信号を伝達するセンサー（610）が連結される。このようなセンサー（610）では人体の赤外線信号を感知し電気的な信号を発生させる焦電センサーが利用されることもある。

また、制御部（600）は循環ポンプ（310）とブラウンガス生成ユニット（400）を直接制御できるよう連結する。特に、本実施例において、上記の制御部（600）はセンサー（610）のon/off動作をカウントするためのカウンター回路部を含み、設定されたカウント数ごとにブラウンガス生成ユニット（400）及び循環ポンプ（310）を設定された時間のみ作動するよう制御する。

従って、制御部（600）は一定量以上の水が使用されたと判断された場合には、設定時間の間、ブラウンガス生成ユニット（400）と上記の循環ポンプを作動し水の中のブラウンガス溶存量を増加させる。

この時、上記のブラウンガス生成ユニット（400）と循環ポンプ（310）の作動時間は上記の貯蔵タンク（120）の容量に従って経験的または実験的に決定された後、制御部（600）内に設定値を指定できる。

また一方で、上記の制御部（600）には循環ポンプ（310）及びブラウンガス生成ユニット（400）の作動の可否を使用者が直接制御できるよう電源スイッチ（620）を連結できる。すなわち、使用者はブラウンガスが溶存した水を利用したい場合は、電源スイッチ（620）を操作して、循環ポンプ（310）及びブラウンガス生成ユニット（400）の作動を制御することができる。

上記の電源スイッチ（620）は上記の循環ポンプ（310）及びブラウンガス生成ユニット（400）のみを制御するため、上記の電源スイッチ（620）の操作と無関係に上記のセンサー（610）の信号による開閉バルブ（700）のon/offは同様に行われる。

ここで、上記の貯蔵タンク（120）に図示されていない熱電素子を追加し、上記の貯蔵タンク（120）に貯蔵された高濃度の酸素水素水を一定の温度に維持できるようにするのが望ましい。本発明で上記の貯蔵タンク（120）は通常冷水タンクの役割をするが、温水タンクを追加して複数のタンクで構成し、冷水のみでなくお湯でも酸素水素水を飲用できるよう適用できる。

図4は、第1実施例に従った酸素水素水製造装置の制御構造を付与するブロック図である。

図4を参考に、本発明に従った酸素水素水製造装置は、上記の混合部（500）で供給される水の量を調節する第1流量調整部（220）と、上記のブラウンガス供給配管（P5）から混合部（500）に供給されたブラウンガスの量を調整する第2流量調節部（406）と、上記の貯蔵タンク（120）内の水位を感知する上記の最低水位センサー（130）と、上記の最低水位センサー（130）で感知した水位情報に従って上記の各流量調節部（220、406）を制御する制御部（600）を含む。

詳しくは、上記の最低水位センサー（130）は一例として圧力センサーをすることができる。そして上記の最低水位センサー（130）で基準の最低水位が感知されると、上記の制御部（600）は上記の連結配管（P2）に具備されたバルブ（図示なし）を作動させ、上記の貯蔵タンク（120）内部に水を供給できるようにする。

ここで、最低水位に達した時が基準の最低水位に達しない時より、上記の最低水位センサー（130）で感知された圧力が低い。従って、上記の最低水位センサー（130）で基準の最低水位が感知されたということは、上記の最低水位センサー（130）で感知された圧力が瞬間的に低くなり始めた時を感知したことを意味する。

そして、上記の貯蔵タンクに基準の水位まで水が貯蔵された場合、上記の制御部（600）は酸素水素水が上記の貯蔵タンクに貯蔵されるようにするため、上記の第1流量調節部（220）及び上記の第2流量調節部（406）の作動を制御する。

そして、上記の第1流量調節部（220）の作動により、上記の混合部（500）には単位時間当たり第1基準量の水が流入し、上記の第2流量調節部（406）の作動によって、上記の混合部（500）へ単位時間当たり第2基準量のブラウンガスが供給される。そして上記の第1基準量は、上記の第2基準量より大きな数値を持つ。

すなわち、上記の混合部（500）の水とブラウンガスの比率は、およそ30〜40：1となる。上記の混合比率は、上記の混合部（500）内に具備されている多孔質物質のホールの大きさと拡散室に供給される水とブラウンガスの水圧、水量などの条件によって、30〜40:1囲内でその正確な比率が決定される。

このように一定の比率で水とブラウンガスが上記の混合部（500）に供給されることで、上記の制御部（600）は上記の第1流量調節部（220）及び第2流量調節部（406）の作動時間を制御する。すなわち、制御部（600）は同一の時間上記の第1流量調節部（220）と上記の第2流量調節部（406）が作動するようにする。

このように本実施例によると、水にブラウンガスが一定の比率で混合され微細気泡を多量に含む高濃度の酸素水素水を生成できるようになる。すなわち、本実施例で目的とする酸素と水素を多量に含み、溶存酸素量（DO）を20ppm以上、溶存水素量（DH）を1.0ppm以上、酸化還元電位（ORP）を-200mV以下、水素イオン濃度（ｐH）を7.0より若干高く維持し、直径が数マイクロメーター〜数十マイクロメーターの範囲に該当する気泡を多量に含む水を製造することができる。

このように酸素と水素の両方を豊富に含んだ水は体内に必要な酸素を手軽に供給でき、
過剰に生産された活性酸素を容易に除去できる。

また、酸素水素水の水位は感知され水の供給が自動で行われることで、上記の貯蔵タンク（120）にブラウンガスと水が一定の比率で混合された酸素水素水が一定に貯蔵でき、利用者の便宜性が向上する利点がある。

下の表1は、第1実施例に基づき、製造された浄水器型の製造装置で作られた水の溶存酸素量（DO）と、溶存水素量（DH）、酸化還元電位（ORP）を測定した結果を表したものである。溶存酸素量は、（株）ハンナ機械（Hanna Instruments）のHI-9145モデルで、溶存水素量は（株）日本電波工業のDH-35Aモデルで、酸化還元電位は（株）日本電波工業のRM-20Pモデルで測定した。

図5は第2実施例に従った酸素水素水製造装置を構成するブロック図であり、図6は第2実施例に従った混合部の構成を示す図である。

本実施例は他の部分において第1実施例と同一であり、ただ給水部の作動と混合部の位置において差がある。従って、以下では本実施例の特徴的な部分に対してのみ説明する。また、本実施例は大容量の酸素水素水を生成する方法を提案する。

図5を参考に、ブラウンガス生成ユニット（400）は連結配管（P2）によって大容量の貯蔵タンク（120）に連結される。そしてブラウンガスと水を混合させるための混合部（500）が上記の貯蔵タンク（120）内部に具備される。

図6を参考に、上記の混合部（500）はポンプ（710）によってポンピングされる水が流入する供給配管（P1）が連結される。そして、上記のブラウンガス生成ユニットから発生したブラウンガスはブラウンガス供給配管（P3）を通じて上記の混合部（500）に移動する。

上記の混合部（500）には、ブラウンガスが水に溶解するようにする過流形成部（520）と、微細気泡化された混合流体を分流誘導管と噴出ホールを通じて原水に分散投入する分散部（530）が構成される。この時、上記のポンプ（710）によって浄化された水は2〜3kgf/cm²の圧力で上記の混合部（500）内部に流入する。

詳しくは、上記の混合部（500）の上側には第1実施例で説明したようにダブルチューブ構造（510）が具備されている。上記ダブルチューブ構造（510）は、テーパノズル（511）と逆テーパノズル（514）を含む。そして上記の各ノズル（511、514）の間には、拡散室（512）が具備され、上記の拡散室（512）には多孔質物質（513）が具備される。

上記のダブルチューブ構造の下方には過流形成部（520）が配置される。上記の過流形成部（520）は多数の過流形成ディスク（521）が含まれる。上記の過流形成部（520）は上記のダブルチューブ構造（510）から発生された微細気泡の混合流体を下部に通過させ渦を巻くようにする。

上記の過流形成ディスク（521）は円盤型でディスク型の材料で多数の傾斜穴がある。目的の溶解度の濃度によって多数のディスクを直列に連結し構成できる。この時、図6で図示したように、順に配列されたディスクはその傾斜穴の方向をお互いに反対になるよう配列すると、より微細な気泡を多量に含ませることができ、より効果的である。

上記の分散部（530）は、分流誘導板（531）と噴出ホール（532）が含まれる。上記の分流誘導板（531）は、上記の過流形成部（520）を通過し、微細気泡の混合流体を水平方向に誘導し噴出させる案内板である。このために上記の分流誘導板（531）は中央部上面が突出しガイド面を提供する。上記のガイド面は噴出される混合流体の流れを水平方向に自然に誘導する。

上記の分流誘導板（531）と上記の過流形成部（520）下端部の間の空間は混合流体の噴出ホール（532）が形成される。上記の噴出ホール（532）の上下の間隔、は実施例に従い多様に調整できるが、1mm〜3mm程度が望ましい。

このように実施例によると、浄水された多量の原水にブラウンガスが一定比率で混合され微細気泡を多量に含む高濃度酸素水素水を持続的に生成できるようになる。すなわち本実施例で目的とする酸素と水素を多量に含み、溶存酸素量（DO）を20ppm以上、溶存水素量（DH）を1.0ppm以上、酸化還元電位（ORP）を-200mV以下、水素イオン濃度（ｐH）を7.0より若干高く維持し、直径が数マイクロメーター〜数十マイクロメーターの範囲に該当する気泡を多量に含む水を製造することができる。

そして、上記の例は酸素水素水を浄水された多量の原水に適用したものであるが、本実施例はこれに限定せず、飲用のミネラルウォーター、混合飲料、ドリンク類、酒類、または化粧品、食料品などの材料、飲食物の調理、更には園芸、農業、漁業、畜産などで供給される多量の原水に広く用いることができる。また住宅、アパート、ホテル、オフィスマンションなど様々な大きさの施設に対する多量の原水供給などビルトイン（built-in）施工し適用することもできる。

図7は第3実施例に従った酸素水素水製造装置を示すブロック図である。

本発明は浴槽に酸素水素水を貯蔵させる方法を提案する。

図7を参考に、水道配管（P3）は浄水フィルター（52）を通過し後にブラウンガス生成ユニット（400）に流入する。浴槽水供給配管（P1）は貯蔵タンク（120：浴槽の役割をする）から循環ポンプ（310）の入力端に連結される。

また、循環ポンプ（310）の吸引側には空気調整バルブ（800）を間に置き空気供給配管（P5）が連結される。上記の空気調整バルブ（800）は制御部（600）によって高速で開閉が可能なソレノイドバルブが望ましい。上記の空気調整バルブ（800）は循環ポンプ（310）吸引力によって負圧がかかる循環ポンプ（310）内に水が吸引され循環されるようにする。

分散部（1000）は圧力タンク（1010）と噴射ノズル（1020）から構成される。上記のタンク（1010）は循環ポンプ（310）によってポンピングされ混合部（900）の浴槽水とブラウンガスの微細気泡を含む混合流体を受容できるよう適性体積以上の大きさの容器である。

上記の圧力タンク（1010）は、その上にブリーダー（1011）が具備される。上記のブリーダー（1011）は、圧力タンク（1010）の内部の圧力が一定値以上の時のみ開放される一種のリリーフバルブである。このようなブリーダー（1011）は圧力タンク（1010）の内部圧力を、予め定めた数値以下に維持する役割をする。

上記の噴射ノズル（1020）は出水管（P2）の端の部分に定着させる。上記の噴射ノズル（1020）は、上記の圧力タンク（1010）から上記の出水管（P2）を通じて誘導する浴槽水とブラウンガスの混合流体である微細気泡を貯蔵タンク（120）に噴射する役割をする。

図8は第3実施例に従った噴射ノズルの構造を示した図面である。

図8を参考に、上記の噴射ノズル（1020）はその内側の共同部に一定の間隔を維持する2枚のマイクロフィルター（1021）が設置されており、より微細な気泡を排出できるようにする。このフィルターは所定のマイクロフィルターの前、後ろ面にSUS316網ネット（1022）を差し込んだ構造になっている。

また上記の噴射ノズル（1020）のノズル口（1023）は直径2mmの小さな穴が多数開いた構造になっている。

このように本発明によると、貯蔵タンク（120）内部に循環された浴槽水とブラウンガスの混合流体は本発明の目的である酸素と水素を多量に含み、溶存酸素量(DO)を20ppm以上、溶存水素量(DH)を1.0ppm以上、酸素還元電位(ORP)を-200mV以下、水素イオン濃度（ｐH）を7.0より若干高く維持し、直径が数マイクロメーター〜数十マイクロメーターの範囲に該当する気泡を多量に含む水であるため、爽快な入浴感を得られる。しかも何度も浴槽水を循環しても、その時ごとに水質が改善されるため水を清潔に維持できる。

そして上記の例は酸素水素水を浴槽に適用したものであるが、本実施例はこれに限定せずプールや温泉、バブル温泉などのなどのリゾート施設、スパ施設、健康施設などに広く適用できる。またはこの装置が内蔵された浴槽を製造するのに適用できる。

図1は第1実施例に従った微細気泡を含む高濃度の酸素水素水製造装置の構造を示すブロック図。図2は第1実施例に従った混合部の構造を示した図面。図3は第1実施例に従った溶解部の構造を示した図面。図4は第1実施例に従った酸素水素水製造装置の制御構造を示したブロック図。図5は第2実施例に従った酸素水素水製造装置の構造を示したブロック図。図6は第2実施例に従った混合部の構造を示した図面。図7は第3実施例に従った酸素水素水製造装置の構造を示したブロック図。図8は第3実施例に従った噴射ノズルの構造を示したブロック図面。

符号の説明

１２０…貯蔵タンク、３００…溶解部、３４１，３４２，３４３，３４４…溶解筒、４００…ブラウンガス生成ユニット、５００，９００…混合部、５０３…テーパノズル、５０５…多孔質物質、５０６…逆テーパノズル、５１０…ダブルチューブ構造、５１１，５１４…多数のノズル、５２０…過流形成部、５３０，１０００…分散部、１０１０…圧力タンク、１０２０…噴射ノズル。

Claims

給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；
生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；
上記の混合部に連結し、ブラウンガスと水の微細気泡を含む混合流体を加圧しブラウンガスの溶解度を高めるための溶解部；及び
上記の溶解部に連結し、上記の溶解部から排出された酸素水素水を貯蔵する貯蔵タンクを含む高純度ブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
上記の溶解部から供給される水は、上記の貯蔵タンクに貯蔵された水である、請求項1に記載の高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
上記の混合部にはテーパノズルと逆テーパノズルが順に配置された、請求項1に記載の高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
上記の溶解部は、直列で連結される多数の溶解筒が含まれる、請求項1に記載の高純度のブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；
生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；及び
上記の混合部が内部に提供され、上記の混合部から排出された酸素水素水を貯蔵する貯蔵タンクを含む、高純度ブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
上記の混合部は多数のノズルが順に配置されたダブルチューブ構造と、
上記のダブルチューブ構造の下流側に提供される過流形成部と、
上記の過流形成部の下流側に提供される分散部を含む、請求項5に記載の高純度ブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
給水された水からブラウンガスを生成するブラウンガス生成ユニット；
生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質を通して微細気泡を発生させ混合させる混合部；
ブラウンガスと水が混合した酸素水素水が貯蔵される貯蔵タンク；及び
流体である微細気泡を加圧しブラウンガスの溶解度を高めるための溶解部；及び
上記の混合部の酸素水素水を、上記の貯蔵タンクに供給する分散部を含み、
上記の分散部は、上記の混合部から排出されたブラウンガスと水の混合流体を貯蔵する圧力タンクと、
上記の圧力タンクに連結し、上記の圧力タンクの混合流体を上記の貯蔵タンクに供給する噴射ノズルを含む、高純度ブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造装置。
ブラウンガス生成ユニットで生成されたブラウンガスと水を、多孔質物質に通し微細気泡を発生させ混合させる混合段階；
上記のブラウンガスと水の混合流体からブラウンガスの溶解度を高めた溶解段階；及び
上記のブラウンガスが水に溶解し生成された酸素水素水が貯蔵される段階を含む、高純度ブラウンガスを利用した微細気泡含有高濃度酸素水素水の製造方法。