JP2017000022A - 水素水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に水素水を地中に供給する水素水供給装置を提供する。【解決手段】循環ライン１０と、循環ラインの内部に水を補給する水補給部５０と、循環ラインの内部に水素ガスを補給する水素ガス補給部４０と、循環ラインの内部に存在する水素水を循環させる循環ポンプ３０と、循環ラインの途中に設けられた、循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に放出する水素水排出部２０とを有し、水素水排出部に位置する循環ラインには、循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に排出する開口部が形成されており、水素水排出部には、循環ラインの外径より大きい内径を有するガイドパイプが、循環ラインと軸方向を同一にして配置されており、ガイドパイプの前端及び後端には、外部からガイドパイプ内に固体が流入するのを防止する網状物が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、水素水を地中に供給する水素水供給装置に関する。

近年、水素を利用した植物の生育に関する研究が進んでいる。特許文献１には、野菜の根にマイナス水素イオン（Ｈ⁻）を含む処理液を供給することで、抗酸化能力の高い野菜を提供することが記載されている。また、特許文献２には、抗酸化作用のある水素水を用いた生体用活性水溶液により、植物を長持ちさせることが記載されている。

また、植物の内部では、根から取り込んだ水（Ｈ_２Ｏ）と葉から取り込んだＣＯ_２とから糖を合成する光合成が行われている。そして、Ｈ_２ＯにＨ_２を添加した水素水を用いることで光合成の効果が高まるとされている。

特開２０１３−１８８１６３号公報 特開２０１３−１８９３７８号公報

しかし、水素水を用いた植物の栽培は、装置上の制約から水耕栽培で行われることが多く、土耕栽培を行う畑の地中に水素水を供給する装置は存在しなかった。畑に水素水を供給して野菜や果物の土耕栽培を行えば、光合成の効果を高めることができ、病害虫に対して強い抵抗力を有する野菜や果物を育成できる可能性がある。

そこで、本発明は、簡便に水素水を地中に供給する水素水供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る水素水供給装置は、水素水を地中に供給する水素水供給装置であって、
循環ラインと、
前記循環ラインの内部に水を補給する水補給部と、
前記循環ラインの内部に水素ガスを補給する水素ガス補給部と、
前記循環ラインの内部に存在する水素水を循環させる循環ポンプと、
前記循環ラインの途中に設けられた、前記循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に放出する水素水排出部と
を有し、
前記水素水排出部に位置する前記循環ラインには、前記循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に排出する開口部が形成されており、
前記水素水排出部には、前記循環ラインの外径より大きい内径を有するガイドパイプが、前記循環ラインと軸方向を同一にして配置されており、
前記ガイドパイプの前端及び後端には、外部から前記ガイドパイプ内に固体が流入するのを防止する網状物が設けられている。

本発明によれば、簡便に水素水を地中に供給することができる。

本発明に係る水素水供給装置を地中に設置した際の構成例を示す模式的平面図である。 本発明に係る水素水供給装置の水素水排出部の構成例を示す拡大断面図である。 本発明に係る水素水供給装置の水素ガス補給ライン近傍の構成例を示す拡大断面図である。 本発明に係る水素水供給装置の循環ラインの内部に設置された撹拌機構の構成例を示す拡大断面図である。

本発明に係る水素水供給装置を地中に設置した際の構成例を図１に示す。図１の水素水供給装置では、循環ライン１０に、水補給部５０、水素ガス補給部４０、及び循環ポンプ３０が接続されており、さらに循環ライン１０の途中に水素水排出部２０が設けられている。

循環ライン１０としては、内部に水素水１などの液体を流すことが可能であって、全体として環状になっている配管を利用する。循環ライン１０を形成する配管の径、長さ及び形状は、水素水供給装置を設置する土地の広さなどを考慮して、適宜設定することができる。配管の材質としては、銅、鉄、鋼、アルミニウム、ステンレス等の金属及びその合金、硬質ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等のプラスチックが挙げられる。

水補給部５０は、循環ライン１０の内部に水を補給するためのものであり、例えば、図１に示すように、循環ライン１０に接続された水補給ライン５１と、水補給ライン５１に水補給ポンプ５３を介して接続された水タンク５２とを有している。このような構成であれば、水タンク５２に存在する水を、水補給ポンプ５３により水補給ライン５１を通じて循環ライン１０に補給することができ、その水が循環ライン１０の内部を循環することになる。

水素ガス補給部４０は、循環ライン１０の内部に水素ガスを補給するためのものであり、例えば、図１に示すように、循環ライン１０に接続された水素ガス補給ライン４１と、水素ガス補給ライン４１に接続された水素ガス貯蔵タンク４２とを有している。このような構成であれば、水素ガス貯蔵タンク４２に貯蔵された水素ガスを、水素ガス補給ライン４１を通じて循環ライン１０に補給することができ、その水素ガスが循環ライン１０の内部を循環している水に溶解して水素水が生成する。

水素ガス貯蔵タンク４２には、高圧の水素ガスが貯蔵されていることが好ましい。こうすることで、その水素ガスの圧力で循環ライン１０の内部に水素ガスを補給することが可能となる。水素ガスの圧力は、５〜２０気圧とすることが好ましく、例えば１０気圧とすることができる。

なお、水素ガス補給部４０は、循環ライン１０の内部に気体の水素ガスを直接補給するもの以外に、水素ガスを水に溶解させた水素水１の状態で循環ライン１０の内部に補給するものでもよい。

水素ガス補給ライン４１における水素ガス２の出口は、図３に示すように、循環ライン１０の内部を流れる水素水１と同じ方向を向いていることが好ましい。こうすることで、水素ガス補給ライン４１における水素ガス２の出口付近での乱流の発生を抑えることができる。

循環ポンプ３０は、循環ライン１０の内部に存在する水素水１を循環させるためのものである。循環ポンプ３０の容量は、循環ライン１０を形成する配管の径、長さ及び形状、循環ライン１０の内部を流れる水素水１の量及び速度、水素水排出部２０から外部に排出される水素水１の量及び速度などを考慮して、適宜設定することができる。

水素水排出部２０は、循環ライン１０の内部に存在する水素水１の一部を外部に放出するためのものであり、循環ライン１０の途中に設けられる。循環ライン１０の途中に設けられる水素水排出部２０の数は、適宜設定することができるが、例えば１０〜５０個とすることができる。

本発明に係る水素水供給装置の水素水排出部２０の構成例を図２に示す。図２に示すように、本発明に係る水素水供給装置の水素水排出部２０に位置する循環ライン１０には、開口部１１が形成されている。また、水素水排出部２０にはガイドパイプ２１が配置されており、ガイドパイプ２１の前端及び後端には網状物２２が設けられている。このような構成とすることで、簡便に水素水１を地中に供給することができる。

開口部１１は、循環ライン１０の内部に存在する水素水１の一部を排出するものである。開口部１１の形状は、外部に排出される水素水１の量及び速度などを考慮して適宜設定することができ、例えば、穴やスリットとすることができる。開口部１１の大きさは、外部に排出される水素水１の量及び速度などを考慮して、適宜設定することができる。

ガイドパイプ２１は、循環ライン１０の外径より大きい内径を有する筒状のものであり、循環ライン１０と軸方向を同一にして配置される。すなわち、水素水排出部２０においては、循環ライン１０とガイドパイプ２１の二重構造になっている。ガイドパイプ２１の大きさは、水素水排出部２０の開口部１１を覆うことができる範囲で、適宜設定することができる。

網状物２２は、外部からガイドパイプ２１内に固体が流入するのを防止するものであり、ガイドパイプ２１の前端及び後端に設けられる。本発明に係る水素水供給装置は、土耕栽培を行う畑の地中に設置することを想定していることから、土などが逆流してガイドパイプ２１内や開口部１１を塞いでしまう可能性があり、それを網状物２２で防止する必要がある。網状物２２は、外部からガイドパイプ２１内に固体が流入するのを防止できるものであればよく、例えば、気体及び液体は通過できるが固体は通過できない網状の板を用いることができる。

循環ライン１０の内部には、内部を流れる水素水１を撹拌する撹拌機構が設けられていることが好ましい。水素水１からは自然に水素ガスが抜けてしまい、その水素ガスが循環ライン１０の上方に溜まってしまう可能性もあるが、上記のような撹拌機構を設けることで、水と水素ガスが混合された状態の水素水１が循環ライン１０の内部を循環しやすくなる。撹拌機構は、循環ライン１０の内部の全体に設けてもよく、一部のみに設けてもよいが、少なくとも水素水排出部２０の手前に設けることが好ましい。撹拌機構としては、図４にその構成例を示すように、水素水１が循環ライン１０の中心軸の周りを回転するように設けられた羽根１２が好ましい。

なお、本発明に係る水素水供給装置では、水に水素ガスを溶解させた水素水を供給するだけでなく、水中に活性水素（水素原子、水素ラジカルとも称する）を含む活性水素水や、水中にＨ^＋とＨ⁻を含む電離水素水を供給することもできる。

以上のような本発明に係る水素水供給装置を用いることで、簡便に水素水を地中に供給することができる。本発明に係る水素水供給装置を、土耕栽培を行う畑の地中に設置し、畑に水素水を供給して野菜や果物の土耕栽培を行えば、光合成の効果を高めることができ、病害虫に対して強い抵抗力を有する野菜や果物を育成できる可能性がある。

１ 水素水
２ 水素ガス
１０ 循環ライン
１１ 開口部
１２ 羽根
２０ 水素水排出部
２１ ガイドパイプ
２２ 網状物
３０ 循環ポンプ
４０ 水素ガス補給部
４１ 水素ガス補給ライン
４２ 水素ガス貯蔵タンク
５０ 水補給部
５１ 水補給ライン
５２ 水タンク
５３ 水補給ポンプ

Claims (6)

1. 水素水を地中に供給する水素水供給装置であって、
   循環ラインと、
   前記循環ラインの内部に水を補給する水補給部と、
   前記循環ラインの内部に水素ガスを補給する水素ガス補給部と、
   前記循環ラインの内部に存在する水素水を循環させる循環ポンプと、
   前記循環ラインの途中に設けられた、前記循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に放出する水素水排出部と
   を有し、
   前記水素水排出部に位置する前記循環ラインには、前記循環ラインの内部に存在する水素水の一部を外部に排出する開口部が形成されており、
   前記水素水排出部には、前記循環ラインの外径より大きい内径を有するガイドパイプが、前記循環ラインと軸方向を同一にして配置されており、
   前記ガイドパイプの前端及び後端には、外部から前記ガイドパイプ内に固体が流入するのを防止する網状物が設けられている水素水供給装置。
2. 前記水素ガス補給部は、前記循環ラインに接続された水素ガス補給ラインと、前記水素ガス補給ラインに接続された水素ガス貯蔵タンクとを有する請求項１に記載の水素水供給装置。
3. 前記水素ガス補給ラインの出口は、前記循環ラインの内部を流れる水素水と同じ方向を向いている請求項２に記載の水素水供給装置。
4. 前記水補給部は、前記循環ラインに接続された水補給ラインと、前記水補給ラインに水補給ポンプを介して接続された水タンクとを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素水供給装置。
5. 前記循環ラインの内部には、水素水を撹拌する撹拌機構が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素水供給装置。
6. 前記撹拌機構は、水素水が循環ラインの中心軸の周りを回転するように設けられた羽根である請求項５に記載の水素水供給装置。

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