JP2017047374A - 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法 - Google Patents

多孔質体アッセンブリおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017047374A
JP2017047374A JP2015172782A JP2015172782A JP2017047374A JP 2017047374 A JP2017047374 A JP 2017047374A JP 2015172782 A JP2015172782 A JP 2015172782A JP 2015172782 A JP2015172782 A JP 2015172782A JP 2017047374 A JP2017047374 A JP 2017047374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous body
holding member
hydrogen
hydrogen gas
porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015172782A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5947436B1 (ja
Inventor
富栄 泉
Tomie Izumi
富栄 泉
謙次 中山
Kenji Nakayama
謙次 中山
國雄 中津山
Kunio Nakatsuyama
國雄 中津山
範之 加籐
Noriyuki Kato
範之 加籐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NAKATSUYAMA NETSUSHORI KK
System & Project Engineering Co Ltd
Original Assignee
NAKATSUYAMA NETSUSHORI KK
System & Project Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NAKATSUYAMA NETSUSHORI KK, System & Project Engineering Co Ltd filed Critical NAKATSUYAMA NETSUSHORI KK
Priority to JP2015172782A priority Critical patent/JP5947436B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5947436B1 publication Critical patent/JP5947436B1/ja
Publication of JP2017047374A publication Critical patent/JP2017047374A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

【課題】有機性の接着剤を含まず、多孔質体と多孔質体保持部材との接合性が高く、ファインバブル液を生成することが可能な多孔質体アッセンブリおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ステンレス鋼の焼結金属からなる前孔質体301と、ステンレス鋼からなり、多孔質体301を保持する多孔質体保持部材302aと、多孔質体301が多孔質体保持部材302aに保持されることにより多孔質体301の表面の一部分に形成された多孔質体301と多孔質体保持部材302aとの接触面306aと、多孔質体301の表面の上記一部分以外の他の一部分と多孔質体保持部材302aとの間に形成される溝303aと、を有し、上記接触面306aはニッケルを主成分とする層305を有することを特徴とする。【選択図】 図13

Description

本発明は、ファインバブル(微細気泡)液を生成するための多孔質体アッセンブリおよびその製造方法に係り、特に100〜200nmサイズの微細気泡を含有するファインバブル液を生成するために好適な多孔質体アッセンブリおよびその製造方法に関する。
水などの液体に水素、酸素および二酸化炭素などの微細気泡(ファインバブル)を含有させた液(ファインバブル液)は、飲用に供した場合には、抗酸化作用などが期待され、また、肌などに使用した場合には美容効果も期待されている。
従来、水素水の製造には、例えば、特許文献1および2に記載のものが提案されている。特許文献1では、多孔質板を介して水素ガスなどの気体を水や所定の溶液中に供給することにより、水素ガスなどの気体をナノメートルオーダーの微粒気泡として水や所定の溶液中に溶解若しくは溶存させて、ナノバブル水やフォームを生成する装置が提案されている。また、特許文献2には、飲料用水素水生成用のポットにおいて、多孔質性の無機材(セラミック材、ガラス材またはプラスチック材)を用いて微細な気泡を液中に分散させることが開示されている。
特開2014‐226616号公報 登録実用新案第3197613号公報
上述した特許文献に記載の多孔質板や多孔質性の無機材など(以下、「多孔質体」と称する。)をファインバブル液生成装置に組み込む方法としては、多孔質体を保持部材(取付部材)に保持し、該保持部材をファインバブル液生成装置に取り付ける方法が簡便であると考えられる。この際、多孔質体と保持部材との接合が十分でなく、多孔質体と保持部材との間に多孔質体の微細孔よりも大きな隙間(クラック)があると、間隙から液へガスが流出する結果、液に供給される気泡のサイズを微細(マイクロメートルおよびナノメートルオーダー)に保つことができなくなる。
金属製の多孔質体および保持部材を接合する方法としては、溶接、パッキンおよびかしめ等が一般的であるが、これらの方法では多孔質体と保持部材との接合が十分でない可能性がある。また、多孔質体と保持部材とを有機性の接着剤で接合した場合、接着剤の成分は人体に有害であるおそれがあるため、ファインバブル液を飲用に供することができなくなる。
上述した特許文献には、多孔質体と保持部材との接合については何ら検討されていない。
本発明の目的は、上記事情に鑑み、有機性の接着剤を含まず、多孔質体と多孔質体保持部材との接合性が高く、ファインバブル液を生成することが可能な多孔質体アッセンブリおよびその製造方法を提供することにある。
本発明に係る多孔質体アッセンブリは、液体に接触する面と、ガスが供給される面とを有する多孔質体を有し、上記ガスが供給される面に供給されたガスが、上記液体に接触する面に向かって上記多孔質体を通過することによって微細気泡として上記液体中に供給されるように構成された多孔質体アッセンブリであって、ステンレス鋼の焼結金属からなる上記多孔質体と、ステンレス鋼からなり、上記多孔質体を保持する多孔質体保持部材と、上記多孔質体が上記多孔質体保持部材に保持されることにより上記多孔質体の表面の一部分に形成された上記多孔質体と上記多孔質体保持部材との接触面と、上記多孔質体の表面の上記一部分以外の他の一部分と上記多孔質体保持部材との間に形成される溝と、を有し、上記接触面はニッケルを主成分とする層を有することを特徴とする。
また、本発明に係る多孔質体アッセンブリの製造方法は、液体に接触する面と、ガスが供給される面とを有する多孔質体を有し、上記ガスが供給される面に供給されたガスが、上記液体に接触する面に向かって上記多孔質体を通過することによって微細気泡として上記液体中に供給されるように構成された多孔質体アッセンブリの製造方法であって、ステンレス鋼の焼結金属からなる上記多孔質体と、ステンレス鋼からなり、上記多孔質体を保持する多孔質体保持部材と、を準備し、上記多孔質体を上記多孔質体保持部材に接触させ、接触部にニッケルを主成分とする合金を含むろう材を配置し、加熱して上記多孔質体と上記多孔質体保持部材とをろう付けによって接合することを特徴とする。
本発明によれば、有機性の接着剤を含まず、多孔質体と多孔質体保持部材との接合性が高く、ファインバブル液を生成することが可能な多孔質体アッセンブリおよびその製造方法を提供することが可能となる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の断面図。 本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の側面図。 本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例のファインバブル水素水生成器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の断面図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の平面図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の側面図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の部品と組立を説明する図。 本発明の一実施例の浴槽用微細気泡発生器の部品と組立を説明する図。 本発明に係る多孔質体アッセンブリの第1の例を示す上面図および断面図。 本発明に係る多孔質体アッセンブリの第2の例を示す上面図および断面図。 本発明に係る多孔質体アッセンブリの第3の例を示す上面図および断面図。 本発明に係る多孔質体アッセンブリの製造フローの一例を模式的に示す図。 本発明に係る多孔質体アッセンブリの概要を説明する断面模式図。 実施例1における水素水生成器における水素の粒径測定結果を示すグラフ。 実施例1における水素水生成器における水素濃度を示すグラフ。 一般的なろう付け工程の一例を示す側面図である。 一般的なろう付け工程の他の例を示す側面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改良および変更を加えることが可能である。
[多孔質体アッセンブリおよび多孔質体アッセンブリの製造方法]
まず始めに、本発明に係る多孔質体アッセンブリの概要について説明する。図17は本発明に係る多孔質体アッセンブリの概要を説明する断面模式図である。図17に示すように、多孔質体アッセンブリを構成する多孔質体400は、液体403に接触する面401と、ガス404が供給される面402とを有する。ガス404が供給される面402に供給されたガスが、液体403に接触する面401に向かって(図17の矢印の方向に向かって)多孔質体400が有する微細孔を通過することによって微細気泡405として液体403中に供給されるように構成されている。ガス404は、多孔質体400の微細孔を通過する際に加速されて高速で液体403と接触する。これにより、多孔質体400と液体403との界面においてキャビテーションが発生し、微細気泡(マイクロバブル、ナノバブル)405が発生する。
本発明に係る多孔質体アッセンブリは、上述した多孔質体と、該多孔質体を保持する多孔質体保持部材(図17では図示していない)で構成される。多孔質体保持部材によって、多孔質体をさまざまな部材(被取付部材)に取り付けることができる。被取付部材に特に限定はなく、ファインバブル液の用途(飲用、美容・健康用および医療用など)に応じて選択することができる。例えば、ファインバブル液が飲用であれば、水などの飲用の液体を収容する液体容器に取り付けることでファインバブルを含む飲料を提供することができる。また、ファインバブル液が美容・健康用であれば、浴槽に取り付けることでファインバブルを含む入浴液を提供することができる。
ガス404としては、特に限定は無く、上述した被取付部材と同様、ファインバブル液の用途に応じて選択することができる。具体例としては、水素、酸素、二酸化炭素および過酸化水素ガスなどが挙げられる。
次に、本発明に係る多孔質体アッセンブリの詳細な構造について説明する。図13は本発明に係る多孔質体アッセンブリの第1の例を示す上面図および断面図である。図13に示すように、本発明に係る多孔質体アッセンブリ300aは、ステンレス鋼の焼結金属からなる多孔質体301と、ステンレス鋼からなり、多孔質体301を保持する多孔質体保持部材302aを有する。本例において、多孔質体301は円盤状であり、多孔質体保持部材302aは中空円盤状である。多孔質体301は、多孔質体保持部材302aの内側(中空部)に保持(嵌合)されることにより、多孔質体301の外周面の一部分に、多孔質体301と多孔質体保持部材302aとの接触面が形成される。また、多孔質体301の外周面の他の部分(接触面とならない部分)と多孔質体保持部材302aとの間に溝303aを有する。本例では、溝303aは、多孔質体アッセンブリ300aの断面をみたときに四角形状を有している。そして、接触面はニッケル(Ni)を主成分とする層306aを有する。このNiを主成分とする層306aは、多孔質体301と多孔質体保持部材302aとをNiを主成分とする合金(以下、「Niろう」と称する。)を含むろう材を用いてろう付けしたことに由来するものである。このような接合によって、本発明に係る多孔質体アッセンブリは、有害性の高い有機性接着剤を使用せず、多孔質体301と多孔質体保持部材302aとの高い接合性を実現し、液体中への微細気泡(特に100〜200nm)の生成を実現している。
本発明では、多孔質体301および多孔質体保持部材302aの材料としてステンレス鋼を用いる。多孔質体301として、ステンレスの焼結金属以外に、銅の焼結金属や焼結セラミックスなどを用いることもできるが、ファインバブル液を飲用に供することを考慮した場合、ステンレス製の焼結金属が望ましい。
次に、本発明に係る多孔質体アッセンブリの製造方法(多孔質体と多孔質体保持部材の接合方法)について説明する。図16は、本発明に係る多孔質体アッセンブリの製造フローの一例を模式的に示す図である。図16に示すように、本発明に係る多孔質体アッセンブリ300の製造方法は、多孔質体301と多孔質体保持部材302aを準備し、多孔質体301を多孔質体保持部材302aに保持して接触させ(工程(a))、接触部(溝303a)にろう材305を配置(充填)し(工程(b))、加熱することで多孔質体301と多孔質体保持部材302aをろう付けによって接合する(工程(c))。ろう材を充填する工程(b)および加熱する工程(c)は、2回以上行ってもよい。
ここで、一般的なろう付けの方法について説明する。図20Aおよび20Bは、一般的なろう付けの例を示す側面図である。図20Aおよび20Bに示すように、一般的なろう付けでは、被接合部材202aおよび202bの接合部分203に、ワイヤ状のろう材201aを供給しながら、接合部分203をバーナーなどで加熱することで被接合部材を接合するか、または接合部分203に粉末状のろう材201bを配置し、被接合部材を電気炉などで加熱することで被接合部材を接合する。しかしながら、このような方法は金属の緻密体同士の接合に適用されるものであり、本発明のように金属の緻密体と多孔質体を接合する場合には、この方法を適用しても多孔質体にろう材が流出する結果、十分な接合性を得ることができない。
これに対し、本発明は、溝303aに従来のろう付けよりも多量のろう材を充填して加熱することで多孔質体301と多孔質体保持部材302aを接合する。このように多量のろう材を充填することで、被接合部材の一方が多孔質体であっても十分な接合性を得ることができる。このため、溝303aは多量のろう材を充填することが可能な構成である必要がある。この点で、本願発明の接合体(多孔質体301と多孔質体保持部材302aの接合体)の構造は、従来のろう材を用いた接合体とは異なる。
図16(b)に示すように、ろう材305を溝303aに充填するため、加熱後にろう材に由来するNi金属を主成分とする層は、図13の306aのみならず、溝を構成する多孔質体保持部材302aの表面にも形成される(306b)。また、ろう材が多孔質体301の微細孔にも染み込むことによって、図示しないが、Ni金属を主成分とする層を構成する合金が多孔質体301の接触面の周囲にも含まれている。
ろう材としては、溝303aに充填するために、Niろうの粉末と有機溶剤とを混合した混合物(ペースト)を用いることが好ましい。本発明においてNiろうの粉末を用いるのは、Niろうの主成分であるNiは被接合部材である多孔質体301および多孔質体保持部材302a(ステンレス鋼)の構成成分であり、これらの部材との接合性が高いためである。本発明者らの検討の結果、Agろうでは本発明に係る多孔質体301および多孔質体保持部材302aの接合性を高めることはできないことがわかっている。なお、ろう材の充填方法について特に限定は無いが、例えばディスペンサーを用いることができる。
Niろうの組成は、特に限定はなく、例えば、JIS(Japanese Industrial Standards)規格に規定されているBNi‐2を用いることができる。また、有機溶剤も特に限定はなく、Niろうのバインダーとなるものであればよい。例えば、エチルセルロースを主成分とするNICROBRAZ CEMENT S(株式会社ハードフェースウエルドカンパニー)を用いることができる。
Niろう粉末の添加量は、ろう材(Niろう粉末と有機溶剤)の8〜10質量%であることが好ましい。接合に必要なろう材の量は、多孔質体301および多孔質体保持部材302aのサイズと多孔質体301の微細孔のサイズによって決定することが好ましい。図13に示す形状の多孔質体アセンブリのサイズと接合に必要なろう材の量の一例を以下の表1に示す。
Figure 2017047374
なお、表1の多孔質体と同じサイズのステンレス鋼の円盤および表1の多孔質体保持部材と同じサイズのステンレス鋼の中空円盤を従来の方法でろう付けする際に必要なNiろうの量を本発明者らが見積もったところ、約1.7g(0.2cc)であった。
ろう付けの際の熱処理条件には特に限定はなく、ステンレス鋼をNiろうで接合する際の一般的なろう付けの温度および雰囲気で行うことができる。
多孔質体301のろ過精度は0.1〜120μmが好適であり、より好ましくは1〜20μmが好適である。このような焼結金属板としては、例えば、SMC株式会社製の公称ろ過精度1,2,5,10,20μmの焼結金属エレメントが用いられる。なお、本明細書において「ろ過精度」とは、多孔質体の微細孔が通過させない粒子のサイズを意味するものとする。また、多孔質体301と液体との界面においてキャビテーションを効果的に発生させるためには、多孔質体301内をガスが通過する際に効果的に加速されるようにするのが良い。このためには、多孔質体301の厚みをある程度の大きさとした方が良い。本発明者らの検討によれば、多孔質体301の厚みを5mm以上とするのが良い。
次に、本発明に係る多孔質体アッセンブリの別の形態について説明する。図14は本発明に係る多孔質体アッセンブリの第2の例を示す上面図および断面図である。図14に示す多孔質体アッセンブリ300bの溝303bは、多孔質体アッセンブリ300bの断面をみたときに三角形状を有している。溝がこのような形態を有していても、図13の場合と同様の効果を得ることができる。
図15は本発明に係る多孔質体アッセンブリの第3の例を示す上面図および断面図である。図15に示す多孔質体アッセンブリ300cは、その断面をみたときに、多孔質体保持部材302cが少なくとも2段の階段形状を有し、最下段に多孔質体301の底面が接触して保持されている。多孔質体保持部材302cをこのような形状とすることで多孔質体301と多孔質体保持部材302cの接合時のずれを防止し、多孔質体301の全周において均一に接合することができる。
[ファインバブル液生成器]
次に、本発明に係る多孔質体アッセンブリを適用したファインバブル液生成器の一例について説明する。図1〜6では、ファインバブル液生成器としてファインバブル水素水生成器を説明する。本実施形態のファインバブル水素水生成器は、飲用に供することが可能な水素水を生成するものである。
図1に示すように、本実施形態のファインバブル水素水生成器は、飲用に供する水を収容する水素水容器1、水素水容器1の上部を覆う蓋2、水素水容器1を支持し、水素ガス昇圧室となる密閉容器を構成するベース3、ベース3に取り外し可能に装着され、水素発生剤を収容する薬剤収容部(薬室)4、薬剤収容部4に装着される蓋を押圧して薬剤収容部を密閉する密閉用蓋取付具5から構成されている。
水素水容器1は、図1および図3に示すように、基本的な構成として、筒状の水素水容器本体11と、水素水容器本体11の下方(本実施例では底面)に取り付けられた多孔質板(焼結金属板、上述した多孔質体)14で構成されている。水素水容器本体11には水素水容器用把手12が側面に取り付けられている。水素水容器本体11はポリカーボネート樹脂などの透明な部材で構成されており、水素微細気泡発生が視覚により確認できるようにしている。
多孔質板14は、後述の水素ガス昇圧室30からの水素ガスを微細気泡(ファインバブル)として水素水容器1内の水に溶存させる働きを有する。多孔質板14の詳細については後述する。多孔質板14は、多孔質板(焼結金属板)取付部13を介して水素水容器本体11に取り付けられ、水素水容器本体11と共に水素水生成室(水素水収容部)10を形成する。多孔質板取付部13は、水素水容器本体11の下端が嵌入され、水素水容器本体11と一体になっている。この意味では、多孔質板取付部13を含めて水素水容器本体11と捉えることができる。多孔質板取付部13には、多孔質板14を取り付けるためのボルト穴が形成されており、また、ベース3のベース開口部39に挿入される筒状の挿入部18が設けられている。
多孔質板14は、円形状に形成され、リング状の多孔質板取付用サポート(上述した多孔質体保持部材)14sに固着されて多孔質体アッセンブリを構成している。多孔質板14は、多孔質板取付用サポート14sを介して、固定ボルト16を用いて多孔質板取付部13に固定され、水素水容器1の底面の開口部13a(多孔質板取付部13に形成される開口部13a)を塞ぎ、水素水容器本体11と共に水素水容器1を構成している。なお、多孔質板14は円形に限定されるものではなく、例えば、正方形状に形成しても良い。多孔質板取付用サポート14sと多孔質板取付部13との間にパッキン15が装着され、多孔質板14内の微細孔以外は、水素ガス昇圧室30の気密が保持されるようになっている。
また、水素水容器本体11の周方向の位置決めを行うための位置決め用突起19が挿入部18に設けられている。位置決め用突起19がベース3の位置決め用凹部38に挿入されることによって、水素水容器本体11はベース3に対して所定の周方向位置に位置決めされる。本実施形態では、給水ノズル17aが薬剤収容部密閉用カムハンドル51とは反対側に位置するように水素水容器本体11の周方向位置が位置決めされている。
水素水容器本体11の下方には給水ノズル17aが取り付けられている。給水ノズル17aからの給水は弁体17eにより給水路を開閉することにより行うようにしている。弁体17eは、給水路が形成された弁体収容部17fに装着される。弁体17eは給水レバー17bの先端に固着されており、弁体17eと給水レバー17bとの間には圧縮ばね17dと貫通孔が形成されたプラグ17cが装着されている。プラグ17cの外周には、弁体収容部17fの内周に形成された雌ねじと螺合する雄ねじが形成されている。プラグ17cを弁体収容部17fに装着することにより、弁体17eが、圧縮ばね17dを介して水素水容器本体11側方向に常時押し付けられ、弁体収容部17fに形成された給水路を閉止するようになっている。給水レバー17bを水素水容器本体11側とは反対の方向に引っ張ることにより、給水レバー17bの先端に固着された弁体17eが圧縮ばねの力に抗して移動して給水路が開放され、給水ノズル17aから、水素水容器本体11内の水素水が給水される(給水レバーを操作することによる給水ノズル方式)。なお、本実施形態では、給水ノズル17aからの給水以外に、水素水容器用把手12により水素水容器本体11をベース13から持ち上げ、水素水容器本体11を傾けることにより、水素水容器本体11の上端に形成された注ぎ口から水素水を給水することも可能である(水素水容器用把手を用いてのジョッキ方式)。
蓋2は、蓋本体22と、蓋本体22の上面に設けられた蓋用把手21と、蓋本体22の下面に複数のスペーサ23を介して設けられた管状の挿入部24とから構成されている。蓋2の挿入部24は、水素水容器本体11の上端側にスライドして挿入されるように構成されている。スペーサ23は、蓋本体22が水素水容器本体11の上端に密着しないようにして、水素水容器1内の水素水から放出された水素ガスを外部に放出できるようにしている。詳細は後述するが、本実施形態のファインバブル水素水生成器は、多孔質板14を用いることにより水素ガスをファインバブル化(マイクロバブル化やナノバブル化)して水中に溶存させている。すなわち、本実施形態のファインバブル水素水生成器は、水素水容器1を密閉する必要がない常圧型の水素水生成器である。
水素ガス昇圧室30を構成する密閉容器を構成するベース3は、図1及び図4に示すように、多孔質板取付部13(水素水容器1)の挿入部18が挿入されるベース開口部39を有するベース本体31と、密閉用蓋取付具5が装着される密閉用蓋取付具装着部36と、薬剤収容部4が装着される薬剤収容部装着部37と、水素ガス流路構成部35を有している。ベース開口部39にはOリング33が装着されるリング溝33gが形成されている。また、ベース本体31の内周上部には、上述したように、位置決め用突起19が挿入される位置決め用凹部38が形成されている。
密閉用蓋取付具装着部36と薬剤収容部装着部37は、リング溝33gの位置よりも下方に設けられ、ベース本体31の内側に突出するように設けられている。密閉用蓋取付具装着部36には、密閉用蓋取付具5のカム部54が薬剤収容部装着部37側に突出することができるように開口部36aが形成されている。密閉用蓋取付具装着部36は水素ガス昇圧室30には連通することがない。
薬剤収容部装着部37は、密閉用蓋取付具装着部36と水素ガス流路構成部35との間に位置し、本実施例では、密閉用蓋取付具装着部36と水素ガス流路構成部35を構成する部材の一部(密閉用蓋取付具装着部36の底面と水素ガス流路構成部35の上面)が薬剤収容部装着部37の上面と底面も構成している。この薬剤収容部装着部37も水素ガス昇圧室30には連通することがない。
水素ガス流路構成部材35には水素ガス流路35a,35b,35cが形成されている。本実施形態では、水素ガス流路35cは、水素ガス流路構成部材35の上面に形成された凹部と後述の薬剤収容部4の薬剤収容部用箱(薬室箱)41の底面との間に形成され、薬剤収容部4の水素ガス導入孔46に連通するようになっている。水素ガス流路35a,35b,35cは、薬剤収容部4の水素ガス発生室40と水素ガス昇圧室30とを気密に連通し、水素ガス発生室40で発生した水素ガスを水素ガス昇圧室30に導入する。
本実施形態では、水素水容器1とベース3とを分離可能に構成しているので、多孔質板14内の微細孔以外の水素ガス昇圧室30の気密性を確保するために、多孔質板取付部13(水素水容器1)の挿入部18とベース本体31(ベース3)のベース開口部39との間にOリング33を設置している。本実施形態では気密性を確実にするためにダブルOリングによるシール構成としている。水素ガス昇圧室30は、基本的な構成として、ベース本体31と多孔質板14とで構成され、多孔質板14の微細孔以外の箇所から水素ガスの漏洩を防止するために、Oリング33やパッキン15などが用いられている。
本実施形態では、薬剤収容部4を水素ガス昇圧室30とは別に設けているが、水素ガス昇圧室30内に薬剤収容部4を設けるようにしても良い。但し、詳細は後述するが、ベース本体31に対して薬剤収容部4を取り外し可能に装着することにより、水素発生剤の取り扱い性が向上する。
ベース3の薬剤収容部装着部37にスライド式で取り外し可能に装着され薬剤収容部(薬室)4は、図1及び図5に示すように、基本構成として、水素ガス発生室40を構成する薬剤収容部用箱(薬室箱)41及び薬剤収容部用蓋(薬室箱蓋)42と、薬剤収容部用箱41をベース3の薬剤収容部装着部37から出し入れする際に用いる薬剤収容部用把手43を有する。
薬剤収容部用箱41の側壁部には水素ガス発生室40と水素ガス流路35cとを連通させるための水素ガス導入孔46が形成されている。水素ガス導入孔46は、薬剤収容部用箱41の上部側で水素ガス発生室40から斜め下方に延在し薬剤収容部用箱41の側壁を貫通しないように形成された水素ガス導入孔46aと、この水素ガス導入孔46aから下方に延在し薬剤収容部用箱41の底面を貫通するように形成された水素ガス導入孔46bとから構成されている。薬剤収容部用箱41の水素ガス発生室40内には薬剤(水素発生剤)44が収容される。
水素ガス発生室40を気密に保つために、薬剤収容部用箱41及び薬剤収容部用蓋42との間にOリング45を装着している。Oリング45は、薬剤収容部用箱41の上端面に形成したリング溝45gに装着される。また、薬剤収容部4をベース3に対して取り外し可能に構成しているので、薬剤収容部4側の水素ガス発生室40とベース3側の水素ガス昇圧室30とを気密に連通させるために、水素ガス流路35cを構成する水素ガス流路構成部材35と薬剤収容部用箱41との間にもOリング45を装着している。Oリング45は水素ガス流路35cと水素ガス導入路46との交点の外側に位置するように設けられ、水素ガス流路35cの気密性を確保している。薬剤収容部用蓋42は後述の密閉用蓋取付具5によって薬剤収容部用箱41側に押し付けられる。これによって、上下のOリング45に押圧力が加わり、シール機能が働くようになっている。なお、水素ガス導入孔46は、Oリング45の位置を工夫することにより、側壁以外の箇所に設けることも可能であるが、取扱いの利便性などを考慮すると側壁部に設けることが望ましい。
薬剤収容部用蓋42を薬剤収容部用箱41側に押し付け水素ガス発生室40を密閉空間にする働きを有する密閉用蓋取付具5は、図1及び図6に示すように、密閉用カムハンドル51と、密閉用カム52と、密閉用カムハンドル51と密閉用カム52を固定するカムハンドル固定ボルト53から構成されている。カムハンドル固定ボルト53は座金55を介して密閉用カム52に形成されたボルト穴に螺合される。密閉用カム52にはカム部54が形成されており、カム部54は密閉用カムハンドル51を回転させることにより密閉用蓋取付具装着部36の開口部36aを介して薬剤収容部装着部37側に突出し、薬剤収容部用蓋42を押圧するようになっている。図2に実線で示している密閉用カムハンドル51の状態(ハンドル縦方向)はカム部54が薬剤収容部用蓋42を押圧して薬剤収容部を固定している状態を示し、二点鎖線で示している密閉用カムハンドル51の状態(ハンドル横方向)は固定を解除した状態を示している。固定を解除した後、薬剤収容部用把手43を持って手前側に引くことにより、薬剤収容部4がベース3から容易に取り外しできる。また、逆に、薬剤収容部4に薬剤44を収容し、所定量の水を加えた後に、薬剤収容部用蓋42を被せた薬剤収容部4をベース3の薬剤収容部装着部37に押し込み、密閉用カムハンドル51を90度回転させるという簡単な操作で、薬剤収容部用箱41を薬剤収容部用蓋42により密閉、すなわち、水素ガス発生室40を密閉することが可能である。密閉用蓋取付具5は本実施例のようなカムハンドル式に限定されるものではなく、クランプ式のような他の構成でも良いが、操作の簡易性を考慮すると、カムハンドル式が好適である。
次に、本実施例における水素のファインバブルを水中に生成させる原理について説明する。
(1)薬剤収容部4の薬剤収容部用箱(薬室箱)41内に薬剤(水素発生剤)44を設置し、所定量の反応水を投入する。そして、上述したように、薬剤収容部4をベース3の薬剤収容部装着部37に装着し、密閉用蓋取付具5により固定する。
水素発生剤44は、水と反応して水素ガスを発生させる薬剤である。例えば、微粉末状の酸化カルシウムとアルミニウムの混合物が用いられる。酸化カルシウムが反応水と反応し、水酸化カルシウムに変化するとともに発熱し、微粉末状のアルミニウムと反応水が反応し、水素を発生させる。
(2)水素ガス発生室40内で発生した水素ガスは、薬剤収容部用箱(薬室箱)41上部の水素ガス導入孔46aに導かれ、そして、水素ガス導入孔46bを介して下部へ導かれ、さらに、水素ガス流路35c,35b,35aを介して水素ガス昇圧室30に導かれる。これにより水素ガス昇圧室30に水素ガスが溜まる。
(3)薬剤収容部用箱41内の水素発生剤の反応が進むことにより水素ガス昇圧室30内の昇圧が進行する。
(4)水素水容器1内の水による水頭圧より水素ガス昇圧室30内の圧力が高くなった段階で、水素ガスが多孔質板(焼結金属板)14内の狭路(微細孔)を通り水素水容器1内の水素ガスが放出される。これにより水素ガスの微細気泡が水中に発生する。
(5)水素ガスは多孔質板(焼結金属板)14内の狭路(微細孔)を通過する際に加速され高速で水素水容器1内の水と接触することになる。これにより多孔質板(焼結金属板)14と水素水容器1内の水との界面においてキャビテーションが発生し、マイクロバブル、ナノバブルが生成する。
水素のマイクロバブルは水中を上昇することにより気液接触面から水素が水中に溶け出し、水中の溶存水素となり水中の溶存水素量を高める。
水素のナノバブルは水中に浮遊し水中の溶存水素量を更に高める効果を持つ。
水素のファインバブルを水中に効果的に生成させるには、多孔質板(焼結金属板)14と水素ガス昇圧室30が重要な働きをする。
前述のように構成した焼結金属板14を用いることにより、水素水容器1内の水の水頭圧を焼結金属板14で保持することができ、水素ガス昇圧室30内に水素ガスを導入する前でも、焼結金属板14の微細孔を介して水素ガス昇圧室30内に水素水容器1内の水が滴下することを防止することができる。
また、水素水容器内の水素水の水素濃度は、開口部13aの開口面積を大きくすることにより容易に高めることができる。すなわち、開口面積が大きいということは、多孔質板14内の微細孔により構成される水素ガス供給孔がより多くなることを意味し、開口部13aの開口面積の増大に従い、水素水の水素濃度が高められる。
また、水素ガス昇圧室30内から多孔質板14を介して水素水容器1内に水素ガスを供給する上で、多孔質板14と多孔質板取付用サポート14sとの接続が重要となる。パッキン15やOリング33などで気密性を高めても、多孔質板14と多孔質板取付用サポート14sとの接続が不十分な場合には、接続が不十分な箇所を介して水素ガスが水素ガス昇圧室30内から水素水容器本体1内の水に放出される。このような接続が不十分な箇所を通過した水素はバブル径がmmサイズと大きく、また、キャビテーションによるファインバブル化の効果も期待できない。また、接続が不十分な箇所に水素ガスの流れが集中するため、多孔質板14内を通過する水素ガスの量が低下し、効果的に水素のファインバブルを水中に発生させることが難しくなる。
一方、多孔質板14としてステンレスの焼結金属板を用いるのが望ましいが、ステンレスの焼結金属板14と多孔質板取付用サポート14s(ステンレス製)を溶接で接合した場合には、焼結金属板にクラックの発生が懸念され、また、水素水を引用に供する場合には接着剤を用いて接続することも避けなければならない。
そこで、上述したように、本発明ではステンレス鋼からなる焼結金属板14と多孔質板取付用サポート14s(ステンレス製)をNiろう付けにより接続している。ここで、多孔質板取付用サポート14sが図14に示す形状(溝の断面が三角形状)の場合、1度のニッケルろう付けだと、Niろうが焼結金属板14に浸透してしまい、焼結金属板14と多孔質板取付用サポート14sとの間に十分なNiろうが供給されず接続が十分に行われないことも懸念される。そこで、Niろう付けを2度行うことにより、焼結金属板14と多孔質板取付用サポート14sとの間に空隙を生じさせずに接続することができるようにしている。この方法によれば、焼結金属板にクラックを生じさせることがなく、飲用に供する水素水の生成にも支障がない。
また、本実施形態において、薬剤収容部用箱41内の水素発生剤は反応水と反応することで水素を発生するが、安定して反応が継続するとは限らない。このため、水素ガス昇圧室30の容積を大きくし、充分量の水素ガスを溜めるように構成することにより、水素ガス昇圧室30内から多孔質板14を介して水素水容器1に水素を安定的に放出することができ、そして安定的に水素を微細気泡化できる。水素ガス昇圧室30の容積は、少なくとも水素ガス発生室40内の容積よりも大きく形成されている。
上述した本実施形態によれば、逆止弁を用いることなく、また、水素ガスボンベを用いることなく、水素ガスを含有した水素水を生成することが可能となる。また、水素水を生成するのに電源が不要であり、取扱い性に優れている。

また、本実施形態では、水素ガス昇圧室30と水素ガス発生室40を別に構成し、水素ガス流路で連通させる構成としているので、水素ガス昇圧室30内に仮に水が侵入したとしても水素ガス発生室40内の水素発生剤に不用意に水を掛けることがない。また、水素ガス発生剤と反応した水が水素ガスに同伴して水素水容器内に導入されることもない。
また、本実施形態では、水素ガス発生室40を構成する薬剤収容部用箱41を、水素ガス昇圧室30を構成するベース3とは別個に形成し、ベース3に形成した薬剤収容部装着部37に取り付け取り外しするようにしているので、薬剤収容部4への水素発生剤44の設置が容易となる。
また、水素ガス発生室40を、薬剤収容部用箱41とそれを覆う薬剤収容部用蓋42とにより構成し、ベース3に形成した薬剤収容部装着部37に取り付け取り外しすることにより、薬剤収容部用箱41を薬剤収容部用蓋42により密閉、すなわち、水素ガス発生室40の密閉を実現しているので、薬剤収容部4への水素発生剤44の設置が極めて容易となる。
また、本実施形態では、薬剤収容部4の薬剤収容部装着部37の固定と固定解除をカム方式とし、固定と固定解除の操作が薬剤収容部密閉用カムハンドル51の回転により容易に行えるようになっている。
また、本実施形態によれば、水素ガス発生室40内及び水素ガス昇圧室30内は、気密に保たれ、外気と遮断されているので、水素ガス濃度が高くても問題がなく、水素ガス濃度を75%以上に保つことができる。これにより効果的に水素ガスを水素水容器1内の水に水素ガスのファインバブルを生成することができる。
また、本実施形態によれば、常圧型の水素水生成器であり、蓋2における開口面積を大きく取ることにより水素水容器1から放出される空気中水素濃度を4%以下に保つことができ、安全性向上に資することができる。
なお、上述の実施例では、水素の微細気泡(ファインバブル)を水中に含有させる場合について説明したが、水以外に、ジュース、お茶などの飲用液体に水素の微細気泡を含有させる場合に本発明を適用できる。この場合、多孔質板を用いた微細気泡の生成なので、逆止弁や逆止弁につながる流路などの洗浄が難しい部材がなく、水素液生成装置の使用後の洗浄が容易である。
また、上述の実施形態では、水素を生成するのに、水と反応して水素ガスを発生させる薬剤(例えば、微粉末状の酸化カルシウムとアルミニウムの混合物など)を用いたが、水素吸蔵金属を用いることも可能である。
次に、図7〜12を用いて本発明に係る多孔質体アッセンブリを適用するファインバブル液生成装置として浴槽用微細気泡発生器の例を説明する。
本実施形態の浴槽用微細気泡発生器は、浴槽内のお湯に水素のファインバブルを生成させて、水素水を生成するものである。本実施形態の浴槽用微細気泡発生器は、基本的な原理は上述のファインバブル水素水生成器と同様である。従って、上述の実施例と同じ部分についての説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
本実施例の浴槽用微細気泡発生器は、上述のファインバブル水素水生成器と異なり、水素水容器を備えていない。浴槽用微細気泡発生器は浴槽中に浸漬されるものであり、浴槽自体が水素水容器に対応するものであると見ることもできる。また、水素水容器を備えていないことに基づき、多孔質板取付部を微細気泡発生器蓋として構成している。また、水素ガス昇圧室と水素ガス発生室とを連通する水素ガス導入孔の構成や、微細気泡発生器用ベースと微細気泡発生器蓋の固定構造や、密閉構造を形成するために用いるOリングやパッキンの配置構造が上述の実施形態と異なる。以下、図面を用いてこれらを中心に本実施形態の浴槽用微細気泡発生器を詳細に説明する。
図7及び図10に示すように、本実施例の浴槽用微細気泡発生器は、微細気泡発生器用ベース71に微細気泡発生器蓋63が取り付けられる。微細気泡発生器蓋63には、開口部63aを塞ぐように、多孔質板(焼結金属板、上述した多孔質体)64が多孔質板取付用サポート(上述した多孔質体保持部材)64sを介して複数の固定ボルト66により固定されている。複数の固定ボルト66は図8に示すように微細気泡発生器蓋63に形成された複数の固定ボルト装着用ねじ穴66aに螺合される。微細気泡発生器蓋63と多孔質板取付用サポート64sとの間にパッキン65が設けられ、水素ガス昇圧室70の気密を保つようにしている。
微細気泡発生器用ベース71と微細気泡発生器蓋63とは、上述のファインバブル水素水生成器と異なり、固定構造となっており、本実施形態では、微細気泡発生器用ベースと微細気泡発生器蓋の締結部69により固定されている。締結部69は、微細気泡発生器蓋63に形成された微細気泡発生器蓋装着用雄ねじ69mと微細気泡発生器用ベース71に形成された微細気泡発生器蓋装着用雌ねじ69fから構成されている。微細気泡発生器蓋63には複数の微細気泡発生器蓋回転用治具挿入孔68が形成されている。微細気泡発生器蓋回転用治具挿入孔68に回転用治具(図示省略)を装着して操作することにより微細気泡発生器蓋63は回転され微細気泡発生器用ベース71に締結される。締結後、回転用治具は取り外される。締結後、必要に応じて微細気泡発生器蓋回転用治具挿入孔68は凹凸が出ないように棒状の部材が埋め込まれる。また、微細気泡発生器用ベース71と微細気泡発生器蓋63とは、固定構造であるため、上述のファインバブル水素水生成器のダブルOリングと異なり、微細気泡発生器用ベース71と微細気泡発生器蓋63との間にはパッキン73が設けられ、水素ガス昇圧室70の気密を保つようにしている。
微細気泡発生器用ベース71には、密閉用蓋取付具装着部76、薬剤収容部装着部77、水素ガス導入管貫通孔78が形成されている。水素ガス導入管貫通孔78は、上述のファインバブル水素水生成器と異なり、密閉用蓋取付具装着部76の奥に位置するように設けられている。
図7,図9及び図11に示すように、微細気泡発生器用ベース71の薬剤収容部装着部77には薬剤収容部用箱(薬室箱)81と薬剤収容部用蓋(薬室箱蓋)82がスライド式で取り外し可能に装着される。薬剤収容部用箱81と薬剤収容部用蓋82との間にはパッキン86が設けられ、薬剤収容部装着部77への装着時、水素ガス発生室80の気密を保つようになっている。薬剤収容部用箱81には、薬剤収容部用把手83が取り付けられ、また、水素ガス昇圧室70と水素ガス発生室80とを連通する水素ガス導入孔として水素ガス導入管87が取り付けられている。水素ガス導入管87は薬剤収容部用箱81との間に隙間が形成されないように溶接等により固着され、水素ガス発生室80の気密を保つようになっている。薬剤収容部用箱81の薬剤収容部装着部77への装着時、水素ガス導入管87は、微細気泡発生器用ベース71の水素ガス導入管貫通孔78に挿入される。また、水素ガス昇圧室70の気密を保つために、水素ガス導入管87と水素ガス導入管貫通孔78との間にはOリング85(ダブルOリング)が設けられている。薬剤収容部用箱81には薬剤(水素発生剤)84が収容される。
図7,図9及び図12に示すように、微細気泡発生器用ベース71の密閉用蓋取付具装着部76には、薬剤収容部密閉用カムハンドル91と薬剤収容部密閉用カム92で構成された密閉用蓋取付具が装着される。薬剤収容部密閉用カム92はカム部94を有し、薬剤収容部密閉用カムハンドル91はカムハンドル固定ボルト93により座金95を介して薬剤収容部密閉用カム92に固定される。
上述のように構成された本実施例の浴槽用微細気泡発生器における水素のファインバブルを水中に生成させる原理については上述のファインバブル水素水生成器と基本的に同様である。なお、上述のファインバブル水素水生成器では、水素水容器1内の水による水頭圧より水素ガス昇圧室30内の圧力が高くなった段階で、水素ガスが多孔質板(焼結金属板)14内の狭路(微細孔)を通り水素水容器1内に水素ガスが放出され、これにより水素ガスの微細気泡が水中に発生する。本実施形態では、浴槽用微細気泡発生器は浴槽内の水(湯)に浸漬されるものであり、浴槽内における深さ方向の浴槽用微細気泡発生器の位置に基づく、浴槽の水による水頭圧より水素ガス昇圧室70内の圧力が高くなった段階で水素ガスが多孔質板(焼結金属板)64の狭路を通り浴槽内の水中に微細気泡として発生する。また、本実施形態の浴槽用微細気泡発生器では、浴槽内に設置された際に、所定の深さの下(標準的な水位の下)では、浴槽内の水の水頭圧を受けても、ファインバブル水素水生成器と同様に、水素ガス昇圧室内に浴槽内の水が滴下することを防止する。
本実施例においても基本的に上述のファインバブル水素水生成器と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態では、浴槽湯面から放出される空気中水素濃度は放出面積が大きいため空気中水素濃度を4%以下に保つことができ、安全性向上に資することができる。
以下に、上述したファインバブル水素水生成器で得られた水素水中における水素濃度およびナノバブルの粒度分布について説明する。ファインバブル水素水生成器は、図1〜6に示した構成のものとし、多孔質体アセンブリ(多孔質板14および多孔質板取付用サポート14s)として、表1に示した構成の多孔質体および多孔質体保持部材を用いた。
図18は本実施例のファインバブル水素水生成器で得られた水素水中における水素ナノバブルの粒度分布を示す。英国ナノサイト社製のナノ粒子解析装置(商品名:NanoSight(ナノサイト))を用いて20回計測した平均値をグラフ化している。図18に示すように、ナノバブルのトップピーク粒径は142nmであり、バブル径が約40〜500nmの範囲に存在するナノバブル総数は約2500万個/mlであった。このように本実施例のファインバブル水素水生成器によれば、多数の水素ナノバブルが水中に形成されていた。
図19は本実施例のファインバブル水素水生成器で得られた水素水の水素濃度の時間変化を示す。Unisense社製のマイクロセンサーモノメータ(MONOMETER H センサー)を用いて計測した。水素ガス発生終了後(反応開始から10分経過後)、水素水容器本体から水素水を採取し、60分間の水素濃度変化を測定した。図19に示すように、測定開始直後の水素濃度は3.02ppmであり、時間の経過と共に水素濃度は低下するが、1時間経過しても1.5ppm以上と高濃度を維持していた。
以上のように、本発明に係る多孔質体アッセンブリは、多孔質体と多孔質体保持部材の接合性が高く、両者の間に間隙が生じないため、ナノバブルが均一かつ大量に発生可能であることが確認された。さらに、溶存水素濃度がナノバブル生成後1時間経過しても1.5ppm以上と高濃度であることを確認することができた。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。
例えば、可能性は小さいが水素ガス発生室から気化したアルミニウムが水素ガス昇圧室に放出される場合、気化したアルミニウムが多孔質板(焼結金属板)に付着しないようにフィルターを水素ガス流路(水素ガス導入管の出口部)に設けるようにしても良い。また、本発明は焼結金属板を二重構成とすることも排除するものではない。例えば、液体と接する側にステンレスの焼結金属板を配して、水素ガス発生室内側にステンレスまたは銅合金の焼結金属板を配することも本発明の範囲内である。
1…水素水容器、2…蓋、3…ベース、4…薬剤収容部(薬室)、5…密閉用蓋取付具、10…水素水生成室(水素水収容部)、11…水素水容器本体、12…水素水容器用把手、13…多孔質板(焼結金属板)取付部、13a…開口部、14,301,400…多孔質体、(多孔質板、焼結金属板)、14s,302a,302b,302c…多孔質体保持部材(多孔質板取付用サポート、フレーム)、15…パッキン、16…固定ボルト、17a…給水ノズル、17b…給水レバー、17c…プラグ、17d…圧縮ばね、17e…弁体、17f…弁体収容部、18…挿入部、19…位置決め用突起、21…蓋用把手、22…蓋本体、23…スペーサ、24…挿入部、30…水素ガス昇圧室、31…ベース本体、33…Oリング、35…水素ガス流路構成部、35a,35b,35c…水素ガス流路、36…密閉用蓋取付具装着部、37…薬剤収容部装着部、38…位置決め用凹部、39…ベース開口部、40…水素ガス発生室、41…薬剤収容部用箱(薬室箱)、42…薬剤収容部用蓋(薬室箱蓋)、43…薬剤収容部用把手、44…薬剤(水素発生剤)、45…Oリング、46…水素ガス導入孔、51…薬剤収容部密閉用カムハンドル、52…薬剤収容部密閉用カム、53…カムハンドル固定ボルト、54…カム部、55…座金、63…微細気泡発生器蓋、63a…開口部、64…多孔質板(焼結金属板)、64s…多孔質板取付用サポート、65…パッキン、66…固定ボルト、66a…固定ボルト装着用ねじ穴、68…微細気泡発生器蓋回転用治具挿入孔、69…微細気泡発生器用ベースと微細気泡発生器蓋の締結部、69m…微細気泡発生器蓋装着用雄ねじ、69f…微細気泡発生器蓋装着用雌ねじ、70…水素ガス昇圧室、71…微細気泡発生器用ベース、73…パッキン、76…密閉用蓋取付具装着部、77…薬剤収容部装着部、78…水素ガス導入管貫通孔、80…水素ガス発生室、81…薬剤収容部用箱(薬室箱)、82…薬剤収容部用蓋(薬室箱蓋)、83…薬剤収容部用把手、84…薬剤(水素発生剤)、85…Oリング、86…パッキン、87…水素ガス導入管、91…薬剤収容部密閉用カムハンドル、92…薬剤収容部密閉用カム、93…カムハンドル固定ボルト、94…カム部、95…座金、300,300a,300c…多孔質体アッセンブリ、303a,303b,303c…溝、306a…接触面に形成されたNiを主成分とする層、305…ろう材、306b…接触面以外の多孔質体保持部材の表面に形成されたNiを主成分とする層、401…多孔質体400の液体に接触する面、402…多孔質体400のガスが供給される面、403…液体、404…ガス、405…微細気泡(ファインバブル)。

Claims (13)

  1. 液体に接触する面と、ガスが供給される面とを有する多孔質体を有し、前記ガスが供給される面に供給されたガスが、前記液体に接触する面に向かって前記多孔質体を通過することによって微細気泡として前記液体中に供給されるように構成された多孔質体アッセンブリであって、
    ステンレス鋼の焼結金属からなる前記多孔質体と、
    ステンレス鋼からなり、前記多孔質体を保持する多孔質体保持部材と、
    前記多孔質体が前記多孔質体保持部材に保持されることにより前記多孔質体の表面の一部分に形成された前記多孔質体と前記多孔質体保持部材との接触面と、
    前記多孔質体の表面の前記一部分以外の他の一部分と前記多孔質体保持部材との間に形成される溝と、を有し、
    前記接触面はニッケルを主成分とする層を有することを特徴とする多孔質体アッセンブリ。
  2. 前記ニッケルを主成分とする層の構成成分が、前記多孔質体の前記接触面の周囲に含まれていることを特徴とする請求項1記載の多孔質体アッセンブリ。
  3. 前記ニッケルを主成分とする層が、前記溝を構成する前記多孔質体保持部材の表面に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の多孔質体アッセンブリ。
  4. 前記多孔質体アッセンブリの断面をみたときに、前記溝が四角形状であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  5. 前記多孔質体アッセンブリの断面をみたときに、前記溝が三角形状であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  6. 前記多孔質体アッセンブリの断面をみたときに、前記多孔質体保持部材が少なくとも2段の階段形状を有し、最下段に前記多孔質体の底面が接触して保持されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  7. 前記多孔質体が円盤状であり、前記多孔質体保持部材が中空円盤状であり、前記多孔質体保持部材の内径が前記多孔質体の外径よりも大きく、前記多孔質体保持部材の中空部に前記多孔質体を嵌合することによって前記多孔質体の外周面の一部分と前記多孔質体保持部材の内周面の一部分が前記接触面を構成し、前記多孔質体の外周面の前記一部分以外の他の一部分と前記多孔質体保持部材との間に前記溝を有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  8. 前記多孔質体のろ過精度が0.1〜120μmであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  9. 前記ガスが、水素、酸素、二酸化炭素または過酸化水素ガスであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  10. 前記微細気泡の平均粒径が、100〜200nmであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の多孔質体アッセンブリ。
  11. 液体に接触する面と、ガスが供給される面とを有する多孔質体を有し、前記ガスが供給される面に供給されたガスが、前記液体に接触する面に向かって前記多孔質体を通過することによって微細気泡として前記液体中に供給されるように構成された多孔質体アッセンブリの製造方法であって、
    ステンレス鋼の焼結金属からなる前記多孔質体と、ステンレス鋼からなり、前記多孔質体を保持する多孔質体保持部材と、を準備し、前記多孔質体を前記多孔質体保持部材に接触させ、接触部にニッケルを主成分とする合金を含むろう材を配置し、加熱して前記多孔質体と前記多孔質体保持部材とをろう付けによって接合することを特徴とする多孔質体アッセンブリの製造方法。
  12. 前記ろう材は、ニッケルろうと有機溶剤との混合物であり、前記接触部に前記混合物を充填してろう付けすることを特徴とする請求項11記載の多孔質体アッセンブリの製造方法。
  13. 前記多孔質体が円盤状であり、前記多孔質体保持部材が中空円盤状であり、前記多孔質体保持部材の内径が前記多孔質体の外径よりも大きく、前記多孔質体保持部材の中空部に前記多孔質体を嵌合することによって前記多孔質体の外周面の一部分と前記多孔質体保持部材の内周面の一部分が前記接触面を構成し、前記多孔質体の外周面の前記一部分以外の他の一部分と前記多孔質体保持部材との間に前記溝が形成され、前記溝に前記ろう材を充填することを特徴とする請求項11または12に記載の多孔質体アッセンブリの製造方法。
JP2015172782A 2015-09-02 2015-09-02 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法 Expired - Fee Related JP5947436B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015172782A JP5947436B1 (ja) 2015-09-02 2015-09-02 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015172782A JP5947436B1 (ja) 2015-09-02 2015-09-02 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5947436B1 JP5947436B1 (ja) 2016-07-06
JP2017047374A true JP2017047374A (ja) 2017-03-09

Family

ID=56329525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015172782A Expired - Fee Related JP5947436B1 (ja) 2015-09-02 2015-09-02 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5947436B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004653A1 (ja) 2018-06-28 2020-01-02 日本特殊陶業株式会社 ファインバブル発生装置及びファインバブル発生方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5243165A (en) * 1975-09-30 1977-04-04 Fmc Corp Rotary gas diffuser and rotative discclike portion material for diffuser
JPS62109855U (ja) * 1985-12-25 1987-07-13
JPH01199663A (ja) * 1988-02-05 1989-08-11 Arai Tekkosho:Kk 版状ノズル
JPH0855809A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nippon Seisen Co Ltd 半導体製造プロセスガス用濾過部材
JPH08132226A (ja) * 1994-11-02 1996-05-28 Nippon Seisen Co Ltd 金属多孔体のロウ付け構造体及びその製造方法
JPH10113731A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Showa Alum Corp 偏平多孔管の端部絞り加工方法
JP2006346654A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Tsukishima Kikai Co Ltd 乳化フィルター及びエマルジョン生成装置
JP2008514428A (ja) * 2004-10-01 2008-05-08 ヴェロシス,インク. マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス
JP2008132437A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Kubota Corp 微細気泡発生装置
JP2009106817A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Noritake Co Ltd スタティックミキサおよびその製造方法
WO2010018844A1 (ja) * 2008-08-14 2010-02-18 東京瓦斯株式会社 貯留物質の貯留装置および貯留物質の貯留方法
JP2010167365A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Reo Laboratory Co Ltd 機能水の製造方法
JP2012106213A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Reo Laboratory Co Ltd 排水中の最終残存有機物処理方法
JP2013056318A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Toshiba Corp 微細気泡形成装置
JP2014226616A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 俊行 門脇 ナノバブル水・フォーム生成器
JP2015142888A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 ダイハツ工業株式会社 スタティックミキサの撹拌ユニットの製造方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5243165A (en) * 1975-09-30 1977-04-04 Fmc Corp Rotary gas diffuser and rotative discclike portion material for diffuser
JPS62109855U (ja) * 1985-12-25 1987-07-13
JPH01199663A (ja) * 1988-02-05 1989-08-11 Arai Tekkosho:Kk 版状ノズル
JPH0855809A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nippon Seisen Co Ltd 半導体製造プロセスガス用濾過部材
JPH08132226A (ja) * 1994-11-02 1996-05-28 Nippon Seisen Co Ltd 金属多孔体のロウ付け構造体及びその製造方法
JPH10113731A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Showa Alum Corp 偏平多孔管の端部絞り加工方法
JP2008514428A (ja) * 2004-10-01 2008-05-08 ヴェロシス,インク. マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス
JP2006346654A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Tsukishima Kikai Co Ltd 乳化フィルター及びエマルジョン生成装置
JP2008132437A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Kubota Corp 微細気泡発生装置
JP2009106817A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Noritake Co Ltd スタティックミキサおよびその製造方法
WO2010018844A1 (ja) * 2008-08-14 2010-02-18 東京瓦斯株式会社 貯留物質の貯留装置および貯留物質の貯留方法
JP2010167365A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Reo Laboratory Co Ltd 機能水の製造方法
JP2012106213A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Reo Laboratory Co Ltd 排水中の最終残存有機物処理方法
JP2013056318A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Toshiba Corp 微細気泡形成装置
JP2014226616A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 俊行 門脇 ナノバブル水・フォーム生成器
JP2015142888A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 ダイハツ工業株式会社 スタティックミキサの撹拌ユニットの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004653A1 (ja) 2018-06-28 2020-01-02 日本特殊陶業株式会社 ファインバブル発生装置及びファインバブル発生方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5947436B1 (ja) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5462426B1 (ja) 携帯用の水素水生成用ポット
CN102834360A (zh) 用于自用水过滤的系统和方法
US6569329B1 (en) Personal water filter bottle system
JP5847976B1 (ja) 水素液生成装置
JP5947436B1 (ja) 多孔質体アッセンブリおよびその製造方法
SA110310344B1 (ar) كبسولة لتحضير منتج التغذية شاملة المرشح
MX2009007587A (es) Capsula, medios para perforar la base de una capsula y dispositivo para preparar una bebida.
TWI364387B (en) Pressure control device for a container and container provided with such a pressure control device
JP6853275B2 (ja) 切替え可能な部分を有するエアゾール発生装置
TWI361785B (ja)
WO2008089948A3 (de) Verschluss zum befüllen und verschliessen von medizinische flüssigkeiten enthaltenden behältnissen und verfahren zum befüllen eines behältnisses mit einer medizinischen flüssigkeit und verschliessen des behältnisses
RU2012101432A (ru) Капсула для удерживания ингредиентов напитка
MX2007005522A (es) Inhalador.
KR20160034842A (ko) 화장료 용기
CA2684859A1 (en) A device and a method for preparing a ready to use liquid product
JP2008161734A (ja) 機能水生成装置及びそれを用いた機能水生成方法
US7748526B2 (en) Mixing device
JP6043001B1 (ja) 生物育成用水素水生成装置
JP5899392B1 (ja) 水素水生成装置
JP2017113724A (ja) 水素液生成装置
JP2017099941A (ja) 化粧料容器
WO2015178440A1 (ja) 水素添加システム、および当該システムに使用する液体容器
JP2010169577A (ja) 液体クロマトグラフィ装置及び液体クロマトグラフィ装置用フィルタ
CN214991906U (zh) 一种氢氧机的气泡展示装置
TWI662992B (zh) 用於揮發氣體之子母膠囊組合及其製法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160602

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5947436

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees