JP2017056957A - 水素水サーバー - Google Patents

Abstract

【課題】適切な濃度の水素水を安定的に供給することができる水素サーバーの提供。
【解決手段】飲料水を収容する水タンク１と、ポンプ２と、水素発生ユニット３を備えた水素水サーバーであって、前記水素発生ユニットから水素水サーバーの吐出口１０２に至る主配管１０１ａには、水素濃度測定器４と、流量計５と、流量調整機能を有する第一バルブ６ａが設けられ、さらに、水素濃度測定器および流量計から入力される測定値を処理し、予め設定された水素濃度の適正値に基づき、前記ポンプ、前記水素発生ユニット、前記第一バルブのいずれか、あるいはそれらの組み合わせに指示を出して制御する制御基板７を備えたことを特徴とする水素水サーバー。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定量の水素が溶存した飲料水を供給する水素水サーバーに関するものである。

近年、美容や健康増進に有効であるとして、家庭用の飲料水サーバーにより水素水を製造し提供することが行われている。

かかる水素水サーバーにおける水素水の製造方法としては、水素ガスボンベを供給源として使用するものや（特許文献１）、電気分解により生成するもの（特許文献２）、マグネシウムとの反応により生成するもの（特許文献３）などが挙げられるが、水素濃度が適切であるか否かについては十分に検討されていなかった。

すなわち、水素水は一定の濃度を超えると水素が体内に吸収されることなく排出されてしまうため、期待される効果が上がらないことが最近の研究により指摘されている。

その点、従来の水素水の製造方法によると、もっぱら高濃度にすることが目的とされていたため、一定の濃度を超えて製造していた場合には、その分の水素が無駄になってしまうおそれがあった。

また、水素水の濃度は、周囲の環境、特に気温、水温、大気圧、さらには飲料水として使用する水の性質等に影響を受けるため、常に一定の濃度で水素水を提供することには困難が伴っていた。

さらに、水素水はその性質上、時関経過とともに水素が大気中に抜けてしまうため、従来の水素水の製造方法によると、保存状態で水素が抜けてしまい、適切な濃度の水素水を安定して提供することが困難であった。

特開２０１３−１８８６６８ 特開２０１０−２１４２４２ 実用新案登録第３１２８６１２号

そこで本発明は、かかる従来の水素水サーバーの欠点を克服し、適切な濃度の水素水を安定的に供給することができる水素サーバーの提供をその課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するものであり、飲料水を収容する水タンクと、ポンプと、水素発生ユニットを備えた水素水サーバーであって、前記水素発生ユニットから水素水サーバーの吐出口に至る主配管には、水素濃度測定器と、流量計と、流量調整機能を有する第一バルブが設けられ、さらに、水素濃度測定器および流量計から入力される測定値を処理し、予め設定された水素濃度の適正値に基づき、前記ポンプ、前記水素発生ユニット、前記第一バルブのいずれか、あるいはそれらの組み合わせに指示を出して制御する制御基板を備えたことを特徴とする水素水サーバーである。

また、本発明は、前記第一バルブが流量調整機能を有する三方弁であって、該三方弁には、吐出口へと連設する主配管と、前記ポンプよりも前の位置の主配管に連設する第一分岐管が接続されており、該三方弁からの流路を第一分岐管側へ切り換えることにより、系内に少なくともポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成することを特徴とする水素水サーバーである。

また、本発明は、前記第一分岐管の途中に更に第二バルブを設け、該第二バルブは流量調整機能を有する三方弁であって、該三方弁には、前記ポンプよりも前の位置の主配管に連設される第一分岐管と前記水タンクに連設される第二分岐管が連設され、該三方弁からの流路を第二分岐管側へ切り換えることにより、系内に少なくとも水タンク、ポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成することを特徴とする水素水サーバーである。

さらに本発明は、前記水素水サーバーが既存の飲料サーバーに後付け可能なユニット方式であることを特徴とする水素水サーバーである。

本発明の水素水サーバーは、流量調整機能を有する第一バルブを絞ることにより、ポンプと第一バルブの間の水圧が上昇し、水素水濃度を上昇させることができる。

また、本発明の水素水サーバーで、系内にポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成する水素水サーバーは、この循環系内において水を循環させることにより、水素水濃度を上昇させることができる。

また、本発明の水素水サーバーで、系内に水タンク、ポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成する水素水サーバーは、水素水を水タンク内に一旦還元させることにより、大量の水素水を一度に供給することが可能となる。

さらに、本発明の水素水サーバーは、各測定器によってフィードバックされたデータに基づいて、制御基板が各デバイスを制御することにより、設定された水素濃度の水素水を安定供給することができる。

さらに、本発明の水素水サーバーは、所望の水素水濃度や水素水の量に応じて、上記の製造方法から１つの方法を適宜選択することができ、また、それらの方法を適宜組み合わせて水素水を製造することができる。そして、この製造方法の選択または組み合わせについても、予め制御基板に設定しておくことができる。

さらに、本発明の水素水サーバーで既存の飲料サーバーに後付け可能なユニット方式のものは、後付で水素水機能を追加することができるとともに、機能追加のための移動や改造工事が不要となる。

本発明に係る水素水サーバーの全体の概略図 本発明に係る水素水サーバーで水素水製造時の水の流れを示した概略図 本発明に係る水素水サーバーで水素水製造時の水の流れを示した概略図 本発明に係る水素水サーバーで水素水製造時の水の流れを示した概略図 本発明に係る水素水サーバーに温水タンクを設けたものの概略図 本発明に係る水素水サーバーでユニット方式のものの概略図

以下、本発明の水素水サーバーの実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。

図１は、本発明に係る水素水サーバーを構成する各部材の配置を示す概略図である。なお、本発明の水素水サーバーは家庭用の汎用されているタイプに適用することが可能であり、具体的には、飲料水が入ったボトルや袋状容器などをサーバーの上部等に載置して取水するタイプや、水道に直結して取水するタイプに適用可能である。

本発明の水素水サーバーは、飲料水を収容する水タンク１を備え、水タンク１から吐出口１０２に至る主配管１０１ａの途中には、水タンク１から吐水口２へと水を送水するポンプ２、水素ガスを生成する水素発生ユニット３、水素濃度測定器４、流量計５、第一バルブ６ａが順次連設されている。また、これらの各デバイスには、制御基板７が通信可能に接続されている。なお、制御基板７との接続は必ずしも有線でなくてもよく、無線、赤外線などのその他の通信手段による接続でもよい。

制御基板７には、設定値や現在の情報を表示するための表示パネル８と、水素濃度を入力設定するための入力部９が接続されている。かかる表示パネル８と入力部９の機能は、外部の通信機器などに持たせても良く、例えば、かかる表示機能及び入力機能を備えたアプリケーションとしてスマートフォンにインストールさせ、スマートフォンの通信機能によって制御基板７に指示を送ってもよい。

水タンク１は、ガロンボトルや樹脂製の袋状容器など交換可能なタイプのものや、サーバーに固定されて水道水より水を供給するタイプのものを適宜使用することができる。また、水タンク１は、収容された水を冷やすための冷却手段を備えたものであってもよい。

ポンプ２は、水タンク１内の水を、主配管１０１ａを介して吐出口１０２まで圧送する。かかるポンプ２は、制御基板７によりオンオフの切り換えが制御される。

本発明において、水素発生ユニット３は公知の水素発生手段を採用することができるが、発生した水素などの気体が内部に残留しないよう、ユニットの下部から入水し、上部から出水するように主配管１０１ａと接続されることが好ましい。かかる水素発生ユニット３は、制御基板７によりオンオフの切り換えが制御される。

水素濃度測定器４は、水素発生ユニット３から送出された水の水素溶存濃度を測定し、テータ化する。また、流量計５は、水素発生ユニット３から送出された水の流量を測定し、データ化する。水素発生ユニット３および流量計５により得られたこれらのデータは、リアルタイムで制御基板７へとフィードバックされる。

本実施態様における第一バルブ６ａは、水の流量調整が可能な絞り機能付き三方弁であり、吐出口１０２に至る主配管１０１ａの他に、第一分岐管１０１ｂが接続されている。この第一バルブ６ａの絞り（水量）の調整は第一バルブ６ａに接続されている制御基板７により制御され、また、主配管１０１ａと第一分岐管１０１ｂの流路の切り換えも制御基板７により行われる。

本実施態様では、第一バルブ６ａより分岐する第一分岐管１０１ｂは、第二バルブ６ｂを経てポンプ２よりも前の位置の主配管１０１ａに接続されている。かかる第二バルブ６ｂは、第一バルブ６ａと同様、水の流量調整が可能な絞り機能付き三方弁であり、第二バルブ６ｂから更に第二分岐管１０１ｃが分岐し、水タンク１へと連設されている。かかる第二バルブ６ｂには制御基板７が通信可能に接続されており、第一分岐管１０１ｂと第二分岐管１０１ｃの流路の切り換えも制御基板７により行われる。なお、第二分岐管１０１ｃと主配管１０１ａの接続は、三方弁や、Ｔ管と弁の組み合わせなど公知の手段による。

制御基板７は、入力部９により所望する水素濃度が設定され、各測定器（水素濃度測定器４、流量計５）によってフィードバックされたデータに基づいて、常に設定された水素濃度になるように、各デバイス（ポンプ２、水素発生ユニット３、第一バルブ６ａ、第二バルブ６ｂ）に指示を送信して制御する。

本発明の水素水サーバーによる第一の水素水の製造方法は以下の通りである。まず、入力部９により所望する水素濃度を設定する。そして、水素濃度測定器４によって測定された水素濃度が設定値よりも低い場合、制御基板７により第一バルブ６ａのバルブが絞られる。これにより、ポンプ２と第一バルブ６ａの間の水圧が上昇し、水に溶存する水素量が増えるため、結果的に生成される水素水の濃度が上昇する。この時の水素水サーバー内における水の流れは図２の矢印により示される。

かかる製造方法において、水素水濃度は水素濃度測定器４によって逐一測定され、データ化されて、制御基板７へとフィードバックされる。制御基板７はかかるデータに基づき、第一バルブ６ａに指示を出し、その絞りを調整することにより常に一定濃度の水素水を製造することが可能となる。

また、さらに水素濃度を高くしたい場合に有効な第二の製造方法は以下の通りである。入力部９により設定された水素濃度に基づき、制御基板７により、第一バルブ６ａの流路が主配管１０１ａから第一分岐管１０１ｂへと切り換えられる。なお、第二バルブ６ｂは、そのまま第一分岐管１０１ｂによってポンプ２の手前の主配管１０１ａに送水されるように切り替わっている。

かかる分岐管の切り換えによって、本発明の水素水サーバーには、図３の矢印で示される閉じた水循環系が形成される。かかる循環系内には、ポンプ２、水素発生ユニット３、水素濃度測定器４、流量計５が含まれており、この循環系内において水を循環させている間、水素発生ユニット３を作動させることによって、水素濃度を上昇させることができる。

水素濃度が設定値まで上昇すると、制御基板７により第一バルブ６ａの流路が主配管１０１ａへと切り替わり、吐出口１０２より所望の濃度の水素水が供給される。

また、水タンク１内の水を含む一定量以上の水について水素濃度を上昇させ、一度に大量の水素水を製造するときに有効な第三の製造方法は以下の通りである。まず、濃度入力部９により設定された水素濃度に基づき、制御基板７により、第一バルブ６ａの流路が主配管１０１ａから第一分岐管１０１ｂへと切り換えられる。それと同時に、第二バルブ６ｂの流路が水タンク１へと連設する第二分岐管１０１ｃへと切り換えられる。

これらの分岐管の切り換えによって、本発明の水素水サーバーには、図４の矢印で示される閉じた水循環系が形成される。かかる循環系内には、水タンク１、ポンプ２、水素発生ユニット３、水素濃度測定器４、流量計５が含まれており、この循環系内において水を循環させている間、水素発生ユニット３を作動させることによって、水素濃度を上昇させるができる。

そして、この循環系の場合、水素水は水タンク１内に一旦還元されることになるため、水タンク１内における水素濃度が上昇し、さらに、その水に水素水発生ユニットによって水素が付加されるため、一度に大量の水素水を製造することが可能となる。

本発明の水素水サーバーは、所望の水素水濃度や水素水の量に応じて、上記の３つの製造方法から１つの方法を適宜選択することができ、また、それらの３つの方法を適宜組み合わせて水素水を製造することができる。この製造方法の選択または組み合わせについても、予め制御基板７に設定しておくことができる。

図５は、本発明の水素水サーバーに温水タンク１０を追加した実施態様である。温水タンク１０は、第三分岐管１０１ｄを介して第一バルブ６ａと吐出口１０２の間の主配管１０１ａへと接続されている。また、第三分岐管１０１ｄには第三バルブ６ｃが設けられている。そして、かかる第三バルブ６ｃを開くことにより、温水タンク１０内の温水が主配管１０１ａへ供給され、水素水発生ユニット３により生成された水素水と混合して水素が溶存する温水が生成される。

このように、吐出口１０２から吐出する直前に温水に水素水を混合することにより、温水により暖められることによる水素の希散を最小限に抑えることができる。

また、本発明の水素水サーバーは、既存の飲料サーバーに後付け可能なユニット方式としても良い。具体的には、図６に示すように、破線で囲まれた部分をユニット方式として、既存の飲料サーバー２０と配線および配管を接続することができる。配線の接続は、ユニットコネクター接続とすることが好ましい。このように、既存の飲料サーバーに取付可能なユニット方式とすることにより、後付で水素水機能を追加することができるとともに、機能追加のための移動や改造工事が不要となる。

１ … … 水タンク
２ … … ポンプ
３ … … 水素発生ユニット
４ … … 水素濃度測定器
５ … … 流量計
６ａ … … 第一バルブ
６ｂ … … 第二バルブ
６ｃ … … 第三バルブ
７ … … 制御基板
８ … … 表示パネル
９ … … 入力部
１０ … … 温水タンク
２０ … … 飲料サーバー
１０１ａ … … 主配管
１０１ｂ … … 第一分岐管
１０１ｃ … … 第二分岐管
１０１ｄ … … 第三分岐管
１０２ … … 吐出口

Claims (6)

1. 飲料水を収容する水タンクと、ポンプと、水素発生ユニットを備えた水素水サーバーであって、前記水素発生ユニットから水素水サーバーの吐出口に至る主配管には、水素濃度測定器と、流量計と、流量調整機能を有する第一バルブが設けられ、さらに、水素濃度測定器および流量計から入力される測定値を処理し、予め設定された水素濃度の適正値に基づき、前記ポンプ、前記水素発生ユニット、前記第一バルブのいずれか、あるいはそれらの組み合わせに指示を出して制御する制御基板を備えたことを特徴とする水素水サーバー。
2. 前記第一バルブが流量調整機能を有する三方弁であって、該三方弁には、吐出口へと連設する主配管と、前記ポンプよりも前の位置の主配管に連設する第一分岐管が接続されており、該三方弁からの流路を第一分岐管側へ切り換えることにより、系内に少なくともポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成することを特徴とする請求項１に記載の水素水サーバー。
3. 前記第一分岐管の途中に更に第二バルブを設け、該第二バルブは流量調整機能を有する三方弁であって、該三方弁には、前記ポンプよりも前の位置の主配管に連設される第一分岐管と、前記水タンクに連設される第二分岐管が連設され、該三方弁からの流路を第二分岐管側へ切り換えることにより、系内に少なくとも水タンク、ポンプ、水素発生ユニット、水素濃度測定器および流量計を備えた水循環系を形成することを特徴とする請求項２に記載の水素水サーバー。
4. 前記バルブの操作が前記制御基板により制御されることを特徴とする請求項２または３に記載の水素水サーバー。
5. 温水タンクが、第三分岐管を介して前記第一バルブと前記吐出口の間の主配管へと接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水素水サーバー。
6. 前記水素水サーバーが既存の飲料サーバーに後付け可能なユニット方式であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水素水サーバー。
   

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