JP2017159275A - Bubble unit and electrolytic water generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素水の溶存水素濃度を向上させるためのバブルユニットと、それを用いた電解水生成装置に関する。 The present invention relates to a bubble unit for improving the dissolved hydrogen concentration of hydrogen water, and an electrolyzed water generating apparatus using the bubble unit.
連続的に電解水を取水可能とした電解槽を具備する電解水生成装置が知られている。その一例として、電解槽内を、陽電極を配設して酸性水を生成する陽極室と、陰電極を配設してアルカリ性水を生成する陰極室とに隔膜を介して区画形成し、陽極室及び陰極室に導水管を連通連結して原水を流入させるとともに、各室に連通連結した取水管より酸性水、アルカリ性水をそれぞれ取水可能としたものがある。かかる構成により、水が陽電極及び陰電極間を通過することで連続的に酸性水及びアルカリ性水を取水することができ、特に健康に良いとされるアルカリ性水については飲用に供されることになる。 There is known an electrolyzed water generating device including an electrolyzer capable of continuously taking electrolyzed water. As an example, the electrolytic cell is partitioned and formed through a diaphragm into an anode chamber in which a positive electrode is provided to generate acidic water and a cathode chamber in which a negative electrode is provided to generate alkaline water. There are water pipes connected to the chamber and the cathode chamber to allow raw water to flow in, and acid water and alkaline water can be taken from the water intake pipes connected to each chamber. With such a configuration, it is possible to continuously take in acidic water and alkaline water by passing water between the positive electrode and the negative electrode. Alkaline water, which is considered particularly healthy, is used for drinking. Become.
また、溶存水素が存在する水(水素水)を飲用すると健康に良いとされる報告があることから、溶存水素濃度を高めたアルカリ性水を取水可能な電解水生成装置が望まれている。溶存水素は、強アルカリ性水ほど多く存在するため、より多くの溶存水素量を確保しようとするとpH値が高くなり、飲用に適するpH10未満のアルカリ性水を得ることができなくなる。このため、特許文献1では、生成したアルカリ性水を原水と混和し、pH10未満で溶存水素濃度を高めた水を取水可能な電解水生成装置が提案されている。 Moreover, since there is a report that it is good for health if water containing dissolved hydrogen (hydrogen water) is drunk, an electrolyzed water generator capable of taking alkaline water with a high dissolved hydrogen concentration is desired. Since there is more dissolved hydrogen in stronger alkaline water, an attempt to secure a larger amount of dissolved hydrogen increases the pH value, making it impossible to obtain alkaline water having a pH of less than 10 suitable for drinking. For this reason, Patent Document 1 proposes an electrolyzed water generating apparatus capable of taking water in which the generated alkaline water is mixed with raw water and the dissolved hydrogen concentration is increased at a pH of less than 10.
しかしながら、特許文献1に記載の電解水生成装置では、生成したアルカリ性水を原水と混和するため、水酸化物イオンと共に溶存水素までもが希釈されてしまうこととなり、未だ改善の余地が残されていた。 However, in the electrolyzed water generating apparatus described in Patent Document 1, since the generated alkaline water is mixed with raw water, even dissolved hydrogen is diluted together with hydroxide ions, and there is still room for improvement. It was.
本願は、水素水の溶存水素濃度を向上させる技術を開示する。 The present application discloses a technique for improving the dissolved hydrogen concentration of hydrogen water.
本願の一実施形態におけるバブルユニットは、水素が溶存した水素水が流れる流路に設けて用いられるバブルユニットであって、水素水が流れる方向に内径が縮小する略円錐台形状のノズル部と、前記ノズル部の出口側に接続され、前記ノズル部の出口側の開口径よりも内径が大きい略円筒形状の管状部と、を備える。 The bubble unit in an embodiment of the present application is a bubble unit that is used by being provided in a flow path through which hydrogen water in which hydrogen is dissolved, and a nozzle portion having a substantially truncated cone shape whose inner diameter is reduced in the direction in which hydrogen water flows; A substantially cylindrical tubular part connected to the outlet side of the nozzle part and having an inner diameter larger than the opening diameter on the outlet side of the nozzle part.
本開示によれば、水素水がノズル部を通過することによって、水素水に溶存していない水素の気泡径がノズル部と管状部との接続部である頸部におけるせん断力で分断されて減少することで水素の溶存濃度が増大し、さらにノズル部の出口側の開口径よりも内径が大きい管状部の内部を水素水が流れると、管状部の内部で水素水の循環流が起こって、溶存していない水素の溶解が促進され、水素の溶存濃度が向上する。 According to the present disclosure, when hydrogen water passes through the nozzle portion, the bubble diameter of hydrogen that is not dissolved in the hydrogen water is reduced by being sheared by the shearing force at the neck portion that is the connection portion between the nozzle portion and the tubular portion. As a result, the dissolved concentration of hydrogen increases, and when hydrogen water flows inside the tubular portion having an inner diameter larger than the opening diameter on the outlet side of the nozzle portion, a circulation flow of hydrogen water occurs inside the tubular portion, The dissolution of undissolved hydrogen is promoted, and the dissolved concentration of hydrogen is improved.
本発明の一実施形態におけるバブルユニットは、水素が溶存した水素水が流れる流路に設けて用いられるバブルユニットであって、水素水が流れる方向に内径が縮小する略円錐台形状のノズル部と、前記ノズル部の出口側に接続され、前記ノズル部の出口側の開口径よりも内径が大きい略円筒形状の管状部と、を備える(第1の構成)。 The bubble unit according to an embodiment of the present invention is a bubble unit that is used in a flow path through which hydrogen water in which hydrogen is dissolved flows, and has a substantially truncated cone-shaped nozzle portion whose inner diameter is reduced in the direction in which hydrogen water flows. A substantially cylindrical tubular portion connected to the outlet side of the nozzle portion and having an inner diameter larger than the opening diameter on the outlet side of the nozzle portion (first configuration).
第1の構成によれば、水素水がノズル部を通過することによって、水素水に溶存していない水素の気泡径がノズル部と管状部との接続部である頸部におけるせん断力で分断されて減少することで水素の溶存濃度が増大し、さらにノズル部の出口側の開口径よりも内径が大きい管状部を水素水が流れると、管状部の内部で水素水の循環流が起こって、溶存していない水素の溶解が促進され、水素の溶存濃度が向上する。 According to the first configuration, when hydrogen water passes through the nozzle portion, the bubble diameter of hydrogen that is not dissolved in the hydrogen water is divided by the shearing force in the neck that is the connection portion between the nozzle portion and the tubular portion. When the hydrogen water flows through the tubular part whose inner diameter is larger than the opening diameter on the outlet side of the nozzle part, the hydrogen water circulates inside the tubular part. The dissolution of undissolved hydrogen is promoted, and the dissolved concentration of hydrogen is improved.
第1の構成において、前記ノズル部の出口側の開口径D1に対する前記管状部の内径D2の比D2/D1は、1.5以上20以下とすることができる(第2の構成)。 In the first configuration, the ratio D2 / D1 of the inner diameter D2 of the tubular portion to the opening diameter D1 on the outlet side of the nozzle portion can be 1.5 or more and 20 or less (second configuration).
第2の構成によれば、水素水の溶存水素濃度をさらに向上させることができる。 According to the second configuration, the dissolved hydrogen concentration of the hydrogen water can be further improved.
第1または第2の構成において、前記ノズル部の内径のテーパー角は3°以上80°以下とすることができる(第3の構成)。 1st or 2nd structure WHEREIN: The taper angle of the internal diameter of the said nozzle part can be 3 degrees or more and 80 degrees or less (3rd structure).
第3の構成によれば、水素水の溶存水素濃度をさらに向上させることができる。 According to the third configuration, the dissolved hydrogen concentration of the hydrogen water can be further improved.
第1から第3のいずれかの構成において、前記管状部に水素水が流れる際の出口流速をveとすると、前記管状部の内径D2に対する前記出口流速veの比ve/D2が1.5以上3000以下とすることができる(第4の構成)。 In any one of the first to third configurations, if the outlet flow velocity when hydrogen water flows through the tubular portion is ve, the ratio ve / D2 of the outlet flow velocity ve to the inner diameter D2 of the tubular portion is 1.5 or more. 3000 or less (fourth configuration).
第4の構成によれば、水素水の溶存水素濃度をさらに向上させることができる。 According to the fourth configuration, the dissolved hydrogen concentration of the hydrogen water can be further improved.
第1から第4の構成において、水素水が流れる方向における前記管状部の長さは、前記管状部の内径D2以上の長さとすることができる(第5の構成)。 In the first to fourth configurations, the length of the tubular portion in the direction in which hydrogen water flows can be a length equal to or greater than the inner diameter D2 of the tubular portion (fifth configuration).
第5の構成によれば、水素水の溶存水素濃度をさらに向上させることができる。 According to the 5th structure, the dissolved hydrogen concentration of hydrogen water can further be improved.
第6の構成における電解水生成装置は、陽極を有する陽極室及び陰極を有する陰極室を備え、前記陽極室及び前記陰極室に供給される水を電気分解することによって、前記陰極室で水素水を生成する電気分解部と、前記電気分解部で生成された水素水を取水する取水路と、前記取水路に設けられる、第1から第5のいずれかのバブルユニットと、を備える。 An electrolyzed water generating device according to a sixth configuration includes an anode chamber having an anode and a cathode chamber having a cathode, and electrolyzes water supplied to the anode chamber and the cathode chamber to thereby generate hydrogen water in the cathode chamber. , An intake channel for taking in hydrogen water generated by the electrolysis unit, and any one of first to fifth bubble units provided in the intake channel.
第6の構成における電解水生成装置によれば、溶存水素濃度の高い水素水を生成することができる。 According to the electrolyzed water generating apparatus in the sixth configuration, hydrogen water having a high dissolved hydrogen concentration can be generated.
[実施の形態]
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. In addition, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some components are omitted. Further, the dimensional ratio between the constituent members shown in each drawing does not necessarily indicate an actual dimensional ratio.
図1は、一実施形態における電解水生成装置100の構成を示す図である。電解水生成装置100は、電解部2と、浄水部3と、添加部4と、制御部5と、バブルユニット80とを備える。電解部2、浄水部3、添加部4、及び制御部5は、略箱型としたケーシング20内に収納配設されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electrolyzed
電解部2は、電解槽1と、電解槽1の周囲に配設された流路配管等により構成されている。 The electrolysis unit 2 is composed of an electrolytic cell 1 and a flow channel pipe disposed around the electrolytic cell 1.
電解槽1には、水道管30から水道蛇口31を介して原水(水道水)が供給される。原水は、pH7程度の中性水である。ただし、電解槽1に供給する原水は、極端なpH調整が行われていないpH6〜8程度の飲用可能な水であれば水道水に限定されることはない。水道蛇口31には、分岐栓32が配設されている。分岐栓32は給水ホース33の一方と接続されており、給水ホース33の他方は、浄水部3の流入口と接続されている。
Raw water (tap water) is supplied to the electrolytic cell 1 from a
浄水部3は、水道管30から供給される原水(水道水)を浄化する機能を有する。具体的には、浄水部3は、活性炭などの多孔質部材を有することにより、水道管30から供給される原水(水道水)に含まれる夾雑物を吸着する吸着手段として機能する。また、浄水部3は、金属メッシュや布材、ろ紙等の比較的粗いフィルタを備えるとともに、雑菌等までも除去可能な中空糸膜等を備えた濾過手段として機能する。
The water purification unit 3 has a function of purifying raw water (tap water) supplied from the
浄水部3の流出口は、流量センサ51の流入口と接続されている。流量センサ51は、流水量を測定可能に構成され、例えば、その中央部にプロペラを備え、プロペラの回転数により流水量を測定する。流量センサ51の流出口は、添加部4の流入口と接続されている。
The outlet of the water purification unit 3 is connected to the inlet of the
添加部4には、浄水部3による浄化後の浄水にカルシウムを添加するためのカルシウム剤が収容されている。カルシウム剤には、乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等が含まれており、カルシウム剤に浄水を接触させてカルシウムを溶出させることで、電解物質の少ない水を電気分解しやすくする。 The addition unit 4 contains a calcium agent for adding calcium to the purified water after purification by the water purification unit 3. The calcium agent contains calcium lactate, calcium glycerophosphate, etc., and makes the calcium agent elution easily by bringing purified water into contact with the calcium agent and eluting calcium.
添加部4の流出口は、主原水供給路24と接続されている。主原水供給路24は、中途で副原水供給路24a及び副原水供給路24bに分岐している。副原水供給路24aは、後述する電解槽1の第1の電解室25及び第4の電解室28の流入口に接続され、副原水供給路24bは、後述する電解槽1の第2の電解室26及び第3の電解室27の流入口に接続されている。
The outlet of the addition unit 4 is connected to the main raw
電解槽1には、陽極及び陰極が設けられ、陽極及び陰極間に電圧を印加することにより、電解槽1内の原水が電気分解される。原水を電気分解すると、陽極側からは酸性水が生成されるとともに、酸素が発生し、陰極側からはアルカリ性水が生成されるとともに、水素が発生する。 The electrolytic cell 1 is provided with an anode and a cathode, and the raw water in the electrolytic cell 1 is electrolyzed by applying a voltage between the anode and the cathode. When the raw water is electrolyzed, acidic water is generated from the anode side, oxygen is generated, alkaline water is generated from the cathode side, and hydrogen is generated.
電解槽1は、中央に位置する第1の電極板21と、第1の電極板21を挟み込むように位置する第2の電極板22及び第3の電極板23とを備えている。第1の電極板21、第2の電極板22、及び第3の電極板23として、例えば、チタン表面を白金で覆った白金被覆チタンを用いることができる。
The electrolytic cell 1 includes a
第1の電極板21と第2の電極板22との間、及び、第1の電極板21と第3の電極板23との間にはそれぞれ、隔膜12が配設されている。電解槽1には、第1の電極板21、第2の電極板22、第3の電極板23、及び隔膜12により、第1の電解室25、第2の電解室26、第3の電解室27、及び第4の電解室28が区画形成されている。
A
第2の電極板22と第3の電極板23は、ケーシング20に配設された制御部5に設けた電源回路(図示せず)からの電力の供給を受け、陰極又は陽極の同一極の電極板となる一方、第1の電極板21は、第2の電極板22及び第3の電極板23の極性とは逆の極性の電極板となる。
The
ここでは、第2の電極板22及び第3の電極板23を陰極とし、第1の電極板21を陽極とする。従って、第1の電解室25及び第4の電解室28は陰極室となってアルカリ性水(電解水素水)が生成され、第2の電解室26及び第3の電解室27は陽極室となって酸性水が生成される。すなわち、第1の電解室25及び第4の電解室28はアルカリ性水生成室となり、第2の電解室26及び第3の電解室27は酸性水生成室となる。
Here, the
各電解室25、26、27、28には、水の流入口と流出口が設けられている。第1の電解室25と第4の電解室28の各流出口に連通した流路は互いに合流して、取水路17を形成する。取水路17からは、所望するpHのアルカリ性水を取水することができる。一方、第2の電解室26と第3の電解室27の各流出口に連通した流路は互いに合流して、排水路18を形成する。排水路18を流れる酸性水は、電磁弁50を介して排水可能である。
Each
電磁弁50は、排水路18の中途に設けられ、排出口52から排水される酸性水の流量を調整する。図1に示す例では、電磁弁50は、排出口52の近傍に設けられている。
The
第1の電極板21、第2の電極板22、及び第3の電極板23の極性はそれぞれ反転させることができる。極性を反転させると、第2の電極板22及び第3の電極板23は陽極であり、第1の電極板21は陰極となるので、第1の電解室25及び第4の電解室28が陽極室(酸性水生成室)となり、第2の電解室26及び第3の電解室27が陰極室(アルカリ性水生成室)となる。この場合、取水路17からは酸性水が取水され、排水路18からはアルカリ性水が排水される。
The polarities of the
上述した副原水供給路24bは、逆止弁53を介して排水路18と接続されている。逆止弁53は、常時、排水路18から副原水供給路24bの方向への水の流れを止める役割を有している。通水時の水圧がある場合、逆止弁53は、副原水供給路24bから排水路18の方向への水の流れをも止め、通水時の水圧が無い場合には、各電解室25,26,27,28や各流路に溜まった水を排水路18へ流すように制御される。
The secondary raw water supply path 24 b described above is connected to the
本実施形態では、副原水供給路24aを経て第1の電解室25及び第4の電解室28に流入する水の流量と、副原水供給路24bを経て第2の電解室26及び第3の電解室27に流入する水の流量とは19:1となるように設定されている。ただし、流量の比が19:1に限定されることはない。
In the present embodiment, the flow rate of water flowing into the
バブルユニット80は、取水路17の途中に配置されている。バブルユニット80は、取水路を流れるアルカリ性水(電解水素水)の溶存水素濃度を向上させるためのものである。
The
図2は、バブルユニット80の構成の一例を示す図である。バブルユニット80は、ノズル部81と管状部82とを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ノズル部81は、アルカリ性水が流れる方向に内径が縮小する円錐台形状である。ただし、ノズル部81は、アルカリ性水が流れる方向に内径が縮小する構成であれば良く、例えば流路と垂直な方向の断面が楕円であっても良い。すなわち、アルカリ性水が流れる方向に内径が縮小する構成であって、流路と垂直な方向の断面が楕円の形状のものは、略円錐台形状と言える。
The
管状部82は、ノズル部81の出口側に接続されており、円筒形状である。より具体的には、管状部82とノズル部81は、流路と垂直な方向の断面の中心位置が略一致するように接続されている。ノズル部81の出口側とは、アルカリ性水が流れる方向における出口側である。管状部82の内径は、流路の任意の位置において略同一であり、少なくともノズル部81の出口側の開口径よりは大きい。ただし、管状部82は、後述するように、アルカリ性水が流れている際に循環流が生じる構造であれば良い。従って、例えば、アルカリ性水が流れている際に循環流が生じる構造であって、流路と垂直な方向における切断面の断面が楕円の形状のものは、略円筒形状と言える。
The
図3は、バブルユニット80を設けることによる作用効果について説明するための図である。ここでは、ノズル部81と管状部82との接続部を頸部と呼ぶ。バブルユニット80の流路の内径のうち、頸部における内径が最も小さい。この内径の小さい頸部をアルカリ性水が通過する際、アルカリ性水に溶存していない水素の気泡径は小さくなり、水素の溶解は促進される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operational effect of providing the
図3では、アルカリ性水の流れを実線で示している。また、図3中の白丸は、アルカリ性水に溶けていない水素の気泡を模式的に表している。 In FIG. 3, the flow of alkaline water is indicated by a solid line. Also, the white circles in FIG. 3 schematically represent hydrogen bubbles that are not dissolved in alkaline water.
上述したように、管状部82は、その内径がノズル部81の出口側の開口径、すなわち、頸部の開口径よりも大きい円筒形状である。このため、図3に示すように、ノズル部81から管状部82に流入したアルカリ性水は、最初は管状部82の内径方向の中心部を流れるが、その後徐々に広がって、管状部82の内部全体を流れるようになる。このため、図3に示す領域330は、アルカリ性水が流れる内径方向中心部とは異なり、アルカリ性水が流れにくいよどみ部となっている。このよどみ部330では、図3の矢印331に示すような流れの循環流が生じる。この循環流の流れや濃度拡散等により、管状部82の中心部を流れるアルカリ性水に含まれる水素の気泡は、よどみ部330に移動して、溶存していない水素の溶解が促進される。これは、水素の気泡がよどみ部330に移動することによって、溶存濃度の低いアルカリ性水と接触することや、気液の接触時間が長くなることが理由であると考えられる。
As described above, the
なお、電気分解を行う前の初期状態において、管状部82の内部にある程度、水を満たしておくことが好ましい。初期状態で管状部82の内部にある程度水を満たしておけば、生成されたアルカリ性水が管状部82の内部を流れることによって、管状部82の内部がアルカリ性水で満たされやすくなり、上述したようなアルカリ性水の循環流が発生して、溶存水素濃度を向上させることができる。このために、例えば、管状部82の出口側末端部に、水をせき止めるための邪魔板を設けるようにしても良いし、管状部82の出口側が上に持ち上がったような構成としても良い。また、管状部82の出口側末端に、上向きL字型の管を直結させるようにしても良いし、管状部82より下流側に液だまりを設けるようにしても良い。
In the initial state before electrolysis, the
制御部5は、本実施形態における電解水生成装置100の機能を各種制御する制御回路を備えている。制御部5は、電磁弁50、流量センサ51、逆止弁53、第1の電極板21、第2の電極板22、第3の電極板23と電気的に接続されている。流量センサ51は、検出した電気信号を制御部5に出力し、制御部5は、流量センサ51から受信した電気信号に基づいて、通水量を求める。
The control part 5 is provided with the control circuit which controls various functions of the electrolyzed
制御部5は、使用者のパネル操作により入力される制御信号に基づいて、第1の電極板21、第2の電極板22、及び第3の電極板23に電圧を印加する。なお、使用者が行うパネル操作とは、電解水生成装置100のケーシング20の表面に配設された操作パネル(図示せず)の操作を指す。
The control unit 5 applies a voltage to the
操作パネルには、例えば、電源ボタン、ORP表示ボタン、通水量表示ボタン、強アルカリ性水供給ボタン、弱アルカリから強アルカリまでのレベル毎に設けられたアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタン、衛生水(強酸性水)供給ボタン、寿命設定ボタン、リセットボタン等が設けられている。操作パネルにはまた、pH値、ORP値、通水量等の情報を表示する7セグメントLED等の表示部等も設けられている。 The operation panel includes, for example, a power button, an ORP display button, a water flow rate display button, a strong alkaline water supply button, an alkaline water supply button provided for each level from weak alkali to strong alkali, purified water supply button, acidic water supply A button, a sanitary water (strongly acidic water) supply button, a life setting button, a reset button, and the like are provided. The operation panel is also provided with a display unit such as a 7-segment LED that displays information such as pH value, ORP value, and water flow rate.
本実施形態における電解水生成装置100では、大きく分けて、アルカリ性水を供給するアルカリ性水生成モード、浄水を供給する浄水モード、酸性水を供給する酸性水生成モード、衛生水を供給する衛生水生成モードの4つの生成モードがある。
In the electrolyzed
電源ボタンは、電解水生成装置100を起動させるためのボタンであり、どのような状態であっても有効なボタンである。ただし、電源ボタンの押下時に、排水処理等の処理が途中である場合には、それらの処理が終了してから電源が落ちるようにすることが好ましい。
The power button is a button for starting the electrolyzed
ORP表示ボタンは、7セグメントLEDに、現在の水のORP(酸化還元電位)を表示させるためのボタンである。通水量表示ボタンは、7セグメントLEDに、現在の水の通水量を表示させるためのボタンである。 The ORP display button is a button for displaying the current ORP (redox potential) of water on the 7-segment LED. The water flow rate display button is a button for displaying the current water flow rate on the 7-segment LED.
アルカリ性水生成モードには、アルカリ性の強い順に、強アルカリ性水生成モード、第1レベルのアルカリ性水生成モード、第2レベルのアルカリ性水生成モード、第3レベルのアルカリ性水生成モードがある。アルカリ性水生成モードでは、電磁弁50が開いた状態で、制御部5の制御により、第2の電極板22及び第3の電極板23を陰極とし、第1の電極板21を陽極とする。
The alkaline water generation mode includes a strong alkaline water generation mode, a first level alkaline water generation mode, a second level alkaline water generation mode, and a third level alkaline water generation mode in the order of strong alkalinity. In the alkaline water generation mode, the
強アルカリ性水供給ボタンは、電解水生成装置100に、強アルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。強アルカリ性水は、例えば、pH10.5であり、煮物、アク抜き、野菜ゆで等に使用することができる。
The strong alkaline water supply button is a button for instructing the electrolyzed
第1レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水生成装置100に、第1レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第1レベルのアルカリ性水は、例えば、pH9.5であり、料理、お茶等に使用することができる。第2レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水生成装置100に、第2レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第2レベルのアルカリ性水は、例えば、pH9.0であり、炊飯等に使用することができる。第3レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水生成装置100に、第3レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第3レベルのアルカリ性水は、例えば、pH8.5であり、アルカリ性水を飲み始める際の飲用水等として使用することができる。
The first level alkaline water supply button is a button for instructing the electrolyzed
制御部5は、アルカリ性水生成モードの各レベル(第1〜第3レベル)と、第1の電極板21、第2の電極板22、及び第3の電極板23への印加電圧との関係を定めたテーブルデータを記憶している。印加電圧は、第1レベル、第2レベル、第3レベルの順に高く、印加電圧が高いほど、生成されるアルカリ性水のpHは低くなり、溶存水素量は多くなる。
The control unit 5 has a relationship between the levels (first to third levels) of the alkaline water generation mode and applied voltages to the
浄水供給ボタンは、電解水生成装置100に、イオン水を生成することなく水道水からの水をそのまま通水させることを指示するためのボタンである。浄水モードでは、電磁弁50を閉じた状態で、第1の電極板21、第2の電極板22、及び第3の電極板23のいずれにも電圧を印加しない。なお、電磁弁50を閉じることで、排出口52から水が排出されるのを防ぐことができる。
The purified water supply button is a button for instructing the electrolyzed
酸性水供給ボタンは、電解水生成装置100に酸性水の生成を指示するためのボタンである。酸性水は、例えば、pH5.5であり、洗顔、麺ゆで、茶渋とり等に使用することができる。酸性水生成モードでは、アルカリ性水生成モードとは逆で、制御部5の制御によって、第2の電極板22及び第3の電極板23を陽極とし、第1の電極板21を陰極とする。これにより、取水路17からは酸性水が取水され、排水路18からはアルカリ性水が排水される。
The acidic water supply button is a button for instructing the electrolyzed
衛生水供給ボタンは、電解水生成装置100に、衛生水の生成を指示するためのボタンである。衛生水は、例えば、pH2.5である。
The sanitized water supply button is a button for instructing the electrolyzed
寿命設定ボタンは、浄水部3に用いられるカートリッジの種類に応じた寿命を設定するためのボタンである。例えば、浄水部3に用いられるカートリッジを、それまで使用してきたカートリッジと異なるカートリッジに交換した場合、ユーザは、寿命設定ボタンを押下することによって寿命を設定する。これにより、カートリッジの交換時期が近づいてくると、7セグメントLED等の表示部に、カートリッジを交換すべきことを知らせる表示を行うことができる。 The life setting button is a button for setting a life corresponding to the type of cartridge used in the water purification unit 3. For example, when the cartridge used in the water purification unit 3 is replaced with a cartridge different from the cartridge that has been used, the user sets the life by pressing the life setting button. As a result, when the replacement time of the cartridge is approaching, a display informing that the cartridge should be replaced can be displayed on a display unit such as a 7-segment LED.
電解水生成装置100は、通水量を積算して、積算通水量を計測する機能を有している。リセットボタンは、積算通水量をリセットするためのボタンである。リセットボタンが押下されると、制御部5に内在する積算通水量カウンタ(不図示)がクリアされる。なお、リセットボタンは、誤って押下されて積算通水量がリセットされるのを防止するために、2秒長押しで有効となる。リセットボタンは、浄水部3のカートリッジが交換された場合に、使用者によって押下されることを想定している。
The electrolyzed
強アルカリ性水供給ボタン、第1レベルのアルカリ性水供給ボタン、第2レベルのアルカリ性水供給ボタン、第3レベルのアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタン、衛生水供給ボタンが使用者によって押下されると、押下されたボタンが点灯して、電解水生成装置100から供給される水の種類を使用者が視認可能となっている。この他、電解槽1内の温度上昇が生じた場合に、使用者に知らせるための温度上昇ランプ等も操作パネル上に配設されている。
Strong alkaline water supply button, 1st level alkaline water supply button, 2nd level alkaline water supply button, 3rd level alkaline water supply button, purified water supply button, acidic water supply button, sanitary water supply button by user When pressed, the pressed button is lit and the user can visually recognize the type of water supplied from the electrolyzed
[実施例]
図4は、以下で説明する実施例1〜実施例28の構成と、比較例1〜3の構成において、電気分解によって生成されるアルカリ性水に含まれる水素の溶存濃度の違い等について示す図である。図4では、水素の溶存濃度(ppm)の他に、ノズル部81の入口径D0(m)、頸部の開口径D1(m)、管状部82の出口径(内径)D2(m)、ノズル部81の内径のテーパー角θ(°)、管状部82の長さ(m)、ノズル部81の入口流速(m/s)、頸部の流速(m/s)、管状部82の出口流速ve(m/s)、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1、管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2も示している。
[Example]
FIG. 4 is a diagram showing the difference in dissolved concentration of hydrogen contained in alkaline water generated by electrolysis in the configurations of Examples 1 to 28 and Comparative Examples 1 to 3 described below. is there. In FIG. 4, in addition to the dissolved concentration (ppm) of hydrogen, the inlet diameter D0 (m) of the
[実施例1]
図5は、実施例1のバブルユニット80の構成を示す図である。実施例1のバブルユニット80は、ノズル部81の入口径D0は10mm、頸部の開口径D1は2.5mm、管状部82の出口径D2は10mm、ノズル部81の内径のテーパー角は17°、管状部82の長さは49mmである。ノズル部81の入口流速を0.59m/sとしたところ、頸部の流速は9.44m/s、管状部82の出口流速は0.59m/sとなった。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は4.0であり、管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は59である。この場合の溶存水素濃度は、0.318ppmとなった。
[Example 1]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
[実施例2]
実施例2のバブルユニット80は、実施例1のバブルユニット80に対して管状部82の末端に邪魔板を設けた構成である。邪魔板は、水の電気分解を行わない初期状態において、管状部82の内部にある程度、水を満たしておくための板である。ノズル部81及び管状部82を流れるアルカリ性水の流速は実施例1と同じとした。この場合の溶存水素濃度は、0.323ppmとなった。
[Example 2]
The
[実施例3]
図6は、実施例3のバブルユニット80の構成を示す図である。実施例3のバブルユニット80は、ノズル部81の入口径D0は10mm、頸部の開口径D1は1.6mm、管状部82の出口径D2は10mm、ノズル部81の内径のテーパー角は17°、管状部82の長さは49mmである。ノズル部81の入口流速は0.59m/sとし、頸部の流速は20.42m/s、管状部82の出口流速は0.59m/sとなった。この場合の溶存水素濃度は、0.326ppmとなった。
[Example 3]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the
[実施例4]
実施例4の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例4では、管状部82の出口径D2を3mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は1.2である。この場合の溶存水素濃度は、0.255ppmとなった。
[Example 4]
The configuration of the fourth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例5]
実施例5の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例5では、管状部82の出口径D2を3.75mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は1.5である。この場合の溶存水素濃度は、0.29ppmとなった。
[Example 5]
The configuration of the fifth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例6]
実施例6の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例6では、管状部82の出口径D2を5mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は2.0である。この場合の溶存水素濃度は、0.308ppmとなった。
[Example 6]
The configuration of the sixth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例7]
実施例7の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例7では、管状部82の出口径D2を15mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は6.0である。この場合の溶存水素濃度は、0.308ppmとなった。
[Example 7]
The configuration of the seventh embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例8]
実施例8の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例8では、管状部82の出口径D2を37.5mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は15である。この場合の溶存水素濃度は、0.29ppmとなった。
[Example 8]
The configuration of the eighth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例9]
実施例9の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例9では、管状部82の出口径D2を50mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は20である。この場合の溶存水素濃度は、0.28ppmとなった。
[Example 9]
The configuration of the ninth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例10]
実施例10の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の出口径D2の大きさを変更したものである。すなわち、実施例10では、管状部82の出口径D2を75mmとした。この場合、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は30である。この場合の溶存水素濃度は、0.23ppmとなった。
[Example 10]
The configuration of the tenth embodiment is obtained by changing the size of the outlet diameter D2 of the
[実施例11]
実施例11の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例11では、ノズル部81の内径のテーパー角θを1°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.25ppmとなった。
[Example 11]
In the configuration of the eleventh embodiment, the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例12]
実施例12の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例12では、ノズル部81の内径のテーパー角θを3°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.29ppmとなった。
[Example 12]
The configuration of the twelfth embodiment is obtained by changing the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例13]
実施例13の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例13では、ノズル部81の内径のテーパー角θを7°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.30ppmとなった。
[Example 13]
The configuration of the thirteenth embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例14]
実施例14の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例14では、ノズル部81の内径のテーパー角θを31°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.305ppmとなった。
[Example 14]
The configuration of the fourteenth embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例15]
実施例15の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例15では、ノズル部81の内径のテーパー角θを60°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.29ppmとなった。
[Example 15]
The configuration of the fifteenth embodiment is obtained by changing the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例16]
実施例16の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例16では、ノズル部81の内径のテーパー角θを80°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.27ppmとなった。
[Example 16]
The configuration of the sixteenth embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例17]
実施例17の構成は、実施例1の構成に対して、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更したものである。すなわち、実施例17では、ノズル部81の内径のテーパー角θを85°とした。この場合の溶存水素濃度は、0.25ppmとなった。
[Example 17]
The configuration of the seventeenth embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the taper angle θ of the inner diameter of the
[実施例18]
実施例18の構成は、実施例1の構成と同じであるが、バブルユニット80を流れるアルカリ性水の流速を変更した。すなわち、実施例18では、ノズル部81の入口流速を0.0059m/sとした。これにより、頸部の流速は0.0944m/s、管状部82の出口流速は0.0059m/sとなった。管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は0.59である。この場合の溶存水素濃度は、0.23ppmとなった。
[Example 18]
The configuration of Example 18 is the same as the configuration of Example 1, but the flow rate of alkaline water flowing through the
[実施例19]
実施例19の構成は、実施例1の構成と同じであるが、バブルユニット80を流れるアルカリ性水の流速を変更した。すなわち、実施例19では、ノズル部81の入口流速を0.015m/sとした。これにより、頸部の流速は0.24m/s、管状部82の出口流速は0.015m/sとなった。管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は1.5である。この場合の溶存水素濃度は、0.27ppmとなった。
[Example 19]
The configuration of Example 19 is the same as that of Example 1, but the flow rate of alkaline water flowing through the
[実施例20]
実施例20の構成は、実施例1の構成と同じであるが、バブルユニット80を流れるアルカリ性水の流速を変更した。すなわち、実施例20では、ノズル部81の入口流速を0.262m/sとした。これにより、頸部の流速は4.2m/s、管状部82の出口流速は0.262m/sとなった。管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は26.22である。この場合の溶存水素濃度は、0.29ppmとなった。
[Example 20]
The configuration of Example 20 is the same as that of Example 1, but the flow rate of alkaline water flowing through the
[実施例21]
実施例21の構成は、実施例1の構成と同じであるが、バブルユニット80を流れるアルカリ性水の流速を変更した。すなわち、実施例21では、ノズル部81の入口流速を0.590m/sとした。これにより、頸部の流速は9.44m/s、管状部82の出口流速は0.590m/sとなった。管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は59である。この場合の溶存水素濃度は、0.32ppmとなった。
[Example 21]
The configuration of Example 21 is the same as that of Example 1, but the flow rate of alkaline water flowing through the
[実施例22]
実施例22の構成は、実施例1の構成と同じであるが、バブルユニット80を流れるアルカリ性水の流速を変更した。すなわち、実施例22では、ノズル部81の入口流速を30m/sとした。これにより、頸部の流速は480m/s、管状部82の出口流速は30m/sとなった。管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2は3000である。この場合の溶存水素濃度は、0.30ppmとなった。
[Example 22]
The configuration of Example 22 is the same as that of Example 1, but the flow rate of alkaline water flowing through the
なお、ノズル部81の入口流速を59m/sとして、頸部の流速が944m/s、管状部82の出口流速が59m/sとなった場合(ve/D2=5900)、ノズル部81が崩壊した。
When the inlet flow velocity of the
[実施例23]
実施例23の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例24では、管状部82の長さを4mmとした。この構成では、管状部82の長さは、管状部82の出口径D2(10mm)よりも短い。この場合の溶存水素濃度は、0.23ppmとなった。
[Example 23]
The configuration of the twenty-third embodiment is obtained by changing the length of the
[実施例24]
実施例24の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例25では、管状部82の長さを、管状部82の出口径D2と同じ長さである10mmとした。この場合の溶存水素濃度は、0.27ppmとなった。
[Example 24]
The configuration of the twenty-fourth embodiment is obtained by changing the length of the
[実施例25]
実施例25の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例26では、管状部82の長さを100mmとした。この場合の溶存水素濃度は、0.319ppmとなった。
[Example 25]
The configuration of the twenty-fifth embodiment is obtained by changing the length of the
[実施例26]
実施例26の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例27では、管状部82の長さを200mmとした。この場合の溶存水素濃度は、0.32ppmとなった。
[Example 26]
The configuration of the twenty-sixth embodiment is obtained by changing the length of the
[実施例27]
実施例27の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例28では、管状部82の長さを300mmとした。この場合の溶存水素濃度は、0.32ppmとなった。
[Example 27]
The configuration of Example 27 is obtained by changing the length of the
[実施例28]
実施例28の構成は、実施例1の構成に対して、管状部82の長さを変更したものである。すなわち、実施例28では、管状部82の長さを400mmとした。この場合の溶存水素濃度は、0.32ppmとなった。
[Example 28]
The configuration of the twenty-eighth embodiment is obtained by changing the length of the
[比較例1]
比較例1は、バブルユニット80を設けない場合の例である。本実施形態のノズル部81の入口流速に対応する、取水路17の出口流速は、実施例1と同じく0.59m/sとした。この場合の溶存水素濃度は、0.21ppmとなった。
[Comparative Example 1]
Comparative example 1 is an example in which the
[比較例2]
比較例2は、本実施形態におけるバブルユニット80の代わりに、図7に示すような構造のベンチュリー管70を設けた場合の例である。図7に示すベンチュリー管70は、入口径が10mm、内径が最も小さい頸部の開口径が2.5mm、出口径が5mm、ベンチュリー管70の入口から頸部までの長さは16mm、頸部から出口までの長さは100mm、入口から頸部までの内径のテーパー角は17°である。ベンチュリー管70の入口流速は0.59m/sとしたところ、頸部の流速は2.36m/s、管状部82の出口流速は0.15m/sとなった。この場合の溶存水素濃度は、0.255ppmとなった。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is an example in which a
[比較例3]
比較例3の構成は、比較例2の構成と同じである。比較例3では、ベンチュリー管70の入口流速を0.0059m/sとした。これにより、頸部の流速は0.024m/s、出口流速veは0.0015m/sとなった。出口径D2に対する出口流速veの比ve/D2は0.3である。この場合の溶存水素濃度は、0.215ppmとなった。
[Comparative Example 3]
The configuration of Comparative Example 3 is the same as that of Comparative Example 2. In Comparative Example 3, the inlet flow velocity of the
[比較例4]
比較例4の構成は、比較例2の構成と同じである。比較例4では、ベンチュリー管70の入口流速は59m/sとした。これにより、頸部の流速は236m/s、出口流速veは14.75m/sとなった。出口径D2に対する出口流速veの比ve/D2は2950である。この場合の溶存水素濃度は、0.215ppmとなった。
[Comparative Example 4]
The configuration of Comparative Example 4 is the same as that of Comparative Example 2. In Comparative Example 4, the inlet flow velocity of the
<D2/D1を変更した場合の溶存水素濃度>
図8は、実施例1、4〜10のデータに基づいて、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1を横軸に、溶存水素濃度を縦軸に取ったグラフである。頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1を1.2から30の範囲で変更すると、D2/D1が4の場合(実施例1)に溶存水素濃度は最も高い値となった。また、いずれの実施例でも、溶存水素濃度は、バブルユニット80を設けない比較例1の溶存水素濃度(0.21ppm)より高くなった。
<Dissolved hydrogen concentration when D2 / D1 is changed>
FIG. 8 shows the ratio D2 / D1 of the outlet diameter D2 of the
図9〜図11は、D2/D1を変更した場合における、バブルユニット80の管状部82を流れるアルカリ性水の流れを示すシミュレーション結果である。D1は2.5mm、ノズル部81の内径のテーパー角θは17°、ノズル部81の入口流速は0.59m/s、頸部の流速は9.44m/sである。図9は、D2/D1が1.5、図10は、D2/D1が4、図11は、D2/D1が300の場合の結果をそれぞれ示している。
9 to 11 are simulation results showing the flow of alkaline water flowing through the
D2/D1が1.2の場合(実施例4)には、本実施形態におけるバブルユニット80の代わりに、図7に示すような構造のベンチュリー管70を設けた比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)と同じ値となった。これは、D2/D1が小さくなると、図9に示すように、図3を用いて説明した管状部82の内部のよどみ部が小さくなり、アルカリ性水の循環流が生じにくくなるからである。また、D2/D1が30の場合(実施例10)には、比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)より低い値となった。これは、D2/D1が大きくなると、図11に示すように、よどみ部の領域が広くなり過ぎて、よどみ部に存在する液体の重みによる抵抗が強くなり、アルカリ性水の循環流が生じにくくなる。D2/D1が1.5以上20以下の場合には、溶存水素濃度は、比較例2の場合よりも高い値となった。
When D2 / D1 is 1.2 (Example 4), the dissolved hydrogen concentration (Comparative Example 2) in which the
以上より、頸部の開口径D1に対する管状部82の出口径D2の比D2/D1は、1.5以上20以下であることが好ましい。ただし、D2/D1が1.5未満である場合や20より大きい場合であっても、バブルユニット80を設けない構成(比較例1)と比べれば、溶存水素濃度は高くなる。
As mentioned above, it is preferable that ratio D2 / D1 of the exit diameter D2 of the
<ノズル部81の内径のテーパー角θを変更した場合の溶存水素濃度>
図12は、実施例1、11〜17のデータに基づいて、ノズル部81の内径のテーパー角θを横軸に、溶存水素濃度を縦軸に取ったグラフである。テーパー角θを1°から85°までの範囲で変更すると、17°の場合(実施例1)に溶存水素濃度は最も高い値となった。また、いずれの実施例でも、溶存水素濃度は、バブルユニット80を設けない比較例1の溶存水素濃度(0.21ppm)より高くなった。
<Dissolved hydrogen concentration when the taper angle θ of the inner diameter of the
FIG. 12 is a graph in which the taper angle θ of the inner diameter of the
図13〜図14は、ノズル部81の内径のテーパー角θを変更した場合における、バブルユニット80の管状部82を流れるアルカリ性水の流れを示すシミュレーション結果である。D1は2.5mm、D2は10mm、ノズル部81の入口流速は0.59m/s、頸部の流速は9.44m/sとした。図13は、テーパー角θが1.5°、図14は、テーパー角θが85°の場合の結果をそれぞれ示している。また、図9は、テーパー角θが17°の場合の結果を示している。
13 to 14 are simulation results showing the flow of alkaline water flowing through the
テーパー角θが1°の場合(実施例11)の溶存水素濃度は、比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)より低い値となった。これは、テーパー角θが小さくなり過ぎると、図13に示すように、バブルユニット80の頸部を通過したアルカリ性水は広がらずに直進し、循環流が生じにくくなるため、溶存水素濃度が向上しにくくなるものと考えられる。また、テーパー角θが85°の場合(実施例17)の溶存水素濃度は、比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)より低い値となった。これは、テーパー角θが大きくなり過ぎると、図14に示すように、アルカリ性水が頸部を通過した直後に流れが入り乱れて、よどみ部が生じにくくなり、溶存水素濃度が向上しにくくなる。テーパー角θが3°以上80°以下の場合には、溶存水素濃度は、比較例2の場合よりも高い値となった。
When the taper angle θ was 1 ° (Example 11), the dissolved hydrogen concentration was lower than that of Comparative Example 2 (0.255 ppm). This is because if the taper angle θ becomes too small, the alkaline water that has passed through the neck of the
以上より、ノズル部81の内径のテーパー角θは、3°以上80°以下であることが好ましい。ただし、ノズル部81の内径のテーパー角θが3°より小さい場合や80°より大きい場合であっても、バブルユニット80を設けない構成(比較例1)と比べれば、溶存水素濃度は高くなる。
As described above, the taper angle θ of the inner diameter of the
<ve/D2を変更した場合の溶存水素濃度>
図15は、実施例18〜22のデータに基づいて、管状部82の出口径D2に対する管状部82の出口流速veの比ve/D2を横軸に、溶存水素濃度を縦軸に取ったグラフである。ve/D2を0.59から5900までの範囲で変更すると、59の場合(実施例21)に溶存水素濃度は最も高い値となった。また、いずれの実施例でも、溶存水素濃度は、バブルユニット80を設けない比較例1の溶存水素濃度(0.21ppm)より高くなった。
<Dissolved hydrogen concentration when ve / D2 is changed>
FIG. 15 is a graph in which the ratio ve / D2 of the outlet flow velocity ve of the
図16〜図19は、ve/D2を変更した場合における、バブルユニット80の管状部82を流れるアルカリ性水の流れを示すシミュレーション結果である。D1は2.5mm、D2は10mm、ノズル部81の内径のテーパー角θは17°とした。図16は、ve/D2が0.59(ve=0.0059m/s)、図17は、ve/D2が1000(ve=10m/s)、図18はve/D2が3000(ve=30m/s)、図19は、ve/D2が5900(ve=59m/s)の場合の結果をそれぞれ示している。また、図9は、ve/D2が59(ve=0.59m/s)の場合の結果を示している。
16 to 19 are simulation results showing the flow of alkaline water flowing through the
ve/D2が0.59の場合(実施例18)の溶存水素濃度は、比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)より低い値となった。これは、ve/D2が小さ過ぎると、図16に示すように、流速低下によるせん断力の減衰やよどみ部の領域縮小などによって、アルカリ性水の循環流が生じにくくなるからである。また、ve/D2が大き過ぎると、図19に示すように、アルカリ性水が頸部を通過した直後に逆流が生じ、アルカリ性水の循環流が生じにくくなるため、溶存水素濃度が比較例2の溶存水素濃度(0.255ppm)より低くなる可能性がある。図15のグラフに示すように、ve/D2が1.5以上3000以下の場合には、溶存水素濃度は、比較例2の場合よりも高い値となった。 When ve / D2 was 0.59 (Example 18), the dissolved hydrogen concentration was lower than that of Comparative Example 2 (0.255 ppm). This is because if ve / D2 is too small, as shown in FIG. 16, the circulation flow of alkaline water is less likely to occur due to the attenuation of the shearing force due to the decrease in the flow velocity or the reduction of the stagnation area. Also, if ve / D2 is too large, as shown in FIG. 19, a reverse flow is generated immediately after the alkaline water passes through the neck, and the circulating flow of the alkaline water becomes difficult to occur. It may be lower than the dissolved hydrogen concentration (0.255 ppm). As shown in the graph of FIG. 15, when ve / D2 was 1.5 or more and 3000 or less, the dissolved hydrogen concentration was higher than that in Comparative Example 2.
以上より、ve/D2は、1.5以上3000以下であることが好ましい。ただし、ve/D2が1.5より小さい場合や3000より大きい場合であっても、バブルユニット80を設けない構成(比較例1)と比べれば、溶存水素濃度は高くなる。
Therefore, ve / D2 is preferably 1.5 or more and 3000 or less. However, even when ve / D2 is smaller than 1.5 or larger than 3000, the dissolved hydrogen concentration is higher than that in the configuration in which the
<管状部82の長さを変更した場合の溶存水素濃度>
図20は、実施例1、23〜28のデータに基づいて、管状部82の長さを横軸に、溶存水素濃度を縦軸に取ったグラフである。管状部82の長さを0.004mから0.4mまでの範囲で変更すると、管状部82の長さが長くなるにつれて溶存水素濃度は高くなり、管状部82の長さが0.1m以上になると、溶存水素量はほとんど変わらなかった。この場合、いずれの実施例でも、溶存水素濃度は、バブルユニット80を設けない比較例1の溶存水素濃度(0.21ppm)より高くなった。
<Dissolved hydrogen concentration when the length of the
FIG. 20 is a graph in which the length of the
図21〜図22は、管状部82の長さを変更した場合における、バブルユニット80の管状部82を流れるアルカリ性水の流れを示すシミュレーション結果である。D1は2.5mm、D2は10mm、ノズル部81の内径のテーパー角θは17°とした。図21は、管状部82の長さが4mm、図22は、管状部82の長さが404mmの場合の結果をそれぞれ示している。また、図9は、管状部82の長さが49mmの場合の結果を示している。
21 to 22 are simulation results showing the flow of alkaline water flowing through the
管状部82の長さが管状部82の出口径D2(0.01m)より短い0.004mの場合(実施例23)には、溶存水素濃度は、比較例2の場合よりも低い値となった。これは、管状部82の長さが短すぎると、図21に示すように、頸部を通過したアルカリ性水が管状部82の径方向外側まで広がる前に出口に到達してしまうため、アルカリ性水の循環流が生じにくくなるためである。それ以外の場合、すなわち、管状部82の長さが管状部82の出口径D2(0.01m)以上の場合には、溶存水素濃度は、比較例2の場合よりも高い値となった。
When the length of the
以上より、管状部82の長さは、管状部82の出口径D2以上であることが好ましい。ただし、管状部82の長さが管状部82の出口径D2より短い場合であっても、バブルユニット80を設けない構成(比較例1)と比べれば、溶存水素濃度は高くなる。
As described above, the length of the
なお、管状部82の長さが管状部82の出口径D2の20倍(0.2m)以上になると、管状部82の長さが変わっても溶存水素濃度の変化量は0.1%以下となった。すなわち、管状部82の長さを管状部82の出口径D2の20倍より長くすることは、溶存水素濃度の向上の観点からはあまり意味が無いことが分かる(図22参照)。従って、管状部82の長さは、管状部82の出口径D2以上であって、かつ、管状部82の出口径D2の20倍以下であることがより好ましい。
When the length of the
以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 As mentioned above, embodiment mentioned above is only the illustration for implementing this invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
例えば、上述した実施形態では、水の電気分解によって水素が溶存した水素水を生成したが、水素水の生成方法は水の電気分解に限定されることはなく、他の方法を用いても良い。他の方法により生成した水素水を本実施形態のバブルユニット80に通水させることにより、水素の溶存濃度を向上させることができる。
For example, in the above-described embodiment, hydrogen water in which hydrogen is dissolved is generated by electrolysis of water, but the method for generating hydrogen water is not limited to electrolysis of water, and other methods may be used. . By passing hydrogen water generated by another method through the
上述した実施形態では、家庭用で使用される電解水生成装置について説明したが、本発明による電解水生成装置は、産業用等、家庭用以外の用途にも使用することができる。 In the above-described embodiment, the electrolyzed water generating device used for home use has been described. However, the electrolyzed water generating device according to the present invention can be used for applications other than home use such as industrial use.
上述した実施形態では、電気分解によって生成したアルカリ性水を取水路17を介して取水する場合には、酸性水を排水路18から排水し、酸性水を取水路17を介して取水する場合には、アルカリ性水を排水路18から排水する構成とした。しかし、排水路18を取水路として機能させて、アルカリ性水及び酸性水の両方を取水できるようにしてもよい。
In the embodiment described above, when alkaline water generated by electrolysis is taken through the
1…電解槽、2…電気分解部、5…制御部、17…取水路、18…排水路、24…主原水供給路、24a,24b…副原水供給路、50…電磁弁、80…バブルユニット、81…ノズル部、82…管状部、100…電解水生成装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolytic cell, 2 ... Electrolysis part, 5 ... Control part, 17 ... Intake channel, 18 ... Drainage channel, 24 ... Main raw water supply channel, 24a, 24b ... Secondary raw water supply channel, 50 ... Solenoid valve, 80 ... Bubble Unit: 81 ... Nozzle part, 82 ... Tubular part, 100 ... Electrolyzed water generator
Claims (6)
水素水が流れる方向に内径が縮小する略円錐台形状のノズル部と、
前記ノズル部の出口側に接続され、前記ノズル部の出口側の開口径よりも内径が大きい略円筒形状の管状部と、
を備える、バブルユニット。 A bubble unit used in a flow path through which hydrogen water in which hydrogen is dissolved flows.
A substantially frustoconical nozzle portion whose inner diameter decreases in the direction in which hydrogen water flows;
A substantially cylindrical tubular part connected to the outlet side of the nozzle part and having an inner diameter larger than the opening diameter on the outlet side of the nozzle part;
A bubble unit.
前記ノズル部の出口側の開口径D1に対する前記管状部の内径D2の比D2/D1は、1.5以上20以下である、バブルユニット。 The bubble unit according to claim 1,
A ratio D2 / D1 of the inner diameter D2 of the tubular portion to the opening diameter D1 on the outlet side of the nozzle portion is 1.5 to 20 in a bubble unit.
前記ノズル部の内径のテーパー角は3°以上80°以下である、バブルユニット。 In the bubble unit according to claim 1 or 2,
The bubble unit has a taper angle of an inner diameter of the nozzle portion of 3 ° or more and 80 ° or less.
前記管状部に水素水が流れる際の出口流速をveとすると、前記管状部の内径D2に対する前記出口流速veの比ve/D2が1.5以上3000以下である、バブルユニット。 In the bubble unit according to any one of claims 1 to 3,
A bubble unit in which a ratio ve / D2 of the outlet flow velocity ve to an inner diameter D2 of the tubular portion is 1.5 or more and 3000 or less, where ve is an outlet flow velocity when hydrogen water flows through the tubular portion.
水素水が流れる方向における前記管状部の長さは、前記管状部の内径D2以上の長さである、バブルユニット。 In the bubble unit according to any one of claims 1 to 4,
The length of the said tubular part in the direction through which hydrogen water flows is a bubble unit which is the length more than the internal diameter D2 of the said tubular part.
前記電気分解部で生成された水素水を取水する取水路と、
前記取水路に設けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載のバブルユニットと、
を備える、電解水生成装置。 An electrolysis section that includes an anode chamber having an anode and a cathode chamber having a cathode, and generates hydrogen water in the cathode chamber by electrolyzing water supplied to the anode chamber and the cathode chamber;
A water intake channel for taking in hydrogen water generated in the electrolysis section;
The bubble unit according to any one of claims 1 to 5 provided in the intake channel,
An electrolyzed water generating device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016048469A JP2017159275A (en) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | Bubble unit and electrolytic water generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016048469A JP2017159275A (en) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | Bubble unit and electrolytic water generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019136663A (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | 株式会社日本トリム | Electrolytic water generator and water quality information processing system |
-
2016
- 2016-03-11 JP JP2016048469A patent/JP2017159275A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019136663A (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | 株式会社日本トリム | Electrolytic water generator and water quality information processing system |
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