JP3204432U

JP3204432U - 水素水生成機能一体型の浄水装置

Info

Publication number: JP3204432U
Application number: JP2016001152U
Authority: JP
Inventors: 耕太郎山田
Original assignee: Water Brain
Current assignee: Water Brain
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2026-03-14

Abstract

【課題】水素水生成機能が一体的に搭載された浄水装置を提供することである。【解決手段】水素水生成機能一体型の浄水装置１０は、水道水をろ過して浄水を生成するフィルタ部１２と、フィルタ部１２から排出された浄水を貯留し、外部に排出するための浄水排出経路が接続されるタンク部１４と、フィルタ部１２から排出された浄水に対し、固体高分子電解質を用いて水素水を生成し、外部に排出するための水素水排出経路が接続されるＰＥＭ式水素水生成部１６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、水素水生成機能一体型の浄水装置に関する。

従来、水道水等をろ過して浄水を生成する浄水装置が開発されている。例えば、特許文献１には、簡単な構造で水道水等から不純物等を除去すると共にカルシウムやマグネシウム等のミネラルを多量に含んだ美味な飲料水を得ることができる浄水フィルタを含む浄水装置が開示されている。

また、近年、人体に有害な活性酸素を除去する効用を有する水素水が注目されており、様々な水素水生成装置が開発されている。例えば、特許文献２には、溶存水素水の生成効率を高くでき、製造コストの上昇を防ぐことができる溶存水素水生成装置が開示されている。

特開２００７−１３６３０４号公報特開２０１５−２１３９１６号公報

一般的に、会社や家庭などにおいて、浄水と水素水の双方を飲用したい場合は、フィルタ等を備えた浄水装置と、この浄水装置とは別に電気分解方式や気体過飽和式などによって水素水を生成する水素水発生装置を設置する必要があり、設置スペース等の関係から両装置を一体化することが求められている。

本考案の目的は、水素水生成機能が一体的に搭載された浄水装置を提供することである。

本考案に係る水素水生成機能一体型の浄水装置は、水道水をろ過して浄水を生成するフィルタ部と、前記フィルタ部から排出された前記浄水を貯留し、外部に排出するための浄水排出経路が接続されるタンク部と、前記フィルタ部から排出された前記浄水に対し、固体高分子電解質を用いて水素水を生成し、前記外部に排出するための水素水排出経路が接続されるＰＥＭ式水素水生成部と、を備えることを特徴とする。

また、本考案に係る水素水生成機能一体型の浄水装置において、前記水素水排出経路は、前記ＰＥＭ式水素水生成部から生成された前記水素水を貯留せずに直接排出する経路であることが好ましい。

本考案によれば、水道水をろ過するフィルタ部によって生成された浄水に対し、固定高分子電解質を用いたＰＥＭ式を採用して水素水を生成しており、アルカリ水電解方式などに比べてコンパクトに形成することができる水素水生成部が浄水装置に搭載されている。したがって、水素水生成機能が一体的に搭載された浄水装置を提供することができ、ユーザーは浄水とともに水素水も飲むことができ便利である。

本考案に係る実施形態の水素水生成機能一体型の浄水装置を示す正面図及び側面図である。本考案に係る実施形態の水素水生成機能一体型の浄水装置の構成図である。

以下に、本考案に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、水素水生成機能一体型の浄水装置１０を示す図であり、図１（ａ）は正面図を示し、図１（ｂ）は側面図を示している。図２は、水素水生成機能一体型の浄水装置１０の構成図である。水素水生成機能一体型の浄水装置１０は、水道水を浄化して生成された浄水と水素水の双方を飲用することを可能とする浄水装置である。

水素水生成機能一体型の浄水装置１０は、フィルタ部１２と、タンク部１４と、ＰＥＭ式水素水生成部１６と、水道水供給部２０と、水道水供給経路部２２と、分岐栓部２４と、第１供給経路部２６と、第２供給経路部２８と、浄水排出経路部３０と、浄水排出弁部３２と、水素水排出経路部３４と、水素水排出弁部３６と、酸素排出経路部３８とを備え、これらが縦長の略直方体形状のケース体１１の内部に収納されている。

フィルタ部１２は、水道水をろ過して浄水を生成する機能を有する。フィルタ部１２の上流側には、水道水を流通させるための水道水供給経路部２２が接続されている。水道水供給経路部２２は、内部に水道水を流す流通経路を有する配管であり、その上流側には水道水供給部２０が接続されている。水道水供給部２０は、水道水を給水する蛇口等に接続可能な構造を有している。

フィルタ部１２は、プレフィルタ部１２ａと、合金フィルタ部１２ｂと、活性炭フィルタ部１２ｃと、膜フィルタ部１２ｄを備える。

プレフィルタ部１２ａは、水道水供給部２０から水道水が流入してきた際に最初に通過する第１のフィルタである。プレフィルタ部１２ａは、その内部を水道水が通過することにより、水道水に混入する塵等を除去した後、合金フィルタ部１２ｂに対して排出する機能を有する。

合金フィルタ部１２ｂは、プレフィルタ部１２ａから流入してきた水道水が次に通過する第２のフィルタである。合金フィルタ部１２ｂは、殺菌力を有する金属、例えば、銀や銅を含んだフィルタを内部に備えており、その合金フィルタ内部を水道水が通過することにより金属イオンが水中に混入して、水道水を殺菌し、活性炭フィルタ部１２ｃに対して排出する機能を有する。

活性炭フィルタ部１２ｃは、合金フィルタ部１２ｂから流入してきた浄水が次に通過する第３のフィルタである。活性炭フィルタ部１２ｃは、プレフィルタ部１２ａや合金フィルタ部１２ｂによっても除去しきれなかった微細な塵や匂い成分を吸着して除去し、膜フィルタ部１２ｄに対して排出する機能を有する。

膜フィルタ部１２ｄは、活性炭フィルタ部１２ｃから流入してきた浄水が次に通過する第４のフィルタである。膜フィルタ部１２ｄは、ＮＦ膜やＲＯ膜などの逆浸透膜を用いて形成され、活性炭フィルタ部１２ｃから流入した浄水が逆浸透膜を通過させた後、フィルタ部１２から浄水を外部に対して排出する機能を有する。

分岐栓部２４は、上流側がフィルタ部１２の下流側に接続されており、下流側が第１供給経路部２６及び第２供給経路部２８に接続される。分岐栓部２４は、フィルタ部１２から流入された浄水を２つに分岐させて排出する機能を有する。

第１供給経路部２６は、内部に水道水を流す流通経路を有する配管であり、上流側が分岐栓部２４に接続され、下流側がタンク部１４に接続されている。第２供給経路部２８は、第１供給経路部２６と同様の構造を有し、下流側がＰＥＭ式水素水生成部１６に接続されている。

タンク部１４は、フィルタ部１２から排出された浄水を貯留する機能を有する。タンク部１４は、上流側に第１供給経路部２６が接続され、下流側に浄水排出経路部３０が接続されている。タンク部１４は、冷水タンク１４ａと、常温タンク部１４ｂとを備える。

冷水タンク１４ａは、第１供給経路部２６から流入した浄水が図示しない分岐栓によって分岐された浄水を貯留する機能を有する。冷水タンク１４ａは、貯留された水を冷却するためのクーラーが装着されているとともに、貯留された冷水の温度を所定温度に維持すべく温度検出すべく冷水用サーモスタットが設けられている。

冷水タンク１４ａは、タンク内の温度が所定の温度以上になった場合は、制御装置によってクーラーの作動が制御され、貯留された水が冷却される。そして、冷水タンク１４ａの温度が所定の温度以下になった場合にクーラーの作動が停止される。

常温タンク部１４ｂは、第１供給経路部２６から流入した浄水が図示しない分岐栓によって分岐された浄水を貯留する機能を有する。常温タンク部１４ｂは、所定の量の水を貯留する容積を有するタンクであり、貯留された水は常温を保つように設定されている。また、常温タンク部１４ｂの代わりに、貯留された水を加温するためのヒーターと、貯留された温水の温度を所定温度に維持するための温水用サーモスタットを備えた温水タンクにしてもよい。

ここで、冷却タンク部１４ａと常温タンク部１４ｂは、ケース体１１に設けられた常冷切替ボタンを操作することにより、経路を切り換えることが可能な切替装置を介して浄水排出経路部３０に接続される。浄水排出経路部３０は、手動の操作により開閉可能な浄水排出弁部３２が接続されている。

ＰＥＭ式水素水生成部１６は、固体高分子電解質を用いて水素水を生成する機能を有する。ＰＥＭ式水素水生成部１６は、上流側に第２供給経路部２８が接続され、下流側に水素水排出経路部３４及び酸素排出経路部３８が接続されている。

ＰＥＭ式水素水生成部１６は、電解部１６ａと、エアフィルタ部１６ｂと、循環ポンプ部１６ｃとを備える。ＰＥＭ式水素水生成部１６は、フィルタ部１２から排出された浄水に対し、固体高分子電解質を用いて水素水を生成する機能を有する。

電解部１６ａは、隔膜でもあるプロトン交換膜の表面に白金電極をメッキ等の方法で付着した膜電極接合体の中で水素イオンが移動して水を分解する構成を有し、第２供給経路部２８から流入してきた浄水を分解する機能を有する。具体的には、電解部１６は、陰極側白金電極及び陽極側白金電極に通電を行うことで、内部に貯留された水が電気分解される。

電解部１６ａの電気分解の結果、陰極側には水素ガス（Ｈ_２）が生成され、この水素ガスは、エアフィルタ部１６ｂに流入する。また、陽極側には酸素ガス（Ｏ_２）が生成され、酸素排出用ファンにより酸素排出流路３８を介してケース体１１の外部に排出される。酸素排出流路３８は、電解部１６ａから排出された酸素ガスを流す流通経路を有する配管である。

エアフィルタ部１６ｂは、カーボン粉末等のろ過材により、電解部１６ａで生成された水素ガス中に含まれる泡を除去する機能を有する。エアフィルタ部１６ｂの下流側には、循環ポンプ１６部ｃが接続され、水素ガスを流入させている。

循環ポンプ１６部ｃは、エアフィルタ部１６から流入してきた水素ガスに加えて水を吸入し、図示しないポンプ機構によって水素ガス（Ｈ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）とを混合し、水中に水素を溶存した水素水（Ｈ_２＋Ｈ_２Ｏ）を出力する。循環ポンプ部１６ｃの下流側には、水素水排出経路部３４が接続されている。

水素水排出経路部３４は、ＰＥＭ式水素水生成部１６から生成された水素水をタンク等の貯留装置に貯留せずに直接排出する配管である。水素水排出経路部３４は、上流側にエアフィルタ部１６が接続され、下流側に手動の操作で開閉可能な水素水排出弁部３６が接続される。

続いて、上記水素水生成機能一体型の浄水装置１０の作用について説明する。水素水生成機能一体型の浄水装置１０によれば、１つのケース体１１内に浄水が貯留されたタンク部１４とＰＥＭ式水素水生成部１６とが備えられており、浄水排出弁部３２及び水素水排出弁部３６を操作することより、浄水された冷水又は常温の飲料水と新鮮で一定の水素濃度を確保した水素水を飲用することができる。

また、水素水生成機能一体型の浄水装置１０によれば、水道水の蛇口に接続されて流入してくる水道水を浄化した浄水を用いて、ＰＥＭ式水素水生成部１６において生成された水素水をタンクなどに貯留せずに水素水排出経路部３４を介して排出させるため、水素濃度を保ちつつ排出することができる利点がある。また、タンクに水素水を貯留しないため爆鳴気などの心配もなく、ユーザーは安心して利用することができるというメリットがある。

なお、上記水素水生成機能一体型の浄水装置１０を構成するフィルタ部１２、タンク部１４、ＰＥＭ式水素水生成部１６の各構成要素は例示であり、構成要素の追加や変更または、より簡単な構造とすることも可能である。

例えば、上記の例では、タンク部１４は、冷却タンク１４ａと常温タンク１４ｂの２つのタンクで構成されるものとして説明したが、１つのタンクでタンク部１４を構成してもよい。このとき、例えば、ケース体１１に設けられた表面スイッチをＯＮ操作することで、図示しないコンプレッサが作動してタンク内の水を冷却し、ＯＦＦ操作することでコンプレッサの作動を停止させてタンク内の水を常温水とすることも可能である。

上記の例では、フィルタ部１４は、プレフィルタ部１２ａと、合金フィルタ部１２ｂと、活性炭フィルタ部１２ｃと、膜フィルタ部１２ｄの４つのフィルタ部材で構成されるものとして説明したが、これら４つの機能を一体化させた１つのフィルタを用いることも可能である。

１０浄水装置、１１ケース体、１２フィルタ部、１２ａプレフィルタ部、１２ｂ合金フィルタ部、１２ｃ活性炭フィルタ部、１２ｄ膜フィルタ部、１４タンク部、１４ａ冷却タンク部、１４ｂ常温タンク部、１６ＰＥＭ式水素水生成部、１６ａ電解部、１６ｂエアフィルタ部、１６ｃ循環ポンプ部、２０水道水供給部、２２水道水供給経路部、２４分岐栓部、２６第１供給経路部、２８第２供給経路部、３０浄水排出経路部、３２浄水排出弁部、３４水素水排出経路部、３６水素水排出弁部、３８酸素排出経路部。

Claims

水道水をろ過して浄水を生成するフィルタ部と、
前記フィルタ部から排出された前記浄水を貯留し、外部に排出するための浄水排出経路が接続されるタンク部と、
前記フィルタ部から排出された前記浄水に対し、固体高分子電解質を用いて水素水を生成し、前記外部に排出するための水素水排出経路が接続されるＰＥＭ式水素水生成部と、
を備えることを特徴とする水素水生成機能一体型の浄水装置。
請求項１に記載の水素水生成機能一体型の浄水装置において、
前記水素水排出経路は、前記ＰＥＭ式水素水生成部から生成された前記水素水を貯留せずに直接排出する経路であることを特徴とする水素水生成機能一体型の浄水装置。