JP3206849U

JP3206849U - 水素水生成装置

Info

Publication number: JP3206849U
Application number: JP2016003633U
Authority: JP
Inventors: 耕太郎山田
Original assignee: 株式会社ロックス
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2026-07-27

Abstract

【課題】水素水生成装置において、より簡単な構造で水素水を適切な温度に冷却することである。【解決手段】水素水生成装置１０は、予め定められた所定温度に冷却された冷水を貯留するタンク部１２と、タンク部１２から排出された冷水に基づいて水素水を生成し、水素水をタンク部１２内を通過する冷却管路部２２へ流通させるＰＥＭ式水素水生成部２０と、を備え、冷却管路部２２は、タンク部１２内において、管路外側領域が冷水に接触するように設けられていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、水素水生成装置に関する。

近年、健康や美容に効果的であるとして水素水が注目されている。例えば、特許文献１には、原料水を、疎水性材料からなるガス透過膜により原料水流通部と水素ガス流通部とに区画された水素ガス溶解モジュールのその原料水流通部に供給すると共に、その水素ガス溶解モジュールの水素ガス流通部に加圧した水素ガスを供給して、その原料水に水素を溶解させ、その後、その水素ガス溶解モジュールのその原料水流通部から吐出される水素ガスが溶解した原料水を容器に充填して密封し、殺菌処理する水素含有水の製造方法が開示されている。

特開２０１０−２７４１８１号公報

上記特許文献１のように原料水を用いて水素含有水を製造する方法は開示されているが、水素濃度を高めることは考慮されているものの飲料用の水素水として適切な温度に冷却するような構造は開示されていない。

本考案の目的は、より簡単な構造で水素水を適切な温度に冷却することを可能とする水素水生成装置を提供することである。

本発明に係る水素水生成装置は、予め定められた所定温度に冷却された冷水を貯留するタンク部と、前記タンク部から排出された前記冷水に基づいて水素水を生成し、前記タンク部内を通過する冷却管路へ前記水素水を流通させるＰＥＭ式水素水生成部と、を備え、前記冷却管路は、前記タンク部内において、管路外側領域が前記冷水に接触するように設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る水素水生成装置において、前記冷却管路は、高熱伝導率の材質で構成されていることが好ましい。

また、本発明に係る水素水生成装置において、前記冷却管路は、前記冷水に接触する前記管路外側領域の面積が所定値となるように予め形成されていることが好ましい。

本考案によれば、冷却管路を流通する水素水が冷水によって冷却される。これにより、より簡単な構造で水素水を適切な温度に冷却することができる。

本考案に係る実施形態の水素水生成装置の斜視図である。本考案に係る実施形態の水素水生成装置において、冷却管路部が設けられる空間で切断された場合の平面図である。

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、水素水生成装置１０の斜視図である。図２は、水素水生成装置１０において、冷却管路部２２が設けられる空間で切断された場合の平面図である。

水素水生成装置１０は、冷水を用いて生成された水素水を適切な温度に冷却する装置である。水素水生成装置１０は、タンク部１２と、冷水排出弁部１４と、水素水排出弁部１６と、循環ポンプ部１８と、ＰＥＭ式水素水生成部２０と、冷却管路部２２とを備えている。

タンク部１２は、上部（上流側）に設置されるボトル等から供給される水を貯留する機能を有する。また、タンク部１２は、下部（下流側）に接続された流通管を介して冷水排出弁部１４が接続されている。ユーザーが冷水を飲む場合に冷水排出弁部１４を操作することでタンク部１２内から冷水が排出される。

タンク部１２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るために、冷水用サーモスタットが設けられている。これにより、タンク部１２内に貯留された水が一定の温度（例えば４℃〜１２℃）に保たれる。

タンク部１２において、ボトルから供給される水はボトル内に設置されたフィルタによって浄化してもよく、タンク部１２内に設置したフィルタを用いて浄化してもよい。タンク部１２は、適度な強度を有する材質で構成されており、例えば、ステンレスを用いて構成することができる。

タンク部１２内の中央部付近には、タンク内において冷却管路部２２が配置される領域を分離するための皿状の分離部２４が設けられている。分離部２４により、タンク内は２つの領域に分けられるが、分離部２４には貫通孔が形成されており、冷水はタンク部１２内の２つの領域を行き来できる状態となっている。分離部２４は、適度な強度を有する材質、例えば、ＡＰＰ（アタクチックポリプロピレン）で構成することができる。

循環ポンプ部１８は、上流側にタンク部１２に接続される第１流通部２６に連通され、下流側にＰＥＭ式水素水生成部２０に接続される第２流通部２８に連通される。第１流通部２６及び第２流通部２８は、適度な柔軟性を有する材質、例えば、ナイロンチューブを用いて構成することができる。

循環ポンプ部１８は、図示しない制御装置によって制御され、作動した際にはタンク部１２内から冷水を排出させ、第１流通部２６及び第２流通部２８を介してＰＥＭ式水素水生成部２０に流入させ、ＰＥＭ式水素水生成部２０により生成された水素水を第３流通部３０に送り出す機能を有するポンプである。

ＰＥＭ式水素水生成部２０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２０は、上流側に第２流通部２８が接続され、下流側に第３流通部３０が接続されている。第３流通部３０は、適度な柔軟性を有する材質、例えば、ナイロンチューブを用いて構成することができる。

ＰＥＭ式水素水生成部２０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２０は、上流側に第２流通部２８が接続され、下流側に第３流通部３０が接続されている。

ＰＥＭ式水素水生成部２０は、電解部２０ａと、エアフィルタ部２０ｂと、循環部２０ｃとを備える。ＰＥＭ式水素水生成部２０は、タンク部１２から排出された冷水に対し、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２０ａ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流通部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２０ａ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２０ａ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２０ｂ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図示しない酸素排出流路を介して外部に排出される。

エアフィルタ部２０ｂは、カーボン粉末等のろ過材により、電解部２０ａ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２０ｂの下流側には、循環部２０ｃが接続され、水素ガスを流入させている。

循環部２０ｃは、エアフィルタ部２０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。循環部２０ｃの下流側には、第３流通部３０が接続されている。

第３流通部３０の下流側には、冷却管路部２２が接続されている。冷却管路部２２は、管路外側領域がタンク部１２内の冷水に接触するように設けられている。具体的には、図１に示されるように、所定の面積の円を描くように複数回巻回して長さを調整し、水素水を所定の温度まで冷却するように計算されて、冷水との接触面積を増加させた管路である。ここでは、円を描くように複数回巻回するものとして説明したが、円に限らず四角形などの多角形であってもよい。

冷却管路部２２は、所定の熱伝導率以上の高い熱伝導率の材質で構成することが好ましく、ここではステンレスを用いて構成されているものとして説明する。冷却管路部２２は、柔軟性を有する第１流通部２６、第２流通部２８、第３流通部３０とは異なり、硬質材料で構成されているため、金型等を用いて予め形成しておく必要がある。

続いて、上記構成の水素水生成装置１０の作用について説明する。水素水生成装置１０において、タンク部１２内は、水を冷却するためのクーラーが装着されているため、冷水の温度が４℃〜１２℃の間で保たれている。

水素水を生成する場合、循環ポンプ部１８が作動して、タンク部１２から冷水が排出され、第１流通部２６及び第２流通部２８を通過したり、ＰＥＭ式水素水生成部２０や第３流通部３０を通過した際に外部の温度との熱交換により温度が上昇してしまう可能性がある。換言すれば、冷却された水素水ではなく、ぬるい水素水になってしまうという課題がある。

しかしながら、水素水生成装置１０によれば、第３流通部３０の下流側には冷却管路部２２が接続されており、冷却管路部２２はタンク部１２内において管路外側領域がタンク部１２内の冷水に接触するように設けられている。これにより、タンク部１２内の冷水との熱交換により、冷却管路部２２内の水素水が冷却される。また、冷却管路部２２は、予め水素水の温度が所定の温度まで冷却されることを見越して外形が形成されているため、水素水が適切な温度まで冷却される。

したがって、ユーザーが水素水を飲む際に水素水排出弁部１６を操作すると、冷却管路部２２を通って冷却された水素水を飲むことができる利点がある。このように、水素水生成装置１０によれば、タンク部１２内に貯留される冷水を用いて水素水を冷却しているため、タンク部１２内に冷却管路部２２を設置するだけでよく、簡単な構造で水素水を冷却することができる。

１０水素水生成装置、１２タンク部、１４冷水排出弁部、１６水素水排出弁部、１８循環ポンプ部、２０ＰＥＭ式水素水生成部、２０ａ電解部、２０ｂエアフィルタ部、２０ｃ循環部、２２冷却管路部、２４分離部、２６第１流通部、２８第２流通部、３０第３流通部。

Claims

予め定められた所定温度に冷却された冷水を貯留するタンク部と、
前記タンク部から排出された前記冷水に基づいて水素水を生成し、前記タンク部内を通過する冷却管路へ前記水素水を流通させるＰＥＭ式水素水生成部と、
を備え、
前記冷却管路は、前記タンク部内において、管路外側領域が前記冷水に接触するように設けられていることを特徴とする水素水生成装置。
請求項１に記載の水素水生成装置において、
前記冷却管路は、高熱伝導率の材質で構成されていることを特徴とする水素水生成装置。
請求項１または請求項２に記載の水素水生成装置において、
前記冷却管路は、前記冷水に接触する前記管路外側領域の面積が所定値となるように予め形成されていることを特徴とする水素水生成装置。