JP5986718B2 - 水素水製造装置及び水素水製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2に係る水素水生成器においては、マグネシウムを封入したセラミックケースに水が効率的に侵入しないため、十分な水素が発生せず、水素が豊富に溶解した水素水を短時間で生成することが困難であるという問題があった。
また、セラミックケースの浸水性を向上させた場合、水素生成反応の生成物である水酸化マグネシウムがセラミック容器から飲料水中に漏れ出す虞があった。
図1は、本実施の形態に係る水素水製造装置の一構成例を模式的に示した側断面図である。本発明の実施の形態に係る水素水製造装置は、水素化マグネシウム24の加水分解により水素を発生させる水素発生部2と、貯留した水に水素を溶解させるための圧力容器(容器)1とを備え、水素発生部2及び圧力容器1は、フッ素樹脂製の水素供給管6で接続されている。水素供給管6の途中には、水素発生部2で発生した水素を脱臭する脱臭部3が介装されている。なお、脱臭部3は必須の構成は無く、水素水の匂いを問題としない場合は脱臭部3を設ける必要は無い。
第2水素供給管62の他端は圧力容器1に接続されている。水素発生部2で発生した水素が脱臭槽の下部から流入し、脱臭部材を通流する過程で脱臭され、脱臭された水素は脱臭槽の上部から圧力容器1へ流出する。また、脱臭槽の入口側及び出口側にそれぞれ脱臭槽入側開閉弁31及び脱臭槽出側開閉弁32が設けられている。脱臭槽入側開閉弁31及び脱臭槽出側開閉弁32を閉鎖することによって、脱臭部3を保管する場合に脱臭槽を密閉状態にして雑菌などが侵入することを防止することができる。また、脱臭槽の適宜箇所には、水素発生部2及び脱臭部3に残留する空気をパージするための配管が接続され、該配管にはパージ弁33が設けられている。
圧力容器1の下部には、圧力容器1に貯留された水に水素が溶解してなる水素水を外部へ供給するための出口が形成されており、該出口には水素水供給弁14が設けられている。水素水供給弁14には、フッ素樹脂製の水素水供給管7の一端が接続され、水素水供給管7の他端には水素水取出部5が設けられている。また、水素水供給管7の途中には、水素水を減圧させるレギュレータ4が介装されている。水素水取出部5は、例えば、レギュレータ4で減圧した水素水を更に減圧して出力する水銃である。水銃は、水素水の取り出し量を調整することができるレバーを有する。
圧力容器1の外側に残量計17が設けられている。残量計17は、圧力容器1内部と連通する透明の管である。該管の内部に流入した水又は水素水の水面を目視することで、圧力容器1に貯留されている水素水の残量を確認することができる。
まず水素水製造装置の各弁が閉じる(ステップS1)。そして、排気弁13及び注水弁12を開き、満水になるまで圧力容器1に注水を行う(ステップS2)。なお、圧力容器1の蓋部を取り外して、圧力容器1の開口から注水を行っても良い。
補充的に製造した水素水の取り出し方法は、上述の通りである。補充的に製造した水素水を9L使用して圧力容器1内の水素水の量が1Lになると、図4Eに示すように、上部の空間の容量は12.5Lとなり、水に溶解せずに残った水素は約1265.5mg、気相の圧力は0.093MPaになる。
以下、同様にして注水を繰り返すことによって、水素水を製造及び使用することができる。
更に、脱臭部3を備え、水素供給管6及び水素水供給管7をフッ素樹脂で形成しているため、臭気の認められない水素水を製造することができる。
変形例に係る水素水製造装置は、各弁を電磁弁などで構成し、各弁の動作を制御する制御回路を更に備える。他の構成は、実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図5は、変形例に係る制御装置の一構成例を示したブロック図である。制御装置の各構成部の動作を制御する制御部101は、例えばCPU(Central Processing Unit)を備えたコンピュータである。制御部101には、バスを介してROM102と、RAM103と、その他の記憶部104と、計時部105と、クエン酸水溶液供給部106と、水素化マグネシウム投入部127と、水位検出部108と、インタフェース部109とが接続されている。
RAM103は、制御部101の演算処理を実行する際に生ずる各種データやコンピュータの動作に必要な制御プログラムを一時記憶するDRAM、SRAM等の揮発性メモリである。
記憶部104は、水素水製造装置を動作させるために必要なコンピュータプログラムを記憶したハードディスク、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である
計時部105は、水素水を製造する際に各弁を開閉するタイミングを計時するための回路部品である。
クエン酸水溶液供給部106は、例えば、クエン酸水溶液25を収容する収容部を備える。該収容部と、水素発生部2の容器とは配管で接続されており、該配管には図示しない開閉弁が介装されている。該開閉弁は、制御部101からの制御命令に従って開閉し、収容部内のクエン酸水溶液25が水素発生部2へ供給されるように構成されている。
水素化マグネシウム投入部107は、例えば、水素化マグネシウム24のタブレットを収容するタブレット収容部を備える。該タブレット収容部と、水素発生部2の容器とはゲートを介して連通している。ゲートは、制御部101からの制御命令に従ってゲートを開閉させ、必要量の水素化マグネシウム24を水素発生部2へ投入できるように構成されている。
水位検出部108は、例えば、圧力容器1内の水位を検出するためのフロートを備え、該フロートの位置を検出することによって水位を検出し、検出結果を制御部101へ出力するように構成してある。
インタフェース部109には、水素供給弁21、脱臭槽入側開閉弁31、脱臭槽出側開閉弁32、パージ弁33、圧力容器開閉弁11、注水弁12、排気弁13、及び水素水供給弁14が接続されている。制御部101は、インタフェース部109を介して制御信号を出力することによって、各弁の開閉を制御する。
2 水素発生部
3 脱臭部
4 レギュレータ
5 水素水取出部
6 水素供給管
7 水素水供給管
8 注水管
9 切替弁
11 圧力容器開閉弁
12 注水弁
13 排気弁
14 水素水供給弁
15 圧力計
16 安全弁
17 残量計
18 逆止弁
21 水素供給弁
22 圧力計
23 安全弁
24 水素化マグネシウム
25 クエン酸水溶液
31 脱臭槽入側開閉弁
32 脱臭槽出側開閉弁
33 パージ弁
61 第1水素供給管
62 第2水素供給管
101 制御部
104 記憶部
105 計時部
106 クエン酸水溶液供給部
107 水素化マグネシウム投入部
108 水位検出部
Claims (8)
- 貯留した水に水素を溶解させるための圧力容器と、
耐圧容器を有し、水素化マグネシウムの加水分解により水素を発生させる水素発生部と、
該水素発生部で発生した水素を前記圧力容器に供給する水素供給管と、
前記圧力容器に水を注入するための注水管と、
該注水管を開閉する注水弁と、
前記圧力容器に貯留された水に加圧された水素が溶解してなる水素水を外部へ供給する水素水供給管と、
該水素水供給管の途中に介装されており、水素水を減圧させるレギュレータと、
前記水素供給管の途中に介装された逆止弁と、
前記水素水供給管に設けられ、水素水を取り出す水素水取出部と、
前記水素供給管の途中に介装されており、前記水素発生部で発生した水素を脱臭する脱臭部と、
前記圧力容器内に貯留されている水素水の残量を示す残量計と
を備える水素水製造装置。 - 前記水素発生部及び前記脱臭部に残留する空気をパージするためのパージ弁を備える
請求項1に記載の水素水製造装置。 - 前記脱臭部の入口側に設けられた入側開閉弁と、
前記脱臭部の出口側に設けられた出側開閉弁と
を備える請求項1又は請求項2に記載の水素水製造装置。 - 前記水素水取出部は、
前記レギュレータで減圧した水素水を更に減圧して出力する水銃である
請求項1乃至請求項3に記載の水素水製造装置。 - 前記水素発生部及び圧力容器の内圧をそれぞれ計測する圧力計を備える
請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の水素水製造装置。 - 前記水素水供給管に設けられた水素水供給弁を備える
請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の水素水製造装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の水素水製造装置を用いて水素水を製造
する水素水製造方法であって、
略満水になるまで前記圧力容器に水を供給する工程と、
前記水素発生部に水素化マグネシウムと、水又は酸性溶液とを投入する工程と、
前記圧力容器から所定量の水を排出させる工程と
を備える水素水製造方法。 - 水素水が取り出され、水素が残留している前記圧力容器に更に水を注入する工程を備える
請求項7に記載の水素水製造方法。
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