JP6255061B2 - 水素水供給装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば飲用に用いられる水素水を生成する水素水生成装置及び水素水生成方法に関するものである。
従来、飲用に適した水素水生成装置が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。このような水素水生成装置としては、水道水をフィルター濾過して高純度水とし、この高純度水を原水として使用している。
また、原水として容器に入った水を原水として使用する水素水生成装置もある（例えば特許文献２参照）。例えば図１に示すように、このような水素水生成装置１０００では、水の入った容器１００１から供給される水を一旦フィルター部１００３でろ過して高純度水とし、当該高純度水を原水として電解槽１００４に供給する。
電解槽１００４では、陰極で水素を含有する水素水を生成し、貯留タンク１００６に供給し、貯留タンク１００６に水素水が貯留される。貯留タンク１００６では、紫外線を照射するＵＶ照射部１００７により、雑菌の繁殖が抑制される。
そして水素水が操作部１００９を介したユーザの操作に応じて、水素水供給口１０１０から水素水が供給される。一方、電解槽１００４の陽極において生成された酸素を含む酸素水には、酸素として酸素ガス及び人体に有害なオゾンガスが含まれている。そこで酸素水は、オゾン除去部１０１１に供給され、オゾンガスを除去した上で排出ボトル１０２０に排出される。なお、水素水生成装置１０００では、制御部１００５の制御により一連の処理が実行される。
ところで、かかる水素水生成装置では、容器内に入れられた水が当該容器内で一定時間以上滞留することになるため、細菌が繁殖しやすいという問題があった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、容器内における細菌の繁殖を抑制できる水供給装置、水素水供給装置及び水素水生成方法を提供するものである。
かかる課題を解決するため、本発明の水素水供給装置は、
水素を含有する水素水を供給する水素水生成装置であって、
水道に接続されていない水を貯留する容器と、
前記容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を生成し、陽極から酸素を生成する電解槽と、
前記容器に入った水を前記電解槽に供給する第１の配管と、
前記陰極から生成される水素を含有する水素水を排出する水素水排出部と、
前記陽極から生成された酸素を含有する水を戻り水として前記容器に戻す第２の配管と、
前記第１の配管と前記第２の配管とをバイパスするバイパス管と、
前記第１の配管又は前記第２の配管における前記バイパス管よりも前記容器側に設けられ、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に対してＵＶ（UltraViolet）を照射するＵＶ照射部と、
前記電解槽から前記水素水を排出しているときに、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に前記ＵＶを照射させ、
前記電解槽から前記水素水を排出していないときに、前記第１の配管から前記バイパス管、前記第２の配管を通過させることにより前記容器内の水に前記ＵＶを照射させ、ＵＶ照射後の水を前記容器内に戻すよう制御する制御部と
を有することを特徴とする。
水素を含有する水素水を供給する水素水生成装置であって、
水道に接続されていない水を貯留する容器と、
前記容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を生成し、陽極から酸素を生成する電解槽と、
前記容器に入った水を前記電解槽に供給する第１の配管と、
前記陰極から生成される水素を含有する水素水を排出する水素水排出部と、
前記陽極から生成された酸素を含有する水を戻り水として前記容器に戻す第２の配管と、
前記第１の配管と前記第２の配管とをバイパスするバイパス管と、
前記第１の配管又は前記第２の配管における前記バイパス管よりも前記容器側に設けられ、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に対してＵＶ（UltraViolet）を照射するＵＶ照射部と、
前記電解槽から前記水素水を排出しているときに、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に前記ＵＶを照射させ、
前記電解槽から前記水素水を排出していないときに、前記第１の配管から前記バイパス管、前記第２の配管を通過させることにより前記容器内の水に前記ＵＶを照射させ、ＵＶ照射後の水を前記容器内に戻すよう制御する制御部と
を有することを特徴とする。
本発明は、容器内における細菌の繁殖を抑制できる水素水供給装置を実現できる。
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図２に示す１は、全体として水素水生成装置を示している。水素水生成装置１は、図示しないＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される制御部２が水素水生成装置１の全体を統括的に制御するようになされている。
図２に示す１は、全体として水素水生成装置を示している。水素水生成装置１は、図示しないＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される制御部２が水素水生成装置１の全体を統括的に制御するようになされている。
容器３は、予めフィルターなどによってろ過された高純度水が入っている。高純度水としては、特に制限はないが、有機物やカルシウム、マグネシウムなどの硬度成分が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。伝導度としては５０μＳ／ｃｍ以下であることが好ましい。このような高純度水を原水として用いることにより、フィルターを設置することなく電極や配管の石灰化（スケール化）を防止できると共に、飲用水として適した水素水を提供することが可能となる。
電解槽４としては、高純度水を電気分解して水素を含有する水素水を生成できる構成であればよく、特に制限はない。例えば電解槽４の断面を示す図３に示すように、透水性の陽極４４及び陰極４３の間に固形の電解質としてイオン交換樹脂を充填し、陽極４４に隣接して酸素透過性の隔膜４６（例えばフッ素系カチオン交換膜）を設けた３槽式の構成を有する電解槽４を用いることができる。
この電解槽４は、電解槽４の底面近傍にカソード室５１に対して原水が供給される第１の原水供給口４１が設けられ、同じく電解槽４の底面近傍にアノード室５２に対して原水が供給される第２の原水供給口４２が設けられている。また、電解槽４の天面に水素水を排出する水素水排出口４８と、同じく電解槽４の天面に酸素水を排出する酸素水排出口４９が設けられている。
第１の原水供給口４１及び水素水排出口４８と、第２の原水供給口４２及び酸素水排出口４９とはそれぞれ対角線上に設けられており、原水供給口４１及び４２から供給された原水が電気分解されると共に、気体である水素及び酸素は上側に移動して、水素水排出口４８及び酸素水排出口４９から効率良く排出され、高濃度の水素水及び酸素水として排出することができる。なお、本明細書において、酸素とは酸素ガス（Ｏ２）及びオゾンガス（Ｏ３）を含むものとする。この電解槽の詳細は、特許文献１に記載されている。なお、電解槽としては、高純度水を電気分解できればよく、他の構成のものを用いることができる。例えば特許文献３（特許第４６０１６１２号）に記載の電解槽を用いてもよい。
水素水排出口４８から供給された水素水は、配管を介して貯留タンク６に供給される。貯留タンク６には、水位センサ（図示せず）が設置されており、制御部２は、貯留タンク６内の水素水の残量に応じて容器３から電解槽４へ原水を供給し、電解槽４を稼働させる。貯留タンク６の内部には、紫外線を照射するＵＶ（UltraViolet）照射部６Ａが設置されており、定期的又は水素水の供給量などに応じて貯留タンク６の内部に紫外線を照射し、貯留タンク６内部における細菌の繁殖を抑制する。
なお、貯留タンク６は、水素が抜けにくい例えばアルミニウムなどによって形成されていることが好ましい。また、水素水から抜ける水素を再度水に溶け込ませるよう環流させたり、加圧したりすることも可能である。また、貯留されている水素水と水素ガスとを高速旋回させながら混合することにより、貯留電解水中にナノオーダーの気泡を含むナノバブルを含有させる機構を設けることも可能である。この旋回槽の構成は、例えば特許文献４（特開２０１５−１００７３５号）に記載されている。この旋回槽では、電気分解によって発生した水素のうち、電気分解後の水に溶解しなかった水素を一旦分離し、再度含有させて旋回することにより、水素水中の水素濃度を高めることができる。
操作部９は、例えば機械式のコックや電動式のボタンでなる。ユーザによって操作部９が操作されると、貯留タンク６と水素水提供部１０とを接続する配管（図示せず）に設けられた弁が開放され、水素水提供部１０から水素水が提供される。
ところで、容器３内の原水は滞留時間が長く、細菌が繁殖し易い状態にある。特に、原水として高純度水を用いると、水道水と異なり塩素が殆ど含まれていないため、細菌の繁殖速度が速く、短時間で飲用に適さなくなってしまう恐れがある。
そこで、本願発明の水素水生成装置１では、電解槽４のアノード室５２において生成された酸素水を原水の入った容器内部に戻すようにした。
上述したように、容器３内部の水は、高純度水であり、水道水とは異なり塩素が殆ど含まれておらず、細菌が繁殖しやすい。一方、アノード室５２では、酸素ガスと同時にオゾンガスが発生する。このオゾンガスは、殺菌力を有している。従って、アノード室５２で発生する酸素水には酸素ガス及びオゾンガスが溶解している他、アノード室５２では気体としての酸素ガス及びオゾンガスも発生する。
上述したように、電解槽４で発生した酸素水、酸素ガス及びオゾンガスは、効率良く酸素水排出口４９から排出される。酸素水排出口４９には配管１１の一端が接続されており、配管１１の他端１１Ａは、容器３の内部に設置されている。この配管１１は、硬質の樹脂・金属製のものでも構わないが、可撓性のある樹脂製のものが特に好適に使用される。配管１１の他端１１Ａは、容器３の底面に近い位置に配置されることが好ましい。底面近傍に配置された他端１１Ａから酸素水が排出されることにより、原水全体にオゾンガスを行き渡らせることが可能となる。配管１１として、可撓性のある材質の物を使用することにより、容器３内部への配管１１の出し入れが容易になる。
なお、容器３の設置位置については特に制限はなく、電解槽４より上又は下のいずれに設置されても良い。例えば、電解槽４よりも下に容器３が設置される場合には、図２に示したように、配管１２を介してポンプ１９により原水をくみ上げて電解槽４へ供給し、配管１１を介して重力により酸素水を容器３へ排水する。また図示しないが、電解槽４よりも上に容器３が設置される場合には、原水を重力により電解槽４へ供給し、ポンプによりくみ上げて酸素水を容器３に排出する。
このように、酸素水を原水の入った容器内部に戻すようにしたことにより、従来では廃棄されていた酸素水を細菌の繁殖抑制剤として使用できると共に、原水としても再利用できる。この結果、従来の水素水生成装置１０００で使用していたフィルター部１００３、オゾン除去部１０１１及び排出ボトル１０２０（図１）を省略して水素水生成装置１としての構成を簡易にすることができると共に、廃棄される水を無くして原水の使用量を約半分にすることができる。
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。また、各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。
本発明の水素水生成装置（水素水生成装置１）は、
水の入った容器（容器３）と、
前記容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を含有する水素水を、陽極から酸素を含有する酸素水を生成する電解槽（電解槽４）と、
前記水素水を排出する水素水排出部（水素水提供部１０）と、
前記酸素水を前記容器へ供給する酸素水排出部（配管１１）とを有することを特徴とする。
水の入った容器（容器３）と、
前記容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を含有する水素水を、陽極から酸素を含有する酸素水を生成する電解槽（電解槽４）と、
前記水素水を排出する水素水排出部（水素水提供部１０）と、
前記酸素水を前記容器へ供給する酸素水排出部（配管１１）とを有することを特徴とする。
これにより、水素水生成装置は、本来廃棄されていた酸素水を細菌抑制のために使用すると共に原水として再利用することができ、容器の内部における細菌を抑制しつつ原水の使用量を半減できる。また、酸素水を廃棄するための排出ボトルや排出のための配管設置などが不要となり、水素水生成装置としての構成を簡易にすることができる。
一般的に、日本の水道水は塩素（次亜塩素酸）を含有しているため、細菌の繁殖が抑制されている。しかしながら、塩素を含有しない水は、細菌が繁殖し易く、特に開封して空気に触れることで一気に細菌が増殖する恐れがある。特に、容器内では水の滞留時間が長くなる可能性があり、細菌が大増殖する恐れがある。一旦大増殖してしまった細菌を減少するためには、長時間のＵＶ照射を必要とする。
このため、貯留タンクにＵＶ照射部を有していたとしても、水素水の消費が激しく、貯留タンクにおける水素水の滞留時間が短い場合には、十分なＵＶ照射時間を確保することができなくなる。また、フィルターを有さないため、細菌に起因する不純物を取り除くことはできない。本発明では、容器内における細菌の増殖を直接的に抑制できるため、衛生を保つことが可能となる。また、原水の細菌が少なければ、貯留タンクにおける細菌の増殖の恐れも小さくなる。
前記水は、５０μＳ／ｃｍ以下の伝導度の高純度水であることを特徴とする。これにより、電極への不純物の付着を防止できると共に、細菌の繁殖しにくい飲用に適した水素水を提供できる。
水素水生成装置は、前記水素水を貯留する貯留タンク（貯留タンク６）を有し、
前記貯留タンクには、紫外線を照射する紫外線照射部（ＵＶ照射部６Ａ）が備えられている。
前記貯留タンクには、紫外線を照射する紫外線照射部（ＵＶ照射部６Ａ）が備えられている。
これにより、ユーザの操作部９への操作に応じて貯留タンクの内部に貯留された水素水を提供できるため、短時間でユーザの所望する量の水素水を提供できると共に、紫外線の照射により貯留タンク内での細菌の繁殖を抑制できる。また、仮に水素水の内部にオゾンが残留していた場合であっても、貯留タンク内での滞留期間内に水素との反応によってオゾンを不活性化することができ、水素水の安全性を高めることができる。
水素水生成装置において、前記電解槽は、
２槽又は３槽式の電解槽であり、
前記陰極と陽極との間には、酸素を透過する酸素透過膜が設けられていることを特徴とする。
２槽又は３槽式の電解槽であり、
前記陰極と陽極との間には、酸素を透過する酸素透過膜が設けられていることを特徴とする。
これにより、電気分解の際に酸素が陽極側に移動するため、原水に含まれる酸素が電気分解に与える影響を最小限に抑えることができる。
水素水生成装置において、前記電解槽は、
３槽式の電解槽であり、前記陰極（陰極４３）と陽極（陽極４４）との間には、固形電解質としてのイオン交換樹脂槽を有することを特徴とする。
３槽式の電解槽であり、前記陰極（陰極４３）と陽極（陽極４４）との間には、固形電解質としてのイオン交換樹脂槽を有することを特徴とする。
これにより、水素水生成装置は、高純度水を効率良く電気分解することができる。
水素水生成装置において、前記電解槽は、
底面又は底面近傍に設けられ、前記陰極を有するカソード室（カソード室５１）に対して原水が供給される第１の原水供給口（第１の原水供給口４１）と、
天面又は天面近傍において、前記第１の原水供給口と対角の位置に設けられ、前記水素水が排出される水素水排出口（水素水排出口４８）と、
底面又は底面近傍に設けられ、前記陽極を有するアノード室（アノード室５２）に対して原水が供給される第２の原水供給口（第２の原水供給口４２）と、
天面又は天面近傍において、前記第２の原水供給口と対角の位置に設けられ、前記酸素水が排出される酸素水排出口（酸素水排出口４９）とを有することを特徴とする。
底面又は底面近傍に設けられ、前記陰極を有するカソード室（カソード室５１）に対して原水が供給される第１の原水供給口（第１の原水供給口４１）と、
天面又は天面近傍において、前記第１の原水供給口と対角の位置に設けられ、前記水素水が排出される水素水排出口（水素水排出口４８）と、
底面又は底面近傍に設けられ、前記陽極を有するアノード室（アノード室５２）に対して原水が供給される第２の原水供給口（第２の原水供給口４２）と、
天面又は天面近傍において、前記第２の原水供給口と対角の位置に設けられ、前記酸素水が排出される酸素水排出口（酸素水排出口４９）とを有することを特徴とする。
これにより、電解槽の内部での水の循環が効率良くなると共に、水素水には水素ガスが、酸素水には酸素ガス及びオゾンガスが内部に滞留することなく効率良く排出されるため、発生する水素ガス及びオゾンガスを余すことなく利用することができる。
本発明の水素水生成方法では、容器に入った水を原水とし、前記原水を電気分解し、陰極から水素を含有する水素水を、陽極から酸素を含有する酸素水を生成し、
前記水素水を水素水提供部から排出し、
前記酸素水を前記容器へ戻すことを特徴とする。
前記水素水を水素水提供部から排出し、
前記酸素水を前記容器へ戻すことを特徴とする。
これにより、酸素水によって容器内部の細菌の繁殖を抑制できると共に、酸素水を原水として再利用できる。
なお、上述した第１の実施の形態においては、原水として高純度水を使用するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば容器に入った水道水やミネラルウォータなどを原水として使用することもできる。もちろん、原水をそのまま電気分解してもよいが、例えば前記容器と前記電解槽との間に、フィルター部を設けて不純物を除去し、高純度水を電気分解するようにしても良い。この場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。また不純物として、複数回の電気分解によって濃縮された酸素を取り除くため、フィルター部としてオゾンや酸素（オゾンガス及び酸素ガス）などを除去するフィルターを用いることもできる。
また、容器に蓋などを取り付け、ほぼ密閉状態にすることも可能である。この状態で酸素水を排出することにより、容器内部の空気が効果的に殺菌され、空気からの新たな細菌の混入を最小限に抑制できる。この場合、容器内の圧力が高くなりすぎないよう、所定以上の圧力を逃がす圧力調整機構を設けることが好ましい。
また、上述した第１の実施の形態においては、貯留タンク６を設け、その内部にＵＶ照射部６Ａを設けるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、貯留タンク及びＵＶ照射部は必須ではない。また、例えば前記容器及び前記電解槽の間に、紫外線を照射するＵＶ照射部を設けるようにしても良い。容器としては、特にその構成は制限されるものではないが、一般的にプラスチック製の容器が使用されることが多い。プラスチック製の容器は、紫外線の照射により劣化する恐れがある。このため、容器に対して紫外線を照射することは好ましくない。また、容器は水の残量が分かるように透明な樹脂材料が用いられることが好ましい。このような状況から、容器内部の水に対して紫外線の照射により細菌の繁殖を抑制することは困難である。オゾンガスは、電気分解の際に分離される上、水素によって分解されるため、水素水には残留せず、水素水としての安全性を確保しつつ、容器内の水の衛生を保つことが可能となる。
さらに、上述した第１の実施の形態においては、容器としての容器３と、電解槽としての電解槽４と、水素水排出部としての水素水提供部１０と、他端１１Ａとしての酸素水排出部とによって水素水生成装置としての水素水生成装置１を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成による容器と、電解槽と、水素水排出部と、酸素水排出部とによって本発明の水素水生成装置を構成しても良い。
また、上述した実施の形態においては、酸素を含む酸素水を容器３内に戻すようにしたが、酸素のみ（水なし）を容器３に戻すようにしてもよい。この場合であっても、酸素に含むオゾンガスの殺菌効果により、容器３における細菌の繁殖を抑制することができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について、図４〜図６を用いて説明する。図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態とは、フィルタ部１２０を有する点と、容器１０３に戻す戻り水に対してＵＶを照射する点が異なっている。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と対応する箇所に１００を附して示し、同一部分についての説明を省略する。また、電解槽１０４の詳細構成については、第１の実施の形態と同様である。
次に、第２の実施の形態について、図４〜図６を用いて説明する。図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態とは、フィルタ部１２０を有する点と、容器１０３に戻す戻り水に対してＵＶを照射する点が異なっている。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と対応する箇所に１００を附して示し、同一部分についての説明を省略する。また、電解槽１０４の詳細構成については、第１の実施の形態と同様である。
図４に示すように、水素水生成装置１０１の制御部１０２は、ポンプ１１９を制御することにより、配管１１２の吸上口１１２Ａを介して容器１０３から原水をくみ上げ、フィルタ部１２０に供給する。なお、図示しないが、ポンプ１１９、コントロールバルブ１２１、ＵＶ照射部１２２は、制御部１０２の制御によって駆動する。
フィルタ部１２０は、例えばＲＯ膜（Reverse Osmosis Membrane）でなる濾過装置であり、ろ過することにより一部をフィルタ水として電解槽１０４に供給する一方、残りを配管１１１を介して容器１０３に戻す。
電解槽１０４は、供給されるフィルタ水を電気分解し、カソード室５１（図３）から供給される水素水を貯留タンク１０６へ供給する。また、電解槽１０４は、アノード室５２から供給される酸素水を戻り水として配管１１１に供給する。
すなわち、図５に示すように、配管１１１の排出口１１１Ａを介して容器１０３に戻される戻り水としては、フィルタ部１２０によってろ過されなかった未濾過水と、酸素水とが含まれることになる。
配管１１１には、ＵＶ照射部１２２が設置されており、戻り水はＵＶ照射部１２２により殺菌され、ほぼ無菌の状態で戻り口１１１Ａから容器１０３へと戻される。なお、図示しないが、ＵＶ照射部１２２としては、取り囲むようにＵＶランプの周囲を水に通過させることにより、ＵＶランプから至近距離でＵＶを照射する構成のものを使用することが好ましい。
このようにして、ユーザによって操作部１０９が操作されると、貯留タンク１０６と水素水提供部１１０とを接続する配管（図示せず）に設けられた弁が開放され、水素水提供部１１０から水素水が提供されると共に、戻り水殺菌処理が実行される。
かかる構成に加えて、本実施の形態の水素水生成装置１０１では、コントロールバルブ１２１による経路変更により、容器１０３内の原水を循環させながらＵＶ照射部１２２で殺菌する循環殺菌処理を実行するようになされている。
上述したように、水素水を配管１１１及び１１２は、フィルタ部１２０に接続されており、水素水提供部１１０から水素水が供給される際、ポンプ１１９によるくみ上げにより、配管１１２からフィルタ部１２０に原水が供給されると共に、配管１１１を通って戻り水が容器１０３に戻る。
配管１１１及び１１２間には、これらを繋ぐバイパス配管１２３が接続されており、配管１１２とバイパス配管１２３とが分岐する位置に、コントロールバルブ１２１が設けられている。コントロールバルブ１２１は、切替弁を有しており、一方の経路を開通させると共に、他方の経路を閉じるようになされている。
言い換えると、水素水生成装置１０１は、配管経路として、配管１１２からフィルタ部１２０に原水が供給され、配管１１１を通って戻り水を容器１０３へ戻す供給経路と、配管１１２からくみ上げた原水をバイパス配管１２３を介して配管１１１へ通し、循環水として容器１０３へ戻すことにより、容器１０３内の原水を循環させる循環経路とを有している。そして、供給経路及び循環経路は、配管１１２のバイパス配管１２３との分岐点より上流側、並びに配管１１１のバイパス配管１２３の分岐点より下流側が供給経路及び循環経路の共通部分となっており、この共通部分にＵＶ照射部１２２が設けられる。
水素水生成装置１０１では、水素水が供給されているとき、コントロールバルブ１２１によって配管１１２をオープンにしてバイパス配管１２３をクローズにすることにより、配管１１２とフィルタ部１２０との間を開通させ、原水をフィルタ部１２０へ供給する。
一方、図６に示すように、水素水生成装置１０１は、水素水が供給されていないとき、コントロールバルブ１２１によって配管１１２をクローズにしてバイパス配管１２３をオープンにすることにより、バイパス配管１２３と配管１１１とを開通させ、原水を配管１１１を介して循環水として容器１０３へ戻す。なお、配管１１１におけるバイパス配管１２３とフィルタ部１２０との間には、配管１１１からフィルタ部１２０へ水が流れることを防止する逆止弁が設けられていてもよい。
配管１１１に設けられたＵＶ照射部１２２により、循環水は殺菌されて容器１０３へ戻る。この結果、水素水生成装置１０１は、容器１０３の内部に貯留された原水を循環殺菌処理することができる。なお、水素水生成装置１０１は、制御部１０２のタイマー制御により、所定の待機時間毎に所定の循環時間に亘って（例えば２時間ごとに５分間）循環殺菌するといったように、定期的に循環殺菌処理を行うことが好ましい。もちろん、水素水を供給していない間中ずっと殺菌処理を行ってもよく、例えばボタンを押下したときなど、任意のタイミングで行ったり、これらを適宜選択して複数を組み合わせて行うこともできる。また、例えば外気温に応じて待機時間及び循環時間を設定することもできる。これにより、雑菌の繁殖速度に応じて殺菌処理の間隔及び処理時間を設定でき、雑菌の繁殖を効果的に抑制できる。
なお、上述第２の実施形態では、コントロールバルブ１２１を切り替えることにより、供給経路と循環経路とを切り替えるようにしたが、例えば図７の水素水生成装置１０１Ｘのように、使用するポンプ１１９Ｘ及び１１９Ｙを切り替えることにより、供給経路と循環経路とを切り替えても良い。この場合、循環経路におけるバイパス配管１２３の途中にポンプ１１９Ｘが、供給経路における配管１１２におけるバイパス配管１２３との分岐ポイントより後かつ配管１１１におけるバイパス配管１２３との分岐ポイントより前にポンプ１１９Ｙが配置される。
また、上述第２の実施形態では、供給経路においてフィルタ部１２０に対して原水を供給したが、図８に示すように、電解槽１０４に供給しても良い。この場合、容器１０３内の原水としては、高純度水が用いられることが好ましい。この場合であっても、水殺菌処理（戻り水殺菌処理及び循環殺菌処理）のＷ効果により、容器１０３内の原水における雑菌の繁殖を著しく抑制することができる。
さらに、上述実施形態では、水素水を生成する水素水生成装置に本発明の水殺菌処理を適用したが、例えば図９に示すように、電解槽１０４及び貯留タンク１０６を有さず、容器１０３の原水をそのまま、若しくは特定の成分（例えば水素やミネラル）を添加して供給するウォーターサーバ２０１に対して適用しても良い。この場合であっても、水提供部１１０から水の提供を行わないときに循環殺菌処理を行うことにより、容器１０３内の雑菌の繁殖を抑制するといった本発明の効果を得ることができる。なお、図９の構成においては、戻り水が発生しないが、代わりに水提供部１１０に繋がる配管１１２においてＵＶ照射部１２２を有することにより、配管１１２を介して吸い上げた容器１０３内の水に対して、戻り水殺菌処理と同様の殺菌処理を実行する。これにより、一つのＵＶ照射部１２２によって提供される水及び容器１０３に貯留される水の両方の雑菌を抑制できる。
また、上述第１の実施の形態及び第２の実施の形態の構成を適宜組み合わせて行うことができる。
次に、水殺菌プログラムに従って実行される水殺菌処理手順ＲＴ１について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
制御部１０２は、電源がＯＮにされると、水殺菌処理を開始し、ステップＳＰ１０１へ移る。ステップＳＰ１０１において、制御部１０２は、操作部１０９を監視し、水素水の供給開始指示がなされたか否かについて判別する。ここで肯定結果が得られた場合、このことは水素水を供給する必要があることを表しており、このとき制御部１０２は、次のステップＳＰ１０２へ移る。
ステップＳＰ１０２において、制御部１０２は、配管経路が供給経路になるよう、必要に応じて配管経路を切替えると、次のステップＳＰ１０３へ移る。
ステップＳＰ１０３において、制御部１０２は、ＵＶ照射部１２２及びポンプ１１９をＯＮにして原水の供給を開始することにより、戻り水殺菌処理を開始すると、次のステップＳＰ１０４へ移る。
ステップＳＰ１０４において、制御部１０２は、操作部１０９を監視し、水素水の供給に対する終了指示がなされたか否かについて判別する。ここで否定結果が得られた場合、制御部１０２は、ステップＳＰ１０４に留まり、水素水の供給に対する終了指示を待ち受ける。
ステップＳＰ１０４において、肯定結果が得られると、このことは水素水の供給及び戻り水殺菌処理を停止する必要があるため、次のステップＳＰ１０５へ移る。
これに対して、ステップＳＰ１０１において否定結果が得られた場合、このことは水素水を供給していない待機状態であることを表しており、このとき制御部１０２は、次のステップＳＰ１１０へ移る。
ステップＳＰ１１０において、制御部１０２は、前回循環殺菌処理を行ってから現在までの時間が予め設定された待機時間を超えたか否かについて判別する。ここで否定結果が得られた場合、制御部１０２は、ステップＳＰ１０１へ戻り、水殺菌処理を継続する。
これに対して、ステップＳＰ１１０において肯定結果が得られると、制御部１０２は、次のステップＳＰ１１１へ移る。ステップＳＰ１１１において、制御部１０２は、配管経路が循環経路になるよう、必要に応じて配管経路を切替えると、次のステップＳＰ１１３へ移る。
ステップＳＰ１１３において、制御部１０２は、ＵＶ照射部１２２及びポンプ１１９をＯＮにして原水の供給を開始することにより、循環殺菌処理を開始すると、次のステップＳＰ１１４へ移る。
ステップＳＰ１１４において、制御部１０２は、循環殺菌処理を開始してから現在までの時間が、予め設定された所定の循環時間を超えたか否かについて判別する。ここで否定結果が得られた場合、ステップＳＰ１１４に留まり、循環時間を終了するまで循環殺菌処理を継続する。
これに対してステップＳＰ１１４で肯定結果が得られた場合、このことは循環殺菌処理を終了する必要があるため、このとき制御部１０２は、次のステップＳＰ１０５へ移る。
ステップＳＰ１０５において、制御部１０２は、ＵＶ照射部１２２及びポンプ１１９をＯＦＦにして原水の供給及び戻り水又は循環水の殺菌を停止すると、次のステップＳＰ１２０へ移る。
ステップＳＰ１２０において、制御部１０２は、電源がＯＦＦになったか否かを確認し、否定結果が得られた場合、ステップＳＰ１０１へ戻って水殺菌処理を継続する。
これに対してステップＳＰ１２０で肯定結果が得られた場合、制御部１０２は、終了ステップへ移って処理を終了する。
このように、水素水生成装置１０１の制御部１０２は、水素水の供給をしていないときに、定期的に容器１０３の原水を循環殺菌するようになされている。
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。また、各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。
以上の構成によれば、水供給装置（水素水生成装置１０１，ウォーターサーバ２０１）は、
水の入った容器と、
容器に入った水を吸い上げる配管（配管１１２）と、
水を吸い上げる動力となるポンプ（ポンプ１１９）と、
水を排出する水排出部（水素水提供部１１０）と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部（ＵＶ照射部１２２）とを有することを特徴とする。
水の入った容器と、
容器に入った水を吸い上げる配管（配管１１２）と、
水を吸い上げる動力となるポンプ（ポンプ１１９）と、
水を排出する水排出部（水素水提供部１１０）と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部（ＵＶ照射部１２２）とを有することを特徴とする。
これにより、水供給装置は、容器内における細菌の繁殖を抑制できるため、細菌の繁殖により引き起こされる種々のトラブルを未然に防止できる。
配管は、
水排出部へ繋がる供給経路（配管１１２）と、容器から吸い上げた水を容器へ戻す循環経路（配管１１２及びバイパス配管１２３）と、供給経路と循環経路とを切り替える切替部（コントロールバルブ１２１）とを有し、
細菌抑制部は、
供給経路と循環経路との共通部分に設けられていることを特徴とする。
水排出部へ繋がる供給経路（配管１１２）と、容器から吸い上げた水を容器へ戻す循環経路（配管１１２及びバイパス配管１２３）と、供給経路と循環経路とを切り替える切替部（コントロールバルブ１２１）とを有し、
細菌抑制部は、
供給経路と循環経路との共通部分に設けられていることを特徴とする。
これにより、水供給装置は、切替部による切替により、細菌抑制処理を施した上で、水を排出部へ供給したり、水を容器へ戻したりすることができる。
本発明の水素水供給装置（水素水生成装置１０１）は、
水の入った容器と、
容器に入った水を吸い上げる第１の配管（配管１１２）と、
水を吸い上げる動力となるポンプ（ポンプ１１９）と、
容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を生成し、陽極から酸素を生成する電解槽（電解槽１０４）と、
水素を含有する水素水を排出する水素水排出部（水素水提供部１１０）と、
吸い上げられた水の一部を戻り水として容器に戻す第２の配管（配管１１１）と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部（ＵＶ照射部１２２）とを有することを特徴とする。
水の入った容器と、
容器に入った水を吸い上げる第１の配管（配管１１２）と、
水を吸い上げる動力となるポンプ（ポンプ１１９）と、
容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を生成し、陽極から酸素を生成する電解槽（電解槽１０４）と、
水素を含有する水素水を排出する水素水排出部（水素水提供部１１０）と、
吸い上げられた水の一部を戻り水として容器に戻す第２の配管（配管１１１）と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部（ＵＶ照射部１２２）とを有することを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、一度吸い上げられたことにより細菌が繁殖し易い戻り水を容器内に戻した場合であっても、容器内の水に細菌が繁殖することを抑制できる。
さらに、水素水供給装置は、細菌抑制部を制御する制御部（制御部１０２）を有し、
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部であり、
制御部は、
水素水を排出するときには、
戻り水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させることを特徴とする。
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部であり、
制御部は、
水素水を排出するときには、
戻り水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させることを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、ＵＶを照射するという簡易な手法で細菌の繁殖を抑制できる。
水素水供給装置は、容器内の水をろ過するフィルタ部（フィルタ部１２０）を有し、
第２の配管は、
戻り水として、少なくともフィルタ部によってろ過されなかった濃縮水を容器に戻すことを特徴とする。
第２の配管は、
戻り水として、少なくともフィルタ部によってろ過されなかった濃縮水を容器に戻すことを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、一旦フィルタ部に入ったことにより、雑菌の混入の恐れのある濃縮水を効果的に殺菌した上で容器に戻すことができ、容器内の原水を無駄なく使用することができる。
水素水供給装置は、第１の配管、フィルタ部、第２の配管を通る供給経路と、第１の配管、第１及び第２の配管をバイパスするバイパス管、第２の配管を通る循環経路とを切り替える切替部をさらに有し、
ＵＶは、
供給経路と循環経路との共通部分に設けられ、
制御部は、
水素水を排出するときには、
供給経路からの戻り水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、循環経路からの循環水に対してＵＶを照射させることを特徴とする。
ＵＶは、
供給経路と循環経路との共通部分に設けられ、
制御部は、
水素水を排出するときには、
供給経路からの戻り水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、循環経路からの循環水に対してＵＶを照射させることを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、一つのＵＶによって戻り水及び循環水の両方に対して殺菌処理を行うことができ、構成を簡易にすることができる。
水素水供給装置において、切替部は、
一方の経路に対する弁を開放し、他方の経路に対する弁を閉じることにより、供給経路と循環経路とを切り替え可能なコントロールバルブであることを特徴とする。
一方の経路に対する弁を開放し、他方の経路に対する弁を閉じることにより、供給経路と循環経路とを切り替え可能なコントロールバルブであることを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、コントロールバルブを用いた弁の切替により、供給経路と循環経路とを確実に切り替えることができる。
水素水供給装置は、細菌抑制部を制御する制御部を有し、
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部と、酸素を含有する酸素水を容器に供給する酸素水供給部とからなり、
制御部は、
水素水を排出するときには、
容器に対して戻り水として少なくとも酸素水を供給すると共に、当該酸素水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させることを特徴とする。
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部と、酸素を含有する酸素水を容器に供給する酸素水供給部とからなり、
制御部は、
水素水を排出するときには、
容器に対して戻り水として少なくとも酸素水を供給すると共に、当該酸素水にＵＶを照射させ、
水素水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させることを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、水素水の排出時には殺菌効果のある酸素水を容器内に戻すことができ、水素水を排出していないときには、容器内の水を吸い上げて殺菌することができ、殺菌効果を増大させることができる。
水素水供給装置において、電解槽は、
底面又は底面近傍に設けられ、陰極を有するカソード室に対して原水が供給される第１の原水供給口と、
天面又は天面近傍において、第１の原水供給口と対角の位置に設けられ、水素水が排出される水素水排出口と、
底面又は底面近傍に設けられ、陽極を有するアノード室に対して原水が供給される第２の原水供給口と、
天面又は天面近傍において、第２の原水供給口と対角の位置に設けられ、酸素水が排出される酸素水排出口とを有することを特徴とする。
底面又は底面近傍に設けられ、陰極を有するカソード室に対して原水が供給される第１の原水供給口と、
天面又は天面近傍において、第１の原水供給口と対角の位置に設けられ、水素水が排出される水素水排出口と、
底面又は底面近傍に設けられ、陽極を有するアノード室に対して原水が供給される第２の原水供給口と、
天面又は天面近傍において、第２の原水供給口と対角の位置に設けられ、酸素水が排出される酸素水排出口とを有することを特徴とする。
これにより、水素水供給装置は、酸素を効果的に取り出して容器に戻すことができ、容器内の細菌の繁殖を抑制できる。
水供給装置は、水の入った容器と、
容器に入った水を吸い上げる動力となるポンプと、
水を排出する水排出部と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部と、
細菌抑制部を制御する制御部を有し、
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部であり、
制御部は、
水を排出するときには、
吸い上げた水にＵＶを照射した後、水排出部に供給し、
水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させるた後、容器に水を戻すことを特徴とする。
容器に入った水を吸い上げる動力となるポンプと、
水を排出する水排出部と、
容器内の水における細菌の繁殖を抑制する細菌抑制部と、
細菌抑制部を制御する制御部を有し、
細菌抑制部は、
UV（UltraViolet）を照射するUV照射部であり、
制御部は、
水を排出するときには、
吸い上げた水にＵＶを照射した後、水排出部に供給し、
水を排出していないときには、
容器内の水を吸い上げてＵＶを照射させるた後、容器に水を戻すことを特徴とする。
これにより、水供給装置は、容器内の水を殺菌処理できるため、容器内で細菌が繁殖することによる種々のトラブルを未然に防止できる。
本発明は、例えば家庭やオフィスなどに設置される水素水生成装置に適用することができる。
１ ：水素水生成装置
２ ：制御部
３ ：容器
４ ：電解槽
６ ：貯留タンク
６Ａ，１２２：ＵＶ照射部
９ ：操作部
１０ ：水素水提供部
１１，１２：配管
１１Ａ ：他端
１９，１１９：ポンプ
４１ ：第１の原水供給口
４２ ：第２の原水供給口
４３ ：陰極
４４ ：陽極
４６ ：隔膜
４８ ：水素水排出口
４９ ：酸素水排出口
５１ ：カソード室
５２ ：アノード室
１２０ ：フィルタ部
１２１ ：コントロールバルブ
１２３ ：バイパス管
２ ：制御部
３ ：容器
４ ：電解槽
６ ：貯留タンク
６Ａ，１２２：ＵＶ照射部
９ ：操作部
１０ ：水素水提供部
１１，１２：配管
１１Ａ ：他端
１９，１１９：ポンプ
４１ ：第１の原水供給口
４２ ：第２の原水供給口
４３ ：陰極
４４ ：陽極
４６ ：隔膜
４８ ：水素水排出口
４９ ：酸素水排出口
５１ ：カソード室
５２ ：アノード室
１２０ ：フィルタ部
１２１ ：コントロールバルブ
１２３ ：バイパス管
Claims (6)
- 水素を含有する水素水を供給する水素水生成装置であって、
水道に接続されていない水を貯留する容器と、
前記容器に入った水を原水として当該原水を電気分解し、陰極から水素を生成し、陽極から酸素を生成する電解槽と、
前記容器に入った水を前記電解槽に供給する第１の配管と、
前記陰極から生成される水素を含有する水素水を排出する水素水排出部と、
前記陽極から生成された酸素を含有する水を戻り水として前記容器に戻す第２の配管と、
前記第１の配管と前記第２の配管とをバイパスするバイパス管と、
前記第１の配管又は前記第２の配管における前記バイパス管よりも前記容器側に設けられ、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に対してＵＶ（UltraViolet）を照射するＵＶ照射部と、
前記電解槽から前記水素水を排出しているときに、前記第１の配管又は前記第２の配管を通る水に前記ＵＶを照射させ、
前記電解槽から前記水素水を排出していないときに、前記第１の配管から前記バイパス管、前記第２の配管を通過させることにより前記容器内の水に前記ＵＶを照射させ、ＵＶ照射後の水を前記容器内に戻すよう制御する制御部と
を有することを特徴とする水素水供給装置。 - 前記水素水供給装置は、
不純物を除去するフィルターを有さない
ことを特徴とする請求項１に記載の水素水供給装置。 - 前記第１の配管と前記電解槽との間に設けられ、前記容器から供給される水をろ過するフィルタ部を有し、
前記第２の配管は、
前記戻り水として、フィルタによってろ過されなかった濃縮水を前記容器に戻す
ことを特徴とする請求項１に記載の水素水供給装置。 - 前記制御部は、
前記第１の配管及び前記バイパス管の分岐点近傍に設けられ、一方の経路に対する弁を開放し、他方の経路に対する弁を閉じることにより、前記水が通る経路を前記第１の配管及び前記バイパス管とを切り替え可能なコントロールバルブを切替えるよう制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の水素水供給装置。 - 前記容器内に貯留された水は、
５０μＳ／ｃｍ以下の伝導度の高純度水である
ことを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の水素水供給装置。 - 前記ＵＶ照射部は、前記第２の配管における前記バイパス管よりも容器側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の水素水供給装置。
Priority Applications (2)
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