JP6297010B2

JP6297010B2 - 水素水サーバ

Info

Publication number: JP6297010B2
Application number: JP2015138744A
Authority: JP
Inventors: 敏寛岡田
Original assignee: DR'S CHOICE CO., LTD.
Current assignee: DR'S CHOICE CO., LTD.
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: JP2017018896A

Description

本発明は、水素水（水素含有飲料水）を生成し、いつでも自由に飲めるように貯水しておくことができる水素水サーバに関する。

飲料水に水素ガスを溶解させた水素水は、近年、健康飲料として消費が増大しており、いつでも自由に飲むことができるようにするために、水素水を生成し、タンクに貯水しておく水素水サーバ（ウォーターサーバ、ウォーターディスペンサ等とも称される）が提案されている。

従来の水素水サーバは、例えば下記特許文献１に示されているように、ユーザーが無菌処理された飲料水（以下「無菌処理水」という）をガロンボトルのような飲料水容器で購入し、この飲料水容器から必要量の無菌処理水をサーバ側の貯水タンクに移して冷却し、あるいは水素ガスを溶存させた水素水とし、それをサーバの給水栓から取り出すようにしている。また、生成された水素水は、時間経過とともに溶存する水素量が減少するので、溶存水素を一定量以上含有させるべく水素ガスを補充するための循環流路を水素水サーバ内に設けて、常に飲料水内の溶存水素量を一定に保つようにしている。

特開２０１１−１４７９２３号公報

上述した従来の水素水サーバは、無菌処理水が通過する部分については雑菌が増殖しないようにすることが重要である。そのため、サーバ側の貯水タンク（冷水タンク）の上部に設けられた飲料水容器を接続する取付口の部分で漏水しないようにするとともに、取付口付近から雑菌が侵入しないように取付口の口径を飲料水容器の接続口の口径に合わせて小さくしている。したがって貯水タンクは内部が見えないようになっている。
また、無菌処理水は有料であることから、むやみに無菌処理水を洗浄用として使用することはコスト面において好ましくない。そのため、サーバ内の各流路は、取付口以外の開放部分をなくして雑菌の侵入を可能な限り防ぐことで、普段は流路内の洗浄が不要となるようにしてある。

さらに、水素水サーバの中には、上記特許文献１に記載されているように、カチオンフィルタやエアドレッシングフィルタのようなフィルタが流路上に配置されているものがある。流路上に取り付けられたフィルタには、通常、フィルタとしての機能を発揮させるためのフィルタ材が充填されており、これがフィルタ内を通過する無菌処理水にとっては流れを妨げる抵抗として働くことになる。このことは上記特許文献１に記載のフィルタとは異なる機能や目的で取り付けたフィルタであっても同様である。したがって、流路上にフィルタが取り付けてある水素水サーバは、たとえ無菌処理水を用いて流路内を流水洗浄しようとしても、フィルタを装着したまま十分な洗浄を行うことは物理的に困難である。

以上のような理由から、従来の水素水サーバでは、無菌処理水を使用するとともに、無菌処理水が流れる流路内は密封構造にして雑菌の増殖を抑えることにより、長期間連続使用しても洗浄する必要がないようにしていた。そして、長期間の使用後にフィルタ交換等のメンテナンス作業を行う際に流路の分解洗浄を行うようにしていた。

本発明は、従来の水素水サーバから設計思想を根本的に変えて、無菌処理水を購入することなく水道水を飲料用として利用する水素水サーバでありながら、衛生管理の観点から雑菌が増殖しないような洗浄を可能とする水素水サーバを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の水素水サーバは、飲料水を溜める貯水タンクと、送液ポンプを用いて前記貯水タンクの底部から飲料水を吸引し前記貯水タンクに戻す循環流路と、前記循環流路から飲料水の一部を分流して水素発生器に送り電気分解を行う電気分解流路と、前記水素発生器により発生した水素ガスを前記循環流路に合流させて前記循環流路を流れる飲料水に水素ガスを供給する水素ガス供給流路と、前記貯水タンクの底部と給水栓とを接続する給水流路とを備えた水素水サーバであって、前記貯水タンクは当該タンク内壁全面の目視確認が可能な上部開口を有するとともに当該上部開口を密閉する蓋が設けられ、前記水素発生器には、当該水素発生器内の飲料水を排出弁から排出する排出流路が設けられ、前記循環流路、前記電気分解流路、前記給水流路、前記排出流路にはフィルタを設けずに流水洗浄可能に構成するようにした。

本発明によれば、まず、貯水タンク内に飲用可能な水道水を飲料水として貯水する。そして送液ポンプを用いて貯水タンク内の飲料水を吸引し、循環流路を還流させるとともに、電気分解流路の水素発生器で発生させた水素ガスを、水素ガス供給流路から循環流路に供給することにより、循環流路を流れる飲料水を水素水にして貯水タンクに戻す。このようにして生成された水素水は、給水栓から取り出して自由に飲用することができる。
そして、水素水サーバの使用を停止する際は流水洗浄を行う。すなわち、最終的には貯水タンクに残留する飲料水（水素水）を全て給水栓から排出するのであるが、その前に循環流路内を送液ポンプで循環させることにより循環流路の流水洗浄を行う。また、電気分解流路については、排出流路の排出弁を開き、排出流路を介して貯水タンク内の残留水を排出して流水洗浄を行う。
循環流路や電気分解流路の流水洗浄に必要な水量が不足している場合は、蓋を開いて水道水を追加しながら流水洗浄する。この際、循環流路と電気分解流路と排出流路にはフィルタが存在しないので、洗浄水となる流水が各流路内を抵抗なく流れることができ、容易に流水洗浄を行うことができる。
さらに、貯水タンクには内壁全面を目視可能な上部開口を設けてあるので、貯水タンクの蓋を開けて内壁の汚れ具合を目視確認することができるとともに、洗浄も容易に行うことができる。ここで、「貯水タンク内壁全面の目視確認が可能な上部開口」とは、例えば蓋径がタンク底部と同径、または底部よりも大きくしてあれば全面の目視確認ができるので、タンク内壁が円筒形や下部が狭くなる円錐台形となっていれば該当する。
そして循環流路と電気分解流路と貯水タンクの洗浄を終えた後、給水栓から貯水タンク内の水を排出する。このようにして、水素水サーバ内の全流路および貯水タンク内を洗浄する。

本発明によれば、水素水サーバの貯水タンク内部および配管流路全体を流水洗浄することができるので、衛生管理が容易となる。また、洗浄には水道水を利用することができるため、流水洗浄にかかる水のコストも低く抑えることができる。

上記発明において、前記蓋の径が１０ｃｍより大きくするのが好ましい。
蓋径が１０ｃｍより大きければ、直接手を入れて洗浄することができるので、貯水タンクの内壁をより丁寧に洗浄することができる。

上記発明において、前記水素発生器は、上部に前記電気分解流路からの飲料水の入口が設けられるとともに下部に前記排出流路への出口が設けられ、前記排出弁が前記水素発生器よりも下側に設けられるようにしてもよい。
これにより、送液ポンプで強制的に吸引することなく水素発生器内や排出流路内の水を排出弁から排出させることができる。

本発明の一実施形態である水素水サーバの外観図。図１の水素水サーバ内部の構成と流路を示す図。図１の水素水サーバの使用状態と貯水タンク洗浄時の状態を示す流路図。飲料水に水素ガスを供給・補填する水素水生成状態（水素発生器作動状態）、および、循環流路の配管洗浄時の状態（水素発生器停止状態）を示す流路図。水素発生器と排出流路の配管洗浄時の状態を示す流路図。

以下、本発明に係る水素水サーバについて図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態である水素水サーバ１の外観図である。
水素水サーバ１は、サーバ本体１１と、その上面に取り付けられる蓋１２とからなる。サーバ本体１１の前面には、飲料水（水素水）の取出口となる給水栓（コック）１３、水受け皿（ドレイン）１４、後述する排出流路３４の出口となる排出弁１５、操作パネル１６が設けられている。

操作パネル１６では、後述するエバポレータ２２による冷却操作、送液ポンプ３５および水素発生器３７による水素供給・補填の操作（自動／手動）を行うことができるようにしてある。

図２は水素水サーバ１の内部の構成および流路を示す図である。サーバ本体１１上面直下には円筒形かつ有底の貯水タンク２１が配置され、貯水タンク２１の上部開口が蓋１２で密閉できるようにしてある。貯水タンク２１下部の外壁には冷却用のエバポレータ２２が巻回してあり、また上部開口部分を除く貯水タンク２１全体が断熱材２３で取り囲むように覆われている。

貯水タンク２１の直径は約１６ｃｍ（１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度が好ましい）にしてあり、蓋１２を開くと内壁全体を目視確認でき、また、内壁は柔らかく清潔な布や、柔らかなブラシ等で洗浄することができるようにしてある。なお、貯水タンク２１は底部２１ａに流路の出入口が設けてあり、貯水タンク２１内の残留水が全量排出できるようにしてある。

次に各流路について説明する。水素水サーバ１内の飲料水が流れる流路は、給水流路３１、循環流路３２、電気分解流路３３、排出流路３４で構成される。

給水流路３１は、貯水タンク２１の底部２１ａの取水口３１ａと給水栓１３とを流路接続している。給水流路３１は、水素水サーバ１として使用している間は、貯水タンク２１内で貯留および冷却された飲料水（水素水）を給水栓１３に送るために使用され、水素水サーバ１の使用停止後は、貯水タンク２１内の残留水を排出する流路の一つとして使用される。

循環流路３２は、底部２１ａの循環流路入口３２ａ、分岐部３２ｂ、合流部３２ｃを経て送液ポンプ３５の入口３５ａに接続され、さらに送液ポンプ３５の出口３５ｂから水素ガスを液中に混合する混合器３６を経て底部２１ａの循環流路戻り口３２ｄに流路接続される。

電気分解流路３３は、分岐部３２ｂから水素発生器３７上部に設けられた入口３７ａに流路接続される。

排出流路３４は水素発生器３７下部に設けられた飲料水出口３７ｃから排出弁１５に流路接続される。排出弁１５は水素発生器３７（飲料水出口３７ｃ）よりも下方に設けてあり、排出弁１５を開くとポンプを用いずに飲料水が排出されるようにしてある。

水素発生器３７では、電気分解によって水素ガスと酸素ガスとが発生するが、このうち水素ガスは、水素発生器３７下部の水素ガス出口３７ｂから、水素を透過して水の通過を阻止する逆止弁３８を経て合流部３２ｃに至る水素ガス供給流路４１を介して、循環流路３２に供給される。また、酸素ガスは水素発生器３７上部の酸素ガス出口３７ｄから酸素ガス排出流路４２を介して外部に放出される。

次に、本発明の水素水サーバ１による各動作について説明する。
図３は、水素水（飲料水）サーバ１としての使用状態、および、貯水タンク２１を洗浄する際の状態を示す流路図である。
水素水サーバ１として使用する際は、エバポレータ２２を作動して貯水タンク２１内の飲料水（あるいは水素ガスを溶解させた水素水）を冷却しておき、給水栓１３を開くことにより給水流路３１からいつでも自由に冷水（水素水）が飲めるようにしてある。
また、水素水サーバ１としての使用終了後に貯水タンク２１内を洗浄して排水する際にもこの給水栓１３を開いて排出することになる。

図４は、水素発生器３７を操作することにより貯水タンク２１内の飲料水に対して水素ガスを供給・補填して水素水にする状態、および、水素発生器３７を停止して循環流路３２の配管洗浄を行う状態を示す流路図である。
水素ガスを生成して貯水タンク２１内の飲料水に供給する際は、送液ポンプ３５と水素発生器３７とを作動させる。これにより循環流路３２を循環する流れが形成されるとともに、分岐部３２ｂで分流した飲料水が水素発生器３７で電気分解されて水素ガスと酸素ガスとが生成される。水素ガスは水素ガス供給流路４１を介して逆止弁（水素透過弁）３８を通過して合流部３２ｃに至り、送液ポンプ３５によって循環流路３２の飲料水とともに混合器３６に送られて、水素ガスが十分に溶解した水素水となって貯水タンク２１に戻される。この後、給水栓１３を開くと水素水が飲めるようになる。

また、水素水サーバ１としての使用を停止して循環流路３２の配管洗浄を行う際は、送液ポンプ３５だけを作動させる。これにより貯水タンク２１内の飲料水（水素水）は、送液ポンプ３５によって循環流路内を循環するので、しばらく継続して流水洗浄を行う。その後、給水栓１３を開いて流水洗浄後の汚水を排水する。

図５は水素発生器３７および排出流路３４の配管洗浄を行う際の状態を示す流路図である。
まず、送液ポンプ３５を停止するとともに水素発生器３７も停止して排出弁１５を開放することにより、貯水タンク２１の飲料水（水素水）が分岐部３２ｂから水素発生器３７に流入し、排出流路３４から排出弁１５に流れるようになるので、しばらく継続して流水洗浄を行う。

このように貯水タンク２１および給水流路３１、循環流路３２、排出流路３４および水素発生器３７の流水洗浄を行うことにより、飲料水が流れる全ての流路を流水洗浄することができるので、雑菌の発生を抑えることができる。

以上は水素水サーバの使用停止時について説明したが、同様の流水洗浄を停止時だけでなく使用開始直前に行うようにしてもよい。
また、上記の貯水タンク、循環流路、水素発生器の洗浄を順に行うように自動洗浄プログラムを組み込んでおき、操作パネルの１回のボタン操作だけで全流水洗浄工程が行われるようにしてもよい。

本発明は飲用の水素水を貯水しておく水素水サーバに利用される。

１水素水サーバ
１１サーバ本体
１２蓋
１３給水栓
１４水受け皿
１５排出弁
１６操作パネル
２１貯水タンク
２１ａ底部
３１給水流路
３２循環流路
３３電気分解流路
３４排出流路
３５送液ポンプ
３６混合器
３７水素発生器
３８逆止弁
４１水素ガス供給流路
４２酸素ガス排出流路

Claims

飲料水を溜める貯水タンクと、
送液ポンプを用いて前記貯水タンクの底部から飲料水を吸引し前記貯水タンクに戻す循環流路と、
前記循環流路から飲料水の一部を分流して水素発生器に送り電気分解を行う電気分解流路と、
前記水素発生器により発生した水素ガスを前記循環流路に合流させて前記循環流路を流れる飲料水に水素ガスを供給する水素ガス供給流路と、
前記貯水タンクの底部と給水栓とを接続する給水流路とを備えた水素水サーバであって、
前記貯水タンクは当該タンク内壁全面の目視確認が可能な上部開口を有するとともに当該上部開口を密閉する蓋が設けられ、
前記水素発生器には、当該水素発生器内の飲料水を排出弁から排出する排出流路が設けられ、
前記循環流路、前記電気分解流路、前記給水流路、前記排出流路にはフィルタを設けずに流水洗浄可能に構成される水素水サーバ。
前記蓋の径が１０ｃｍより大きい請求項１に記載の水素水サーバ。
前記水素発生器は、上部に前記電気分解流路からの飲料水の入口が設けられるとともに下部に前記排出流路への出口が設けられ、前記排出弁が前記水素発生器よりも下側に設けられる請求項１または請求項２に記載の水素水サーバ。