JP6333628B2 - 水素水生成装置 - Google Patents
水素水生成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6333628B2 JP6333628B2 JP2014109951A JP2014109951A JP6333628B2 JP 6333628 B2 JP6333628 B2 JP 6333628B2 JP 2014109951 A JP2014109951 A JP 2014109951A JP 2014109951 A JP2014109951 A JP 2014109951A JP 6333628 B2 JP6333628 B2 JP 6333628B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- hydrogen
- water
- negative electrode
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 114
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 114
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 107
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 105
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
本発明は、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置に関するものである。
従来より、水素を含有させた水素水は、活性酸素を還元させることなどによって人体に好影響を及ぼす作用を有することが確認されている。この水素水は、水素水生成装置を用いて水を電気分解することで生成される。
水素水生成装置では、容器の内部に隔膜（イオン交換樹脂膜）を挟んで陽電極板と陰電極板とを対向させて設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させ、その水素を水に混入させることで水素が含有された水素水を生成する。従来の水素水生成装置では、容器の内部において矩形板状の陽電極板と陰電極板とを隔膜に密着させた状態で収容し、容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設けた構成となっている（たとえば、特許文献１参照。）。
ところが、上記従来の水素水生成装置では、容器の下部に設けられた流入口から容器の内部に流入した水が、容器の上部に設けられた流出口に向かって直線的に流れてしまい、陰電極板の一部でしか水が電気分解されておらず、水素の発生量が少なく、しかも、発生した水素が陰電極板に付着してしまい水に混入され難いため、生成される水素水に含有される水素が少ないといった問題があった。
そこで、請求項１に係る本発明では、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成し、陽電極板と陰電極板とに設けた連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔の位置が一致しないように陽電極板と陰電極板とを対向させることにした。
また、請求項２に係る本発明では、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成し、陽電極板と陰電極板とに設けた連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔の位置が一致するように陽電極板と陰電極板とを対向させることにした。
また、請求項２に係る本発明では、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成し、陽電極板と陰電極板とに設けた連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔の位置が一致するように陽電極板と陰電極板とを対向させることにした。
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記連通孔は、周面を不連続面とすることにした。
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
すなわち、本発明では、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成しているために、陰電極板の全面で水が電気分解されることになり、多くの水素が発生し、その水素が水流で直ちに陰電極板から分離することになるので、多くの水素が含有された水素水を生成することができる。
特に、連通路が水平方向に流れる水平通路と鉛直方向に流れる鉛直通路とを有し、鉛直通路を水平通路よりも狭くすることにした場合には、鉛直通路において気体である水素を水流で円滑に流すことができ、鉛直通路の上方に水素が残留するのを防止することができ、水素水の濃度（水素濃度）の低下を防止することができる。
また、陰電極板に連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔を形成した場合には、陰電極板の表面に水素が付着するのを防止することができ、これによっても水素水の濃度（水素濃度）の低下を防止することができる。
以下に、本発明に係る水素水生成装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る水素水生成装置は、容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、その水素を水に混入させることで水素が含有された水素水を生成することができるものである。水素水は、水に水素が溶解している場合もあり、また、水に水素が過飽和状態で溶解しており水に水素の気泡が混入している場合もある。
図１〜図５に示すように、水素水生成装置１は、中空箱型形状の容器２の内部に水の電気分解を行うための処理空間を形成している。
容器２は、前側容器３と後側容器４とで構成している。前側容器３は、前側左下部に前後に貫通する水の流入口５を形成するとともに、前側右上部に前後に貫通する水素水（水及び水素）の流出口６を形成している。後側容器４は、後側右下部に前後に貫通する水の流入口７を形成するとともに、後側左上部に前後に貫通する酸素水（水及び酸素）の流出口８を形成している。
この容器２の内部に形成された処理空間には、矩形板状の隔膜９（イオン交換樹脂膜）が収容されており、隔膜９を用いて処理空間を隔膜９よりも前側の陰極側処理空間10と隔膜９よりも後側の陽極側処理空間11とに前後に区画している。陰極側処理空間10は、前側容器３の後側（内側）と隔膜９の前側との間に形成され、陽極側処理空間11は、後側容器４の前側（内側）と隔膜９の後側との間に形成される。
陰極側処理空間10には、矩形板状の陰電極板12が隔膜９と密着して収容されており、前側容器３の後側（内側）と陰電極板12との間に流入口５から流出口６に向かって水が流れる連通路13が形成されている。また、陽極側処理空間11には、矩形板状の陽電極板14が隔膜９と密着して収容されており、後側容器４の前側（内側）と陽電極板14との間に流入口７から流出口８に向かって水が流れる連通路15が形成されている。なお、陰電極板12には電源（図示省略）の陰極が接続され、陽電極板14には、電源（図示省略）の陽極が接続されている
陰電極板12及び陽電極板14には、前後に貫通する複数の連通孔16,17が形成されている。連通孔16,17は、連通路13,15と隔膜９とを連通させている。また、連通孔16,17は、水平方向に伸延する（鉛直方向よりも水平方向に長く伸びた）長孔形状となっている。なお、陰電極板12と陽電極板14とは、隔膜９を挟んで連通孔16,17の位置が一致しないように対向させて配置して水素イオンが隔膜９を透過しやすくしているが、連通孔16,17の位置が一致するように対向させて電気抵抗（消費電力）を低減させるようにしてもよい。
連通路13,15は、前側容器３の後側（内側）及び後側容器４の前側（内側）に水平方向に伸延させた突起18,19を形成することで流入口5,7から流出口6,8へ向かって陰電極板12及び陽電極板14の全面に沿って蛇行させている。これにより、連通路13,15は、水平方向に向かって伸延する水平通路20,21と鉛直方向に向かって伸延する鉛直通路22,23とが交互に接続された状態となっている。そして、鉛直流路22,23の幅（左右幅）は、水平通路20,21の幅（上下幅）よりも狭くして、鉛直流路22,23において一時的に流速が増加するようにしている。
水素水生成装置１は、以上に説明したように構成しており、陰電極板12と陽電極板14に電源（図示省略）を接続して直流電圧を印加した状態で流入口5,7から水（水道水等）を流入させると、処理空間の内部で水が電気分解される。そして、陽電極側処理空間11では、陽電極板14の表面で水が酸素と水素イオンとに分解され、陽電極板14において発生した酸素を含んだ水（酸素水）が流出口８から流出される。一方、陰電極側処理空間10では、陽電極板14の表面で発生した水素イオンが隔膜９を介して陰電極板12に透過し、陰電極板12において電子と結合して水素が発生し、その水素を含んだ水（水素水）が流出口６から流出される。
陰電極側処理空間10では、流入口５から流入した水は、流入口５から流出口６へと連通路13を介して陰電極板12に沿って流れる。その際に、連通路13が蛇行しているために、水と陰電極板12との接触面積（接触時間）が長くなり、陰電極板12において発生した水素を多く含んだ水素水が生成される。これにより、水素水生成装置１で生成される水素水の水素濃度を高くすることができる。
また、上記水素水生成装置１では、陰電極板12に複数の連通孔16が形成されているため、従来の矩形板状の電極板を用いた場合に比べて水と陰電極板12との接触面積が増大し、水素イオンと電子との結合が促進され、多くの水素を発生させることができる。また、陰電極板12の連通孔16によって連通路13を流れる水が乱されるために、陰電極板12から水素を円滑に分離させることができるとともに、水と水素との撹拌混合を良好に行うことができる。なお、連通孔16の形状を多角形とした場合には、連通孔16の周面が不連続面となるために、陰電極板12から水素をより一層円滑に分離させることができる。
連通路13では、水素が気体であるために上方側に水素が残留するおそれがあり、連通路13を蛇行状に形成した場合には折曲部となる鉛直通路22の上部に水素が残留するおそれがある。しかし、上記水素水生成装置１では、水平通路20よりも鉛直通路22の幅を狭くすることで水の流速（水勢）を増大させ、鉛直通路22に水素が残留しないようにしている。
なお、陰電極側処理空間10における動作について説明したが、陽電極側処理空間11における動作についても同様である。
以上に説明したように、上記水素水生成装置１は、容器２の下部に水の流入口５を設けるとともに、容器２の上部に水素水の流出口６を設け、流入口５と流出口６との間に陰電極板12の全面に沿って蛇行する連通路13を形成した構成となっている。
そのため、上記構成の水素水生成装置１では、陰電極板12の全面で水が電気分解されることになり、多くの水素が発生し、その水素が水流で直ちに陰電極板12から分離することになるので、多くの水素が含有された水素水を生成することができる。
また、上記水素水生成装置１は、連通路13が水平方向に流れる水平通路20と鉛直方向に流れる鉛直通路22とを有し、鉛直通路22を水平通路20よりも狭くした構成となっている。
そのため、上記構成の水素水生成装置１では、鉛直通路22において気体である水素を水流で円滑に流すことができ、鉛直通路22の上方に水素が残留するのを防止することができ、水素水の濃度（水素濃度）の低下を防止することができる。
また、上記水素水生成装置１は、陰電極板12に連通路13と隔膜９とを連通させる複数の連通孔16を形成した構成となっている。
そのため、上記構成の水素水生成装置１では、陰電極板12の表面に水素が付着するのを防止することができ、これによっても水素水の濃度（水素濃度）の低下を防止することができる。
１ 水素水生成装置 ２ 容器
３ 前側容器 ４ 後側容器
５ 流入口 ６ 流出口
７ 流入口 ８ 流出口
９ 隔膜 10 陰極側処理空間
11 陽極側処理空間 12 陰電極板
13 連通路 14 陽電極板
15 連通路 16,17 連通孔
18,19 突起 20,21 水平通路
22,23 鉛直流路
３ 前側容器 ４ 後側容器
５ 流入口 ６ 流出口
７ 流入口 ８ 流出口
９ 隔膜 10 陰極側処理空間
11 陽極側処理空間 12 陰電極板
13 連通路 14 陽電極板
15 連通路 16,17 連通孔
18,19 突起 20,21 水平通路
22,23 鉛直流路
Claims (3)
- 容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、
容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成し、陽電極板と陰電極板とに設けた連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔の位置が一致しないように陽電極板と陰電極板とを対向させたことを特徴とする水素水生成装置。 - 容器の内部に隔膜を挟んで陽電極板と陰電極板とを設け、容器に供給した水を電気分解して陰電極板で水素を発生させて、水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置において、
容器の下部に水の流入口を設けるとともに、容器の上部に水素水の流出口を設け、流入口と流出口との間に陰電極板の全面に沿って蛇行する連通路を形成し、陽電極板と陰電極板とに設けた連通路と隔膜とを連通させる複数の連通孔の位置が一致するように陽電極板と陰電極板とを対向させたことを特徴とする水素水生成装置。 - 前記連通孔は、周面を不連続面としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水素水生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014109951A JP6333628B2 (ja) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 水素水生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014109951A JP6333628B2 (ja) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 水素水生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015223553A JP2015223553A (ja) | 2015-12-14 |
| JP6333628B2 true JP6333628B2 (ja) | 2018-05-30 |
Family
ID=54840748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014109951A Active JP6333628B2 (ja) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | 水素水生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6333628B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6169762B1 (ja) * | 2016-08-02 | 2017-07-26 | ＭｉＺ株式会社 | 水素水の生成方法 |
| DK3460304T3 (da) * | 2017-09-25 | 2022-10-17 | Zhejiang Helen Plastic Co Ltd | Slidstærkt, sammentrækkeligt flerlags-vandrør |
| KR102207611B1 (ko) * | 2018-05-21 | 2021-01-26 | 다온기전 주식회사 | 브라운 가스 발생 장치 |
| KR102228562B1 (ko) * | 2018-05-21 | 2021-03-15 | 다온기전 주식회사 | 수소 발생 장치 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5920897U (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-08 | バブコツク日立株式会社 | 一過処理式電気透析槽 |
| JPH0731975A (ja) * | 1991-05-02 | 1995-02-03 | Shinichi Natsume | イオン水生成器 |
| JPH0824858A (ja) * | 1994-07-15 | 1996-01-30 | M Ee C Japan:Kk | 電解イオン水生成装置 |
| JP2786408B2 (ja) * | 1995-06-06 | 1998-08-13 | 壽化工機株式会社 | 電解酸性水製造装置 |
| JP3213213B2 (ja) * | 1995-09-06 | 2001-10-02 | ホシザキ電機株式会社 | 電解槽 |
| JP3888183B2 (ja) * | 2002-02-25 | 2007-02-28 | 松下電工株式会社 | 電解水素溶解水生成装置 |
| JP4142039B2 (ja) * | 2005-10-26 | 2008-08-27 | 島崎電機株式会社 | 電解水生成装置 |
| JP5134793B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2013-01-30 | 有限会社スプリング | 水中の溶存水素を活性化および安定化する方法 |
-
2014
- 2014-05-28 JP JP2014109951A patent/JP6333628B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015223553A (ja) | 2015-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6587152B2 (ja) | 電解液体生成装置 | |
| JP6333628B2 (ja) | 水素水生成装置 | |
| KR102480938B1 (ko) | 전해수를 전기 화학으로 생성하는 방법 | |
| JP6257846B1 (ja) | 電気分解水生成装置 | |
| CN106103805B (zh) | 电解装置及电极 | |
| US10829858B2 (en) | Electrode arrangement for electrochemically treating a liquid | |
| KR20180048979A (ko) | 오존수 제조 장치 | |
| JP6345005B2 (ja) | アンモニア電解合成装置 | |
| JP5282201B2 (ja) | 電気分解水生成器 | |
| KR20190058464A (ko) | 전해수 생성장치 | |
| JP6132234B2 (ja) | 電解水生成装置 | |
| JP6561403B2 (ja) | 水素水供給装置 | |
| JP6755588B2 (ja) | ２室型電解装置 | |
| WO2016114364A1 (ja) | 電解水生成装置 | |
| KR101779032B1 (ko) | 수전해조 및 이를 이용하는 미용기구 | |
| JP4649200B2 (ja) | ラジカル酸素水生成装置及びラジカル酸素水生成システム | |
| WO2017119073A1 (ja) | 電解水製造装置および電解水製造方法 | |
| KR20150097104A (ko) | 산성수 전해조 | |
| JP6434998B2 (ja) | 電解槽 | |
| JP5172550B2 (ja) | 複極式電解槽及びこれに用いられるスペーサ | |
| JP2004188336A (ja) | 有隔膜電解槽 | |
| JP2016174982A (ja) | 電解装置 | |
| JP7116456B2 (ja) | 水素水供給装置 | |
| JP5172548B2 (ja) | 複極式電解槽及びこれに用いられるスペーサ | |
| JP2012240037A (ja) | 電解槽及び電解水生成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180322 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180417 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180425 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6333628 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |