JP6571385B2 - 水素水・水素ガス生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、水素ガス、あるいは水素を含む水素水を生成する水素水・水素ガス生成装置に関する。

身体に有害とされる活性酸素を除去するため、体内に水素を取り込み、酸素と反応させることが有効といわれている。特許文献１には、金属マトリックス中にアルミニウムを微細に分散させた組織を有する水素発生部材を水と接触させ、表面から発生する水素ガスを外部に供給してタンク等に貯蔵する水素ガス製造方法が記載されている。

一方、本出願人は先に実願２０１４−００４３５６号を以て水素ガス噴射用スプレイツールを出願し、実用新案登録第３１９４１１９号として登録されている（特許文献２）。この水素ガス噴射用スプレイツールは、エアブラシ本体が霧状の液体を噴出させるノズルを先端に備えるとともに、そのエアブラシ本体は、液体を収容して供給する液体容器と、気体を供給する気体供給配管と、前記液体の混合濃度を調整する操作手段とを更に備え、前記ノズルの更に先端部に、噴出する霧状の液体をかこむフードと、そのフードの先縁部に設けられて噴射対象部位に密着させられるクッション部材とが取り付けられていることを特徴とするものである。

特開２００９−５１７１４号公報 実用新案登録第３１９４１１９号公報

本発明は、水素の利用を美容目的に限定することにより、特許文献１に記載の方法による水素ガスの発生をよりコンパクトな装置で行い、水素ガスの直接の身体へのスプレイや口からの吸入、あるいは洗顔やマッサージへの水素水の利用を容易に行えるようにした水素水・水素ガス生成装置を実現することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる水素ガス発生器と、この水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込んで水に溶け込ませかつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクと、前記水素水生成タンク上部の水素ガスを含む空気をこの水素水生成タンク外に取り出す取り出しポートを有する前記水素水生成タンクの蓋とからなる水素水・水素ガス生成装置である。

請求項２に記載の本発明は、前記の水素水生成タンクの蓋の取り出しポートに連通された水素ガス取り出し管路と、前記取り出しポートの手前の前記水素ガス取り出し管路内に、空気を取り込んで水素ガスと共に送り出すエアポンプとを更に備えている請求項１に記載の水素水・水素ガス生成装置である。

請求項３に記載の本発明は、取り外し可能な中蓋によって塞がれている中孔を有する中仕切りで上下に仕切られた縦型の容器の下部ケーシング内に収納され、かつ水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる上部が開放された水素ガス発生器と、この水素ガス発生器内に空気を送り込むエアポンプと、この水素ガス発生器から吐き出される水素ガスを含む空気を濾過するエアフィルタと、このエアフィルタを通過した水素ガスを含む空気をこの容器外に取り出す取り出しポートと、前記容器における前記中仕切りで仕切られた上部ケーシング内に開口して前記エアポンプに空気を取り込む吸気管と、前記縦型の容器の上部を塞ぐ着脱自在の上蓋と、前記の水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込み、水に溶け込ませ、かつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクとからなり、前記水素ガス発生器が前記中仕切りの下部に支持され、前記中蓋によって中仕切りの中孔と同時に前記水素ガス発生器上部も塞がれるようになっていることを特徴とする水素水・水素ガス生成装置である。

請求項４に記載の本発明は、前記水素ガス発生器の上部に、気体を透過させるフィルタを底部に備えかつ水を封入した水素水生成タンクを嵌装して、前記フィルタを透過した水素ガスの気泡が水に溶け込んでこの水素水生成タンク内に水素水が生成されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の水素水・水素ガス生成装置である。

また、請求項５に記載の本発明は、水素ガスを使用する各種接続ツールを前記取り出しポートに接続した状態において、この接続ツールからの不純物を含む戻りガスを前記容器内に取り込む戻入ポートと、前記戻入ポートに接続して前記上部ケーシング内に不純物を含む戻りガスを吐き出す吐出し管を備えることを特徴とする請求項３に記載の水素水・水素ガス生成装置である。

さらに請求項６に記載の本発明は、水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる上部が開放された水素ガス発生器と、この水素ガス発生器内に空気を送り込むエアポンプと、この水素ガス発生器から吐き出される水素ガスを含む空気を濾過するエアフィルタと、このエアフィルタを通過した水素ガスを含む空気をこの水素ガス発生器外に取り出す取り出しポートを有するとともに前記水素ガス発生器の容器の上部を塞ぐ着脱自在の蓋と、前記水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込んで水に溶け込ませかつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクとからなり、前記水素ガス発生器が前記蓋または前記水素水生成タンクのいずれかによって上部が塞がれるようになっていることを特徴とする水素水・水素ガス生成装置である。

水素ガス発生器で発生する水素ガスは圧力も低く、発生量も僅かであるから、これを大量に貯蔵しないと取り出したりスプレイすることは難しい。本発明では、水素ガス発生器から発生する水素ガスを水を封入した容器内に直接取り込むことにより、水素水を生成させ、また容器内上部に溜まる気体中の水素ガス濃度を十分に高めるか、水素ガス発生器内に空気を送り込み、僅かな水素ガスをこの気流に乗せて押し出すことによって美容効果としては十分な低濃度の水素ガスを利用することができるようにしたのである。内部の気体を循環させることによって、水素ガスが特定の場所に溜まることも防止できる。

本発明によれば、例えば第１の実施例では底面最大寸法約１８０ｍｍ、高さ約３５０ｍｍであり、第２の実施例でも直径約１４０ｍｍ、高さ２５０ｍｍの円筒形の装置内にすべてが収まり、動力もエアポンプのマイクロモータのみという手軽さで所望の水素水や水素ガスが得られるので、一般の美容サロンや家庭において各種の水素トリートメントが容易、かつ安全に実施できるというすぐれた効果を奏する。

本発明の第１の実施例である水素水・水素ガス生成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第２の実施例である水素水・水素ガス生成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第２の実施例における水素水生成タンクを示す斜視図である。 本発明の第２の実施例における水素水・水素ガス生成装置の水素水生成機能の際の構成を示す説明図である。 本発明で使用するスプレイツールの一例を示す正面図である。 本発明で使用するタッピングツールの一例を示す断面図である。 本発明の第２の実施例における水素水・水素ガス生成装置の水素ガススプレイ機能の際の構成を示す説明図である。 本発明で使用する吸入ツールの一例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例における水素水・水素ガス生成装置の水素ガス吸入機能の際の構成を示す説明図である。 本発明の第３の実施例である水素水・水素ガス生成装置の構成を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施例について、図面により詳細に説明する。まず、装置の説明に先立って、水素水あるいは水素ガスの使用形態について説明する。

［水素水の使用］
水素水は、水素ガスを溶け込ませた水である。これを皮膚に塗り付けたり、これで洗面するなどして水素を体内に取り込むようにする。

［水素スプレイ］
水素水を霧状にし、あるいは水素ガスそのものを皮膚などに吹き付ける。市販のエアブラシを改良したツールを使用し、石鹸水などを混合してスプレイすることもできる。水素ガスは原則として循環使用する。断続的にガスを吹きかけ、ばねでアタッチメントを皮膚に叩きつけて刺激するタッピングや、吸引と噴射を繰り返して皮膚を引き揚げるリフティングなどを行うこともできる。これらの処置を「ドージング」ともいう。

［水素ガス吸引］
口にあてがったマスク状のツールで水素ガスを直接吸い込む。

以下、これらを実行するための水素水・水素ガス生成装置の好ましい実施例について説明する。

図１は、本発明の第１の実施例である水素水・水素ガス生成装置の構成を示す説明図である。この水素水・水素ガス生成装置は、台板２に特許文献１に記載のような金属などの水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる水素ガス発生器１を設け、この水素ガス発生器１で発生した水素ガスを底部の焼結金属フィルタ４３を通して内部に取り込み、水に溶け込ませ、かつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンク４と、前記水素水生成タンク４の上部で液面上の水素ガスを含む空気をこの容器外に取り出す取り出しポート７ａ，７ｂを有する水素水生成タンクの蓋４４とから構成される。

水素ガス発生器１で発生した水素ガスは微細な気泡となって焼結金属フィルタ４３から水素水生成タンク４内に入り、一部は水に溶けて水素水となり、残りの気泡は液面上の空気に混入する。

水素水生成タンク４の蓋４４には、エアポンプ５と、二箇所の水素ガスの取り出しポート７ａ，７ｂとが設けられている。取り出しポート７ａ，７ｂはいずれも水素水生成タンク４内の圧力を示す１次圧力計と、圧力を調整するレギュレータと、レギュレータ出側の圧力を示す２次圧力計をこの順に備えており、取り出しポート７ａにはドージングツールを接続する。ガスのオン・オフ制御はツール側で行う。

取り出しポート７ｂの経路には２次圧力計の出側に更に流量調整弁と電磁弁、エアポンプ５が接続され、水素ガス吸入用のツールを接続する。

水素水を使用する場合は排出弁１１から取り出す。実験によると、１次圧（内部圧）と水素濃度とはほぼ比例し、１００ｋＰａで１．０ｐｐｍ、５００ｋＰａで５．０ｐｐｍの水素水が得られる。

水素ガス発生器１に投入する水素ガス発生部材は、４ｇでおよそ５リットルの水素ガスを発生する。水素水生成タンク４の容量を仮に１リットルとすれば、水素ガスの発生を続けていると水素水生成タンク４の上部の気体部分の圧力がどんどん上昇するから、目的に応じて１次圧力計により圧力を調整する必要がある。水として温水を使用したり、小形ヒータを使用するなどして水温を上昇させると、水素ガスの発生速度を向上させることができる。

水素ガス吸入の場合は比較的低濃度のガスが好ましいが、低圧・微量のガスでは吸入の体感を得られないので、エアポンプ５により空気を加えて、鼻や口に吹きかけるようにするのである。流量調整弁でガスの放出時間を選択する。また排出弁１１に直接スプレイノズルを取り付ければ、水素水ミストが得られる。

図２は本発明の第２の実施例の水素水・水素ガス生成装置を示す説明図である。中孔を設けた中仕切り３３で上下に仕切られた縦型の容器の下部ケーシング３１内には、金属などの水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる上部が開放されたカップ状の水素ガス発生器１と、この水素ガス発生器１内に空気を送り込むエアポンプ５と、この水素ガス発生器１から吐き出される水素ガスを含む空気を濾過するエアフィルタ６が収納されるとともにこのエアフィルタ６を通過した水素ガスを含む空気をこの容器外に取り出す取り出しポート７とが設けられている。取り出しポート７は、オン・オフを制御するためバルブ付きのものである。また上部ケーシング３２には、上部ケーシング３２内に開口して前記エアポンプ５に空気を取り込む吸気管１０が収められている。

水素ガス発生器１は中仕切り３３の中孔から吊り下げた状態に支持されている。内部には特許文献１に記載のように水を入れ、水素発生部材である金属粉を投入する。水素ガス発生器１の上面は開放されているが、この図では、その上に想像線で示す水素水生成タンク４を置くことにより塞がっている。水素水生成タンク４を載置しないときは図２の下部に示す中蓋３４を使用して塞ぐことができる。また縦型の容器の上部、すなわち上部ケーシング３２の開口部は、必要に応じて上蓋３５により塞ぐことができる。気体を循環させる場合は上蓋３５を使用する。

さらに、水素ガスを回収・循環させる場合のために、例えば下部ケーシング３１に前記取り出しポート７と並べて、接続ツールからの不純物を含む戻りガスを容器内に取り込む戻入ポート８を設け、これに接続して不純物を含む戻りガスを上部ケーシング３２内に吐き出す吐出し管９を備えている。

エアポンプ５は小形のダイアフラムポンプなどがよい。吐出側には逆止弁５１を設ける。エアフィルタ６は特に限定しない。気体中の水滴が溜まるので、底部に水抜き６１を設ける。水素水を生成させる場合は、図３に示すような水素水生成タンク４を使用する。

図３は、水素水生成タンク４を示す斜視図である。円筒状の胴部４１と底板４２でカップ状に構成されたタンク本体の底板には、液体は滲み出す程度で、気体は透過できる焼結金属フィルタ４３を嵌装してある。水素水生成タンク４内に水を入れ、焼結金属フィルタ４３を透過した水素ガスの気泡が水に溶け込むことによりこの水素水生成タンク４内に水素水が生成される。

水素水生成タンク４の蓋４４には放散弁４５と圧力計４６が取り付けられている。水素ガスが多量に取り込まれて内部圧力が高まった場合は、圧力計４６の指示により放散弁４５を使用して適宜放散させる。水素ガスは大気圧では１．８ｐｐｍ程度しか水に溶けないが、４０ないし３００ｋＰａの圧力にすると３．０ｐｐｍ位まで溶けるので、有効な水素水が得られる。水素水生成タンク４内に水に代えて石鹸水を入れれば、水素ガスを含むフォームを形成させることができる。また化粧水を入れれば、化粧成分のある水素水を生成できる。なお、水素水生成タンク４を装置から取り出す場合は、水の滲みだしを防止するため適宜底部に下栓をすることが望ましい。

図４は、この水素水生成モードにおける水素水・水素ガス生成装置の使用状態である。中仕切り３３に中蓋３４は使用せず、代わりに水素水生成タンク４が載置される。上蓋３５は使用せず、エアポンプ５、気体配管なども使用しない。水素ガスを吹き付ける場合は、図５に示すようなスプレイツール７０を使用する。このスプレイツールは、本出願人が前記特許文献２に記載したものと同じである。

市販の塗装用エアブラシを基本とし、本体７１の先端にスプレイノズル７２と液体容器７４を備えており、操作レバー７３により適宜噴射させることができるが、本発明の場合、スプレイノズル７２の先端にフード７７を取り付け、クッション部材７８を取り付けて、皮膚などに軽く押しつけて使用することができる。液体容器７４内に水、化粧水、石鹸水などを入れることにより、皮膚への水素の供給だけでなく洗浄なども行うことができる。本体７１の下部には気体供給配管７５が接続され、フード７７内には余剰の気体を吸い出す気体吸い出し配管７６が開口しており、余剰の気体を回収して循環使用できる。

図６は、スプレイツールに代えて使用することのできるタッピングツール８０の一例を示す断面図である。フードに相当する部材の内部にスライドピース８１、これを押し出すばね８２を備え、先端に接触センサ８３を設けることにより、所定の接触圧力で連続的に皮膚を軽く叩きながら水素を供給することで、水素の効果にリフティングと呼ばれる一種のマッサージ効果も付加することができる。これも特許文献２に記載したものと同じである。

図７は、本実施例のスプレイモードにおける水素水・水素ガス生成装置の使用状態である。中仕切り３３の中孔は中蓋３４で塞ぎ、上部ケーシング３２も上蓋３５で塞いである。上部ケーシング３２内は気密室となり、吸気管１０から内部の気体を吸引してエアポンプ５で水素ガス発生器１に送り、水素ガスが添加された気体がエアフィルタ６を経て取り出しポート７からスプレイツール７０に送られ、回収気体は戻入ポート８から吐出し管９を経て上部ケーシング３２内に戻って循環する。上部ケーシング３２の内部は水素ガスを含む空気で満たされているが、水素は軽いので上部に多く溜まるから、吸気管の開口位置はできるだけ高いほうが望ましい。スプレイツール７０からは汚れを含む水分も戻って来るが、これらは吐出し管９の開口部を少なくとも吸気管１０の開口よりも低くし、水滴がケーシングの壁に当たるようにすれば、壁から流れ落ち、上部ケーシング３２内に溜まるので、吸気管１０から再び吸い込まれることはない。汚れた水は大量に溜まらないうちに適宜処分すればよい。

本実施例の水素水・水素ガス生成装置で水素ガスを吸入する場合は、水素ガスを循環させず、単に鼻や口から吸入する。図８はこのモードで使用する吸入ツール９０の一例を示す斜視図で、電話や録音等で使用する小形マイクロホンと同じように首、衣服の襟等に引っかけて使用する。弓状の支持部９１の一端から水素チューブが伸び、先端に吹き出し口９２が設けてあるので、これが口の前になるようにして使用する。この他にも使い捨て形のマスクなどに水素チューブを接続してもよい。

図９は、本実施例の吸入モードにおける水素水・水素ガス生成装置の使用状態である。このモードでは水素ガスの回収は行わないので循環ループを構成する必要がないから上部ケーシングは開放状態でよく、上蓋３５、戻入ポート８は使用しない。

使用目的を水素水の利用や水素ガスの吸入などに限定し、水素−空気の混合ガスを循環使用することを行わないとすれば、実施例２における上部ケーシング３２や戻入ポート８、吐出し管９などはすべて不要となり、装置をいっそう簡略化することができる。

図１０は第３の実施例の水素水・水素ガス生成装置の一例を示す説明図であり、図１０において各符号は図１、図２と同じである。図２の下部ケーシング３１に相当するスタンドに水素ガス発生器１が支持されており、蓋４４が被せられている。蓋４４の内部で、水素ガス発生器１内で発生した水素ガスが焼結金属フィルタ４３により水滴が除去され、エアポンプ５から送られる空気と合流して取り出しポート７に向かっている。吸入などの水素ガスはここから利用する。一方、蓋４４を右に示した水素水生成タンク４に置き換えて水素ガス発生器１の上部に載置すれば水素ガス発生器１内に水素水が生成されるから、水素水、石鹸入り水素水その他が利用できる。なお、この図１０で蓋４４内の焼結金属フィルタ４３は単に水滴を除去するだけで大きな圧力はかからないので、簡単な樹脂フィルタでもよい。

本発明の水素水・水素ガス生成装置は水素ガスを含む液体やガスを簡単に生成できるので、この他にもさまざまな使用法が考えられる。

１…水素ガス発生器、 ２…台板、 ３１…下部ケーシング、 ３２…上部ケーシング、 ３３…中仕切り、 ３４…中蓋、 ３５…上蓋、 ４…水素水生成タンク、 ４３…焼結金属フィルタ、 ４４…蓋、 ５…エアポンプ、 ６…エアフィルタ、 ７ａ，７ｂ，７…取り出しポート、 ８…戻入ポート、 ９…吐出し管、 １０…吸気管、 １１…排出弁、 ７０…スプレイツール、 ８０…タッピングツール、 ９０…吸入ツール。

Claims (6)

1. 水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる水素ガス発生器と、
   この水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込んで水に溶け込ませかつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクと、
   前記水素水生成タンク上部の水素ガスを含む空気をこの水素水生成タンク外に取り出す取り出しポートを有する水素水生成タンクの蓋と
   からなる水素水・水素ガス生成装置。
2. 前記の水素水生成タンクの蓋の取り出しポートに連通された水素ガス取り出し管路と、前記取り出しポートの手前の前記水素ガス取り出し管路内に、空気を取り込んで水素ガスと共に送り出すエアポンプとを更に備えている請求項１に記載の水素水・水素ガス生成装置。
3. 取り外し可能な中蓋によって塞がれている中孔を有する中仕切りで上下に仕切られた縦型の容器の下部ケーシング内に収納され、かつ水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる上部が開放された水素ガス発生器と、
   この水素ガス発生器内に空気を送り込むエアポンプと、
   この水素ガス発生器から吐き出される水素ガスを含む空気を濾過するエアフィルタと、
   このエアフィルタを通過した水素ガスを含む空気をこの容器外に取り出す取り出しポートと、
   前記容器における前記中仕切りで仕切られた上部ケーシング内に開口して前記エアポンプに空気を取り込む吸気管と、
   前記縦型の容器の上部を塞ぐ着脱自在の上蓋と、
   前記の水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込み、水に溶け込ませ、かつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクと
   からなり、
   前記水素ガス発生器が前記中仕切りの下部に支持され、前記中蓋によって中仕切りの中孔と同時に前記水素ガス発生器上部も塞がれるようになっている
   ことを特徴とする水素水・水素ガス生成装置。
4. 前記水素ガス発生器の上部に、気体を透過させるフィルタを底部に備えかつ水を封入した水素水生成タンクを嵌装して、前記フィルタを透過した水素ガスの気泡が水に溶け込んでこの水素水生成タンク内に水素水が生成されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の水素水・水素ガス生成装置。
5. 水素ガスを使用する各種接続ツールを前記取り出しポートに接続した状態において、この接続ツールからの不純物を含む戻りガスを容器内に取り込む戻入ポートと、前記戻入ポートに接続して上部ケーシング内に不純物を含む戻りガスを吐き出す吐出し管を備えることを特徴とする請求項３に記載の水素水・水素ガス生成装置。
6. 水素ガス発生部材を液中に投入して水素ガスを発生させる上部が開放された水素ガス発生器と、
   この水素ガス発生器内に空気を送り込むエアポンプと、
   この水素ガス発生器から吐き出される水素ガスを含む空気を濾過するエアフィルタと、 このエアフィルタを通過した水素ガスを含む空気をこの容器外に取り出す取り出しポートを有するとともに前記水素ガス発生器の容器の上部を塞ぐ着脱自在の蓋と、
   前記の水素ガス発生器で発生した水素ガスを底部フィルタを通して内部に取り込んで水に溶け込ませかつ上部の空気内に混合させる水素水生成タンクと
   からなり、
   前記水素ガス発生器が前記の蓋または前記の水素水生成タンクのいずれかによって上部が塞がれるようになっていることを特徴とする水素水・水素ガス生成装置。
   

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