JP6786094B2 - 水素発生ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットに関する。
我々が日常的に摂取する水は、健康の基礎作りとして極めて重要な役割を果たしており、人々の間で健康志向が高まる中、飲用水への注目が更に高まっている。
従来より、このようなニーズに合致するような飲用水は種々提案されており、例えば、飲用水中に酸素を多量に溶存させた酸素水や、水素を溶存させた水素水が知られている。
特に、分子状水素を含有させた水素水は、生体内酸化ストレスの低下や、血中LDLの増加抑制など、健康に寄与する報告が種々なされている。
このような水素水は、水中に水素を溶存させることで生成されるのであるが、水素の入手や純粋な水素を水中に溶解させることは一般には困難である。
また、水中に溶存させた水素は、水素透過性の極めて低い容器を用いない限り時間と共に徐々に抜けてしまうため、水素水の調製後できるだけ速やかに飲用に供するのが望ましい。
更に、飲用水は体内に取り込まれるものであることから、水素の生成過程で生じる反応残渣や金属イオン等の溶出を可能な限り防止する必要がある。
そこで、一般家庭などにおいても安全で手軽に水素水を調製できるよう、数cm程度の有底筒状容器の内部に水素発生剤を封入した水素添加器具が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
このような水素添加器具によれば、水を収容したペットボトル等の容器内に投入して密閉することで、水中に水素を含有させて水素水を生成できるとしている。
ところが、特許文献1に係る従来の水素添加器具は、水素発生剤を防湿包装袋から取出し、この水素発生剤を別途密閉容器に挿入し、さらに水素発生剤と反応させるための水を所定量添加して閉蓋するという作業が必要となる。
このような煩雑な作業は、特に高齢者など手先の細かな作業が不得手な者にとっては困難であり、より手軽に水素水を生成できる手段が望まれていたところ、特許文献2に係る選択的水素添加器具では、水素発生剤をガス透過膜からなる水素気泡形成体に収容することで選択的水素添加器具を水を収容したペットボトル等の容器内に投入して密閉するだけで、水中に水素を含有させて水素水を生成できるとしている。
特許第4652479号公報 特許第4950352号公報
上記特許文献2に係る選択的水素添加器具は、少なくとも高齢者など手先の細かな作業が不得手な者であっても水素含有液を手軽に得られる点で非常に優れている。
しかしながら、特許文献2に係る選択的水素添加器具では、飲用水中の液体としての水をガス透過膜の内部に流通させることはできず、水蒸気や湿気としての水のみ流通させて水素発生剤と反応させることができるため、水素水として飲用できるだけの充分な量の水素を発生させるには長時間を要し煩雑であった。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、従来の水素添加器具に比して、水素を含有させた液体(以下、水素含有液という。)をより短時間で生成可能な水素発生ユニットを提供する。
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る水素発生ユニットでは、
(1)液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、同水素発生ユニットは、含水して水素を発生する水素発生剤と、袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成し、同収容体は、前記水素ガス透過膜を前記基材を2層としてその間隙に重設した。
また、本発明に係る水素発生ユニットでは、以下の点にも特徴を有する。
(2)液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、同水素発生ユニットは、含水して水素を発生する水素発生剤と、袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成し、同収容体の外周面の下半部に内外流通遮断部を設け、内部への前記液体の流入並びに外部への反応残渣の流出を遮断すると共に、前記水素発生剤が前記内外流通遮断部に囲繞され且つ前記収容体の前記下半部の端部側に略密封してなること。
)前記収容体の前記下半部の前記端部側を先端先鋭に形成すると共に前記内外流通遮断部も先端先鋭に形成したこと。
本発明に係る水素発生ユニットによれば、液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、同水素発生ユニットは、含水して水素を発生する水素発生剤と、袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成したことより、破損しやすい水素ガス透過膜が基材により補強され収容体の機械的強度の向上が図れ、しかも、不織布の含水特性により収容体内部への液体の侵入を促進させることができる。
また、前記収容体は、前記水素ガス透過膜を前記基材を2層としてその間隙に重設したことより、水素発生ユニットを液体中に投入した際、液体により湿潤状態の外側の基材が該膜表面において安定した液層を形成することで、該膜内への液体の侵入が促進され、しかも、該膜に侵入した初期の液体が内側の基材に含水し、その後、毛細管現象のごとく外部の液体を収容体内部へと導出して該膜内への液体の侵入が更に促進され、収容体内部の水素発生剤に短時間で液体を含水させ水素を発生させることができる。
更に、水素生成反応時の発熱に対して内側の基材が緩衝材となり、発熱による水素ガス透過膜の劣化を可及的に防止することができるばかりでなく、外側の基材により水素ガス透過膜を保護することができるので、水素発生ユニットの取り扱いが容易となる。
また、液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、同水素発生ユニットは、含水して水素を発生する水素発生剤と、袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成し、同収容体の外周面の下半部に内外流通遮断部を設け、内部への前記液体の流入並びに外部への反応残渣の流出を遮断すると共に、前記水素発生剤が前記内外流通遮断部に囲繞され且つ前記収容体の前記下半部の端部側に略密封してなることより、水素発生ユニットの下半部が上半部に比して重くなり下半部が液体中で安定的に下方に位置するため下半部からの反応残渣の流出を可及的に防止でき、しかも、収容体内部への液体の侵入は上半部からなされ、発生した水素も上半部から放出されるため、収容体外部への反応残渣の流出を確実に防止することができる。
また、前記収容体の前記下半部の前記端部側を先端先鋭に形成すると共に前記内外流通遮断部も先端先鋭に形成したことより、ペットボトル等の調製容器中の液体に水素発生ユニットを投入する向きを直感的に把握することができる。
(a)は第1の実施形態に係る水素発生ユニットの部分透視図で、(b)は(a)のa−a´線断面図で、(c)は第2の実施形態に係る水素発生ユニットの部分透視図で、(d)は(c)のb−b´線断面図で、(e)は第3の実施形態に係る水素発生ユニットの部分透視図で、(f)は(e)のc−c´線断面図である。 (a)は第4の実施形態に係る水素発生ユニットの正面図で、(b)は(a)の部分透視図で、(c)は(b)のd−d´線断面図である。 第1〜第4のいずれかの実施形態に係る水素発生ユニットを調製容器に投入して水素含有液を調製する説明図である。 第4の実施形態に係る水素発生ユニットの変形例の正面図である。 第4の実施形態に係る水素発生ユニットの変形例を調製容器に投入して水素含有液を調製する説明図である。
本発明は、液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットに関するものである。
そして、本実施形態に係る水素発生ユニットに特徴的には、含水して水素を発生する水素発生剤と、袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成している。
ここで、水素を溶解させるための液体は特に限定されるものではないが、水やジュース、お茶等をはじめとする飲料や、注射・点滴等に使用する薬液など、ヒトに拘わらず生体に対して使用する液体物とすることができる。
また、水素発生剤は水分と接触することにより水素を発生するものであれば特に限定されるものではなく、また、混合物であっても良い。
水分と接触することにより水素を発生する混合物としては、例えば、水素よりイオン化傾向の高い金属又は金属化合物と、酸やアルカリなどの反応促進剤との混合物を挙げることができる。
また、好適に用いることのできる金属としては、例えば、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、亜鉛等を挙げることができ、好適な反応促進剤としては、例えば、各種酸のほか、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、陰イオン交換樹脂、焼成カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等を用いることができる。
更に、水素発生剤には、実用上必要な水素生成反応を阻害しない範囲において、必要に応じ適宜機能性を有する物質を添加しても良い。例えば、水との接触により吸熱反応を生じるような物質(例えば尿素や、これと同様の効果を生起する食品添加物に該当する物質。)を添加しておくことにより、水素生成反応に伴って発生する熱を抑制することもできる。
また、水素発生剤には、粉末状の炭酸カルシウム(CaCO3)を含有させておいても良い。炭酸カルシウムは、水素発生剤の含水により水素と共に発生する熱を水素透過膜に伝搬させるための熱伝搬物質として機能するものである。この炭酸カルシウムの存在により、水素透過膜に熱が伝搬されて水素透過膜が柔軟となると共に、発生した水素により水素透過膜が膨満することで、水素分子や水蒸気がする微細な孔がより拡開し、水素の透過性や水蒸気の透過性を向上させて水素生成反応を更に助長することができ、水素含有液をより短時間で生成することが可能となる。
収容体は、同収容体内部にて発生した水素を水素発生ユニット外へ放出させるための放出手段として、水素ガス透過膜を備え、水素発生剤を収納自在とする袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して形成している。
水素ガス透過膜は、水素ガスのみを分離して放出させる薄膜であり、芳香族ポリイミドやセルロースアセテート等のポリマー膜等が挙げられる。また、水素ガス透過膜は固体の反応残渣や金属イオン等の液体が外部に流出することを抑制する機能も果たす。
また、水素ガス透過膜は、水蒸気としての水分のみが内部に侵入し、内部からは原則として水素ガスのみが放出されるものである。例えば、水素ガス透過膜は、液体状の水分は流通させず、水素ガスや水蒸気は流通可能な微細な孔が無数に形成された、所謂マイクロポーラスフィルムを好適に使用することができる。
収容体には上述した収容体の外周面の下半部に内外流通遮断部を設けることができる。内外流通遮断部は、収容体内部への液体の流入、及び外部への反応残渣の流出を遮断する可撓性を有するシート状の合成樹脂材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、PET樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等で形成される。
また、内外流通遮断部は、水素生成反応時の発熱や酸やアルカリへの耐性に優れている材料が望ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン樹脂等を挙げることができる。
また、内外流通遮断部は、不織布等で形成された収容体の下半部に重設される。この場合、内外流通遮断部を収容体の外周面に貼着したり近接させて被覆しても良いが、反応残渣等の流出の観点からは貼着することが望ましい。
内外流通遮断部の内側においては、水素発生剤が内外流通遮断部に囲繞され且つ収容体の下半部の端部側に略密封して収容される。密封においては、例えば、不織布等の収容体を熱シール等で封止して形成されるが、封止箇所は、外部から収容体の上半部に流入する液体を下半部の水素発生剤に流通可能なように形成される。
また、収容体は、内外流通遮断部を形成した下半部の端部側を内外流通遮断部と共に先端先鋭に形成することができる。このように形成することで、ペットボトル等の調製容器に水素発生ユニットを投入する向きが直感的に理解できる。
このように、本実施形態に係る水素発生ユニットによれば、従来の水素添加器具等に比して、短時間で水素を生成でき、しかも、水素生成後の副生成物等の飲用水への流出防止を強化することができる。
また、上述してきた水素発生ユニットは、同水素発生ユニットの液体中に投入した際に、収容体を介して液体由来の蒸気を内部に浸入させて水素発生剤と反応させるための水分としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
例えば、本発明者が過去に提案した、液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニット類の如く、水を水素発生剤と反応しない非流出状態に保持する非流出状態保持手段と発生した水素を水素発生ユニット外へ放出させるための放出手段とを備えた収容体に収容し、この非流出状態保持手段は、収容体外から所定量のエネルギーを付与することにより非流出状態の水を水素発生剤と反応可能な流出状態に変化させるものであり、エネルギーの付与をトリガーとして、流出状態となった水を水素発生剤と反応させ、収容体内にて生成した水素を放出手段を介して液体中へ放出することにより、液体の水素発生ユニット内への浸潤によらず、又は液体の水素発生ユニット内への浸潤と共に、水素含有液を生成すべく構成しても良い。なお、放出手段は特に限定されるものではなく、例えば、本明細書にて説明する収容体の構成は勿論のこと、撥水性水素透過膜を防水透湿性素材や、半透膜、逆浸透膜で構成したり、逆止弁の如き機械的な弁機構によって実現したり、更には、細管状の狭隘通路により収容体内への液体の浸入は抑制しつつも水素ガスを放出可能に構成することも可能である。
例えば、非流出状態保持手段は、水を密閉収容して非流出状態とする可撓性の区画室であり、同区画室は、エネルギーとしての外力が所定量付与されることにより収容していた水を吐出して流出状態とする脆弱部を備えるよう構成しておけば、使用者が区画室、すなわち、反応用の水が収容された小袋を指先等で押圧して破水させることにより、水素発生反応を生起させることができる。
そして、このような構成によっても、より先に言及した従来の水素添加器具等に比して短時間での水素の生成を行うことができる。
以下、本実施形態に係る水素発生ユニットについて、図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る水素発生ユニットAは、図1(a)、(b)、図3に示すように、液体M中に投入することにより同液体M中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットAにおいて、同水素発生ユニットAは、含水して水素を発生する水素発生剤3と、袋状の不織布からなる基材2に水素ガス透過膜4を重設して水素発生剤3を収納自在に形成した収容体1と、で構成している。
また、収容体1は、水素ガス透過膜4を基材2の内側に重設している。
ここで、図1(a)は本実施形態に係る水素発生ユニットAの部分透視図であり、図1(b)は図1(a)のa−a´線断面図である。
具体的には、収容体1は、長尺の袋状に形成され、内部に水素発生剤3が収容される。なお、以下説明する全ての実施形態において水素発生剤3は、アルミニウムと水酸化カルシウムとを主成分として含有する混合粉末としている。
このように水素発生ユニットAを構成することで、使用時に外部から収容体1内に水蒸気となって流入した液体Mが水素発生剤3と接触し水素生成反応が開始される。
液体Mを含水した水素発生剤3は、水素生成反応時の反応残渣となるアルミナセメントを生成しながら水素ガスHを生成し、水素ガスHは収容体1を通過して外部へと放出される。
また、水素発生剤3が液体Mを含水することで溶出した金属イオン(アルミニウムイオン)のうち、アルミナセメントの生成に寄与しなかった金属イオンとアルミナセメント等の反応残渣は、収容体1内部に留まることで、これらの水素発生ユニットA外への流出を防止している。
このように、水素ガス透過膜4は薄膜でありながら基材2との重設により水素発生ユニットAとしての使用に耐えることができ、しかも、水素ガス透過膜4が基材2と近接または当接することで、該膜4単体時に比して収容体1内部への液体Mの侵入が促され、短時間で水素ガスHを発生させることができる。
すなわち、水素発生ユニットAを液体M中に投入した際、液体Mにより湿潤状態の基材2が該膜4表面において安定した液層を形成することで、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、収容体1内部の水素発生剤3に液体Mを含水させることができる。
以上、説明したように第1の実施形態に係る水素発生ユニットAは構成している。また、水素ガスHの発生手順を具体的に説明すると、図3に示すように、調製容器30内に収容した所定液体としての飲用水M中に水素発生ユニットAを投入することで、飲用水M中に水素を含有させて水素含有液を調製することができる。
調製容器30は、炭酸水等を市販する際に用いられるような耐圧性を有する500ml容量のペットボトル容器であり、中空状の容器本体30aと、同容器本体30aの上部開口に螺合して気密密閉するスクリューキャップ30bとで構成している。なお、本実施形態では容器としてペットボトル(ポリエチレンテレフタレート製容器)を用いているが、これに限定されるものではなく、ガラスやアルミ素材等にて形成された容器を用いても良い。
調製容器30内には飲用水Mをボトルネック部近傍(調製容器30の内容積の50分の48〜250分の249)まで収容して液相部とする一方、その上部を気溜まり部31として気相部を形成している。
具体的には、水素発生ユニットAを飲用水Mが充填された調製容器30の開口部から飲用水M中に浸漬させ、図3に示すようにスクリューキャップ30bにより閉蓋すれば、収容体1から水素ガスHを放出する。
放出された水素ガスHは、調製容器30の気溜まり部31を拡張しながら充満し、調製容器30の内圧の上昇と共に飲用水M中に溶存して水素含有液が調製される。
なお、本実施形態に係る水素発生ユニットAは、調製容器30への投入後は、10〜20時間程度で水素の生成反応が終了するように構成しており、水素含有液の調製後すぐに飲用したい場合には、調製容器30の略中央部を把持して手首を中心に左右に略180°、略30秒間すばやく振って攪拌することで略5.0〜7.0ppmの水素含有液を生成することができる。
また、水素の生成反応が終了した後、冷蔵庫で24時間程度静置させ、上述のように攪拌すれば安定して略7.0ppmの水素含有液を生成することができるように構成している。
なお、一般的に飲用水Mが充填された調製容器30内には上述の通り気溜まり部31が存在する。この気溜まり部31は、水素の生成において水素の含有濃度を低下させる要因となるため、水素発生ユニットAを投入してスクリューキャップ30bで閉蓋した際にはできるだけ気溜まり部31が存在しないことが望ましい。
以上のように第1の実施形態に係る水素発生ユニットAは、液体M中に投入することにより同液体M中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットAにおいて、同水素発生ユニットAは、含水して水素を発生する水素発生剤3と、袋状の不織布からなる基材2の内側に水素ガス透過膜4を重設して水素発生剤3を収納自在に形成した収容体1と、で構成したことより、破損しやすい水素ガス透過膜4が基材2により補強され収容体の機械的強度の向上を図ることができる。
また、水素発生ユニットAを液体M中に投入した際、液体Mにより湿潤状態の基材2が該膜4表面において安定した液層を形成することで、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、該膜4単体時に比して短時間で収容体1内部の水素発生剤3に液体Mを含水させ水素を発生させることができる。
更に、外側の基材2により水素ガス透過膜4を保護することができるので、水素発生ユニットAの取り扱いが容易となる。
次に、第2の実施形態に係る水素発生ユニットBについて説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る水素発生ユニットAと共通する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る水素発生ユニットBは、図1(c)、(d)、図3に示すように、収容体1は、水素ガス透過膜4を袋状の不織布からなる基材2の外側に重設して構成している。
ここで、図1(c)は本実施形態に係る水素発生ユニットBの部分透視図であり、図1(d)は図1(c)のb−b´線断面図である。
このように水素発生ユニットBを構成することで、使用時に外部から収容体1内に水蒸気となって流入した液体Mが水素発生剤3と接触し水素生成反応が開始される。
液体Mを含水した水素発生剤3は、水素生成反応時の反応残渣となるアルミナセメントを生成しながら水素ガスHを生成し、水素ガスHは収容体1を通過して外部へと放出される。
また、水素発生剤3が液体Mを含水することで溶出した金属イオン(アルミニウムイオン)のうち、アルミナセメントの生成に寄与しなかった金属イオンとアルミナセメント等の反応残渣は、収容体1内部に留まることで、これらの水素発生ユニットA外への流出を防止している。
更に、水素発生剤3が直に接触するのは基材2である不織布であることから、水素生成反応時の発熱に対して基材2が緩衝材となり、発熱による水素ガス透過膜4の劣化を可及的に防止している。
このように、水素ガス透過膜4は薄膜でありながら基材2との重設により水素発生ユニットBとしての使用に耐えることができ、しかも、水素ガス透過膜4が基材2と近接または当接することで、該膜4単体時に比して収容体1内部への液体Mの侵入が促され、短時間で水素ガスHを発生させることができる。
すなわち、水素発生ユニットBを液体M中に投入した際、該膜4に侵入した初期の液体Mが基材2に含水し、その後、毛細管現象のごとく外部の液体Mを収容体1内部へと導出し、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、収容体1内部の水素発生剤3に液体Mを含水させることができる。
以上、説明したように第2の実施形態に係る水素発生ユニットBは構成している。なお、水素ガスHの発生手順は上述した第1の実施形態に係る水素発生ユニットAと同様である。
以上のように第2の実施形態に係る水素発生ユニットBは、収容体1を、水素ガス透過膜4を基材2の外側に重設して構成したことより、水素発生ユニットBを液体M中に投入した際、該膜4に侵入した初期の液体Mが基材2に含水し、その後、毛細管現象のごとく外部の液体Mを収容体1内部へと導出し、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、該膜4単体時に比して短時間で収容体1内部の水素発生剤3に液体を含水させ水素を発生させることができる。
また、水素生成反応時の発熱に対して基材2が緩衝材となり、発熱による水素ガス透過膜4の劣化を可及的に防止することができる。
次に、第3の実施形態に係る水素発生ユニットCについて説明する。なお、上述した第1・第2の実施形態に係る水素発生ユニットA,Bと共通する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る水素発生ユニットCは、図1(e)、(f)、図3に示すように、収容体1は、水素ガス透過膜4を袋状の不織布からなる基材2を2層としてその間隙に重設して構成している。
ここで、図1(e)は本実施形態に係る水素発生ユニットCの部分透視図であり、図1(f)は図1(e)のc−c´線断面図である。
このように水素発生ユニットCを構成することで、使用時に外部から収容体1内に水蒸気となって流入した液体Mが水素発生剤3と接触し水素生成反応が開始される。
液体Mを含水した水素発生剤3は、水素生成反応時の反応残渣となるアルミナセメントを生成しながら水素ガスHを生成し、水素ガスHは収容体1を通過して外部へと放出される。
また、水素発生剤3が液体Mを含水することで溶出した金属イオン(アルミニウムイオン)のうち、アルミナセメントの生成に寄与しなかった金属イオンとアルミナセメント等の反応残渣は、収容体1内部に留まることで、これらの水素発生ユニットC外への流出を防止している。
このように、水素ガス透過膜4は薄膜でありながら基材2との重設により水素発生ユニットCとしての使用に耐えることができ、しかも、水素ガス透過膜4が基材2と近接または当接することで、該膜4単体時に比して収容体1内部への液体Mの侵入が促され、短時間で水素ガスHを発生させることができる。
すなわち、水素発生ユニットCを液体M中に投入した際、液体Mにより湿潤状態の外側の基材2が該膜4表面において安定した液層を形成することで、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、しかも、該膜4に侵入した初期の液体Mが内側の基材2に含水し、その後、毛細管現象のごとく外部の液体Mを収容体1内部へと導出して該膜4内への液体Mの侵入が更に促進され、収容体1内部の水素発生剤3に短時間で液体Mを含水させることができる。
以上、説明したように第3の実施形態に係る水素発生ユニットCは構成している。なお、水素ガスHの発生手順は上述した第1の実施形態に係る水素発生ユニットAと同様である。
以上のように第3の実施形態に係る水素発生ユニットCは、収容体1を、水素ガス透過膜4を基材2を2層としてその間隙に重設して構成したことより、水素発生ユニットCを液体M中に投入した際、液体Mにより湿潤状態の外側の基材2が該膜4表面において安定した液層を形成することで、該膜4内への液体Mの侵入が促進され、しかも、該膜4に侵入した初期の液体Mが内側の基材2に含水し、その後、毛細管現象のごとく外部の液体Mを収容体1内部へと導出して該膜4内への液体Mの侵入が更に促進され、収容体1内部の水素発生剤3に短時間で液体Mを含水させ水素を発生させることができる。
また、水素生成反応時の発熱に対して内側の基材2が緩衝材となり、発熱による水素ガス透過膜4の劣化を可及的に防止することができるばかりでなく、外側の基材2により水素ガス透過膜4を保護することができるので、水素発生ユニットCの取り扱いが容易となる。
次に、第4の実施形態に係る水素発生ユニットDについて説明する。なお、上述した第1・第2・第3の実施形態に係る水素発生ユニットA,B,Cと共通する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
[第4の実施形態]
第4の実施形態に係る水素発生ユニットDは、図2(a)〜(c)、図3に示すように、上述した収容体1の外周面の下半部15に内外流通遮断部16を設け、内部への液体Mの流入並びに外部への反応残渣の流出を遮断すると共に、水素発生剤3が内外流通遮断部16に囲繞され且つ収容体1の下半部15の端部側17に略密封して構成している。
ここで、図2(a)は本実施形態に係る水素発生ユニットDの正面図であり、図2(b)は図2(a)の部分透視図で、図2(c)は図4(b)のd−d´線断面図である。
内外流通遮断部16は、収容体1内部への液体Mの流入、及び外部への反応残渣の流出を遮断する可撓性を有するシート状の合成樹脂材料であり、水素生成反応時の発熱や酸やアルカリへの耐性に優れたポリエチレンで形成している。
また、内外流通遮断部16は、上述した第1〜第3の実施形態に係る収容体1の下半部15を被覆して重設され、内外流通遮断部16を収容体1の外周面に貼着している。
内外流通遮断部16の内側においては、水素発生剤3が内外流通遮断部16に囲繞され且つ収容体1の下半部15の端部側17に略密封して収容している。密封においては、収容体1を熱シール等で封止して形成され、封止箇所20は外部から収容体1の上半部18に流入する液体Mが下半部15に浸透し水素発生剤3に流通可能なように形成している。
このように形成することで、水素発生ユニットDは収容体1内部での水素発生剤3の偏在により下半部15が上半部18に比して重くなり、下半部15が液体M中で安定的に下方に位置する。
また、水素発生剤3を略密封する収容体1の封止箇所20は、端部側17から内外流通遮断部16の略3分の2程度の位置に形成し、万一、封止箇所20から上半部18に向かって反応残渣が流出しても、封止箇所20の直上であり内外流通遮断部16の上方の略3分の1の領域で反応残渣の流出を防止できるように形成している。
なお、収容体1に形成される封止箇所20の位置は、本実施形態に限定されるものではない。
以上、説明したように第4の実施形態に係る水素発生ユニットDは構成している。なお、水素ガスHの発生手順は上述した第1の実施形態に係る水素発生ユニットAと同様であるが、調製容器30への投入においては、効率よく水素ガスHを収容体1の上半部18から放出させるために内外流通遮断部16を下側にして投入することが望ましい。
以上のように第4の実施形態に係る水素発生ユニットDは、上述した収容体1の外周面の下半部15に内外流通遮断部16を設け、内部への液体Mの流入並びに外部への反応残渣の流出を遮断すると共に、水素発生剤3が内外流通遮断部16に囲繞され且つ収容体1の下半部15の端部側17に略密封してなることより、水素発生ユニットDの下半部15が上半部18に比して重くなり下半部15が液体M中で安定的に下方に位置するため下半部15からの反応残渣の流出を可及的に防止でき、しかも、収容体1内部への液体Mの侵入は上半部18からなされ、発生した水素ガスHも上半部18から放出されるため、収容体1外部への反応残渣の流出を確実に防止することができる。
なお、第4の実施形態に係る水素発生ユニットDでは、水素ガス透過膜4を備えていない単なる不織布等で形成された収容体1で上述の通り構成してもよい。
この場合、水素ガスHの発生手順は上述した本実施形態に係る水素発生ユニットDと同様であるが、特に、内外流通遮断部16を下側にして調製容器30に投入することが必要である。
すなわち、調製容器30への投入においては、水素発生ユニットの上半部18を下側にして投入しても下半部15が上半部18に比して重いため経時的に下半部15が液体M中で安定的に下方に位置するものの、投入初期では上半部18に浸透し下半部15に流通した液体Mにより水素生成反応で生じた金属イオンが下方に位置する上半部18から放出される恐れがあるからである。
次に、第4の実施形態に係る水素発生ユニットDの変形例について説明する。なお、上述した第4の実施形態に係る水素発生ユニットDと共通する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
[第4の実施形態の変形例]
第4の実施形態に係る水素発生ユニットDの変形例となる水素発生ユニットD1は、図4、図5に示すように、収容体1の下半部15の端部側17を先端先鋭に形成すると共に内外流通遮断部16も先端先鋭に形成している。
具体的には、内外流通遮断部16は、端部側17を頂点とする正面視略二等辺三角形状の袋状に形成した収容体1の下半部15の外周面を被覆して重設される。
このように形成することで、ペットボトル等の調製容器30中の液体M中に水素発生ユニットD1を投入する向きを直感的に把握することができる。
最後に、上述した実施形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
A 水素発生ユニット(第1の実施形態)
B 水素発生ユニット(第2の実施形態)
C 水素発生ユニット(第3の実施形態)
D 水素発生ユニット(第4の実施形態)
D1 水素発生ユニット(第4の実施形態の変形例)
H 水素ガス
M 液体(飲用水)
1 収容体
2 基材
3 水素発生剤
4 水素ガス透過膜
15 下半部
16 内外流通遮断部
17 端部側

Claims (3)

  1. 液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、
    同水素発生ユニットは、
    含水して水素を発生する水素発生剤と、
    袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成し
    同収容体は、前記水素ガス透過膜を前記基材を2層としてその間隙に重設したことを特徴とする水素発生ユニット。
  2. 液体中に投入することにより同液体中に水素を含有させて水素含有液を生成する水素発生ユニットにおいて、
    同水素発生ユニットは、
    含水して水素を発生する水素発生剤と、
    袋状の不織布からなる基材に水素ガス透過膜を重設して前記水素発生剤を収納自在に形成した収容体と、で構成し、
    収容体の外周面の下半部に内外流通遮断部を設け、内部への前記液体の流入並びに外部への反応残渣の流出を遮断すると共に、
    前記水素発生剤が前記内外流通遮断部に囲繞され且つ前記収容体の前記下半部の端部側に略密封してなることを特徴とする水素発生ユニット。
  3. 前記収容体の前記下半部の前記端部側を先端先鋭に形成すると共に前記内外流通遮断部も先端先鋭に形成したことを特徴とする請求項に記載の水素発生ユニット。
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