JP6880376B1 - 水素製造装置及び水素製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な量の水素ガスを十分な時間発生させることが可能な水素製造装置及び水素製造方法を提供すること。【解決手段】浴用又は飲用の水素製造装置１０であって、水と反応して水素ガスを発生する金属と酸の結晶との混合物を収容するとともに、水が収容された器内に没入されて水が出入可能な容器１１と、容器１１の一方から容器１１内に水を導入するとともに容器１１の他方から容器１１の外部へ排出して水を容器１１内外で循環させるポンプ１３と、を備えて水素ガスを発生させる。【選択図】図１

Description

本発明は、水中における水素製造装置及び水素製造方法に関する。

気体状態の水素分子が、細胞障害性の高い活性酸素を還元して人体の細胞を有効に保護する作用が知られている。そのため、浴槽内で水素ガスを安全な範囲で発生させる装置として、金属又は合金粉末にソーダ石灰粉末、酸化カルシウム粉末、水酸化カルシウム粉末の１つ又は複数を加えた水素ガス発生組成物を収容した透水性の袋又は小容器を浴槽等に没するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

実用新案登録第３１８４５３８号公報

しかしながら、上記従来の水素製造装置では、水素ガスの発生量や発生時間が十分ではないという問題がある。本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、十分な量の水素ガスを十分な時間発生させることが可能な水素製造装置及び水素製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る水素製造装置は、筒状に形成された容器本体と、水が挿通可能な格子状に形成された底面部及び蓋部と、を有し、水と反応して水素ガスを発生する金属と酸の結晶との混合物を収容するとともに、水が収容された器内に没入されて前記水が出入可能な容器と、前記容器の前記底面部側又は前記蓋部側から前記水を前記容器の内部に導入するとともに前記容器の前記蓋部側又は前記底面部側から前記容器の外部へ排出して前記水を前記容器内外で循環させる循環部と、を備えて前記器内に水素ガスを発生させることを特徴とする。

また、本発明に係る水素製造装置は、さらに、前記水が挿通可能に連接された第一収容部と第二収容部とを前記容器が備えて、前記混合物が、前記第一容器と前記第二容器との各々に収容され、前記循環部が、前記第一収容部内に前記水を導入して前記第二収容部へ送り、該第二収容部から排出するよう前記水を循環させることを特徴とする。

また、本発明に係る水素製造方法は、筒状に形成された容器本体と、水が挿通可能な格子状に形成された底面部及び蓋部と、を有する容器に、水と反応して水素ガスを発生する金属と酸の結晶との混合物を収容する収容工程と、該容器を前記水が収容された器内に没入する設置工程と、前記容器の前記底面部側又は前記蓋部側から前記水を前記容器の内部に導入するとともに前記容器の前記蓋部側又は前記底面部側から前記容器の外部へ排出して前記水を前記容器内外で循環させる循環工程と、を備えて前記器内に水素ガスを発生させることを特徴とする。

また、本発明に係る水素製造方法は、さらに、前記水が挿通可能に連接された第一収容部と第二収容部とを前記容器が備え、前記収容工程にて、前記混合物が、前記第一容器と前記第二容器との各々に収容され、前記循環工程にて、前記第一収容部内に前記水を導入して前記第二収容部へ送り、該第二収容部から排出することを特徴とする。

本発明によれば、水が収容された器内で十分な量の水素ガスを十分な時間発生させることができる。

本発明の第１実施形態に係る水素製造装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水素製造装置に混合物を充填した状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水素製造装置を浴槽内に載置して水素ガスを発生させた状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る水素製造装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る水素製造装置に混合物を充填した状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る水素製造装置を浴槽内に載置して水素ガスを発生させた状態を示す図である。

（第１実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る水素製造装置１０は、図１に示すように、容器１１と、容器１１が設置される筐体１２と、ポンプ（循環部）１３と、を備える。

容器１１は、筒状に形成された容器本体１５と、水が挿通可能な格子状に形成された底面部１６と、蓋部１７と、を備える。底面部１６及び蓋部１７の格子状の隙間は、図２に示すように、粒状のマグネシウム或いはマグネシウム合金（金属）Ｍを容器１１内に収容しても外に漏れ出ない大きさに形成されている。粒状のマグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍとクエン酸（酸）ＣＡの結晶との混合物ＭＭは、底面部１６と蓋部１７との間に収容される。

筐体１２は、容器１１の中心軸線Ｃが浴槽（器）Ｂ内で重力方向となるよう装置全体を立設させる筒状の脚部１８と、ポンプ１３が格納されるとともに脚部１８に載置される筒状の第一筐体２０と、容器本体１５や蓋部１７の外径よりも小径の排出口２１Ａを有する筒状の第二筐体２１と、を備える。第一筐体２０の内部には、水が挿通可能な格子状に形成されてポンプ１３が載置される平板状の支持部２２と、水が挿通可能な格子状に形成されて容器１１を支持する取付部２３と、が配されている。第一筐体２０及び第二筐体２１の内径は容器１１の容器本体１５が嵌入可能な大きさに形成されている。なお、ポンプ１３が第一筐体２０ではなく脚部１８に配されるよう構成されていても構わない。

ポンプ１３は、水が吸引される吸込口１３Ａと排出される排水口１３Ｂとを備えている。ポンプ１３は、排水口１３Ｂが取付部２３を挟んで底面部１６と対向するように支持部２２に載置される。ポンプ１３には外部から電力供給されて稼働するように電源コード２５が接続されている。なお、内部に電源が保持されたものでも構わない。

次に、本実施形態に係る水素製造装置１０の作用について、浴槽Ｂ内で水素ガスを発生させる水素製造方法とともに説明する。
本実施形態に係る水素製造方法は、混合物ＭＭを容器１１に収容する収容工程（Ｓ０１）と、水素製造装置１０を湯Ｗが張られた浴槽Ｂ内に没入する設置工程（Ｓ０２）と、ポンプ１３を稼働して容器１１内に一方から水を導入するとともに他方から容器１１外に排出して湯Ｗを循環させる循環工程（Ｓ０３）と、を備える。

収容工程（Ｓ０１）では、まず、ポンプ１３が支持部２２に載置された第一筐体２０を脚部１８に載置する。そして、容器１１内に混合物ＭＭを収容する。このとき、マグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍを最初に容器本体１５に入れた後、その上からクエン酸ＣＡの結晶をふりかけ、底面部１６の隙間から結晶が漏れ出ないように混ぜ合わせる。そして、蓋部１７を容器本体１５に設置し、容器１１を取付部２３に設置して、第一筐体２０及び第二筐体２１を中心軸線Ｃ方向に接続して図２に示すような水素製造装置１０を組み立てる。

設置工程（Ｓ０２）では、水素製造装置１０の脚部１８が浴槽Ｂの底に接して立設されるように水素製造装置１０の全体を湯Ｗが張られた浴槽Ｂ内に沈める。

循環工程（Ｓ０３）では、電源コード２５を介してポンプ１３に電力供給して駆動する。このとき、浴槽Ｂ内の湯Ｗの一部が、ポンプ１３の吸込口１３Ａに導入され、所定の圧力にて排水口１３Ｂから排出される。排出された湯Ｗは、底面部１６から容器１１内に導入され、混合物ＭＭ内を通過して蓋部１７から第二筐体２１の排出口２１Ａを通って浴槽Ｂ内に排水される。このとき、混合物ＭＭと湯Ｗとが反応して生成される水素ガスＧが第二筐体２１の排出口２１Ａから浴槽Ｂ内に泡となって排出される。こうして、図３に示すように、ポンプ１３を稼働している間、水素ガスＧが発生し続ける。所定時間ポンプ１３を稼働させた後、ポンプ１３への電源供給を停止して終了する。

この水素製造装置１０及び水素製造方法によれば、ポンプ１３が湯Ｗを容器１１の内外で循環させることによって混合物ＭＭを容器１１内で積極的に揺動させることができ、従来よりも水素ガス発生状態を長時間維持させるとともに、ガス発生量も増大することができる。

また、混合物ＭＭを構成する金属としてマグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍとするとともに、酸としてクエン酸ＣＡとしているので、水素ガスＧの発生をより好適にすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について図４から図６を参照して説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、図４に示すように、本実施形態に係る水素製造装置３０の容器３１が、湯Ｗが挿通可能に連接された第一収容部３２と第二収容部３３とを備えているとした点である。

第一収容部３２は、筒状に形成された第一本体３５と、水が挿通可能な格子状に形成された第一底面部３６と、を備える。第一底面部３６は第一本体３５の一端側に配される。第二収容部３３は、筒状に形成された第二本体３７と、水が挿通可能な格子状に形成された第二底面部３８及び蓋部１７と、を備える。第二底面部３８は、第二本体３７の一端側に配される。第一本体３５の他端側と第二本体３７の一端側とは、接続リング４０を介して中心軸線Ｃ方向に接続され、一体の容器３１を形成する。

第一底面部３６及び第二底面部３８の格子状の隙間は、粒状のマグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍを容器３１内に収容しても外に漏れ出ない大きさに形成されている。そのため、第一収容部３２と第二収容部３３とを接続したとき、図５に示すように、第一底面部３６と第二底面部３８との間、及び、第二底面部３８と蓋部１７との間に混合物ＭＭがそれぞれ収容される。

次に、本実施形態に係る水素製造装置３０の作用について、浴槽Ｂ内で水素ガスを発生させる水素製造方法とともに説明する。
本実施形態に係る水素製造方法は、混合物ＭＭを第一収容部３２及び第二収容部３３の各々に収容する収容工程（Ｓ１１）と、水素製造装置３０を湯Ｗが張られた浴槽Ｂ内に没入する設置工程（Ｓ０２）と、ポンプ１３を稼働して容器３１内に一方から水を導入するとともに他方から容器３１外に排出して湯Ｗを循環させる循環工程（Ｓ０３）と、を備える。

収容工程（Ｓ１１）では、まず、ポンプ１３が支持部２２に載置された第一筐体２０を脚部１８に載置する。そして、第一本体３５内に混合物ＭＭを収容する。このとき、マグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍを最初に入れた後、その上からクエン酸ＣＡの結晶をふりかけ、第一底面部３６の隙間から結晶が漏れ出ないように混ぜ合わせる。同様にマグネシウム或いはマグネシウム合金Ｍを第二本体３７に入れた後、その上からクエン酸ＣＡの結晶をふりかけ、第二底面部３８の隙間から結晶が漏れ出ないように混ぜ合わせる。最後に蓋部１７を第二本体３７に設置し、接続リング４０を介して第一収容部３２と第二収容部３３とを中心軸線Ｃ方向に接続する。その後、第一収容部３２と第一筐体２０とを接続し、第二筐体２１と第二収容部３３とを接続して図５に示すような水素製造装置３０を組み立てる。

設置工程（Ｓ０２）では、水素製造装置３０の脚部１８が浴槽Ｂの底に接して立設されるように水素製造装置１０の全体を湯Ｗが張られた浴槽Ｂ内に沈める。

循環工程（Ｓ０３）では、ポンプ１３に電力供給して駆動させる。このとき、浴槽Ｂ内の湯Ｗの一部が、脚部１８からポンプ１３の吸込口１３Ａに導入され、所定の圧力にて排水口１３Ｂから排出される。排出された湯Ｗは、第一底面部３６から第一収容部３２内に導入され、第一収容部３２内の混合物ＭＭ内を通過して第二底面部３８から第二収容部３３内に導入される。その後、第二収容部３３内の混合物ＭＭ内を通過して蓋部１７から第二筐体２１の排出口２１Ａを通って浴槽Ｂ内に排水される。このとき、混合物ＭＭと湯Ｗとが反応して生成される水素ガスＧが第二筐体２１の排出口２１Ａから浴槽Ｂ内に泡となって排出される。こうして、図６に示すように、ポンプ１３を稼働している間、水素ガスＧが発生し続ける。所定時間ポンプ１３を稼働させた後、ポンプ１３への電源供給を停止して終了する。

この水素製造装置３０及び水素発生方法によれば、混合物ＭＭが中心軸線Ｃ方向に並設された第一収容部３２及び第二収容部３３にそれぞれ収容されているので、第１の実施形態に係る水素製造装置１０よりも水素ガス発生量をより増大させるとともに発生時間をより長時間維持することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、浴槽Ｂ内で水素ガスＧを発生させているが、飲料水が充填された容器内に適切な大きさの水素製造装置１０，３０を配置して、同様に水素ガスＧを発生させても構わない。

また、ポンプ１３に限らず、浴槽Ｂ内の湯Ｗを水素製造装置１０，３０内に導入して排出させる流れを作り出せるものであれば、ポンプ１３の代わりに又は一緒に湯Ｗを攪拌させる棒や羽根等のような手段を備えても構わない。さらに、容器１１，３１よりもポンプ１３が浴槽Ｂの底面側に配されているが、必ずしも底面側である必要はなく、容器１１，３１内に湯Ｗを送ることができればよい。

また、金属としてマグネシウム或いはマグネシウム合金としているが、アルミニウムなど、酸と反応して水素ガスを発生するものであれば、他の金属でも構わない。また、酸としてクエン酸ＣＡとしているが、クエン酸ＣＡに限らずヒドロキシ酸に属するものであればよく、人体に安全な酸であれば他の酸でも構わない。

１０，３０ 水素製造装置
１１，３１ 容器
１３ ポンプ（循環部）
３２ 第一収容部
３３ 第二収容部
Ｂ 浴槽（器）
ＣＡ クエン酸（酸）
Ｍ マグネシウム或いはマグネシウム合金（金属）
ＭＭ 混合物
Ｗ 湯（水）

Claims (4)

1. 筒状に形成された容器本体と、水が挿通可能な格子状に形成された底面部及び蓋部と、を有し、水と反応して水素ガスを発生する金属と酸の結晶との混合物を収容するとともに、水が収容された器内に没入されて前記水が出入可能な容器と、
   前記容器の前記底面部側又は前記蓋部側から前記水を前記容器の内部に導入するとともに前記容器の前記蓋部側又は前記底面部側から前記容器の外部へ排出して前記水を前記容器内外で循環させる循環部と、
   を備えて前記器内に水素ガスを発生させる浴用又は飲用の水素製造装置。
2. 前記水が挿通可能に連接された第一収容部と第二収容部とを前記容器が備えて、前記混合物が、前記第一容器と前記第二容器との各々に収容され、
   前記循環部が、前記第一収容部内に前記水を導入して前記第二収容部へ送り、該第二収容部から排出するよう前記水を循環させる請求項１に記載の水素製造装置。
3. 筒状に形成された容器本体と、水が挿通可能な格子状に形成された底面部及び蓋部と、を有する容器に、水と反応して水素ガスを発生する金属と酸の結晶との混合物を収容する収容工程と、
   該容器を前記水が収容された器内に没入する設置工程と、
   前記容器の前記底面部側又は前記蓋部側から前記水を前記容器の内部に導入するとともに前記容器の前記蓋部側又は前記底面部側から前記容器の外部へ排出して前記水を前記容器内外で循環させる循環工程と、
   を備えて前記器内に水素ガスを発生させる浴用又は飲用の水素製造方法。
   
4. 前記水が挿通可能に連接された第一収容部と第二収容部とを前記容器が備え、
   前記収容工程にて、前記混合物が、前記第一容器と前記第二容器との各々に収容され、
   前記循環工程にて、前記第一収容部内に前記水を導入して前記第二収容部へ送り、該第二収容部から排出する請求項３に記載の水素製造方法。
   

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