JPWO2018020707A1 - Hydrogen water generator - Google Patents
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Abstract
短時間で所望する高濃度の水素を含有する水素水を生成すること。水素水生成装置(101)は、ワンパス方式で水素水を生成する装置であって、水を通水する第1通水路(3)及び第2通水路(4)と、上記第1通水路(3)及び第2通水路(4)に形成され、当該第1通水路(3)及び第2通水路(4)を流れる水と、外部から供給された水素ガスとを撹拌する撹拌機(1)と、を備える。Producing hydrogen water containing a desired high concentration of hydrogen in a short time. The hydrogen water generating apparatus (101) is an apparatus for generating hydrogen water in a one-pass system, and includes a first water passage (3) and a second water passage (4) for water flow, and the first water passage 3) A stirrer (1) formed in the second water passage (4) and stirring the water flowing through the first water passage (3) and the second water passage (4) and hydrogen gas supplied from the outside And.
Description
本発明は、水素水を生成する水素水生成装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen water generator for producing hydrogen water.
近年、水素の生体内における抗酸化作用が注目されており、水素の摂取により、肥満、動脈硬化、糖尿病、アトピー性皮膚炎、放射線障害などを副作用なく改善する健康効果が得られることが確認されている。 In recent years, the antioxidative action of hydrogen in the body has attracted attention, and it has been confirmed that the intake of hydrogen provides a health effect to improve obesity, arteriosclerosis, diabetes, atopic dermatitis, radiation damage and the like without side effects. ing.
また、水素を摂取するための方法としては、(i)水素ガスを直接吸引する方法、(ii)水素を溶存させた水素水を飲む方法、(iii)水素風呂等で皮膚から吸収させる方法、および(iv)水素が溶存した生理食塩水を点滴する方法が知られている。 In addition, as a method for consuming hydrogen, (i) a method of directly sucking hydrogen gas, (ii) a method of drinking hydrogen water in which hydrogen is dissolved, (iii) a method of absorbing from the skin in a hydrogen bath or the like, And (iv) a method of instilling saline in which hydrogen is dissolved is known.
これらの方法のうち、水素水を飲む方法は、水素ガスを吸引する方法に比べて安全で日常生活の中で手軽に水素を摂取することができるため、水素の優れた効果を求める一般家庭に普及しつつある。 Among these methods, the method of drinking hydrogen water is safer than the method of sucking hydrogen gas and can easily take up hydrogen in daily life, so general households seeking excellent effects of hydrogen It is spreading.
特に、水素の優れた効果を得るためには、水素の飽和濃度(約1.6ppm)以上の高濃度の水素が含まれる水素水を摂取するのが好ましい。 In particular, in order to obtain the excellent effect of hydrogen, it is preferable to take in hydrogen water containing hydrogen at a high concentration of at least the saturation concentration of hydrogen (about 1.6 ppm).
例えば、特許文献1には、水素を水素バブルとして水に与えて加圧送水して溶存槽に貯留し、この溶存槽に貯留した水素水を循環させることで、高濃度の水素が含まれる水素水を生成する気体溶解装置が開示されている。
For example, in
しかしながら、特許文献1に開示された気体溶解装置では、高濃度の水素が含有された水素水が得られるものの、高濃度の水素水を得るためには、装置内で水素水を複数回循環させる必要がある。このため、所望する高濃度の水素を含有した水素水を得るまでに長い時間を要するという問題を生じる。
However, although the gas dissolving apparatus disclosed in
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間で所望する高濃度の水素を含有する水素水を生成することが可能な水素水生成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a hydrogen water generating device capable of generating hydrogen water containing a desired high concentration of hydrogen in a short time. It is in.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水素水生成装置は、水が1回装置内を通水する間に、通水中の水に水素ガスを混合して水素水を生成する水素水生成装置であって、水を通水する通水路と、上記通水路に形成され、当該通水路を流れる水と、外部から供給された水素ガスとを撹拌する撹拌機と、を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a hydrogen water generating apparatus according to an aspect of the present invention mixes hydrogen gas with water passing through to generate hydrogen water while water flows through the apparatus once. Hydrogen generating apparatus, comprising: a water passage for water flow, a stirrer formed in the water passage, water flowing through the water passage, and hydrogen gas supplied from the outside being stirred It is characterized by
本発明の一態様によれば、短時間で所望する高濃度の水素を含有する水素水を生成できるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to produce hydrogen water containing a desired high concentration of hydrogen in a short time.
〔実施形態1〕
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
It will be as follows if one embodiment of the present invention is described.
(水素水生成装置101の概要)
図1は、本実施形態に係る水素水生成装置101の概略構成図である。(Summary of hydrogen water generator 101)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hydrogen
水素水生成装置101は、水が1回装置内を通水する間に、通水中の水に水素ガスを混合して水素水を生成するワンパス方式の水素水生成装置であって、撹拌機1、水供給源2、第1通水路3、第2通水路4、水素ガス(H2ガス)供給路5を含んでいる。なお、本実施形態では、水供給源2として水道を例に説明する。つまり、第1通水路3は、水供給源2である水道の蛇口に直結されている。従って、水道水の排出量の調整は、水供給源2である水道の蛇口の開放量により調整することになる。The hydrogen
第1通水路3は、水供給源2からの水を撹拌機1に供給するための通水路であり、第2通水路4は、撹拌機1から排出される水を取水側に送出する通水路である。水素ガス供給路5は、図示しないガスボンベ等のガス供給源から水素ガスを撹拌機1に供給するための供給路である。
The
撹拌機1は、撹拌槽1aと撹拌羽根1bとを備え、当該撹拌槽1a内で撹拌羽根1bを用いて第1通水路3から供給される水と水素ガス供給路5から供給される水素ガスとを撹拌し、撹拌後の水を第2通水路4に排出するようになっている。
The
撹拌羽根1bは、撹拌槽1aの外部に設けられた撹拌モータ6によって駆動される。撹拌羽根1bの回転軸(図示しない)が撹拌槽1aの外部に突出し、撹拌モータ6と接続されている。なお、撹拌羽根1bと撹拌モータ6が上述のように回転軸で接続されてもよいが、これに限定されず、例えば撹拌羽根1bと撹拌モータ6とがマグネットカップリングにより接続されていてもよい。マグネットカップリングの詳細については後述する。
The stirring
(水素水生成装置101による水素水生成)
水素水生成装置101により水素水を生成するには、まず、水供給源2である水道水を第1通水路3に通水する。この水道水の第1通水路3への通水と同時に、水素ガス供給源から水素ガスが水素ガス供給路5に送られる。その後、第1通水路3に通水された水道水及び水素ガス供給路5に送られた水素ガスは、撹拌機1に供給される。ここでは、水素ガスの撹拌機1への供給量を100cc/minとし、水道水の撹拌機1への供給量を1.1l/minとして説明する。(Generation of hydrogen water by hydrogen water generator 101)
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
撹拌機1では、供給された水道水と水素ガスとを撹拌槽1a内で撹拌羽根1bによって撹拌される。撹拌により、水素の飽和濃度(約1.6ppm)の水素ガスが水道水に含有されるようになる。撹拌機1は、撹拌後の高濃度の水素ガスを含んだ水道水(以下、水素水)を第2通水路4に送り出す。第2通水路4に送り出された水素水は、取水され、飲用水となる。
In the
(効果)
上記構成によれば、撹拌機1は、第1通水路3と第2通水路4との接続部分に配置されているので、水が1回装置内を通水する間に水素ガスを混合させる、所謂一過処理(ワンパス方式)により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。(effect)
According to the above configuration, since the
このように、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置を用いれば、ユーザは手軽に水素水を生成し、水素水の少量の飲用で効率的に水素ガスを摂取することができる。 Thus, if a hydrogen water generator is used to generate hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time, the user can easily generate hydrogen water and efficiently consume hydrogen gas by drinking a small amount of hydrogen water. It can be ingested.
なお、本実施形態では、水に水素ガスをさらに溶け込ませ易くするために、撹拌機1、第1通水路3、第2通水路4で構成される通水経路内の圧力(内圧)を高めるための構成について説明していないが、下記の実施形態2では、通水経路の内圧を高めるための構成を追加した例について説明する。
In the present embodiment, the pressure (internal pressure) in the water passage formed of the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。Second Embodiment
It will be as follows if other embodiment of this invention is described. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
(水素水生成装置102の概要)
図2は、本実施形態に係る水素水生成装置102の概略構成図である。なお、水素水生成装置102は、前記実施形態1の水素水生成装置101とほぼ同じ構成であるが、水供給源2である水道の蛇口に第1通水路3が直結した構成ではなく、水を貯水するタンクに第1通水路3が直結した構成である。(Summary of hydrogen water generator 102)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the hydrogen
第1通水路3には、タンクの水を撹拌機1に供給するために給水ポンプ7が設けられている。本実施形態では、給水ポンプ7によりタンクから流れる水の流量を、1.1L/minとしている。
A water supply pump 7 is provided in the first
第2通水路4には、当該第2通水路4を構成する管の内径(例えば1/4インチ)よりも小さい内径(例えば1/8インチ)の細管8が接続されている。細管8は、長さ1.8mの細チューブからなる。細管8の素材に関しては、一般的な飲用水を生成する装置内で用いられているチューブと同素材であればよく、特に限定されるものではない。このように、第2通水路4に、細管8が接続されていることで、撹拌機1から送り出されて第2通水路4を流れる水が、第2通水路4内径がより小さい細管8に入るときに、通水経路(第1通水路3、給水ポンプ7、撹拌機1、第2通水路4)の内圧が高まる。従って、細管8は、通水路の内圧を高めるための加圧部として機能する。
The second water passage 4 is connected to a thin tube 8 having an inner diameter (e.g., 1/8 inch) smaller than the inner diameter (e.g., 1/4 inch) of a tube constituting the second water passage 4. The thin tube 8 consists of a thin tube of 1.8 m in length. The material of the tubule 8 is not particularly limited as long as it is the same material as the tube used in a general apparatus for producing potable water. As described above, the capillary 8 is connected to the second water flow passage 4 so that the water which is sent out from the
さらに、第1通水路3には、上記通水経路の内圧を測定するための圧力計9が設けられている。
Furthermore, the pressure gauge 9 for measuring the internal pressure of the said water flow path is provided in the 1st
なお、上記の細管8による通水路の内圧は高いほど水素ガスが溶け込む量が増えるものの、例えば図10に示すグラフから、水素水生成装置102による水素水の生成開始(飲用ボタンの押下)から飲用可能な水素水が取水できるまでの時間(取水時間)が長くなることが分かる。従って、水素濃度、取水時間を考慮して、通水路の内圧を設定するようにすればよい。
Although the amount of hydrogen gas dissolved in increases as the internal pressure of the water passage by the thin tube 8 increases, for example, from the graph shown in FIG. 10, the hydrogen
(水素水生成装置102による水素水生成)
水素水生成装置102により水素水を生成するには、まず、水供給源2である貯水タンクの水を給水ポンプ7により第1通水路3に通水する。この第1通水路3への通水と同時に、水素ガス供給源(ボンベ)から水素ガスが水素ガス供給路5に送られる。その後、第1通水路3に通水された水及び水素ガス供給路5に送られた水素ガスは、撹拌機1に供給される。(Generation of hydrogen water by hydrogen water generator 102)
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
撹拌機1では、供給された水と水素ガスとを撹拌槽1a内で撹拌羽根1bによって撹拌される。撹拌により、水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えた量の水素ガスが水道水に含有されるようになる。撹拌機1は、撹拌後の高濃度の水素ガスを含んだ水(以下、水素水)を第2通水路4に送り出す。第2通水路4に送り出された水素水は、細管8に流れ込み、取水され、飲用水となる。
In the
(効果)
上記構成によれば、撹拌機1は、第1通水路3と第2通水路4との接続部分に配置されているので、水が1回装置内を通水する間に水素ガスを混合させる、所謂一過処理(ワンパス方式)により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。(effect)
According to the above configuration, since the
しかも、第2通水路4には、当該第2通水路4の内径よりも小さい内径の細管8が接続されているため、当該第2通水路4から細管8に水素水が流れる込むことにより、当該細管8より上流側の通水経路(第2通水路4、撹拌機1、第1通水路3)の内圧が高まる。これにより、水素ガスがさらに水に溶けやすくなり、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。
Moreover, since the capillary 8 having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second conduit 4 is connected to the second conduit 4, hydrogen water flows from the second conduit 4 into the capillary 8, The internal pressure of the water passage (the second water passage 4, the
ここで、撹拌機1が水素濃度を高めるために重要な部材であることを以下の比較によって説明する。
Here, the following comparison demonstrates that the
図2に示す水素水生成装置102の場合、水素ガスの撹拌機1への供給量を100cc/minとし、水道水の撹拌機1への供給量を1.1l/minとしたとき、通水経路の内圧3.6atmで、取水された水素水の水素濃度は3.4ppmとなった。
In the case of the hydrogen
図3は、図2に示す水素水生成装置102から撹拌機1を省いた水素水生成装置103を示す。図3に示す水素水生成装置103の場合、水素ガスの撹拌機1への供給量を100cc/minとし、水道水の撹拌機1への供給量を1.1l/minとしたとき、通水経路の内圧3.6atmで、取水された水素水の水素濃度は1.9ppmとなった。
FIG. 3 shows a hydrogen
図3に示す水素水生成装置103においても、水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えた水素濃度の水素水を生成することができたが、図2に示す水素水生成装置102のように、撹拌機1を用いて水と水素ガスを撹拌したほうがより水素濃度の高い水素水を得ることができる。
Even in the hydrogen
このように、本実施形態においても、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置を用いれば、ユーザは手軽に水素水を生成し、水素水の少量の飲用で効率的に水素ガスを摂取することができる。以下の実施形態3では、さらに、水素水の水素濃度を高める例について説明する。 As described above, also in the present embodiment, if a hydrogen water generator for generating hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time is used, the user can easily generate hydrogen water and drink a small amount of hydrogen water. Hydrogen gas can be efficiently consumed. In the following third embodiment, an example in which the hydrogen concentration of hydrogen water is further increased will be described.
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。Third Embodiment
It will be as follows if other embodiment of this invention is described. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
(水素水生成装置104の概要)
図4は、本実施形態に係る水素水生成装置104の概略構成図である。なお、水素水生成装置103は、前記実施形態2の水素水生成装置102とほぼ同じ構成であるが、撹拌機1内部で生じる渦流によって形成される気相の気体(主に水素ガス)を外部に排出する気体排出経路10が設けられている点で異なる。つまり、水素水生成装置103では、撹拌機1において撹拌時に形成される渦流の気相の気体を外部に排出する気体排出経路10が形成され、上記気体排出経路10は、上記撹拌機1より上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)の下流側(第2通水路4)に接続されている。このように、気体排出経路10が第2通水路4に接続されことで、当該第2通水路4を流れる水(水素水)に気体を混合させるようになっている。これにより、図4の水素水生成装置104では、撹拌機1に形成された気体排出経路10が、撹拌槽1a内部で生じる渦流によって形成される気相の気体を排出し、撹拌機1の第2通水路4が、撹拌槽1a内部で生じる渦流によって形成される液相の液体(水素水)を排出する。(Summary of hydrogen water generator 104)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the hydrogen
気体排出経路10は、撹拌槽1aにおける撹拌羽根1bを回転させる回転軸17(図5)の回転中心に対応する位置に形成されるのが好ましい。これは、撹拌槽1a内で撹拌羽根1bが回転する際に、水素ガスが回転軸17周りに集まるため、気体排出経路10は、撹拌槽1aにおいて、できるだけ回転軸17に近い位置に配置するのが好ましいためである。しかしながら、気体排出経路10の形成位置は、上記の例に限定されず、撹拌槽1aで生じる気体(水素ガス)を排出できる位置であればよい。
The
(水素水生成装置104による水素水生成)
水素水生成装置104により水素水を生成するには、まず、水供給源2である貯水タンクの水を給水ポンプ7により第1通水路3に通水する。この第1通水路3への通水と同時に、水素ガス供給源(ボンベ)から水素ガスが水素ガス供給路5に送られる。その後、第1通水路3に通水された水及び水素ガス供給路5に送られた水素ガスは、撹拌機1に供給される。(Generation of hydrogen water by hydrogen water generator 104)
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
撹拌機1では、供給された水と水素ガスとを撹拌槽1a内で撹拌羽根1bによって撹拌される。撹拌により、水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えた量の水素ガスが水道水に含有されることになる。撹拌機1は、撹拌後の高濃度の水素ガスを含んだ水(以下、水素水)を第2通水路4に送り出す。第2通水路4には、撹拌機1の気相から排出される気体(水素ガス)が気体排出経路10により供給されるため、当該第2通水路4に流れる水素水に対して、さらに水素ガスが混合される。第2通水路4内でさらに水素ガスが混合された水素水は、細管8に流れ込み、取水され、飲用水となる。
In the
(効果)
上記構成によれば、撹拌機1は、第1通水路3と第2通水路4との接続部分に配置されているので、水が1回装置内を通水する間に水素ガスを混合させる、所謂一過処理(ワンパス方式)により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。(effect)
According to the above configuration, since the
しかも、第2通水路4には、当該第2通水路4の内径よりも小さい内径の細管8が接続されているため、当該第2通水路4から細管8に水素水が流れる込むことにより、当該細管8より上流側の通水経路(第2通水路4、撹拌機1、第1通水路3)の内圧が高まる。これにより、水素ガスがさらに水に溶けやすくなり、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。
Moreover, since the capillary 8 having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second conduit 4 is connected to the second conduit 4, hydrogen water flows from the second conduit 4 into the capillary 8, The internal pressure of the water passage (the second water passage 4, the
さらに、撹拌機1によって高濃度の水素を含有した水素水が流れる第2通水路4において、さらに、撹拌機1の気相の気体(水素ガス)が気体排出経路10によって供給され、水素水に水素ガスがさらに混合されるため、非常に高濃度の水素を含有した水素水が得られる。
Furthermore, in the second water flow path 4 through which hydrogen water containing high concentration hydrogen flows by the
図4に示す水素水生成装置104の場合、水素ガスの撹拌機1への供給量を100cc/minとし、水道水の撹拌機1への供給量を1.1l/minとしたとき、通水経路の内圧3.6atmで、取水された水素水の水素濃度は3.9ppmとなった。図2に示す水素水生成装置102よりもさらに水素水の水素濃度が大きくなった。
In the case of the hydrogen
このように、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成する水素水生成装置を用いれば、ユーザは手軽に水素水を生成し、水素水の少量の飲用で効率的に水素ガスを摂取することができる。 Thus, if a hydrogen water generator is used to generate hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time, the user can easily generate hydrogen water and efficiently consume hydrogen gas by drinking a small amount of hydrogen water. It can be ingested.
本実施形態では、図4に示すように、気体排出経路10の接続先を、細管8の手前の第2通水路4にしているが、これに限定されるものではなく、例えば細管8の後の取水直前であってもよく、撹拌機1以下の流路であればどこでもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the connection destination of the
なお、本実施形態に係る水素水生成装置104に搭載れた撹拌機1は、説明の便宜上、図4に示すように、簡略化して記載している。以下に、撹拌機1の詳細な構造について説明する。
In addition, the
(撹拌機1の配管)
図5は、撹拌機1の概略構成断面図である。図6は、撹拌機1に備えられた撹拌羽根1bの概略構成斜視図である。(Piping of agitator 1)
FIG. 5 is a schematic sectional view of the
撹拌機1は、図5に示すように、撹拌槽1a内に水を取り込むための第1通水路3となる配管11、撹拌槽1a内で混合された混合水(水素水)を排出するための第2通水路4となる配管12、撹拌槽1a内で生じる気相の気体(水素ガス)を排出するための気体排出経路10となる配管13が接続されている。さらに、撹拌機1には、撹拌槽1a内の空気を抜くための配管14がさらに接続されている。また、配管11〜配管14の全てに開閉機構となる電磁弁15が設けられている。
As shown in FIG. 5, the
ここで、図5に示す撹拌機1の紙面上の上を上部、下を下部として説明する。
Here, the upper part on the paper surface of the
配管11は、貯水タンクに貯水された飲用水を撹拌槽1a内に導く配管であり、当該撹拌槽1aの下部に設けられている。
The pipe 11 is a pipe for guiding the potable water stored in the water storage tank into the stirring
また、配管12は、撹拌槽1a内で混合された水を排出する配管であり、当該撹拌槽1aの上部に設けられている。これにより、撹拌槽1aに配管11から水が注入されたとき、当該撹拌槽1aの上部に設けられた配管12から空気が抜けるので、スムーズな空気抜きが可能となる。
The
配管14は、撹拌槽1aの上部に設けられた空気抜き専用の配管であり、電磁弁15により必要に応じて開閉される。つまり、配管14は、配管12による空気抜きがスムーズに行えないときに電磁弁15により開放し、空気抜きに使用する。従って、配管12から空気がスムーズに抜ける構成の場合には、敢えて配管14を設ける必要はない。
The
配管13は、主としてガスを排出する配管であり、飲用水と水素ガスを撹拌した際に撹拌槽1a内で形成される渦(気相)に隣接する位置に設けられる。撹拌槽1a内で形成される渦の大きさや形は、撹拌槽1aの内部形状・大きさ・撹拌羽根1bの羽根の形、撹拌羽根1bの回転数、飲用水と水素ガスの体積比や互いの圧力関係等によって決まるため、配管13を設ける位置は任意である。
The
なお、配管13は、主としてガスを排出するものであるが、撹拌済みの飲用水の一部が混入することは必然であり、特に問題にはならない。 In addition, although the piping 13 mainly discharges | emits gas, it is inevitable that a part of stirred drinking water mixes in, and it does not become a problem in particular.
配管11上に配した電磁弁15は、撹拌槽1a内に水を導く際、その動作を開始する時に開かれるものであるが、水の移動を給水ポンプ7で行う場合などは、この機構を排除して、給水ポンプ7のON/OFFで、これを担ってもよい。
The
配管12、配管13上に配した電磁弁15は、撹拌槽1a内の飲用水と気相の配分を制御する場合などを考慮して、個別に配置したが、その必要が無い場合には、合流後の経路上に配してもよいし、或いは、開閉機構そのもの自体を配置しなくてもよい。
The piping 12 and the
配管12、配管13上に電磁弁15を設ける、もう一つの目的は、混合開始(動作開始)の初期時点で、水素ガス濃度が十分に上がりきっていない水素水が排出されることを防止することであり、排出を一時的に止めて、所望の濃度に上がった後に水素水を排出するところにある。なお、初期時点でも撹拌槽1aから排出される水素水の水素ガス濃度が十分である場合には、配管12、配管13上に電磁弁15を設けなくてもよい。
The piping 12 and the
なお、図4及び図5では、水素ガスの流入を撹拌機1の前段で行い、飲用水と混合した状態で撹拌機1に送られていたが、水素ガスを撹拌槽1aに直接流入するように、当該撹拌槽1aに水素ガス流入用の配管を新たに設けてもよい。例えば図1に示す水素水生成装置101のように、撹拌機1に直接水素ガス供給路5を設けてもよい。この場合、水素ガス供給路5を設ける位置については、特に規定されものではない。
In FIG. 4 and FIG. 5, the hydrogen gas is introduced at the front stage of the
(撹拌機1の撹拌構造)
図5に示す撹拌機1では、撹拌モータ6と撹拌羽根1bとは直接回転軸により接続されているのではなく、マグネットカップリングにより接続されている。(Stirring structure of stirrer 1)
In the
撹拌モータ6は、撹拌槽1aの外部に配置されており、撹拌モータ6の回転軸は撹拌槽1aの側壁に対向配置されたマグネットカップリング16aに接続されている。また、撹拌羽根1bに備えられているマグネットカップリング16bは、撹拌槽1aの側壁を介してマグネットカップリング16aに対向する位置に配置されている。なお、撹拌羽根1bは、図6に示すように、中心に貫通孔1cが形成され、後述する回転軸17が挿入されるようになっている。これにより、図5に示すように、撹拌羽根1bの回転軸17の両端が撹拌槽1aの内壁に回転自在に指示される。
The stirring motor 6 is disposed outside the stirring
これにより、撹拌モータ6の回転駆動力によってマグネットカップリング16aが回転すると、その回転駆動力が磁力によってマグネットカップリング16bに伝達され、撹拌羽根1bが回転軸17を中心として回転するようになっている。
Thus, when the
マグネットカップリング16a・16bにおいて、それぞれに設けるマグネットの数量(磁力)は、撹拌モータ6と撹拌羽根1bとの距離や、撹拌槽1a内での水の抵抗に応じて決めればよく、撹拌羽根1bの回転時のバランスを考慮して対象に配置するのが好適である。図5では、撹拌羽根1bの回転軸17の両端が撹拌槽1aの内壁に固定する形となっているが、マグネットカップリング16b側のみの固定でも構わない。この場合、配管13の出口を、より気相の中心(撹拌時の渦の中心)に配置することができる。これは、撹拌槽1a内で撹拌羽根1bが回転する際に、水素ガスが回転軸17周りに集まるため、配管13は、できるだけ回転軸17に近い位置に配置するのが好ましいためである。
In the
前記実施形態1〜3では、水素ガスの供給源として水素ボンベを例に説明したが、以下の実施形態では、水素ガスの供給源として電解装置を例に説明する。 In the first to third embodiments, a hydrogen cylinder is described as an example of a hydrogen gas supply source, but in the following embodiments, an electrolytic device is described as an example of a hydrogen gas supply source.
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。Embodiment 4
It will be as follows if other embodiment of this invention is described. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
(水素水生成装置201の概要)
図7は、本実施形態に係る水素水生成装置201の概略構成図である。(Outline of hydrogen water generation device 201)
FIG. 7 is a schematic block diagram of the hydrogen
水素水生成装置201は、水が1回装置内を通水する間に、通水中の水に水素ガスを混合して水素水を生成するワンパス方式の水素水生成装置であって、撹拌機1、水供給源2、水素ガス(H2ガス)の供給源である電解装置20を含んでいる。なお、本実施形態では、水供給源2として水道を例に説明する。なお、水供給源2の水道圧を補助するために追加のポンプ7を設けてもよい。また、前記実施形態2に記載のように貯水タンクと給水ポンプ7を用いて水を撹拌機1に供給してもよい。The hydrogen
電解装置20は、電解液を貯蔵する電解槽21と、電解槽21内のほぼ中央に設けられたイオン交換膜22、電解槽21の水道水供給側に設けられたRO膜(reverse osmosis membrane)23を備えている。イオン交換膜22は、イオン伝導性を有する固体高分子膜であり、図示しないが両面に触媒層と電極(正負の電極)が接合され、電極に電圧を印加することで、負電極(陰極)側に水素ガス、正電極(陽極)側に酸素ガスを発生するようになっている。これにより、電解槽21は、イオン交換膜22を境界にして、正電極側に酸素発生部21a、負電極側に水素発生部21bが形成される。また、RO膜23は、水供給源2から供給される電解液としての水道水から水分子のみを電解槽21内に送り出すようになっている。水素生成に必要な水の量は極めて少なく、RO膜23に水圧を与えられたときに徐々に電解液を生成して、電解槽21内に貯蔵しておく。
The
電解装置20によって発生した水素ガスは、撹拌機1に送られる一方、酸素ガスは、装置外部に排出される。これらガスの排出制御は、電解装置20の酸素発生部21a及び水素発生部21bのそれぞれの排気側に設けられた電磁弁24・24の開閉により制御される。
The hydrogen gas generated by the
撹拌機1は、前記実施形態1の水素水生成装置101と同様に、水供給源2から供給される水道水と、電解装置20から供給される水素ガスとを撹拌し、水素ガスが溶け込んだ水道水(水素水)を外部に排出する。撹拌機1からの水の排出配管は、撹拌機1の液相部分に設ける。
The
撹拌機1の大きさは、水素水生成速度や撹拌効率等をふまえて任意に設計される。撹拌機1を小さくすると、大きな撹拌機よりも水量が減少し、撹拌機1の全体を高速で撹拌することができるため、より効率的に撹拌することが可能となる。
The size of the
撹拌機1の水素水の排出路には、撹拌機1内の内圧を高めるための絞り部25、排出される水素水の取水制御を行うため電磁弁26が設けられている。ただし、電磁弁26は、設けなくてもよい。絞り部25は、撹拌機1から排出される水素水の流れを絞り込むように、水素水が流れる管の内径を小さく絞り込んだ管からなる。なお、絞り部25としては、前記実施形態2の水素水生成装置102で用いられる細管8のような細チューブで構成されもよい。
A throttling
(水素水生成装置201による水素水生成)
水素水生成装置202により水素水を生成するには、水供給源2である水道等の圧力を利用して、RO膜23により水道水から水分子のみを透過させて電解槽21に純水を貯蔵しておく。RO膜23を設けず、ユーザによって電解装置20に純水または電解液が投入されるようにしてもよい。電解槽21に電解液がある状態で、電磁弁26を開放することで水を撹拌機1に通水し、イオン交換膜22の両面に接合された電極に電圧を印加することにより純水から酸素ガスと水素ガスを発生する。電解装置20にて発生した水素ガスは、撹拌機1に送られ、水道水と撹拌される。撹拌により、水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えた量の水素ガスが水道水に含有されることになる。撹拌機1は、撹拌後の高濃度の水素ガスを含んだ水(以下、水素水)を排出し絞り部25を経て取水され、飲用水となる。水供給源2の水は、活性炭フィルター等の塩素除去手段または飲用水質に調整する手段を設けてもよい。(Hydrogen water production by hydrogen water generator 201)
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
(効果)
上記構成によれば、前記実施形態1〜3と同様に、ワンパス方式により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。(effect)
According to the above configuration, as in the first to third embodiments, hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time as compared with a method of circulating water to increase hydrogen concentration as in the prior art by the single pass method The effect is that it is possible to generate
しかも、水素水生成装置201では、水素供給源として水素ボンベではなく、電解装置20を用いているため、水道水を流し続けられることができれば、水素ボンベを使用する場合のように水素ガスの残量を気にすること無く、水素水を生成し続けることが可能となる。
Moreover, in the hydrogen
また、電解装置20に対する電解液の供給を、正電極側、すなわち酸素発生側に行うことで、水素発生部21bがイオン交換膜22によって閉じた構成となるため、通水路(第1通水路3、第2通水路4)に圧力がかかった際に水素水生成装置201や電解水供給部等の上流側に逆流することを防止することができる。少なくとも正電極側に水を給水すればよく、例えば飲用水を負極側に通水する構成としてもよい。
Further, by supplying the electrolytic solution to the
電解装置20において、水素水生成中、酸素発生部21aを電磁弁24により排出口を閉じて、酸素が電解装置20内に一時的に貯蔵され、水素水の生成が終了するか所定の時間電解するごとに開放する。
In the
上記構成によれば、電解時に発生する酸素を一時的に電解装置20内に貯めることで、酸素発生部21aの圧力を高められ、電解時に発生したガスで固体高分子膜(イオン交換膜22)と電極の間にわずかな隙間が生じて電解効率が低下することを抑制することができる。また、所定の時間ごとに開放することで、酸素発生部21aと水素発生部21bの各部屋の圧力のバランスをとり、電解効率を高く保つことができる。なお、電磁弁24による排出口を開放する時間は、酸素発生部21aと水素発生部21bの各部屋の圧力のバランスをとり、電解効率を高く保つことができる時間に予め設定される。
According to the above configuration, the pressure of the
また、水素水の生成が終了したときに撹拌機1または通水経路(第1通水路3、第2通水路4)内に酸素を開放することで、酸素開放時に意図せず混じってしまう電解液を、撹拌機1または通水路(第1通水路3、第2通水路4)内に混合してもよい。これにより、酸素開放時に混じる電解液を外で受ける受け部を別途設ける必要がない。撹拌機1または通水路(第1通水路3、第2通水路4)内に開放された酸素は、水素水の生成を開始し、水を通水した際に押し出されて排出される。
In addition, by opening the oxygen in the
〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。Fifth Embodiment
It will be as follows if other embodiment of this invention is described. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
(水素水生成装置202の概要)
図8は、本実施形態に係る水素水生成装置202の概略構成図である。(Summary of hydrogen water generator 202)
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a hydrogen
水素水生成装置202は、前記実施形態4の水素水生成装置201とほとんど同じ構成であるが、撹拌機1を複数配置している点で異なる。
The hydrogen
水素水生成装置201では、図8に示すように、水供給源2からの水道水の通水路上に、2個の撹拌機1が直列に接続され、それぞれの撹拌機1に対して、電解装置20から水素ガスが供給されるようになっている。ただし、第一の撹拌機1から、水素ガスを供給してもよい。そのようにした場合、前記実施の形態3の気体排出経路10と第2通水路4の合流箇所に別の撹拌機を設けることに相当する。
In the hydrogen
(水素水生成装置202による水素水生成)
水素水生成装置202による水素水の生成は、前記実施形態4の水素水生成装置201による水素水の生成とほぼ同じであり、水と水素ガスとの撹拌が多段になっている点で異なる。(Generation of hydrogen water by hydrogen water generator 202)
The generation of hydrogen water by the hydrogen
水素水生成装置202により水素水を生成するには、まず、水供給源2である水道の水を撹拌機1及び電解装置20に通水する。電解装置20は、通水と同時に作動し、イオン交換膜22に接合された電極に電圧を印加することにより純水から酸素ガスと水素ガスを発生する。電解装置20にて発生した水素ガスは、2個の撹拌機1に送られ、上流側の撹拌機1において水道水と撹拌され、下流側の撹拌機1において上流側の撹拌機1で生成された水素水と撹拌される。これにより、上流側の撹拌機1において、常に水素の含まれない水が供給・混合されるため、排出される水素濃度が薄まってしまうが、下流側の撹拌機1において、水素がある程度溶け込んだ水道水(水素水)にさらに水素を混合し含有させる。下流側の撹拌機1の撹拌羽根の回転速度は、上流側より高めたほうが好ましい。下流側の撹拌機1は、撹拌後の高濃度の水素ガスを含んだ水(以下、水素水)を排出し絞り部25を経て電磁弁26を開放することで、取水され、飲用水となる。
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
(効果)
上記構成によれば、前記実施形態1〜3と同様に、ワンパス方式により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。さらに、前記実施形態4と同様に、水素供給源として水素ボンベではなく、電解装置20を用いているため、水道水を流し続けられることができれば、水素ボンベを使用する場合のように水素ガスの残量を気にすること無く、水素水を生成し続けることが可能となる。(effect)
According to the above configuration, as in the first to third embodiments, hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time as compared with a method of circulating water to increase hydrogen concentration as in the prior art by the single pass method The effect is that it is possible to generate Furthermore, as in the fourth embodiment, since the
しかも、水素水生成装置202では、撹拌機1を直列に2個配置しているため、上流側の撹拌機1において生成された水素水に対して、下流側の水供給源2においてさらに水素ガスを溶け込ませることになる。このため、最初の撹拌機1にてある程度まで水素ガスが溶け込んだ水道水に対して、次の撹拌機1にてさらに水素ガスが溶け込むように撹拌されるので、撹拌機1を2個用いれば、後段の撹拌機1で供給された水素を含まない水と混合されて薄まることがなく、水素水生成装置201よりも高濃度の水素を含有する水素水を生成することが可能となる。
Moreover, in the hydrogen
なお、本実施形態では、撹拌機1を2個直列に接続した例を示したが、撹拌機1の直列に配置する個数は2個に限定されるものではなく、2個よりも多く接続してもよい。撹拌機1の大きさを変えずに数を増やせば、水道水が通過する時間がかかるため、水素水を取水できるまでの時間が長くなる虞があるので、撹拌機1の数を増やす際は、撹拌機1の一つの大きさを、小さくすればよい。撹拌機1を複数設けることで効率的に撹拌できるようになるため、撹拌機1の水の滞留時間を下げることになる。すなわち、水素水を取水できるまでの時間が短くなる。撹拌機1の大きさは、例えば、各辺2〜3cm程度でよい。
In the present embodiment, an example in which two
〔実施形態6〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。Sixth Embodiment
It will be as follows if other embodiment of this invention is described. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
(水素水生成装置203の概要)
図9は、本実施形態に係る水素水生成装置203の概略構成図である。(Outline of hydrogen water generator 203)
FIG. 9 is a schematic block diagram of the hydrogen
水素水生成装置203は、前記実施形態5の水素水生成装置202とほぼ同じ構成であるが、水道水の通水路上に、2個の撹拌機31が並列に接続されている点で異なる。なお、各撹拌機31に対して、電解装置20から水素ガスが供給されるようになっている。
The hydrogen
撹拌機31は、水と水素ガスを撹拌する撹拌槽の断面積が、撹拌後の水を排出する出口方向に向かって小さくなるように形成されているので、当該撹拌槽内の圧力を高めることができる。これにより、前記実施形態5において設けた絞り部25は不要となる。
Since the cross-sectional area of the stirring tank which stirs water and hydrogen gas is formed so that it may become small toward the exit direction which discharges the water after stirring, the
2個の撹拌機31によって撹拌された水素水は、それぞれ水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えるような高濃度の水素が含まれる水素水である。各撹拌機31から排出された水素水は、図9に示すように電磁弁26の手前で統合される。
The hydrogen water stirred by the two
(水素水生成装置203による水素水生成)
水素水生成装置203による水素水の生成は、前記実施形態5の水素水生成装置202による水素水の生成とほぼ同じであり、水と水素ガスとの撹拌を並列で行っている点で異なる。(Generation of hydrogen water by hydrogen water generator 203)
The generation of hydrogen water by the hydrogen
水素水生成装置203により水素水を生成するには、まず、水供給源2である水道の水を撹拌機31・31に通水する。このとき、撹拌機31・31の排出側の電磁弁26は開状態にする。電解装置20は、通水と同時に作動し、RO膜23により水道水から水分子のみを透過させて電解槽21に貯蔵された純水から、イオン交換膜22に接合された電極に電圧を印加することにより酸素ガスと水素ガスを発生する。電解装置20にて発生した水素ガスは、2個の撹拌機31に送られ、2個の撹拌機31において水道水と撹拌される。これにより、各撹拌機31において、水素の飽和濃度(約1.6ppm)を超えた量の水素ガスが水道水に溶け込ませた水素水を排出し、それぞれの水素水を統合して電磁弁26を開放することで、取水され、飲用水となる。
In order to generate hydrogen water by the hydrogen
(効果)
上記構成によれば、前記実施形態1〜3と同様に、ワンパス方式により、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができるという効果を奏する。さらに、前記実施形態4、5と同様に、水素供給源として水素ボンベではなく、電解装置20を用いているため、水道水を流し続けられることができれば、水素ボンベを使用する場合のように水素ガスの残量を気にすること無く、水素水を生成し続けることが可能となる。(effect)
According to the above configuration, as in the first to third embodiments, hydrogen water containing high concentration of hydrogen in a short time as compared with a method of circulating water to increase hydrogen concentration as in the prior art by the single pass method The effect is that it is possible to generate Furthermore, as in the fourth and fifth embodiments, since the
また、前記実施形態5と同様に、水素水生成装置203では、撹拌機31を並列に2個配置し、それぞれの撹拌機31にて撹拌され生成された高濃度の水素が溶け込んだ水素水を統合しているため、前記実施形態4の水素水生成装置201の半分の規模の撹拌機31を2個用いれば、水素水生成装置201よりも高濃度の水素を含有する水素水を生成することが可能となる。
Further, as in the fifth embodiment, in the hydrogen
しかも、撹拌機31は、水と水素ガスを撹拌する撹拌槽の断面積が、撹拌後の水を排出する出口方向に向かって小さくなるように形成されているので、大きな撹拌羽根を設置して比較的少ない量の水を撹拌できるため、効率的に水素水の水素濃度を高めることができる。また、撹拌槽の出口断面積を細管8の内径程度にすることで、加圧部(細管8)と同じ機能があるため、加圧部(細管8)を設ける必要がなくなり、部品数を削減できる。
撹拌機31においては、さらに、内部の撹拌羽根により撹拌された水を撹拌槽の水の排出する出口方向に向かって押し出すようにすることで、さらに撹拌槽内の圧力を若干高めることができるので、さらに水素水の水素濃度を高めることができる。Moreover, since the
In the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る水素水生成装置は、水が1回装置内を通水する間に、通水中の水に水素ガスを混合して水素水を生成する水素水生成装置(101,102,104)であって、水を通水する通水路(第1通水路3、第2通水路4)と、上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)に形成され、当該通水路(第1通水路3、第2通水路4)を流れる水と、外部から供給された水素ガスとを撹拌する撹拌機1と、を備えたことを特徴としている。[Summary]
The hydrogen water generating apparatus according to
上記構成によれば、通水路に設けられた撹拌機において通水中の水と水素ガスが撹拌されることで、通水中の水に含有される水素ガス量を増加させることが可能となる。しかも、上記構成の水素水生成装置は、水が1回装置内を通水する間に水素ガスを混合させる、所謂一過処理(ワンパス方式)を前提としているため、従来のように水を循環させて水素濃度を高める方式に比べて、短時間で高濃度の水素を含有する水素水を生成することができる。すなわち、装置内に水量を確保して水を循環させる必要がなくなるため、装置が小型化する。加えて、連続して高濃度の水素水を取り出すことができる。 According to the above configuration, it is possible to increase the amount of hydrogen gas contained in the water in the flowing water by stirring the water in the flowing water and the hydrogen gas in the stirrer provided in the water passage. In addition, since the hydrogen water generating apparatus having the above configuration is based on a so-called transient process (one-pass system) in which hydrogen gas is mixed while water flows once in the apparatus, water is circulated as in the prior art. As compared with the method of increasing the hydrogen concentration, hydrogen water containing high concentration of hydrogen can be generated in a short time. That is, since it is not necessary to secure the amount of water in the device and circulate water, the device is miniaturized. In addition, high concentration hydrogen water can be taken out continuously.
本発明の態様2に係る水素水生成装置は、上記態様1において、上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)における上記撹拌機1形成位置よりも下流側(第2通水路4)に当該通水路(第1通水路3、第2通水路4)内の圧力を高める加圧部(細管8)が形成されていてよい。
In the hydrogen water generating apparatus according to
上記の構成によれば、通水路における撹拌機形成位置よりも下流側に当該通水路内の圧力を高める加圧部が形成されていることで、当該加圧部よりも上流側の通水路(撹拌機を含む)の内圧が高くなるため、飽和溶存水素量の上限が増加し、水素ガスがさらに水に溶けやすくなり、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。 According to the above configuration, the pressurizing portion for increasing the pressure in the water conduit is formed on the downstream side of the agitator formation position in the water conduit, so that the water passage upstream of the pressurizing portion ( Since the internal pressure of the stirrer is increased, the upper limit of the amount of saturated dissolved hydrogen is increased, the hydrogen gas is further easily dissolved in water, and hydrogen water containing higher concentration of hydrogen can be obtained.
本発明の態様3に係る水素水生成装置は、上記態様1または2において、上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)における上記撹拌機1形成位置よりも下流側(第2通水路4)に、水素ガスを供給するための気体経路10が形成されており、水素ガス供給部に接続されていてもよい。
In the hydrogen water generating apparatus according to
上記構成によれば、上記撹拌機の上記通水路の下流側に水素ガスが供給されているので、撹拌機下流における既に高濃度の水素が含まれた水素水に対して、気体経路から供給される水素ガスが混合される。これにより、水素ガスがさらに通水路内の水素水に溶け込むこと、また溶存した水素の脱気を防止することで、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。 According to the above configuration, since the hydrogen gas is supplied to the downstream side of the water passage of the stirrer, the hydrogen water having a high concentration of hydrogen already contained in the downstream of the stirrer is supplied from the gas path. Hydrogen gas is mixed. As a result, it is possible to obtain hydrogen water containing higher concentration of hydrogen by further dissolving hydrogen gas into hydrogen water in the water flow passage and preventing degassing of the dissolved hydrogen.
本発明の態様4に係る水素水生成装置は、上記態様1〜3の何れか1態様において、撹拌機1において撹拌時に形成される渦流の気相の気体を当該撹拌機1の外部に排出する気体排出経路10が形成され、上記気体排出経路10は、上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)における上記撹拌機1より下流側(第2通水路4)に接続されていてもよい。
The hydrogen water generating apparatus according to aspect 4 of the present invention discharges the gas phase gas of the vortex formed at the time of stirring in the
上記構成によれば、上記撹拌機の上記通水路の下流側に、撹拌時に形成される渦流の気相の気体を外部に排出する気体排出経路されているので、撹拌機下流における通水路を流れる既に高濃度の水素が含まれた水素水に対して、気体排出経路から排出される気体、すなわち水素ガスが混合される。これにより、水素ガスがさらに通水路内の水素水に溶け込むことになり、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。 According to the above configuration, since the gas discharge path for discharging the gas phase gas of the vortex formed at the time of stirring to the outside is provided on the downstream side of the water passage of the stirrer, the water flows in the water passage downstream of the agitator. A gas exhausted from the gas exhaust path, that is, hydrogen gas is mixed with hydrogen water which already contains a high concentration of hydrogen. Thus, the hydrogen gas is further dissolved in the hydrogen water in the water flow passage, and hydrogen water containing higher concentration of hydrogen can be obtained.
本発明の態様5に係る水素水生成装置は、上記態様4において、上記撹拌機1において撹拌時に形成される渦流の液相の液体を当該撹拌機1の外部に排出する排出口(配管12)が開閉自在(電磁弁15)に形成されていてもよい。
In the hydrogen water generating apparatus according to
本発明の態様6に係る水素水生成装置は、上記態様1〜5の何れか1態様において、撹拌機1における、撹拌後の水の上記通水路(第2通水路4)への排出口側に開閉弁(電磁弁15)が設けられていてもよい。
The hydrogen water generating apparatus according to aspect 6 of the present invention is the outlet according to any one of the
上記構成によれば、撹拌機における、撹拌後の水の通水路への排出口側に開閉弁が設けられていることで、当該開閉弁を閉じれば撹拌機内の圧力を高めることができる。これにより、通水初期、すなわち水素水生成開始時に、開閉弁を閉じれば、圧力が高まった状態で水と水素ガスを撹拌できるため、水素が水に溶け込む量が増え、より高濃度の水素を含有した水素水を初期段階から得ることができる。 According to the above configuration, the on-off valve is provided on the outlet side of the stirred water to the water flow passage in the agitator, so that the pressure in the agitator can be increased if the on-off valve is closed. By this, if the on-off valve is closed at the beginning of water flow, that is, at the start of hydrogen water generation, water and hydrogen gas can be stirred in a state where the pressure is increased. Therefore, the amount of hydrogen dissolved in water is increased. Hydrogen water contained can be obtained from the initial stage.
本発明の態様7に係る水素水生成装置は、上記態様1〜6の何れか1態様において、撹拌機1は、上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)に複数個直列に配置されていてもよい。
In the hydrogen water generating apparatus according to aspect 7 of the present invention, in any one of the
上記構成によれば、複数の撹拌機が通水路に配置されていることで、水素の含まれていない水でなく、上流側の撹拌機内で生成された既に水素を多く含む水素水に対して、下流側の撹拌機において水素ガスが混合されるので、より高濃度の水素を含有した水素水を得ることができる。撹拌機の数を増やすほど、水素の濃度を高めることが可能となる。 According to the above configuration, the plurality of agitators are disposed in the water flow path, whereby the hydrogen water not containing hydrogen but generated already in the upstream agitator is already supplied to the hydrogen water containing a large amount of hydrogen. Since hydrogen gas is mixed in the downstream side stirrer, hydrogen water containing higher concentration of hydrogen can be obtained. As the number of agitators is increased, it is possible to increase the concentration of hydrogen.
また、小型の撹拌機を複数設けることで、撹拌機全体を通過する水の滞留時間が短くなるため、水を取水するまでの時間を短くできる。 Further, by providing a plurality of small-sized agitators, the residence time of water passing through the entire agitator can be shortened, so that the time taken to take water can be shortened.
本発明の態様8に係る水素水生成装置は、上記態様1〜7の何れか1態様において、撹拌機31における、水と水素ガスを撹拌する撹拌槽は、その断面積が、撹拌後の水を排出する出口方向に向かって小さくなるように形成されていてもよい。
The hydrogen water generating apparatus according to aspect 8 of the present invention is the water tank after stirring the water and the hydrogen gas in the
上記構成によれば、撹拌槽の断面積が撹拌後の水を排出する出口方向に向かって小さくなっているので、大きな撹拌羽根を設置して比較的少ない量の水を撹拌できるため、効率的に水素水の水素濃度を高めることができる。 According to the above configuration, since the cross-sectional area of the stirring tank is reduced in the direction of the outlet for discharging the water after stirring, a relatively small amount of water can be stirred by installing a large stirring blade. The hydrogen concentration of hydrogen water can be increased.
また、撹拌槽の出口断面積を加圧部として機能する細管8の内径程度にすることで、細管8と同じ機能とるため、加圧部(細管8)を設ける必要がなくなり、部品数を削減できる。 Further, by setting the cross-sectional area of the outlet of the stirring tank to the inner diameter of the thin tube 8 functioning as the pressurizing portion, the same function as the thin tube 8 is obtained, and there is no need to provide the pressurizing portion (thin tube 8). it can.
本発明の態様9に係る水素水生成装置は、上記態様1〜8の何れか1態様において、イオン伝導性を有する固体高分子膜(イオン交換膜22)の両面に触媒層または電極が一体となるように構成された電解装置20を備え、上記電解装置20の少なくとも陽極側に上記通水路を流れる水を電解液として供給して陰極側から発生する水素を、上記撹拌機1または上記通水路(第1通水路3、第2通水路4)に供給するようにしてもよい。陽極側に電解液を供給し、陰極側に飲用水を供給する構成でもよい。
In the hydrogen water generating apparatus according to aspect 9 of the present invention, in any one of the
上記構成によれば、通水路の通水を用いて水素ガスを発生させる電解装置を備えていることで、ガスボンベ等の容量が決まった容器から水素ガスを撹拌機に供給する場合に比べて、水素ガスを安定して撹拌機に供給することができる。つまり、ガスボンベ等の場合には容器内の水素ガスがなくなれば、撹拌機に水素ガスが供給できないが、電解装置の場合には通水している限り水素ガスを発生させることができるので、撹拌機に水素ガスが供給できないということはない。また、上記水素ガスを通水路(第1通水路3、第2通水路4)に供給する場合も、通水路に水素ガスが供給できないということはない。
According to the above configuration, by providing the electrolyzer for generating hydrogen gas using water flowing through the water passage, compared to the case where hydrogen gas is supplied to the agitator from a container having a fixed capacity such as a gas cylinder, Hydrogen gas can be stably supplied to the stirrer. That is, in the case of a gas cylinder or the like, hydrogen gas can not be supplied to the agitator if hydrogen gas in the container is exhausted, but in the case of an electrolytic device, hydrogen gas can be generated as long as water is supplied. It is not impossible to supply hydrogen gas to the machine. Further, also in the case where the hydrogen gas is supplied to the water passage (the
また、陽極側に水(電解水)を供給する構成とすることで、水素発生部がイオン交換膜22によって閉じた構成となるため、通水路(第1通水路3、第2通水路4)に圧力がかかった際に水素水生成装置や電解水供給部等の上流側に逆流することを防止することができる。
Further, by supplying water (electrolytic water) to the anode side, the hydrogen generation part is closed by the
本発明の態様10に係る水素水生成装置は、上記態様9において、上記陽極側で酸素を発生する酸素発生部21aは、水素水生成時に、酸素が電解装置20内に一時的に貯蔵され、水素水の生成が終了するか所定の時間電解するごとに開放することが好ましい。
In the hydrogen water generating apparatus according to
上記構成によれば、電解時に発生する酸素を一時的に電解装置内に貯めることで、酸素発生部の圧力を高められ、電解時に発生したガスで固体高分子膜と電極の間にわずかな隙間が生じて電解効率が低下することを抑制することができる。また、所定の時間ごとに開放することで、酸素発生部と水素発生部の各部屋の圧力のバランスをとり、電解効率を高く保つことができる。 According to the above configuration, the pressure of the oxygen generating portion can be increased by temporarily storing oxygen generated at the time of electrolysis in the electrolytic device, and the gas generated at the time of electrolysis causes a slight gap between the solid polymer film and the electrode. Can be suppressed to reduce the electrolytic efficiency. Further, by opening at predetermined time intervals, it is possible to balance the pressure of each chamber of the oxygen generating unit and the hydrogen generating unit, and to maintain high electrolytic efficiency.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 撹拌機
1a 撹拌槽
1b 撹拌羽根
1c 貫通孔
2 水供給源
3 第1通水路(通水路)
4 第2通水路(通水路)
5 水素ガス供給路
6 撹拌モータ
7 給水ポンプ
8 細管(加圧部)
9 圧力計
10 気体排出経路
11〜14 配管
15 電磁弁(開閉弁)
16a、16b マグネットカップリング
17 回転軸
20 電解装置
21 電解槽
21a 酸素発生部
21b 水素発生部
22 イオン交換膜(固体高分子膜)
23 RO膜
24 電磁弁(開閉弁)
25 絞り部(加圧部)
26 電磁弁(開閉弁)
31 撹拌機
101〜104 水素水生成装置
201〜203 水素水生成装置1
4 second water passage (water passage)
5 Hydrogen gas supply passage 6 Stirring motor 7 Water supply pump 8 Tubular tube (pressurizing part)
9
16a,
23
25 throttling part (pressure part)
26 Solenoid valve (open / close valve)
31
Claims (10)
水を通水する通水路と、
上記通水路に形成され、当該通水路を流れる水と、外部から供給された水素ガスとを撹拌する撹拌機と、
を備えたことを特徴とする水素水生成装置。A hydrogen water generating device for generating hydrogen water by mixing hydrogen gas with water in flowing water while water flows through the inside of the device once,
A water flow path through which water flows,
An agitator that is formed in the water passage and that stirs the water flowing in the water passage and hydrogen gas supplied from the outside;
A hydrogen water generator characterized in that
上記気体排出経路は、上記通水路における上記撹拌機より下流側に接続されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の水素水生成装置。In the stirrer, a gas discharge path is formed to discharge the gas phase gas of the vortex formed at the time of stirring to the outside of the stirrer,
The hydrogen gas generation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas discharge path is connected to the downstream side of the agitator in the water passage.
上記電解装置の少なくとも陽極側に電解液を供給して陰極側から発生する水素を、上記撹拌機または上記通水路に供給することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の水素水生成装置。An electrolytic device in which a catalyst layer or an electrode is integrated on both sides of a solid polymer membrane having ion conductivity,
9. The electrolytic solution is supplied to at least the anode side of the electrolytic device, and hydrogen generated from the cathode side is supplied to the stirrer or the water passage. Hydrogen water generator.
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