TWI705042B

TWI705042B - 氫水生成器

Info

Publication number: TWI705042B
Application number: TW105139579A
Authority: TW
Inventors: 伊藤正志
Original assignee: 日商富士計器股份有限公司
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2020-09-21
Also published as: US20170166460A1; WO2017098598A1; CN107046807B; JP6654577B2; CN107046807A; US10457575B2; TW201720761A; JPWO2017098598A1; KR20180090403A

Abstract

本發明提供一種氫水生成器，在將陽極電極與陰極電極在容器內沿大致垂直方向配置的構成中，能夠效率佳地生成氫。具有2根以上的陽極電極4A或陰極電極4B的電極部4對生成器本體罩部2進行支撐。抓住生成器本體罩部2，將電極部4浸漬在如杯子那樣的飲料容器18內的飲用水中。而且，控制部11將使來自電池8的供給電壓升壓而成的電壓以規定時間施加到電極部4，由此開始電解。此時，飲用水中，因陽極電極與陰極電極之間的通電路徑形成有多個，所以能夠效率佳地產生氫。

Description

氫水生成器

本發明涉及一種在貯存在飲料容器的飲用水中利用電解而產生氫從而生成氫水的氫水生成器。

近年來，已在臨床結果或研究機構的實驗結果中得到證明，通過攝取固定濃度的氫水而將活性氧中和從而增進健康。因此，為了能夠積極地攝取氫水，而出售在鋁瓶（aluminium bottle）或寶特瓶（pet bottle）等容器中封入氫水者或在水中產生氫的片劑。

而且，已知如下的氫水生成器，其並非為所述既成品，為了使用者能夠輕鬆地生成氫水，而通過在能夠貯存飲料水的飲料容器內將陽極電極板與陰極板垂直排列配置，利用電解生成氫水（例如參照專利文獻1）。

而且，亦已知在飲料容器的內部大致水準地配置陽極板及陰極板的構成的氫水生成器（例如參照專利文獻2）。背景技術文獻專利文獻

專利文獻1：實用新型註冊第3195995號公報專利文獻2：日本專利特開2014-226575號公報

發明所要解決的問題專利文獻1中公開的氫水生成器，是通過將陽極電極與陰極電極從飲料容器的上方的口部垂直插入而進行電解來生成氫水，因而陰極電極的下部生成的氫的氣泡在沿著陰極電極上升的期間，與上部生成的氣泡合體而直徑增大，從而有相應於直徑增大，短時間內從電解水中排出，電解水的氫濃度降低的缺點。

另一方面，專利文獻2中公開的氫水生成器通過在飲料容器內將陽極板與陰極板大致水準配置，而防止氫氣的氣泡直徑因合體而增長，由此延緩氫濃度下降。然而，專利文獻2中，僅能夠使用從陽極板及陰極板到飲料容器的外部將導電部固定而設置的特別結構的飲料容器，從而攜帶時具有必須隨身攜帶飲料容器的不便。

鑒於所述方面，本發明的目的在於提供一種氫水生成器，在將陽極電極與陰極電極在容器內沿大致垂直方向配置的構成中，能夠效率佳地生成氫。解決問題的技術手段

本發明的氫水生成器的特徵在於包括：飲料容器，能夠貯存飲用水；電極部，具有在所述飲料容器的內部呈大致垂直地平行配置的陽極電極及陰極電極；支撐部，對所述電極部進行支撐；電池，保存在所述支撐部內；以及控制部，以如下方式進行控制：將電壓以規定時間施加到所述電極部，所述電壓是使從所述電池供給的電池電壓升壓而成的，所述電極部具有2根以上的所述陽極電極或所述陰極電極。

所述電極部能夠包含3根所述電極，以使配置於中心的所述電極的極性與配置於兩端的所述電極的極性不同的方式而配置。

而且，一實施方式中，所述電極部能夠分別包含所述陽極電極及所述陰極電極各2根而共4根，以相鄰的所述電極的極性彼此不同的方式，在平面上形成四方形狀。

進而，一實施方式中，所述電極部能夠在以平面上形成四方形狀的方式配置的4根所述電極的中心配置1根所述電極，在通過中心的所述電極的一所述四方形狀的對角線的兩端，配置極性與中心的所述電極不同的所述電極，在另一所述四方形狀的對角線的兩端，配置極性與所述中心的所述電極相同的所述電極。

在與所述電極部的電極的配置相關的所述任一實施方式中，相鄰的所述陽極電極與所述陰極電極均宜以0.8毫米的間隔而配置。

此外，能夠切換構成所述電極部的各所述電極的極性，由此實現各電極的壽命的均勻化。

而且，所述控制部能夠根據保存於所述飲料容器的飲用水的量來控制對所述電極部的通電時間，由此使生成的氫水的氫濃度為固定。

而且，所述控制部例如升壓到20伏特而將固定電流供給到所述電極部。通過供給固定電流，而可維持不受到保存於飲料容器的飲用水的水質差異的影響的電解。

進而，若設為具備蓋部的構成，則攜帶性方面優選，所述蓋部構成為與所述支撐部裝卸自如，且與所述支撐部接合時覆蓋所述電極部而進行保護。發明的效果

根據本發明，通過將具有2根以上的陽極電極或陰極電極的電極部從上方插入到飲料容器的飲用水中，而在飲用水中形成多個陽極電極與陰極電極之間的通電路徑，因而簡單且短時間內效率佳地生成大量的氫水，從而能夠長時間地保持氫水。

以下，一邊參照附圖一邊說明本發明的氫水生成器。

圖1表示氫水生成器1的整體立體圖，包含生成器本體罩（cover）部2與生成器本體蓋（cap）部3。生成器本體蓋部3如圖2所示，從生成器本體罩部2卸下自如，且在安裝時，覆蓋從生成器本體罩部2突出形成的電極部4而進行保護。由此，生成器本體罩部2成為支撐電極部4的支撐部。

在生成器本體罩部2的表面，設置著液晶顯示器5、及具備2種生成開關6A、6B的開關部6。顯示器5如圖3所示，具備電池剩餘量顯示部51、電極更換顯示部52及氫水容量顯示部53、54。而且，在生成器本體罩部2的背面，如圖4所示，形成著收容電池8的電池盒9的罩10。電池8例如為五號3.7 V的鋰離子電池。電池盒9或者也可構成為串聯收容著2節電池8。

而且，圖4中表示將電池8與商用電源並用作電池的構成，在生成器本體罩部2設置著直流電（DC）插孔（jack）17，該DC插孔17供連接於商用電源時供給3.7 V或7.4 V的DC電源的交流電（AC）轉接器（adapter）15的插頭（plug）16插入。

電極部4分別包含陽極及陰極各為2根的共4根電極，4根電極彼此等間隔地平行配置。如圖5中俯視圖表示，例如隔開0.8 mm（毫米）的間隔d而配置成正方形狀。由此，在正方形的一對角線上，陽極電極4A彼此相向，在另一對角線上陰極電極4B彼此相向。而且，電極部4具備以電極彼此不接觸的方式用以將各電極的前端捆住的電極棒固定保護蓋19。關於各電極的原材料，如果考慮氫水生成能力或電極的生成壽命，則適合使用鈦或鉑、或其複合材料，也可使用鎂等。而且，宜對電極的表面鍍金。

圖6以方塊圖表示氫水生成器1的電氣構成。控制部11包含積體電路，該積體電路包含普通的中央運算處理裝置等，從電池8供給3.7 V的電池電壓，或在電池盒串聯收容2節電池8的情況下供給7.4 V的電池電壓。而且，控制部11上連接著顯示器5、開關部6、定電流部12、升壓部13及極性切換部14。

控制部11在對開關部6的生成開關6A或生成開關6B進行操作時，為了進行電解而對插入到水中的電極部4進行通電控制。此時，控制部11根據對任一生成開關6A、6B進行操作而改變通電時間，並且對與顯示器5的被操作的開關對應的氫水容量顯示部53、54中的顯示進行控制。

而且，控制部11在對電極部4通電時，不會受到插入有電極部4的水質的差異、尤其含有大量食鹽等的水的影響，而維持為固定的電解，以定電流部12一直向電極部4供給固定的電流的方式進行定電流控制。此時，升壓部13中，使3.7 V或7.4 V的電池電壓升壓到20伏特並施加到電極部4。由此，生成器本體罩部2優選至少包含具有到100℃為止的耐熱性的樹脂原材料。

此外，控制部11具備下述功能，即，監視電池8的殘存容量，將剩餘量以3個階段顯示於電池剩餘量顯示部51；或將向電極部4的通電次數的累計進行計數而在達到規定次數，例如1000次時催促電極更換的指示顯示於電極更換顯示部52。

當為了進行電解而向電極部4通電時，會從陽極電極4A向陰極電極4B溶出少量金屬材料，從而引起陽極電極的壽命逐漸縮短的現象。因此，電極部4的各電極設為能夠切換為陽極或陰極的構成，控制部11定期地，或每當開始電解時，控制部11控制極性切換部14而切換各電極的極性，由此使電極的壽命變得均勻。

對所述構成的氫水生成器1的動作進行說明。為了生成氫水，將生成器本體蓋部3卸下，抓住支撐電極部4的生成器本體罩部2，如圖7所示，將電極部4浸漬於如杯子那樣的飲料容器18內的飲用水中。然後，根據飲料容器18內的飲用水的量，對生成開關6A或生成開關6B中的任一個進行操作。當此時飲用水的量約為400 ml至500 ml時，對生成開關6A進行操作，控制部11顯示驅動氫水容量顯示部56，以將由升壓部13升壓的20伏特的電壓以60秒施加到電極部4的方式進行控制。而且，當飲用水的量約為200 ml至250 ml時，對生成開關6B進行操作，控制部11顯示驅動氫水容量顯示部57，以將20伏特的電壓以30秒施加到電極部4的方式進行控制。

當對電極部4施加電壓，而進行飲料容器18內的飲用水的電解時，所產生的氫離子被牽引到陰極電極4B，集中於陰極電極4B的氫離子從陰極電極4B接收電子，並以氫原子形式存在於陰極電極4B的周圍。然後，氫原子通過彼此鍵結而成為氫分子從而生成氫水。

電解中，如果配置陽極電極4A與陰極電極4B為各2根的4根電極，則一個陰極電極4B在兩個陽極電極4A之間通電，從而與配置陽極電極4A與陰極電極4B分別各為1根的2根電極的構成相比，如表1的氫濃度的實測值所示，能夠增大飲用水的氫的量。即，飲用水中，陽極電極4A與陰極電極4B之間的通電路徑形成有多個，因而能夠效率佳地產生氫。

表1

對於在飲用水中的陽極及陰極間形成多個通電路徑，還可有其他各種構成。如圖8（a）所示，有將電極部4配置成以1根陽極電極4A為中心而左右為2根陰極電極4B的3根電極的構成。該情況下，如表1的實測值所示，與配置2根電極的構成相比，能夠增大飲用水的氫濃度。而且，如果該構成中利用極性切換部14切換各電極的極性，則中心的電極為陰極電極而兩端的電極為陽極電極。而且，除了如圖示那樣將3根電極排成一列配置以外，也可在平面上配置成三角形狀。

圖8（b）表示在平面上配置成正方形狀的4根電極的中心配置有1根電極的由5根電極構成電極部4的示例。圖示中，在通過中心的陽極電極4A的一對角線a的兩端配置著陽極電極4A，在另一對角線b的兩端配置著陰極電極4B，如果利用極性切換部14來切換各電極的極性，則中心為陰極電極4B，而對角線a的兩端的電極也為陰極電極4B，對角線b的兩端的電極為陽極電極4A。這樣，當由5根電極構成電極部4時，因陽極及陰極間通電路徑的數量進一步增多，所以如表1的實測值所示，能夠使飲用水的氫濃度進一步增大。

而且，通過設為電極部4的各電極與飲用水的接觸面積增大的形狀，也能夠有效果地產生氫。因此，電極的形狀優選為表面積大於棒狀的板狀。而且，如果將電極構成為螺旋狀，則能夠確保表面積與長度的雙方且能夠提高產生效率。

經電解的飲料容器18內的飲用水中使用蒸餾水以外的自來水等水，例如宜利用包含鈉、鈣、鎂、釩等礦物質的礦物質水。這些礦物質離子為陽離子，因而電解時與氫離子一起被牽引到陰極電極4B。其結果，氫原子與礦物質原子鍵結，由此能夠防止氫的氣化，從而能夠使氫長期地溶存於飲用水中。而且，礦物質水一般以寶特瓶而出售，該情況下，從成為飲料容器18的寶特瓶的口中插入電極部4並進行電解後，通過將寶特瓶的蓋關閉，而長期保存變得容易。

本發明不限定於所述實施方式，實施方式能夠基於本發明的主旨而進行各種變形，不將變形例排除在本發明的技術範圍外。工業利用可能性

本發明涉及使水中產生氫而能夠簡易地生成氫水的氫水生成器，具有工業利用可能性。

1‧‧‧氫水生成器2‧‧‧生成器本體罩部（支撐部）3‧‧‧生成器本體蓋部（蓋部）4‧‧‧電極部4A‧‧‧陽極電極4B‧‧‧陰極電極5‧‧‧顯示器6‧‧‧開關部6A、6B‧‧‧生成開關8‧‧‧電池9‧‧‧電池盒10‧‧‧罩11‧‧‧控制部12‧‧‧定電流部13‧‧‧升壓部14‧‧‧極性切換部15‧‧‧交流電轉接器16‧‧‧插頭17‧‧‧直流電插孔18‧‧‧飲料容器19‧‧‧電極棒固定保護蓋51‧‧‧電池剩餘量顯示部52‧‧‧電極更換顯示部53、54‧‧‧氫水容量顯示部a、b‧‧‧對角線d‧‧‧間隔

圖1表示本發明的氫水生成器的外觀立體圖。圖2表示本發明的氫水生成器的展開立體圖。圖3表示本發明的氫水生成器的顯示器的說明圖。圖4表示本發明的氫水生成器的從背側觀察的外觀立體圖。圖5以俯視圖示意性地表示本發明的氫水生成器中的陽極電極及陰極電極的配置。圖6以方塊圖表示本發明的氫水生成器的電氣構成。圖7表示使用本發明的氫水生成器生成氫水的說明圖。圖8（a）及圖8（b）以俯視圖示意性地表示本發明的氫水生成器中的陽極電極及陰極電極的配置的另一實施方式。

2‧‧‧生成器本體罩部(支撐部)

3‧‧‧生成器本體蓋部(蓋部)

4‧‧‧電極部

5‧‧‧顯示器

6A、6B‧‧‧生成開關

18‧‧‧飲料容器

19‧‧‧電極棒固定保護蓋

Claims

一種氫水生成器，包括：飲料容器，能夠貯存飲用水；電極部，具有在所述飲料容器的內部呈大致垂直地平行配置的多個電極；支撐部，對所述電極部進行支撐；電池，保存在所述支撐部內；以及控制部，以如下方式進行控制：將電壓以規定時間施加到所述電極部，所述電壓是使從所述電池供給的電池電壓升壓而成的，所述控制部根據保存在所述飲料容器的飲用水的量來控制對所述電極部施加電壓的所述規定時間，所述電極部包括以平面上形成四方形狀的方式配置的4根所述電極以及配置在該四方形狀的中心的1根所述電極，在通過中心的所述電極的一所述四方形狀的對角線的兩端，配置極性與中心的所述電極相同的所述電極，在另一所述四方形狀的對角線的兩端，配置極性與所述中心的所述電極不同的所述電極，所述控制部定期地，或每當開始電解時，切換各所述電極的極性。
如申請專利範圍第1項所述的氫水生成器，其中，所述控制部以升壓到20伏特而將固定電流供給到所述電極部的方式進行控制。
如申請專利範圍第2項所述的氫水生成器，其中，形成所述四方形狀的4根所述電極以0.8毫米的間隔而配置。
如申請專利範圍第1項所述的氫水生成器，更包括：蓋部，構成為與所述支撐部裝卸自如，所述蓋部在與所述支撐部的接合時覆蓋所述電極部而進行保護。