JP6042966B1 - Hydrogen liquid generator - Google Patents
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Abstract
【課題】逆止弁を用いることなく水素水等の水素ガスを含有した水素液を生成することが可能な水素液生成装置の提供。【解決手段】液体を収容する液体容器1と、液体容器の上部開口を気密に塞ぐ蓋2と、水素発生剤を収容する水素発生剤収容部3と、先端が液体容器内の下方に位置し、先端開口部に筒状の焼結金属部材6が気密に固着され、水素発生剤収容部で発生した水素ガスを導入して焼結金属部材の微細孔を介して液体容器内に放出するノズルと、液体容器内の圧力を開放する再気泡化装置4を備え、水素発生剤収容部は蓋内部に気密可能に設けられている水素液生成装置。【選択図】図1A hydrogen liquid generating apparatus capable of generating a hydrogen liquid containing hydrogen gas such as hydrogen water without using a check valve. A liquid container that contains a liquid, a lid that hermetically closes an upper opening of the liquid container, a hydrogen generating agent containing portion that contains a hydrogen generating agent, and a tip located below the liquid container. A nozzle having a cylindrical sintered metal member 6 fixed in an airtight manner in the opening at the tip, introducing a hydrogen gas generated in the hydrogen generating agent containing portion and releasing it into the liquid container through the fine holes of the sintered metal member And a re-foaming device 4 for releasing the pressure in the liquid container, and the hydrogen generating agent storage unit is provided inside the lid so as to be airtight. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、水素液生成装置に係り、特に、水素の微細気泡(マイクロバブル・ナノバブル)を水中に含有させるのに好適な水素液生成装置に関する。 The present invention relates to a hydrogen liquid generation apparatus, and more particularly to a hydrogen liquid generation apparatus suitable for containing fine hydrogen bubbles (micro bubbles and nano bubbles) in water.
水などの液体に水素を含有させた水素水(水素液)は、飲用に供した場合には、抗酸化作用などが期待され、また、肌などに使用した場合には美容効果も期待されている。
従来、水素水の製造には、例えば、特許文献1〜3に記載のものが提案されている。
Hydrogen water (hydrogen liquid) containing hydrogen in a liquid such as water is expected to have an antioxidant effect when used for drinking, and a cosmetic effect is expected when used on the skin. Yes.
Conventionally, the thing of patent documents 1-3 is proposed for manufacture of hydrogenous water, for example.
特許文献1及び特許文献2には、水を収容する容器本体と、容器本体の下部に設けられた水素発生剤を収容する薬槽とを備え、容器本体から薬槽側への流体の移動を阻止する逆止弁を途中に設けたガス通路で容器本体内と薬槽内とを連通させた携帯用の水素水生成装置が提案されている。この水素水生成装置では、水を注入した容器本体を密閉した状態で、薬槽内で発生した水素ガスが逆止弁を介して容器本体内に供給され、そして、容器本体を振って容器本体内の水と水素ガスとを攪拌し、容器本体内の水に水素ガスを溶解させて水素水を得ている。
特許文献3では、人が持ち運び可能な開放型の飲料用水素水生成用のポットが提案されている。この特許文献3においては、水素水生成用ポットは、内部の透視が可能な液体収容部空間を備えた容器本体と、容器本体の下端部で着脱自在に装着される下部容器とから構成され、容器本体の下部上層の中央部に構成した逆止め弁を備えたガス通路と、容器本体の下部下層に構成した水素発生剤を収納する薬槽と、容器本体の上部に構成した吐出口部と、吐出口部に着脱自在に外装する蓋体部を備えている。また、多孔性の無機材気泡微細化部を備え、多孔性の無機材気泡微細化部が容器本体の底部面中央部に設置されている。
特許文献1や2に記載の水素水生成装置では、薬槽内の水素発生剤に水を加えて水素ガスを発生させている。逆止弁は容器本体から薬槽側への流体の移動を阻止するが、薬槽側から容器本体側へは水素ガスの他に、薬槽内に加えられて水素ガス発生剤と反応した水が水素ガスに同伴して容器本体内に流入する可能性もある。また、逆止弁よりも容器本体側のガス通路には容器本体に注入した水が残留することになるが、容器本体に注入する液体としてジュース類やお茶などを用いた場合には、水素水生成装置の利用後に液体が残留したガス通路を洗浄することは簡単ではない。特許文献3においても逆止め弁が用いられていることから同様な課題を有する。
In the hydrogen water generating apparatus described in
本発明の目的は、逆止弁を用いることなく水素水等の水素ガスを含有した水素液を生成することが可能な水素液生成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydrogen solution generating apparatus capable of generating a hydrogen solution containing hydrogen gas such as hydrogen water without using a check valve.
本発明の水素液生成装置は、液体を収容する液体容器と、液体容器の上部開口を気密に塞ぐ蓋と、水素発生剤を収容する水素発生剤収容部と、先端が液体容器内の下方に位置し、先端開口部に筒状の焼結金属部材が気密に固着され、水素発生剤収容部で発生した水素ガスを導入して焼結金属部材の微細孔を介して液体容器内に放出するノズルと、液体容器内の圧力を開放する再気泡化装置を備え、水素発生剤収容部は蓋内部に気密可能に設けられていることを特徴とする。 The hydrogen liquid generation apparatus of the present invention includes a liquid container that stores a liquid, a lid that hermetically closes an upper opening of the liquid container, a hydrogen generating agent storage section that stores a hydrogen generating agent, and a tip that is located below the liquid container. A cylindrical sintered metal member is positioned and is hermetically fixed to the opening of the tip, introduces hydrogen gas generated in the hydrogen generating agent storage portion, and releases it into the liquid container through the fine holes of the sintered metal member. A nozzle and a re-foaming device for releasing the pressure in the liquid container are provided, and the hydrogen generating agent accommodating portion is provided inside the lid so as to be airtight.
本発明によれば、逆止弁を用いることなく水素水等の水素ガスを含有した水素液を生成することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to produce a hydrogen liquid containing hydrogen gas such as hydrogen water without using a check valve.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜7を用いて本発明の水素液生成装置を加圧溶解型微細気泡水素水生成器に適用した実施例を説明する。
本実施例の微細気泡水素水生成器は、飲用に供することが可能な水素水を生成するものである。
図1に示すように、本実施例の微細気泡水素水生成器は、飲用に供する水を収容する水素水容器1、水素水容器1の上部を覆う蓋2、蓋2内に形成され、水素発生剤を収容する水素発生剤収容部(薬室)3、再気泡化装置4、水素発生剤収容部からの水素ガスを水素水容器1に導く水素ガス導入管5、水素ガス導入管5の先端に取り付けられた焼結金属筒6、蓋2に取り付けられ、水素発生剤収容部3に装着された水素発生剤に切り込みを入れるカッター7などから構成されている。
The Example which applied the hydrogen-liquid production | generation apparatus of this invention to the pressure dissolution type | mold fine bubble hydrogen water generator using FIGS. 1-7 is demonstrated.
The fine bubble hydrogen water generator of this embodiment generates hydrogen water that can be used for drinking.
As shown in FIG. 1, the micro-bubble hydrogen water generator of this embodiment is formed in a
水素水容器1は、図1及び図2に示すように、基本的な構成として、円筒状の水素水容器本体1aと、水素水容器本体1aの上方に取り付けられた水素水容器口部1bとから構成される。水素水容器本体1aの内部が水素水発生空間を形成する。水素水容器本体1aと水素水容器口部1bとは接続部の密閉性が確保されるように接続固定されている。水素水容器口部1bには、後述する蓋2(中蓋2b)の蓋側雌螺子部15fと螺合する水素水容器側雄螺子部15mが形成されている。また、水素水容器口部1bには、蓋2(中蓋2b)と水素水容器1(水素水容器口部1b)との間の密閉性を確保するためのOリング11が装着されるOリング装着溝12が周囲に形成されている。このOリング装着溝12は蓋2(中蓋2b)側に形成しても良い。本実施例における水素水容器本体1aを円筒状に形成しているが、角型の筒状でも良い。水素水容器口部1bが環状に形成され、蓋2(中蓋2b)と螺合できれば良い。また、水素水容器口部1bの内周には、後述の水素ガス導入管ホルダー5cが載置される水素ガス導入管ホルダー装着部1cが環状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に基づき、蓋2、水素発生剤収容部(薬室)3及び再気泡化装置4について詳細に説明する。
本実施例では蓋2は上蓋2aと中蓋2bとにより形成されている。上蓋2aと中蓋2bとで水素ガス発生空間を形成している。これは水素発生剤の装着性、取扱い性を向上させるためである。
中蓋2bの下部(水素水容器側)には、水素水容器1の水素水容器口部1bの水素水容器側雄螺子部15mに螺合される蓋側雌螺子部15fが形成され、中蓋2bが水素水容器口部1bに取り外し可能に装着される。中蓋2bの上部(上蓋2a側)には、上蓋2aと共に水素ガス発生空間を形成する水素発生剤収容部3が形成されている。水素発生剤収容部3の入口には後述のパッケージ型水素発生剤30のフランジ部が載置される水素発生剤収容パッケージ装着部35が形成されている。また、中蓋2bの上部の周囲に上蓋2aの上蓋側雌螺子部16fと螺合する中蓋側雄螺子部16mが形成されている。また、中蓋2bには、上蓋2aと中蓋2bとの間の密閉性を確保するためのOリング13を装着するためのOリング装着溝14が周囲に形成されている。このOリング装着溝14は上蓋2a側に形成しても良い。
Based on FIG. 3, the lid | cover 2, the hydrogen generating agent accommodating part (chemical | medical chamber) 3, and the re-foaming apparatus 4 are demonstrated in detail.
In the present embodiment, the lid 2 is formed by an
A lid-side female screw portion 15f that is screwed into the hydrogen-water-container-side
さらに、中蓋2bには、水素発生剤収容部3で発生した水素ガスを水素水容器本体内に導くための水素ガス導入孔24、水素ガス導入口25が形成されている。水素ガス導入孔24は、後述の上蓋2aに形成された水素ガス導入溝23と中蓋2bの外周面で形成される水素ガス導入空間から、図4に示すように、中蓋2bの中心部に位置する水素ガス導入口25に向かって、複数、中蓋2bに形成されている。
Furthermore, a hydrogen
また、中蓋2bには、後述の再気泡化装置4を構成する再気泡化装置用バルブ弁座40、ガス放出孔45、再気泡化装置用バルブ本体装着部46が形成されている。なお、再気泡化装置4の装着箇所は中蓋2bである必然性はなく、水素水容器本体内に連通する空間と外部とを弁により開閉できるものであればどこでも良い。例えば、水素水容器の上部などに再気泡化装置4を装着するようにしても良い。但し、再気泡化装置4の装着スペースや形成しやすさを考慮すると中蓋2bに形成するのが望ましい。
The
また、中蓋2bの水素ガス導入口25の下方には、水素ガス導入口25と水素ガス導入管5と連通させる接続管50(詳細後述)を取り付けるため、接続管側雄螺子部17mと螺合する中蓋側雌螺子部17fが形成されている。
Further, a connecting pipe 50 (detailed later) for connecting the
上蓋2aにはカッター7が上蓋内側の略中央に取り付けられている。カッター7の長さは上蓋2aと中蓋2bとが接続されたとき、パッケージ型水素発生剤30の反応水収容袋33を突き破るのに十分な長さとしている。上蓋2aの内側には、中蓋2bが接続されたときに、図1に示すように、中蓋2bの外側と共に空間を形成する水素ガス導入室21が形成されている。また、上蓋2aの内周側に中蓋側雄螺子部16mに螺合される上蓋側雌螺子部16fが形成されている。なお、構造が複雑になるが上蓋2a側に雄螺子部を、中蓋2b側に雌螺子部をそれぞれ形成して接続するようにすることも可能である。
A
また、上蓋2aの下部内周には、中蓋2bの外周面と共に水素ガス導入空間を形成する水素ガス導入溝23が形成されている。そして、水素ガス導入溝23で形成される水素ガス導入空間と、水素ガス導入室21とを連通させる水素ガス導入孔22が上蓋2aの中部(本実施例では上蓋側雌螺子部16fが形成る箇所の外周側)に形成されている。水素ガス導入孔22は、図4に示すように複数形成されている。
Further, a hydrogen
中蓋2bに形成された水素発生剤収容部3には、本実施例では、パッケージ型水素発生剤30が収容される。パッケージ型水素発生剤30は、水素発生剤収容パッケージ31、水素発生剤収容パッケージトップシール32、反応水収容袋33、水素発生剤(薬剤)34から構成される。水素発生剤収容パッケージ31と水素発生剤収容パッケージトップシール32により、反応水収容袋33と水素発生剤(薬剤)34を一つの容器に一体化して取扱い性を向上させている。水素発生剤34は、水と反応して水素ガスを発生させる薬剤である。例えば、微粉末状の酸化カルシウムとアルミニウムの混合物が用いられる。酸化カルシウムが反応水と反応し、水酸化カルシウムに変化するとともに発熱し、微粉末状のアルミニウムと加熱された反応水が反応し、水素を発生させる。
In the present embodiment, a package type
再気泡化装置4は、中蓋2bの内側に形成された再気泡化装置用バルブ弁座40、再気泡化装置用バルブ弁座40に着座するバブル弁体41bを有する再気泡化装置用バルブ本体41、中蓋2bに形成され再気泡化装置用バルブ弁座面よりも外周側に一方が開口し他方が中蓋2bの外周面に開口するガス放出孔45から構成されている。中蓋2bには再気泡化装置用バルブ本体装着部46が形成されている。また、再気泡化装置用バルブ本体41には、押しボタン44に形成された雌螺子部44aに螺合する雄螺子部41aが形成されている。また、バルブ弁体41bの再気泡化装置用バルブ弁座40への着座側にOリング42を装着するためにOリング装着部41cが形成されている。これによりバルブ弁体41bの再気泡化装置用バルブ弁座40への着座時の密閉性を確保している。また、再気泡化装置用バルブ本体装着部46にはその内周面側に圧縮ばね43が位置し、圧縮バネ43の一端は再気泡化装置用バルブ本体装着部46の圧縮バネ装着部46aによって図面右側への移動が阻止されている。押しボタン44を再気泡化装置用バルブ本体41に取り付けたとき、圧縮バネ43は押しボタン44と圧縮バネ装着部46aによって圧縮された状態となり、圧縮バネ43はバルブ弁体41bを再気泡化装置用バルブ弁座40に押し付ける力を発生させる。これにより、押しボタン44を押さなければ、ガス放出孔45は、水素水容器内と連通しない状態となり、水素水容器内の密閉性が確保される。押しボタン44を押すことにより、再気泡化装置用バルブ本体41の先端のバルブ弁体41bが圧縮ばね43の力に抗して移動して再気泡化装置用バルブ弁座40から離れ、ガス放出孔45を介して水素水容器内部と外部とが連通し、加圧状態にあった水素水容器内の圧力が急降下するようになる。
The refoaming device 4 includes a refoaming device
図5に基づき、水素ガス導入管5及び焼結金属筒(多孔質筒)6について詳細に説明する。水素ガス導入管5及び焼結金属筒(多孔質筒)6が水素水容器内の水に水素ガスをマイクロバブル・ナノバブルとして放出するノズルを構成する。
水素ガス導入管5は、本実施例ではステンレスで構成されている。水素ガス導入5の長さは、先端に固着される焼結金属筒(多孔質筒)6が水素水容器1の下部に位置するように設定されている。水素ガス導入管の先端(水素ガス導入管端部5a)は、後述の焼結金属筒(多孔質筒)6の焼結金属筒開口側端部6aと接続されている。水素ガス導入管5は、上述したように、接続管50を介して、中蓋2bの水素ガス導入口25に接続される。水素ガス導入管5と水素ガス導入口25との接続は、図6に示す、接続管50、接続管ホルダー51及び接続パッキン52が用いられている。接続管50の一端には接続パッキン装着部54が形成され、他端には接続管ホルダー51が取り付けられている。接続管ホルダー51の外周には、中蓋側雌螺子部17fに螺合する接続管側雄螺子部17mが形成されている。水素ガス導入管5の水素ガス導入口25側には、水素ガス導入管ホルダー5cが取り付けられており、その上面に、接続パッキン52を装着するための接続パッキン装着部5bが形成されている。水素ガス導入管5と水素ガス導入管ホルダー5cとの接続(固着)、水素ガス導入管ホルダー5cと接続パッキン52との接続(嵌入)、接続パッキン52と接続管50との接続(嵌入)、接続管50と接続管ホルダー51との接続(固着)、接続管ホルダー51と中蓋2bとの接続(螺合)のそれぞれは気密性が保たれるように行われている。水素ガス導入管ホルダー5cは、図7に示すように、水素水容器口部1bの内周に形成された水素ガス導入管ホルダー装着部1cに載置される。接続管ホルダー51には、フィルタ53を装着するためのフィルタ装着部55が形成されている。フィルタ53は、可能性は小さいが水素発生剤収容部3で気化したアルミニウムが水素ガスと共に水素ガス導入管5へ導かれないようにする。これにより気化したアルミニウムが水素ガス導入管5に接続された焼結金属筒(多孔質筒)6の内面に付着することがなく、焼結金属筒(多孔質筒)6の耐久性を向上させる。
Based on FIG. 5, the hydrogen
The hydrogen
次に焼結金属筒(多孔質筒)6について説明する。
焼結金属筒(多孔質筒)6は、水素発生剤収容部3で発生した水素ガスを微細気泡(マイクロバブル・ナノバブル)として水素水容器1内の水に溶存させる働きを有する。
Next, the sintered metal cylinder (porous cylinder) 6 will be described.
The sintered metal cylinder (porous cylinder) 6 has a function of dissolving the hydrogen gas generated in the hydrogen generating
焼結金属筒(多孔質筒)6は、本実施例では円筒状に形成されているが、円筒状に限定されるものではなく、例えば、水素ガス導入管5と共に、断面が正方形状の筒状に形成しても良い。焼結金属筒は一端に開口部を有し他端は密閉されている。
The sintered metal cylinder (porous cylinder) 6 is formed in a cylindrical shape in this embodiment, but is not limited to a cylindrical shape. For example, the
焼結金属筒(多孔質筒)6としてはステンレスの焼結金属筒を用いるのが好ましく、また、焼結金属の公称ろ過精度は0.1〜120μmが好適であり、より好ましくは1〜20μmが好適である。このような焼結金属としては、例えば、SMC株式会社製の公称ろ過精度2,5,10,20μmの焼結金属エレメントが用いられる。本実施例では、公称ろ過精度が2μmの焼結金属が用いられている。また、本実施例では、再気泡化装置4により水素ガスを微細気泡(マイクロバブル・ナノバブル)化させるが、焼結金属筒6と水素水容器1内の水との界面においてキャビテーションを効果的に発生させることにより水素ガスを微細気泡(マイクロバブル・ナノバブル)化させることもできる。このキャビテーションを効果的に発生させるためには、焼結金属筒6の部材内を水素ガスが通過する際に効果的に加速されるようにするのが良い。このためには、焼結金属筒6の筒板の厚みをある程度の大きさとした方が良い。なお、このように構成した焼結金属筒6を用いることにより、水素水容器1内の水の水頭圧を焼結金属筒6の筒板で保持することができ、水素ガス導入管5内に水素ガスを導入する前でも、焼結金属筒6の筒板の微細孔を介して焼結金属筒6内に水素水容器1内の水が浸入することを抑制できる。
As the sintered metal cylinder (porous cylinder) 6, it is preferable to use a stainless sintered metal cylinder, and the nominal filtration accuracy of the sintered metal is preferably 0.1 to 120 μm, more preferably 1 to 20 μm. Is preferred. As such a sintered metal, for example, a sintered metal element having a nominal filtration accuracy of 2, 5, 10, and 20 μm manufactured by SMC Corporation is used. In this embodiment, a sintered metal having a nominal filtration accuracy of 2 μm is used. Further, in this embodiment, hydrogen gas is made into fine bubbles (microbubbles / nanobubbles) by the rebubble device 4, but cavitation is effectively performed at the interface between the
なお、焼結金属筒(多孔質筒)6に代えて焼結金属板を水素ガス導入管端部5aに接続することでも良いが、水素水容器内の水素水の水素濃度は、焼結金属の面積に依存するので(面積が大きくなれば微細孔により構成される水素ガス供給孔がより多くなることを意味し、面積の増大に従い、水素水の水素濃度が高められる)、表面積を大きくできる焼結金属筒(多孔質筒)6が好ましい。
The sintered metal tube (porous tube) 6 may be replaced with a sintered metal plate connected to the hydrogen gas
また、焼結金属筒(多孔質筒)6としては、ステンレスの焼結金属筒以外に、銅の焼結金属筒やセラミックスの焼結筒などを用いることもできるが、水素水を飲用に供することを考慮した場合、ステンレス製の焼結金属筒が望ましい。 Moreover, as the sintered metal cylinder (porous cylinder) 6, in addition to the stainless sintered metal cylinder, a copper sintered metal cylinder, a ceramic sintered cylinder, or the like can be used, but hydrogen water is used for drinking. In consideration of this, a sintered metal cylinder made of stainless steel is desirable.
水素ガス導入管5と焼結金属筒(多孔質筒)6との接続が不十分な場合には、接続が不十分な箇所を介して水素ガスが水素水容器本体1内の水に放出される。このような接続が不十分な箇所を通過した水素はバブル径がmmサイズと大きく、また、キャビテーションによるマイクロバブル・ナノバブル化の効果も期待できない。また、接続が不十分な箇所に水素ガスの流れが集中するため、焼結金属筒6の微細孔を通過する水素ガスの量が低下し、効果的に水素のマイクロバブル・ナノバブルを水中に発生させることが難しくなる。
When the connection between the hydrogen
本実施例では、焼結金属筒(多孔質筒)6は、水素ガス導入管5との間に空隙部が形成されないようにろう付けで固着されている。これは、以下の理由による。すなわち、ステンレスの焼結金属筒6とステンレス製の水素ガス導入管を溶接で接合した場合には、焼結金属筒にクラックの発生が懸念され、また、水素水を引用に供する場合には接着剤を用いて接続することも避けなければならない。そこで本実施例では、ステンレスの焼結金属筒6とステンレス製の水素ガス導入管5をニッケルロー付けにより接続している。1度のニッケルロー付けだと、ニッケルローが焼結金属筒6に浸透してしまい、焼結金属筒6と水素ガス導入管との間に十分なニッケルローが供給されず接続が十分に行われないことも懸念される。そこで、ニッケルロー付けを2度行うことにより、焼結金属筒6と水素ガス導入管5との間に空隙を生じさせずに接続することができるようにしている。この方法によれば、焼結金属筒にクラックを生じさせることがなく、飲用に供する水素水の生成にも支障がない。
In this embodiment, the sintered metal cylinder (porous cylinder) 6 is fixed by brazing so that no gap is formed between the sintered metal cylinder (porous cylinder) 6 and the hydrogen
次に、本実施例における水素のマイクロバブル・ナノバブルを水中に生成させる原理について説明する。
(1)中蓋2bから上蓋2aを取り外し、水素発生剤収容部3内にパッケージ型水素発生剤30を設置する。上蓋2aを中蓋2bに接続することにより、水素発生剤収容部の密閉と同時に、上蓋2a内上部に取り付けられたカッター7がパッケージ型水素発生剤30の水素発生剤収容パッケージトップシール32及び水素発生剤収容パッケージ31内の反応水収容袋33を押し破る。これにより、水素発生剤における微粉末状の酸化カルシウムが反応水と反応し、水酸化カルシウムに変化するとともに発熱し、水素発生剤における微粉末状のアルミニウムと加熱された反応水が反応し、一定量の水素を発生させる。このように、カッター7を備えた上蓋2a、水素発生剤収容部3内が形成された中蓋2b、パッケージ型水素発生剤30を用いることにより、水素発生剤収容部の密閉と同時に、安全に水素発生剤を反応水と反応させることができる。なお、水素発生剤はパッケージ型水素発生剤30である必然性はなく、取扱い性が低下するが、水素発生剤を水素発生剤収容部3内に収容した後に所定量の反応水を加えるようにしても良い。
(2)発生した水素は、図1中に矢印で示すように、上蓋2a内の水素ガス導入室21、水素ガス導入孔22、水素ガス導入溝23、中蓋2b内の水素ガス導入孔24、水素ガス導入口25、接続管50、接続パッキン52及び水素ガス導入管5内を通り、焼結金属筒(多孔質筒)6から水素水容器1内の水中へ水素ガスマイクロバブル・ナノバブルとなり放出される。
(3)水中に放出される水素ガスマイクロバブル・ナノバブルは、水との接触面積が大となるため水中に溶け込みやすくなる。また水中に水素ガスが放出され続けるため水素水容器内圧は上昇する。水素水容器内圧が上昇することにより水中に溶け込む水素量は多くなる。
(4)反応水とアルミニウムの反応が終了した段階で水素水容器中の圧力は約3気圧程度となる。
(5)中蓋2bの側面に設置された再気泡化装置の押しボタン44を押すことにより、バルブ弁体41bに装着された気密保持用Oリング42が再気泡化装置用バルブ弁座40から離れ、ガス放出孔45を介して水素水容器内部と外部とが連通する。水素水容器内の水素ガスが中蓋2b側面のガス放出孔45から開放され、水素水容器内の圧力は瞬時に大気圧まで減圧される。急激な減圧作用により水中に溶け込んでいた水素ガスが水中で再気泡化し再気泡化時のキャビテーションにより大量のマイクロバブルとナノバブルが水素水容器内の水中に発生する。これが、本実施例が加圧溶解型微細気泡水素水生成器である所以である。なお、再気泡化の際に、マイクロバブルの発生状況が視覚として確認できる。
Next, the principle of generating hydrogen microbubbles and nanobubbles in water in this embodiment will be described.
(1) The
(2) The generated hydrogen, as indicated by arrows in FIG. 1, is a hydrogen
(3) Hydrogen gas microbubbles and nanobubbles released into water have a large contact area with water, so that they easily dissolve in water. Further, since hydrogen gas is continuously released into the water, the internal pressure of the hydrogen water container increases. As the internal pressure of the hydrogen water container increases, the amount of hydrogen dissolved in the water increases.
(4) When the reaction between the reaction water and aluminum is completed, the pressure in the hydrogen water container is about 3 atm.
(5) By pressing the
無数のマイクロバブルは水中を上昇することにより気液接触面から水素が水中に溶け出し、水中の溶存水素となり水中の溶存水素量を高める。 Innumerable microbubbles rise in the water, so that hydrogen dissolves into the water from the gas-liquid contact surface and becomes dissolved hydrogen in the water, increasing the amount of dissolved hydrogen in the water.
ナノバブルは水中に浮遊し水中の溶存水素量を更に高める効果を持つ。 Nano bubbles float in water and have the effect of further increasing the amount of dissolved hydrogen in water.
本実施例によれば、次の効果を有する。
(1)水素発生剤の装着、取り出しがパッケージ型水素発生剤のため安全であり、アルカリ溶液や熱による手指の火傷等の恐れがない。
(2)焼結金属筒を通過する際に発生するマイクロバブル・ナノバブルによる気液接触面積が大きいため水素が水に大量に溶け込む。そのため水素水容器を手で持ち、上下等に振り気液を接触させる必要がない。また、本実施例の構成では、水素水にアルミ成分が混入することがない。
(3)再気泡化装置は押ボタン式であるため、親指等1本で容易に再気泡化できる。中蓋2bを取り外す前に、再気泡化が終了しているため、水素水容器内の圧力が大気圧となっており、水素水を取り出すための中蓋2b取り外す際の手指の力が小さくて良い。
(4)水素発生剤収容部(薬室)及び水素水容器の空気中水素濃度は、外気と遮断しているため、水素ガス濃度が高くても問題がなく、75%以上を保つことができる。これにより効果的に水素水容器1内の水に水素ガスのマイクロバブル・ナノバブルを生成することができる。
(5)再気泡化装置の操作時のガス放出孔45から放出される空気中水素濃度は放出孔開口面積を大きくすることができるため放出孔から外側50mmの位置で4%以下を保つことができる。
(6)溶存水素濃度が生成後1hr経過しても1.2ppm以上と高濃度とすることができる。
(7)加圧溶解方式を採用しているため発生するマイクロバブル・ナノバブルが均一で且つ大量に生成できる。
(8)水素水を生成するのに電源が不要であり、取扱い性に優れている。また、携帯用にも好適である。
The present embodiment has the following effects.
(1) Installation and removal of the hydrogen generating agent is safe because it is a packaged hydrogen generating agent, and there is no risk of finger burns due to an alkaline solution or heat.
(2) Since a gas-liquid contact area by microbubbles and nanobubbles generated when passing through a sintered metal cylinder is large, hydrogen dissolves in water in large quantities. For this reason, it is not necessary to hold the hydrogen water container by hand and make the gas and liquid contact with each other vertically. Further, in the configuration of this embodiment, the aluminum component is not mixed into the hydrogen water.
(3) Since the re-foaming device is a push button type, it can be easily re-foamed with one thumb or the like. Before removing the
(4) Since the hydrogen concentration in the air of the hydrogen generating agent container (chamber) and the hydrogen water container is shut off from the outside air, there is no problem even if the hydrogen gas concentration is high, and it can be maintained at 75% or more. . Thereby, microbubbles and nanobubbles of hydrogen gas can be effectively generated in the water in the
(5) The concentration of hydrogen in the air released from the
(6) The dissolved hydrogen concentration can be as high as 1.2 ppm or more even if 1 hr elapses after generation.
(7) Since the pressure dissolution method is adopted, the generated microbubbles and nanobubbles can be generated uniformly and in large quantities.
(8) A power source is not required to generate hydrogen water, and the handleability is excellent. It is also suitable for portable use.
上述した本実施例によれば、逆止弁を用いることなく水素ガスを含有した水素水を生成することが可能となる。 According to the present embodiment described above, it is possible to generate hydrogen water containing hydrogen gas without using a check valve.
なお、上述の実施例では、水素の微細気泡(マイクロバブル・ナノバブル)を水中に含有させる場合について説明したが、水以外に、ジュース、お茶などの飲用液体に水素の微細気泡を含有させる場合に本発明を適用できる。この場合、焼結金属を用いた微細気泡の生成なので、逆止弁や逆止弁につながる流路などの洗浄が難しい部材がなく、水素液生成装置の使用後の洗浄が容易である。 In addition, although the above-mentioned Example demonstrated the case where the fine bubble (micro bubble nanobubble) of hydrogen was contained in water, when making the drinking liquids, such as juice and tea, contain the hydrogen fine bubble other than water. The present invention can be applied. In this case, since fine bubbles are generated using sintered metal, there is no difficult member to clean, such as a check valve or a flow path connected to the check valve, and cleaning after use of the hydrogen solution generator is easy.
また、上述の実施例では、水素を生成するのに、水と反応して水素ガスを発生させる薬剤(例えば、微粉末状の酸化カルシウムとアルミニウムの混合物など)を用いたが、水素吸蔵金属を用いることも可能である。 In the above-described embodiment, an agent that reacts with water to generate hydrogen gas (for example, a mixture of finely powdered calcium oxide and aluminum) is used to generate hydrogen. It is also possible to use it.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
例えば、焼結金属筒6の筒板を十分に厚くしても良い場合(5mm程度)、金属焼結筒から水中に水素が放出される際のキャビテーション効果により十分な水素のマイクロバブル・ナノバブルを水中に形成することも可能であり、この場合、常圧型としての微細気泡水素水生成器とすることができる。例えば、上面が開放された容器内の水に水素導入管の先端の焼結金属筒を浸漬し、水素のマイクロバブル・ナノバブルを生成することも可能である。この場合、中蓋2bと水素導入管5を剛性を保つように接続すれば蓋2側を把手とした水素水生成器として構成することができる。
For example, when the cylindrical plate of the
1・・・水素水容器、1a・・・水素水容器本体、1b・・・水素水容器口部、1c・・・水素ガス導入管ホルダー装着部、1d・・・水素水生成室、2・・・蓋、2a・・・上蓋、2b・・・中蓋、3・・・水素発生剤収容部(薬室)、4・・・再気泡化装置、5・・・水素ガス導入管、5a・・・水素ガス導入管端部、5b・・・接続パッキン装着部、5c・・・水素ガス導入管ホルダー、6・・・焼結金属筒(多孔質筒)、6a・・・焼結金属筒開口側端部、7・・・カッター、11・・・Oリング、12・・・Oリング装着溝、13・・・Oリング、14・・・Oリング装着溝、15m・・・水素水容器側雄螺子部、15f・・・蓋側雌螺子部、16m・・・中蓋側雄螺子部、16f・・・上蓋側雌螺子部、17m・・・接続管側雄螺子部、17f・・・、中蓋側雌螺子部、21・・・水素ガス導入室、22・・・水素ガス導入孔、23・・・水素ガス導入溝、24・・・水素ガス導入孔、25・・・水素ガス導入口、30・・・パッケージ型水素発生剤、31・・・水素発生剤収容パッケージ、32・・・水素発生剤収容パッケージトップシール、33・・・反応水収容袋、34・・・水素発生剤(薬剤)、35・・・水素発生剤収容パッケージ装着部、40・・・再気泡化装置用バルブ弁座、41・・・再気泡化装置用バルブ本体、41a・・・雄螺子部、41b・・・バルブ弁体、41c・・・Oリング装着部、42・・・Oリング、43・・・圧縮バネ、44・・・押しボタン、44a・・・雌螺子部、45・・・ガス放出孔、46・・・再気泡化装置用バルブ本体装着部、46a・・・圧縮バネ装着部、50・・・接続管、51・・・接続管ホルダー、52・・・接続パッキン、53・・・フィルタ、54・・・接続パッキン装着部、55・・・フィルタ装着部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記液体容器の上部開口を気密に塞ぐ蓋と、
水素発生剤を収容する水素発生剤収容部と、
先端が前記液体容器内の下方に位置し、先端開口部に筒状または板状の焼結金属部材が気密に固着され、前記水素発生剤収容部で発生した水素ガスを導入して前記焼結金属部材の微細孔を介して前記液体容器内に放出するノズルとを備え、
前記水素発生剤収容部は前記蓋内部に気密可能に設けられており、
前記液体容器の内部と外部との連通と遮断を弁の開閉により行い、前記弁を開くことにより加圧状態にある前記液体容器内の圧力を瞬時に大気圧まで減圧する再気泡化装置を備えていることを特徴とする水素液生成装置。 A liquid container containing the liquid;
A lid for hermetically closing the upper opening of the liquid container;
A hydrogen generating agent storage section for storing a hydrogen generating agent;
The tip is positioned below the liquid container, a cylindrical or plate-like sintered metal member is hermetically fixed to the opening at the tip, and the hydrogen gas generated in the hydrogen generating agent storage portion is introduced to perform the sintering. A nozzle that discharges into the liquid container through the fine holes of the metal member,
The hydrogen generating agent storage part is provided in the lid so as to be airtight,
A re-foaming device that performs communication and shut-off between the inside and outside of the liquid container by opening and closing a valve, and opening the valve to instantaneously reduce the pressure in the pressurized liquid container to atmospheric pressure ; The hydrogen-liquid production | generation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ノズルの水素ガス導入部が前記蓋に固定されており、
前記蓋には前記水素発生剤収容部で発生した水素ガスを前記ノズルの水素ガス導入部に移送する水素ガス導入孔が設けられていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen-liquid production | generation apparatus of Claim 1,
A hydrogen gas introduction part of the nozzle is fixed to the lid;
The hydrogen liquid generating apparatus according to claim 1, wherein the lid is provided with a hydrogen gas introduction hole for transferring the hydrogen gas generated in the hydrogen generating agent accommodating portion to the hydrogen gas introducing portion of the nozzle.
前記蓋は上蓋と中蓋とから構成され、
前記中蓋は前記液体容器の上部開口を気密に塞ぎ、
前記中蓋の上面には前記水素発生剤収容部が形成され、
前記上蓋は前記水素発生剤収容部を気密に塞ぐように前記中蓋に取り付けられていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen-liquid production | generation apparatus of Claim 1 or 2,
The lid is composed of an upper lid and an inner lid,
The inner lid airtightly closes the upper opening of the liquid container,
The hydrogen generating agent accommodating portion is formed on the upper surface of the inner lid,
The apparatus for generating a hydrogen liquid according to claim 1, wherein the upper lid is attached to the inner lid so as to hermetically close the hydrogen generating agent accommodating portion.
前記ノズルの水素ガス導入部は前記中蓋に固定されていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen liquid generating device according to claim 3,
The hydrogen gas generation device according to claim 1, wherein a hydrogen gas introduction portion of the nozzle is fixed to the inner lid.
前記水素ガス導入孔は前記上蓋と前記中蓋にそれぞれ形成され、前記上蓋の水素ガス導入孔の一方は前記水素発生剤収容部側に開口し、前記中蓋の水素ガス導入孔の一方は前記ノズルの水素ガス導入部側に接続し、前記上蓋の水素ガス導入孔の他方の開口と前記中蓋の水素ガス導入孔の他方の開口とが同じ水素ガス導入空間に接続していることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen liquid generating apparatus according to claim 3 or claim 4, which refers to claim 2,
The hydrogen gas introduction holes are respectively formed in the upper lid and the inner lid, one of the hydrogen gas introduction holes of the upper lid is opened to the hydrogen generating agent housing part side, and one of the hydrogen gas introduction holes of the inner lid is the above-mentioned Connected to the hydrogen gas introduction part side of the nozzle, the other opening of the hydrogen gas introduction hole of the upper lid and the other opening of the hydrogen gas introduction hole of the inner lid are connected to the same hydrogen gas introduction space A hydrogen generator.
前記再気泡化装置は、前記蓋内に形成された弁座と、前記弁座に対して接離する弁体と、前記弁体を前記弁座に対して付勢するばねと、前記ばねの力に抗して前記弁体を前記弁座から離れる方向に移動させる押しボタンと、前記蓋に形成され一端が前記蓋の外側に開口し他端が前記蓋内に開口し、かつ、前記弁体の前記弁座に対する接離により前記他端の開口部の前記液体容器内への遮断と連通が行われるガス放出孔とから構成されることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen liquid production | generation apparatus as described in any one of Claims 1-5 ,
The re-foaming device includes: a valve seat formed in the lid; a valve body that contacts and separates from the valve seat; a spring that biases the valve body against the valve seat; A push button that moves the valve body in a direction away from the valve seat against a force; one end of the lid that opens to the outside of the lid; the other end opens into the lid; and the valve An apparatus for generating a hydrogen liquid, comprising: a gas discharge hole through which an opening at the other end is shut off and communicated with the liquid container by contact and separation of a body with respect to the valve seat.
前記焼結金属部材はステンレス鋼で構成されていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen-liquid production | generation apparatus as described in any one of Claims 1-6 ,
The hydrogen metal generator is characterized in that the sintered metal member is made of stainless steel.
前記焼結金属部材は、ろ過精度が2μm〜100μmで構成されていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen solution producing apparatus according to any one of claim 1 to 7
The sintered metal member is configured to have a filtration accuracy of 2 μm to 100 μm.
前記ノズルは、ステンレス鋼で構成された水素ガス導入管と、ステンレス鋼で構成された筒状の前記焼結金属部材とを備え、
前記水素ガス導入管と前記筒状の焼結金属部材とがニッケルロー付により固着されていることを特徴とする水素液生成装置。 In the hydrogen liquid generating device according to claim 8 ,
The nozzle includes a hydrogen gas introduction pipe made of stainless steel, and the cylindrical sintered metal member made of stainless steel,
The hydrogen gas generating apparatus, wherein the hydrogen gas introduction pipe and the cylindrical sintered metal member are fixed with a nickel solder.
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