JP5613853B1 - 携帯用の水素水生成装置及び該装置に使用される水素ガス発生部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 何処へでも簡単に持ち運べると共に、電気を使わずに、設定された濃度の水素水を短時間で、且つ誰でもが何処でも簡単に操作して、一律の水素水を造ることができる携帯用の水素水生成装置並びに水素発生錠剤と水袋とを提供することである。【解決手段】 携帯用の水素水生成装置は、上部に蓋体４を着脱自在に設け下部に仕切部材６を一体的に設けると共に、該仕切部材６に底蓋８を着脱自在に設けた透明なプラスチックで形成したポット形本体２とからなり、前記底蓋８に水素ガスを発生させる部材を収納する水素ガス生成空間７を設け、前記仕切部材６の下面に前記水素ガス発生空間７と協同するガス溜まり空間１６を凹ませて形成し、該ガス溜まり空間１６の中央部に水素ガスをポット形本体２側に通過する逆止弁１０付きの通孔１１を設けると共に、その近傍に針部材１７を設けたことにより、前記水素ガス発生空間７内に、錠剤形に形成された水素発生剤１３と、プラスチックフィルムで包装された添加水１４とを重ねて入れてシール材で完全密封した容器（ブリスター）１２からなるカプセル状の水素ガス発生部材１８を収納し、ポット形本体２に対して底蓋８を閉めるだけで、針部材１７でシール材１５と添加水１４の袋体を破って添加水を溢出させて水素ガスを発生させることができ、誰でも何処でも一律に適正な水素水を造ることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、携帯が可能で、何時でも何処でも、水素水を造って飲用に供することができる携帯用の水素水生成装置及び該装置に使用される水素ガス発生部材に関するものである。

この種の水素水生成装置またはポット容器としては、例えば、公知例１として、原水を貯留する生成水用ポット部と、該生成水用ポット部を受けて通電を行う台座部とからなり、該生成水用ポット部は、縦長とした水槽室を設けると共に、その底部に比較的容積の小さな反応室を配し、該水槽室と該反応室の間には連通口を形成し、該反応室には該水槽室に臨んでほぼ水平状態に維持した高分子膜を配すると共に、該高分子膜の上下を有孔の金属板または金属網体で形成した電極板で挟み、該電極板と上下に配した電極端子との間に導電性を備えたスプリングを介設し、該上下に配した電極端子を台座部の電極コネクタに対峙配設して成り、上記台座部は、輪状電極コネクタと天井電極コネクタとを設けてなる、ことを特徴とするポット型飲料用水素水の生成器である（特許文献１）。

この公知例のポット型飲料用水素水の生成器は、生成水用ポット部を成しているので、原水を貯留し、生成する水素ガスを電解水素水として原水に溶存することができる。すなわち、生成水用ポット部のうちの水槽室を縦長とし、その水槽室の底部に反応室を配しているので、生成する水素ガスが底部から原水面までの最大距離を浮き上がるのに従って溶解し、その溶解する時間を保持でき、溶存が最大となる。更に、該水槽室と該反応室とは連通口を介して原水が連通状態となっているので、両室の水圧が等しい。水圧が等しいので、高分子膜に掛かる負荷が軽減され、反応への障害や損傷が起き難い。該高分子膜は該水槽室に臨んで、ほぼ水平状態に配しているので、該反応室を薄小化することができ、且つ該水槽室もそれに合わせて適度な縦長にすることができ、容器が倒れる心配がない。上記高分子膜は有孔の金属板または金属網体からなる電極板で挟まれ、且つ、スプリングの線形弾性により該電極板を柔軟に挟着されているので、水の揺動があっても該高分子膜と該電極板との間の高分子膜が破れることはない、というものである。

また、商品名「パーソナル２００７」として市販されている水素水生成用ポットがある。この水素水生成用ポットは、アルミニウム粉末と、酸化カルシューム粉末と、塩化マグネシューム粉末とを成分とする水素発生剤と、水とをそれぞれ所要量ポットの底部に形成した薬槽内に投入し、該薬槽内で水素発生剤と水とを化学反応させて水素を発生させ、該水素をポット内に導入してポット内の水に溶解させて水素水を生成するものである。

上記市販の水素水生成用ポットに使用される水素発生剤と水は、一応、水素発生剤は粉末の状態で包装し、水も１回分を樹脂フィルムで袋状に包装した状態で一緒に販売されており、使用者が、水素発生剤の粉末を指示通りのスプーンで１回分を薬槽内に投入する場合と、１回分を不織布で包装したものを投入した後に、袋状の包装を破って水を投入した後に、ポットの底部に薬槽を取り付けて水素水を生成させるものである。

特開２０１２−２１７８６８号公報。

ところで、前記公知に係るポット型飲料用水素水の生成器では、生成水用ポット部の水槽室に水道水等を原水として所要量を収容し、この生成水用ポット部を台座部に載置して電源を投入することによって、水槽室の下部に連通して設けた反応室で、原水を電気分解して気泡状の水素を発生させ、該気泡状の水素が水槽室の原水を順次浮き上がって上昇することによって、原水に水素が溶解して水素水を生成するものであるが、予定した濃度の水素水にするには１０〜１５分程度の時間が掛かること、また、あくまでも電源のある場所でなければ、水素水が生成できないこと、さらに、ポット型の生成器と台座部とを一緒に持ち運ぶこと、つまり、携帯することは困難であるという問題点を有している。

また、市販されている水素水生成用ポットに使用される水素発生剤は、元々水と反応させて「発熱剤」として使用されており、副産物として水素ガスが発生するのであり、その水素ガスを利用して水素水を生成することに利用したものであるが、水素ガスは、取り扱いによっては、引火して爆発する恐れがあるし、成分の配合比率や粉末の粒径、及び水の添加量によって水素ガスの発生量が大幅に違ってくるのである。

ところで、成分のアルミニューム粉末は、水を添加すると高温になるし、微粉末の状態では粉塵爆発の危険がある。酸化カルシューム粉末は、水を添加すると反応が速く高温になり強アルカリ性になる。マグネシューム粉末は、上記アルミニュームと、酸化カルシュームの反応促進に寄与し、高温になる。

そして、水素発生剤は１回使用分毎（１ｇ）に小分けして不織布で包装しているが、水素発生剤の上記原料は流動性が悪いため、三方包装機で計量して小分けしていても、計量誤差が±１５％程度発生していると共に、包装材として不織布を使用しているが、通水性、耐強靭性、シール性等を考慮して強固な品質材料（浸水性が悪い）を使用し、シール幅も粉咬を考慮して５ｍｍ以上に設定している。

しかしながら、使用者（消費者）側においては、薬槽に所要の水を入れて水素発生剤を投入するのであるが、水の量が多いと水素発生剤が浮いた状態になって、反応が遅く水素ガスの発生まで時間が掛かると共に、水素ガスが発生し始めると徐々にガス発生が多くなり、水分が有る限り余剰に水素ガスが発生し、水が少ないと予定した水素ガスの発生が得られないという、添加する水の加減に問題点を有している。また、現実に、水素発生剤を水素水生成用ポットの薬槽に直に投入していることから、水素ガスの発生量が多くなると共に、発熱量が高くなって、樹脂で形成した水素水生成用ポットが変形し、ひどい時には破裂するという事故も生じているのである。

本発明の主たる目的は、前記従来例の問題点を解決し、何処へでも簡単に持ち運べると共に、電気を使わずに、設定された濃度の水素水を短時間で、且つ誰でもが何処でも簡単に操作して、一律の水素水を造ることができる携帯用の水素水生成装置並びに水素発生錠剤と水袋とを提供することである。

本発明は、前記課題を解決する具体的手段として、主たる発明は、上部に蓋体を着脱自在に設け下部に仕切部材を一体的に設けると共に、該仕切部材に底蓋を着脱自在に設けた透明なプラスチックで形成したポット形本体と、水素ガス発生部材とからなり、前記底蓋に水素ガス発生部材を収納する水素ガス生成空間を設けると共に、前記仕切部材の下面に前記水素ガス発生空間と協同するガス溜まり空間を凹ませて形成し、該ガス溜まり空間の中央部に水素ガスをポット形本体側に通過させる逆止弁付きの通孔を設けると共に、その近傍に針部材を設け、前記底蓋の水素ガス生成空間に、耐熱性のプラスチックで形成された容器（ブリスター）に、錠剤形に形成された水素発生剤とプラスチックフィルムで包装された添加水とを入れてシール材で完全密封してカプセル状に形成した水素ガス発生部材を収納し、前記底蓋を、前記仕切り部材に取り付けることにより、前記針部材で添加水の包装を破って添加水を水素発生剤と接触させて水素ガスを発生させるようにしたことを特徴とする携帯用の水素水生成装置を提供するものである。

上記主たる発明における、耐熱性のプラスチックで形成された容器（ブリスター）に、錠剤形に形成された水素発生剤とプラスチックフィルムで包装された添加水とを入れてシール材で完全密封してカプセル状に形成した水素ガスの発生部材は、携帯用の水素水生成装置用の専用のカプセルとして水素水生成装置とは個別に複数携帯できるものである。

前記発明において、前記水素発生剤は、少なくともアルミニューム粉末を４０〜７０％の範囲と、酸化カルシューム粉末を３０〜６０％の範囲と、塩化マグネシューム粉末を２〜１０％の範囲で含むこと；および前記添加水は、水素発生剤に対して１．５〜２．５倍の量であること、を付加的内要件として含むものである。

本発明に係る水素水生成装置は、仕切部材の下面に前記水素ガス発生空間と協同するガス溜まり空間を凹ませて形成し、該ガス溜まり空間の中央部に水素ガスをポット形本体側に通過する逆止弁付きの通孔を設けると共に、その近傍に針部材を設けたことによって、底蓋を閉めるだけで底蓋の水素ガス発生空間に収納したカプセル状の水素ガス発生部材における添加水の袋を針部材で突き破ることになり、誰でもが何処ででも予定した水素ガスを発生させて、一律に適量の水素水を簡単に造ることができるという優れた効果を奏する。

また、水素ガス発生部材においては、耐熱性のプラスチックで形成された容器（ブリスター）に、錠剤形に形成された水素発生剤とプラスチックフィルムで包装された添加水とを入れてシール材で完全密封してカプセル状に形成したものであって、これを何処へでも持ち運ぶことができ、必要に応じて、携帯用の水素水生成装置に適用して、決められた量の水素発生剤と添加水とを用いつので、誰でもが何処ででも常に一律に適量の水素水を簡単に造って飲用することができるという優れた効果を奏する。

本発明の好ましい実施の形態に係る携帯用の水素水生成装置の縦断面図である。 同実施の形態に係る携帯用の水素水生成装置の底部に取り付けられる水素ガス発生室を構成する底蓋を示す平面図である。 同実施の形態に係る携帯用の水素水生成装置に適用される水素ガス発生部材を分離して示した斜視図である。 同水素ガス発生部材をカプセル状に形成した斜視図である。 同実施の形態に係る携帯用の水素水生成装置において、水素ガス発生部材をセットし、水素ガス発生状態を示す要部の拡大断面図である。

本発明を図１〜図３に示した携帯用の水素水生成装置に係る実施の形態に基づいて説明する。本発明に係る水素水生成装置１は、携帯ができるポット形容器として形成され、ポット形本体２は、例えば、ポリカーボネート等の透明なプラスチックで筒状に形成したものであり、その上部にねじ部３を介して取り付け及び取り外しができる蓋体４を設け、該蓋体４にはポット形本体２内の圧力が一定以上に高くなった時にガスを抜くための、適宜のガス抜き手段５が設けられている。

ポット形本体２の底部には、仕切部材６が一体的に設けられると共に、四角形状の水素ガス生成空間７を有する底蓋８が仕切部材５に対してねじ部９を介して着脱可能に取り付けられている。仕切部材６の下面には前記水素ガス生成空間７と協同する円形状のガス溜まり空間１６を凹ませて形成し、該ガス溜まり空間１６の中央部には、水素ガス生成空間７およびガス溜まり空間１６からの水素ガスがポット形本体２側に通過する逆止弁１０付きの通孔１１が設けられ、さらに近接した位置に針部材１７が取り付けられている。なお、針部材１７の先端は、仕切部材６の下端部から突出しない長さで、ガス溜まり空間１６内に納まる長さに形成してある。さらに、針部材１７の取り付けが危険であれば、別体の専用の治具として柄の付いた針を別途準備してもよいのである。

また、底蓋８の水素ガス生成空間７に収納して、水素ガスを発生させるための部材としては、図３に示したように、トレー状の容器（ブリスター）１２と、水素発生剤１３と、添加水１４と、シール材１５とからなるものであり、容器１２は耐熱性およびバリア性に強いプラスチックで四角形状または円形状に形成されたものである。水素発生剤１３は、アルミニューム粉末と、酸化カルシューム粉末とを主原料とし、これに塩化マグネシューム粉末と岩塩などを適宜添加し混合したものをペレット状に打錠整形したものである。また、添加水１４は耐熱性でバリア性のある透明なプラスチックフィルムで包装したものであり、シール材１５は、比較的薄くてバリア性のある、例えば、アルミ箔などで形成する。

水素発生剤１３としては、例えば、少なくともアルミニューム粉末を４０〜７０％の範囲と、酸化カルシューム粉末を３０〜６０％の範囲と、塩化マグネシューム粉末を２〜１０％の範囲で含み、さらに、岩塩を０．３〜０．５％の範囲で適宜配合するものである。なお、アルミニューム粉末の粒度分布は６０〜１０６μ程度で、好ましくは６３〜７５μを９０％以上の粒径が好ましい。そして、これらの原料は、流動性が悪いため、自動充填包装機で打錠方式で製造する場合に、例えば、量的に好適な１ｇの錠剤用の金型（多数個取り）を作り、一定の圧力で整形することにより±３％以内の誤差で大量に製造することが可能となるのである。

また、打錠方式の製品は表面が滑らかで硬いため、添加水が浸透しにくく、化学反応が遅いため、例えば、促進剤としてポリアクリル酸ナトリューム等の粉末を、０．４〜１．２％程度の配合比で添加するとよい。添加水１４は、水道水を使用し、水素発生剤の１．５〜２．５倍程度の量が好ましい。なお、添加水１４の温度が低いと化学反応が遅くなるため、例えば、水道水に水酸化カルシュームを０．０２〜０．０５％程度を混合することにより、反応速度が一定化される。

次に、トレー状の容器（ブリスター）１２については、前記した耐熱性の他に、耐アルカリ性、耐湿性（バリア性）、シール性を考慮し、例えば、ポリプロピレンまたはポリエステルを基材とした多層フィルムで形成する。
そして、この容器（ブリスター）１２に、ペレット状の水素発生剤１３と、プラスチックフィルムで包装した添加水１４とを重ねて収納し、シール材１５を容器（ブリスター）１２のフランジ部１２ａにシールすることにより、全体としてバリア性をもった完全密封状態のカプセル状にして水素ガス発生部材１８を形成する。

前記した携帯用の水素水生成装置の使用について説明すると、ポット形本体２に、例えば、所要量の飲料水を入れて蓋体４を閉める。次に、底蓋８を取り外し、該底蓋８の水素ガス生成空間７内にカプセル状の水素ガス発生部材１８を入れ、ポット形本体２に底蓋８を閉めることにより、針部材１７が水素ガス発生部材１８のシール材１５と添加水１４の袋を破って水が流出し、しかも、底蓋８を捩って閉めるので、袋の破りが大きくなって水の流出が多く水素発生剤１３の上部から掛けられるので、直ちに反応して水素ガスを発生させる。
この場合に、例えば、添加水１４の袋を手で破って投入しようとすると、水が飛散したりして、予定した水量が容器１２内に入らなくなり、予定した水素ガスが発生しなくなるのである。従って、袋を破かなくても、カプセル状にした水素ガス発生部材１８そのまま投入して底蓋８を閉める行為だけでよいのである。

発生した水素ガスが、水素ガス生成空間７とガス溜まり空間１６内に充満することによって、両空間の内圧が必然的に上昇することで添加水１４の袋を外部から押し潰すので、ますます添加水１４が溢出して水素発生剤１３との反応が促進されて水素ガスが発生し、その発生した水素ガスによって水素ガス生成空間７とガス溜まり空間１６内の圧力が更に上昇することで、仕切部材６に設けた逆止弁１０から通孔１１を通して、図５に示したように、ポット形本体２内に水素ガスが気泡１９の状態でどんどん供給され、内部の飲料水が必然的に攪拌される。この時に、水素発生剤１３と添加水１４との反応によって高温の熱が発生するが、この熱は容器（ブリスター）１２と周囲の空間部とによって遮断され、底蓋８や仕切部材６に伝達されないので熱による変形や破損は生じないのである。

飲料水が水素ガスの気泡１９で攪拌され、水素ガスと接触することでることによって、水素ガスが飲料水に溶解して水素水となるのであって、添加水１４と水素発生剤１３との反応によって水素ガスが発生している間は、水素ガスの気泡１９がポット形本体２内に供給され続け、飲料水の水素溶解濃度が徐々に上昇して好適な水素水となるのである。

このように、錠剤形の水素発生剤１３とそれとの反応に見合った量の袋詰めの添加水１４とし、これを容器（ブリスター）１２に入れて密封したカプセル状の水素ガス発生部材１８を、底蓋８の水素ガス生成空間７内にセットし、底蓋８をポット形本体２に取り付けるだけで、余計な作業をしなくても、誰でもが何処でも一律に好適な水素水を造って飲用することができるのである。

本発明に係る携帯用の水素水生成装置は、上部に蓋体４を着脱自在に設け下部に仕切部材６を一体的に設けると共に、該仕切部材６に底蓋８を着脱自在に設けた透明なプラスチックで形成したポット形本体２とからなり、前記底蓋８に水素ガスを発生させる部材を収納する水素ガス生成空間７を設け、前記仕切部材６の下面に前記水素ガス発生空間７と協同するガス溜まり空間１６を凹ませて形成し、該ガス溜まり空間１６の中央部に水素ガスをポット形本体２側に通過する逆止弁１０付きの通孔１１を設けると共に、その近傍に針部材１７を設けたことにより、前記水素ガス発生空間７内に、錠剤形に形成された水素発生剤１３と、プラスチックフィルムで包装された添加水１４とを重ねて入れ、シール材１５でシールした完全密封の容器（ブリスター）１２からなるカプセル状の水素ガス発生部材１８を収納して底蓋８を閉めるだけで、針部材１７でシール材１５と添加水１４の袋体を破って添加水を溢出させて水素ガスを発生させることができ、誰でも何処でも一律に適正な水素水を造ることができるのであり、老若・男女を問わず、広く利用できるのである。

１ 水素水生成装置
２ ポット形本体
３、９ ねじ部
４ 蓋体
５ ガス抜き手段
６ 仕切り部材
７ 水素ガス生成空間
８ 底蓋
１０ 逆止弁
１１ 通孔
１２ 容器（ブリスター）
１２ａ フランジ部
１３ 水素発生剤
１４ 添加水
１５ シール材
１６ ガス溜まり空間
１７ 針部材
１８ 水素ガス発生部材
１９ 気泡

Claims (3)

1. 上部に蓋体を着脱自在に設け下部に仕切部材を一体的に設けると共に、該仕切部材に底蓋を着脱自在に設けた透明なプラスチックで形成したポット形本体と、水素ガス発生部材とからなり、
   前記底蓋に水素ガス発生部材を収納する水素ガス生成空間を設けると共に、前記仕切部材の下面に前記水素ガス発生空間と協同するガス溜まり空間を凹ませて形成し、
   該ガス溜まり空間の中央部に水素ガスをポット形本体側に通過させる逆止弁付きの通孔を設けると共に、その近傍に針部材を設け、
   前記底蓋の水素ガス生成空間に、耐熱性のプラスチックで形成された容器（ブリスター）に、錠剤形に形成された水素発生剤とプラスチックフィルムで包装された添加水とを入れてシール材で完全密封してカプセル状に形成した水素ガス発生部材を収納し、
   前記底蓋を、前記仕切り部材に取り付けることにより、前記針部材で添加水の包装を破って添加水を水素発生剤と接触させて水素ガスを発生させるようにしたこと
   を特徴とする携帯用の水素水生成装置。
2. 前記水素発生剤は、少なくともアルミニューム粉末を４０〜７０％の範囲と、酸化カルシューム粉末を３０〜６０％の範囲と、塩化マグネシューム粉末を２〜１０％の範囲で含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の携帯用の水素水生成装置。
3. 前記添加水は、水素発生剤に対して１．５〜２．５倍の量であること
   を特徴とする請求項１乃至２に記載された携帯用の水素水生成装置。

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