(57)【要約】【課題】  水素の吸入や水素水の飲用に使用する高分子膜を配した電解ユニットを備えたポータブル型電解装置において、水素の供給を自動化する。【解決手段】本発明ポータブル型電解装置は、水素の吸入や水素水の飲用に使用することのできる高分子膜を配した電解ユニットを備えたポータブル型電解装置において、  該電解ユニットの下部に一定量の空気を送気するエアーポンプを配設し、そのエアーポンプからガイド筒の下方に臨ませて送気チューブを連通し、ガイド筒上部に吐出管とその先に吸入器を配設し、そのポンプからの送気量を５０〜２４０ｍｌ／ｍｉｎとしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が収容されるキャップ付きのタンクと、タンクの底部に設けられ原水を電解して水素を発生させる天部がほぼ全面に開口された窓孔を設けたマイナス極の電解板と高分子膜の対面となるプラス極の電解板からなるケーシングを備えた電解ユニットと、タンクの外部に設けられて電解ユニットに接続され電解ユニットを駆動するバッテリとを備え、タンクの内部に前記窓孔に対面する拡開された端口を有する電解ユニットで発生した水素の気泡をタンクの上部に案内集合させるガイド筒を設け、ガイド筒の上部とタンクの外部との間に吐出管を配設した電解装置において、
該電解ユニットの下部に一定量の空気を送気するエアーポンプを配設し、そのエアーポンプからガイド筒の下方に臨ませて送気チューブを連通し、ガイド筒上部に貯留された水素ガスとエアーポンプから送られた空気との混合気体が送出される吐出管及びその先に吸入器を配設し、該エアーポンプの送気量を５０〜２４０ｍｌ／ｍｉｎとしたことを特徴とするポータブル型電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の電解装置に、ポンプからの送気量を調整する送量調整手段を付設させたことを特徴とするポータブル型電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の送量調整手段を、電圧変換手段としたことを特徴とするポータブル型電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素の吸入や水素水の飲用に使用する高分子膜を配した電解ユニットを備えたポータブル型電解装置において、水素の供給を自動化するためのポータブル型電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、体内の過剰な活性酸素を中和して健康を増進するために、水素水の飲用が行われるようになってきている。この水素水の生成については、下方に高分子膜を備えた水素の発生部があり、その上にガイド筒を配して、収集した水素ガスを一定容量貯留させ、その吐出管から水素を吸引して体内に取り込む装置が提案されている（特許文献１）。
その際、上記水素を貯留させた空間から水素を吸い込むと、その分ガイド筒内の水位が上昇して、それを補うためにガイド筒外の水位が下降し、上下の高低差を生じる。すると、そのまま水素を吸い続けるには、より強い吸引力が求められるが、高齢者や吸い込み力の弱い人はなかなかこの吸引力が出ず、無理をして誤嚥や咳き込み等で苦労する場合が多いものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３３８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる問題を解決しようとしてなされたもので、微妙な吸い込み操作を必要とせず、自動的な吸入が促され、且つ、その量が身体にとって適切なものとなるよう配慮した装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の課題を解決するため、本発明に係るポータブル型電解装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【０００６】
即ち、請求項１記載のポータブル型電解装置は、原水が収容されるキャップ付きのタンクと、タンクの底部に設けられ原水を電解して水素を発生させる天部がほぼ全面に開口された窓孔を設けたマイナス極の電解板と高分子膜の対面となるプラス極の電解板からなるケーシングを備えた電解ユニットと、タンクの外部に設けられて電解ユニットに接続され電解ユニットを駆動するバッテリとを備え、タンクの内部に前記窓孔に対面する拡開された端口を有する電解ユニットで発生した水素の気泡をタンクの上部に案内集合させるガイド筒を設け、ガイド筒の上部とタンクの外部との間に吐出管を配設した電解装置において、該電解ユニットの下部に一定量の空気を送気するエアーポンプを配設し、そのエアーポンプからガイド筒の下方に臨ませて送気チューブを連通し、ガイド筒上部に貯留された水素ガスとエアーポンプから送られた空気との混合気体が送出される吐出管及びその先に吸入器を配設し、該エアーポンプの送気量を５０〜２４０ｍｌ／ｍｉｎとしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のポータブル型電解装置は、ポンプからの送気量を調整する送量調整手段を付設させたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のポータブル型電解装置は、送量調整手段を電圧変換手段としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るポータブル型電解装置は、電解ユニットの下部に一定量の空気を送気するエアーポンプを配設し、そのエアーポンプからガイド筒の下方に臨ませて送気チューブを連通し、ガイド筒上部に貯留された水素ガスとエアーポンプから送られた空気との混合気体が吐出管から送出されるよう形成してあるので、水素を吸入する際に、自らの力による微妙な吸引操作を必要とすることなく、エアーポンプから自動的に水素と空気との混合気体が送られるので、それを鼻付近に通じた吸入器から吸入すれば良い。従って、微妙な吸引操作に基づく誤嚥や咳き込み等を解消することができる。
【００１０】
その際、エアーポンプからの送気量をエアーポンプからの送気量とすれば、最低限として５０ｍｌ／ｍｉｎを確保し、最大限として２４０ｍｌ／ｍｉｎ以下に抑えることができ、身体にとって健康上最も望ましい吸入量に保つことができる。
【００１１】
請求項２記載の電解装置によれば、エアーポンプからの送気量をエアーポンプからの送気量を任意の値に変換することができ、若年から高齢者までの年齢差又はその人の体調等に合わせて最も望ましい値に調整することができる。
【００１２】
請求項３記載の電解装置によれば、上記送気量の調整を電圧変換手段で行うことができ、機構的に簡潔で且つ正確な値に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るポータブル型電解装置を実施するための形態の断面図である。
【図２】図１の要部の拡大断面図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図１の使用例を示す正面図である。
【図５】図１の他の使用例を示す正面図である。
【図６】従来の装置による問題点を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るポータブル型電解装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
この形態では、携帯性のある比較的小型のものが示されている。図１に示すように、タンク１，キャップ２，電解ユニット３，ガイド筒４，吐出管５，底ケース６，バッテリ７，制御回路８，スイッチ９，吸入器１０，エアーポンプ１１，送気チューブ１２の各部で構成されている。
【００１６】
タンク１は、耐腐食性の材料で上部開放，下部閉塞の円筒形に形成され、内部に水道水等の原水Ｗが収容されるある程度の容積を有している。
キャップ２は、耐腐食性の材料で上部閉塞，下部開放の円筒形に形成され、側面部２１がタンク１の上部に嵌合または螺合とされて着脱可能とされ、タンク１とともに密閉性のある茶筒型構造を形成している。このキャップ２の天面部２２の中央部には、吐出管５が挿通支持される筒形の支持孔２３が設けられている。
【００１７】
電解ユニット３は、タンク１の底部に設けられた方盤形からなる。この電解ユニット３は、図２に詳細に示されるように、ケーシング３１，高分子膜３２，電極板３３，３４，スプリング３５からなる。
【００１８】
電解ユニット３のケーシング３１は、内部に反応室３１１となる容積が確保された方形の窓枠形に形成されてなるもので、天部のほぼ全面に開口された方形の窓孔３１２と、窓孔３１２の４つの周縁から窓孔３１２の中心に向けて突出された小爪形のストッパ３１３と、側部に外部と反応室３１１とを連通するように穿孔された連通孔３１４とが設けられている。
【００１９】
電解ユニット３の高分子膜３２は、イオンの通過を規制するイオン交換機能を有する薄膜からなるもの（例えば、デュポン社製の「ナフィオン Nafion」が選択される）で、ケーシング３１の窓孔３１１を閉塞する大きさの方形に形成されている。この高分子膜３２については、例えば、デュポン社製の「ナフィオン Nafion」を選択すると、厚さが１２７〜１８３μｍ程度となる。
【００２０】
電解ユニット３の電極板３３，３４は、チタンを基材として白金メッキを施した線材を菱形の網状に組んでなるもので、高分子膜３２の両面の全面に積層されプラス，マイナスの両極を構成する。この電極板３３，３４については、最終的に制御回路８に接続される図示しないリード，電線が接続されている。
【００２１】
電解ユニット３のスプリング３５は、ケーシング３１の反応室３１１の内部に圧縮収容されるコイルスプリングからなるもので、積層された高分子膜３２，電極板３３，３４をケーシング３１のストッパ３１３に弾圧する。このスプリング３５については、ケーシング３１の反応室３１１側の電極３３のリードを兼用することができる。
【００２２】
ガイド筒４は、電解ユニット３に対面する拡開された端口４１を有し上部４２へ向けて絞込まれたロート形状に形成されている。
【００２３】
エアーポンプ１１は、電解ユニット３の横脇等ケーシング３１の一部に配設されるもので、底ケース６に直径１．２ｍｍ程度の孔６ａを空けることで周囲の空気を取り込み、これを送気チューブ１２を介して、ガイド筒４の下方へと送る役割を果たす。
ケーシング３１内に収めるため、比較的サイズの小さなポンプとし、具体的には、寸法が１０ｍｍ×１５ｍｍ×３２．８５ｍｍのサイズで、電圧ＤＣ１．５Ｖ〜ＤＣ３．０Ｖ、最大圧力３００ｍｍＨｇ、最大電流３００ｍＡとなる小型ポンプ（商標名TRICORE PUMP MOTOR）が使用できる。
【００２４】
送気チューブ１２は、上記エアーポンプ１１から空気をガイド筒３１の下方へと送るためのもので、内径５ｍｍ程度の細径のチューブとし、下部がエアーポンプ１１と連結し、上方がガイド筒３１の下方に臨むよう配設される。
即ち、水素を発生させる天部がほぼ全面に開口された窓孔を設けたマイナス極の電解板と高分子膜の対面となるプラス極の電解板からなるケーシングを備えた電解ユニット３の上で、タンクの内部に前記窓孔に対面する拡開された端口を有すると共に上部へ向けて絞り込まれたロート形状とした電解ユニット３で発生した水素の気泡をタンクの上部に案内集合させるガイド筒３１に臨んで、送り込んだ空気が確実にガイド筒３１内に取り込まれる形態とする。
【００２５】
上記エアーポンプ１１による送気量は、５０ｍｌ／ｍｉｎ〜２４０ｍｌ／ｍｉｎの範囲とする。
これは、５０ｍｌ／ｍｉｎ以下としたのでは、吸入する水素量として通常人の体内に取り込む量としては不足し、十分な健康効果が期待できないからである。一方、２４０ｍｌ／ｍｉｎ以上とすると、過剰な摂取となるおそれがあるからである。
上記小型ポンプを用いて、エアーポンプ１１からの送気量を７６．６ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。
【００２６】
この送気量５０ｍｌ／ｍｉｎ〜２４０ｍｌ／ｍｉｎの範囲は、若者から高齢者等の年齢差に合わせ、又はその人の体調等に合わせて調整できるよう、調整手段を付設させることが望ましい。
その手段の一つは、電圧変換手段とすることができ、例えば可変式ＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。
【００２７】
吐出管５は、ガイド筒４の上部４２とタンク１の外部との間に配設されたもので、キャップ２の支持孔２３に挿通支持されている。なお、吐出管５とガイド筒４とが一体的に成形され、結果的にガイド筒４もキャップ２の支持孔２３に支持されている。
【００２８】
吸入器１０は、図４に示すように、この吐出管５のタンクの外側の端口は鼻付近に装着して、電解ユニット３及び送気チューブ１２からの水素及び空気との混合気体を送って、鼻付近からこれを吸入させるためのものである。
この吸入器１０には、カニューラと呼ばれるチューブを鼻に差し込んで吸入させるタイプと、鼻には挿入せずカップ等を鼻の近辺にあてがって吸入させるタイプのいずれであっても良い。
このカニューラタイプとした場合には、吸入される水素の濃度が高まるので、上記送気量の範囲を５０ｍｌ／ｍｉｎ〜２００ｍｌ／ｍｉｎとすることが望ましい。
【００２９】
底ケース６は、タンク１の底部が延長された格好の円筒形に形成され、バッテリ７，制御回路８，スイッチ９を収容している。バッテリ７は、電解ユニット３の駆動源となるもので、交換可能なまたは再充電可能になっている。制御回路８は、バッテリ７，電解ユニット３の間に接続されたもので、電解ユニット３の駆動を制御する。
スイッチ９は、底ケース６から露出するように設けられたもので、バッテリ７のＯＮ，ＯＦＦ切換えや制御回路８の調整操作を行う。
【００３０】
次いで、本発明装置の作用効果を説明する。
図５に示すように、タンク１からキャップ２，ガイド筒４，吐出管５を一体的に取外して、タンク１の内部に水道水等の原水Ｗを収容して使用することになる。このとき、ガイド筒４がキャップ２に支持されタンク１に対して抜差し可能であることから、タンク１の内部への原水の注入の際にガイド筒４が邪魔になることがないため、使い勝手が良好である。
【００３１】
この携帯を使用するには、内部に原水Ｗが収容されたタンク１にキャップ２，ガイド筒４，吐出管５を一体的に取付けて、電源を探す必要はなくそのままスイッチ９を入れる。即ち、電源のない場所に持運んで使用することができる。
【００３２】
スイッチ９が入れられると、電解ユニット３の全体が原水Ｗに浸漬された状態で、ケーシング３１の窓孔３１２側の電極板３３をマイナス極とし反応室３１１側の電極３４をプラス極として通電することになる。この結果、原水Ｗが電気分解されケーシング３１の反応室３１１の内部にあるプラス極の電極板３４で水素イオンと電子とが生成され高分子膜３２を通過してケーシング３１の窓孔３１２に露出しているマイナス極の電極板３３で水素ガスが生成される。この水素は、微細な気泡Ｈを形成することから原水Ｗに効率的に溶解され、タンク１の内部で水素水からなる電解水を生成することになる。なお、原水Ｗが電気分解されると、プラス極の電極板３４でオゾンも生成されることになる。ただし、オゾンは、高分子膜３２を通過することなくケーシング３１の反応室３１１の内部に滞留され、ケーシング３１の反応室３１１の内部の滞留圧力が大きくなるとケーシング３１の連通孔３１４から吐出される。この吐出されるオゾンは、大きな気泡となるため原水Ｗに簡単には溶解しない。
【００３３】
従って、図５に示すように、タンク１からキャップ２，ガイド筒４，吐出管５を一体的に取外すことによって、タンク１の内部に生成された水素水を飲用することができる。このとき、ガイド筒４がキャップ２に支持されタンク１に対して抜差し可能であることから、タンク１の内部の水素水の飲用の際にガイド筒４が邪魔になることがないため、使い勝手が良好である。
【００３４】
原水Ｗに溶解されなかった水素の気泡Ｈは、タンク１の内部の原水Ｗの中を上昇するが、ロート形状のガイド筒４によってスムースに上方の吐出管５に向けて案内集合される。
【００３５】
次いで、エアーポンプ１１及び送気チューブ１２の作用を説明するが、その前に従来の装置の問題点を整理する。
従来の水素水の生成にあっては、下方に高分子膜を備えた水素の発生部があり、その上にガイド筒を配して、収集した水素ガスを一定容量貯留させ、その吐出管から水素を吸引して体内に取り込む装置が用いられていた。
しかし、この装置にあっては、水素を吸引する際に、うまく水素気泡を吸い込むには一種のコツが必要とされるものであった。
即ち、図６に示す如く、先ず、通常の状態から（図６（ア）参照）、水素を貯留させた空間から水素を吸い込むと、その分ガイド筒内の水位が上昇し、それを補うために、ガイド筒外の水位が下降する現象が生まれる（図６（イ）参照）。すると、その差し引かれた分を取り戻そうとする力が働き、水素を吸い続けるには、それを上まわる力で引力しなければならない。これをうまく処理するには、この戻される力と吸引すべき力とのバランスを保って、戻される力を若干上まわる程度の強さで吸引しなければならない（図６（ウ）参照）。しかし、一旦、その平衡点を失って強く吸引してしまうと、一挙に水を吸い込んでしまい、勢いのついた水は喉を通って気管支へと達してゴホゴホと咳き込んでしまうものとなる（図６（エ）参照）。
この平衡点を失わない吸引の仕方をコツと表現したが、しかし、高齢者や吸い込み力の弱い人にとっては、なかなかこのコツを飲み込むことができず、苦労することが多かった。
【００３６】
斯かる問題にあって、本発明電解装置は、電解ユニット３の下部に一定量の空気を送気するエアーポンプ１１を配設し、そのエアーポンプ１１からガイド筒４の下方に臨ませて送気チューブ１２を連通し、ガイド筒４上部に貯留された水素ガスとエアーポンプから送られた空気との混合気体が吐出管５から送出されるよう形成してある。
従って、水素を吸入する際に、自らの力でこの微妙な吸引操作を行う必要がなく、エアーポンプ１１から水素と空気との混合気体が自動的に送られるので、それを鼻等に通じた吸入器１０から吸入すれば良いことになる。
よって、微妙な吸引操作に基づく誤嚥や咳き込み等を起こすことがなく、高齢者や吸い込み力の弱い人にとって望ましいと共に、普通の人にとっても使い勝手の良好なものとなる。
【００３７】
その際、エアーポンプ１１からの送気量を５０ｍｌ／ｍｉｎ〜２４０ｍｌ／ｍｉｎとすれば、最低限として５０ｍｌ／ｍｉｎを確保し、最大限として２４０ｍｌ／ｍｉｎ以下に抑えることができ、身体にとって健康上最も望ましい吸入量に保つことができる。
即ち、吸入すべき水素量として５０ｍｌ／ｍｉｎが最低限として確保でき、健康への寄与が確実となる。一方、上限にあっては、水素の吸入量が多ければ良いというわけではなく、その人の健康状態や安静時、運動時等の違いに合わせて、一定の値以下に抑える必要がある。この上限を２４０ｍｌ／ｍｉｎとすれば、適正なものとすることができる。但し、吸入器をカニューラタイプとした場合は、水素濃度が高まるので上限を２００ｍｌ／ｍｉｎとすることが望ましい。
【００３８】
この送気量に送量調整手段を付加すれば、若者から高齢者等の年齢差に合わせ、又はその人の吸い込み力等に合わせて、５０ｍｌ／ｍｉｎ〜２４０ｍｌ／ｍｉｎの範囲で調整できるようになる。
もちろん、年齢差や吸い込み力だけでなく、体調や運動量等にも対応することができるものとなる。
且つ、この範囲の送気量は、一般人例えば成人男性の呼吸量は約７５００ｍｌ／ｍｉｎ程度とされるので、これと比較したとき５％以下の値となり、一般人の通常の呼吸には殆ど影響を与えないものとなる。
【００３９】
この送気量の送量調整手段にあって、その手段を電圧変換手段とすれば機構的に簡潔で且つ正確な値への調整が可能となり、例えば可変式ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。
【００４０】
送られた水素と空気の混合気体は、吸入器１０を吐出管５のタンクの外側の端口を鼻付近に装着して吸入させるが、カニューラと呼ばれるチューブを鼻に差し込んで吸入させるタイプのものは、確実に鼻内へと導くことができる。又、鼻には挿入せずカップ等を鼻の近辺にあてがって吸入させるタイプのものでも、呼吸に伴って自然な吸入が促される。
【符号の説明】
【００４１】
１            タンク
２            キャップ
３            電解ユニット
４            ガイド筒
５            吐出管
７            バッテリ
１０            吸入器
１１            エアーポンプ
１２            送気チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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