(57)【要約】      （修正有）【課題】水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法は水素水生成器１０を利用し、水及び水素ガスＨを受け取り、水素水生成器１０の本体１１の内部に形成される５個のセクションを通して、水素ガスＨは水と混合して水素水ＨＷを形成し、圧縮機を利用して水素ガスＨに加圧する必要はなく、水素水生成器１０の液体送入セクションＡは水を送り入れ、加圧セクションＢへと流し加圧し、加圧後の水は混合セクションＣへと流れ、水素ガスＨと混合され、水素ガスＨを混合した水は水素水生成器１０の圧力逃がしセクションＤを通して圧力を逃がした後、水素水生成器１０の水素水送出セクションＥを通してマイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを送り出す。【選択図】図１
2020054951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素水生成器は、おおよそＴ字構造を呈する本体を有し、
前記本体の相対する両端には、液体送入端及び水素水送出端を設置し、しかも前記液体送入端と前記水素水送出端の間には、水素ガス送入端を設置し、前記本体の内部は、前記液体送入端から前記水素水送出端へと、順番に、液体送入セクション、加圧セクション、吸入混合セクション、圧力逃がしセクション及び水素水送出セクションを形成し、前記水素ガス送入端から前記吸入混合セクションの間には、水素ガス送入セクションを有し、しかも、前記水素ガス送入セクションの前記吸入混合セクションに接続する部分には、水素ガス入口を形成し、
前記液体送入セクションの直径を、吸入混合セクションの直径で割ると、１．５〜５の間で、しかも水素水送出セクションの直径は、吸入混合セクションの直径より大きく、前記吸入混合セクションの長さを、前記吸入混合セクションの直径で割ると、１．５〜５の間で、
前記加圧セクションの内壁傾斜角度は、１０度〜５０度の間で、前記圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度は、１０度〜５０度の間で、前記加圧セクションの内壁傾斜角度を、前記圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度で割ると、１〜５の間で、前記液体送入セクションの直径を、前記水素ガス入口の直径で割ると、３．２５〜６５０の間である
ことを特徴とする、
水素水生成器。
【請求項２】
前記液体送入セクションの直径を、前記吸入混合セクションの直径で割ると、２〜４の間で、
前記吸入混合セクションの長さを、前記吸入混合セクションの直径で割ると、２〜４の間で、
前記加圧セクションの内壁傾斜角度は、１６度〜２５度の間で、
前記圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度は、１４度〜２５度の間で、
前記加圧セクションの内壁傾斜角度を前記圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度で割ると、１〜１．５の間である
ことを特徴とする、
請求項１に記載の水素水生成器。
【請求項３】
マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、水素ガスを提供する水素生成設備、給水設備、及び請求項１或いは２に記載の前記水素水生成器を少なくとも有し、
前記水素水生成器の前記液体送入端は、前記給水設備に連接し、前記水素水生成器の前記水素ガス送入端は、前記水素生成設備に連接し、
前記給水設備が提供する水が、前記液体送入セクションを通り、前記加圧セクションに至り加圧されると、さらに前記吸入混合セクションへと流れ、前記水素ガス送入セクションを通過した水素ガスと混合され、水素ガスを混合した水は、前記圧力逃がしセクションを通過して、圧力逃がしが行われた後、前記水素水送出セクション及び前記水素水送出端を経て、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を産出する
ことを特徴とする、
マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項４】
前記給水設備は、機体、給水槽、ウォーターポンプ及び出水装置を有し、
前記機体には、前記水素生成設備、前記水素水生成器、前記給水槽及び前記ウォーターポンプを設置し、
前記ウォーターポンプの入水端は、前記給水槽に連接し、前記ウォーターポンプの出水端は、前記水素水生成器の前記液体送入端に連接し、しかも前記水素水生成器の前記水素水送出端は、前記機体の水素水貯蔵槽に対応し、前記出水装置は、前記水素水貯蔵槽に連接して設置される
ことを特徴とする、
請求項３に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項５】
前記給水設備は、機体、給水槽、ウォーターポンプ及び出水装置を有し、
前記機体には、前記水素生成設備、前記水素水生成器、前記給水槽及び前記ウォーターポンプを設置し、
前記ウォーターポンプの入水端は、前記給水槽に連接し、前記ウォーターポンプの出水端は、前記水素水生成器の前記液体送入端及び前記機体の前記出水装置に連接し、しかも前記水素水生成器の前記水素水送出端は、前記給水槽に連接する
ことを特徴とする、
請求項３に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項６】
前記水素生成設備は、液気分離モジュール、プロトン交換膜水素生成モジュール、電源供給／制御回路モジュール及びろ過モジュールを有し、
前記プロトン交換膜水素生成モジュールと前記液気分離モジュールと前記ろ過モジュールは相互に連接し、しかも前記液気分離モジュールは、前記水素水生成器の前記水素ガス送入端に連接する
ことを特徴とする、
請求項３に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項７】
前記ろ過モジュールは、ろ過本体をさらに有し、
前記ろ過本体頂部には、進水口を設置し、底部には、出水口を設置し、前記ろ過本体内には、複数の核グレード樹脂ろ過体を設置し、
未ろ過水体は前記進水口に流入後、前記核グレード樹脂ろ過体を通して雑質が吸着され、導電度が下げられ、ろ過水体を形成し、前記プロトン交換膜水素生成モジュールの使用に提供される
ことを特徴とする、
請求項６に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項８】
前記ろ過本体は、進水蓋をさらに有し、水体供給端と連接し、前記進水蓋には、前記進水口を設置し、
前記ろ過本体はさらに、外環体、内環体及び間隔ユニットを有し、前記外環体には、取り付け空間を設置し、前記内環体及び前記間隔ユニットを組合せ、前記外環体の底部には、前記出水口を設置し、しかも前記外環体頂部には、前記進水蓋を連接し、これにより前記内環体は、前記間隔ユニット上に設置され、前記取り付け空間内に組み合わされ、しかも前記間隔ユニットは、前記内環体と前記外環体を一距離離し、
前記内環体の底部には、複数のドリップ孔を設置し、前記内環体は、ろ過器固定板に対応して組み合わされ、前記ろ過器固定板及び前記進水蓋の間には、第一水体ろ過空間を形成し、前記ろ過器固定板と前記内環体の底部は、一距離を保持し、第二水体ろ過空間を形成し、前記第二水体ろ過空間内には、複数の前記核グレード樹脂ろ過体を設置し、
前記外環体の直径と高さの比は、０．９より小さく、
前記内環体の前記ドリップ孔の直径は、０．８〜１．５ミリ（ｍｍ）である
ことを特徴とする、
請求項７に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項９】
前記ろ過本体は、進水蓋をさらに有し、水体供給端と連接し、前記進水蓋には、前記進水口を設置し、前記進水口下方には、連接管を設置し、
前記ろ過本体はさらに、外環体及び内環体を有し、
前記外環体には、取り付け空間を設置し、前記内環体を組合せ、前記外環体の底部には、前記出水口を設置し、また前記外環体頂部には、前記進水蓋を連接し、前記内環体は、螺旋内環で、前記螺旋内環には、螺旋状のパイプラインを設置し、しかも、前記螺旋内環頂部と前記連接管とは接合し、しかも、前記螺旋内環内部には、複数の前記核グレード樹脂ろ過体を設置し、前記螺旋内環下端と前記外環体の前記出水口とは、相互に連通し、前記連接管には、導引のための勾配セクションを設置する
ことを特徴とする、
請求項７に記載のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置。
【請求項１０】
マイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法は、少なくとも以下のステップを含み、
請求項１或いは２に記載の前記水素水生成器の前記液体送入端を通して、給水設備が提供する水を受け取り、水は、前記水素水生成器の前記液体送入セクションへと流れ、
水が前記液体送入セクションを経て前記水素水生成器の前記加圧セクションへ流れると、前記加圧セクションを通して、水に対して加圧作業を行い、加圧後の水は、前記水素水生成器の前記吸入混合セクションへと流れ、
前記水素水生成器の前記水素ガス送入端を通して、水素生成設備が提供する水素ガスを受け取り、水素ガスは前記水素水生成器の前記水素ガス送入セクションを経て、前記水素水生成器の前記吸入混合セクションに進入し、これにより水素ガスは、加圧後の水中に吸入され、混合され、
水素ガスを混合した水が、前記吸入混合セクションを経て、前記水素水生成器の前記圧力逃がしセクションへと流れると、前記圧力逃がしセクションを経て、水素ガスを混合した水に対して圧力逃がし作業を行い、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を生成し、
前記水素水生成器の前記水素水送出セクション及び前記水素水送出端を順番に通過し、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を送り出す
ことを特徴とする、
マイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水素水製造技術に関し、特に圧縮機を利用せずに水素ガスに加圧でき、これにより水素ガス分子群を撃砕して、水中に迅速に溶解可能な大量のマイクロ／ナノ水素ガスバブルとし水素水を形成できる水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体に水素ガスを応用することで、高い健康或いは治療効果が得られることは、学術文献で発表されている。
さらに、農業或いは養殖業に対しても、水素ガスが顕著な効果を示している研究結果が、多くの文献で見られる。
水素の一般的な吸収方式は、水素ガスを水中に溶解させて水素水を形成し噴射或いは飲用し、或いは水素ガスを直接体内に吸飲して吸収するものである。
この２種の吸収方式は共に、水素分子として用いられる。
【０００３】
水素水を調製する過程において、従来の技術の多くは、直接水素ガスを飲用水中に通す。
しかし、水素ガスの水中溶解度には限界があるため、しばしばかなり長い時間を費やさなければ、予期の水素ガス量を溶け込ませることはできない。
しかも、水素ガスは、時間が経つにつれて、急速に水中から散逸してしまうため、水素水の保存は容易でなく、実際の水素ガスの溶解量は予期のものより少なくなっている。
【０００４】
上述の問題を解決するため、現在用いられている従来の技術では、水素ガス圧縮機を利用し水素ガスを圧縮する。
圧縮された水素ガスは、微細な穴を備える板体を通過した後、タンク内で素早く水中に溶解する。
しかし、一般の高圧圧縮機は、火花を発し発火しやすい等の危険性を備える。
よって、従来の水素ガス圧縮機では、上述のような危険な状況の発生を回避するため、一定の体積及び空間が必要で、これにより水素ガス圧縮機のコストが高くなり、水素水の製造コストを上げてしまっている。
【０００５】
さらに、また別の従来の技術では、超音波振動板を水面で振動させ、振動時のエネルギーを通して、進入した水素ガスを砕いて微小分子とし、これにより水素ガスは水と素早く結合することができる。
しかし、超音波振動板は高い振動周波数を使用する必要があるが、その体積が大き過ぎれば高い振動周波数を達成することはできない。
よって、従来の超音波振動板の面積はどれも皆小さく、短時間で大量のマイクロ／ナノ水素ガスバブルを形成することができないため、使用において制限がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記先行技術には、高圧圧縮機の危険な状況の発生を回避するため、コストが高くなり水素水の製造コストを上げてしまい、また別の先行技術には、超音波振動板の面積が小さく、短時間で大量のマイクロ／ナノ水素ガスバブルを形成することができないため、使用において制限があるという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧縮機を利用せずに水素ガスに加圧でき、これにより水素ガス分子群を撃砕して水中に迅速に溶解可能な大量のマイクロ／ナノ水素ガスバブルとし水素水を形成できる水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法を提供し、さらに水素生成設備のろ過モジュールによりろ過された未ろ過水体をろ過し、水体の導電度を低下させられ、該ろ過水体は純水のようになり、水体を絶えず循環ろ過することで、プロトン交換膜水素生成モジュールはろ過後のろ過水体を使用可能となり、これにより高純度の水素ガス、水素水を大量に産出できる水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法に関する。
【０００８】
本発明による水素水生成器は、おおよそＴ字構造を呈する本体を有する。
該本体の相対する両端には、それぞれ液体送入端及び水素水送出端を設置し、しかも液体送入端と水素水送出端の間には、水素ガス送入端を設置する。
該本体の内部は、液体送入端から水素水送出端へと順番に液体送入セクション、加圧セクション、吸入混合セクション、圧力逃がしセクション及び水素水送出セクションを形成する。
該水素ガス送入端から吸入混合セクションまでの間には、水素ガス送入セクションを有し、しかも水素ガス送入セクションが、吸入混合セクションに接続する部分には、水素ガス入口を形成する。
液体送入セクションの直径を、吸入混合セクションの直径で割ると、１．５〜５の間で、しかも水素水送出セクションの直径は、吸入混合セクションの直径より大きい。
吸入混合セクションの長さを、吸入混合セクションの直径で割ると、１．５〜５の間で、加圧セクションの内壁傾斜角度は、１０度〜５０度の間で、圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度は、１０度〜５０度の間で、加圧セクションの内壁傾斜角度を、圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度で割ると、１〜５の間で、該液体送入セクションの直径を、水素ガス入口の直径で割ると、３．２５〜６５０の間である。
【０００９】
上述の技術的特徴に基づき、該液体送入セクションの直径を、吸入混合セクションの直径で割ると、２〜４の間である。
【００１０】
上述の技術的特徴に基づき、該吸入混合セクションの長さを、該吸入混合セクションの直径で割ると、２〜４の間である。
【００１１】
上述の技術的特徴に基づき、該加圧セクションの内壁傾斜の角度はさらに、１６度〜２５度の間である。
【００１２】
上述の技術的特徴に基づき、該圧力逃がしセクションの内壁傾斜の角度はさらに、１４度〜２５度の間である。
【００１３】
上述の技術的特徴に基づき、該加圧セクションの内壁傾斜角度を、圧力逃がしセクションの内壁傾斜角度で割ると、１〜１．５の間である。
【００１４】
上述の技術的特徴に基づき、該水素ガス入口の直径はさらに、０．０１ｍｍ〜２ｍｍの間である。
【００１５】
本発明によるマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、少なくとも水素ガスを提供する水素生成設備、給水設備、及び該水素水生成器を有する。
該水素水生成器の液体送入端は、給水設備に連接し、水素水生成器の水素ガス送入端は、水素生成設備に連接する。
給水設備が提供する水は、液体送入セクションを通過し、加圧セクションへと流れ加圧された後、さらに混合セクションへと流れ、水素ガス送入セクションを通過した水素ガスと混合され、水素ガスを混合した水は、圧力逃がしセクションを通過して、圧力逃がしを行った後、水素水送出セクション及び水素水送出端を経て、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を産出する。
【００１６】
上述の技術的特徴に基づき、該給水設備は、給水槽及びウォーターポンプを有する。
ウォーターポンプの入水端は、給水槽に連接し、ウォーターポンプの出水端は、水素水生成器の液体送入端に連接する。
しかも、水素水生成器の水素水送出端は、給水槽に接続する。
【００１７】
上述の技術的特徴に基づき、該給水設備は、機体、給水槽、ウォーターポンプ及び出水装置を有する。
機体には、水素生成設備、水素水生成器、給水槽及びウォーターポンプを設置する。
ウォーターポンプの入水端は、給水槽に連接し、ウォーターポンプの出水端は、水素水生成器の液体送入端に連接する。
しかも、水素水生成器の水素水送出端は、機体の水素水貯蔵槽に対応する。
該出水装置は、該水素水貯蔵槽に連接して設置される。
【００１８】
上述の技術的特徴に基づき、該給水設備はさらに、機体、給水槽、ウォーターポンプ及び出水装置を有する。
機体には、水素生成設備、水素水産出器、給水槽及びウォーターポンプを設置し、ウォーターポンプの入水端は給水槽に連接し、ウォーターポンプの出水端は、水素水生成器の液体送入端及び該機体の該出水装置に連接する。
【００１９】
上述の技術的特徴に基づき、該マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置はさらに、燃料タンクを有し、水素生成設備に連接し、水素生成設備が水素生成作業を行う燃料を提供する。
【００２０】
上述の技術的特徴に基づき、該水素生成設備は、液気分離モジュール、プロトン交換膜水素生成モジュール、電源供給／制御回路モジュール及びろ過モジュールを有する。
プロトン交換膜水素生成モジュールと液気分離モジュールと該ろ過モジュールは相互に、連接する。
しかも、該液気分離モジュールは水素水生成器の水素ガス送入端に連接する。
【００２１】
上述の技術的特徴に基づき、該ろ過モジュールはさらに、ろ過本体を有する。
該ろ過本体頂部には、進水口を設置し、底部には、出水口を設置する。
ろ過本体内には、複数の核グレード樹脂ろ過体を設置し、未ろ過水体は該進水口に流入後、該核グレード樹脂ろ過体を通して雑質が吸着され、導電度が下げられ、ろ過水体を形成し、該プロトン交換膜水素生成モジュールの使用に提供される。
【００２２】
上述の技術的特徴に基づき、該ろ過本体は、進水蓋をさらに有し、水体供給端と連接する。
該進水蓋には、該進水口を設置する。
該ろ過本体はさらに、外環体、内環体及び間隔ユニットを設置する。
該外環体には、取り付け空間を設置し、該内環体及び該間隔ユニットを組合せる。
該外環体の底部には、該出水口を設置し、しかも該外環体頂部には、該進水蓋を連接する。
これにより、該内環体は、該間隔ユニット上に設置され、該取り付け空間内に組み合わされ、しかも該間隔ユニットは、該内環体と該外環体とを一距離離す。
該内環体の底部には、複数のドリップ孔を設置し、該内環体には、ろ過器固定板を組み合わせる。
該ろ過器固定板及び該進水蓋の間には、第一水体ろ過空間を形成する。
該ろ過器固定板と該内環体の底部は、一距離を保持し、第二水体ろ過空間を形成する。
該第二水体ろ過空間内には、複数の該核グレード樹脂ろ過体を設置する。
【００２３】
上述の技術的特徴に基づき、該外環体の直径と高さの比は、０．９より小さい。
【００２４】
上述の技術的特徴に基づき、該内環体の該ドリップ孔の直径は、０．８〜１．５ミリ（ｍｍ）である。
【００２５】
上述の技術的特徴に基づき、該ろ過本体は、進水蓋をさらに有し、水体供給端と連接する。
該進水蓋には、該進水口を設置し、該進水口下方には、連接管を設置する。
該ろ過本体はさらに、外環体及び内環体を有する。
該外環体には、取り付け空間を設置し、該内環体を組合せ、該外環体底部には、該出水口を設置し、また、該外環体頂部には、該進水蓋を連接する。
該内環体は、螺旋内環で、該螺旋内環には、螺旋状のパイプラインを設置する。
しかも、該螺旋内環頂部と該連接管とは接合し、しかも該螺旋内環内部には、複数の該核グレード樹脂ろ過体を設置し、該螺旋内環下端と該外環体の該出水口とは、相互に連通し、該連接管には、導引のための勾配セクションを設置する。
【００２６】
本発明によるマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法は、以下のステップを含む。
水素水生成器の液体送入端を通して、給水設備が提供する水を受け取り、これにより水は、水素水生成器の液体送入セクションへと流れる。
水が、液体送入セクションを経由して、水素水生成器の加圧セクションに流れ入ると、加圧セクションを通して、水に対して、加圧作業を行い、加圧後の水は、水素水生成器の吸入混合セクションへと流れ入る。
水素水生成器の水素ガス送入端を通して、水素生成設備が提供する水素ガスを受け取り、これにより水素ガスは、水素水生成器の水素ガス送入セクションを通過し、水素水生成器の吸入混合セクションに進入し、水素ガスは吸入されて、加圧後の水の中で混合される。
水素ガスを混合した水は、吸入混合セクションを経て水素水生成器の圧力逃がしセクションに流れると、圧力逃がしセクションを通して、水素ガスを混合した水に対して圧力逃がし作業を行い、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を生成する。
順番に水素水生成器の水素水送出セクション及び水素水送出端を通して、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水を送り出す。
【００２７】
本発明の水素水生成器、マイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置及びマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法は、以下の長所を備える。
１．本発明は水素水生成器を利用し、水及び水素ガスを受け取り、水素水生成器の本体の内部に形成される構造を通して、水素ガス分子群を撃砕して分散し、マイクロ／ナノガスバブルとし、これにより水素ガスに対して加圧しなくとも、水素ガスは大量のガスバブルを形成し、水と混合されて水素水を形成し、こうして圧縮機の使用を省くことで、水素水を調製するコストを引き下げることができる。
２．本発明の水素水生成器は、水素ガス分子群を撃砕し分散してマイクロ／ナノガスバブルとし、マイクロ／ナノガスバブルは物質伝達（Ｍａｓｓ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）に優れるため、散逸がゆっくりである等の特徴を備え、これら特徴により、水中での水素ガスの溶解速度を速められるばかりか、短時間内で水素水の調製を完成させられ、さらに水素ガスが水素水中にとどまる時間を延長することができる。
３．水素ガスを水中に溶解させ、高溶解度の水素水を素早く調製し、飲水装置と結合することで、使用者の飲用に供し、これにより使用者はさらに素早く水素水中の有益物質を吸収することができる。
４．水素生成設備中のろ過モジュールにより、未ろ過水体をろ過し、水体の導電度を低下させられ、これによりろ過水体は純水のようになり、水体を絶えず循環ろ過することで、プロトン交換膜水素生成モジュールはろ過後のろ過水体を使用可能となり、これにより高純度の水素ガス、水素水を大量に産出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の水素水生成器の断面模式図である。
【図２】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第一実施形態の模式図である。
【図３】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第一模式図である。
【図４】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第二模式図である。
【図５】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第三模式図である。
【図６】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法のフローチャートである。
【図７】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第二実施形態の模式図である。
【図８】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置のろ過モジュール立体図である。
【図９】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置のろ過モジュール使用状態図である。
【図１０】本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の別種のろ過モジュール立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（一実施形態）
本発明の技術特徴、内容、長所、及び達成可能な効果を掲示するため、図を用い、実施形態の形式で以下に詳細を説明する。
使用する図は、表示と補助説明に用いるもので、本発明実施後の実際の比率及び正確な配置とは限らない。
よって、図の比率と配置は後述される特許請求の範囲を基準とする。
【００３０】
本発明の水素水生成器１０は、液体が大断面積管径を通り小断面積管径へと流れる時に発生する吸引力を通して、水素ガスを吸入し、液体の流速により、水素ガスの気体分子群をマイクロ／ナノガスバブルのレベルへと撃砕し、これにより水素ガスと液体との間には、良好な気液混合効果が生まれ、こうして水素水を調製、形成する。
【００３１】
図１は、本発明の水素水生成器１０の断面模式図である。
図に示す通り、本発明の水素水生成器１０は、おおよそＴ字構造を呈する本体１１を有する。
本体１１の相対する両端には、水Ｗが進入できる液体送入端１１１、及び水素水ＨＷを送り出す水素水送出端１１２をそれぞれ設置する。
しかも、本体１１は、液体送入端１１１と水素水送出端１１２の間に、水素ガスＨが進入できる水素ガス送入端１１３を設置する。
さらに、本体１１の内部では、液体送入端１１１から水素水送出端１１２まで、順番に、液体送入セクションＡ、加圧セクションＢ、吸入混合セクションＣ、圧力逃がしセクションＤ及び水素水送出セクションＥを形成する。
しかも、本体１１は、水素ガス送入端１１３から吸入混合セクションＣの間に、水素ガス送入セクションＦを有する。
水素ガス送入セクションＦが、吸入混合セクションＣに接続する部分には、水素ガス入口Ｆ１を形成する。
【００３２】
水素水生成器１０を用いて、水素水ＨＷを調製する時、液体送入端１１１は、水Ｗを、液体送入セクションＡへ送り入れることができる。
水Ｗが液体送入セクションＡを通過して、加圧セクションＢに加圧した後、さらに吸入混合セクションＣへと流れる。
この時、水Ｗは、大断面積管径から小断面積管径へと流れ、これにより吸引力を生じ、水素ガス送入セクションＦの水素ガス入口Ｆ１を通過した水素ガスＨを、水Ｗ中に吸入し、同時に、水Ｗの流速を通して、水素ガスＨの気体分子群を、マイクロ／ナノ水素ガスバブルへと撃砕し、こうして水素ガスＨは、混合セクションＣ中に吸入され、水Ｗと混合される。
続いて、水素ガスＨを混合した水Ｗが、圧力逃がしセクションＤを通過して、圧力逃がしを行った後、水素水送出セクションＥ及び水素水送出端１１２を経て、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを産出する。
【００３３】
上述において、液体送入セクションＡの直径Ｄ１と水素水送出セクションＥの直径Ｄ２は、吸入混合セクションＣの直径Ｄ４より大きい。
液体送入セクションＡの直径Ｄ１を、吸入混合セクションＣの直径Ｄ４で割ると、１．５〜５で、好ましくは２〜４である。
吸入混合セクションＣの長さＬを、吸入混合セクションＣの直径Ｄ４で割ると、１．５〜５で、好ましくは２〜４である。
加圧セクションＢの内壁傾斜の角度Θ１は、１０度〜５０度で、好ましくは、１６度〜２５度である。
圧力逃がしセクションＤの内壁傾斜の角度Θ２は、１０度〜５０度で、好ましくは為１４度〜２５度である。
加圧セクションＢの内壁傾斜の角度Θ１を、圧力逃がしセクションＤの内壁傾斜の角度Θ２で割ると、１〜５で、好ましくは１〜１．５である。
液体送入セクションＡの直径Ｄ１を、水素ガス入口Ｆ１の直径Ｄ３で割ると、３．２５〜６５０である。
水素ガス入口Ｆ１の直径Ｄ３は０．０１ｍｍ〜２ｍｍで、好ましくは０．４ｍｍ〜１．５ｍｍである。
【００３４】
図２は本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第一実施形態の模式図である。
図１及び図２に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、上記の水素水生成器１０を有する他、さらに水素生成設備２０、給水設備３０及び燃料タンク４０を有する。
水素生成設備２０は、水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３に連接し、並びに燃料タンク４０に連接し、給水設備３０は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
さらに、給水設備３０は、給水槽３１及びウォーターポンプ３２を有する。
ウォーターポンプ３２の入水端は、給水槽３１に連接し、ウォーターポンプ３２の出水端は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
しかも、水素水生成器１０の水素水送出端１１２は、給水槽３１に接続する。
燃料タンク４０には、石油化学燃料、電解用純水、電解液等水素生成燃料を入れる。
燃料タンク４０が、水素生成設備２０に燃料を送ると、水素生成設備２０は、不要な廃気Ｇを排出し、水素ガスＨを水素水生成器１０に送り、水素水生成器１０を通して、開放式循環或いは封鎖式循環の方式で、水Ｗと水素水Ｈを絶えず混合し、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを形成し、給水槽３１の中に保管する。
【００３５】
さらに、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第一模式図である図３、及び図１に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、上記の水素水生成器１０を有する他、さらに水素生成設備２０及び給水設備３０を有する。
給水設備３０は、給水槽３１、ウォーターポンプ３２及び機体３３を有する。
機体３３には、水素生成設備２０、水素水生成器１０、給水槽３１及びウォーターポンプ３２を設置する。
水素生成設備２０は水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３に連接し、ウォーターポンプ３２の入水端は給水槽３１に連接し、ウォーターポンプ３２の出水端は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
しかも、水素水生成器１０の水素水送出端１１２は、機体３３の水素水貯蔵槽３３１に対応する。
水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３は、水素生成設備２０が提供する水素ガスを受け取り、ウォーターポンプ３２は、給水槽３１中の水を、水素水生成器１０の液体送入端１１１に送り入れ、水素水生成器１０を通して、水素ガスＨと水Ｗを混合し水素水ＨＷを形成後は、機体３３の水素水貯蔵槽３３１中へと送り出す。
出水装置３３２は、水素水貯蔵槽３３１に連接して設置される。
使用者が、機体３３の出水装置３３２を開くと、水素水貯蔵槽３３１に貯蔵する水素水ＨＷを取り出すことができる。
給水槽３１は飲水機用の貯蔵タンクである。
【００３６】
図４は本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第二模式図である。
さらに、図１及び図４図に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、上記の水素水生成器１０を有する他、さらに水素生成設備２０及び給水設備３０を有する。
給水設備３０は、給水槽３１、ウォーターポンプ３２及び機体３３を有する。
機体３３には、水素生成設備２０、水素水生成器１０、給水槽３１及びウォーターポンプ３２を設置する。
水素生成設備２０は水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３に連接し、ウォーターポンプ３２の入水端は給水槽３１に連接し、ウォーターポンプ３２の出水端は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接し、機体３３の出水装置３３２に対応する。
しかも、水素水生成器１０の水素水送出端１１２は給水槽３１に連接する。
この実施形態は封鎖式循環で、給水槽３１中で絶えず水素水ＨＷを形成し、これにより、水素水ＨＷ中の含水素純度を高める。
使用者が機体３３の出水装置３３２を開くと、直ちに水素水ＨＷを取り出して使用できる。
給水槽３１は飲水機用の貯蔵タンクである。
【００３７】
図５は本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第三模式図である。
さらに、図１及び図５に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、上述の水素水生成器１０、水素生成設備２０及び給水設備３０を有する。
水素生成設備２０は任意の一種の水素生成設備であるが、これに限定されない。
本発明の好ましい実施形態中では、水素生成設備２０は、液気分離モジュール２１、プロトン交換膜水素生成モジュール２２、電源供給／制御回路モジュール２３及びろ過モジュール２４を有する。
電源供給／制御回路モジュール２３は、水素生成設備２０内に設置され、各モジュールと電気的に連接し、水素生成設備２０の各モジュールの電力及びオン／オフを制御する。
プロトン交換膜水素生成モジュール２２と液気分離モジュール２１とろ過モジュール２４は、相互に連接し、封鎖式循環を形成する。
しかも、液気分離モジュール２１は水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３に連接する。
これにより、プロトン交換膜水素生成モジュール２２が酸素、水素ガスＨ及び水Ｗを産生した後、酸素及び一部分の水Ｗは、パイプラインを通して、ろ過モジュール２４に戻し、液気分離モジュール２１により、水素ガスＨと水Ｗを分離し、水素ガスＨを水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３へと送る。
残った水Ｗは、パイプラインを通して、ろ過モジュール２４中に戻り、ろ過モジュール２４にろ過され、ろ過後の水Ｗは、プロトン交換膜水素生成モジュール２２の原料となる。
プロトン交換膜水素生成モジュール２２を通して水素を生成し、これにより水素ガスの純度は、９９．９９５％以上となる。
しかも、産出された水素ガスには、汚染の恐れがない。
給水設備３０は、給水槽３１及びウォーターポンプ３２を有し、ウォーターポンプ３２の入水端は給水槽３１に連接し、ウォーターポンプ３２の出水端は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
しかも、水素水生成器１０の水素水送出端１１２は、給水槽３１に接続する。
給水槽３１は移動式水タンクである。
【００３８】
図６は本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法のフローチャートである。
図１、図２及び図６に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水の製造方法は、少なくとも以下のステップを含む。
【００３９】
ステップＳ１１：液体送り込みステップ
水素水生成器１０の液体送入端１１１を通して、給水設備３０が提供する水Ｗを受け取り、これにより水Ｗは、水素水生成器１０の液体送入セクションＡへと流れる。
【００４０】
ステップＳ１２：加圧ステップ
水Ｗが、液体送入セクションＡを経由して、水素水生成器１０の加圧セクションＢに流れ入ると、加圧セクションＢを通して、水Ｗに対して、加圧作業を行い、加圧後の水Ｗは、水素水生成器１０の吸入混合セクションＣへと流れ入る。
【００４１】
ステップＳ１３：吸入ステップ
水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３を通して、水素生成設備２０が提供する水素ガスＨを受け取り、これにより水素ガスＨは、水素水生成器１０の水素ガス送入セクションＦを通過し、水素水生成器１０の吸入混合セクションＣに進入し、水素ガスＨは、加圧後の水Ｗ中に吸入され、水素ガス分子群の混合及び撃砕を行う。
【００４２】
ステップＳ１４：圧力逃がしステップ
水素ガスＨを混合した水Ｗが、吸入混合セクションＣを経て、水素水生成器１０の圧力逃がしセクションＤに流れ入ると、圧力逃がしセクションＤを通して、水素ガスＨを混合した水Ｗに対して圧力逃がし作業を行い、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを生成する。
【００４３】
ステップＳ１５：送り出しステップ
順番に水素水生成器１０の水素水送出セクションＥ及び水素水送出端１１２を通して、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを送り出す水。
【００４４】
具体的には、本発明は水素水生成器１０の内部構造の断面積の変化を利用し、液体に加圧し、これにより水素ガスは液体の中に吸入され、同時に液体の流速により、水素ガスの気体分子群を撃砕し、圧縮機を使用せずに、水素ガスに加圧することで、水素ガスは、大量マイクロ／ナノ水素ガスバブルを形成し、素早く液体の中に溶解させることができる。
マイクロ／ナノ水素ガスバブルは、物質伝達に優れるため、散逸がゆっくりである等の長所を備え、水素ガスが水素水中にとどまる時間を延長することができる。
【００４５】
図１及び７図は、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の第二実施形態の模式図である。
図に示す通り、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置は、上記の水素生成設備２０を有する他、さらに水素水生成器１０、給水設備３０を有する。
水素生成設備２０の液気分離モジュール２１は、水素水生成器１０の水素ガス送入端１１３に連接し、給水設備３０は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
さらに、給水設備３０は、給水槽３１及びウォーターポンプ３２を有する。
ウォーターポンプ３２の入水端は給水槽３１に連接し、ウォーターポンプ３２の出水端は、水素水生成器１０の液体送入端１１１に連接する。
しかも、水素水生成器１０４０の水素水送出端１１２は、給水槽３１に接続する。
水素生成設備２０は、水素ガスＨを、水素水生成器１０に送り、水素水生成器１０を通して、開放式循環或いは封鎖式循環の方式で、水Ｗと水素水Ｈを絶えず混合し、マイクロ／ナノ水素ガスバブルを含んだ水素水ＨＷを形成し、給水槽３１の中に保管する。
【００４６】
図８、図９は、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置のろ過モジュール立体図及びろ過モジュール使用状態図である。
図に示す通り、ろ過モジュール２４は、重力を通してろ過を行い、水体導電度をさらに低下させることができる。
ろ過モジュール２４はさらに、ろ過本体２４０を有する。
ろ過本体２４０は、少なくとも進水蓋２４１を有し、水体供給端と連接する。
進水蓋２４１には、進水口２４１１を設置し、水管等の連接物により連接する。
ろ過本体２４０はさらに、外環体２４４、内環体２４５及び間隔ユニット２４６により構成される。
外環体２４４には、取り付け空間２４４１を設置し、内環体２４５及び間隔ユニット２４６を組合せる。
外環体２４４の底部には、出水口２４２を設置し、また、外環体２４４頂部には、進水蓋２４１を連接する。
内環体２４５及び間隔ユニット２４６は、取り付け空間２４４１内に組み合わせる。
しかも、間隔ユニット２４６は、内環体２４５を、外環体２４４から一距離分だけ離す。
内環体２４５の底部には、多数のドリップ孔２４５１を設置する。
内環体２４５内部には、ろ過器固定板２４７を組み合わせる。
ろ過器固定板２４７及び進水蓋２４１の間には、第一水体ろ過空間２４０Ａを形成する。
ろ過器固定板２４７と内環体２４５の底部は、一距離を保持し、第二水体ろ過空間２４０Ｂを形成する。
第二水体ろ過空間２４０Ｂ内には、核グレード樹脂ろ過体２４３を設置する。
これにより、ろ過モジュールにマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の各モジュールを対応させ、未ろ過の水体（水道水、ミネラルウォーター等）を、ろ過モジュールを経てろ過後、水体の導電度を低下させられ、ろ過水体は純水のようになり、水体を絶えず循環ろ過することで、プロトン交換膜水素生成モジュールはろ過後のろ過水体を使用可能となり、これにより高純度の水素ガス、水素水を大量に産出できる。
【００４７】
図９に示す通り、水体が、進水蓋２４１から第一水体ろ過空間２４０Ａ内に引き入れられると、水体の重量により、水体は下へ向かい第二水体ろ過空間２４０Ｂに流れる。
続いて、第二水体ろ過空間２４０Ｂ内の核グレード樹脂ろ過体２４３は、水体中の雑質を吸着し、その導電度を下げ、内環体２４５のドリップ孔２４５１により、ろ過後の水体を、外環体２４４底部へと導引する。
内環体２４５と外環体２４４は、間隔ユニット２４６により分離され、第二水体ろ過空間２４０Ｂの水体は、重力を受けて、徐々に外環体２４４に滴り、ろ過後の水体が滞ることを防止する。
外環体２４４の出水口２４２から、出水口２４２へと出水し、パイプラインを通して、プロトン交換膜水素生成モジュール２２に連接する。
これにより、ろ過後の水体の導電度は低下し、プロトン交換膜水素生成モジュール２２は水素生成を行うことができる。
【００４８】
図８、図９に示す通り、進水蓋２４１が引き入れた未ろ過の水体と核グレード樹脂ろ過体２４３の接触時間は、ろ過の効果に大きな影響を及ぼす。
数度の実験により、外環体２４４の直径と高さの比は、０．９より小さい方が好ましいことが発見された。
核グレード樹脂ろ過体２４３のイオン吸着能力は一定であるため、ろ過水体量は、樹脂充填量の"重量比"で割り、少なくとも２より小さい必要がある。
核グレード樹脂ろ過体２４３の水体流速は、好ましくは１．３  立方ｃｍ／分（ｃｃ／ｍｉｎ）を超えない。
図８に示す通り、内環体２４５のドリップ孔２４５１の直径は、０．８〜１．５ミリ（ｍｍ）で、しかも、２４個のドリップ孔２４５１を、内環体２４５底部に設置する。
【００４９】
図１０は、本発明のマイクロ／ナノ水素ガスバブル水生成装置の別種のろ過モジュール立体図である。
ろ過本体２４０は、進水蓋２４１を有し、水体供給端と連接する。
進水蓋２４１には、進水口２４１１を設置し、進水口２４１１下方には、連接管２４１２を設置する。
連接管２４１２には、導引のための勾配セクションを設置する。
ろ過本体２４０は、外環体２４４、内環体２４５をさらに有する。
連接管２４１２は、ろ過本体Ａの内環体２４５上方に組み付けられる。
外環体２４４には、取り付け空間２４４１を設置し、内環体２４５を組合せる。
外環体２４４の底部には、出水口２４２を設置する。
出水口２４２とプロトン交換膜水素生成モジュール２２は、連接する。
また、外環体２４４頂部には、進水蓋２４１を連接する。
内環体２４５は、螺旋内環である。
螺旋内環には、螺旋状のパイプラインを設置する。
また、螺旋内環頂部と連接管２４１２とは接合し、しかも螺旋内環内部には、核グレード樹脂ろ過体２４３を設置する。
螺旋内環下端と外環体２４４の出水口２４２とは、連通する。
これにより、未ろ過水体を、進水蓋２４１から螺旋内環に引き入れると、未ろ過水体の重量により、未ろ過水体は自然に下へ向かい、核グレード樹脂ろ過体２４３により、水体中の雑質を吸着し、これによりその導電度を低下させられる。
【００５０】
上述のろ過モジュールを経た水体を検査したところ、以下のデータが得られた。
【表１】
2020054951.tif 000003
上記の低下比率により明らかなように、ろ過モジュールは水体の導電度を確実に低下させられ、純水の特質を達成できる。
【００５１】
前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００５２】
１０  水素水生成器１０、
１１  本体、
１１１  液体送入端、
１１２  水素水送出端、
１１３  水素ガス送入端、
２０  水素生成設備、
２１  液気分離モジュール、
２２  プロトン交換膜水素生成モジュール、
２３  電源供給／制御回路モジュール、
２４  ろ過モジュール、
２４０  ろ過本体、
２４０Ａ  第一水体ろ過空間、
２４０Ｂ  第二水体ろ過空間、
２４１  進水蓋、
２４１１  進水口、
２４１２  連接管、
２４２  出水口、
２４３  核グレード樹脂ろ過体、
２４４  外環体、
２４４１  取り付け空間、
２４５  内環体、
２４５１  ドリップ孔、
２４６  間隔ユニット、
２４７  ろ過器固定板、
３０  給水設備、
３１  給水槽、
３２  ウォーターポンプ、
３３  機体、
３３１  水素水貯蔵槽、
３３２  出水装置、
４０  燃料タンク、
Ｈ  水素ガス、
ＨＷ  水素水、
Ｗ  水、
Ａ  液体送入セクション、
Ｂ  加圧セクション、
Ｃ  吸入混合セクション、
Ｄ  圧力逃がしセクション、
Ｅ  水素水送出セクション、
Ｆ  水素ガス送入セクション、
Ｆ１  水素ガス入口、
Ｄ１〜Ｄ４  直径、
Ｌ  長さ、
Θ１〜Θ２  角度、
Ｇ  廃気、
Ｓ１１〜Ｓ１５  ステップ。
【図１】
2020054951.tif 000004
【図２】
2020054951.tif 000005
【図３】
2020054951.tif 000006
【図４】
2020054951.tif 000007
【図５】
2020054951.tif 000008
【図６】
2020054951.tif 000009
【図７】
2020054951.tif 000010
【図８】
2020054951.tif 000011
【図９】
2020054951.tif 000012
【図１０】
2020054951.tif 000013