(57)【要約】 【課題】  高濃度の水素ガスや炭酸ガスを発生する装置を提供する。【解決手段】  ガス発生装置３に水を供給する。すると、水は収納部１２内にも侵入するがキャップ部材１３の下向きの凹部１４内には空気が滞留する。そして、筒体１０の上端は凹部１４内に臨んでいるため、凹部１４内の空気によって、収納部１２内の水Ｗ１と収納部１２外の水Ｗ２とは分離され、混じり合うことがない。その結果、飲料水ボトル１を倒さない限り、収納部１２内のガス発生剤の原料及び反応物は収納部１２から外部に出ることはなく、更に仮にＭｇやＣａなどの原料やその化合物が水に溶解したとしてもその水は収納部１２に留まり、外部に出てくることはない。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と反応してガスを発生するガス発生剤を収納する収納部と、この収納部から上方に伸びる筒体と、この筒体の上縁部を隙間を介して覆うキャップ部材とからなり、前記筒体の上縁部よりも前記キャップ部材の下端が下方位置にあることを特徴とするガス発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス発生装置において、このガス発生装置は飲料用ボトルの底部を構成することを特徴とするガス発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガス発生装置において、このガス発生装置は飲料用ボトルとは別体で、飲料用ボトルの載置部を備え、載置された飲料用ボトルからの水を受けるレシーバを構成することを特徴とするガス発生装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガス発生装置において、前記収納部の底部は着脱自在な蓋部で構成され、前記収納部内のガス発生剤が交換可能とされていることを特徴とするガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中に大量のガスを発生させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水素は体内の活性酸素のうちの最も問題となっているヒドキシラジカルに選択的に結合するため、最近では水素を含んだ水が市販されている。しかしながら、水素の１気圧２５℃における飽和濃度は１．６ｐｐｍと極めて少なく、また水素ガス分子は最も半径が小さい分子であるので、簡単に水中から抜けてしまい、実際に市販されているペットボトルやアルミニウム缶などに入っている飲用水中の水素濃度は無視できるほど少ない。このため、積極的に水中で水素ガスを発生させる提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、ＣａＨ２やＭｇＨ２などの水素化金属化合物とクエン酸などの固体酸をポリエチレンなどの水不溶性高分子化合物に溶融して冷却固化させた水素発生剤が提案されている。
【０００４】
また、水素ではないがボトル内の飲料にお茶の粉を添加する先行技術として特許文献２が提案されている。この特許文献２にあっては、キャップの下半部にはボトル口部の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部形成し、上半部と下半部の境に仕切り板を設け、この仕切り板の上方空間をお茶の粉を入れる空間とし、また仕切り板の一部は外部まで伸び。この外部に伸びた部分を引くことで、仕切り板を抜き取りボトル内にお茶の粉が落下する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、同じくボトルのキャップに工夫を凝らすことで、キャップ内に収納した添加物がボトル内の飲料中に落下する内容が開示されている。即ち、下端部に排出口を有する内部キャップの内側に前記排出口を閉塞する円筒部をスライド可能に配置し、この円筒部を外部キャップと一体化することで、外部キャップを廻して上方に移動させる際に前記排出口を開けて添加物を飲料中に落下させるようにしている。
【０００６】
特許文献４には臭気トラップについて開示されている。この文献ではオイルを密封したトラップにより、臭気源の気体が外部に漏れないようにしたものであり、本願発明とは目的もまた技術分野も異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２６７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６８９３０号公報
【特許文献３】特表２０１２−５１９６３１号公報
【特許文献４】特表平１１−５１５０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に挙げられている水素化カルシウム（ＣａＨ２）は水と接触して瞬時に水素ガスを発生するが、水素化カルシウムは発熱量が大きく危険物に指定され、また反応物である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）は目に入ると失明のおそれがある。したがって、水素化カルシウムを飲料用の水素発生剤として用いることはできない。
【０００９】
一方、水素化マグネシウム（ＭｇＨ２）は水と接触して水素ガスを発生するが、極めて緩慢でペットボトルなどで水素ガスを発生させるには不向きである。しかしながら、酢酸やクエン酸が存在することで反応速度は大幅に向上する。
【００１０】
そこで、水素化マグネシウム（ＭｇＨ２）とクエン酸（固体酸）との混合物を、特許文献２または特許文献３に開示されるようなキャップの内側部に収納し、この収納した混合物をボトル内の飲料中に落としこむことが考えられる。
【００１１】
上記の構成とすることで、確かに水中で水素ガスが多量に発生するので、溶存水素濃度は１．６ｐｐｍ近くなり且つそれ以外に水素ガスの気泡が多量に存在するので、実質的な水素濃度は極めて高くなる。
【００１２】
しかしながら、水素化マグネシウムは危険物ではないが現在までのところ食品添加物として認められていない。また水素化マグネシウムを水と反応させると下記の反応式で水酸化マグネシウムが生成される。
ＭｇＨ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋２Ｈ２
この水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）は危険物ではなく整腸剤（下剤）として市販されているが、大量に摂取することは好ましくなく、且つ飲料水に不快な味がついてしまう。
【００１３】
また、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）は酸（酢酸）と反応して炭酸ガスを発生する。但し、炭酸水素ナトリウムは胃酸を中和する効能はあるが、高血圧、心臓病或いは腎臓病を患っている患者には悪影響を及ぼす。したがって、誰でもそのまま摂取できるものではない。
【００１４】
上記した先行技術を組み合わせて構成されるものは、水素化カルシウムや水素化マグネシウムとクエン酸との混合物、炭酸水素ナトリウムなどを飲料水中に落下させることになり、そのまま体内に入ってしまうので、水素ガスや炭酸ガスを発生するボトルとしては実用的ではない。
【００１５】
また高濃度の水素水や炭酸水を製造する装置として、水を電気分解したり、水素ボンベや炭酸ガスボンベからガスを供給する先行技術も提案されているが、コスト的に見合うものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため本発明に係るガス発生装置は、水と反応してガスを発生するガス発生剤を収納する収納部と、この収納部から上方に伸びる筒体と、この筒体の上縁部を隙間を介して覆うキャップ部材とからなり、前記筒体の上縁部よりも前記キャップ部材の下端が下方位置にある構成（トラップ構造）とした。発生するガスとしては、ガス発生剤を変えることで、水素や炭酸ガスに限らず酸素も発生させることができる。
【００１７】
本発明に係るガス発生装置を飲料用ボトルと一体とする場合には、飲料用ボトルの底部を本発明に係るガス発生装置で構成する。
また、本発明に係るガス発生装置を飲料用ボトルからの水のレシーバとする場合には、例えば上下逆さまにした飲料用ボトルが収まる載置部を備えた構成とする。
【００１８】
また、収納部内のガス発生剤を交換可能にするには、収納部の底部を着脱自在な蓋部で構成すればよい。
【発明の効果】
【００１９】
水素化カルシウムの粉末は水と接触することで、また水素化マグネシウムの微粉末は酢酸やクエン酸を含む飲料と接触して瞬時に水素ガスを発生し、また水素化マグネシウムの微粉末は水と接触しても比較的短時間のうちに水素ガスを発生する。一方、水素化カルシウムおよび水素化マグネシウムはいずれも食品添加物として認められていない。
また、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）は酸（酢酸）と反応して炭酸ガスを発生するが、高血圧、心臓病或いは腎臓病を患っている患者には悪影響を及ぼす。
【００２０】
本発明によれば、未反応の水素化金属や炭酸水素ナトリウム及び反応残渣である水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどはガス発生剤の収納部に閉じ込められ、外部に拡散しないので、飲料水を飲んでも体内に入ることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るガス発生装置を飲料水ボトルの底部に適用した例の縦断面図
【図２】図１に示したガス発生装置がガス（水素）を発生している状態の縦断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）はガス発生の過程を説明した要部断面図
【図４】別実施例の要部を示す断面図
【図５】本発明に係るガス発生装置を水のレシーバに適用した例の縦断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施例を説明する。
図１に示すように、飲料水ボトル１はボトル本体２と、このボトル本体２に取り付けられた底部を構成するガス発生装置３からなる。ボトル本体２には注水口４が形成され、この注水口４は蓋体５で閉じられている。更にボトル本体２の下部には水素水や炭酸水を取り出すための蛇口６が設けられている。
【００２３】
ガス発生装置３は飲料水ボトル１のテーパ状をなす底面７の最も低くなった中央部に開口が形成され、この開口に環状部材８が装着されている。環状部材８の外周には雄ネジ部が形成され、この雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を形成した蓋体９が環状部材８の下端に取り付けられ、また環状部材８の上端開口には筒体１０のフランジ部が取り付けられている。
【００２４】
以上の環状部材８、蓋体９及び筒体１０によってガス発生剤１１の収納部１２が形成され、この収納部１２から上方に前記筒体１０が伸びている。ガス発生剤１１としては、水素化金属の粉末、水素化金属の粉末とクエン酸などの固体酸粉末の混合物、炭酸水素ナトリウムの粉末、更にはこれらに甘味料や着色剤を添加してもよい。
また図３に示すように、複数の材料、例えば水素化金属の粉末１１ａとクエン酸などの固体酸粉末１１ｂを別々に収納部１２内にセットしてもよい。
【００２５】
そして筒体１０の上方にはキャップ部材１３が配置されている。キャップ部材１３は例えば筒体１０に支持されている。そして本実施例ではキャップ部材１３は筒体１０の上縁部を覆う環状の下向きの凹部１４が形成されている。つまり、筒体１０の上縁部よりも凹部１４の下端の方が下になっている。
【００２６】
キャップ部材１３の形状としては図４に示すように単純なキャップ形状としてもよい。但し、図３に示したように環状凹部１４とすることで、後述するように凹部１４内に最初に滞留する空気の量が少なくなり、水素ガスなどの反応によって生じたガスが薄まることなくまた空気との置換が短時間のうちに行える。
【００２７】
また、図４に示すように、筒体１０の上端を内側への折返し部１０ａとすることで、多少の振動或いはボトル１が傾いた場合でも収納部１２内の水が外部に出ることがない。更に図示例では凹部１４を筒体１０の上端に沿った環状にしているが、環状とせずに筒体１０の上端周方向に不連続としてもよい。
【００２８】
次に、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に基づき、ガスとして水素ガスが発生するまでの過程を説明する。
先ず図３（ａ）はガス発生装置３に水が供給されていない状態であり、収納部１２内は空気で満たされている。
【００２９】
次いで図３（ｂ）に示すようにガス発生装置３に水を供給する。すると、水は収納部１２内にも侵入するがキャップ部材１３の下向きの凹部１４内には空気が滞留する。そして、筒体１０の上端は凹部１４内に臨んでいるため、凹部１４内の空気によって、収納部１２内の水Ｗ１と収納部１２外の水Ｗ２とは分離され、混じり合うことがない。
【００３０】
その結果、飲料水ボトル１を倒さない限り、収納部１２内の水素ガス発生剤１１の原料及び反応物は収納部１２から外部に出ることはなく、更に仮にＭｇやＣａ或いはその化合物が水に溶解したとしてもその水は収納部１２に留まり、外部に出てくることはない。
【００３１】
図４は本発明に係るガス発生装置を水のレシーバに適用した例の縦断面図であり、この実施例では飲料水ボトル１の口部にバルブ部材１５が設けられ、ガス発生装置３の上面１６を飲料水ボトル１の肩部形状に合わせた載置部とし、更に上面１６の中央に飲料水ボトル１の口部が挿入される受け部１７が形成され、この受け部１７に前記バルブ部材１５を解除して飲料水ボトル１内の水をガス発生装置３内に導くバルブ解除部材１８を設けている。尚、バルブ部材１５及びバルブ解除部材１８の構造は任意である。
【００３２】
以上においてガス発生装置３の上面１６に飲料水ボトル１を逆さまにしてセットすると、バルブ解除部材１８によりバルブ部材１５が持ち上げられ、流路１９が開となり飲料水ボトル１内の水がガス発生装置３内に入り、前記と同様に水素ガスが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るガス発生装置はガス発生剤として水素ガスを発生するものを用いる場合には、一般家庭、会社、ジム、その他公共施設など多くの場所で利用することができる。また炭酸ガスを発生させるガス発生剤を用いる場合にはキャンプやパーティーなどにも使用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…飲料水ボトル、２…ボトル本体、３…ガス発生装置、４…注水口、５…蓋体、６…蛇口、７…飲料水ボトルの底面、８…環状部材、９…蓋体、１０…筒体、１１…ガス発生剤、１２…収納部、１３…キャップ部材、１４…凹部、１５…バルブ部材、１６…ガス発生装置の上面、１７…受け部、１８…バルブ解除部材、１９…流路１９、Ｗ１…収納部内の水、Ｗ２…収納部外の水。
【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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