(57)【要約】      （修正有）【課題】バブル化された水素ガスを高濃度に含有する水素水を迅速の提供。【解決手段】水素ガスと水とを供給され、水の中に水素ガスの微細気泡を生成するバブル生成部２３０と、バブル生成部２３０に接続され、バブル生成部２３０から供給される水を通過させ、通過する水に超音波を照射し、水の中の微細気泡を圧壊するバブル圧壊部２４０と、バブル圧壊部２４０に接続され、バブル圧壊部２４０から供給される水を貯留する貯留部２５０とを備える。貯留部２５０は、加圧口と減圧バルブとを備え、前記加圧口から大気圧より高い圧力が水に印加され、また前記減圧バルブによって大気圧に減圧されながら水を外部に導出する。加圧減圧効果により水素を超微細気泡として高濃度に含有する水素水を迅速に取り出すことができる水素水の製造システム。【選択図】図２
2018134579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスと水とを供給され、水の中に水素ガスの微細気泡を生成するバブル生成部と、
前記バブル生成部に接続され、前記バブル生成部から供給される水素水を通過させ、通過する水素水に超音波を照射し、水素水の中の微細気泡を圧壊するバブル圧壊部と、
前記バブル圧壊部に接続され、前記バブル圧壊部から供給される水素水を貯留する貯留部とを備える、水素水の製造システムであって、
前記貯留部は、加圧口と減圧バルブとを備え、前記加圧口から大気圧より高い圧力が水素水に印加され、また前記減圧バルブによって大気圧に減圧されながら水素水を外部に導出する、水素水の製造システム。
【請求項２】
前記バブル生成部と、前記バブル圧壊部と、前記貯留部とが組み込まれた循環経路を備える、請求項１に記載の水素水の製造システム。
【請求項３】
さらに、前記貯留部から前記減圧バルブを介して導出された水素水を受ける浴槽ユニットを備え、
前記浴槽ユニットは大気圧に減圧された水を下方から充填される、請求項３に記載の水素水の製造システム。
【請求項４】
前記浴槽ユニットから前記貯留部に水素水を再帰させる再帰経路を備える、請求項３に記載の水素水の製造システム。
【請求項５】
前記再帰経路は、水素水を洗浄する洗浄部を備える、請求項４に記載の水素水の製造システム。
【請求項６】
水の中に水素ガスの微細気泡を生成するバブル生成ステップと、
前記バブル生成部から供給される水素水を通過させ、通過する水素水に超音波を照射し、水素水の中の微細気泡を圧壊するバブル圧壊ステップと、
前記圧壊部に接続され、前記バブル圧壊部から供給される水素水を貯留部に貯留する貯留ステップと、
前記貯留部に貯留された水素水に大気圧より高い圧力を印加する加圧ステップと、
前記加圧ステップの後に、大気圧に減圧されながら外部に水素水を導出する減圧導出ステップとを含む、水素水の製造方法。
【請求項７】
前記加圧ステップを行いながら、前記バブル生成ステップと前記バブル圧壊ステップと前記貯留ステップが繰り返して行われる、請求項６に記載の水素水の製造方法。
【請求項８】
さらに、前記貯留ステップによって導出された水素水を下方から容器ユニットに充填する充填ステップを備える、請求項６または７に記載の水素水の製造方法。
【請求項９】
さらに、充填された水素水を前記容器ユニットから前記貯留部に再帰させる、請求項６〜８のいずれか一項に記載の水素水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素水の製造システムおよび水素水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素ガスを溶解させた水、いわゆる水素水が注目されている。水素水は、飲用や料理に用いられる他、浴槽に充填して風呂のお湯等としても利用されている。そのような水素水の製造方法として、水を電気分解して発生した水素から水素水を製造する方式(特許文献１)や、マグネシウム等の還元力を有する金属を収納したカートリッジを水中に投入して水素水を製造する方式（特許文献２）などがある。
【０００３】
また、水素ガスのボンベを用意し、水中に水素ガスを吹き込んで水素水を製造する、いわゆる水素ガス注入方式は、連続的に比較的大量の水素水を製造することができる。特に、また、水素ガスのボンベを利用した水素水の製造方法の中には、水素水をファインバブル化またはウルトラファインバブル化して製造しようとするものもある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１７８８２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２８８８２号公報
【特許文献３】特開２０１６−１０４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気分解方式やカードリッジを投入する方式では、高濃度の水素水を生成することはできず、水素ガスのボンベを利用した水素の製造方法では、比較的高濃度の水素水が製造できるものの、水素を注入してから所望の濃度まで溶解させるのに時間がかかることや、バブル化する場合であっても所望の濃度まで所望の粒径の水素バブルを生成するのに時間がかかるといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決し、バブル化された水素ガスを高濃度に含有する水素水を迅速に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る水素水の製造システムは、水素ガスと水とを供給され、水の中に水素ガスの微細気泡を生成するバブル生成部と、前記バブル生成部に接続され、前記バブル生成部から供給される水素水を通過させ、通過する水素水に超音波を照射し、水素水の中の微細気泡を圧壊するバブル圧壊部と、前記バブル圧壊部に接続され、前記バブル圧壊部から供給される水素水を貯留する貯留部とを備える。前記貯留部は、加圧口と減圧バルブとを備え、前記加圧口から大気圧より高い圧力が水素水に印加され、また前記減圧バルブによって大気圧に減圧されながら水素水を外部に導出する。
【０００８】
このような水素水の製造システムでは、バブル生成部で微細気泡を生成された水素バブル含有水（水素水）がバブル圧壊部において、タンクに比較して径の小さい通路を流れる際に、超音波を照射されて微細気泡を超微細気泡に変換され、超微細気泡を含有する水が貯留部に貯留される。
【０００９】
さらに、貯留部に貯留された水素水は、加圧部により大気より高い圧力を印加されることにより高濃度化されて、外部に導出される際には、減圧バルブによって減圧されながら導出される。これにより、水素バブル含有水は、超微細気泡を含有した状態でヘンリーの法則にしたがって、水素を高濃度化されて導出される。
【００１０】
したがって、本発明に係る水素水の製造システムによれば、加圧減圧効果により水素を超微細気泡として高濃度に含有する水素水を迅速に取り出すことができる。
【００１１】
（２）前記バブル生成部と、前記バブル圧壊部と、前記貯留部とが組み込まれた循環経路を備えるとよい。このようにすれば、水素の超微細気泡を連続的に生成しながら貯留部で水素水を高濃度化することができる。したがって、加圧減圧効果により高濃度化して取り出される水素水を継続して取り出すことができる。
【００１２】
（３）さらに、前記貯留部から前記減圧バルブを介して導出された水を受ける浴槽ユニットを備え、前記浴槽ユニットは大気圧に減圧された水素水を下方から充填されるとよい。このようにすれば、超微細気泡を含有する水素水を上方から供給する場合に比較して、超微細気泡が下方に高濃度化した状態を維持しながら浴槽ユニットに水素水を充填できる。
【００１３】
（４）前記浴槽ユニットから前記貯留部に水素水を再帰させる再帰経路を備えるとよい。このようにすれば、浴槽ユニットにて使用された水素水を貯留部に再帰させ、再度、超微細気泡を生成することができる。このとき、使用された水素水に含まれる細菌等を、超微細気泡に変換するための超音波によって殺菌することができ、衛生的な水素水を継続的に供給することができる。
【００１４】
（５）前記再帰経路は水素水を洗浄する洗浄部を備えるとよい。このようにすれば、超微細気泡を含有したままの水素水を洗浄してから貯留部に再帰させることができる。貯留部は、貯留部、バブル生成部およびバブル圧壊部とともに循環経路を形成しているため、再帰される水素水が汚染された板場合に、循環経路に組み込まれたすべての装置が汚染されてしまう。しかし、再帰経路に洗浄部を組み込むことにより、超微細気泡を含有する水素水を効率的に生成し、かつ衛生的な状態で継続的に供給することができる。
【００１５】
（６）本発明に係る水素水の製造方法は、水の中に水素ガスの微細気泡を生成するバブル生成ステップと、前記バブル生成部から供給される水素水を通過させ、通過する水素水に超音波を照射し、水素水の中の微細気泡を圧壊するバブル圧壊ステップと、前記圧壊部に接続され、前記バブル圧壊部から供給される水素水を貯留部に貯留する貯留ステップと、前記貯留部に貯留された水素水に大気圧より高い圧力を印加する加圧ステップと、前記加圧ステップの後に、大気圧に減圧されながら外部に水素水を導出する減圧導出ステップとを含む。
【００１６】
このような水素水の製造方法では、バブル生成ステップで微細気泡を生成された水素バブル含有水がバブル圧壊ステップにおいて、超音波を照射されて微細気泡を超微細気泡に変換され、超微細気泡を含有する水素水が貯留ステップで貯留される。
【００１７】
ところで、貯留部に貯留された水素水は、加圧ステップで大気より高い圧力を印加されることにより高濃度化されて、減圧導出ステップで外部に導出される際には、減圧バルブによてい減圧されながら導出される。これにより、水素バブル含有水は、超微細気泡を含有した状態でヘンリーの法則にしたがって、水素を高濃度化され導出される。
【００１８】
したがって、本発明に係る水素水の製造方法によれば、加圧減圧効果により水素を超微細気泡として高濃度に含有する水素水を迅速に取り出すことができる。
【００１９】
（７）前記加圧ステップを行いながら、前記バブル生成ステップと前記バブル圧壊ステップと前記貯留ステップが繰り返して行われるとよい。このようにすれば、超微細気泡を連続的に生成しながら貯留部で高濃度化することができる。したがって、加圧減圧効果により高濃度化して取り出される水素水を継続して取り出すこともできるし、所望のタイミングで短時間取り出すこともができる。
【００２０】
（８）さらに、前記貯留ステップによって導出された水素水を下方から容器ユニットに充填する充填ステップを備えるとよい。このようにすれば、超微細気泡を含有する水素水を上方から供給する場合に比較して、超微細気泡が下方に高濃度化した状態を維持しながら浴槽ユニットに水素水を充填できる。
【００２１】
（９）さらに、充填された水素水を前記容器ユニットから前記貯留部に再帰させるとよい。このようにすれば、浴槽ユニットにて使用された水素水を貯留部に再帰させ、再度、超微細気泡を生成することができる。このとき、使用された水素水に含まれる細菌等を、超微細気泡に変換するための超音波によって殺菌することができ、衛生的な水素水を継続的に供給することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記の問題を解決し、バブル化された水素ガスを高濃度に含有する水素水を迅速に提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態にかかる水素水の製造システムの構成を示す図である。
【図２】図１における水素水の製造システムのバブル含有液製造装置の機能ブロック図である。
【図３】図２におけるバブル生成部のバブル生成ノズルの有底部材を示し、（Ａ）は有底部材の側面図、（Ｂ）は有底部材の底面図、（Ｃ）は（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ´の断面図、（Ｄ）は有底部材の斜視図である。
【図４】図２におけるバブル生成部のバブル生成ノズルの筒状部材を示し、（Ａ）は筒状部材の側面図、（Ｂ）は筒状部材の底面図、（Ｃ）は（Ａ）の４Ｃ−４Ｃ´の断面図、（Ｄ）は筒状部材の斜視図である。
【図５】図２におけるバブル生成部のバブル生成ノズルの動作を説明するための概略図である。
【図６】図２におけるバブル含有液製造装置のバブル圧壊部を示し、（Ａ）はバブル圧壊部の側面図、（Ｂ）はバブル圧壊部の正面図である。
【図７】図６（Ｂ）におけるバブル圧壊部の７−７´の断面図を示す。
【図８】図２における貯留部を示す機能ブロック図である。
【図９】図１における水素水の製造システムの浴槽ユニットの浴槽部を示す概略図である。
【図１０】本発明に係る水素水の洗浄方法を示すフロー図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る水素水の製造システムのバブル含有液製造装置により製造される水素水の製造時間に対する水素濃度の推移の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係る水素水の製造システムおよび水素水の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態において、水素水の製造システム１によって純水に水素の単一ガスをバブル化して水素水を生成する場合について説明するが、水は地下水や水道水等不純物含んでいたり、海水を含む他の液体との混合水であってもよく、水素ガスは他の気体と混合したものであってもよい。
【００２６】
図１は、水素水の製造システム１の主な構成を示す構成図である。水素水の製造システム１は、図１に示すように、水素ガスを供給する水素供給装置１０、純水を供給する純水供給装置（図示しない）、水の中に水素をバブル化させるバブル含有液製造装置２０、水素バブル含有水を充填される浴槽ユニット３０を含む。
【００２７】
水素水の製造システム１では、水素供給装置１０および純水供給装置がバブル含有液製造装置２０に接続されている。また、バブル含有液製造装置２０は、浴槽ユニット３０に接続され、浴槽ユニット３０は、再帰経路ｒ１を介してバブル含有液製造装置２０に接続されている。また、再起経路ｒ１の間には、洗浄装置を設けてもよい。
【００２８】
水素供給装置１０は、従来よく知られるガスボンベに水素ガスが充填された水素ガスボンベ１１と、水素供給監視装置１２とを備える。水素ガスボンベ１１は、例えば、
１４．７ＭＰａの高圧で水素ガスが充填されている。水素ガスボンベ１１は、水素供給監視装置１２を介して後述するバブル含有液製造装置２０の気体導入部２０２に接続されている。水素供給監視装置１２は、所定の圧力で水素ガスがバブル含有液製造装置２０に供給されているかを監視する。例えば、水素の漏れ等を発見した場合は音声やパトライト(登録商標)の点灯、ブザー発報等によって、漏洩等を知らせることができる。
【００２９】
純水供給装置は、従来よく知られる純水生成装置で、逆浸透膜を備え、連続的に純水を製造する。純水供給装置は、貯留タンクを備え、連続的に製造した純水を貯留させておき、適宜供給できる。純水供給装置は、後述するバブル含有液製造装置２０の液体導入部２０１に接続されており、純水供給装置から供給された純水はバブル含有液製造装置２０に供給される。
【００３０】
図２は、バブル含有液製造装置２０の機能ブロック図を示す。バブル含有液製造装置２０は、純水供給装置から純水を供給され、供給された純水中に微細気泡を生成し、微細気泡をより粒径の小さい超微細気泡に変換して超微細気泡を含有する水素バブル含有水を製造する。
【００３１】
バブル含有液製造装置２０は、主に、純水内に微細気泡を生成するバブル生成部２３０と、バブル生成部２３０から供給された水素バブル含有水内の微細気泡を圧壊するバブル圧壊部２４０と、バブル圧壊部２４０から供給された水素バブル含有水を貯留する貯留部２５０とを備える。バブル生成部２３０と、バブル圧壊部２４０と、貯留部２５０とは、それぞれ相互に接続されており、水素バブル含有水を循環させる循環経路ｒ２を形成している。
【００３２】
また、バブル含有液製造装置２０は、純水供給装置から純水を導入する液体導入部２０１と、水素供給装置から水素を導入する気体導入部２０２と、後述する浴槽ユニット３０に水素バブル含有水を取り出す取出部２０３と、各部に冷却水を供給する冷却部２０４と、バブル含有液製造装置２０の後述する貯留部２５０を加圧する加圧部２０５と、バブル含有液製造装置２０の外部に水素バブル含有水を排出する排出部２０６とを備える。
【００３３】
バブル含有液製造装置２０の各部は、バブル含有液製造装置２０を集中管理する制御部２９９により管理される。制御部２９９は、外部の制御装置等と連携して、バブル含有液製造装置２０を制御してもよい。また、バブル含有液製造装置２０の各部は、他の制御装置等により制御されてもよい。また、バブル含有液製造装置２０の各部は、配管等により接続されており、一部はバルブを介して接続されており、当該バルブは制御部２９９により開閉される。
【００３４】
［バブル生成部］
【００３５】
バブル生成部２３０は、貯留部２５０に接続されたバブル生成器２３１と、バブル生成器２３１に接続され、バブル圧壊部２４０に水素バブル含有水を供給するポンプ２３２とを備える。バブル生成器２３１は、気体導入部２０２に接続されており、バブル生成器２３１は、後述するように貯留部２５０を介して純水を導入されるとともに、気体導入部２０２から水素を導入される。ポンプ２３２は、バブル生成器２３１を介して貯留部２５０から水素バブル含有水を吸引し、バブル生成器２３１で生成された微細気泡を含有する水素バブル含有水をバブル圧壊部２４０に向けて吐出する。
【００３６】
バブル生成器２３１は、いわゆるバブル生成ノズルであり、図３〜図５を用いて説明する。バブル生成ノズルは、一端側に底部２３３ａを形成された断面円形の有底管状の有底部材２３３と、筒状の筒状部材２３４とを備える。有底部材２３３の他端側から筒状部材２３４がはめ込まれることにより、断面円形の空間が気液混合室２３１ｍとして形成される。気液混合室２３１ｍは、水素と純水が流入し、混合されて気液混合体である水素バブル含有水が生成される。
【００３７】
図３は有底部材２３３を示し、図３（Ａ）は有底部材２３３の側面図、図３（Ｂ）は有底部材２３３の底面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ´の断面図、図３（Ｄ）は有底部材２３３の斜視図である。また、図４は筒状部材２３４を示し、図４（Ａ）は筒状部材２３４の側面図、図４（Ｂ）は筒状部材２３４の底面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）の４Ｃ−４Ｃ´の断面図、図４（Ｄ）は筒状部材２３４の斜視図である。さらに、図５はバブル生成ノズルの動作を説明するための概略側断面図であり、バブル生成ノズルを実線で、他の構成を破線で示す。
【００３８】
有底部材２３３は、図３に示すように、円盤状の底部２３３ａと、底部２３３ａに連続する円環状の第１の側壁部２３３ｂと、第１の側壁部２３３ｂに連続する円環状の第２の側壁部２３３ｃとを備える。有底部材２３３は、第２の側壁部２３３ｃを貫通する気体供給孔２３３ｄを有する。有底部材２３３は、純水を供給するための液体供給孔２３３ｅを底部２３３ａに有する。液体供給孔２３３ｅは、図３（Ｂ）に示すように、底部２３３ａの中央に設けられている。
【００３９】
底部２３３ａは、図３（Ｃ）に示すように、切頭円錐状の第１の切頭円錐空間２３３ｆを形成している。また、底部２３３ａと第１の側壁部２３３ｂと第２の側壁部２３３ｃは、円柱状の第１の円柱空間２３３ｇを形成している。さらに、第２の側壁部２３３ｃは、第１の円柱空間２３３ｇよりも僅かに径の小さい円柱状の第２の円柱空間２３３ｈと、第１の円柱空間２３３ｇより径の大きい第３の円柱空間２３３ｉとを形成している。
【００４０】
第１の切頭円錐空間２３３ｆは、その切頭面で液体供給孔２３３ｅに連続し、第１の切頭円錐空間２３３ｆは、その底面で第１の円柱空間２３３ｇに連続する。すなわち、第１の切頭円錐空間２３３ｆは、液体供給孔２３３ｅから第１の円柱空間２３３ｇまで拡径するように延び、液体供給孔２３３ｅの内周面から第１の側壁部２３３ｂの内周面に連続するテーパ面から構成される。
【００４１】
筒状部材２３４は、図４に示すように、円環状の第１の側周部２３４ａと、第２の側周部２３４ｂとを備える。第２の側周部２３４ｂは、第１の側周領域２３４ｃと、第１の側周領域２３４ｃより径の大きい第２の側周領域２３４ｄと、第２の側周領域２３４ｄより径の小さい第３の側周領域２３４ｅとを備える。第１の側周部２３４ａおよび第２の側周部２３４ｂの第２の側周領域２３４ｄは、同一径となっており、有底部材２３３の第２の円柱空間２３３ｈに収まる大きさとなっている。
【００４２】
第１の側周部２３４ａは、図４（Ｃ）に示すように、一方から他方に向けて縮径する切頭円錐形状の第２の切頭円錐空間２３４ｆを形成する。第１の側周部２３４ａおよび第２の側周部２３４ｂは、一方から他方に向けて延びる円柱状の第４の円柱空間２３４ｇを形成する。また、第２の側周部２３４ｂは、一方から他方に向けて拡径する第３の切頭円錐空間２３４ｈとを形成する。
【００４３】
第２の切頭円錐空間２３４ｆ、第４の円柱空間２３４ｇおよび第３の切頭円錐空間２３４ｈは、その順に連続しており、第２の切頭円錐空間２３４ｆの切頭面と、第４の円柱空間２３４ｇの底面および頂面と、第３の切頭円錐空間２３４ｈの切頭面とは、径を同じにして接続されており、第２の切頭円錐空間２３４ｆと、第４の円柱空間２３４ｇと、第３の切頭円錐空間２３４ｈとは、中心軸を同一にしている。
【００４４】
筒状部材２３４の第１の側周部２３４ａは、その外周に４つの凹部２３４ｉが螺旋状に形成されている。各凹部２３４ｉは、相互に均等な間隔で形成されており、捻じれながら一方から他方に伸びる。凹部は、複数形成されているとよく、それぞれ、等間隔に形成されているとよい。
【００４５】
有底部材２３３および筒状部材２３４はＳＵＳ３１６のステンレスを材料に切削加工により形成されている。しかし、有底部材２３３および筒状部材２３４は他の金属を材料としてもよい。また、他にも、ガラス、セラミック、樹脂、陶磁器等の他の材料であってもよく、切削加工に限らず、射出成型加工、プレス成型加工等の他の材料に応じた加工をされていてもよい。
【００４６】
バブル生成ノズルは、図５に示すように、有底部材２３３に筒状部材２３４を第１の側周部２３４ａが奥となるように圧入により嵌め込むことにより、筒状部材２３４の第２の側周部２３４ｂの第２の側周領域２３４ｄおよび第１の側周部２３４ａは、有底部材２３３の第２の円柱空間２３３ｈにおいて、第１の側壁部２３３ｂの内面に全周に渡って接する。
【００４７】
筒状部材２３４の第２の側周部２３４ｂの第１の側周領域２３４ｃは、有底部材２３３の第２の側壁部２３３ｃと共同して、有底部材２３３の気体供給孔２３３ｄに連通する環状空間２３１ｓを形成する。凹部２３４ｉは、環状空間２３１ｓから気液混合室２３１ｍに連通し螺旋に延びる気体供給経路２３１ｔとなる。
【００４８】
また、第１の切頭円錐空間２３３ｆと、第１の円柱空間２３３ｇと、第２の切頭円錐空間２３４ｆとは、気液混合室２３１ｍを形成する。気液混合室２３１ｍは、第１の切頭円錐空間２３３ｆが底面で第１の円柱空間２３３ｇに続き、第２の切頭円錐空間２３４ｆが、その底面で第１の切頭円錐空間２３３ｆと反対側から第１の円柱空間２３３ｇに続くことにより、円柱の両側から縮径する略ラグビーボールのような形状に形成されている。したがって、気液混合室２３１ｍは全体に渡って円形の断面空間を有する。
【００４９】
第１の切頭円錐空間２３３ｆ、第１の円柱空間２３３ｇ、第２の切頭円錐空間２３４ｆ、第４の円柱空間２３４ｇおよび第３の切頭円錐空間２３４ｈとは、中心軸を同一にしている。第２の切頭円錐空間２３４ｆの切頭面は、液体供給孔２３３ｅよりも孔径が大きく、第１の切頭円錐空間２３３ｆおよび第２の切頭円錐空間２３４ｆの底面並びに、第１の円柱空間２３３ｇの頂面および底面は、略同一の孔径となっている。ここで、第４の円柱空間２３４ｇおよび第３の切頭円錐空間２３４ｈは、気液混合体が噴出する噴出孔２３１ｕとして機能する。
【００５０】
気体供給経路２３１ｔは、気液混合室２３１ｍの側周に沿った螺旋状の流れを形成する水素を前記第２の切頭円錐空間２３４ｆの底面の側周となる位置から第１の円柱空間２３３ｇに向けて供給し、供給された水素は、第２の切頭円錐空間２３４ｆと中心軸を同一にして螺旋状に回転する流れを形成する。これにより、第２の切頭円錐空間２３４ｆの側周から第１の円柱空間２３３ｇの側周に沿って螺旋状の流れを形成する水素が供給される。
【００５１】
なお、気液混合室２３１ｍの内壁には、凹凸形状（例えば、いわゆる鮫肌、セラミックの溶射肌と同様のもの、又は突起形状など）が形成されている。これらは、内壁全体に施されている必要はなく、一部に形成されているだけでもよい。
【００５２】
次に、バブル生成ノズルの動作について説明する。図５は、実線で示されたバブル生成ノズルの他に、バブル生成ノズルの有底部材２３３の一端側に接続された液体導入管２３５と、バブル生成ノズルの筒状部材２３４の他端側に接続された気液混合体導出管２３６と、バブル生成ノズルの有底部材２３３の気体供給孔２３３ｄに接続された気体導入管２３７とを破線で示した図である。
【００５３】
液体導入管２３５は内ねじが切られており、当該内ねじが有底部材２３３の底部２３３ａに切られた外ねじと螺合する。また、気液混合体導出管２３６は外ねじが切られており、当該外ねじが有底部材２３３の第３の円柱空間２３３ｉに切られた内ねじと螺合する。また、有底部材２３３は、これら他の管との螺合させるときにスパナで保持できるように、水平面が外周に設けられていている。
【００５４】
また、液体導入管２３５は、貯留部２５０に接続されており、貯留部２５０に貯留された純水がポンプ２３２により吸引されて導入される。また、気液混合体導出管２３６はバブル圧壊部２４０に接続され、バブル生成ノズルを介した循環経路ｒ２が形成されている。
【００５５】
また、気体導入管２３７は気体導入部２０２に絞り弁（図示しない）を介して接続されており、気体導入管２３７の内部には、バブルを安定して発生させることができるように、逆止弁２３８が設けられている。
【００５６】
まず、液体導入管２３５から液体供給孔２３３ｅを介して、加圧純水が気液混合室２３１ｍに供給される。このとき、加圧純水は、液体供給孔２３３ｅと、第１の切頭円錐空間２３３ｆ及び噴出孔２３１ｕとを結ぶ線上に沿って流れた後、その一部が噴出孔２３１ｕから拡がりながら噴出する。
【００５７】
ここで、気体導入管２３７から環状空間２３１ｓと気体供給経路２３１ｔとを介して、気液混合室２３１ｍ内に水素が流入してくる。液体供給孔２３３ｅから供給された純水と、気体供給経路２３１ｔから気液混合室２３１ｍ内に供給された水素とは、気液混合室２３１ｍ内で中心軸を流れ、気液混合室２３１ｍの他端側で周囲に広がり、中心軸の流れと反対向きの流れで気液混合室の側周を流れ、気液混合室２３１ｍの一端側で再び中心軸に戻るように循環する純水および水素の循環経路流を形成する。また、気液混合室２３１ｍが略円柱型の空間であるので、高速循環経路流れを容易に形成することができ、上述の動作を容易に得ることができる。
【００５８】
さらに、気体供給孔２３３ｄから流入してきた水素は、環状空間２３１ｓにおいて中心軸を中心に周回されながら、水素供給経路から気液混合室２３１ｍの第１の切頭円錐空間２３３ｆに向かって気液混合室２３１ｍ内に供給される。
【００５９】
これにより、気液混合室２３１ｍ内の真空度が向上されるため、気体供給孔２３３ｄから流入してくる水素の量を更に増加させることができて、気泡の発生が促進される。これらのような一連の動作によって、マイクロバブルなどのファインバブルが、連続的に発生される。
【００６０】
さらに、気体供給経路２３１ｔは、第２の切頭円錐空間２３４ｆの中心軸を中心に螺旋状に形成されているため、気体供給経路２３１ｔから供給される水素は、螺旋状に周回しながら、円形の断面形状を有する気液混合室２３１ｍの空間の周面に沿った流れを形成する。これにより、気液混合室２３１ｍでは、周方向に回転するスクリュー状の循環経路流が形成される。
【００６１】
そして、気液混合室２３１ｍの内壁には、凹凸形状が形成されているので、高速循環経路流れをしている純水と水素との混合流体である気液混合体が凹凸形状に衝突することによって、気液混合室２３１ｍ内の水素を更に細分化することができると共に、高速循環経路流れを加速させ、気液混合室２３１ｍ内の真空度を高くすることができる。
【００６２】
また、気体供給経路２３１ｔから供給された水素は、気体供給経路２３１ｔと気液混合室２３１ｍとの境界で発生した乱流により細分化され、第１の切頭円錐空間２３３ｆ及び第２の切頭円錐空間２３４ｆによって加速された循環経路流において撹拌、剪断され、気液混合室２３１ｍの内壁の凹凸形状と衝突し、途中で一部が液体供給孔２３３ｅから供給された加圧純水と衝突した際に発生した乱流により更に細分化され、噴出孔２３１ｕにおいて、流入してきた外部水素及び／又は外部純水と衝突して、更に微細化され、マイクロバブルなどのファインバブルを含む気液混合体である水素バブル含有水として第２の切頭円錐空間２３４ｆから噴出される。
【００６３】
バブル生成器は、このようなノズル型に限らず、他の構成であってもよく、例えば、旋回、圧壊、蓄養、発泡（加圧減圧）の構成および機能を有するものであってもよい（例えば、特開２０１５−１８６７８１号公報を参照）。また、ポンプ２３２とバブル生成器２３１は、機能ブロック図の配置を入れ替えられて、ポンプ２３２を上流に、バブル生成器２３１を下流にするように接続されてもよい。これにより、バブル生成ノズルは、ポンプ２３２から液体を加圧して供給され、水素バブル含有水をバブル圧壊部に供給するようにしてもよい。
【００６４】
［バブル圧壊部］
【００６５】
図６は、バブル含有液製造装置２０のバブル圧壊部２４０を示し、図６Ａはバブル圧壊部２４０の側面図を示し、図６Ｂはバブル圧壊部２４０の正面図を示す。また、図７は、バブル圧壊部を図６（Ｂ）の７−７´で切断した側断面図を示す。
【００６６】
バブル圧壊部２４０は、バブル生成部２３０に一方を接続され、貯留部２５０に他方を接続され、直線状に延びる通路２４１と、通路２４１の周囲を覆う外装体２４２とを備え、通路２４１と外装体２４２とから中間空間２４０ｓを有する二層構造とされている。バブル圧壊部２４０は、通路２４１が水平方向に延びるように配置されている。通路２４１は、バブル生成部２３０で製造された水素バブル含有水を貯留部２５０に向かって通過させる。
【００６７】
外装体２４２には、複数の超音波振動子２４３が設けられており、各超音波振動子２４３は、通路２４１に向けて超音波を照射する。通路２４１と外装体２４２との間の中間空間２４０ｓには伝搬液が充填され、超音波振動子２４３から照射された超音波は、伝搬液を介して通路２４１の内部に伝搬され、通路２４１の内側を流れる水素バブル含有水のバブルを超音波圧壊する。
【００６８】
伝搬液は、冷却部２０４から供給される冷却水であり、外装体２４２に設けられた伝搬液導入口２４４から中間空間２４０ｓに導入され、伝搬液導出口２４５から導出される（図７を参照）。ここで、伝搬液導入口２４４は外装体２４２の下側に設けられ、伝搬液導出口２４５は外装体２４２の上側に設けられているため、伝搬液は、外装体２４２の下側から導入され、かつ外装体２４２の上側から導出される。これにより、冷却水は中間空間から空気を追い出すように供給される。バブル圧壊部２４０では、伝搬液を介して伝搬される超音波により、通過する水素バブル含有水が加熱される。しかし、伝搬液がバブル圧壊部２４０を冷却する作用も有し、冷却液の流量により、バブル圧壊部を通過する水素バブル含有水の温度を調整できる。
【００６９】
本実施形態において、バブル圧壊部２４０の通路２４１は、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）のフッ素樹脂を材料としたパイプであるが、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）管等を材料としたパイプから形成されていてもよく、他の樹脂を材料としていてもよいし、衛生面で問題のない金属を材料としてもよい。
【００７０】
これにより、通路２４１は、円形の断面を有し同一径で円柱状に延び、タンクに比べて非常に小さい断面の流路を形成している。通路２４１はバブル生成部２３０と貯留部２５０とに介在するように接続されており、バブル生成部２３０から供給された水素バブル含有水は、通路２４１の内側に充満した状態で貯留部２５０まで流される。
【００７１】
外装体２４２は、ステンレスを材料とし、正六角形の断面を有する六角柱状に延びる側周部材２４６と、側周部材２４６を延在方向の両側から挟む円板状の一対の平面部材２４７とからなる。両平面部材２４７は、中央に通路２４１をはめ込まれて、側周部材２４６の六角形の中心軸上に通路２４１が延びるように通路２４１を固定している。これにより、通路２４１の外側と外装体２４２の側周部材２４６には中間空間２４０ｓが形成され、通路２４１の外周と、六角形の側周部材２４６の各面は、それぞれ同様の空間を形成している。
【００７２】
外装体２４２は、六角柱の各面に超音波振動子２４３を取り付けられている。超音波振動子２４３は、通路２４１の延在方向に２段に分けて設けられており、バブル生成部２３０側を前段の超音波振動子群、貯留部２５０側を後段の超音波振動子群としている。各段の超音波振動子群は、通路２４１の中心軸から放射状に設けられた６つの超音波振動子２４３からなる。
【００７３】
対向する２つの超音波振動子２４３が一対の発振子対となり、６つの超音波振動子２４３は３対の発振子対となっている。各超音波振動子は、周波数および出力を制御部２９９により調整可能とされている。本実施形態において、１２個の超音波振動子２４３は、それぞれ、同一周波数、同一出力で超音波を照射している。
【００７４】
これら６つの超音波振動子２４３は、それぞれが、通路２４１の中央の一点に向けて超音波を照射している。したがって、各超音波振動子２４３は、それぞれ異なる位置から径方向の異なる方向に向けて、かつ通路の中心に向かうように径方向の内側に向けて超音波を照射する。
【００７５】
これにより、通路２４１内に均一な圧壊場が形成され、通路２４１を流れる水素バブル含有水が超音波により流れを阻害されることが抑制される。特に各一対の発振子対は、対向する位置から対向する方向に向けて超音波を発振している。これにより、通路２４１の中央から超音波圧壊場が形成され、通路２４１を通過する水素バブル含有水が圧壊されて、ムラなく粒径の均一な超微細気泡が生成される。
【００７６】
バブル圧壊部２４０では、複数の方向から超音波が照射され、超音波の集中する場所に超音波圧壊場が形成される。したがって、本実施形態において、各超音波振動子群が、それぞれ、通路２４１内に超音波圧壊場を形成する。
【００７７】
前段の超音波振動子群により形成された超音波圧壊場で微細気泡の全てが圧壊されなかったとしても、後段の超音波振動子群により形成された超音波圧壊場が残りの微細気泡を圧壊するため、本実施形態に係るバブル圧壊部２４０では、確実に微細気泡を圧壊し、均一な超微細気泡を生成できる。本実施形態において、バブル圧壊部２４０は、超微細気泡として、いわゆるウルトラファインバブルを生成する。
【００７８】
本発明の実施形態に係るバブル圧壊部２４０は、超音波圧壊場を形成し、純水内の微細気泡を圧壊して超微細気泡に変換する。超音波圧壊場は、連続的に超音波を照射されて形成されており、超音波圧壊場には紫外線が発生する。これにより、超音波圧壊場を通過する純水は、紫外線による殺菌効果を得られる。
【００７９】
さらに、バブル圧壊部２４０では、超音波圧壊場を形成する超音波が純水に照射されることにより、液中でキャビテーションにより無数の真空気泡が生じる。この真空気泡が圧縮と膨張を繰り返して崩壊する際に、超高温高圧の反応場が形成される。この反応場では、真空気泡が破裂することにより細菌の細胞壁を破壊し、一般生菌やレジオネラ菌、大腸菌等を殺菌する殺菌効果を得られる。
【００８０】
［貯留部］
【００８１】
図８は、貯留部２５０の機能ブロック図を示す。貯留部２５０は、図８に示すように、主に、タンク容器２５１と、タンク容器２５１を覆う外装容器２５２とからなる。タンク容器２５１は、水素バブル含有水を貯留するための所定量の容積を有する貯留空間２５０ｓを形成する。
【００８２】
タンク容器２５１は、ＰＶＣを材料に円柱状に形成され、完全密閉構造にされている。これにより、バブル圧壊部２４０の超音波圧壊時に発生する水素の微量ガスは、貯留部２５０に流されてきても大気と接触することない。また、タンク容器２５１が密閉構造とされているため、これにより、貯留部２５０内の圧力制御が可能となる。
【００８３】
タンク容器２５１は、水素バブル含有水が貯留され、水素バブル含有水は、粒径の小さいバブルほど下方に拡散する傾向がある。したがって、本実施の形態において、タンク容器２５１の貯留空間２５０ｓの下方には、ナノオーダーの粒径を有する、いわゆるナノバブルの存在が支配的なＮＢ領域が形成され、その上側には、ナノバブルとマイクロバブルが混在するＭＮ領域が形成され、さらにその上側にはマイクロバブルの存在が支配的なＭＢ領域が形成される。各領域は、純水の貯留量によりタンク容器２５１内の位置が変動する。
【００８４】
貯留部２５０は、さらに、液体導入部２０１に接続される液体導入口２５０aと、バブル圧壊部２４０に接続されるバブル含有液導入口２５０ｂと、バブル生成部２３０に接続する再帰導出口２５０ｃと、取出部２０３に接続されるバブル含有液導出口２５０ｄと、排出部２０６に接続される排出口２５０ｅと、加圧部２０５に接続される加圧口２５０ｆとを備え、これらがタンク容器２５１の液体または気体の通路となるように設けられている。
【００８５】
液体導入口２５０aは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１の上面からタンク容器２５１内に連通し、液体導入部２０１から原液をタンク容器２５１の頂面位置に導入する。これにより、貯留空間２５０ｓの上方から純水が供給される。また、加圧口２５０ｆは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１の上面からタンク容器２５１内の頂面まで延在し、加圧部２０５からの圧力をタンク容器２５１の貯留空間２５０ｓ内に印加する。
【００８６】
バブル含有液導入口２５０ｂは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１の上面から、タンク容器２５１内の底面部から１／２の高さ位置まで延在し、第２の水素バブル含有水をタンク容器２５１の上側から供給する。
【００８７】
バブル含有液導入口２５０ｂのパイプは、上下方向に延び、下方を水平方向に曲げられてＬ字形状に形成されており、水平方向に水素バブル含有水を吐出する。これにより、水素バブル含有水は、水平方向に吐出圧を受け、貯留空間２５０ｓ内で撹拌される。しかし、水素バブル含有水は上下方向に吐出圧を受けることがないため、粒径の小さいバブルが貯留空間の下方で高濃度化することを妨げない。
【００８８】
再帰導出口２５０ｃは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１の底部から、タンク容器２５１内の底部から１／４の高さ位置まで延在し、タンク容器２５１の底部から１／４の高さ位置の水素バブル含有水を循環経路ｒ２に導出し、水素バブル含有水を気液混合器１３１に再帰させる。
【００８９】
再帰導出口２５０ｃのパイプは、上下方向に延び、上方を水平方向に曲げられて逆Ｌ字形状に形成されており、水平方向に水素バブル含有水を吸引する。これにより、水素バブル含有水は、水平方向に吸引圧を受け、貯留空間２５０ｓ内で撹拌される。しかし、水素バブル含有水は上下方向に吸引圧を受けることがないため、粒径の小さいバブルが貯留空間の下方で高濃度化することを妨げない。
【００９０】
バブル含有液導出口２５０ｄは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１の底部に底弁として設けられ、水素バブル含有水をタンク容器２５１の底から取り出す。バブル含有液導出口２５０ｄは、減圧バルブ（減圧弁）２５３を介して取出部２０３に接続されている。
【００９１】
これにより、貯留空間２５０ｓ内で加圧された水素バブル含有水が、減圧バルブ２５３を介して、減圧されながら取出部２０３に導出されるため、貯留空間２５０ｓからさらに高濃度化された水素バブル含有水を発泡させずに取り出すことができる。また、減圧バルブ２５３は、従来よく知られる直動式減圧弁、パイロット作動形式減圧弁等の減圧弁が利用できる。
【００９２】
排出口２５０ｅは、主に、円筒のパイプからなり、タンク容器２５１内の底面に底弁として設けられ、水素バブル含有水をタンク容器２５１の底から排出する。排出口２５０ｅは、取出部２０３に接続されている。
【００９３】
さらに、貯留部２５０には、３つの水位センサ２５４、２５５、２５６が設けられている。第１の水位センサ２５４は、タンク容器２５１の底部から１／３の高さ位置に設けられ、貯留空間２５０ｓに１／３まで純水が満たされたことを感知する。第２の水位センサ２５５は、タンク容器２５１の底部から７／１０の高さ位置に設けられ、貯留空間２５０ｓに７／１０まで純水が満たされたことを感知する。第３の水位センサ２５６は、タンク容器２５１の底部から４／５の高さ位置に設けられ、貯留空間２５０ｓに８／１０まで純水が満たされたことを感知する。後述するように、制御部２９９は、これらの水位センサが感知または非感知の状態に基づいて貯留部２５０に設けられた各導入口、導出口の流量を制御し、貯留空間２５０ｓ内の水素バブル含有水量を調整する。
【００９４】
さらに、貯留部２５０には、圧力を測定する圧力トランスミッター２５７と、タンク容器内の貯留空間２５０ｓを大気圧に開放するベントフィルター２５８とが設けられている。圧力トランスミッター２５７は、タンク容器２５１に設けられ、電気的に制御部２９９に接続され、貯留空間２５０ｓの圧力を測定することができる。ベントフィルター２５８は、タンク容器２５１に設けられ、電気的に制御１９９に接続され、貯留空間２５０ｓからの通気路を確保しながら、貯留空間２５０ｓ内の圧力調整を可能とする。
【００９５】
本実施の形態において、タンク容器２５１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）を材料に形成され、上部を樹脂溶接や接着などで完全密閉構造とされる。タンク容器２５１、すなわち貯留部２５０が密閉構造となることにより、貯留空間２５０ｓは大気から隔離され、貯留空間２５０ｓを加圧部２０５により加圧することが可能になる。
【００９６】
また、ベントフィルター２５８により、加圧された貯留空間２５０ｓの圧力調整も可能となる。貯留空間２５０ｓの圧力は、制御部１６０が、圧力トランスミッター２５７により貯留空間２５０ｓ内の圧力を測定し、加圧部２０５とベントフィルター２５８により、所定の値に調整される。本実施の形態において、加圧部２０５は、０．４ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度まで貯留空間２５０ｓを加圧することができる。
【００９７】
本実施の形態に係るバブル含有液製造装置２０は、バブル生成部２３０およびバブル圧壊部２４０と貯留部２５０とが分離されている。これにより、バブル生成部２３０およびバブル圧壊部２４０は貯留部２５０の容量に影響を受けずに、粒径の均一な水素バブル含有水を一定量連続して供給し、水素バブル含有水は貯留部２５０において貯留されるので、貯留部２５０でバブルが凝集することが抑止される。
【００９８】
すなわち、粒径が異なる超微細なバブルは、貯留することにより凝集してしまうため、従来の超音波圧壊により生成された超微細な粒径を有するバブルは、粒径が均一とならず、貯留することが困難であったが、本実施の形態によるバブル含有液製造装置２０によれば、粒径の均一なバブルが生成され、凝集することなく貯留できる。
【００９９】
また、超微細粒径のバブルは、粒径に応じてゼータ電位等が異なり、凝集作用が生じることがある。しかし、本実施の形態に係るバブル含有液製造装置２０では、粒径の近いバブルが貯留空間２５０ｓ内の同じ領域に滞在することになるため、凝集することなく貯留できる。
【０１００】
［浴槽ユニット］
【０１０１】
図９は、浴槽ユニット３０の浴槽部を示すイメージ図である。浴槽ユニット３０の浴槽ユニット３０は、浴槽部３１と温度コントローラ３２とを備え（図１を参照）、浴槽部に充填された水素バブル含有水を温度調整可能としている。
【０１０２】
浴槽部３１は、図９に示すように、側面の一部および底面から水素バブル含有水を充填できる。具体的には、浴槽部３１の浴槽空間３１ｓにバブル含有液製造装置２０に接続するシート状部材３１１が敷かれ、シート状部材３１１には多数の供給孔３１１ｈが形成されており、各供給穴３１１ｈはバブル含有液製造装置２０の取出部１０３に連通している。これにより、バブル含有液製造装置２０で製造された超微細気泡の水素を含有する水素水が水素バブル含有水として供給穴３１１ｈから供給される。
【０１０３】
浴槽部３１では、シート状部材３１１の底面に配置された部分から水素水が供給されることにより、浴槽ユニット３０の浴槽部３１には、下方から水素水が充填されることになる。これにより、超微細気泡を含有する水素水を上方から供給する場合に比較して、超微細気泡が下方に高濃度化した状態を維持しながら浴槽ユニットに水素水を充填できる。
【０１０４】
また、再起経路ｒ１に洗浄装置を設けてもよい。洗浄装置は、従来よく知られる、フィルタを備える濾過器である。洗浄装置は、内部にポンプを備え、浴槽ユニット３０の浴槽部３１に充填された水を吸水して、バブル含有液製造装置２０の貯留部２５０に再帰させる。このとき、浴槽から給水された水は、洗浄装置により濾過されて、バブル含有液製造装置２０に清潔な状態で戻される。
【０１０５】
［水素水の製造方法］
【０１０６】
次に、本発明の実施形態に係る水素水の製造方法Ｓ１について図１０を参照して説明する。図１０は、水素水の製造方法Ｓ１のフロー図を示す。水素水の製造方法Ｓ１では、バブ水素水の製造システム１を利用して水素水の製造方法を説明する。しかし、水素水の製造方法は、他のシステムを利用して水素水を製造してもよい。
【０１０７】
まず、液体として水が貯留部２５０に導入される(液体導入ステップ：Ｓ１−１)。具体的には、液体導入部２０１を介して純水製造装置から水素水の製造システム２００に純水が導入され、貯留部２５０に一旦貯留される。
【０１０８】
次に、貯留部２５０に貯留された純水に水素ガスの微細気泡を生成する(バブル生成ステップ：Ｓ１−２)。具体的には、貯留部２５０に貯留された純水が、バブル生成部２３０を組み込まれた循環経路ｒ２を介してバブル生成部２３０に供給され、バブル生成部２３０のバブル生成器２３１によって微細気泡が生成される。生成された微細気泡を含有する水素バブル含有水はバブル圧壊部２４０に供給される。
【０１０９】
このステップでは、バブル生成器２３１には、貯留部２５０から水が導入されるとともに、気体導入部２０２から水素ガスが導入され、水素ガスによる微細気泡が生成される。
【０１１０】
次に、水素ガスの微細気泡を圧壊する(バブル圧壊ステップ：Ｓ１−３)。具体的には、バブル生成部２３０で生成された水素の微細気泡を含む水素バブル含有水が超音波圧壊部２４０に供給され、水素バブル含有水が超音波圧壊部２４０の通路を通過する際に、超音波を照射されて、微細気泡が超音波により圧壊され、さらに粒径の小さい超微細気泡に変換される。
【０１１１】
このステップでは、通路内に超音波圧壊場が形成されており、この超音波圧壊場を通過することにより、微細気泡がムラなく圧壊される。そしてバブル圧壊部２４０を通過した水素バブル含有水体は貯留部２５０に再帰する。
【０１１２】
次に、超微細気泡を含有する水素バブル含有水を貯留する(貯留ステップ：Ｓ１−４)。具体的には、超音波圧壊部２４０から超微細気泡を含有する水が供給され、貯留部２５０に貯留されながら、その一部は、再びバブル生成部２３０に供給される。
【０１１３】
したがって、バブル生成ステップ(Ｓ１−２)と、第バブル圧壊ステップ(Ｓ１−３)と、貯留ステップ(Ｓ１−４)とは循環経路ｒ２により複数回繰り返される。バブル生成ステップ(Ｓ１−２)と、バブル圧壊ステップ(Ｓ１−３)と、貯留ステップ(Ｓ１−４)とによる超微細気泡生成工程は、循環経路ｒ２を循環させる時間が一定時間以上となると水素ガスによる超微細気泡の量が定常的となる。
【０１１４】
貯留ステップ(Ｓ１−４)では、貯留部２５０の貯留空間の水素バブル含有水において、下方ほど粒径の小さい気泡が集中し、貯留空間の下方には、ナノオーダーの粒径を有する、いわゆるナノバブルの存在が支配的なＮＢ領域が形成され、その上側には、ナノバブルとマイクロバブルが混在するＭＮ領域が形成され、さらにその上側にはマイクロバブルの存在が支配的なＭＢ領域が形成される。
【０１１５】
また、貯留ステップ(Ｓ１−４)に並行して、水素バブル含有水を加圧する(加圧ステップ：Ｓ１−５)。具体的には、貯留タンク２５０が加圧部２０５から加圧口２０５ｆを介して加圧され、ベントフィルター２５８で圧力を調整されて、水素水に大気圧より高い圧力が印加される。本実施形態において貯留部２５０は、０．４〜０．６ＭＰａ程度に加圧されている。これにより、貯留された水素バブル含有水の水素濃度が向上する。
【０１１６】
次に、水素バブル含有水を減圧しながら導出する。(減圧導出ステップステップ：Ｓ１−６)。具体的には、貯留部２５０に加圧された状態で貯留された水素バブル含有水が減圧弁２５３により減圧されながら取出部２０３を介して浴槽ユニット３０に取り出される。ここで、水素バブル含有水を減圧しながら取り出すことで発泡を抑制し、水素濃度を維持して水素バブル含有水を取り出すことができる。
【０１１７】
次に、水素バブル含有水を浴槽ユニットに充填する。(充填ステップステップ：Ｓ１−７)。具体的には、バブル含有液製造装置２０から取出部２０３を介して取り出された水素バブル含有水をシート状部材３１１の供給穴３１１ａから浴槽ユニット３０の浴槽部３１に下方から充填する。水素バブル含有水は、下方から充填されることで、超微細気泡が下方に集中する効果により、水素を高濃度に維持することができる。
【０１１８】
次に、本発明の実施形態に係るバブル含有液製造装置２０により製造された水素水と他の方法により製造された水素水とに関し、水素濃度ついての実験結果を図１１に基づいて説明する
【０１１９】
本実験では、本発明の実施形態に係るバブル含有液製造装置２０において、０．４〜０．６ＭＰａの圧力で貯留部を加圧する加圧タンク方式として製造される水素濃度を測定した。これとの比較として、高圧水素ボンベにより水素ガスを水に溶解させる水素溶解方式と、常圧電気分解式水素発生装置による電気分解方式でも同様に水素濃度を測定した。
【０１２０】
加圧タンク方式によれば、製造する水素水において１０分程度で１６ｐｐｍ程度まで水素濃度が急激に上昇することが確認された。これに対して、水素溶解方式では、水素を溶解させる水素水において、６０分程度までは緩やかに水素濃度が上昇し、１３ｐｐｍ程度となることが確認された。また、電気分解方式では、製造する水素水において、定常的に０．６５ｐｐｍ程度の水素濃度となることが確認された。
【０１２１】
これから明らかなように、本発明の実施形態に係る水素バブル含有水製造装置は、貯留部を加圧することにより、水素濃度を短時間で上昇させることができることわかる。したがって、本発明の実施形態に係る水素水の製造システムでは、加圧減圧効果により短時間で高濃度に超微細気泡を含有する水素水を提供できる。
【０１２２】
本発明の特定の実施形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、水素水の製造に利用できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１        水素水の製造システム
１０      水素供給装置
２０      バブル含有液製造装置
３０      浴槽ユニット
２３０    バブル生成部
２４０    バブル圧壊部
２５０    貯留部
２５０ｈ  加圧口
２５３    減圧弁
ｒ１      再起経路
ｒ２      循環経路
【図１】
2018134579.tif 000003
【図２】
2018134579.tif 000004
【図３】
2018134579.tif 000005
【図４】
2018134579.tif 000006
【図５】
2018134579.tif 000007
【図６】
2018134579.tif 000008
【図７】
2018134579.tif 000009
【図８】
2018134579.tif 000010
【図９】
2018134579.tif 000011
【図１０】
2018134579.tif 000012
【図１１】
2018134579.tif 000013