(57)【要約】      （修正有）【課題】純度が比較的高い水素発生装置を提供する。【解決手段】水素発生装置であって、第１絶縁ボックス１１と第１プロトン交換膜１２とを備え、第１プロトン交換膜１２が第１絶縁ボックス１１内を第１水素ガス収容室１３及び第１酸素ガス収容室１４に仕切り、第１絶縁ボックス１１が第１水素・水出口１５と第１酸素・水出口１６と第１水入口１７とを有し、第１水素・水出口１５が第１水素ガス収容室１３に連通し、第１酸素・水出口１６及び第１水入口１７が第１酸素ガス収容室１４に連通する第１水素酸素出力部１と、水注入口３１を有する。第１酸素・水出口１６がメインタンク３の酸素・水入口３４に連なり、第１水入口１７がメインタンクの出口３３に連なり、メインタンクの出口３３と第１水入口１７の間を連接する水駆動手段４とを含む。【選択図】図１
0003209430.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水素発生装置であって、
第１絶縁ボックスと、第１プロトン交換膜とを備え、
前記第１プロトン交換膜が、前記第１絶縁ボックス内を第１水素ガス収容室及び第１酸素ガス収容室に仕切り、
前記第１酸素ガス収容室が、水を充満するために用いられ、
前記第１絶縁ボックスが、第１水素・水出口と、第１酸素・水出口と、第１水入口とを有し、
前記第１水素・水出口が、前記第１水素ガス収容室に連通し、前記第１酸素・水出口及び前記第１水入口が、該第１酸素ガス収容室に連通し、前記第１酸素・水出口の位置高さが、前記第１水入口の位置高さを上回る第１水素酸素出力部と、水注入口とを有し、
前記第１酸素・水出口がメインタンクの酸素・水入口に連なり、前記第１水入口が前記メインタンクの出口に連なるメインタンクと、
前記メインタンクの出口と前記第１水入口との間を連接する水駆動手段と、
を含むことを特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
清浄水タンクと、清浄水駆動手段と、第１ろ過手段と、少なくとも１個の水素水混合手段とを更に含み、
前記清浄水タンクが、前記第１水素・水出口と第１合流部に連なり、
前記清浄水駆動手段及び前記第１ろ過手段が、前記清浄水タンクの出口と前記第１合流部との間を連接し、
前記水素水混合手段が、前記第１合流部の下流に連なり；或いは、
清浄水タンクと、清浄水駆動手段と、第１ろ過手段と、少なくとも１個の水素水混合手段と、２個の第１弁体とを更に含み、
前記清浄水タンクは、前記第１水素・水出口と第１合流部に連なり、
前記清浄水駆動手段及び前記第１ろ過手段が、前記清浄水タンクの出口と前記第１合流部との間を連接し、
前記水素水混合手段が、前記第１合流部の下流に連なり、前記第１弁体が各々前記清浄水タンクの出口及び前記水素水混合手段の出口に連なることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
第２水素酸素出力部と、第１水素水分離手段と、第２水素水分離手段とを更に含み、
前記第２水素酸素出力部が、第２絶縁ボックスと、第２プロトン交換膜とを備え、
前記第２プロトン交換膜が、前記第２絶縁ボックス内を第２水素ガス収容室及び第２酸素ガス収容室に仕切り、
前記第２酸素ガス収容室が、水を充満するために用いられ、
前記第２絶縁ボックスが、第２水素・水出口と、第２酸素・水出口と、第２水入口とを有し、
前記第２水素・水出口が、前記第２水素ガス収容室に連通し、
前記第２酸素・水出口及び前記第２水入口が、前記第２酸素ガス収容室に連通し、前記第２酸素・水出口の位置高さが、前記第２水入口の位置高さを上回り、
前記第２酸素・水出口が、前記メインタンクの酸素・水入口に連なり、前記第２水入口が該メインタンクの出口に連なり、
前記水駆動手段が、前記メインタンクの出口と該第２水入口との間を連接し、
前記第１水素水分離手段が、第１水素ガス出口を備え、前記第１水素ガス出口が前記第１水素水分離手段の頂部に位置し、
前記第２水素水分離手段が、第２水素ガス出口を備え、前記第２水素ガス出口が前記第２水素水分離手段の頂部に位置し、
前記第１水素水分離手段の入口が、前記第１水素・水出口に連なり、
前記第２水素水分離手段の入口が、前記第２水素・水出口に連なり、
前記第１水素水分離手段の出口及び前記第２水素水分離手段の出口が、前記メインタンクの出口に連なることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項４】
第２ろ過手段と、熱交換手段とを更に含み、
前記第２ろ過手段が、前記メインタンクの出口と前記第１水入口及び前記第２水入口との間を連接し、
前記熱交換手段が、前記メインタンクの出口と前記第１水入口及び前記第２水入口との間、及び前記メインタンクの酸素・水入口と前記第１酸素・水出口及び前記第２酸素・水出口との間を連接し；或いは、
第２ろ過手段と、熱交換手段と、２個の第２弁体とを更に含み、
前記第２ろ過手段は、前記メインタンクの出口と前記第１水入口及び前記第２水入口との間を連接し、
前記熱交換手段が、前記メインタンクの出口と前記第１水入口及び前記第２水入口との間、及び前記メインタンクの酸素・水入口と前記第１酸素・水出口及び前記第２酸素・水出口との間を連接し、前記第２弁体が、各々前記第１水素水分離手段の出口及び前記第２水素水分離手段の出口に連なることを特徴とする請求項３に記載の水素発生装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水素発生装置に関し、特に、純度が比較的高い水素を発生させることができる水素発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスは、現代において人々に幅広く利用されている。工業面において、水素ガスは、燃料電池、溶接、加熱又は車両の駆動に使用され、また日常の生活面において、水素ガスは現在水と結合して使用されている。工業面において、現在化石燃料が日増しに減少し、且つ化石燃料は容易に汚染物質を発生させるため、工業界においてこの数年水素ガスの利用を推進せざるを得ず、特に燃料電池の開発に力が入れられ、燃料電池による駆動の車両を大量に推進することで、化石燃料の環境に対する汚染を大幅に軽減できると期待されている。
日常の生活面において、現代の人体は、常に外来物の影響を受ける又は異常な新陳代謝が起こる。これらにより、人体に悪玉活性酸素（過酸物或いは過酸化物）が常に生じ、この悪玉活性酸素が常に人体に炎症、筋肉痛、老化、がん或いは心血管系疾患を発生させている。水素ガスは、還元力が強いため、悪玉活性酸素の細胞に対する損傷を低減し、免疫力を高めると共に、慢性疾患に侵される確率を下げることで、健康を増進できる。
しかしながら、現在までのところ、従来の水素発生装置で発生することができる水素の純度は高くないため、純度が比較的高い水素を発生させることができる水素発生装置をどのように創り出すかが、本考案で詳細に開示するところである。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術の問題点に鑑み、考案者が鋭意研究を重ねた結果、純度が比較的高い水素を発生することができる水素発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的及び他の目的を達成するため、本考案は、水素発生装置を提供し、第１絶縁ボックスと、第１プロトン交換膜とを備え、該第１プロトン交換膜が該第１絶縁ボックス内を第１水素ガス収容室及び第１酸素ガス収容室に仕切り、該第１酸素ガス収容室が水を充満するために用いられ、該第１絶縁ボックスが第１水素・水出口と、第１酸素・水出口と、第１水入口とを有し、該第１水素・水出口が該第１水素ガス収容室に連通し、該第１酸素・水出口及び該第１水入口が該第１酸素ガス収容室に連通し、該第１酸素・水出口の位置高さが、該第１水入口の位置高さを上回る第１水素酸素出力部と、水注入口とを有し、該第１酸素・水出口が該メインタンクの酸素・水入口に連なり、該第１水入口が該メインタンクの出口に連なるメインタンクと、該メインタンクの出口と該第１水入口との間を連接する水駆動手段とを含む。
【０００５】
上記水素発生装置内において、清浄水タンクと、清浄水駆動手段と、第１ろ過手段と、少なくとも１個の水素水混合手段とを更に含み、該清浄水タンクが該第１水素・水出口と第１合流部に連なり、該清浄水駆動手段及び該第１ろ過手段が該清浄水タンクの出口と該第１合流部との間を連接し、該水素水混合手段が該第１合流部の下流に連なり；或いは、清浄水タンクと清浄水駆動手段と第１ろ過手段と少なくとも１個の水素水混合手段と２個の第１弁体とを更に含み、該清浄水タンクが該第１水素・水出口と第１合流部に連なり、該清浄水駆動手段及び該第１ろ過手段が該清浄水タンクの出口と該第１合流部の間を連接し、該水素水混合手段が該第１合流部の下流に連なり、それら第１弁体が各々該清浄水タンクの出口及び該水素水混合手段の出口に連なる。
【０００６】
上記水素発生装置において、第２水素酸素出力部と、第１水素水分離手段と、第２水素水分離手段とを更に含み、該第２水素酸素出力部が、第２絶縁ボックスと、第２プロトン交換膜とを備え、該第２プロトン交換膜が該第２絶縁ボックス内を第２水素ガス収容室及び第２酸素ガス収容室に仕切り、該第２酸素ガス収容室が水を充満するために用いられ、該第２絶縁ボックスが、第２水素・水出口と、第２酸素・水出口と第２水入口とを有し、該第２水素・水出口が該第２水素ガス収容室に連通し、該第２酸素・水出口及び該第２水入口が該第２酸素ガス収容室に連通し、該第２酸素・水出口の位置高さが、該第２水入口の位置高さを上回り、該第２酸素・水出口が該メインタンクの酸素・水入口に連なり、該第２水入口が該メインタンクの出口に連なり、該水駆動手段が該メインタンクの出口と該第２水入口との間を連接し、該第１水素水分離手段は第１水素ガス出口を備え、該第１水素ガス出口が該第１水素水分離手段の頂部に位置し、該第２水素水分離手段が第２水素ガス出口を備え、該第２水素ガス出口が該第２水素水分離手段の頂部に位置し、該第１水素水分離手段の入口が該第１水素・水出口に連なり、該第２水素水分離手段の入口が該第２水素・水出口に連なり、該第１水素水分離手段の出口及び該第２水素水分離手段の出口が該メインタンクの出口に連なる。
【０００７】
上記水素発生装置において、第２ろ過手段と、熱交換手段とを更に含み、該第２ろ過手段は該メインタンクの出口と該第１水入口及び該第２水入口との間を連接し、該熱交換手段が該メインタンクの出口と該第１水入口及び該第２水入口との間、及び該メインタンクの酸素・水入口と該第１酸素・水出口及び該第２酸素・水出口との間を連接し；或いは、第２ろ過手段と熱交換手段と、２個の第２弁体とを更に含み、該第２ろ過手段は該メインタンクの出口と該第１水入口及び該第２水入口との間を連接し、該熱交換手段が該メインタンクの出口と該第１水入口及び該第２水入口との間、及び該メインタンクの酸素・水入口と該第１酸素・水出口及び該第２酸素・水出口との間を連接し、それら第２弁体が各々該第１水素水分離手段の出口及び該第２水素水分離手段の出口に連なる。
【０００８】
したがって、本考案の水素発生装置は、純度が比較的高い水素を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本考案の好ましい具体実施例に係る水素発生装置の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本考案の好ましい具体実施例に係る水素発生装置の他の一例を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案の目的、特徴、及び効果を十分理解してもらうため、下記の具体的実施例を通じて、添付図面に基づき、本考案について詳細に説明する。
【００１１】
図１を参照すると、本考案の水素発生装置は、第１水素酸素出力部１と、メインタンク３と、水駆動手段４とを含む。
該第１水素酸素出力部１は、水電解質電池とすることができ、且つ第１絶縁ボックス１１と第１プロトン交換膜１２を備え、該第１プロトン交換膜１２は、該第１絶縁ボックス１１内を第１水素ガス収容室１３及び第１酸素ガス収容室１４に仕切り；第１プロトン交換膜１２は、水を該第１水素ガス収容室１３において水素を発生させ、水を該第１酸素ガス収容室１４において酸素を発生させ、該第１酸素ガス収容室１４は、水（例えば、純水）を充満するために用いられ、該第１絶縁ボックス１１は、第１水素・水出口１５と、第１酸素・水出口１６と、第１水入口１７とを備え、該第１水素・水出口１５は、該第１水素ガス収容室１３に連通し、該第１酸素・水出口１６及び該第１水入口１７は、該第１酸素ガス収容室１４に連通し、該第１酸素・水出口１６の位置高さは、該第１水入口１７の位置高さを上回り；該メインタンク３の頂部は、水注入口３１を備え、該メインタンク３内に第１液面レベルセンサー３２を備え、該第１酸素・水出口１６は、管路を介して該メインタンク３底部の酸素・水入口３４に連なり、該第１水入口１７は、管路を介して該メインタンク３底部の出口３３に連なり；該水駆動手段４はポンプとすることができ、且つ管路を介して該メインタンク３底部の出口３３と該第１水入口１７との間を連接する。
該水駆動手段４は、該メインタンク３の水を該第１水素酸素出力部１の第１水入口１７に押動でき、また該第１水素・水出口１５から水素と水を流し出し、並びに該第１酸素・水出口１６から酸素と水を流し出し、該メインタンク３に還流した酸素は、該水注入口３１を経由して大気に排出させることができる。
【００１２】
上述したとおり、本考案の水素発生装置は、該第１絶縁ボックス１１及び該第１プロトン交換膜１２を通じて、該第１水素・水出口１５から、純度が比較的高い水素を流出させることができる。
【００１３】
図１を参照すると、上記水素発生装置は、清浄水タンク５と、清浄水駆動手段６と、第１ろ過手段７と、少なくとも１つの水素水混合手段８とを更に含むことができる。
清浄水タンク５は、飲料水又は清浄水を収容でき、該清浄水タンク５の頂部に清浄水注入口５１を備え、該清浄水タンク５内に第２液面レベルセンサー５２を備え、該清浄水タンク５が、管路を介して該第１水素・水出口１５と第１合流部６０１に連なり、該清浄水駆動手段６はポンプとすることができ、該第１ろ過手段７は活性炭フィルタとすることができ、該清浄水駆動手段６及び該第１ろ過手段７は、管路を介して該清浄水タンク５の出口５３と該第１合流部６０１との間を連接し、該水素水混合手段８が管路を介して該第１合流部６０１の下流に連なる。
該清浄水タンク５内の清浄水は、該第１ろ過手段７を経由してろ過でき、並びに該清浄水駆動手段６を経由して該第１合流部６０１に押動し、該第１水素・水出口１５から流出した水素及び水と合流させることができる。その後、更に該水素水混合手段８を経由して水素を水に混合させる比率を高め、最後に利用者が、該水素水混合手段８の水素水出口７０において水素含有量が高い水素水を得ることができる。該水素水は、例えば、沐浴、足浴又は水治療法等に使用できる。
【００１４】
再度図１を参照すると、上記水素発生装置は、２個の第１弁体９１を更に含むことができる。これら第１弁体９１は、各々電磁弁とすることができ、且つ各々管路を介して該清浄水タンク５の出口５３及び該水素水混合手段８の出口に連なることで、清浄水の流動の有無及び水素水の流動の有無を各々制御する。
【００１５】
図２を参照すると、上記水素発生装置は、第２水素酸素出力部２と、第１水素水分離手段１０と、第２水素水分離手段２０とを更に含むことができる。
該第２水素酸素出力部２は、水電解質電池とすることができ、且つ第２絶縁ボックス２１と第２プロトン交換膜２２とを備え、該第２プロトン交換膜２２は、該第２絶縁ボックス２１内を第２水素ガス収容室２３及び第２酸素ガス収容室２４に仕切り；該第２プロトン交換膜２２は、水を該第２水素ガス収容室２３において水素を発生させ、水を該第２酸素ガス収容室２４において酸素を発生させ、該第２酸素ガス収容室２４は、水（例えば、純水）を充満するために用いられ、該第２絶縁ボックス２１は、第２水素・水出口２５と、第２酸素・水出口２６と、第２水入口２７とを備え、該第２水素・水出口２５は、該第２水素ガス収容室２３に連通し、該第２酸素・水出口２６及び該第２水入口２７は、該第２酸素ガス収容室２４に連通し、該第２酸素・水出口２６の位置高さは該第２水入口２７の位置高さを上回り、該第２酸素・水出口２６は、管路を介して該第１酸素・水出口１６と第３合流部６０３に合流してから該メインタンク３底部の酸素・水入口３４に連なり、該第２水入口２７は、管路を介して該第１水入口１７と第２合流部６０２に合流してから該メインタンク３底部の出口３３に連なり、該水駆動手段４は、管路を介して該メインタンク３底部の出口３３と該第１水入口１７及び該第２水入口２７との間を連接し、該第１水素水分離手段１０は瓶体とすることができ、且つ第１水素ガス出口１０１と第３液面レベルセンサー１０４とを備え、該第１水素ガス出口１０１は該第１水素水分離手段１０の頂部に位置し、該第２水素水分離手段２０が瓶体とすることができ、且つ第２水素ガス出口２０１と第４液面レベルセンサー２０４とを備え、該第２水素ガス出口２０１は、該第２水素水分離手段２０の頂部に位置し、該第１水素水分離手段１０の入口１０２は、管路を介して該第１水素・水出口１５に連なり、該第２水素水分離手段２０の入口２０２は、管路を介して該第２水素・水出口２５に連なり、該第１水素水分離手段１０の出口１０３及び該第２水素水分離手段２０の出口２０３は、管路を介して該メインタンク３底部の出口３３と第４合流部６０４に合流する。
該水駆動手段４が該第２水素酸素出力部２に対し水を押動する方式は、該第１水素酸素出力部１と同一であるため、ここではその説明を省略する。水が下に向かって流動し、水素が上に向かって流動するため、該第１水素水分離手段１０及び該第２水素水分離手段２０内の水素と水中の水素が水中から分離して、各々該第１水素ガス出口１０１及び該第２水素ガス出口２０１から利用者の使用のため、外部に流出させることができる。
【００１６】
図２を参照すると、上記水素発生装置は、第２ろ過手段３０と、熱交換手段４０とを更に含むことができる。
該第２ろ過手段３０は、イオン交換樹脂とすることができ、該熱交換手段４０が熱交換器（例えば、チューブ式）とすることができ、該第２ろ過手段３０は、管路を介して該メインタンク３底部の出口３３と該第１水入口１７及び該第２水入口２７の間を連接し、該熱交換手段４０は、管路を通じて該メインタンク３底部の出口３３と該第１水入口１７及び該第２水入口２７との間を連接し、及び管路を通じて該メインタンク３底部の酸素・水入口３４と該第１酸素・水出口１６及び該第２酸素・水出口２６との間を連接する。
これを通じて、該メインタンク３内の水は、該第２ろ過手段３０を経由してろ過でき、該熱交換手段４０は、該第１酸素・水出口１６及び該第２酸素・水出口２６から流出した酸素と該メインタンク３の出口３３までに熱伝導して流出された水を反応させることにより、該第１水素酸素出力部１及び該第２水素酸素出力部２の水素発生効率を向上できる。
【００１７】
再度図２を参照すると、上記水素発生装置は、２個の第２弁体９２を更に含むことができる。これら第２弁体９２は、各々電磁弁とすることができ、且つ各々管路を介して該第１水素水分離手段１０の出口１０３及び該第２水素水分離手段２０の出口２０３に連なることにより、水素を分離した後の水の流動の有無を制御する。このほかに、メンテナンス時に水を排出するため、該メインタンク３底部の出口３３と該第２合流部６０２との間は、管路を介して開閉タイプ排水口５０に連なることができる。
【００１８】
考案の詳細な説明において説明した好ましい実施例は、あくまでも本考案の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではないことは当業者にとって明白である。当該実施例との等価構造変化及び置換は、いずれも本考案の範疇内にカバーする。よって、本考案の保護範囲は、実用新案登録請求の範囲で特定するものに準じる。
【符号の説明】
【００１９】
１      第１水素酸素出力部
２      第２水素酸素出力部
３      メインタンク
４      水駆動手段
５      清浄水タンク
６      清浄水駆動手段
７      第１ろ過手段
８      水素水混合手段
１０      第１水素水分離手段
１１      第１絶縁ボックス
１２      第１プロトン交換膜
１３      第１水素ガス収容室
１４      第１酸素ガス収容室
１５      第１水素・水出口
１６      第１酸素・水出口
１７      第１水入口
２０      第２水素水分離手段
２１      第２絶縁ボックス
２２      第２プロトン交換膜
２３      第２水素ガス収容室
２４      第２酸素ガス収容室
２５      第２水素・水出口
２６      第２酸素・水出口
２７      第２水入口
３０      第２ろ過手段
３１      水注入口
３２      第１液面レベルセンサー
３３      出口
３４      酸素・水入口
４０      熱交換手段
５０      開閉タイプ排水口
５１      清浄水注入口
５２      第２液面レベルセンサー
５３      出口
７０      水素水出口
９１      第１弁体
９２      第２弁体
１０１      第１水素ガス出口
１０２      入口
１０３      出口
１０４      第３液面レベルセンサー
２０１      第２水素ガス出口
２０２      入口
２０３      出口
２０４      第４液面レベルセンサー
６０１      第１合流部
６０２      第２合流部
６０３      第３合流部
６０４      第４合流部
【図１】
0003209430.tif 000003
【図２】
0003209430.tif 000004