(57)【要約】【課題】処理作業を簡潔化して大量処理を効率化し、各種コストを削減した上で、水素ガスの溶解率の向上および安全性の確保。【解決手段】微細気泡化した水素ガスを液中に溶解する工程、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する工程、回収した水素ガスを微細気泡化して液中に溶解する工程を含む方法および装置。【選択図】  図１
2004290870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気泡化した水素ガスを液中に溶解する工程、
液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する工程、
回収した水素ガスを微細気泡化して液中に溶解する工程を含む還元電位調整方法。
【請求項２】
一方の水槽において、微細気泡化した水素ガスを液中に溶解する工程、
液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する工程、
他方の水槽において、前記回収した水素ガスを微細気泡化して液中に溶解する工程、
回収した一部の低濃度水素ガスおよび水素ガス以外の液中溶存ガスを排気する工程を含む還元電位調整方法。
【請求項３】
水槽内で水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる噴出部と、
液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する回収部と、
回収部で回収された水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる副噴出部とを含む還元電位調整装置。
【請求項４】
少なくとも主水槽と副水槽を含み、
主水槽には、水槽内で水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる噴出部と、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する回収部とを含み、
副水槽には、回収部で回収された水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる副噴出部と、回収した一部の低濃度水素ガスおよび水素ガス以外の液中溶存ガスを排気する排気部とを含む還元電位調整装置。
【請求項５】
請求項４に記載の還元電位調整装置であって、
主水槽と副水槽が連通されている還元電位調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、還元性水素水における還元電位調整方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の還元性水素水の還元電位を調整するのに用いられる水素ガス溶解法は、一次工程で液体を脱気処理し、二次工程において水素ガスの溶解処理を行う高度処理法がある。（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）
また、配管中の液体に水素ガスを微細気泡化して流入させて攪拌することによって、水素ガスの溶解処理を行う簡易処理法がある。（たとえば、特許文献３参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−７７０２１号公報（〔０００５〕９行〜２２行）
【特許文献２】
特許第２８９０３４２号公報（〔０００５〕２行〜１１行）
【特許文献３】
特開２０００−３５４６９６号公報（〔０００４〕１行〜４行、〔図１〕）
【０００４】
ところで、前記高度処理法における一次処理は、たとえば、真空脱気や減圧膜脱気等が有るが、いずれについても、その脱気装置およびその管理技術者、さらには相当の処理時間等を要している。
また、二次処理については、たとえば、ガス透過膜や簡易的なバブリングおよびインラインミキシング等が有るが、いずれについても、その溶解装置およびその管理技術者を要し、前記簡易的な溶解方法では未溶解水素ガスの処理についての解決手段を検討する必要が有る。
以上のように、従来の高度処理法においては、一次処理と二次処理の処理分割による処理作業の煩雑化の解消、処理作業に必要な装置、管理技術者、さらには相当の処理時間および未溶解水素ガス処理により高くなる生産コストの削減が課題となっている。
【０００５】
従来の高度処理法における課題を解決する手段として、前記例示した簡易処理法であれば、脱気処理することなく溶解処理を行うため、処理作業の煩雑化は解消され、生産コストの削減も実現するものと思われる。
しかしながら、水素ガス自体が難溶解性であるので、短時間に大量の水素ガスを溶解させることは難しく、一部の水素ガスが気泡の状態で流出してしまう可能性が有る。
しかも、脱気処理をしていない関係で、水素ガスの溶解が進むにつれて液中の溶存ガスが気泡として出現し、この溶存ガスの気泡と流出した水素ガスが混合されて危険性を有するガスが発生する可能性が有る。
つまり、従来の簡易処理法においては、処理作業が簡略化されて効率的な処理が可能となり、かつ各種コストの削減を達成できるものの、水素ガスの溶解率の向上および安全性の確保という課題が残る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、処理作業を簡潔化して大量処理を効率化し、各種コストを削減した上で、水素ガスの溶解率の向上および安全性の確保を課題とし、この課題を解決する還元電位調整方法およびその装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明は下記の技術的手段を採用した。
その技術的手段は、微細気泡化した水素ガスを液中に溶解する工程、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する工程、回収した水素ガスを微細気泡化して液中に溶解する工程を含む還元電位調整方法である。（請求項１）
【０００８】
さらには、一方の水槽において、微細気泡化した水素ガスを液中に溶解する工程、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する工程、他方の水槽において、前記回収した水素ガスを微細気泡化して液中に溶解する工程、回収した一部の低濃度水素ガスおよび水素ガス以外の液中溶存ガスを排気する工程を含む還元電位調整方法である。（請求項２）
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１の方法は、図１および図２に示すように、水槽１内で水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる噴出部２と、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する回収部３と、回収部３で回収された水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる副噴出部４とを含む還元電位調整装置Ａによって実現できる。（請求項３）
【００１０】
また、請求項２の方法は、図３および図４に示すように、少なくとも主水槽１Ａと副水槽１Ｂを含み、主水槽１Ａには、水槽内で水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる噴出部２と、液中で分離した未溶解の水素ガスを回収する回収部３とを含み、副水槽１Ｂには、回収部３で回収された水素ガスを微細気泡化して液中に噴出させる副噴出部４と、回収した一部の低濃度水素ガスおよび水素ガス以外の液中溶存ガスを排気する排気部６とを含む還元電位調整装置Ａによって実現できる。（請求項４）
【００１１】
請求項１の還元電位調整方法および請求項３の還元電位調整装置によれば、噴出部２から液中に噴出される微細気泡化した水素ガスが未脱気の液中に溶解される。
一部未溶解の水素ガスは液外へ放出されるが、この水素ガスは回収部３で回収され、回収された水素ガスが副噴出部４から液中に微細気泡化状に噴出して溶解される。
【００１２】
つまり、前記処理動作を１サイクルとしてこれを連続して行うことによって、液外へ放出される未溶解の水素ガスを水槽内で残留させることなく、その都度回収・噴出して溶解させるので、水素ガスの溶解率の向上が実現する。
さらに、液体を脱気処理することなく前記した溶解処理を行うので、処理作業が簡素化されて大量の溶解処理を効率的に行うことができる。
また、液中の溶存ガスが出現しても、当該溶存ガスは液外へ放出される未溶解の水素ガスとともに回収・噴出して液中に溶解されるので、溶存ガスと水素ガスが混合することによる危険性を有するガスの発生を抑制することができる。
したがって、処理作業を簡潔化して大量処理を効率化し、各種コストを削減した上で、水素ガスの溶解率の向上および安全性の確保を実現した還元電位調整方法およびその装置を提供することができる。
【００１３】
また、請求項２の還元電位調整方法および請求項４の還元電位調整装置によれば、噴出部２から噴出される微細気泡化した水素ガスが主水槽１Ａ内の未脱気の液中に溶解される。
一部未溶解の水素ガスは液外へ放出されるが、この水素ガスは回収部３で回収され、回収された水素ガスが副噴出部４から副水槽１Ｂ内の未脱気の液中に微細気泡化状に噴出して溶解される。
副水槽１Ｂに噴出される水素ガスは、主水槽１Ａの液中で溶解せずに分離したものであって、濃度的には主水槽１Ａに噴出される水素ガスよりも低濃度であるので、副水槽１Ｂ内で放出される未溶解の水素ガスは最も低濃度となる。
そして、前記最も低濃度の水素ガスおよび放出される液中の溶存ガスは水槽外へ排気される。
【００１４】
つまり、前記処理動作を１サイクルとしてこれを連続して行うことによって、液外へ放出される未溶解の水素ガスを水槽内で残留させることなく、その都度回収・噴出・溶解・排気させるので、水素ガスの溶解率の向上が実現するとともに、溶存ガスと水素ガスが混合することによる危険性を有するガスの発生を抑制することができる。
さらに、液体を脱気処理することなく前記した溶解処理を行うので、処理作業が簡素化されて大量の溶解処理を効率的に行うことができる。
したがって、本発明によっても、処理作業を簡潔化して大量処理を効率化し、各種コストを削減した上で、水素ガスの溶解率の向上および安全性の確保を実現した還元電位調整方法およびその装置を提供することができる。
【００１５】
請求項４に記載の還元電位調整装置である場合、好ましくは、主水槽１Ａと副水槽１Ｂを連通（請求項５）し、比較的溶解水素濃度が高い主水槽１Ａ内の液体と溶存水素濃度が低い副水槽１Ｂ内の液体とを混合する構成である。
請求項５の発明によれば、双方の水槽内における液体の溶解水素濃度を自動的に同濃度にして排水することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図１は第１実施例、図２は第２実施例、図３は第３実施例、図４は第４実施例を示している。
第１実施例および第２実施例の還元電位調整装置Ａは、請求項１の還元電位調整方法を実施するための請求項３に対応する装置である。
第３実施例および第４実施例の還元電位調整装置Ａは、請求項２の還元電位調整方法を実施するための請求項４に対応する装置である。
【００１７】
第１実施例の還元電位調整装置Ａは、請求項１の発明を実施するごく基本的な形態のものであり、水槽１と、噴出部２と、回収部３と、副噴出部４と、排水部５と、水素ガスのタンクＴと、水位センサーＳとから構成してある。
水槽１は密閉状とすることが可能なものであり、密閉することによって液外から放出される未溶解の水素ガスおよび液体溶存ガスの水槽外への漏出を防止している。
排水部５は、水槽１内の液体を排出するためのものであり、バルブ５１によって開閉する。
水位センサーＳは水槽内の液体の水位を感知し、未溶解水素ガスが放出される空間を容易に確保するものである。
【００１８】
噴出部２は、水槽１内の噴出ノズル２１と、噴出ノズル２１と水槽１内を配管する循環パイプ２２と、循環パイプ２２の道中に装備されたポンプＰと、ポンプＰの下流と前記タンクとを配管する導入パイプ２３とから構成してある。
【００１９】
回収部３は、水槽１内と副噴出部４とを配管する回収パイプ３１である。
副噴出部４は、水槽１内の噴出ノズル４１と、噴出ノズル４１と水槽１内を配管する循環パイプ４２と、循環パイプ４２の道中に装備されたポンプＰから構成してある。
前記回収パイプ３１は、前記ポンプＰの下流側に配管してある。
【００２０】
第２実施例の還元電位調整装置Ａは、基本的には第１実施例と同様の構成であるので、重複する部位についての説明は同符号を付すことによって省略する。
本実施例の還元電位調整装置Ａの水位センサーＳは、ボールタップ構造のものであり、一定水位となるまで液体が水槽１内に放水され、一定水位となった時点で液体の放水を停止させるようにしたものである。
また、本実施例の排水部５には、フィルター５２が備えられており、このフィルター５２によって極めて細かい水素ガスの微細気泡をろ過することによって、排水部５からの水素ガスの流出を防止している。
このフィルター５２に関しては、当該装置の作動において、水素ガスの溶解を行いながら排水・液体供給を連続して行う作動に好適なものであり、液中に水素ガスの微細気泡が残留している状態で排水したときに、フィルター５２が微細気泡をろ過することで水素ガスの流出を防止する。
【００２１】
第３実施例の還元電位調整装置Ａは、主水槽１Ａと副水槽１Ｂとを備えたものである。
なお、本実施例についても前記実施例と重複する部位の説明は同符号を付すことにより省略する。
主水槽１Ａには前記実施例と同様の噴出部２を配設し、副水槽１Ｂには前記実施例と同様の副噴出部４を配設してある。
回収部３は主水槽１Ａと副噴出部４とに亘って配管してある。
副水槽１Ｂには、放出された低濃度の未溶解水素ガスおよび液中の溶存ガスを排気する排気部６を備えている。
主水槽１Ａと副水槽１Ｂとは連結管１Ｃによって連通してある。
【００２２】
第４実施例の還元電位調整装置Ａは、基本的には第３実施例と同様の構成であるので、重複する部位についての説明は同符号を付すことによって省略する。
本実施例の還元電位調整装置Ａには、当該装置の動作を制御して、無人の自動運転を行うための制御部７を備えてある。
制御部７は、溶存水素センサー７１、電磁弁７２、排気ガス濃度センサー７３、排気ファン７４、拡散ファン７５、ポンプＰを接続し、これらの動作を集中制御するようにしている。
【００２３】
制御部７の制御を例示すると、あらかじめ、主水槽１Ａ内の液中の溶存水素濃度の上限を設定しておき、溶存水素センサー７１が設定された溶存水素濃度を感知すると、制御部７が電磁弁７２を閉じて水素ガスの供給を停止するとともに、ポンプＰの作動を停止させる制御が可能である。
また、あらかじめ、排気部内の排気ガス濃度の上限を設定しておき、排気ガス濃度センサー７３が設定された排気ガス濃度を感知すると、排気ファン７４を作動させて外気を排気部６に送風して排気ガスと混合させてその濃度を下げた状態で強制排気する制御が可能である。
さらに、前記排気ファン７４の作動と同時に拡散ファン７５を作動させて、排気ガスを拡散排気する制御が可能である。
【００２４】
なお、なお、本発明は、例示した実施例における構造に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各項に記載の範囲において、他の構造にすることも任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る還元電位調整装置の第１実施例を示す模式図。
【図２】同、第２実施例を示す模式図。
【図３】同、第３実施例を示す模式図。
【図４】同、第４実施例を示す模式図。
【符号の説明】
Ａ：還元電位調整装置
１：水槽
１Ａ：主水槽
１Ｂ：副水槽
１Ｃ：連結管
２：噴出部
３：回収部
４：副噴出部
６：排気部
【図１】
2004290870.tif 000003
【図２】
2004290870.tif 000004
【図３】
2004290870.tif 000005
【図４】
2004290870.tif 000006