(57)【要約】本発明は、濾過部から生じた廃水をさらに濾過して廃水の排水量を最小化し、複数の水素水発生器を直列で連結して水素濃度を高め、生成した水素水を冷却器を通じて直接冷却して直ちに利用者に供給できるようにする水素水自動販売機を提供することに第１目的がある。これにより、本発明は、水素水自動販売機をコンパクトに製造することができ、廃水の排水量を減らして原水の使用量が低減し、維持補修に有利であり、水素水自動販売機の利用者の要請に従って所望の数量の高濃度水素水を十分に提供することができる。また、本発明は、自動販売機から利用者に提供する水素水の流量を調節できるようにし、利用者が自動販売機の前であまり待機せず、すぐ高濃度の水素水を提供できるようにする第２目的がある。また、本発明は、多くの人が会員加入をする体育館や健康センターのような施設物に設置して、この施設物の加入者が容易に貨幣や会員カードを利用して容易に水素水を買って飲むことができるようにすることに第３目的がある。最後に、本発明は、会員カードで水素水自動販売機を利用させる場合、管理番号と有効期間だけで自動販売機を利用することができ、利用者の個人情報流出を最小化しながらも、容易に利用者が水素水を買って飲むことができるようにすることに第４目的がある。【選択図】図１
2016522953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を圧送するための加圧ポンプ１０と；
前記加圧ポンプ１０に連結され、原水を濾過して水素水発生器３０に供給し、濾過した後、残った廃水をさらに濾過して循環させる濾過部２０と；
前記濾過部２０と直列形態で連結される少なくとも２〜３個の水素水発生器３０と；
前記水素水発生器３０の出口側に連結され、水素水を冷却する冷却器４０と；
冷却した水素水を殺菌するためのＵＶランプ５０と；
殺菌した水素水をあらかじめ定められた流量分だけ排出するための流量調節弁６０と；
前記濾過部２０で濾過して残った廃水及び水素水発生器３０から発生した廃水を外部に排出するためにチェック弁７１を備える排水ライン７０と；を含む水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項２】
前記濾過部２０は、加圧ポンプ１０と水素水発生器３０との間にセグメントアンドカーボンフィルター２１と逆浸透膜フィルター２２を順に連結して構成し、
前記逆浸透膜フィルター２２から出た廃水は、他の逆浸透膜フィルター２３を通じて濾過し、水素水発生器３０に供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項３】
前記逆浸透膜フィルター２２は、他の逆浸透膜フィルター２３より浄水容量（ＧＰＤ：Ｇａｌｌｏｎ  Ｐｅｒ  Ｄａｙ）が大きいことを特徴とする請求項２に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項４】
前記流量調節弁６０は、あらかじめ定められた時間または流量によって水素水を提供するように調節することができることを特徴とする請求項１に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項５】
前記加圧ポンプ１０の入口側には、チェック弁１１と減圧弁１２がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項６】
前記水素水発生器３０は、
両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが形成され、各反応室２１０ａ、２１０ｂには、それぞれ入出水用ポート２１１が設けられ、いずれか１つ反応室２１０ｂには、第２電極２４０が設けられた反応室ブロック２００と；
各反応室２１０ａ、２１０ｂと対向する面に第３電極３１０、３１０’が設けられ、各反応室２１０ａ、２１０ｂが区画されるように反応室ブロック２００の両側を仕上げる一対の仕上げブロック３００と；
第２電極２４０といずれか１つの第３電極３１０’との間に位置するように反応室ブロック２００と仕上げブロック３００との間に装着されるイオン交換膜２２０と；を含む水素水電解槽モジュールＭであり、
前記第２電極２４０と第３電極３１０は、同一極性で印加され、前記第３電極３１０’は、異なる極性で印加されることを特徴とする請求項１に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項７】
前記水素水発生器３０は、両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが形成され、各反応室２１０ａ、２１０ｂには、それぞれ入出水用ポート２１１が設けられ、いずれか１つの反応室２１０ｂには、第２電極２４０が設けられる反応室ブロック２００と；各反応室２１０ａ、２１０ｂと対向する面に第３電極３１０が設けられ、各反応室２１０ａ、２１０ｂが区画されるように反応室ブロック２００の両側を仕上げる一対の仕上げブロック３００と；を含む水素水電解槽モジュールＭであり、
前記反応室ブロック２００といずれか１つの仕上げブロック３００との間には、両側面にそれぞれ第１電極１２０を有する区分ブロック１００と反応室ブロック２００よりなる少なくとも１つの拡張セットがさらに装着され、
前記第１電極１２０と第２電極２４０との間には、それぞれイオン交換膜２２０を設け、
前記第１電極１２０、第２電極２４０、及び第３電極３１０には、それぞれイオン交換膜２２０を基準として両側に配置された電極には、互いに異なる極性が印加され、イオン交換膜２２０なしに対向するように配置された電極には、同一極性が印加されることを特徴とする請求項１に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項８】
前記水素水自動販売機ＡＶＭに搭載され、利用者が水素水を供給され得るように決済させるための決済器をさらに構成し、
前記決済器は、貨幣を水素水自動販売機に投入したかを監視する第１機能Ｓ１０と；あらかじめ定められた時間の間に投入した金額Ａとあらかじめ設定して水素水自動販売機に入力した設定金額Ｂとを比較する第２機能Ｓ２０と；もし投入金額Ａが設定金額Ｂより多いかまたは同一であれば、前記水素水自動販売機を作動し、あらかじめ定められた水素水を提供する第３機能Ｓ３０と；もし投入金額Ａが設定金額Ｂより少なければ、水素水の購買可否を確認する第４機能Ｓ４０と；もし第４機能Ｓ４０で水素水の購買を希望すれば、金額をさらに投入するように前記第１機能Ｓ１０を実行させ、水素水の購買を希望しなければ、投入した金額を返還する第５機能Ｓ５０と；前記第３機能Ｓ３０を行った後、投入金額Ａから設定金額Ｂを引いた残余金額Ａ’と設定金額Ｂとを比較し、残余金額Ａ’が設定金額Ｂより少なければ、第４機能Ｓ４０を行う第６機能Ｓ６０と；もし第６機能Ｓ６０から残余金額Ａ’が設定金額Ｂより多いかまたは同一であれば、水素水の購買可否を確認し、購買するものと判断すれば、第３機能Ｓ３０を行い、それとも、残りの金額を返還する第７機能Ｓ７０と；を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項９】
会員情報が入力されたカードから水素水自動販売機と近距離通信を通じて会員情報を読み込む第１機能Ｓ１００と；
もし会員情報で正当な会員管理番号を水素水自動販売機にあらかじめ貯蔵した会員管理番号と比較し、正当な加入会員でないものと判断すれば、警告文句を出力する第２機能Ｓ２００と；
もし正当な会員なら、水素水自動販売機内の今日の日付を読み出して、会員情報で読み取った有効期間を比較し、有効期間が経過したら、警告文句を出力する第３機能Ｓ３００と；
もし有効期間以内にあるものと判断すれば、水素水自動販売機ＡＶＭを作動し、水素水を出水させる第４機能Ｓ４００と；をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【請求項１０】
前記会員情報は、施設物を利用するために加入する加入者を管理するための会員管理番号・加入者が施設物を利用することができる有効期間を含み、
この会員情報は、会員情報が入力されたカードを通じて変更することができることを特徴とする請求項９に記載の水素水自動販売機ＡＶＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素水自動販売機に関し、より詳細には、原水を濾過して捨てられた廃水を再濾過して排水量を最小化し、少なくとも２個の水素水発生器を直列で連結して水素濃度を高め、生成した水素水を冷却器を通じて直接水素水自動販売機から供給できるようにして、水素水を貯蔵せず、水素水の生成と共に直ちに利用者に提供し得るものである。また、本発明は、フィットネスセンター（健康センター）や体育館のように会員登録をした利用者が小銭や紙幣のような貨幣・会員カードを用いて容易に水素水自動販売機で水素水を買って飲むことができ、水素水自動販売機の管理者は、利用金額や１回に出水する水素水の量を容易に調節し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、浄水器は、外部から水道水のような原水が供給されて、これを濾過器などで濾過させた後、飲むことができるように構成する。最近になって、需要者の要求に応じて多様な機能を有する機能水を提供する浄水器も登場している。
【０００３】
特許文献１には、機能水を提供する浄水器が開示されている。この浄水器は、流入された水を濾過する濾過部と、濾過部で濾過された水が貯蔵されるように濾過部に連結される第１タンクと、第１タンクに連結される第２タンクとを含む貯蔵部と、前記第２タンクに連結され、第２タンクの水を循環殺菌するための殺菌部とを含み、循環と殺菌を行うことができるものである。
【０００４】
なお、このような機能水は、浄水器以外にも、自動販売機の形態で製作する場合がある。特許文献２には、水素水を自動販売し得る自動販売機が開示されている。
【０００５】
このような特許文献２は、自動販売機の開閉ドアを開いたとき、その内部構成要素が開閉ドアの内側と自動販売機の内部に分散・配置されるようにして、自動販売機を容易に組立てることができると共に、整備と点検そして内部の容易な掃除を行うことができる水素水自動販売機を提供する。また、特許文献２は、水素水を生成するために供給される水を分岐して供給できるようにして、生成された水素水の保管のための冷却タンクを使用することなく、水素水の生成に必要な水だけを選択的に供給できるようにして、酸化還元電位がマイナス値を示す変位ない溶存水素濃度が高い水素水を十分な数量で提供し得る水素水自動販売機を提供する。
【０００６】
しかし、このような従来の自動販売機は、次のような問題がある。
【０００７】
（１）濾過装置や水素水発生器を通過しながら残った廃水を貯蔵するための貯蔵容器が必要である。このように貯蔵容器を構成しなければならないため、水素自動販売機の全体サイズが大きくなる。
【０００８】
（２）濾過装置や水素水発生器を通過しながら発生した廃水を貯蔵容器を通じてそのまま自動販売機の外部に排出しなければならないため、原水の消費量が多くなって、維持補修に大きい費用が要求される。
【０００９】
（３）水素水の濃度は、時間が経つにつれて、徐々に低くなるが、水素水を供給できる容量に限界があり、自動販売機を利用する利用者の水素水量の要請に対して即刻に対応することができない場合が発生する。
【００１０】
（４）水素水の水素濃度を高めるためには、水素水発生器の発生容量が大きくならなければならない。そのため、水素水自動販売機のサイズが大きくならなければならないだけではなく、製造費用が多くかかるようになった。
【００１１】
（５）水素水自動販売機を健康センター（フィットネスセンター）や体育館のように会員加入をした加入者に限って容易に水素水を飲むことができるように水素水自動販売機を改良する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１１−００６０９９８号公報
【特許文献２】韓国特許第１０−２０１１−００２４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような点を考慮して発明したものであり、濾過部で生じた廃水をさらに濾過して廃水の排水量を最小化し、複数の水素水発生器を直列で連結して水素濃度を高め、生成した水素水を冷却器を通じて直接冷却し、直ちに利用者に供給できる水素水自動販売機を提供することに第１目的がある。これにより、本発明は、水素水自動販売機をコンパクトに製造することができ、廃水の排水量を減らすことによって原水の使用量が提言し、維持補修に有利であるだけではなく、水素水自動販売機を利用する利用者の要請に従って所望の数量の高濃度水素水を十分な量で提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、自動販売機を通じて利用者に提供する水素水の流量を調節できるようにして、利用者が自動販売機の前で長時間待たないようにしながら、直ちに高濃度の水素水を提供し得る水素水自動販売機を提供することに第２目的がある。
【００１５】
また、本発明は、多くの人が会員加入をする体育館や健康センターのような施設物に設置し、この施設物の加入者が容易に貨幣や会員カードを利用して容易に水素水を買って飲むことができる水素水自動販売機を提供することに第３目的がある。
【００１６】
最後に、本発明は、会員カードで水素水自動販売機を利用する場合、管理番号と有効期間だけで自動販売機を利用できるようにして、利用者の個人情報流出を最小化しながらも、容易に利用者が水素水を買って飲むことができる水素水自動販売機を提供することに第４目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するための本発明の実施形態１による水素水自動販売機は、原水を圧送するための加圧ポンプ１０と；前記加圧ポンプ１０に連結され、原水を濾過して水素水発生器３０に供給し、濾過した後に残った廃水をさらに濾過して循環させる濾過部２０と；前記濾過部２０に直列形態で連結される少なくとも２〜３個の水素水発生器３０と；前記水素水発生器３０の出口側に連結され、水素水を冷却する冷却器４０と；冷却した水素水を殺菌するためのＵＶランプ５０と；殺菌した水素水をあらかじめ定められた流量分だけ排出するための流量調節弁６０と；及び前記濾過部２０で濾過して残った廃水及び水素水発生器３０で発生した廃水を外部に排出するためにチェック弁７１を備えた排水ライン７０と；を含む。
【００１８】
特に、前記濾過部２０は加圧ポンプ１０と水素水発生器３０との間にセグメントアンドカーボンフィルター２１と逆浸透膜フィルター２２を順に連結して構成し、前記逆浸透膜フィルター２２から出た廃水は、他の逆浸透膜フィルター２３を通じて濾過し、水素水発生器３０に供給するように構成したことを特徴とする。また、前記逆浸透膜フィルター２２は、他の逆浸透膜フィルター２３より浄水容量（ＧＰＤ：Ｇａｌｌｏｎ  Ｐｅｒ  Ｄａｙ）が大きいことを特徴とする。
【００１９】
また、前記流量調節弁６０は、あらかじめ定められた時間または流量によって水素水を提供できるように調節し得ることを特徴とする。
【００２０】
また、前記加圧ポンプ１０の入口側には、チェック弁１１と減圧弁１２がさらに設けられることを特徴とする。
【００２１】
本発明の実施形態２による水素水発生器３０は、両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが形成され、各反応室２１０ａ、２１０ｂには、それぞれ入出水用ポート２１１が設けられ、いずれか１つの反応室２１０ｂには、第２電極２４０が設けられる反応室ブロック２００と；各反応室２１０ａ、２１０ｂと対向する面に第３電極３１０、３１０’が設けられ、各反応室２１０ａ、２１０ｂが区画されるように反応室ブロック２００の両側を仕上げる一対の仕上げブロック３００と；第２電極２４０といずれか１つの第３電極３１０’との間に位置するように反応室ブロック２００と仕上げブロック３００との間に装着されるイオン交換膜２２０と；を含む水素水電解槽モジュールＭであり、前記第２電極２４０と第３電極３１０は、同一極性で印加され、前記第３電極３１０’は、異なる極性で印加されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の実施形態３による水素水発生器３０は、両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが形成され、各反応室２１０ａ、２１０ｂには、それぞれ入出水用ポート２１１が設けられ、いずれか１つの反応室２１０ｂには、第２電極２４０が設けられる反応室ブロック２００と；各反応室２１０ａ、２１０ｂと対向する面に第３電極３１０が設けられ、各反応室２１０ａ、２１０ｂが区画されるように反応室ブロック２００の両側を仕上げる一対の仕上げブロック３００と；を含む水素水電解槽モジュールＭであり；前記反応室ブロック２００といずれか１つの仕上げブロック３００の間には、両側面にそれぞれ第１電極１２０を有する区分ブロック１００と反応室ブロック２００よりなる少なくとも１つの拡張セットがさらに装着され；前記第１電極１２０と第２電極２４０との間には、それぞれイオン交換膜２２０が設けられ；前記第１電極１２０、第２電極２４０、及び第３電極３１０には、それぞれイオン交換膜２２０を基準として両側に配置された電極には、異なる極性が印加され、イオン交換膜２２０なしに対向するように配置された電極には、同一極性が印加されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の実施形態４による水素水自動販売機は、前述した実施形態２による水素水電解槽モジュールＭから拡張セットＥＳを削除した水素水電解槽モジュールＭ”を採択したことを特徴とする。
【００２４】
なお、本発明の実施形態５による水素水自動販売機は、前述した水素水自動販売機に搭載され、利用者が水素水を供給され得るように決済させるための決済器をさらに構成し；前記決済器は、貨幣を水素水自動販売機に投入したかを監視する第１機能Ｓ１０と；あらかじめ定められた時間の間に投入した金額Ａとあらかじめ設定して水素水自動販売機に入力した設定金額Ｂとを比較する第２機能Ｓ２０と；もし投入金額Ａが設定金額Ｂより多いかまたは同一であれば、前記水素水自動販売機を作動し、あらかじめ定められた水素水を提供する第３機能Ｓ３０と；もし投入金額Ａが設定金額Ｂより少なければ、水素水の購買可否を確認する第４機能Ｓ４０；もし第４機能Ｓ４０で水素水の購買を希望すれば、金額をさらに投入するように前記第１機能Ｓ１０を実行させ、水素水の購買を希望しなければ、投入した金額を返還する第５機能Ｓ５０と；前記第３機能Ｓ３０を行った後、投入金額Ａから設定金額Ｂを引いた残余金額Ａ’と設定金額Ｂとを比較し、残余金額Ａ’が設定金額Ｂより少なければ、第４機能Ｓ４０を行う第６機能Ｓ６０と；もし第６機能Ｓ６０で残余金額Ａ’が設定金額Ｂより多いかまたは同一であれば、水素水の購買可否を確認し、購買するものと判断すれば、第３機能Ｓ３０を行い、それとも、残りの金額を返還する第７機能Ｓ７０と；を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明の実施形態６による水素水自動販売機は、会員情報が入力されたカードから水素水自動販売機と近距離通信を通じて会員情報を読み込む第１機能Ｓ１００と；もし会員情報で正当な会員管理番号を水素水自動販売機にあらかじめ貯蔵した会員管理番号と比較し、正当な加入会員でないものと判断すれば、警告文句を出力する第２機能Ｓ２００と；もし正当な会員なら、水素水自動販売機内の今日の日付を読み込み会員情報で読み取った有効期間を比較し、有効期間が経過したら、警告文句を出力する第３機能Ｓ３００と；もし有効期間以内にあるものと判断すれば、水素水自動販売機ＡＶＭを作動し、水素水を出水させる第４機能Ｓ４００と；をさらに含むことを特徴とする。
【００２６】
この際、前記会員情報は、施設物を利用するために加入する加入者を管理するための会員管理番号と、加入者が施設物を利用できる有効期間を含み、この会員情報は、会員情報が入力されたカードを通じて変更し得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の水素水自動販売機によれば、次のような効果がある。
【００２８】
（１）濾過部で濾過して生じた廃水をさらに濾過して水素水発生器に供給することによって、濾過部で発生する廃水の排気量を減らすことができる。
【００２９】
（２）このように廃水をさらに濾過して使用する量分だけ、原水の使用量を減らして、自動販売機の維持管理費用を低減することができ、また、自動販売機の周辺環境を快適に維持することができる。
【００３０】
（３）水素水発生器を２〜３台直列で連結し、生成した水素水を再度水素水化するので、少なくとも２回にわたって水素水化が可能で、高濃度の水素水を提供することができる。これにより、水素水で得られる効果を向上することができる。
【００３１】
（４）水素水発生器で作られた水素水を冷却器を通じて直ちに飲むことができるように吐出するので、水素水を貯蔵するための空間（容器）を必要としないため、自動販売機の全体サイズをコンパクトに製作することができる。
【００３２】
（５）これにより、本発明による自動販売機の利用者は、容器に貯蔵してから提供する水素水と比較して、さらに高い高濃度の水素水を供給され得る。
【００３３】
（６）本発明による自動販売機で吐出する水素水量を調節することができるため、所望する流量の調節が可能である。
【００３４】
（７）水素水の容量に合わせてブロック形態よりなる拡張セットだけを追加して組立てることによって、構造が簡単ながらも、要求される水素水の容量に合わせて容易に且つ迅速に組立てて使用することができるため、モジュールの容量によって容易に拡張して使用することができる。
【００３５】
（８）このように水素水電解槽モジュールを構成する構成要素をブロック形態で製作した後、これを組立てて使用するため、非熟練者でも容易に且つ迅速に組立てて、所望の水素水の容量分だけ組立てて使用することができる。
【００３６】
（９）水素水電解槽モジュールに印加される電源の極性を通じて酸化水を得るか、還元水を容易に得ることができる。
【００３７】
（１０）使用中に故障が発生しても、故障したブロックだけを交替して使用すればよいので、水素水発生器全体を交替しなければならない既存と比較して、維持補修の面において有利である。
【００３８】
（１１）水素水を直冷式で飲用者に提供するため、水素水を貯蔵容器に貯蔵しなくてもよく、貯蔵容器を掃除しなくてもよく、貯蔵容器で細菌が繁殖して水素水を汚染する恐れがない。また、貯蔵容器を無くすことができるため、自動販売機の全体サイズを低減することができると共に、便利に維持補修することができる。
【００３９】
（１２）高濃度の水素水を施設物の利用者に容易に提供することができる。
【００４０】
（１３）特に、貨幣だけではなく、利用者が加入した会員カードで会員可否と有効期間のみを確認する簡単な手続を通じて、利用者は、所望分だけ高濃度の水素水を飲むことができる。
【００４１】
（１４）また、会員カードに入力する情報を最小化（管理番号及び有効期間）し、カードを紛失しても、個人情報の流出を防止することができ、信用情報のように、敏感な情報流出に対する安全性を向上することができる。
【００４２】
（１５）水素水自動販売機を管理する管理者が容易に水素水の出水量を調節し、これに相当するように金額を設定して、水素水自動販売機に適用することができ、維持管理が便利である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態１による水素水自動販売機の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態２による水素水電解槽モジュールの全体構成を示すために分解した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２による水素水電解槽モジュールの全体構成を示すために分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態２による水素水電解槽モジュールの結合した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態２による図４の水素水電解槽モジュールに電源が印加される状態を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態２による図４の水素水電解槽モジュールに電源が印加される状態を示す概略図である。
【図７】本発明の実施形態３による水素水電解槽モジュールの結合した状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態４による水素水電解槽モジュールの結合した状態を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態５による決済器の機能を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態６による決済器の機能を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態をさらに詳しく説明する。これに先たって、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならないし、また、発明者は、自分の発明を最高の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づいて本発明の技術的思想に適した意味と概念で解釈されなければならない。
【００４５】
従って、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい１つの実施形態に過ぎないものであり、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点でこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００４６】
［実施形態１］
本発明の実施形態１による水素水自動販売機ＡＶＭは、図１のように、原水供給のための加圧ポンプ１０と、供給された原水をフィルタリングするための濾過部２０と、濾過水を水素水化するための水素水発生器３０、水素水を冷却するための冷却器４０と、冷却した水素水を殺菌するＵＶランプ５０と、殺菌した水素水を利用者に供給するための流量調節弁６０と、廃水を外部に排出するための排水ライン７０とを含む。
【００４７】
特に、前記濾過部２０は、濾過しながら生じた廃水を再度濾過して、水素水発生器３０に供給するため、濾過した後に生じた廃水を自動販売機の外部に排出する残余量を最小化することができ、また、このようにリサイクルする廃水量分だけ、水素水を作るために必要とされる原水量を減らすことができる。
【００４８】
また、前記水素水発生器３０は、２〜３台を直列で連結することによって、原水が順番どおり水素水発生器３０を経由する間に、水素水の濃度を高めて、高濃度の水素水を得ることができる。
【００４９】
また、前記冷却器４０を通過した水素水を直ちに本発明による自動販売機の利用者に供給することによって、水素水を貯蔵するための空間を必要とせず、高濃度状態の水素水を直接利用者に供給することができる。
【００５０】
以下、このような構成についてさらに具体的に説明する。
【００５１】
加圧ポンプ１０は、図１のように、本発明で水素水を得るために提供する原水を圧送するためのポンプである。このようなポンプは、生産しようとする水素水の容量を考慮してその容積を決定する。これは、この分野で通常の技術よりなることを利用するので、これに対する説明は省略する。ここで、原水は、水素水を製作するための原料となるものであり、水道水を利用してもよく、浄化水や市販のミネラルウォーターなどをそのまま利用してもよい。
【００５２】
また、本発明の好ましい実施形態で、前記加圧ポンプ１０を通じて後述する濾過部２０に供給する原水容量が調節できるように構成することができる。例えば、加圧ポンプ１０の入口側に減圧弁１２を設置し、圧送の圧力を調節し、原水の圧送圧力によって濾過部２０が破損されないように保護する。
【００５３】
また、前記加圧ポンプ１０の入口側には、チェック弁１１をさらに構成することによって、加圧ポンプ１０側に入る原水が本発明による自動販売機ＡＶＭの外部に逆流することを防止できるようにすることが好ましい。
【００５４】
濾過部２０は、図１のように、加圧ポンプ１０を通じて供給された原水を濾過する。このような濾過部２０は、原水の濾過程度によって多様な種類のフィルターを利用して様々な形態に組み合わせてフィルタリング構造を構成することができる。
【００５５】
例示的に、本発明の好ましい実施形態で、前記濾過部２０は、加圧ポンプ１０と水素水発生器３０との間にセグメントアンドカーボンフィルター２１と逆浸透膜フィルター２２を順に連結して構成する。特に、前記逆浸透膜フィルター２２で濾過過程中に発生した廃水をさらに濾過できるように、他の逆浸透膜フィルター２３をさらに構成する。
【００５６】
ここで、セグメントアンドカーボンフィルター２１は、前処理フィルターであり、さびや土、そしてほこりのような不純物を除去し、濾過効果を高めるために用いる通常のフィルターを使用する。
【００５７】
また、前記逆浸透膜フィルター２２は、冷・温水器用浄水器などで多く用いられる通常の技術で製作したものを使用することができる。この際、逆浸透膜フィルター２２は、他の逆浸透膜フィルター２３より浄水容量（ＧＰＤ：Ｇａｌｌｏｎ  Ｐｅｒ  Ｄａｙ）が大きいものを使用する。
【００５８】
また、前記逆浸透膜フィルター２３は、逆浸透膜フィルター２２で濾過過程中に生じた廃水を濾過し、さらに水素水発生器３０に供給する。この逆浸透膜フィルター２３は、低圧用フィルターであり、浄水容量が少ないため、他の逆浸透膜フィルター２２で濾過し切れなかった異物などを濾過して廃水として捨てられていたものを再び使用できるようにするものである。また、前記逆浸透膜フィルター２３で濾過過程中に生じた廃水は、排水ライン７０を通じて本発明による自動販売機の外部に排出する。
【００５９】
ここで、前記逆浸透膜フィルター２２、２３の浄水容量は、水素水発生器３０で作ることができる水素水の量を考慮して決定し、前述した浄水容量は、例示的である。また、初めて濾過作用をする逆浸透膜フィルター２２が廃水を濾過する逆浸透膜フィルター２３より浄水容量が大きいものであれば、どんなものでも利用することができる。
【００６０】
これにより、逆浸透膜フィルター２２で濾過した後に捨てられていた廃水をさらに濾過して使用することによって、原水の消費量を減らすことができる。また、この廃水は、先立って行った濾過過程で既にさびや土、砂のように比較的大きい異物が濾過された状態であり、このような浄化作用をするセグメントアンドカーボンフィルター２１をさらに通過する必要がないため、濾過時間をも低減することができる。
【００６１】
水素水発生器３０は、図１のように、濾過部２０の出口側に装着する。図１では、２個の水素水発生器３０が直列で連結された例を示す。このように水素水発生器３０を直列で連結する理由は、水素水の濃度を高めるためのものである。また、水素水発生器３０を３個以上直列で連結する場合、供給された濾過水の量に限界があり、水素水の濃度を高めることに限界があるため、２個や３個を直列で連結して使用することが好ましい。
【００６２】
このような水素水発生器３０は、通常、水素水を得るために製作した通常の技術よりなるものを利用する。
【００６３】
なお、本発明の好ましい実施形態で、水素水発生器３０を直列で連結した個数によって水素イオン濃度ＰＨと溶存水素濃度ＤＨ、及び酸化還元電位ＯＲＰを得た結果は、次の通りである。ここで、原水と流速、及び使用した測定器は、それぞれ次の通りである。
原水条件：水（伝導度３０μｓ／Ｃｍ以下、ｐＨ６．８、ＯＲＰ＋２４０ｍＶ、２５℃）
流速：０．７Ｌ／ｍｉｎ
測定器：トーア社計測器（ＤＨ：ＴＯＡ  ＤＨ−３５Ａ）
【００６４】
【表１】
2016522953.tif 000003
【００６５】
その測定結果は、表１のように、水素イオン濃度ＰＨと酸化還元電位ＯＲＰは、ほぼ同一同様であるが、溶存水素濃度ＤＨは、本発明によって２個を直列で連結して使用した場合が約１．７倍程度濃度が高くなることが分かった。
【００６６】
冷却器４０は、図１のように、水素水発生器３０の出口側に連結され、水素水を供給されて冷却する。この際、冷却器４０は、利用者が要求する十分な水素水の量を提供できる容量を利用した方がよい。また、このような冷却器４０は、急速冷却し得るものを利用して、自動販売機の利用者から水素水の要請があれば、迅速に水素水発生器３０から供給された水素水を直ちに冷却して提供できるようにすることが好ましい。
【００６７】
これにより、水素水を貯蔵容器などに貯蔵することによって生ずる問題点を解決することができる。例えば、貯蔵容器を使用する場合、水素水が長時間蓄積されていれば、水素水イオンの濃度が低くなり、貯蔵容器内に水垢などがついて周期的に掃除しなければならないし、貯蔵された水の場合、細菌に汚染される確率が高い。また、貯蔵容器を自動販売機内に設けなければならないため、そのサイズが大きくなると共に、周期的に維持補修をしなければならない。しかし、本発明の場合、このように水素水を貯蔵しないため、貯蔵容器を具備することによって発生するこのような問題点を解決することができる。
【００６８】
ＵＶランプ５０は、図１のように、冷却器４０の出口側に装着する。また、ＵＶランプ５０は、冷却した水素水を殺菌する。このようなＵＶランプ５０は、通常の技術で製作したものを利用する。
【００６９】
流量調節弁６０は、図１のように、殺菌した水素水を本発明の自動販売機ＡＶＭの外に吐出するとき、その流量を調節するための通常の技術で製作したものを利用する。
【００７０】
特に、本発明による流量調節弁６０は、定められた流量や時間の間に流量を供給するようになり、この際、流量調節弁６０を通じて流量と時間などが調節できるようにすることが好ましい。これは、自動販売機ＡＶＭで流出する流量が一定しないように流出することができ、このような場合、自動で流量調節が可能にするためのものである。
【００７１】
もちろん、この流量調節弁６０は、手動で流量と開閉時間を調節することもできる。
【００７２】
排水ライン７０は、図１のように、濾過部２０と水素水発生器３０で発生した廃水を本発明による自動販売機ＡＶＭの外部に排出できるようにさせるラインである。この際、排水ライン７０は、濾過部２０の最終段階である逆浸透膜フィルター２３と、水素水発生器３０から発生する廃水を排出できるように構成する。
【００７３】
本発明の好ましい実施形態で、前記排水ライン７０には、チェック弁７１をさらに構成し、逆流が防止できるようにすることが好ましい。
【００７４】
このように構成された本発明による水素水自動販売機ＡＶＭは、濾過部２０で濾過作用が行われ、特に、この濾過するときに生じた廃水を再度濾過して、水素水発生器３０に供給する。これにより、原水を濾過しなくてもよいため、濾過時間を減らすことができ、濾過過程後に自動販売機の外部への排出量を減らすことができる。また、水素水を作るために必要な原水量を減らすことができる。
【００７５】
また、本発明による水素水自動販売機ＡＶＭは、２〜３台の水素水発生器３０を直列で連結し、水素水を再度水素水化して高濃度の水素水を得ることができる。
【００７６】
また、本発明による水素水自動販売機ＡＶＭは、水素水を貯蔵する貯蔵容器なしで直ちに冷却器を通じて冷却した高濃度の水素水を自動販売機の利用者に供給することによって、自動販売機をコンパクトに製作することができる。
【００７７】
最後に、本発明による水素水自動販売機ＡＶＭは、流量調節弁を通じて自動販売機の利用者や管理者が所望分だけ容易に流量を調節して使用することができる。
［実施形態２］
本発明の実施形態２による水素水自動販売機は、実施形態１と同一の構成であるが、水素水発生器の代わりに水素を生成するために、水素水電解槽モジュールＭ形態で構成した点において差異がある。これにより、ここでは、水素水電解槽モジュールＭのみについて説明する。
【００７８】
水素水電解槽モジュールＭは、図２〜図６のように、両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが構成され、外部から給水と排水が行われ、いずれか１つの反応室２１０ｂには、第２電極２４０が設けられる反応室ブロック２００と、該反応室ブロック２００と積層されるように設置される拡張セットＥＳと、それぞれ第３電極３１０が設けられ、前記反応室２１０ａと拡張セットＥＳを仕上げるための一対の仕上げブロック３００とを含み構成される。
【００７９】
区分ブロック１００は、後述する反応室ブロック２００を区切って反応室を形成させるための非伝導性ブロック体である。
【００８０】
特に、このような区分ブロック１００は、反応室ブロック２００と対向する両側面にそれぞれ第１電極１２０が設けられる。この際、第１電極１２０は、図５のように、「＋」が印加されるか、図６のように、「−」が印加される。
【００８１】
また、前記区分ブロック１００には、図２及び図３のように、外周面に装着部１１０が突出形成され、この装着部１１０には、区分ブロック１００の幅方向に装着孔１１１が貫通するように形成される。
【００８２】
反応室ブロック２００は、両側面にそれぞれ反応室２１０ａ、２１０ｂが開放された形態で形成され、各反応室２１０ａ、２１０ｂには、外部から原水を供給されて反応後にさらに外部に排出できるように入出水用ポート２１１が設けられる。図２及び図３で、入出水用ポート２１１は、反応室ブロック２００の両端部にそれぞれ形成されたものと図示されているが、図２及び図３で、反応室ブロック２００の上面及び下面に形成するか、いずれか一面にのみ形成してもよい。
【００８３】
また、前記反応室ブロック２００には、図２及び図４のように、外周面に装着部１１０と対応する位置に装着部２３０が設けられる。また、この装着部２３０は、装着孔１１１と対応する位置にそれぞれ装着孔２３１が形成される。このように構成された反応室ブロック２００は、前記区分ブロック１００と対向するように設置され、この際、前記装着孔１１１、２３１が互いに重畳されるように積層して装着されるようになる。
【００８４】
また、前記反応室ブロック２００には、いずれか１つの反応室２１０ｂに第２電極２４０が設けられる。
【００８５】
拡張セットＥＳは、両面にそれぞれ第１電極１２０が設けられる区分ブロック１００と、該区分ブロック１００の外側に積層される反応室ブロック２００’とを含み構成される。このような拡張セットは、複数個を積層して処理容量を調節することができる。ここで、前記反応室ブロック２００’は、前述した反応室ブロック２００’の構成と同一であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００８６】
仕上げブロック３００は、区分ブロック１００に積層された各反応室ブロック２００の開放された反応室２１０ａ、２１０ｂを仕上げるためのブロックである。
【００８７】
このような仕上げブロック３００には、周縁に前述した装着部１１０と同一の位置にそれぞれ装着孔３２１が貫通するように形成された複数の装着部３２０が形成される。
【００８８】
また、前記仕上げブロック３００には、前記反応室ブロック２００に印加された第２電極２４０と同じ極性を有する第３電極３１０が設けられる。特に、第３電極３１０は、図４のように、第２電極２４０と一緒に外部から電源供給を受けられるようにすることが好ましい。
【００８９】
イオン交換膜２２０は、第１電極１２０と第２電極２４０との間にそれぞれ設置される。このようなイオン交換膜２２０は、各電極に印加された電源によって電気分解された陰イオンと陽イオンを分離させる。
【００９０】
このようなイオン交換膜２２０は、区分ブロック１００と反応室ブロック２００、２００’との間に密着されるように設置してもよく、図面のように、いずれか１つの反応室２１０ｂに設置してもよい。
【００９１】
このように構成された本発明の実施形態２による電解槽モジュールＭは、各構成要素を積層し、各装着孔１１１を通じて固定ボルトＢで固定させることによって、電解槽モジュールが完成される。
【００９２】
本発明の実施形態２による電解槽モジュールＭの各電極に印加される極性は、イオン交換膜２２０を対向する電極は、互いに異なる極性を印加し、イオン交換膜２２０なしに対向する電極は、同一極性を印加する。すなわち、図５のように、第１電極１２０に「＋」を印加して第２電極２４０及び第３電極３１０に「−」を印加するか、反対に、図６のように、第１電極１２０に「−」を印加し、第２電極２４０及び第３電極３１０に「＋」を印加することによって、酸性水または還元水を得ることができる。この際、陰極側では、還元水を得ることができ、陽極側では、酸化水を得ることができる。このような電源の極性印加は、電解槽モジュールＭから得ようとする水素水の種類によって選択して使用する。
【００９３】
［実施形態３］
本発明の実施形態３による水素水自動販売機は、実施形態２のように、水素水発生器の代わりに、水素を生成するために水素水電解槽モジュール形態で構成し、拡張セットをさらに追加したものである。これにより、ここでは、水素水電解槽モジュールＭ’の構成要素のうち実施形態２と同一の部分に対する説明は省略し、図７を参照して拡張セットＥＳ’のみについて説明する。
【００９４】
すなわち、実施形態３では、実施形態２で説明した拡張セットＥＳと仕上げブロック３００との間に他の拡張セットＥＳ’をさらに追加したものである。ここで、追加される拡張セットＥＳ’は、前述した拡張セットＥＳと同一の構成であり、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００９５】
これにより、実施形態３の場合、実施形態２と比べて反応室の個数が増加するようになって、結果的に、増加した各反応室の個数分だけ、さらに多い水素水を得ることができる。
【００９６】
また、本発明の好ましい実施形態で、前記拡張セットＥＳ’は、１つだけさらに追加したものと説明しているが、これと同一の方法で複数の拡張セットＥＳ’をさらに追加構成することができることは、当業者なら容易に分かる。
【００９７】
従って、本発明の実施形態２及び実施形態３の場合のように、ブロック形態で形成された区分ブロックと、反応室ブロックよりなる拡張セットを利用して、電気分解される分解能力に合わせて任意に容易に且つ迅速に組立てて使用できるようにして、必要な容量に合わせて組立てて使用することができる。
【００９８】
［実施形態４］
本発明の実施形態４による水素水自動販売機は、図８のように、実施形態２による水素水電解槽モジュールＭから拡張セットＥＳを削除した水素水電解槽モジュールＭ”を採択したものである。
【００９９】
この場合、第２電極２４０といずれか１つの第３電極３１０は、同一極性を付与し、イオン交換膜２２０を挟んで配置される第２電極２４０と対向する他の第３電極３１０’は、異なる極性を有するように電源を印加する。
【０１００】
［実施形態５］
本発明の実施形態５による水素水自動販売機ＡＶＭには、水素水を購買し得る決済器を含む。決済器は、図９のように、前述した水素水自動販売機ＡＶＭに装着し、利用者が便利に貨幣を投入し、あらかじめ設定した水素水を買って飲むことができるものである。この決済方法は、次のように７個の機能を通じて行われ、機能別に区分して説明すれば、次の通りである。
【０１０１】
第１機能Ｓ１０は、図９のように、貨幣が前述した水素水自動販売機ＡＶＭに投入されたかを判断する機能である。
【０１０２】
ここで、自動販売機ＡＶＭは、建物の内部や外部などいずれの所にも設置して使用することができるが、ここでは、フィットネスセンター（健康センター）や体育館のように会員登録をした利用者が使用する施設内に設置したことを例示して説明する。
【０１０３】
また、この際の貨幣としては、小銭や紙幣を例示することができるが、これに限定するものではなく、施設物内で使用できるように発行したコインなどを例示することができる。
【０１０４】
第２機能Ｓ２０は、図９のように、投入金額Ａと設定金額Ｂを比較する機能である。ここで、投入金額Ａは、利用者が自動販売機に投入した実際金額を意味し、設定金額Ｂは、自動販売機で販売する水素水の容量によってあらかじめ定められた販売金額を意味する。
また、前記設定金額Ｂは、自動販売機を管理する管理者が物価変動や施設費、コストなどを考慮して任意に調整して、自動販売機に入力することができる。
【０１０５】
第３機能Ｓ３０は、図９のように、水素水を提供する機能である。この際、水素水は、投入金額Ａが設定金額Ｂより多いかまたは同一である場合、自動販売機を稼動して水素水を利用者に提供する。
【０１０６】
これをさらに詳細に説明すると、５００ｍｌの水素水の設定金額Ｂを１，０００ウォンに設定したと仮定すれば、投入金額Ａが１，０００ウォンまたはそれ以上なら、自動販売機を稼動し、本発明による自動販売機を利用する利用者が５００ｍｌの水素水を飲むことができるように提供した後、第６機能Ｓ６０を行い、もし投入金額Ａが８００ウォンなら、第４機能Ｓ４０を行う。
【０１０７】
第４機能Ｓ４０は、図９のように、水素水の購買可否を確認する機能である。すなわち、第３機能Ｓ３０で投入した投入金額Ａが設定金額Ｂである１，０００ウォンより少なくて、水素水を購買することができないので、利用者が水素水を購買するかを確認し、第５機能Ｓ５０を行う。
【０１０８】
第５機能Ｓ５０は、図９のように、利用者が水素水を購買するとすれば、不足な投入金額をさらに自動販売機に提供できるように第１機能Ｓ１０を行い、利用者が水素水を購買しない場合、自動販売機に投入した投入金額Ａを利用者に返還する。
【０１０９】
第６機能Ｓ６０は、図９のように、残余金額Ａ’と投入金額Ａを比較する機能である。ここで、残余金額Ａ’は、投入金額Ａから設定金額Ｂを引いた金額を意味する。
例えば、投入金額Ａが１，３００の場合、第３機能Ｓ３０を行い、水素水を購買すれば、残余金額Ａ’は、「１，３００−１，０００＝３００ウォン」になる。この際、３００ウォンの残余金額Ａ’では、水素水を購買することができないので、不足な金額をさらに追加に投入し、水素水を購買するかを確認する前述した第４機能Ｓ４０を行う。
【０１１０】
なお、投入金額Ａが２，５００の場合、第３機能Ｓ３０を行い、水素水を購買すれば、残余金額Ａ’は、「２，５００−１，０００＝１，５００ウォン」になる。この際、１，５００ウォンの残余金額Ａ’では水素水を購買することができるので、水素水の購買のための第７機能Ｓ７０を行う。
【０１１１】
第７機能Ｓ７０は、図９のように、残余金額Ａ’が設定金額Ｂより多いかまたは同じ場合、水素水をさらに購買するかを確認する。
この際、水素水をさらに購買すれば、前述した第３機能Ｓ３０を行い、さらに購買しなければ、前述した第５機能Ｓ５０を行う。
【０１１２】
以上のように、本発明は、フィットネスセンター（健康センター）や体育館のように会員登録をした利用者が小銭や紙幣のような貨幣を通じて容易に水素水自動販売機で水素水を買って飲むことができ、水素水自動販売機の管理者は、利用金額や１回に出水する水素水の量を容易に調節することができる。
【０１１３】
［実施形態６］
本発明の実施形態６による水素水自動販売機は、図１０のように、他の実施形態で会員カードを利用して４個の機能を通じて水素水が購買できるようにするものである。このような決済方法は、前述した実施形態５と共に使用できるように自動販売機に構築するため、ここでは、さらに追加するカードを利用する方法のみについて説明する。
【０１１４】
第１機能Ｓ１００は、図１０のように、自動販売機で会員カードから会員情報を読み込む機能である。この際、会員情報を読み込む構成は、会員カードを自動販売機のあらかじめ定められた位置に接触するか、あらかじめ定められた間隔による非接触方式の近距離通信、例えばＲＦ−ＩＤ近距離通信などを利用する。
【０１１５】
また、会員カードには、あらかじめ自動販売機を利用できる情報を貯蔵する。この際利用できる情報としては、まず、この会員カードが正当な利用者が使用するカードであるかを確認するための会員管理番号や、会員の加入期間が有効であるかを判断し得る有効期間を例示することができる。
【０１１６】
また、このような会員情報は、会員カードを通じて会員資格がないか、新たに加入した会員、加入期間の変更や延長、そして資格停止などによって有効期間や会員管理番号を容易に変更して使用できるようにすることが好ましい。
【０１１７】
第２機能Ｓ２００は、図１０のように、会員カードを使用する利用者が正当な利用者であるかを判断する機能である。これは、第１機能Ｓ１００で読み取った会員情報のうち会員管理番号を通じて容易に確認する。
【０１１８】
このために、自動販売機には、常に施設物に登録した利用者の会員管理番号をあらかじめ貯蔵しておく。本発明の好ましい実施形態で、このような会員管理番号は、リアルタイムで自動販売機にアップデートできるように構成することによって、利用者は、施設物などに会員加入をすれば、直ちに自動販売機が使用できるようにすることが好ましい。
なお、第２機能Ｓ２００では、このように会員カードを通じて読み取った会員情報のうち会員管理番号を抽出し、抽出した会員管理番号と自動販売機にあらかじめ貯蔵しておいた会員管理番号を比較し、正当な会員であるかを判断する。
【０１１９】
また、第２機能Ｓ２００では、正当な会員ではなければ、警告文句、例えば「登録されていない会員です」または「間違ったカードで接続しました」のような警告文句を出力する。
【０１２０】
第３機能Ｓ３００は、図１０のように、正当な会員なら、有効期間を比較する機能である。この際、有効期間は、登録した会員の都合によってあらかじめ期間を定めておくようになるので、この有効期間と今日の日付を比較し、有効な期間であるかを判断する。ここで、今日の日付は、自動販売機から直ちに今日の日付を読み出す。
【０１２１】
これにより、第３機能Ｓ３００は、このような今日の日付が有効期間内であるかを比較し、有効期間が経過したら、「有効期間が経過したカードです。再登録してください」のような警告文句を出力する。
【０１２２】
第４機能Ｓ４００は、図１０のように、正当な会員であり且つ有効期間内なら、自動販売機を作動させて、利用者に水素水を提供する。
【０１２３】
以上のように、本発明は、最小限の会員情報を通じて高濃度の水素水を直接利用者に提供できると共に、会員カードを紛失しても、個人情報を保護できる効果を得ることができる。
【図４】
2016522953.tif 000004
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2016522953.tif 000015
2016522953.tif 000016
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