図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2015年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

装置を小型化しても高い発生効率水素を発生させることができるので、家庭用向けに好適なコンパクト水素水製造装置及びそれに用いられる電極を提供する。

解決手段

陽極陰極とを構成する2本の酸化チタン電極16,16と、2本の酸化チタン電極16,16に電圧印加する乾電池18と、2本の酸化チタン電極16,16に紫外線照射する紫外線導光路20Aを有する紫外線照射手段20と、2本の酸化チタン電極16,16の極性切替え制御する制御手段22と、を備え、水素水を製造するための水に酸化チタン電極16及び紫外線導光路20Aを水没させて使用する。

概要

背景

水素水は、水素高濃度溶存させた水であり、水素水を飲むことにより、人体の健康に害を及ぼすと言われている人体中活性酸素還元して除去するとして近年注目されている。また、水素水は健康飲料として利用される他にも工業用途等でも注目されている。

水素水を製造する方法としては、大きく分けて、高圧下で水素ガスを水に溶解させる方法(例えば特許文献1)と、電気分解装置電解槽に水を入れ、陽極陰極との間に電圧印加することにより、陰極側に水素を発生させる方法(例えば特許文献2)と、がある。

しかし、高圧下で水素ガスを水に溶解させる方法は、危険物である高圧な水素ガスボンベを使用しなくてはならず、一般家庭等において簡易に水素水を製造する方法としては不適当である。したがって、簡易に水素水を製造する方法としては、水の電気分解によって製造することが好ましい。

概要

装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができるので、家庭用向けに好適なコンパクト水素水製造装置及びそれに用いられる電極を提供する。陽極と陰極とを構成する2本の酸化チタン電極16,16と、2本の酸化チタン電極16,16に電圧を印加する乾電池18と、2本の酸化チタン電極16,16に紫外線照射する紫外線導光路20Aを有する紫外線照射手段20と、2本の酸化チタン電極16,16の極性切替え制御する制御手段22と、を備え、水素水を製造するための水に酸化チタン電極16及び紫外線導光路20Aを水没させて使用する。

目的

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができ、家庭用向けに好適であるコンパクトな水素水製造装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

水素水を製造する水素水製造装置において、陽極陰極とを構成する複数本酸化チタン電極と、前記複数本の酸化チタン電極に電圧印加する直流電源と、前記複数本の酸化チタン電極に紫外線照射する紫外線導光路を有する紫外線照射手段と、前記複数本の酸化チタン電極の極性切替え制御する制御手段と、を備え、水素水を製造するための水に前記酸化チタン電極及び前記紫外線導光路を水没させて使用する水素水製造装置。

請求項2

前記直流電源は、乾電池バッテリー等の内部電源である請求項1に記載の水素水製造装置。

請求項3

前記酸化チタン電極の表面はポーラス状に形成される請求項1又は2に記載の水素水製造装置。

請求項4

前記水素水製造装置は、2本の平行な酸化チタン電極が、U字形状の紫外線導光路を挟んで対向配置される請求項1〜3のいずれか1に記載の水素水製造装置。

請求項5

前記水素水製造装置は、3本の平行な酸化チタン電極が、断面視において正三角形頂点位置に配置され、紫外線導光路が断面視において前記正三角形の外心位置及び前記正三角形の3辺の垂直2等分線上にそれぞれ配置されるとともに、それぞれの紫外線導光路は一本に連通されている請求項1〜3のいずれか1に記載の水素水製造装置。

請求項6

前記水素水製造装置は、前記直流電源、前記紫外線照射手段の発光源、前記制御手段を収納する本体ケーシングと、前記複数本の酸化チタン電極及び前記紫外線導光路を収納するキャップと、により万年筆形状に形成される請求項2〜5の何れか1項に記載の水素水製造装置。

請求項7

前記本体ケーシングには、前記ボトル口キャップネジ螺合してボトル口を封止する蓋部材が設けられている請求項6に記載の水素水製造装置。

請求項8

前記本体ケーシングには、コップ部材上端嵌入するクリップ部材が設けられている請求項6又は7に記載の水素水製造装置。

請求項9

請求項1〜9のいずれか1項に記載の水素水製造装置に用いられる酸化チタン電極。

請求項10

Ti(チタン)、TiO2(酸化チタン)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Cr(クロム)、Pt(白金)、Co(コバルト)、Rh(ロジウム)の粉末を用いて粉末冶金により形成し、焼結後のTiO2の比率が全体の3〜5質量%である請求項9に記載の酸化チタン電極。

技術分野

0001

本発明は水素水製造装置及びそれに用いられる電極係り、特に、水素高濃度溶存した水素水簡易に製造するための水素水製造装置及びそれに用いられる電極に関する。

背景技術

0002

水素水は、水素を高濃度に溶存させた水であり、水素水を飲むことにより、人体の健康に害を及ぼすと言われている人体中活性酸素還元して除去するとして近年注目されている。また、水素水は健康飲料として利用される他にも工業用途等でも注目されている。

0003

水素水を製造する方法としては、大きく分けて、高圧下で水素ガスを水に溶解させる方法(例えば特許文献1)と、電気分解装置電解槽に水を入れ、陽極陰極との間に電圧印加することにより、陰極側に水素を発生させる方法(例えば特許文献2)と、がある。

0004

しかし、高圧下で水素ガスを水に溶解させる方法は、危険物である高圧な水素ガスボンベを使用しなくてはならず、一般家庭等において簡易に水素水を製造する方法としては不適当である。したがって、簡易に水素水を製造する方法としては、水の電気分解によって製造することが好ましい。

先行技術

0005

特許第3606466号公報
特開2002−254078号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、販売されている市販の水素水の水素濃度としては、0.2〜1.2ppm程度であり、電気分解効率の大きな装置を必要とするため装置が大型化し、一般家庭用向けに小型化することが難しい。また、昨今の消費者ニーズイミングやニーズ場所の多様化から、スポーツ後、旅行先、仕事場等において、水素水を飲みたいときにその場で簡易に製造できるようなコンパクト携帯可能な水素水製造装置が要望されている。

0007

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができ、家庭用向けに好適であるコンパクトな水素水製造装置を提供することを目的とする。
更に本発明は、装置を小型化して、直流電源として内部電源を使用した構成を採用することにより、好きな時に好きな場所で簡易に水素水を製造できる携帯可能な水素水製造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

0008

前記目的を達成するために、本発明に係る水素水製造装置は、水素水を製造する水素水製造装置において、陽極と陰極とを構成する複数本酸化チタン電極と、前記複数本の酸化チタン電極に電圧を印加する直流電源と、前記複数本の酸化チタン電極に紫外線照射する紫外線導光路を有する紫外線照射手段と、前記複数本の酸化チタン電極の極性切替え制御する制御手段と、を備え、水素水を製造するための水に前記酸化チタン電極及び前記紫外線導光路を水没させて使用する。

0009

本発明の水素水製造装置によれば、水中に複数本(例えば2本)の酸化チタン電極を水没させた状態で直流電源から電圧を印加すると、水の電気分解により、陽極の酸化チタン電極からは酸素が発生し、陰極の酸化チタン電極からは水素が発生する。

0010

更に、紫外線導光路から酸化チタン電極に紫外線を照射することにより、水の光分解により酸素と水素が発生する。

0011

また、酸化チタン電極に紫外線を照射することにより、電極表面の親水性が大きくなるので、発生した水素や酸素が電極から離れ易くなる。

0012

また、酸化チタン電極に紫外線を照射すると電極表面の親水性の増加と、有機物分解効果により電極の自浄作用が生じるので、電極の汚れを防止することができる。

0013

また、酸化チタン電極の極性を切り替えることにより、水中のミネラル成分が電極に付着して電解性能の低下させることを防止できる。

0014

これらの特徴により、本発明に係る水素水製造装置は、電気分解のみの場合に比べて水素発生効率を高くすることができる。したがって、装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができるので、家庭用向けに好適なコンパクトな水素水製造装置を提供することができる。

0015

本発明の水素水製造装置は、上述のように小型化が可能となったことにより、直流電源として内部電源(電池バッテリー)を使用すれば、屋内だけでなく、携帯して屋外でも使用することができる。したがって、本発明の水素水製造装置は、好きな時に好きな場所で簡易に水素水を製造することができる。

0016

本発明の水素水製造装置は、前記酸化チタン電極の表面はポーラス状に形成されることが好ましい。これにより、電極の表面積が大きくなるので、電気分解や光分解による水素発生効率を一層向上できる。

0017

本発明の水素水製造装置は、2本の平行な酸化チタン電極が、U字形状の紫外線導光路を挟んで対向配置されることが好ましい。これにより、2本の酸化チタン電極に対して紫外線を均等に照射することができる。

0018

本発明の水素水製造装置は、3本の平行な酸化チタン電極が、断面視において正三角形頂点位置に配置され、紫外線導光路が断面視において前記正三角形の外心位置及び前記正三角形の3辺の垂直2等分線上にそれぞれ配置されるとともに、それぞれの紫外線導光路は一本に連通されていることが好ましい。これにより、3本の酸化チタン電極に対して紫外線を均等に照射することができる。

0019

本発明の水素水製造装置は、前記直流電源、前記紫外線照射手段の発光源、前記制御手段を収納する本体ケーシングと、前記複数本の酸化チタン電極及び前記紫外線導光路を収納するキャップと、により万年筆形状に形成されることが好ましい。
このように万年筆形状に形成すれば、携帯しても邪魔にならないばかりか、外見上、水素水製造装置とは分からないので、見栄えがよい。

0020

本発明の水素水製造装置は前記本体ケーシングには、前記ボトル口キャップネジ螺合してボトル口を封止する蓋部材が設けられていることが好ましい。

0021

これは水ボトルの水で水素水を製造する場合であり、酸化チタン電極と紫外線導光路をボトル水中に挿入した状態でボトル口に蓋部材を螺合することによって、本体ケーシングを水ボトルにしかりと固定することができる。

0022

本発明の水素水製造装置は、前記本体ケーシングには、コップ部材上端嵌入するクリップ部材が設けられていることが好ましい。

0023

これはコップ部材に水を入れて水素水を製造する場合であり、酸化チタン電極と紫外線導光路をコップ部材の水中に挿入した状態で、コップ部材の上端にクリップ部材を嵌入することによって、本体ケーシングをコップ部材にしっかりと固定することができる。
なお、本体ケーシングは、蓋部材とクリップとの両方を備えていることが一層好ましい。
また、本発明の酸化チタン電極は、上記水素水製造装置で使用される電極であることを特徴としている。
更に、本発明の酸化チタン電極は、Ti(チタン)、TiO2(酸化チタン)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Cr(クロム)、Pt(白金)、Co(コバルト)、Rh(ロジウム)の粉末を用いて粉末冶金により形成し、焼結後のTiO2の比率が全体の3〜5質量%であることを特徴としている。

発明の効果

0024

本発明の水素水製造装置によれば、装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができるので、家庭用向けに好適なコンパクトな水素水製造装置を提供することができる。また、装置の小型化が可能となったので、直流電源として内部電源を使用した構成を採用することにより、好きな時に好きな場所で簡易に水素水を製造できる携帯可能な水素水製造装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0025

本発明の実施の形態の水素水製造装置の分解斜視図
本体ケーシング及びキャップを取り付ける前まで水素水製造装置を組み立てた斜視図
本体ケーシング及びキャップを取り付けて水素水製造装置の組み立てを完成した後の外観図
2本の酸化チタン電極と紫外線導光路との好ましい配置関係を示す2−2線に沿った断面図
3本の酸化チタン電極と紫外線導光路との好ましい配置関係を示す断面図
水素水製造装置を飲料水の入ったボトルにセットした図
水素水製造装置を飲料水の入ったコップにセットした図

実施例

0026

以下添付図面に従って、本発明に係る水素水製造装置の好ましい実施の形態について詳述する。
図1は、本発明の実施の形態の水素水製造装置10の分解斜視図であり、図2は、本体ケーシング12及びキャップ14を取り付ける前まで組み立てた斜視図である。また、図3は、本体ケーシング12及びキャップ14を取り付けて組み立てを完成した後の外観図である。
なお、以下に説明する水素水製造装置10では、2本の酸化チタン電極16,16を備え、直流電源として乾電池18を用いた携帯可能な装置の例で説明する。

0027

図1図3に示すように、水素水製造装置10は、主として、陽極と陰極とを構成する2本の酸化チタン電極16,16と、2本の酸化チタン電極16,16に電圧を印加する乾電池18と、2本の酸化チタン電極16,16に紫外線を照射する紫外線導光路20Aを有する紫外線照射手段20と、2本の酸化チタン電極16,16の極性を切替え制御する制御手段22と、電源スイッチ24と、からなる各部材で構成される。これらの部材16〜24及び電気基板28を備えた乾電池ホルダー30はホルダー部材26に支持されており、本体ケーシング12及びキャップ14に外装されて万年筆形状の外観に形成される。

0028

酸化チタン電極16は、長尺な棒状に形成される。酸化チタン電極16は、例えば、Ti(チタン)、TiO2(酸化チタン)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Cr(クロム)、Pt(白金)、Co(コバルト)、Rh(ロジウム)の粉末を用いて粉末冶金により形成することもできるし、ステンレス棒で形成した電極芯材周りに、Ti(チタン)とTiO2(酸化チタン)とを粉末冶金により形成することもできる。粉末冶金で行った焼結後の各金属の質量比は、TiO2の比率が全体の3〜5質量%であることが好ましい。これにより、後述する各種TiO2に基づく効果が十分発揮される。また、Pt(白金)、Rh(ロジウム)等の白金族元素やCo(コバルト)を含むことにより、水の分解を促進させることができるので好ましい。

0029

また、TiとTiO2の比率を粉末冶金により形成された部分で見た場合、Ti濃度が5〜7質量%、TiO2濃度が3〜5質量%となるように含有させることが好ましい。このように酸化チタン電極16の表面をポーラス焼結金属層で形成することにより、電極表面積を大きくでき電気分解する水との接触面積を増大できる。また、電極表面に存在する酸化チタン量を多くできる。これにより、水の電気分解効率及び水の光分解効率を向上できる。
乾電池18は、特に限定されないが、カメラ用の12V電池を好適に使用することができる。

0030

紫外線照射手段20は、紫外線を発光する発光源20Bと紫外線導光路20Aとで構成され、発光源20BとしてはUV−LED(紫外線LED)を好適に使用することができる。紫外線導光路20AはU字形状の棒状体を好適に使用でき、紫外線が透過可能な樹脂製やガラス製の棒状体やチューブ等も使用することができる。紫外線導光路20Aの先端部(U字部分)には、紫外線導光路の捩れを防止する捩れ防止板20Dが設けられる。

0031

また、紫外線の発光を目視で確認できるように、例えばパイロットLEDとして可視光LEDを使用し、発光源20Bから紫外線が出射されたときに、同時に紫外線導光路20Aが可視光LED20Cにより照明されるようにすることが好ましい。発光源20Bから出射する紫外線の波長領域は10〜400nmの範囲なので、可視光LED20Cの発光色は使用者が紫外線の出射をイメージし易い400nm付近の青色の波長がより好ましい。
また、可視光LED20Cを多色発光可能なLEDとすることにより、例えば、通常の動作状態を青色、電池の残量が不足している状態をオレンジ色、過電流などにより酸化チタン電極への電流ストップ状態を赤色とすることなど、本装置の動作状態を可視光LED20Cの発光色により細かく表示できるので、さらにより好ましい。
図4は、2本の酸化チタン電極16,16とU字状の紫外線導光路20Aとの配置関係を示したものであり、図2の2−2線に沿った断面図である。図4に示すように、2本の平行な酸化チタン電極16,16が、U字形状の紫外線導光路20Aを挟んで対向配置されることが好ましい。これにより、紫外線導光路20Aから2本の酸化チタン電極16,16に紫外線を均等に照射することができる。

0032

なお、本実施の形態では、2本の酸化チタン電極16,16で説明しているが、酸化チタン電極16を3本にした場合には、紫外線導光路20Aとの関係を図5の断面図に示すように配置することが好ましい。即ち、図5に示すように、3本の平行な酸化チタン電極16,16…が正三角形の頂点位置に配置され、正三角形の外心位置及び3つの三角辺のそれぞれの垂直2等分線上の位置に紫外線導光路20Aがそれぞれ配置されるとともに、それぞれの紫外線導光路は一本に連通されていることが好ましい。

0033

もちろんこの配置は、正確にこの位置に配置されることが好ましいが、厳密にこの位置で無ければならないわけではなく、この位置近傍に配置されれば良い。この位置近傍に配置されることにより、3本の酸化チタン電極16,16…の表面の多くの面積に効率的に紫外線を照射することができる。この場合、紫外線導光路の断面の配置形状図5に示すように、中心の紫外線導光路の回りに120度の角度間隔で残りの3つの紫外線導光路が配置される。これにより、3本の酸化チタン電極16,16…に均等に紫外線を照射することができる。

0034

制御手段22は、主として、2本の酸化チタン電極16,16の極性を切り替える切替え制御、切り替えタイミングの制御、水素水製造装置10の連続稼働時間の制御、過電流時の電流ストップ制御等を行うものであり、ICチップを好適に使用できる。このように、2本の酸化チタン電極16,16の極性を切り替えることによって、水の電気分解時に水中のミネラル成分が電極に付着して電解性能が低下するのを防止できる。極性の切り替えタイミングとしては、水のミネラル成分濃度に応じて異なるが、一般的に2秒〜15秒の間隔で切り替えることが好ましい。また、連続稼働時間の制御としては、例えば水素水製造装置10を30秒稼働したら、水素水製造装置10の電源が切れるようにすることができる。

0035

電源スイッチ24は、電源をON−OFFするスイッチであり、例えば押しボタン式のものを好適に使用することができる。
ホルダー部材26は、例えば樹脂製の円柱棒を加工または射出成形インジェクションモールド)することにより形成することができる。ホルダー部材26の一端側(電源スイッチ24を支持する側)が円筒状に形成されるとともに他端側(酸化チタン電極16や紫外線導光路20Aを支持する側)が円柱状に形成される。また、ホルダー部材26の中央部が半円筒状に形成される。そして、ホルダー部材26の一端側の円筒状空間に電源スイッチ24が組み付けられる。また、ホルダー部材26の他端側の円柱状部分には、軸芯方向に4つの貫通孔穿設されており、4つの貫通孔のうち2つの貫通孔にそれぞれ棒状の酸化チタン電極16の基端部が挿入される。また、残りの2つの貫通孔には、U字状の紫外線導光路20Aの両端部が挿入される。ホルダー部材26の中央部に形成された半円筒状空間には、電気基板28を備えた乾電池ホルダー30が組み付けられ、乾電池ホルダー30に乾電池18が着脱自在にセットされる。

0036

電気基板28の裏面側(ホルダー部材26の他端側)には、2本の酸化チタン電極16,16の基端部にそれぞれ接触する2個の電気端子32、32が設けられる。更に、電気基板28の裏面側にはUV−LED20B及び可視光LED20Cが設けられ、紫外線導光路20Aの両端部にそれぞれ接続される。一方、電気基板28の表面側には、制御手段22(ICチップ)が設けられる。

0037

そして、水素水製造装置10が水の電気分解と光分解とを行うための電気配線が、電源スイッチ24、乾電池ホルダー30、電気基板28(電気端子32、UV−LED20B、可視光LED20C、制御手段22を搭載)との間に施される。この場合、酸化チタン電極16間に金属物が接触して短絡ショート)するなど、水素水製造装置10に過電流が流れた際には、可視光LED20Cが点滅し、過電流が更に大きくなったときには電源が切れるようにすることが好ましい。これにより、水素水製造装置10の電気故障を防止できる。

0038

また、ホルダー部材26の他端側には、ホルダー部材26の径よりも大径なリング状の大径部26Aが形成されており、ホルダー部材26の一端側から円筒状の本体ケーシング12が嵌装され、大径部26Aに当接する。更に、ホルダー部材26の一端側外面には雌ネジ刻設されており、この雌ネジにリング状の止め部材34の内周面に形成された雄ネジが螺合される。これにより、電源スイッチ24、乾電池ホルダー30、電気基板28を支持するホルダー部材26が本体ケーシング12に収納されるとともに、止め部材34によって本体ケーシング12がホルダー部材26から抜けないようにできる。

0039

また、ホルダー部材26の他端側からキャップ14が嵌装され、ホルダー部材26の大径部26Aに当接する。これにより、2本の酸化チタン電極16,16及び紫外線導光路20Aがキャップ14に収納され、図3に示したように、外観が万年筆形状に形成された水素水製造装置10が形成される。なお、ホルダー部材26を透光性素材で形成することにより、本装置動作中に可視光LED20Cから出射された光の一部がホルダー部材26内部で散乱することとなる。その一部は大径部26Aから外部に出射されるので、キャップ14を嵌めた後でも電源スイッチ24の切り忘れ等、動作状態の確認が行える。

0040

図6は、飲料水が入った市販の飲料水ボトル36を用いて、水素水製造装置10によって水素水を製造する図である。本発明の実施の形態の水素水製造装置10では、このように市販の飲料水ボトル36を用いる場合の利便性を図る為に、ボトル口36Aのキャップネジ36Bに螺合してボトル口36Aを封止する蓋部材38を更に備えていても良い。蓋部材38は、水素水製造装置10に対して脱着自在の別体として備えていても良いし、水素水製造装置10に固着されていても良い。

0041

蓋部材38は、その内周面にボトル口36Aのキャップねじ36Bに螺合可能なネジ38Bと、Oリング50を装着するためのリング状溝38Aが形成されている。これにより、蓋部材38を本体ケーシング12に装着したとき、蓋部材38は、Oリング50の摩擦力により本体ケーシング12の上の任意の位置で固定することができるとともに、キャップネジ36Bとネジ38Bとを螺合させて締めていったとき、Oリング50がボトル口36Aの先端に圧着され、飲料水ボトル36内の水が外部に漏れ出ることを防止することができる。

0042

これにより、2本の酸化チタン電極16,16と紫外線導光路20Aを飲料水ボトル36の飲料水中真っ直ぐに挿入した状態で本体ケーシング12を飲料水ボトル36にしっかりと固定することができる。

0043

図7は、飲料水が入ったコップ40を用いて、水素水製造装置10によって水素水を製造する図である。本発明の実施の形態の水素水製造装置10では、このようにコップ40を用いる場合の利便性を図る為に、蓋部材38にコップ40の上端に嵌入するクリップ部材42を設けることが好ましい。これにより、2本の酸化チタン電極16,16と紫外線導光路20Aをコップ40の飲料水中に挿入した状態で、コップ40の上端にクリップ部材42を嵌入することによって、本体ケーシング12をコップ40にしっかりと固定することができる。
また、図6及び図7のように、本体ケーシング12には、蓋部材38とクリップ部材42との両方を備えていることが一層好ましい。

0044

次に上記の如く構成された水素水製造装置10を用いて、飲料水から水素水を製造する方法を説明する。説明は、図6の市販の飲料水ボトル36の例で説明する。
なお、本発明の水素水製造装置10で製造された水素水には、水素以外に酸素も含まれているが、酸素が溶存した水を飲んでも健康上問題はない。

0045

先ず、市販の飲料水ボトル36のキャップ(図示せず)を外して、水素水製造装置10の2本の酸化チタン電極16,16と紫外線導光路20Aを、ボトル口36Aからボトル内に挿入し、本体ケーシング12の蓋部材38をボトルのボトル口36Aに螺合する。これにより、図6のように、飲料水中に2本の酸化チタン電極16,16と紫外線導光路20Aとを水没させた状態で水素水製造装置10が飲料水ボトル36に固定される。

0046

次に、水素水製造装置10の電源スイッチ24を押して電源をONにし、2本の酸化チタン電極16,16に電圧を印加するとともに、紫外線導光路20Aから2本の酸化チタン電極16,16に紫外線を照射する。また、制御手段22は、2本の酸化チタン電極16,16の極性を2秒〜15秒間隔で切り替える。

0047

これにより、水の電気分解により、陽極の酸化チタン電極16からは酸素が発生し、陰極の酸化チタン電極16からは水素が発生する。更に、紫外線導光路20Aから2本の酸化チタン電極16,16に紫外線を照射することにより、水の光分解により酸素と水素が発生する(本多-嶋効果)とともにマイナスイオンが発生する。

0048

したがって、本発明に係る水素水製造装置10は、以下述べるように、従来の電気分解のみで水素水を製造する場合に比べて水素発生効率を高くすることができる。
(1)電気分解による水素発生と光分解による水素発生の両方を並行して行うので、電気分解のみの場合に比べて水素発生効率が高い。

0049

(2)酸化チタン電極16に紫外線を照射することにより、電極表面の親水性が大きくなるので、発生した水素や酸素が電極から離れ易くなる。これにより、電極に酸素や水素の気泡が付着することによる電解性能の低下を防止するので、水素発生効率が一層大きくなる。そして、発生した水素や酸素が2本の酸化チタン電極16,16から離れ易くなることにより、小さな気泡の水素を形成し易くなるので、水素が水中に溶存し易くなる。

0050

(3)2本の酸化チタン電極16に紫外線を照射すると電極表面の親水性が大きくなるので、電極表面の汚れの下から水が濡れてゆくことにより汚れを剥がすとともに、電極表面についた有機物などの汚れを分解する自浄効果を発揮することができる。これにより、電極表面を正常に保つことができるので、水素発生効率を高い状態で維持することができる。

0051

(4)2本の酸化チタン電極16,16の極性を切り替えることにより、水中のミネラル成分が2本の酸化チタン電極16,16に付着して電解性能の低下させることを防止できる。
(5)また、紫外線照射による副次的な効果として、水の殺菌も合わせて行うことができる。

0052

このように、電気分解による水素発生に光分解による水素発生を併用するとともに、電極の極性を所定間隔で切り替えるようにしたので、電気分解による水素発生効率を相乗的に高めることができる。したがって、装置を小型化しても高い発生効率で水素を発生させることができるので、上記したように、家庭用向けに好適な小型の水素水製造装置10を提供することができる。

0053

本実施の形態で説明した上記構成の水素水製造装置を実際に試作した結果、長さが約18cm、直径が約2cmと、極めて小型化することができた。また、試作品で水素水を製造した結果、市販されている水素水の水素濃度である0.2〜1.2ppmにすることができた。

0054

更には、装置の小型化が可能となったので、直流電源として内部電源(乾電池、バッテリー)を使用した構成を採用することができる。これにより、好きな時に好きな場所で簡易に水素水を製造できる携帯可能な水素水製造装置10を提供することができる。

0055

なお、以上説明した本発明の水素水製造装置10の実施の形態では、2本の酸化チタン電極16,16を備え、直流電源として乾電池18を用いた携帯可能な装置の例で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、3本以上の酸化チタン電極16,16…を用いても良く、乾電池18の代わりに、AC電源DC電源に変換する変換装置(図示せず)及び電圧可変装置(図示せず)を備えた電源装置(図示せず)を用いて家庭コンセントから電源を供給しても良い。

0056

3本以上の酸化チタン電極16,16…を用いる場合には、陰極の本数を陽極の本数よりも多くして、水素が発生する陰極の表面積を大きくすることが好ましい。

0057

10…水素水製造装置、12…本体ケーシング、14…キャップ、16…酸化チタン電極、18…乾電池、20…紫外線照射手段、20A…紫外線導光路、20B…紫外線の発光源、20C…青色LED、20D…捩れ防止板、22…制御手段、24…電源スイッチ、26…ホルダー部材、26A…大径部、28…電気基板、30…乾電池ホルダー、32…電気端子、34…止め部材、36…飲料水ボトル、36A…ボトル口、36B…キャップネジ、38…蓋部材、38A…リング状溝、38B…ネジ、40…コップ、42…クリップ部材、50…Oリング

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ