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技術 水素水生成器

出願人 タカオカ化成工業株式会社
発明者 川嶋建史原田義一
出願日 2016年7月29日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2016-149703
公開日 2018年2月1日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2018-015739
状態 特許登録済
技術分野 電気・磁気による水処理 リフト弁 弁の細部(II) 安全弁I(リリーフ弁) 機械駆動弁
主要キーワード 合成ゴム素材 耐食性メッキ 挿着穴 ステンレス素材 拡径軸 電解容器 摩擦荷重 最大静止摩擦力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月1日)のものです。
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課題

水素濃度を高めることができ、止水後の溢水滴下を防止することができ、使い勝手がよく、不快な振動音の発生がない水素水生成器を提供する。

解決手段

フィルター部25のフィルター部出口29を開閉する加圧弁を設けた水素水生成器である。加圧弁2は、手動で押すと往動してフィルター部出口29を閉じて静止し、滞留電解ガス膨張により高まったフィルター部内圧所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口29を開かず、フィルター部出口29を閉じた後の給水時の給水圧力によって復動してフィルター部出口29を開き加圧オリフィス15を形成するものである。加圧弁2は、往復動する棒状の弁体5と、弁体5に取り付けられてフィルター部出口29を閉じうる弁体パッキン6と、弁体5に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体4とを含む。

概要

背景

図5に示すように、水素水生成器は、電解容器51の内部に電極52を備えた電解部50と、フィルター容器56の内部にフィルター57を備えたフィルター部55とを備えている。電極52における原水電気分解で発生した電解ガス酸素ガス及び水素ガス)は、電解部50及びフィルター部55の内部に滞留し、一部が原水に溶解し、水素水が生成される。このとき、活性炭多孔質体からなるフィルター57の圧損により、電解部50及びフィルター部55の内圧がやや高まるため、水素ガスの溶解効率ひいては原水中の水素濃度がやや高まる。

この状態で水栓60を開くと、原水が電解部50に給水される。その給水圧力によって、電解部50及びフィルター部55の水素水は、吐出パイプ61の吐出口62から外部に吐出され、飲料、スキンケア等に使用される。

この使用後に水栓60を閉じると、吐出口62からの水素水の吐出は止まるが、上述したフィルター57の圧損及びフィルター57内の圧縮されていた滞留電解ガスの開放膨張により、水素水が少しずつ溢れて、図5に示すように吐出口62から滴下(本願において「溢水滴下」という。)する現象が数分間継続する。すなわち水切れが悪いため、使用感に問題があった。

また、上述した水素ガスの溶解効率をさらに高めるためには、図5に2点鎖線で示すように、フィルター部出口59を閉じる加圧弁70を設けて、電解部50及びフィルター部55の内圧をさらに高めることが有効である(特許文献1)。

この加圧弁70として、操作により開閉する加圧弁(図示略)を用いた場合には、内圧を高める効果のほか、使用後に加圧弁を操作により閉じることにより、溢水滴下を防止することもできる。
しかし、給水時には、水栓60を開くだけでなく、加圧弁も開くという二つの操作が必要となるため、使い勝手が悪くなる。また、水栓60を開いたまま加圧弁で止水するという使い方をした場合、給水圧力が電解部50及びフィルター部55に加わり続けるため、損傷の可能性が高まる。

また、この加圧弁70として、図6に示すように、弁体71を金属バネ72で接水側へ付勢し、弁体71に取り付けたパッキン73を弁座74に押し当てる方式のリリーフ弁を用いた場合には、内圧を高める効果のほか、給水圧力の変動に追従して一定圧を維持することもできる。
しかし、金属バネ72式の加圧弁70は、給水時に、流量によって、図6(b)に太矢印で示すように金属バネ72の共振および水の脈動が発生して不快な振動音が発生することがあった。また、金属バネ72の付勢力が弱く、加圧弁70のリリーフ圧設定値が低いため、止水後に内圧がその設定値に下がるまでは、図6(b)に示すように溢水滴下が間欠的に継続する。すなわち水切れが悪いため、使用感に問題があった。加えて、加圧弁70の部品点数が多く、コスト面およびサイズの制約があった。

概要

水素濃度を高めることができ、止水後の溢水滴下を防止することができ、使い勝手がよく、不快な振動音の発生がない水素水生成器を提供する。フィルター部25のフィルター部出口29を開閉する加圧弁を設けた水素水生成器である。加圧弁2は、手動で押すと往動してフィルター部出口29を閉じて静止し、滞留電解ガスの膨張により高まったフィルター部内圧の所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口29を開かず、フィルター部出口29を閉じた後の給水時の給水圧力によって復動してフィルター部出口29を開き加圧オリフィス15を形成するものである。加圧弁2は、往復動する棒状の弁体5と、弁体5に取り付けられてフィルター部出口29を閉じうる弁体パッキン6と、弁体5に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体4とを含む。

目的

本発明の目的は、水素濃度を高めることができ、止水後の溢水滴下を防止することができ、使い勝手がよく、損傷の可能性が高まる心配がなく、不快な振動音の発生がない水素水生成器を提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

フィルター部(25)のフィルター部出口(29)を開閉する加圧弁(2)を設けた水素水生成器において、加圧弁(2)は、手動で押すと往動してフィルター部出口(29)を閉じて静止し、滞留電解ガス膨張により高まるフィルター部内圧所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口(29)を開かず、フィルター部出口(29)を閉じた後の給水時の給水圧力によって復動してフィルター部出口(29)を開くものであることを特徴とする水素水生成器。

請求項2

前記加圧弁(2)は、前記給水圧力によって復動してフィルター部出口(29)を開くときでも、フィルター部出口(29)と加圧弁(2)との間にフィルター部出口(29)の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィス(15)を形成して、フィルター部内圧を高めるものである請求項1記載の水素水生成器。

請求項3

前記加圧弁(2)は、長さ方向に往動及び復動する棒状の弁体(5)と、弁体(5)の先端部に取り付けられてフィルター部出口(29)を閉じうる弁体パッキン(6)と、弁体(5)の途中部に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体(4)とを含むものである請求項1又は2記載の水素水生成器。

請求項4

前記弾性体(4)により弁体(5)の上部に働く最大静止摩擦力は、仮にフィルター部出口(29)を閉じずに溢水滴下する状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧による荷重よりも大きく、フィルター部出口(29)を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている請求項3記載の水素水生成器。

請求項5

前記弾性体(4)により弁体(5)の上部に働く最大静止摩擦力は、フィルター部出口(29)を閉じた状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重よりも大きく、フィルター部出口(29)を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている請求項3記載の水素水生成器。

請求項6

前記弁体(5)は下向きに往動し上向きに復動するものであり、弁体(5)の自重と前記弾性体(4)により弁体(5)の途中部に働く最大静止摩擦力との和は、仮にフィルター部出口(29)を閉じずに溢水滴下する状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧による荷重よりも大きく、フィルター部出口(29)を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている請求項3記載の水素水生成器。

請求項7

前記弁体(5)は下向きに往動し上向きに復動するものであり、弁体(5)の自重と前記弾性体(4)により弁体(5)の途中部に働く最大静止摩擦力との和は、フィルター部出口(29)を閉じた後の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重よりも大きく、フィルター部出口(29)を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている請求項3記載の水素水生成器。

請求項8

前記弾性体(4)はフィルター部(25)に対して動かないハウジング(3)と、ハウジング(3)に対して動く弁体(5)との間に設けられ、弁体(5)は弾性体(4)を介してハウジング(3)に水密支持されている請求項3記載の水素水生成器。

請求項9

前記弁体(5)が往動及び復動するときに、弾性体(4)はハウジング(3)とともに動かず、弁体(5)が弾性体(4)に対して摺動する請求項8記載の水素水生成器。

請求項10

前記弁体(5)が往動及び復動するときに、弾性体(4)が弁体(5)とともに往動及び復動してハウジング(3)に対して摺動する請求項8記載の水素水生成器。

請求項11

前記加圧弁(2)は、金属バネを用いないものである請求項1〜10のいずれか一項に記載の水素水生成器。

技術分野

0001

本発明は、電気分解により発生した水素ガス原水に溶解させて水素水を生成する水素水生成器に関し、特に、水素濃度を高めるとともに止水後の吐出口からの溢水滴下を防止する機能を兼ね備える加圧弁に係るものである。

背景技術

0002

図5に示すように、水素水生成器は、電解容器51の内部に電極52を備えた電解部50と、フィルター容器56の内部にフィルター57を備えたフィルター部55とを備えている。電極52における原水の電気分解で発生した電解ガス酸素ガス及び水素ガス)は、電解部50及びフィルター部55の内部に滞留し、一部が原水に溶解し、水素水が生成される。このとき、活性炭多孔質体からなるフィルター57の圧損により、電解部50及びフィルター部55の内圧がやや高まるため、水素ガスの溶解効率ひいては原水中の水素濃度がやや高まる。

0003

この状態で水栓60を開くと、原水が電解部50に給水される。その給水圧力によって、電解部50及びフィルター部55の水素水は、吐出パイプ61の吐出口62から外部に吐出され、飲料、スキンケア等に使用される。

0004

この使用後に水栓60を閉じると、吐出口62からの水素水の吐出は止まるが、上述したフィルター57の圧損及びフィルター57内の圧縮されていた滞留電解ガスの開放膨張により、水素水が少しずつ溢れて、図5に示すように吐出口62から滴下(本願において「溢水滴下」という。)する現象が数分間継続する。すなわち水切れが悪いため、使用感に問題があった。

0005

また、上述した水素ガスの溶解効率をさらに高めるためには、図5に2点鎖線で示すように、フィルター部出口59を閉じる加圧弁70を設けて、電解部50及びフィルター部55の内圧をさらに高めることが有効である(特許文献1)。

0006

この加圧弁70として、操作により開閉する加圧弁(図示略)を用いた場合には、内圧を高める効果のほか、使用後に加圧弁を操作により閉じることにより、溢水滴下を防止することもできる。
しかし、給水時には、水栓60を開くだけでなく、加圧弁も開くという二つの操作が必要となるため、使い勝手が悪くなる。また、水栓60を開いたまま加圧弁で止水するという使い方をした場合、給水圧力が電解部50及びフィルター部55に加わり続けるため、損傷の可能性が高まる。

0007

また、この加圧弁70として、図6に示すように、弁体71を金属バネ72で接水側へ付勢し、弁体71に取り付けたパッキン73を弁座74に押し当てる方式のリリーフ弁を用いた場合には、内圧を高める効果のほか、給水圧力の変動に追従して一定圧を維持することもできる。
しかし、金属バネ72式の加圧弁70は、給水時に、流量によって、図6(b)に太矢印で示すように金属バネ72の共振および水の脈動が発生して不快な振動音が発生することがあった。また、金属バネ72の付勢力が弱く、加圧弁70のリリーフ圧設定値が低いため、止水後に内圧がその設定値に下がるまでは、図6(b)に示すように溢水滴下が間欠的に継続する。すなわち水切れが悪いため、使用感に問題があった。加えて、加圧弁70の部品点数が多く、コスト面およびサイズの制約があった。

先行技術

0008

特許第4420667号公報

発明が解決しようとする課題

0009

そこで、本発明の目的は、水素濃度を高めることができ、止水後の溢水滴下を防止することができ、使い勝手がよく、損傷の可能性が高まる心配がなく、不快な振動音の発生がない水素水生成器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

フィルター部出口を開閉する加圧弁を設けた水素水生成器において、
加圧弁は、
手動で押すと往動してフィルター部出口を閉じて静止し、
滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口を開かず、
フィルター部出口を閉じた後の給水時の給水圧力によって復動してフィルター部出口を開く
ものであることを特徴とする。

0011

加圧弁は、前記給水圧力によって復動してフィルター部出口を開くときでも、フィルター部出口と加圧弁との間にフィルター部出口の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィスを形成して、フィルター部内圧を高めるものであることが好ましい。

0012

前記加圧弁は、長さ方向に往動及び復動する棒状の弁体と、弁体の先端部に取り付けられてフィルター部出口を閉じうる弁体パッキンと、弁体の途中部に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体とを含むものである態様を例示できる。この態様によれば、弁体が給水圧力によって復動するときに、静止摩擦力(動き始めれば動摩擦力)が復動をある程度制限するため、フィルター部出口を大きく開かず、前記加圧オリフィスを形成しうる。

0013

前記弾性体により弁体の上部に働く最大静止摩擦力は、仮にフィルター部出口を閉じずに溢水滴下する状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧(例えば0.03MPa)の荷重よりも大きく、フィルター部出口を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている態様を例示できる。最低使用給水圧力は、通常、機器ごとに設定されるものであり、例えば0.08〜0.12MPaの範囲で設定される。

0014

さらに、前記弾性体により弁体の上部に働く最大静止摩擦力は、フィルター部出口を閉じた状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重よりも大きく、フィルター部出口を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重よりも小さい範囲で設定されている態様が好ましい。ここで、「所定値」は、適宜設定でき、例えば0.04MPa以上0.08MPa未満の範囲で設定できる。

0015

前記弁体は下向きに往動し上向きに復動するものであり、弁体の自重と前記弾性体により弁体の途中部に働く最大静止摩擦力との和は、仮にフィルター部出口を閉じずに溢水滴下する状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧(例えば0.03MPa)の荷重よりも大きく、フィルター部出口を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力(同上)の荷重よりも小さい範囲で設定されている態様を例示できる。

0016

さらに、前記弁体は下向きに往動し上向きに復動するものであり、弁体の自重と前記弾性体により弁体の途中部に働く最大静止摩擦力との和は、フィルター部出口を閉じた後の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値(同上)の荷重よりも大きく、フィルター部出口を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力(同上)の荷重よりも小さい範囲で設定されている態様が好ましい。

0017

前記弾性体はフィルター部に対して動かないハウジングと、ハウジングに対して動く弁体との間に設けられ、弁体は弾性体を介してハウジングに水密支持されている態様を例示できる。この態様はさらに、(a)弁体が往動及び復動するときに、弾性体はハウジングとともに動かず、弁体が弾性体に対して摺動する態様と、(b)弁体が往動及び復動するときに、弾性体が弁体とともに往動及び復動してハウジングに対して摺動する態様とを含む。

0018

前記加圧弁は、金属バネを用いないものであることが好ましい。

発明の効果

0019

本発明によれば、次の効果が得られる。
(ア)加圧弁は、手動で押すと往動してフィルター部出口を閉じて静止するので、フィルター部内圧が電解ガスにより高まり、水素の溶解効率が高まり、水素濃度の高い水素水を生成することができる。また、加圧弁を手動で押す操作は、ワンタッチで簡単に行うことができる。
(イ)加圧弁は、滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口を開かないので、止水後の溢水滴下を防止することができる。すなわち水切れが良いため、使用感に優れる。
(ウ)加圧弁は、フィルター部出口を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重によって復動してフィルター部出口を開くので、給水時には、水栓を開くだけでよく、加圧弁を開く操作が要らないため、使い勝手が良い。また、止水時に、給水圧力がフィルター部に加わり続けることがないため、損傷の可能性が高まる心配がない。
(エ)加圧弁が、水流によってフィルター部出口を開くときでも、フィルター部出口と加圧弁との間にフィルター部出口の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィスを形成するものである場合には、このときにもフィルター部内圧が高まるので、水素濃度の高い水素水を生成することができる。
(オ)加圧弁は、手動で押すと往動し、給水圧力によって復動するものなので、給水時に、共振や水の脈動が発生しにくく、不快な振動音が発生しない。金属バネを用いないこともでき、その場合金バネの共振もない。
(カ)加圧弁は、従来の金属バネを用いたリリーフ弁に比べ、部品点数を削減でき、コンパクト化と低コスト化を実現できる。

図面の簡単な説明

0020

実施例の水素水生成器の断面図である。
同水素水生成器の加圧弁部を拡大して示す、(a)は給水時の断面図、(b)は止水時の断面図である。
原水の給水圧力とフィルター部内圧との関係を示すグラフである。
原水の流量と水素濃度との関係を示すグラフである。
従来例の水素水生成器の断面図である。
同水素水生成器の加圧弁部を拡大して示す、(a)は給水時の断面図、(b)は止水時の断面図である。

0021

次の形態を例示することができる。
1.加圧弁
(1)上述のとおり、加圧弁は、給水圧力によって復動してフィルター部出口を開くときでも、フィルター部出口と加圧弁との間にフィルター部出口の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィスを形成して、フィルター部内圧を高めるものであることが好ましい。

0022

(2)上述のとおり、加圧弁としては、長さ方向に往動及び復動する棒状の弁体と、弁体の先端部に取り付けられてフィルター部出口を閉じうる弁体パッキンと、弁体の途中部に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体とを含む構成を例示できる。
弁体(特に弾性体と接する部位)の素材は、特に限定されないが、錆等の発生による経年劣化が発生せず、安定した摩擦係数を維持できる、ステンレス素材耐食性メッキを施した素材、樹脂素材等が好ましい。弁体(特に弾性体と接する部位)の表面粗さRaは0.8a以下とすることが好ましい。

0023

弾性体の形態は、特に限定されないが、リング状のパッキン(Oリング等)、リップパッキン等を例示できる。弾性体の素材は、特に限定されないが、シリコンゴム、NBR,EPDM等の合成ゴム素材が好ましく、摩擦抵抗を低減する場合は、必要に応じ、フッ素加工品等を用いることもできる。
弾性体のつぶし代は、永久変形が発生しにくく、かつ、線当たりから面当たりへの変化による摩擦荷重の変化が発生しにくい、4〜15%とすることが好ましい。

0024

弁体パッキンの形態は、特に限定されないが、Oリング、リップパッキン等を例示できる。弁体パッキンの素材は、特に限定されないが、シリコンゴム、NBR,EPDM等の合成ゴム素材が好ましく、摩擦抵抗を低減する場合は、必要に応じ、フッ素加工品等を用いることもできる。

0025

(3)加圧弁は、前記(1)の態様に限定されず、例えば、長さ方向に往動及び復動する棒状の弁体と、弁体に取り付けられてフィルター部出口を閉じうるとともに弁体に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弁体パッキンとを含む構成(弁体パッキンに前記(1)の態様の弾性体の機能も持たせて、該弾性体は省略した態様)でもよい。また、加圧弁は、上述のとおり、金属バネを用いないものが好ましいが、前記静止摩擦力に加えて金属バネを補助的に用いるものを排除しない。

0026

(4)加圧弁がフィルター部出口を閉じた後の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧は、仮に加圧弁がないとした場合の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧に対し、110〜300%(より好ましくは130〜200%)の範囲に設定することが好ましい。

0027

3.フィルター部
フィルター部は、電解部と分かれたものでもよいし、電解部と一体になったものでもよい。
フィルター部出口は、フィルター部の容器に形成された出口に限定されず、該出口に続く別部材に形成された通路も含むものとする。

0028

図1及び図2に示す実施例の水素水生成器は、電解部(水素発生部)20と、電解部20の後段に接続されたフィルター部25と、フィルター部25の出口に接続された加圧弁部1と、加圧弁部1の後段に接続された吐出パイプ31とを含み構成されている。

0029

電解部20は、電解容器21と、電解容器21内に設けられた電極22と、電極22に電圧印加する電源装置(図示略)とから構成されている。電極22及び電源装置は、特定のものに限定されず、例えば公知のものを用いることができる。原水は、水栓30から電解容器21に供給される。原水は電極22にて電気分解され、電解ガス(酸素ガス及び水素ガス)が発生する。電解容器21の上部には接続口24が形成されている。

0030

フィルター部25は、接続口24に接続されたフィルター容器26と、フィルター容器26内に設けられたフィルター27とから構成されている。フィルター27は、特定のものに限定されず、例えば公知の活性炭多孔質体を用いることができる。フィルター容器26の天壁には円筒状の出口部材28が上方へ突設され、その内面がフィルター部出口29である。

0031

加圧弁部1は、ハウジング3と、ハウジング3の内部に設けられた加圧弁2とから構成されている。加圧弁2は、手動で押すと往動してフィルター部出口29を閉じて静止し、フィルター部出口29を閉じた後の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧によっては復動しないでフィルター部出口29を開かず、フィルター部出口29を閉じた後の給水時の給水圧力によって復動してフィルター部出口29を開くものである。

0032

加圧弁2は、具体的には、長さ方向を上下方向として下方向に往動し、上方向に復動する棒状の弁体5と、弁体5の先端部(下端部)に取り付けられてフィルター部出口29を閉じうる弁体パッキン6と、弁体5の途中部に前記静止のための静止摩擦力を働かせる弾性体4とを含むものである。

0033

ハウジング3は、フィルター部出口29に続く水路を形成するものであるとともに、弁体5の外周を弾性体4で水密支持するものである。詳しくは、ハウジング3は、周壁3aと上端壁3bとからなる倒立カップ状に形成され、周壁3aの下部が出口部材28の周りに水密に取り付けられている。周壁3aの上部であって上端壁3bと出口部材28との間には、前記水路が形成され、周壁3a一部には水路に続くノズル3cが外側へ突設されている。ノズル3cには吐出パイプ31が接続され、吐出パイプ31の先端が水素水の吐出口32である。

0034

ハウジング3の上端壁には、弁体5の挿着穴7が形成され、挿着穴7の下部に挿着穴7よりも内径が小さいフランジ8が一体形成されている。挿着穴7の上部に挿着穴7よりも内径が小さいリング9があてがわれ、リング9はハウジング3の上端壁に止められた押さえ部材10により外れないようになっている。

0035

弾性体4は、例えば合成ゴム素材からなるOリングであり、弁体5の下記一般軸部11に外嵌されているとともに、挿着穴7に入れられてフランジ8とリング9との間に挟まれている。これにより、弁体5が往動及び復動するときに、弾性体4はハウジング3とともに動かず、弁体5がハウジング3に対して動き、弾性体4に対して上下摺動するようになっている。

0036

弁体5は、例えばステンレス鋼素材からなる、一般軸部11と、下端側(接水側)の先端軸部12と、それらの間の拡径した拡径軸部13とを含む棒状のものであり、上端には一般軸部11よりも径の大きい操作ボタン14が付設されている。一般軸部11は、リング9に挿通されて上下動が案内されているとともに、前記弾性体4が外嵌されている。この外嵌による弾性体4のつぶし代は4〜15%である。拡径軸部13は、弁体5が上向きに復動したときに弾性体4に係止して、それ以上の復動を規制する。先端軸部12に形成された周溝には、弁体パッキン6が装着されている。

0037

弁体パッキン6は、例えば合成ゴム素材からなるOリングである。弁体パッキン6は、弁体5が手動で押されて下向きに往動したときに、フィルター部出口29に進入してフィルター部出口29を閉じる位置に配置され、給水時に弁体5が上向きに復動したときに、フィルター部出口29から抜け出してフィルター部出口29を開く位置に配置されるようになっている。

0038

弁体5の自重と弾性体4により弁体5の一般軸部11に働く最大静止摩擦力との和は、仮にフィルター部出口29を閉じずに溢水滴下する状態で滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧による荷重(例えば0.03MPa)よりも大きく、フィルター部出口29を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力(例えば0.08MPa)の荷重よりも小さい範囲で設定されている。

0039

例えば、本実施例を一般家庭用の水素水生成器(電解電流一定、溢水滴下時のフィルター部内圧0.03MPa、最小使用圧力0.08MPa、本加圧弁がフィルター部出口を閉じた後の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧は、仮に本加圧弁がないとした場合の滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧に対し、140%に設定)に適用した場合、弁体5の一般軸部11の直径4.7mm、外周の表面粗さRa2μm、弾性体4の素材NBR、弾性体4のつぶし代11%で設定すると、図3に示すように、加圧弁なしとした比較例と比べて、フィルター部内圧は140%となる加圧効果が得られた。また、本実施例は、本加圧弁に代えて従来の金属バネ式リリーフ弁(5kPa)を用いた比較例と比べても高い加圧効果が得られた。この加圧効果により本実施例は、図4に示すように、上記2つの比較例と比べて、水素濃度の高い水素水を広範囲原水流量において生成することができた。

0040

以上のように構成された本実施例の水素水生成器の使い方及び作用について、以下説明する。
(1)図1に示すように、電解部20の電極22における原水の電気分解で発生した電解ガス(酸素ガス及び水素ガス)は、電解部20及びフィルター部25の内部に滞留し、一部が原水に溶解し、水素水が生成される。このとき、活性炭多孔質体からなるフィルター27の圧損により、電解部20及びフィルター部25の内圧がやや高まる。加えて、加圧弁2がフィルター部出口29を閉じている場合には、電解部20及びフィルター部25の内圧がさらに高まるため、ため、水素ガスの溶解効率ひいては原水中の水素濃度が高まる。また、仮に加圧弁2がフィルター部出口29を開いている場合でも、後述する加圧オリフィス15を形成している場合には、通水時に電解部20及びフィルター部25の内圧がさらに高まる。

0041

(2)この状態で水栓30を開くと、原水が電解部20に給水され、図2(a)に示すように、その給水圧力によって弁体5が上向きに復動し、弁体パッキン6がフィルター部出口29から抜け出す結果、自動的に加圧弁2がフィルター部出口29を開く。このとき、上述した静止摩擦力(動き始めれば動摩擦力)が復動をある程度制限するため、加圧弁2は、フィルター部出口29を大きく開かず、フィルター部出口29と加圧弁2との間にフィルター部出口29の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィス15を形成する。よって、電解部20及びフィルター部25の内圧を高める効果が持続する。
電解部20及びフィルター部25の水素水は、加圧オリフィス15からハウジング3内の通路に流入し、吐出パイプ31の吐出口32から外部に吐出され、飲料、スキンケア等に使用される。

0042

(3)この使用後に水栓30を閉じると、水素水の吐出口32からの吐出は止まるが、そのままにすると、フィルター27の圧損及びフィルター27内の圧縮されていた滞留電解ガスの開放・膨張により、水素水が吐出口32から溢水滴下する。そこで、図2(b)に示すように、使用者が操作ボタン14に手指掛けて手動で弁体5を押すと、弁体5が下向きに往動し、弁体パッキン6がフィルター部出口29に進入する結果、加圧弁2がフィルター部出口29を閉じる。これにより、吐出口32からの溢水滴下がすぐに止まる。

0043

(4)次に使用するときは、上記(2)に戻る。

0044

本実施例によれば、次の効果が得られる。
(ア)加圧弁2は、手動で押すと往動してフィルター部出口29を閉じて静止するので、フィルター部内圧が電解ガスにより高まり、水素の溶解効率が高まり、水素濃度の高い水素水を生成することができる。また、加圧弁2を手動で押す操作は、ワンタッチで簡単に行うことができる。
(イ)加圧弁2は、滞留電解ガスの膨張により高まるフィルター部内圧の所定値による荷重によっては復動しないでフィルター部出口29を開かないので、止水後の溢水滴下を防止することができる。すなわち水切れが良いため、使用感に優れる。
(ウ)加圧弁2は、フィルター部出口29を閉じた後の給水時の最低使用給水圧力による荷重によって復動してフィルター部出口29を開くので、給水時には、水栓30を開くだけでよく、加圧弁2を開く操作が要らないため、使い勝手が良い。また、止水時に、給水圧力が電解部20及びフィルター部25に加わり続けることがないため、損傷の可能性が高まる心配がない。
(エ)加圧弁2が、水流によってフィルター部出口29を開くときでも、フィルター部出口29と加圧弁2との間にフィルター部出口29の開口面積よりも通路面積が小さい加圧オリフィス15を形成するので、このときにもフィルター部内圧が高まり、水素濃度の高い水素水を生成することができる。
(オ)加圧弁2は、手動で押すと往動し、給水圧力によって復動するものなので、給水時に、共振や水の脈動が発生しにくく、不快な振動音が発生しない。また、金属バネを用いないので、金属バネの共振もない。
(カ)加圧弁2は、従来の金属バネを用いたリリーフ弁に比べ、部品点数を削減でき、コンパクト化と低コスト化を実現できる。

実施例

0045

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。

0046

1加圧弁部
2 加圧弁
3ハウジング
4弾性体
5弁体
6 弁体パッキン
11 一般軸部
12先端軸部
13拡径軸部
14 操作ボタン
15加圧オリフィス
20電解部
21電解容器
22電極
25フィルター部
26フィルター容器
27 フィルター
29 フィルター部出口
30水栓
31吐出パイプ
32吐出口

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