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【発明の名称】 酸素水生成装置
【発明者】 【氏名】笹部 茂

【要約】 【課題】低濃度の酸素供給源から高濃度の酸素水を短時間で生成し、かつ、酸素供給源の交換メンテナンスを不要とする。

【構成】水を貯留する耐圧密閉容器14と、前記耐圧密閉容器14に設けた気液攪拌手段15と、前記耐圧密閉容器14に外気を供給する酸素供給手段16とを具備し、前記耐圧密閉容器14は、前記酸素供給手段16により所定の圧力に加圧した状態で前記気液攪拌手段15により貯留した水に酸素を溶解するようにしたものであり、低濃度の酸素ガスの供給でも耐圧密閉容器14内は加圧された状態となるので、その圧力に比例して貯留水に酸素が溶解して高濃度の酸素水を生成することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水を貯留する耐圧密閉容器と、前記耐圧密閉容器に設けた気液攪拌手段と、前記耐圧密閉容器に外気を供給する酸素供給手段とを具備し、前記耐圧密閉容器は、前記酸素供給手段により所定の圧力に加圧した状態で前記気液攪拌手段により貯留した水に酸素を溶解するようにした酸素水生成装置。
【請求項2】
酸素供給手段は、吸引ポンプにより外気を吸引して耐圧密閉容器へ供給するようにした請求項1記載の酸素水生成装置。
【請求項3】
酸素供給手段は、酸素富化膜を有し、吸引ポンプにより吸引した外気を前記酸素富化膜を通して耐圧密閉容器へ供給するようにした請求項1または2記載の酸素水生成装置。
【請求項4】
吸引ポンプは、耐圧密閉容器内を1.5〜3.0atmに加圧するようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載の酸素水生成装置。
【請求項5】
気液攪拌手段は、耐圧密閉容器に所定量の水を貯留したときの水の内部と、水面近傍の少なくとも2箇所を攪拌するようにした請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸素水生成装置。
【請求項6】
気液攪拌手段は、耐圧密閉容器に所定量の水を貯留したときの水面近傍に羽形状の回転羽を設け、前記回転羽により水を水面から跳ね上げるように攪拌する構成とした請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸素水生成装置。
【請求項7】
耐圧密閉容器内の高濃度の酸素水を噴霧するスプレー式ノズルを設けた請求項1〜6のいずれか1項に記載の酸素水生成装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、飲料水、サウナ、美容等の用途に向けて、酸素を高濃度に溶存させた酸素水を生成する酸素水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、酸素水を生成する装置としては、バブリングにより生成する方式がある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図3は、特許文献1に記載された従来の酸素水生成装置の断面図を示すものである。図3に示すように、貯蔵槽1の上部に原料水供給口2、下部に酸素水排出口3が具備されている。また、貯蔵槽1には、酸素供給源から酸素ガスを導入するための導管4が貯蔵槽1に配置され、その先端には、多孔質素材から成るエアストーン5が接続されて底部に配設されている。
【0004】
貯蔵槽1に原料水供給口2から原料水が供給され、酸素ガスが導管4を通じて導入されると、エアストーン5の多孔質部からは微細な酸素ガスの気泡となり原料水に放出される。酸素ガスの気泡は原料水に拡散され溶存酸素量の多い酸素水が生成する。生成した酸素水は、酸素水排出口3より使用者に供給される。
【特許文献1】特開2004−237268号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
酸素水の溶存酸素濃度は、供給される酸素濃度と貯留水と接する雰囲気の圧力に影響される。酸素濃度が高いと溶存酸素濃度は高くなる。また、圧力が高いと溶存酸素濃度が高くなる。
【0006】
前記従来の酸素水生成装置の構成では、貯蔵槽1は特に密閉性が無い構造であるため、貯留水は供給される酸素濃度のみに依存する。したがって、溶存酸素濃度10ppm以上の高濃度の酸素水を生成するためには50%以上の高濃度酸素ガスが必要であり、濃度調整された酸素ボンベが必要となる。このため、使用においては、酸素ボンベの交換のメンテナンスが必要であり、利便性に欠けるという課題を有していた。
【0007】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低濃度の酸素供給源でも高濃度の酸素水を短時間に生成することができ、かつ、酸素供給源の交換メンテナンスを必要としない酸素水生成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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素水生成装置は、水を貯留する耐圧密閉容器と、前記耐圧密閉容器に設けた気液攪拌手段と、前記耐圧密閉容器に外気を供給する酸素供給手段とを具備し、前記耐圧密閉容器は、前記酸素供給手段により所定の圧力に加圧した状態で前記気液攪拌手段により貯留した水に酸素を溶解するようにしたものである。
【0009】
これにより、低濃度の酸素ガスの供給でも耐圧密閉容器内は加圧された状態となるのでその圧力に比例して貯留水に酸素が溶解することによって高濃度の酸素水を生成することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の酸素水生成装置は、低濃度の酸素供給源から高濃度の酸素水を短時間に生成することができ、かつ、酸素供給源の交換メンテナンスを不要にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
第1の発明は、水を貯留する耐圧密閉容器と、前記耐圧密閉容器に設けた気液攪拌手段と、前記耐圧密閉容器に外気を供給する酸素供給手段とを具備し、前記耐圧密閉容器は、前記酸素供給手段により所定の圧力に加圧した状態で前記気液攪拌手段により貯留した水に酸素を溶解するようにしたことにより、低濃度の酸素ガスの供給でも密閉容器内は加圧された状態となるのでその圧力に比例して貯留水に酸素が溶解することによって高濃度の酸素水を生成することができる。
【0012】
第2の発明は、特に、第1の発明の酸素供給手段は、吸引ポンプにより外気を吸引して耐圧密閉容器へ供給するようにしたことにより、酸素濃度21%である空気を密閉容器内に供給して加圧状態で酸素を攪拌溶解することができるので、酸素供給源の交換メンテナンスを必要とせずに酸素水を生成することができる。
【0013】
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の酸素供給手段は、酸素富化膜を有し、吸引ポンプにより吸引した外気を前記酸素富化膜を通して耐圧密閉容器へ供給するようにしたことにより、酸素濃度30%の酸素ガスを生成することができるので、20ppm以上の高濃度の酸素水を生成することができるとともに、酸素供給源の交換メンテナンスを必要としない高濃度の酸素水生成装置を実現することができる。
【0014】
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明の吸引ポンプは、耐圧密閉容器内を1.5〜3.0atmに加圧するようにしたことにより、密閉容器の耐圧安全性を確保した上で20ppm以上の高濃度酸素水を生成することができる。
【0015】
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明の気液攪拌手段は、耐圧密閉容器に所定量の水を貯留したときの水の内部と、水面近傍の少なくとも2箇所を攪拌するようにしたことにより、水面での酸素と貯留水の混合を促進し、水中での酸素の溶解を促進することができるので、高濃度の酸素水を短時間で生成することができる。
【0016】
第6の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明の気液攪拌手段は、耐圧密閉容器に所定量の水を貯留したときの水面近傍に羽形状の回転羽を設け、前記回転羽により水を水面から跳ね上げるように攪拌する構成としたことにより、貯留水が水面上方へ飛散することで酸素と接する表面積が大きくなることによって酸素と貯留水の混合を促進することができるので、さらに高濃度の酸素水を短時間で生成することができる。
【0017】
第7の発明は、特に、第1〜第6のいずれか1つの発明において、耐圧密閉容器内の高濃度の酸素水を噴霧するスプレー式ノズルを設けたことにより、吸引ポンプの圧力でノズルから酸素水を少量噴霧することができるので、育毛器などの酸素水噴霧機器として適用することができる。
【0018】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0019】
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における酸素水生成装置の断面図である。図1において、耐圧密閉容器14は、水を貯留する容器14aと、開閉可能な蓋14bとから構成されている。蓋14bを閉めているとき、耐圧密閉容器14は5.0atmまでの耐圧構造を確保している。耐圧密閉容器14内の酸素と貯留水を混合して攪拌する気液攪拌手段15は、蓋14bの中心に設けられたモータ15aと、これに接続されたシャフト15bと、シャフト15bに備えられた羽形状の回転羽15c、15dとから構成される。ここで、回転羽15cは貯留水の水面近傍を水平面上に回転して攪拌し、回転羽15dは貯留水の下部を攪拌するようになっている。
【0020】
一方、酸素供給手段16は、ケーシング17の内部に酸素富化膜18と吸引ポンプ19が内蔵されている。酸素富化膜18と吸引ポンプ19は配管20で接続されており、配管20の先端は容器14aに開口して繋がっている。また、ケーシング17は外気を吸入できるようにスリット17aを設けており外部に開放されている。また、吸引ポンプ19は、密閉容器内の圧力が3.0atmに加圧できる能力を有している。
【0021】
以上のように構成された酸素水生成装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、耐圧密閉容器14の容器14aに所定量の水を貯留して蓋14bを閉める。そして、酸素供給手段16の吸引ポンプ19を運転すると、酸素富化膜18を介して片方を真空状態に減圧される。このとき、空気を構成する分子は酸素富化膜18の中で、溶解、拡散する。通常空気で約78%構成する窒素より、酸素の方が膜を透過するスピードが約2.5倍速いため、酸素富化膜18から離脱する時に生成される空気は、通過する前の空気の分子構成より酸素の方が多くなり、30%の濃度の酸素ガスが配管20を通して耐圧密閉容器14内へ導入される。そして、一定時間吸引ポンプ19を運転し続けると耐圧密閉容器14内の圧力は2.0atmまで上昇し加圧状態になる。
【0022】
次に、気液攪拌手段15のモータ15aが作動し、シャフト15bと共に回転羽15c、15dが回転して容器14aの貯留水を攪拌する。このとき、回転羽15cは貯留水の水面近傍を水平面上に回転して攪拌するので、耐圧密閉容器14内に導入された酸素と貯留水の混合が促進される。そして、回転羽15dによって酸素を貯留水全体に均一に溶解される。
【0023】
ここで、耐圧密閉容器14内は2.0atmまで加圧されているので、その圧力に比例して貯留水に酸素が溶解する。酸素供給手段16から30%濃度の酸素が供給されると、20ppm以上の高濃度酸素水が生成される。
【0024】
なお、生成された高濃度酸素水は、蓋14bを開き容器14aから気液攪拌手段15とともに取り外すことにより取り出すことができる。また、蓋14bには安全弁(図示せず)を設けている。
【0025】
以上のように、本実施の形態においては、水を貯留する耐圧密閉容器14と、耐圧密閉容器14に接続された酸素富化膜18から成る酸素供給手段16とを具備し、耐圧密閉容器14内には気液攪拌手段15として貯留水の内部と水面近傍を水平面上に回転して攪拌する回転羽15c、15dを設け、耐圧密閉容器14内は酸素供給手段16により加圧された状態で気液攪拌手段15で酸素と水を攪拌溶解することにより、自家生成による低濃度の酸素ガスの供給でも密閉容器内は加圧された状態となるので、その圧力に比例して貯留水に酸素が溶解することによって、酸素供給源の交換を必要とせずに20ppm以上の高濃度の酸素水を短時間で生成することができる。
【0026】
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態における酸素水生成装置の断面図である。図2において、気液攪拌手段15は、容器14aの側面に設けられたモータ15aと、これに接続されたシャフト15bと、シャフト15bに備えられた羽形状の回転羽15eとから構成される。ここで、回転羽15eは水面近傍を水平面に対して垂直面上に回転して攪拌する。また、容器14aの側面の貯留水面よりも低い位置に開閉弁21を介してスプレーノズル22を設けている。
【0027】
以上のように構成された酸素水生成装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、酸素富化膜18と吸引ポンプ19を具備した酸素供給手段16から30%濃度の酸素が耐圧密閉容器14内へ導入され、圧力が2.0atmとなる。
【0028】
次に、気液攪拌手段15のモータ15aが作動し、シャフト15bと共に回転羽15eが回転し容器14aの貯留水を攪拌する。このとき、回転羽15eは貯留水の水面近傍を水平面に対して垂直面上に回転して攪拌するので、貯留水が水面上方へ飛散し酸素と接する表面積が大きくなることによって酸素と貯留水の混合を促進することができる。
【0029】
そして、開閉弁21を開けると吸引ポンプ19の圧力で、スプレーノズル22から20ppm以上の高濃度酸素水を外部へ少量噴霧することができる。
【0030】
以上のように、本実施の形態においては、気液攪拌手段15を耐圧密閉容器14の容器14aの側面に設け、容器14aの側面にはスプレーノズル22を設けたことにより、短時間に20ppm以上の高濃度酸素水を噴霧することができるので、育毛器などの酸素水噴霧機器として適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
以上のように、本発明にかかる酸素水生成装置は、酸素供給源の交換を必要とせず、酸素の溶解効率を向上することができると共にミスト状の酸素水として供給することできるので、野菜の保鮮、栽培等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施の形態1における酸素水生成装置の断面図
【図2】本発明の実施の形態2における酸素水生成装置の断面図
【図3】従来の酸素水生成装置の断面図
【符号の説明】
【0033】
14 耐圧密閉容器
15 気液攪拌手段
15c、15d、15e 回転羽
16 酸素供給手段
18 酸素富化膜
19 吸引ポンプ
21 開閉弁
22 スプレーノズル
【出願人】 【識別番号】000005821
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成18年8月24日(2006.8.24)
【代理人】 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄

【識別番号】100109667
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 浩樹

【識別番号】100109151
【弁理士】
【氏名又は名称】永野 大介


【公開番号】 特開2008−49261(P2008−49261A)
【公開日】 平成20年3月6日(2008.3.6)
【出願番号】 特願2006−227626(P2006−227626)