JP2017106094A - 機能水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水の電気分解によって機能水を生成する装置で、電極に電気分解用の水を安定的に供給する機能水生成装置の提供。
【解決手段】ベースユニットに着脱可能な飲水カップ５０と、飲水カップ５０の底面の一部をなす高分子イオン交換樹脂膜６１上側電極板６２及び下側電極板６３を備えた電解セルと、ベースユニットに設けられ電解用水ＤＷを電解セル６０の下側に供給する様に貯留する貯水槽４０と、貯水槽４０に電解用水ＤＷを補給するタンクと、上側電極板６２及び下側電極板６３に接続した電源装置と、を備え、飲水カップ５０内に浄水ＰＷ２を含んだ状態で、上側電極板６２及び下側電極板６３の間に直流電流を供給して水の電気分解を行って、飲水カップ５０内に特定成分の溶存率を高めた機能水を生成させる機能水生成装置。貯水槽４０内に、電解用水ＤＷを含んだ含水部材９０を、電解セル６０の下面に接する様に設ける機能水生成装置。
【選択図】図６

Description

本明細書によって開示される技術は、特定成分の溶存率を高めた機能水を生成するための機能水生成装置、特に水素溶存率を高めた水素水を生成するための水素水生成装置に関する。

従来、水素の溶存率を高めた水素水を製造する方法として、水を電気分解して水素ガスを発生させ、これを水に溶存させる方法が知られている。
例えば下記特許文献１には、底部に電解セルが設けられた飲水カップと、飲水カップが着脱可能に据え置かれるベースユニット（タンクベース）と、電解セルに直流電流を供給する電源装置と、を備えた水素豊富水製造装置が開示されている。電解セルは、飲水カップの底面の一部を構成する高分子イオン交換樹脂膜と、この高分子イオン交換樹脂膜の上側（飲水カップの内側）に設けられた陰極と、高分子イオン交換樹脂膜の下側（飲水カップの外側）に設けられた陽極と、を有する。また、ベースユニットは貯水可能に形成され、飲水カップが据え置かれたときに電解セルの下面がベースユニット内の水に浸漬されるように設計されている。このような装置において、飲水カップ内に浄水を注いでベースユニットに据え置き、電源装置から電解セルに電流を供給すると、飲水カップ内の浄水とベースユニット内の水が電気分解され、陰極で発生した水素ガスが浄水中に溶解して、飲水カップ内に水素豊富水が製造される。

特表２０１３−５２５６１２号公報

上記のような装置では、一対の電極の双方に持続的に水を供給して湿潤状態に維持することが望ましい。双方の電極に電解用の水が供給されなければ、電気分解の効率が低下し、ひいては電気抵抗の上昇に伴う発熱等によって高分子イオン交換樹脂膜が損傷する虞があるからである。飲水カップの内側の底面、すなわち電解セルの上面に配される電極の電極板（以下、上側電極板と称する）は、飲水カップに浄水が含まれている限り湿潤状態に保たれるが、飲水カップの外側、すなわち電解セル下面に配される電極の電極板（以下、下側電極板と称する）は、電気分解や自然蒸発によってベースユニット内の水位が低下すると容易に露出してしまう。また、飲水カップの外底面に、下側電極板や高分子イオン交換樹脂膜を支持・保護する包囲壁を、電解セルを取り囲んで突出するように設けた場合には、水の電気分解によって下側電極板に副次的に生成した気体（例えば、下側電極板を陽極板とした場合に発生する酸素ガス）が電解セルの下方に滞留して、下側電極板への水の供給が妨げられる。よって、上記のような構成の装置では、下側電極板に安定的に水を供給するための機構が特に重要となる。

上記特許文献１に記載の水素豊富水製造装置では、下側電極板に持続的に水を供給するための機構として、フロート弁機構が設けられている。具体的には、ベースユニットの上方に水補給用のタンクを配し、ベースユニット内の水面に配置したフロートの上下移動によってタンクの開口を閉止・開放して、給水量と給水タイミングを制御することで、ベースユニット内の水位が当該ベースユニットに据え置かれた飲水カップの電解セル下面が浸漬される水位に維持されている。

しかしながら、上記のようなフロート弁機構では、フロート、アーム、弁体等の多くの構成部品が必要であるため、各構成部品の製造公差によるばらつきや、経年劣化等による変動が大きく、構成部品間の微妙な調整が定期的に必要とされる。そのため、フロート弁機構のみでは、下側電極板に水を供給する上での信頼性に劣っていた。また、フロート弁機構では、タンクの開口を確実に閉止するために、例えばアームを撓み変形させたり、弁体を弾性変形させたりしながら弁体が開口に押し当てられるため、給水を再開する際、水位が低下してからタンクの開口が開放されるまでの間にタイムラグが生じ、下側電極板が露出するおそれがあった。

ここで、ベースユニット内の水位が電解セル下面より低下して下側電極板が露出する事態を抑制するために、水位が電解セル下面よりも高く保たれるように設定することも考えられる。しかし、このようにすると、飲水カップの底面が深く水中に浸漬されることとなり、飲水カップを取り外す際のストロークが大きくなって着脱が簡単に行えなくなるだけでなく、取り外された飲水カップからの液ダレが生じ易くなり、好ましくない。また、ベースユニット内の電解用水の必要量も増加してしまう。

本明細書に開示する技術は、上記事情に基づいて完成されたものであり、水の電気分解によって機能水を生成する装置において、電極に電気分解用の水を安定的に供給可能にすることを目的とする。

本明細書によって開示される機能水生成装置は、ベースユニットに対して着脱可能な飲水カップと、前記飲水カップの底面の一部をなす高分子イオン交換樹脂膜及びその上下両側に設けられた一対の電極を備えた電解セルと、前記ベースユニットに設けられ電解用水を前記電解セルの下側に供給するように貯留する貯水槽と、前記ベースユニットに配されて前記貯水槽に前記電解用水を補給するタンクと、前記一対の電極に接続された電源装置と、を備え、前記飲水カップ内に浄水を含んだ状態で、前記一対の電極間に直流電流を供給して水の電気分解を行うことにより、前記飲水カップ内に特定成分の溶存率を高めた機能水を生成させる機能水生成装置であって、前記貯水槽内に、前記電解用水を含んだ含水部材を、前記電解セルの下面に接するように設けた機能水生成装置である。

本明細書において、「含水部材」は、水を内部に含んで保持できる部材をいう。含水部材としては、例えば各種素材からなる構造体の内部に多数の細かな空洞を有し、この空洞内に水を保持可能なものを用いることができる。含水部材を構成する素材として、具体的には、ウレタン等の発泡体からなるスポンジや、不織布、織布、綿等が挙げられる。

上記構成によれば、貯水槽内の水位が低下したり、下側電極板が電気分解により副次的に生成して滞留した気体で覆われたりした場合であっても、電解セル下面に接するように設けた含水部材を通じて下側電極板に電解用水を安定的に供給し、下側電極板を湿潤状態に維持できる。すなわち、下側電極板自体が貯水槽内の電解用水に浸漬されていなくても、含水部材が電解用水を含んだ状態に保たれていれば、毛細管現象を利用して含水部材を通じて下側電極板に水を安定的に供給することができる。

含水部材は、弾性を備えた部材で構成してもよい。含水部材を、含水時に弾性変形可能な部材で形成すれば、電解セルの下面および包囲壁の下端部に、適度な接圧で含水部材を接触させることができ、一層安定的に下側電極に電解用水を供給できる。

本明細書によって開示される含水部材を備えた機能水生成装置において、前記飲水カップの外底面には、前記電解セルを取り囲む包囲壁が下方に突出して設けられ、前記含水部材は前記包囲壁の下端部にも接触する大きさに形成されていてもよい。

上記構成によれば、含水部材が包囲壁の下端部にも接触することで、飲水カップの外底面への電解用水の付着を抑制し、飲水カップを取り外した時の液ダレを軽減できる。

本明細書によって開示される含水部材を備えた機能水生成装置において、前記含水部材には、前記包囲壁に接触する領域と前記電解セルに接触する領域との間に、区切り構造が設けられていてもよい。ここで、「区切り構造」は、例えば段差や、ハーフスリット（切れ目）、異素材の接面等で構成できる。

上記構成によれば、含水部材において、電解セルの下面に接触する領域（以下、内周部という）と包囲壁の下端部に接触する領域（以下、外周部という）との境界に沿って設けた区切り構造により、高さの異なる電解セル下面と包囲壁下端部の双方に、含水部材を良好に接触させることができる。具体的には、飲水カップがベースユニットに据え置かれて下部が貯水槽内の電解用水に浸漬されたときに、含水部材の外周部を包囲壁の下端部に接触させるとともに、内周部を電解セルの下面全体、すなわち下側電極板の全面に、接触させることができる。これにより、電解セルの下面に、含水部材と接触しない非接触部分が形成されなくなって、電解セル下面への空気の混入や、水の電気分解時に副次的に発生する気体の滞留を抑制し、下側電極板全面に安定的に電解用水を供給できる。この結果、飲水カップ外底面への水滴の付着を抑制して、飲水カップを取り外した際の液ダレを軽減すると同時に、下側電極板の全面に安定的に水を供給して、電極の全面において電気分解を均等に効率よく進行させることができる。

本明細書によって開示される機能水生成装置は、ベースユニットに対して着脱可能な飲水カップと、前記飲水カップの底面の一部をなす高分子イオン交換樹脂膜およびその上下両側に設けられた一対の電極を備えた電解セルと、前記ベースユニットに設けられ電解用水を前記電解セルの下側に供給するように貯留する貯水槽と、前記ベースユニットに設けられ前記貯水槽に前記電解用水を補給するタンクと、前記一対の電極に接続された電源装置と、を備え、前記飲水カップ内に浄水を含んだ状態で、前記一対の電極間に直流電流を加えて水の電気分解を行うことにより、前記飲水カップ内に特定成分の溶存率を高めた機能水を生成させる機能水生成装置であって、前記タンクは、下部の給水開口を除いて気密可能に形成されており、前記給水開口を前記貯水槽内に配置することで、前記貯水槽内の水位が所定の水位よりも低下した時に前記給水開口から大気を自然流入させて前記貯水槽内を前記所定の水位に維持させるようにした機能水生成装置であってもよい。

上記構成によれば、タンクから貯水槽に電解用水が供給されて給水開口が電解用水で閉塞されると、タンク内に気体が流入しなくなるために給水が停止される。そして、電気分解や自然蒸発によって電解用水の水位が低下し、給水開口から大気が自然流入可能になると、再び給水が開始される。このように、気圧と水圧とのバランスを利用することで、給水開口からの大気の自然流入が開始・停止される所定の水位に、貯水槽内を自動的に維持できる。このような機構を、以下、本明細書において「気圧給水機構」と称する。

気圧給水機構によれば、貯水槽内の水位が低下してタンクの給水開口から大気が自然流入可能となると直ちに給水が開始されるため、従来のフロート弁機構よりも迅速に水位の変動に対応可能であり、より微妙な水位調整を行うことができる。「所定の水位」を、例えば飲水カップをベースユニットに据え置かれたときに電解セル下面の下側電極板が配される高さとほぼ等しくなるように設定すれば、下側電極板が貯水槽内の電解用水に浸漬される状態を維持できる。気圧給水機構は極めて簡単な構成であり、従来のフロート弁機構と比較して構成部品を格段に減らすことができるため、製造コストを削減し、また部品の欠陥・摩耗や調整の不具合を抑制して給水信頼性を高め、メンテナンス性や耐久性を向上させることができる。さらに、タンクを任意の形状に形成できるようになり、装置設計の自由度が増加する。

本明細書によって開示される前述の含水部材を備えた機能水生成装置において、前記タンクは、下部の給水開口を除いて気密可能に形成されており、前記給水開口を前記貯水槽内に配置することで、前記貯水槽内の水位が所定の水位よりも低下した時に前記給水開口から大気を自然流入させて前記貯水槽内を前記所定の水位に維持させるようにしてもよい。

上記構成によれば、含水部材を備えた機能水生成装置において、貯水槽への給水を気圧給水機構によって行うことにより、極めて簡易な構成でありながら、下側電極板への電解用水供給の安定性を一層高めることができる。不具合を招きうるような部品が少なく信頼性の高い気圧給水機構を採用することで、一層確実に含水部材を電解用水を含んだ状態に維持できるからである。逆に、気圧給水機構を備えた機能水生成装置では、給水開口から大気が自然流入可能となったタイミングで一時に貯水槽への給水が行われるため、微小ながらも貯水槽内の水位に変動が生じるが、含水部材を併用することで微小な水位変動の影響を抑制し、電解セル下面への給水信頼性を高めることができる。

本明細書によって開示される気圧給水機構を備えた機能水生成装置において、前記給水開口は、前記タンクの下端に、開口径が１２ｍｍ〜２０ｍｍの円形をなすように形成されていてもよい。気圧給水機構では、貯水槽内の水位が低下して給水開口から大気が自然流入するとタンクからの給水が行われるのであるが、タンクの下端に円形に形成された給水開口では、開口径が大きくなるほど一時の給水量が多くなる。換言すれば、給水開口の開口径が小さいほど頻回に給水が行われるため、貯水槽内の水位変動を抑制する上では、給水開口の開口径は小さいほど好ましい。一方で、開口径が小さすぎると、水の表面張力によって給水開口で水が凝集して大気の流入が妨げられるために、タンクから水が滴下しにくくなり、水面が給水開口から完全に離れているにもかかわらず給水が開始されない現象が散見されるなど、給水が不安定となる。
上記構成のように、タンクの下端に設けられた円形をなす給水開口の開口径（直径）を１２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とすれば、給水開口における水の凝集に基づく給水停止を抑制しつつ、給水頻度を上げて貯水槽の水位変動を抑制できる。

或いは、明細書によって開示される気圧給水機構を備えた機能水生成装置において、前記給水開口は、前記タンクの下端に、縁部に切欠きを備えた円形をなすように形成されていてもよい。

上記構成によれば、前述のように開口径が小さい場合に給水開口先端での水の凝集によって給水が開始されなくなる事態を抑制できる。この結果、給水開口の開口径を小さくしても安定的に給水を行うことが可能となり、貯水槽の水位変動を一層抑制できる。切欠きは様々な形状に形成できるが、水の凝集作用を考慮すれば、矩形状よりも三角形状であることが好ましい。好ましい切欠きの寸法は給水開口の開口径によっても異なるが、開口径を３０ｍｍ以下とした場合には、総じて、切欠きの幅Ｗが２ｍｍ以上で、かつ、幅Ｗを高さＨで割った鈍角性Ｗ／Ｈが５よりも小さいことが好ましい。切欠きの幅Ｗがこれよりも小さいと、給水開口における水の凝集を抑制することが難しく、また鈍角性がこれよりも大きいと、切欠き頂部からの大気の流入を促すという切欠きの効果を発揮させることが難しくなるからである。

或いは、本明細書によって開示される気圧給水機構を備えた機能水生成装置において、前記タンクには前記給水開口を閉鎖可能な止水弁が設けられ、前記ベースユニットには前記止水弁を開放する開弁機構が設けられていてもよい。

上記構成によれば、タンクへの水の補充作業を容易に行える。例えば、タンク自体を着脱式として給水開口から電解用水を補充する場合には、止水弁を閉止した状態でベースユニットへのタンクの着脱を行えば、作業が格段に容易となる。或いは、タンクの上部に補充開口を設け、この補充開口を気密に閉止可能な蓋を取り付けることで、タンクをベースユニットに据え置いたまま止水弁を閉止して蓋を開け、電解用水をタンクに補充できる。

以上のように、本明細書によって開示される技術によれば、水の電気分解によって機能水を生成する装置において、電極に電気分解用の水を安定的に供給できる。

第一実施形態に係る機能水生成装置の平面図 第一実施形態に係る機能水生成装置の正面図 図１のＡ−Ａ断面図 フロートユニット部分の部分拡大Ａ−Ａ断面図 飲水カップ底部の部分拡大断面図 ベースユニットに飲水カップを据え置く前の状態を示すＢ−Ｂ断面図 ベースユニットに飲水カップを据え置く途中の状態を示すＢ−Ｂ断面図 ベースユニットへの飲水カップの据置が完了した状態を示すＢ−Ｂ断面図（図１のＢ−Ｂ断面図） 第二実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットに飲水カップを据え置く途中の状態を示す断面図 ベースユニットへの飲水カップの据置が完了した状態を示す断面図 第三実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットに飲水カップを据え置く途中の状態を示す断面図 ベースユニットへの飲水カップの据置が完了した状態を示す断面図 第四実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットに飲水カップを据え置く途中の状態を示す断面図 ベースユニットへの飲水カップの据置が完了した状態を示す断面図 第五実施形態に係る機能水生成装置の平面図 図１５のＣ−Ｃ断面図 第六実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットに飲水カップが据え置かれた状態を示す断面図 第七実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットからタンクおよび飲水カップを取り外した状態を示す断面図 ベースユニットにタンクおよび飲水カップが取り付けられた状態を示す断面図 第八実施形態に係る機能水生成装置において、ベースユニットからタンクおよび飲水カップを取り外した状態を示す断面図 ベースユニットにタンクおよび飲水カップが取り付けられた状態を示す断面図

＜第一実施形態＞
第一実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１について、図１から図８に基づいて説明する。図１は、機能水生成装置Ｍ１の平面図、図２は正面図、図３から図８は断面図である。図２から図８における上側が上であり、以下の説明では、図２における紙面手前を前（正面）、紙面左側を左とする。また、複数の同一部材については、一部の部材のみに符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。

図１および図２に示すように、機能水生成装置Ｍ１は、大まかには、飲水カップ５０と、飲水カップ５０が着脱自在に据え置かれるベースユニット１と、からなる。ベースユニット１の左側部分には給水部２が、右側部分にはカップ据置部３０が形成されており、カップ据置部３０に飲水カップ５０を着脱可能に据え置くことができる。

ベースユニット１について説明する。
図２に示すように、ベースユニット１には、運転制御スイッチ１１や運転状態を表示する表示部１２が設けられ、ＤＣ電源として図示しないＡＣアダプタが接続出来るようになっている。
図３に示すように、ベースユニット１の下部には貯水槽４０が形成されている。貯水槽４０は、左側の給水部２の下部に形成された受水槽部４１と、右側のカップ据置部３０の下部に形成された電解槽部４２とが、流路４３を介して連通されてなる。

ベースユニット１左側の給水部２について説明する。
図３に示すように、受水槽部４１の上方には浄水ＰＷ１を保持するタンク２０が配設される。タンク２０の底面の一部は下方に突出形成されており、この部分に着脱可能なイオン交換樹脂容器２１が収容されている。イオン交換樹脂容器２１の軸部２１Ａには、これをガイドとして、タンク２０内の水位に応じて上下スライド可能な浮子２１Ｃが軸支され、タンク２０内の水位を目視で確認できるようになっている。給水部２上面に形成された開口の蓋２９を取り外し、タンク２０に浄水ＰＷ１を注水すると、浄水ＰＷ１は取水口２１Ｂからイオン交換樹脂容器２１内に流入して内部に充填されたイオン交換樹脂の間を通過し、マグネシウム、カルシウム等のミネラル分が除去されて、電解に向いた電解用水ＤＷとなって受水槽部４１内に滴下する。
なお、電解用水ＤＷとしては、上記のように浄水ＰＷ１を処理したものを用いることが好ましいが、このような構成は必須ではなく、別途電解用に生成した電解用水ＤＷをタンク２０に注いでもよく、或いは、浄水ＰＷ１をそのまま電解用水ＤＷとして用いてもよい。

図４は、受水槽部４１内を所定の水位に維持するためのフロート弁機構の作動を表す要部拡大図である。なお、本実施形態において「所定の水位」は、図３に示すように、飲水カップ５０を後述するカップ据置部３０に据え置いたときに、後述する電解セル６０下面の下側電極板６３が貯水槽４０（電解槽部４２）内の電解用水ＤＷの水面とほぼ同じ高さとなるような水位に設定する。
タンク２０の最下部でイオン交換樹脂容器２１の下方には、吐水口２３Ａが突出形成され、この周囲に弁ケース２３Ｂが下方に延出するように設けられている。弁ケース２３Ｂの内部には、弾性を有して吐水口２３Ａに密着閉止可能な弁体２４が、上下動可能に保持されている。弁ケース２３Ｂの下端部には、略Ｌ字型をなすアーム２５の一端が、軸ピン２６を中心として回動自在に取り付けられ、他端には樹脂製のフロート２７が装着されている。また、アーム２５の適当な位置には、押圧突起２５Ａが形成されており、受水槽部４１内の水面に浮かべられたフロート２７が上昇するとアーム２５が図４における時計回りに回動し、押圧突起２５Ａの突出端が弁ケース２３Ｂに挿入されて弁体２４を上方に押し上げる。押し上げられた弁体２４は、吐水口２３Ａに押し当てられてこれを閉止し、電解用水ＤＷの滴下が停止されるようになっている。またその後、電気分解や蒸発によって電解用水ＤＷが減少して受水槽部４１内の水位が低下すると、図３および図４に破線で示したように、フロート２７が下降してアーム２５が反時計回りに回動し、押圧突起２５Ａの離隔に伴って弁体２４が下降することで、吐水口２３Ａが開放されて電解用水ＤＷが再び滴下されるようになっている。
本実施形態では、このようなフロート弁機構により、受水槽部４１内の水位が大きく変動しないように制御している。

図３に示すように、受水槽部４１内に滴下した電解用水ＤＷは、流路４３を通ってカップ据置部３０側の電解槽部４２に導かれ、受水槽部４１と同じ水位まで電解槽部４２内を満たして、受水槽部４１と電解槽部４２が共に所定の水位に維持される。

なお、貯水槽４０内の電解用水ＤＷが電気分解や蒸発によって徐々に消費されるのに伴い、タンク２０内における浄水ＰＷ１が減少する。そこで、本実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１では、タンク２０内におけるイオン交換樹脂容器２１の取水口２１Ｂ近傍に、浄水ＰＷ１の不足を検知して報知する残量警告センサ２８が配備されている。図４に示すように、本実施形態の残量警告センサ２８は、電解開始の有無などの制御に利用されるマグネットを内蔵したマグネットフロート２８Ａとホール素子を内蔵したスライド軸２８Ｂとを組み合わせて構成されるが、このような構成に限定されるものではなく、また警告機構を備えていなくてもよい。

続いて、ベースユニット１右側のカップ据置部３０について説明する。図６に表されているように、電解槽部４２の外周囲には、隔壁３１を境界として飲水カップ５０の底部材５２の外周壁５６が嵌合される嵌合部３４が設けられており、この嵌合部３４の前側および後側に、嵌合部３４の外方に弾性変形可能な接触端子３２Ｔおよび接触端子３３Ｔが設けられている。接触端子３２Ｔ，３３Ｔは、電蝕を抑制するため嵌合部３４に対して１８０度反対側に配置されていることが好ましい。接触端子３２Ｔ，３３Ｔは、ベースユニット１に接続された図示しない電源制御部を介してＡＣアダプタと接続される。また、図６等に示すように、電解槽部４２内の底面中央部には、飲水カップ５０の外底面の電解セル６０下面に対応する位置を取り囲んで環状に突出する補助壁３５が設けられている。

続いて、飲水カップ５０について説明する。
図６に示すように、飲水カップ５０は、側部材５１と、側部材５１の底面に水密に取り付けられる樹脂製の底部材５２と、を有する。側部材５１は、シリンダー状に形成された側壁５１Ｙと、側壁から連設された底壁５１Ｘとを備える。図５の拡大断面図に示すように、底壁５１Ｘの中央部には、上面視で略正方形をなすように下方に突出する突出部５１Ａが形成されており、突出部５１Ａの下端面に開口５１Ｂが形成されている。一方、底部材５２において、側部材５１の開口５１Ｂに対応する中央部には、突出部５１Ａと同じく上面視で略正方形をなして下方に突出する突出部５２Ａが形成され、突出部５２Ａの下端面に、略正方形状に開口する底面開口５２Ｂが設けられている。この底面開口５２Ｂ内に、上面視で略正方形をなす電解セル６０が組み込まれている。底部材５２は、電解セル６０の周縁部において後述する下側電極板６３を保持して下方に突出し、包囲壁５５を形成している。また、底部材５２の外周壁５６は、包囲壁５５よりも下方に延出するように形成されている。

続いて、電解セル６０について説明する。
図５に示すように、電解セル６０は、高分子イオン交換樹脂膜６１と、この上側に位置する上側電極板６２と、下側に位置する下側電極板６３と、を備える。上側電極板６２および下側電極板６３は何れも透水可能に形成されており、液不透過性の高分子イオン交換樹脂膜６１が底面開口５２Ｂを閉塞することによって、飲水カップ５０の底面から漏水しないように形成される。

上側電極板６２および下側電極板６３には、簾状、網状、多孔状に形成された透水可能な炭素や白金等からなる電極板を用いることが好ましく、本実施形態では、どちらの電極板にも略正方形簾状のチタン製の基材にプラスチックメッキを施した電極板を使用している。なお、上側電極板６２および下側電極板６３の開口率は、３０％〜７０％であるものが好ましい。
下側電極板６３は、底面開口５２Ｂ内に配されるように、底部材５２にインサート成型される。突出部５２Ａの内底面に下側電極板６３を囲むように形成された凹部内には、パッキン６４Ａが配設される。高分子イオン交換樹脂膜６１は、このパッキン６４Ａに周縁部が当接する大きさに形成される。
上側電極板６２は、底部材５２の突出部５２Ａ内に嵌合可能な略正方形の板枠状に形成された樹脂製の電極保持部材６５にインサート成形されており、電極保持部材６５の下面側および上面側の上側電極板６２周囲にもパッキン６４Ｂおよびパッキン６４Ｃが配設される。
下側電極板６３の下側電極端子６３Ｔ、および上側電極板６２の上側電極端子６２Ｔは、飲水カップ５０をカップ据置部３０に据え置いた時に、前側および後側となる位置において、底部材５２の外周壁外面に沿って飲水カップ５０の側壁から露出するように形成されている。

飲水カップ５０は、底部材５２の上方に側部材５１を重ねて図示しない締結手段によって締結することにより、底部が水密となるように形成される。詳しくは、下側電極板６３を備えた底部材５２の突出部５２Ａ内にパッキン６４Ａを配設し、この上に、高分子イオン交換樹脂膜６１、パッキン６４Ｂ、電極保持部材６５（上側電極板６２を備える）、パッキン６４Ｃを順に載置して、これらの上方から側部材５１の開口５１Ｂを備えた突出部５１Ａを押圧固定することで、電解セル６０が形成される。さらに、開口５１Ｂの上方には、図２に表されているような複数の架橋構造が形成されたカバー部材６６が嵌めこまれて、上側電極板６２の上面が異物の落下による破損等から保護されるようになっている。なお、本実施形態では、底部材５２、高分子イオン交換樹脂膜６１、電極保持部材６５、側部材５１の間を水密に維持するためのシール手段として、弾性樹脂からなるパッキン６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを使用したが、これに限定されるものではなく、弾性樹脂硬化剤、粘着材、ゲル上の粘弾性体等を用いてもよい。

続いて、飲水カップ５０の据え置きについて説明する。
図６から図８は、浄水ＰＷ２を注いだ飲水カップ５０を、ベースユニット１のカップ据置部３０に据え置く過程を示している。まず図６に示すように、飲水カップ５０のうち最も下方に突出した外周壁５６を、カップ据置部３０の嵌合部３４に位置合わせしながら、飲水カップ５０をカップ据置部３０に上方から接近させる。図７に示すように、外周壁５６が嵌合部３４内に嵌合挿入されると、接触端子３２Ｔ，３３Ｔが外方に弾性変形する。図８に示すように、さらに飲水カップ５０が押し込まれて外周壁５６の下端が嵌合部３４の底壁に当接すると、底部材５２の外面に露出している上側電極端子６２Ｔおよび下側電極端子６３Ｔに接続された状態で、飲水カップ５０がカップ据置部３０にしっかりと保持され、ベースユニット１への据え置きが完了する。

続いて、水の電解による機能水の生成について説明する。
機能水の生成は、上述のように、貯水槽４０内に所定の水位まで電解用水ＤＷを満たし、浄水ＰＷ２を含んだ飲水カップ５０を据え置いた状態で行う。ベースユニット１にＡＣアダプタ（ＤＣ電源）を接続し、運転制御スイッチ１１を操作して、接触端子３２Ｔ，３３Ｔに直流電流を供給すると、上側電極板６２および下側電極板６３に電圧が印加されて、飲水カップ５０内の浄水ＰＷ２および電解槽部４２内の電解用水ＤＷが電気分解される。

ここで、上側電極端子６２Ｔに接続される接触端子３２Ｔが陰極、下側電極端子６３Ｔに接続される接触端子３３Ｔが陽極となるように直流電流を供給すると、上側電極板６２では水素が発生し、これが飲水カップ５０内の浄水ＰＷ２に溶解して、健康や美容に良いとされる水素豊富水が飲水カップ５０内に生成される。この際、下側電極板６３で生成した酸素が溶けこむことで、電解槽部４２内には酸素・オゾン豊富水が生成される。酸素・オゾン豊富水は殺菌力を有するため、貯水槽４０等における雑菌の繁殖を抑制して、機能水生成装置Ｍ１を清潔に維持するのに役立つ。

逆に、上側電極端子６２Ｔに接続される接触端子３２Ｔが陽極、下側電極端子６３Ｔに接続される接触端子３３Ｔが陰極となるように直流電流を供給すると、上側電極板６２では酸素が発生し、これが飲水カップ５０内の浄水ＰＷ２に溶解して、酸素・オゾン豊富水が飲水カップ５０内に生成される。このように生成した酸素・オゾン豊富水は、食器や各種機器等の洗浄や殺菌などの様々な用途に利用することができる。

また、電極材質、電気的制御方法を最適化することで、アルカリイオン水、還元水など、所望の機能水を生成することができる。

続いて、下側電極板６３に電解用水ＤＷを安定的に供給するための含水部材９０について説明する。含水部材９０を、水を内部に含んで保持できる部材であり、例えば、各種素材からなる構造体の内部に多数の細かな空洞を有し、この空洞内に水を保持可能なものを用いることができる。
本実施形態では、含水部材９０として、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド等の弾性を備えた不織布あるいは連泡スポンジ（ウレタン、ＥＰＤＭ）を使用する。含水部材９０を、電解用水を含んだ状態で電解セル６０の下面に接触させることにより、毛細管現象を利用して下側電極板６３に電解用水を供給することができる。

含水部材９０は、補助壁３５の内部にほぼ隙間なく、すなわち電解セル６０の下面および包囲壁５５の下端部に接触するように、設置される。
本実施形態の含水部材９０には、電解セル６０の下面に接触する内周部９２を、包囲壁５５の下端部に接触する外周部９３よりも突出させるようにした段差９１（区切り構造）が形成されている。段差９１は、飲水カップ５０の外底面における、電解セル６０下面に対する包囲壁５５の突出長よりも大きくなるように形成されている。

続いて、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、電解槽部４２内に、電解セル６０の下面および包囲壁５５の下端部に接触する含水部材９０が設置される。このため、貯水槽４０内の水位が所定の水位より低くなったり、電気分解により副次的に生成して滞留した気体で下側電極板６３が覆われたりした場合であっても、電解用水ＤＷを含んだ含水部材９０を通じて、毛細管現象を利用して下側電極板６３に電解用水ＤＷを安定的に供給することができる。すなわち、本実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１では、下側電極板６３自体が貯水槽４０内の電解用水ＤＷに浸漬されていなくても、含水部材９０が電解用水ＤＷを含んだ状態に維持されていれば、含水部材９０を通じて電解用水ＤＷを下側電極板６３に供給し、湿潤状態に維持できる。また、水の電気分解により副次的に下側電極板６３に気体が生じた場合でも、含水部材９０を形成する不織布スポンジの繊維に沿って気体が誘導され放出されることにより、滞留が抑制される。この結果、下側電極板６３に電解用水ＤＷを安定的に供給できる。

また、本実施形態に係る含水部材９０は、含水時に弾性変形可能な不織布スポンジで形成されており、電解セル６０の下面および包囲壁５５の下端部に、適度な接圧で接触させることができる。この結果、一層安定的に下側電極板６３に電解用水ＤＷを供給できる。

また、本実施形態に係る含水部材９０には、電解セル６０の下面に接触する内周部９２を、包囲壁５５の下端部に接触する外周部９３よりも突出させるようにした段差９１（区切り構造）が形成されている。

例えば含水部材９０を上面が完全にフラットな一部材で形成すると、含水時の弾性変形が可能なもので構成しても、電解セル６０下面の全面に亘ってこれを接触させるのが難しいことがある。具体的には、本実施形態のように、飲水カップ５０の外底面において、電解セル６０下面から突出する包囲壁５５を設けた構造では、飲水カップ５０をベースユニット１に据え置く過程で、まず包囲壁５５の下端部が含水部材９０上面の外周部と接触してこの部分を変形させた後、電解セル６０下面の下側電極板６３中央部と、含水部材９０の中央部とが接触する。飲水カップ５０がさらに下方に押し付けられると、弾性を備えた含水部材９０と下側電極板６３との接触範囲は外周に向かって広がるが、下側電極板６３と包囲壁５５との境界付近において、含水部材９０が接触しない非接触部分が残る。このような非接触部分に、飲水カップ５０を据え置く過程で空気が混入したり、水の電気分解によって副次的に発生した気体が滞留したりすると、下側電極板６３全面への水の供給が困難になり、本来電極の全面で均等に生ずる電気分解に支障を来たすことがあった。また、包囲壁５５が外周部９３のみを集中的に押圧することによって、含水部材９０の弾性性能が部分的に損なわれると、飲水カップ５０を取り外す際に含水部材９０が飲水カップ５０の下面に届かなくなって付着水を吸収できなくなり、液ダレが生じ易くなるなどの不具合が指摘されることもあった。

本実施形態に係る含水部材９０では、前述のように内周部９２を外周部９３よりも突出させるような段差９１を設けたことにより、包囲壁５５の下端部による外周部９３の圧縮状況に影響されることなく、内周部９２を下側電極板６３の全面に接触させることができる。この結果、下側電極板６３の全面に電解用水ＤＷを供給して、電極全面において効率的に電気分解を進行させることが可能である。

さらに、本実施形態に係る含水部材９０の段差９１は、飲水カップ５０の外底面における、電解セル６０下面に対する包囲壁５５の突出長よりも大きくなるように形成されている。これにより、飲水カップ５０をベースユニット１に据え置く際、包囲壁５５の下端部が外周部９３に接触するよりも先に、電解セル６０の下面が内周部９２に接触するため、電解セル６０の下面に空気が混入することを抑制できる。また、電気分解時に副次的に発生する気体の滞留も、効果的に抑制できる。この結果、一層安定的に下側電極板６３の全面に電解用水ＤＷを供給して、電極全面において効率的に電気分解を進行させることができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る機能水生成装置Ｍ２について、図９および図１０に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ２は、基本的な構成および作用効果は第一実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１と同じであるが、含水部材９０の代わりに含水部材２９０を備えている点において相違している。以下、第一実施形態と同様の部材には同じ符号を付して、説明を省略する（第三実施形態以下の説明でも同様とする）。なお、図９は飲水カップ５０をカップ据置部３０に据え置く直前の状態を、図１０は据え置いた後の状態を示している。

第一実施形態に係る含水部材９０には、電解セル６０の下面に接触する内周部９２と、包囲壁５５の下端部に接触する外周部９３との間の区切り構造として、段差９１が形成されていたのに対し、含水部材２９０には、図９に示すように、内周部２９２と外周部２９３との間に、区切り構造としてハーフスリット２９１が形成されている。

本実施形態によれば、図１０に示すように、含水部材２９０の内周部２９２と外周部２９３のそれぞれを、ハーフスリット２９１を境界として独立する平面として、下側電極板６３の全面および包囲壁５５下端部に接触させることができる。このようにすれば、円板状に形成した含水部材２９０の適当な位置にハーフスリットを設けるという、安価で簡易な構成により、第一実施形態について記載した含水部材９０の設置による効果と同様の効果を得ることができる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態に係る機能水生成装置Ｍ３について、図１１および図１２に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ３は、基本的な構成および作用効果は第一実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１と同じであるが、含水部材９０の代わりに含水部材３９０を備えている。

図１１に示すように、含水部材３９０は、内周部３９２と外周部３９３が異なる素材からなり、これらの接面３９１が区切り構造を形成している。

本実施形態によれば、図１２に示すように、異素材からなる内周部３９２と外周部３９３の上面を、それぞれ独立した平面として、下側電極板６３の全面および包囲壁５５下端部に接触させることができ、第一実施形態の含水部材９０について記載したものと同じ効果を得ることができる。

本実施形態によればさらに、内周部３９２もしくは外周部３９３にあった特性を有する異なる素材を組み合わせて含水部材２９０を形成することで、全体として最適の作用を発揮させることができる。例えば内周部３９２は、下側電極板６３に電解用水ＤＷを供給して滞留する気体を外側に誘導放出させるために、吸水性に優れるとともに、気体の放出性に優れた特性を有していることが好ましい。他方、外周部３９３は、飲水カップ５０を取り外す際に包囲壁５５下端部に付着した水分を吸収して液ダレを防止するために、適正な弾性復元力を有し、弾性復元時の吸水効果が高い特性を有していることが好ましい。
このように、含水部材３９０を各部位にあった複数の素材で構成することで、含水部材の設置による効果を高め、また長期間にわたってその効果を持続させることができる。

＜第四実施形態＞
第三実施形態に係る機能水生成装置Ｍ４について、図１３および図１４に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ４は、基本的な構成および作用効果は第一実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１と同じであり、含水部材９０の代わりに含水部材４９０を備えている。

本実施形態に係る含水部材４９０は、図１３に示すように、内周部４９２と外周部４９３が異なる素材で形成され、これらの接面において内周部４９２が外周部４９３よりも上方に突出する、段差接面４９１が形成されている。

本実施形態によれば、図１４に示すように、別素材からなる内周部４９２と外周部４９３の上面を、それぞれ独立した平面として、下側電極板６３の全面および包囲壁５５下端部に接触させることができ、第一実施形態の含水部材９０について記載したものと同じ効果を得ることができる。さらに、内周部４９２もしくは外周部４９３にあった特性を有する異なる素材を組み合わせ、かつ段差状に構成することで、含水部材の設置による効果をさらに高めて耐久性のあるものとし、一層品質の高い装置を提供することができる。

＜第五実施形態＞
第五実施形態に係る機能水生成装置Ｍ５について、図１５および図１６に基づいて説明する。図１５は、機能水生成装置Ｍ５の平面図、図１６はＣ−Ｃ断面図である。
本実施形態に係る機能水生成装置Ｍ５と、第一実施形態に係る機能水生成装置Ｍ１とを比較すると、図１６に示すように、フロート弁機構を有する給水部２の代わりに気圧給水機構を有する給水部５０２を備えている点で大きく相違している。なお、図１５に示すように、ベースユニット５０１は上面視で瓢箪型をなす形状に形成されており、貯水槽５４０の電解槽部５４２およびカップ据置部５３０は第一実施形態に係る電解槽部４２およびカップ据置部３０と異なった形状に形成されているが、基本的な構造および機能はこれらと同じである。また、機能水生成装置Ｍ５では、ベースユニット５０１の瓢箪型のくびれた部分（貯水槽５４０の受水槽部５４１と電解槽部５４２との隔壁の内部）に、図示しない電源部が配されている。

貯水槽５４０内を所定の水位に維持するための、給水部５０２に設けられた気圧給水機構について説明する。
図１６に示すように、給水部５０２の受水槽部５４１上部に、ボトル状のタンク５２０が配置される。ボトル状のタンク５２０は、ボトルのネック部分先端に設けられた円形の給水開口５２３を除き、気密に形成されている。また、受水槽部５４１の内側壁５４１Ａは、内面がタンク５２０の外周面に沿う寸法形状に形成されており、受水槽部５４１の底面には、上方に環状に突出する位置決め突起５４５が設けられている。なお、位置決め突起５４５には間欠部分が形成されており、電解用水ＤＷを流通可能となっている。

タンク５２０に電解用水ＤＷを入れ、給水開口５２３が下端になるように受水槽部５４１内に取り付ける。タンク５２０は、受水槽部５４１の内側壁５４１Ａにより水平方向に位置決めされ、位置決め突起５４５により垂直方向に位置決めされて、下端の給水開口５２３が水平に保たれる姿勢で受水槽部５４１内に支持される。ここで、給水開口５２３は、カップ据置部３０に据え置かれた飲水カップ５０の下側電極板６３と同じ高さ（この高さを「所定の水位」とする）となるように設定支持される。タンク５２０が取り付けられると、内部に保持された電解用水ＤＷが給水開口５２３から流出して、受水槽部５４１と、流路５４３で連通された電解槽部５４２とを満たす。貯水槽５４０内の水位が上昇して給水開口５２３が電解用水ＤＷの水面によって閉塞されると、タンク５２０に大気が流入しなくなるために給水が停止される。電気分解や蒸発によって電解用水ＤＷが減少して受水槽部５４１内の水位が低下すると、給水開口５２３から大気が流入可能となって給水が再開され、貯水槽５４０内が所定の水位に維持される。

本実施形態によれば、貯水槽５４０内の水位が低下してタンク５２０の給水開口５２３から大気が自然流入可能となった時点で直ちに給水が開始されるため、従来のフロート弁機構よりも水位の変動に迅速に対応が可能であり、より微妙な水位調整を行うことができる。また、気圧給水機構は、上記のように極めて簡単な構成であり、従来のフロート弁機構と比較して構成部品を格段に減らすことができるため、製造コストを削減し、部品の欠陥・摩耗や調整の不具合を抑制して給水信頼性を高め、メンテナンス性や耐久性を向上させることができる。さらに、タンク５２０を任意の形状に形成できるようになり、装置設計の自由度が増加する。

ここで、円形をなす給水開口５２３の開口径について考察する。
表１は、種々の開口径の給水開口５２３を備えたタンク５２０に、一定量（２６０ｃｃ）の水を保持させ、この水が全て放水されるまでの放水回数をカウントした結果を示したものである（「切欠き無」欄）。なお、貯水槽５４０内の水位変動を抑制する観点から、一回の給水量（タンク５２０からの放水量）は１０ｃｃ以下であることが好ましいと考えられる。よって、以下では表１に示す放水回数が２６回以上となる開口径が好ましいとして、考察を行う（第七実施形態について後述する、切欠きの形状寸法についての考察でも同様とする）。

表１に表されているように、実験に供した３種類の開口径のタンク５２０のうち、給水開口５２３の開口径が１０．５ｍｍのものでは、放水が５回行われた後は、タンク５２０の内部に水が残存していたにもかかわらず、受水槽部５４１内の水面が給水開口５２３から完全に離れても放水が再開されなかった。このとき、給水開口５２３において水が凝集している様子が観察された。開口径が小さいと、凝集した水が給水開口５２３を閉塞して大気の流入が妨げられるためにタンク５２０から水が滴下しにくくなり、放水が不安定となったと推察される。また、開口径が２１．５のものでは、放水が２３回行われた時点で全ての水が放水された。開口径が大きいと、一回の放水量が多くなり貯水槽５４０内の水位が変動し易くなると推察できる。

上記結果より、タンク５２０の下端に円形の給水開口５２３は、開口径が１２ｍｍ〜２０ｍｍの円形をなすように形成することが好ましいといえる。給水開口５２３をこのように形成すれば、水の凝集による給水停止を抑制しつつ、給水を頻回に行わせて貯水槽５４０の水位変動を抑制できる。

＜第六実施形態＞
第六実施形態に係る機能水生成装置Ｍ６について、図１７に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ６は、基本的な構成および作用効果は第五実施形態に係る機能水生成装置Ｍ５と同じであるが、含水部材２９０を備えている点において相違している。

含水部材２９０は、第二実施形態に係る含水部材２９０と同様のものであり、内周部２９２と外周部２９３との間の区切り構造として、ハーフスリット２９１が形成されている。

本実施形態によれば、含水部材２９０を備えた機能水生成装置において、貯水槽５４０への給水を気圧給水機構によって行うことにより、極めて簡易な構成でありながら、電解セル６０下面の下側電極板６３への電解用水ＤＷ供給の安定性を一層高めることができる。すなわち、不具合を招きうるような部品が少なく信頼性の高い気圧給水機構を採用することで、一層確実に含水部材２９０を電解用水ＤＷを含んだ状態に維持できる。逆にいえば、気圧給水機構では、給水開口５２３から大気が自然流入可能となったタイミングで一時に貯水槽５４０への給水が行われるため、貯水槽５４０内の水位に微小な変動が生じるが、含水部材２９０を併用することで水位変動の影響を抑制し、下側電極板６３への給水信頼性を高めることができる。

＜第七実施形態＞
第七実施形態に係る機能水生成装置Ｍ７について、図１８および図１９に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ７は、基本的な構成および作用効果は第六実施形態に係る機能水生成装置Ｍ６と同じであるが、図１８に示すように、機能水生成装置Ｍ７に係るタンク７２０の給水開口７２３の縁部に、三角形状の切欠き７２５が形成されている点において相違している。また、機能水生成装置Ｍ６に係る受水槽部５４１には位置決め突起５４５が形成されていたが、機能水生成装置Ｍ７に係る受水槽部７４１にはこれがなく、代わりにタンク７２０の下面に位置決め凸部７２６が形成されている。

本実施形態において、切欠き７２５は、給水開口７２３の縁部に３個が等間隔に形成されている。また、位置決め凸部７２６は、タンク７２０の下面外周寄りの位置に、環状に突出するように形成されている。図１９に示すように、位置決め凸部７２６は、タンク７２０を配設したときに受水槽部７４１の底面に当接して、切欠き７２５の頂部が電解セル６０の下面とほぼ同じ高さとなるようにタンク７２０を支持する。なお、位置決め凸部７２６には間欠部分が形成され、電解用水ＤＷを流通可能とされている。

ここで、切欠き７２５の形状寸法について考察する。
タンク７２０の給水開口７２３に、種々の形状寸法の切欠き７２５を形成し、タンク７２０内に一定量（２６０ｃｃ）の水を保持させて、全ての水が放出されるまでの放水回数をカウントした。結果を、上記表１の「切欠き有」欄に示す。

切欠き７２５の形状についてみると、表１に示した全てのケースで、矩形形状よりも三角形状の切欠き７２５の方が放水回数が多く、好ましい結果となった。三角形状の切欠き７２５では、切欠きの頂部から大気が流入して、放水が行われ易くなると推察される。また、実験に供した３種類の開口径のタンク７２０のうち、例えば開口径が１０．５ｍｍのものでは、三角形状の切欠き７２５の幅Ｗが２ｍｍよりも小さいと、切欠きが形成されていなかった場合と同様に、給水開口７２３において水が凝集して、タンク７２０の内部に水が残存していながら受水槽部５４１内の水面が給水開口７２３から完全に離れても放水が開始されなくなる現象が観察された。切欠き７２５の幅Ｗが小さいと、給水開口７２３における水の凝集を十分に抑制できないことが推察される。また、開口径が１４．０ｍｍ、２１．５ｍｍのタンク７２０では、三角形状の切欠き７２５の幅Ｗを高さＨで割った鈍角性Ｗ／Ｈの値が５のタンク７２０では、放水回数が２６回未満となった。鈍角性Ｗ／Ｈが大きいと、切欠き７２５の頂部からの大気の流入を促すという切欠きの効果が十分に発揮されないことが推察される。

上記より、タンク７２０の給水開口７２３は、幅Ｗが２ｍｍ以上で、かつ、鈍角性Ｗ／Ｈが５よりも小さい三角形状の切欠き７２５が形成されていることが好ましいといえる。このような形状寸法の切欠き７２５を形成すれば、給水開口７２３における水の凝集に基づく給水停止を抑制しつつ、切欠き７２５頂部からの大気の流入を促して頻回な給水を実現し、貯水槽５４０内の水位変動を抑えることができる。

＜第八実施形態＞
第八実施形態に係る機能水生成装置Ｍ８について、図２０および図２１に基づいて説明する。機能水生成装置Ｍ８は、基本的な構成および作用効果は第七実施形態に係る機能水生成装置Ｍ７と同じであるが、タンク８２０が給水開口８２３に止水弁８２９を備えており、受水槽部８４１に開弁凸部８４９（開弁機構）が形成されている点において相違している。

止水弁８２９および開弁凸部８４９について、説明する。
図２０および図２１に示すように、止水弁８２９は、貫通棒８２９Ａと、コイルバネ８２９Ｂと、封止体８２９Ｃと、を備え、タンク８２０の給水開口８２３に装着されている。図２０のように、タンク８２０が受水槽部８４１から取り外された状態では、貫通棒８２９Ａの周囲に嵌着されたコイルバネ８２９Ｂによって貫通棒８２９Ａが下方に付勢されて、封止体８２９Ｃが上方（タンク８２０の内方）から給水開口８２３に押し当てられ、給水開口８２３が水密に閉塞される。なお、本実施形態に係るタンク８２０では、給水開口縁部８２３Ａが部分的に下方に延出されている。
一方、貯水槽８４０の受水槽部８４１の中央部には、上方に延柱状に突出する開弁凸部８４９が形成されている。本実施形態に係る開弁凸部８４９は、中央部８４９Ａが周縁部８４９Ｂよりもさらに上方に突出する段差状をなすように設けられている。周縁部８４９Ｂは、タンク８２０下面に突出する給水開口縁部８２３Ａ内に嵌合するように形成されている。

図２１のように、受水槽部８４１内にタンク８２０を配設すると、開弁凸部８４９の周縁部８４９Ｂが給水開口縁部８２３Ａ内に嵌合され、中央部８４９Ａが止水弁８２９の貫通棒８２９Ａの下端を押圧してコイルバネ８２９Ｂが圧縮され、下方に付勢されていた貫通棒８２９Ａとともに封止体８２９Ｃが押し上げられる。これにより、給水開口８２３が開放されて、タンク８２０内に保持されていた電解用水ＤＷが受水槽部８４１内に流出し、気圧給水機構によって貯水槽８４０内が所定の水位に維持される。

本実施形態によれば、着脱式のタンク８２０への電解用水ＤＷの補充作業を容易に行うことができる。貯水槽８４０からタンク８２０を取り外すと、コイルバネ８２９Ｂの作用によって封止体８２９Ｃにより給水開口８２３が閉塞される。タンク８２０を反転させ、貫通棒８２９Ａを内方に押込みながら給水を行って手を放すと、コイルバネ８２９Ｂによって封止体８２９Ｃで給水開口８２３が閉塞されるため、タンク８２０を反転させても電解用水ＤＷが漏れることがなく、受水槽部８４１へのタンク８２０の配設作業を容易に行える。タンク８２０をそのまま受水槽部８４１に取り付ければ、前述のように給水開口８２３が開放されて、自動的に気圧給水機構が機能するようになっている。

＜その他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は、上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、いずれも給水開口が円形に形成されたものについて記載したが、これに限定されるものではない。例えば、楕円形や多角形をなすように形成してもよい。また、上記実施形態では、いずれも給水開口が水平に配されるものについて記載したが、これに限定されるものではない。機能水生成装置において、給水開口を傾斜するように配してもよく、また、タンクの側面に窓状に形成してもよい。

（２）気圧給水機構に係るタンクは、ボトル状のものに限定されない。タンクは、貯水槽内に配される給水開口を下部に備えているものであれば、任意の形状に形成し、自由に配置することができる。例えば、電解槽部の外周部を受水槽部として、カップ据置部を包囲するようにタンクを配設してもよい。給水部をカップ据置部の周りに設けることで、機能水生成装置を格段にコンパクト化できる。さらに、飲水カップを着脱するためのスペースを残しつつ、単数或いは複数のタンクをタワー状に配設すれば、飲水カップ据え置き時の支持壁としての機能を兼備させることができる。このように、気圧給水機構によれば、機能水生成装置の設計自由度が増して、様々なデザインの製品を提供可能になる。

（３）止水弁・開弁機構は、第８実施形態に記載した構成のものに限定されない。例えば、タンクの給水開口に電磁弁を設け、タンクの上部に補充開口を形成してこれを気密に閉止可能な蓋を取り付けることで、タンクをベースユニットに取り付けたまま止水弁を閉止して蓋を開けて、電解用水ＤＷをタンクに補充することができる。

Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８：機能水生成装置
１，５０１…ベースユニット
２，５０２…給水部
２０，５２０，７２０，８２０…タンク
２３Ａ…吐水口
３０…カップ据置部
４０，５４０，８４０…貯水槽
４１，５４１，７４１，８４１…受水槽部
４２，５４２…電解槽部
４３，５４３…流路
５０…飲水カップ
６０…電解セル
６１…高分子イオン交換樹脂膜
６２…上側電極板
６３…下側電極板
９０，２９０，３９０，４９０…含水部材
９１…段差（区切り構造）
９２，２９２，３９２，４９２…内周部
９３，２９３，３９３，４９３…外周部

Claims (8)

1. ベースユニットに対して着脱可能な飲水カップと、
   前記飲水カップの底面の一部をなす高分子イオン交換樹脂膜およびその上下両側に設けられた一対の電極を備えた電解セルと、
   前記ベースユニットに設けられ電解用水を前記電解セルの下側に供給するように貯留する貯水槽と、
   前記ベースユニットに配されて前記貯水槽に前記電解用水を補給するタンクと、
   前記一対の電極に接続された電源装置と、を備え、
   前記飲水カップ内に浄水を含んだ状態で、前記一対の電極間に直流電流を供給して水の電気分解を行うことにより、前記飲水カップ内に特定成分の溶存率を高めた機能水を生成させる機能水生成装置であって、
   前記貯水槽内に、前記電解用水を含んだ含水部材を、前記電解セルの下面に接するように設けた機能水生成装置。
2. 前記飲水カップの外底面には、前記電解セルを取り囲む包囲壁が下方に突出して設けられ、前記含水部材は前記包囲壁の下端部にも接触する大きさに形成されている請求項１に記載の機能水生成装置。
3. 前記含水部材には、前記包囲壁に接触する領域と前記電解セルに接触する領域との間に、区切り構造が設けられている請求項２に記載の機能水生成装置。
4. ベースユニットに対して着脱可能な飲水カップと、
   前記飲水カップの底面の一部をなす高分子イオン交換樹脂膜およびその上下両側に設けられた一対の電極を備えた電解セルと、
   前記ベースユニットに設けられ電解用水を前記電解セルの下側に供給するように貯留する貯水槽と、
   前記ベースユニットに設けられ前記貯水槽に前記電解用水を補給するタンクと、
   前記一対の電極に接続された電源装置と、を備え、
   前記飲水カップ内に浄水を含んだ状態で、前記一対の電極間に直流電流を加えて水の電気分解を行うことにより、前記飲水カップ内に特定成分の溶存率を高めた機能水を生成させる機能水生成装置であって、
   前記タンクは、下部の給水開口を除いて気密可能に形成されており、前記給水開口を前記貯水槽内に配置することで、前記貯水槽内の水位が所定の水位よりも低下した時に前記給水開口から大気を自然流入させて前記貯水槽内を前記所定の水位に維持させるようにした機能水生成装置。
5. 前記タンクは、下部の給水開口を除いて気密可能に形成されており、前記給水開口を前記貯水槽内に配置することで、前記貯水槽内の水位が所定の水位よりも低下した時に前記給水開口から大気を自然流入させて前記貯水槽内を前記所定の水位に維持させるようにした請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の機能水生成装置。
6. 前記給水開口は、前記タンクの下端に、開口径が１２ｍｍ〜２０ｍｍの円形をなすように形成されている請求項４または請求項５に記載の機能水生成装置。
7. 前記給水開口は、前記タンクの下端に、縁部に切欠きを備えた円形をなすように形成されている請求項４ないし請求項６の何れか一項に記載の機能水生成装置。
8. 前記タンクには前記給水開口を閉鎖可能な止水弁が設けられ、前記ベースユニットには前記止水弁を開放する開弁機構が設けられている請求項４ないし請求項７の何れか一項に記載の機能水生成装置。

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