JP2017201977A - 動物用の給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水に水素を溶解させて動物に供給するための給水装置を提供する。【解決手段】開示される動物用の給水装置１００は、水１０が配置される槽１１０と、槽１１０内の水１０を電気分解するために槽１１０内に配置された電極部１２０と、槽１１０内の水１０を動物に給水するための給水部１３０とを含む。電極部１２０は、セパレータ１２３と、セパレータ１２３を挟むように配置された第１および第２の電極１２１および１２２とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、動物用の給水装置に関し、特に、水素を水に溶解させて動物に供給する給水装置に関する。

従来から、ペット用の給水器が提案されている。たとえば、特開２０１４−４５７１７号公報（特許文献１）では、保持具と支持具とによってペット用の柵に固定されるペット用の給水器が開示されている。この給水器では、給水容器内の水が受水皿に給水される。

特開２０１４−９７０１０号公報（特許文献２）は、循環型の自動給水器を開示している。この給水器では、貯水タンクの水が循環ポンプによって水飲み部に供給される。

様々なペット用の給水装置が、従来から提案されている。しかし、特定の性質を付与した水を動物に供給するための給水装置については、充分に検討されていなかった。

特開２０１４−４５７１７号公報 特開２０１４−９７０１０号公報

このような状況において、本発明の目的の１つは、水に水素を溶解させて動物に供給するための給水装置を提供することである。

本発明の一実施形態による動物用の給水装置は、水が配置される槽と、前記槽内の前記水を電気分解するために前記槽内に配置された電極部と、前記槽内の前記水を動物に給水するための給水部とを含む。前記電極部は、セパレータと、前記セパレータを挟むように配置された第１および第２の電極とを含む。

本発明の他の一実施形態による動物用の給水装置は、水が配置される槽と、前記槽内の前記水を電気分解するために前記槽内に配置された電極部と、前記槽内の前記水を動物に給水するための給水部と、前記槽を含む循環路を形成する流路とを含む。前記電極部は、第１および第２の電極を含む。

本発明の給水装置によれば、水に水素を溶解させて動物に供給することが容易である。

図１は、本発明の給水装置の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１の線II−IIにおける端面を示す図である。 図３は、本発明の給水装置で用いられる電極部の一例を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の給水装置の他の一例を模式的に示す断面図である。 図５は、本発明の給水装置で用いられるガス流制御機構の一例を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す断面図である。 図７は、図６の線VII−VIIにおける端面を示す図である。 図８は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す図である。 図９は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す図である。 図１０は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す図である。 図１１は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す図である。 図１２は、本発明の給水装置のその他の一例を模式的に示す図である。 図１３は、その他の給水装置の一例を模式的に示す図である。 図１４は、その他の給水装置の他の一例を模式的に示す図である。 図１５は、その他の給水装置の他の一例を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下の説明において本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。

（給水装置）
本発明の給水装置は、動物用の給水装置である。以下では、本発明の給水装置として、第１の給水装置および第２の給水装置について説明する。第２の給水装置は、循環式の給水装置である。まず、第１および第２の給水装置に共通する事項について説明する。

本発明の給水装置（第１および第２の給水装置）は、水が配置される槽と、槽内の水を電気分解するために槽内に配置された電極部と、槽内の水を動物に給水するための給水部とを含む。電極部は、第１および第２の電極を含む。電極部は、セパレータを含んでもよいし含まなくてもよい。電極部がセパレータを含む場合、電極部は、セパレータと、セパレータを挟むように配置された第１および第２の電極とを含む。

本発明の給水装置では、槽に通気部が形成されていてもよい。通常の使用時において槽が実質的に気密状態となっている場合には、槽に通気部が形成されていることが好ましい。そのような槽の例には、上方が閉じられている槽（容器）が含まれる。上方が閉じられている槽の例には、側面と上面とが一体となってつながっている槽や、上方が開放されている槽本体とその開放部を閉じる蓋とを有する槽が含まれる。

通気部は、槽の外部と内部との間で気体が移動する部分であればよい。通気部の例には、槽に形成された孔が含まれる。また、槽が、槽本体と蓋とを有する場合、それらの間の隙間を通気部として用いてもよい。通気部の例には、後述する通気孔（Ｈ）が含まれる。

本発明の給水装置では、水の電気分解で生成されたガスを放出するための通気部が槽に形成されていてもよい。通気部は、槽内が減圧状態となったときに槽外から槽内に大気を導入するための部分として機能してもよいし、水の電気分解で生成されたガスを放出するための部分として機能してもよいし、両方のための部分として機能してもよい。

本発明の給水装置では、第１の電極が存在する領域にある水が給水部に供給されることが好ましい。第１の電極が存在する領域（以下、「領域（Ａ）」という場合がある）および第２の電極が存在する領域（以下、「領域（Ｂ）」という場合がある）は、以下のように決められる。
（１）後述の仕切りによって、第１の電極が存在する第１の領域と第２の電極が存在する第２の領域とに槽内が仕切られている場合、当該第１の領域が「第１の電極が存在する領域（Ａ）」となり、第２の領域が「第２の電極が存在する領域（Ｂ）」となる。
（２）槽内が仕切りによって仕切られていない場合であって、第２の電極がセパレータで囲まれている場合には、そのセパレータで囲まれている領域が領域（Ｂ）となり、それ以外の槽内の領域（その領域に第１の電極が配置されている）が領域（Ａ）となる。第２の電極がセパレータで囲まれている場合の例には、筒状のセパレータの中に第２の電極が配置されている場合や、シート状の２枚のセパレータの間に第２の電極が配置されている場合が含まれる。
（３ａ）槽内が仕切りによって仕切られていない場合であって且つ第２の電極がセパレータによって囲まれていない場合には、槽内のいずれの場所も、「第１の電極が存在する領域（Ａ）」となる。電極がセパレータによって囲まれていない場合の例としては、セパレータが、第１の電極と第２の電極との間に配置されたシート状のセパレータのみからなる場合や、電極部がセパレータを含まない場合が挙げられる。

別の観点では、本発明の給水装置では、第１の電極が配置されている領域（以下、「領域（Ｘ）」という場合がある）にある水が給水部に供給されることが好ましい。第１の電極が配置されている領域（Ｘ）および第２の電極が配置されている領域（以下、「領域（Ｙ）」という場合がある）は、以下のように決められる。
（１）後述の仕切りによって、第１の電極が存在する第１の領域と第２の電極が存在する第２の領域とに槽内が仕切られている場合、当該第１の領域が「第１の電極が配置されている領域（Ｘ）」となり、第２の領域が「第２の電極が配置されている領域（Ｙ）」となる。
（２）槽内が仕切りによって仕切られていない場合であって、第２の電極がセパレータで囲まれている場合には、そのセパレータで囲まれている領域が領域（Ｙ）となり、それ以外の槽内の領域（その領域に第１の電極が配置されている）が領域（Ｘ）となる。第２の電極がセパレータで囲まれている場合の例は、上述した通りである。
（３ｂ）槽内が仕切りによって仕切られていない場合であって且つ第２の電極がセパレータによって囲まれていない場合には、以下のように考える。この場合、セパレータを仮想的に延長して槽内を二分したと仮定する。このとき、第１の電極が存在する側の領域を領域（Ｘ）とし、第２の電極が存在する側の領域を領域（Ｙ）とする。電極がセパレータによって囲まれていない場合の例は、上述したとおりである。

給水部は、動物に給水するための給水具と水の流路（たとえば管）とを含んでもよい。給水具は、槽内のうちの第１の電極が存在する領域に、流路を介して接続されていてもよい。

この明細書において、槽を容器と読み替えることが可能である。槽（容器）には、水が配置される。なお、槽には、水に加えて水以外の物質（たとえば溶質）が配置されてもよい。すなわち、槽内に配置される水は、溶質や他の溶媒を含んでもよい。

槽には、水の電気分解で生成されたガスを放出するための少なくとも１つの通気孔が形成されていてもよい。当該少なくとも１つの通気孔を、以下では、通気孔（Ｈ）という場合がある。通気孔（Ｈ）は、槽内の水の液面よりも上方に形成される。そのため、通気孔（Ｈ）は、槽の上部に形成される。槽は、上方に開口部が形成されている本体（上方が開口部となっている槽本体）と、当該開口部を封じる着脱可能な蓋とを含んでもよい。その場合、通気孔（Ｈ）は蓋に形成されてもよい。第１の電極と第２の電極とが仕切られていない場合の一例では、第１の電極で生成されたガスと第２の電極で生成されたガスとが、同じ通気孔（Ｈ）から放出される。

電極部がセパレータを含む場合、そのセパレータ（隔膜）は、水およびイオン（陽イオンおよび陰イオン）を通過させる。セパレータを用いることによって、第１の電極で生成されたガスの気泡と、第２の電極で生成されたガスの気泡とが合体することを抑制できる。絶縁性のセパレータを用いることによって、第１の電極と第２の電極とが短絡することを防止できる。そのため、セパレータは、通常、第１の電極と第２の電極との短絡を防止できる材料（たとえば絶縁材料）で形成される。セパレータの例には、多孔性の膜（多孔性樹脂膜など）や、繊維で形成された布（織布または不織布）が含まれる。セパレータは、水は通過させるが、水中において気泡を通過させにくいセパレータであることが好ましい。そのようなセパレータの例には、布状のセパレータが含まれ、たとえば、親水性の布（織布、不織布、その他の布）からなるセパレータが含まれる。親水性の布の例には、綿からなる布や、親水性樹脂の繊維からなる布が含まれる。セパレータの好ましい一例は、綿の布（織布および不織布）である。

電極部が水に浸漬されている状態において、セパレータは、気泡の透過を抑制する。ここで、以下の条件での電気分解を考える。
（１）下方から、第２の電極、セパレータ、および第１の電極の順に配置されており、それらは互いに平行であり且つ水平方向に対して３０°傾いている。第１の電極、第２の電極、およびセパレータはそれぞれ、全体として平らな形状である。
（２）第２の電極の上方の全てを覆うようにセパレータが配置されている。
（３）第２の電極、セパレータ、および第１の電極の全てが水（たとえば水道水）の中に配置された状態で水を電気分解する。このとき、第２の電極がアノードとなるように電圧を印加する。

上記の条件で水を電気分解したときに、セパレータは、第２の電極で生成された酸素ガスの気泡の７０体積％以上（たとえば、８０体積％〜１００体積％や、９０体積％〜１００体積％）を透過させないことが好ましい。ガスの透過性は、たとえば、セパレータの面密度、目の粗さ、透気度などによって制御できる。

電極部の第１の例（Ｅ１）では、セパレータは、第２の電極で生成されたガスがそのまま上方に流れるように配置されていてもよい。たとえば、セパレータは、垂直方向（重力が働く方向）に沿って配置されていてもよい。ここで、以下の（１）〜（３）のいずれかが満たされる場合には、セパレータが垂直方向に沿って配置されているといえる。
（１）セパレータが平面状（シート状）の場合には、セパレータ（平面）と垂直方向とがなす角度が、０〜２０°の範囲（たとえば０〜１０°の範囲や０〜５°の範囲）にあることを意味する。ここで、セパレータと垂直方向とがなす角度とは、平面とみなされたセパレータ上の任意の線と垂直方向とがなす角度（鋭角の角度）のうちの最小の角度をいう。
（２）セパレータが筒状部を含む場合には、筒状部の軸方向と垂直方向とがなす角度（鋭角の角度）が、０〜２０°の範囲（たとえば０〜１０°の範囲や０〜５°の範囲）にあることを意味する。
（３）セパレータを水平方向に投影して得られる最大の平面形状において、高さ方向（垂直方向）の長さが幅方向（水平方向）の長さよりも大きい。且つ、セパレータを垂直方向に投影して得られる平面形状の面積が、セパレータを水平方向に投影して得られる最大の平面形状の面積の０〜３６％の範囲（たとえば０〜１８％の範囲や０〜９％の範囲）にある。

なお、この明細書において、垂直方向（または水平方向）に対する部材の角度および配置は、給水装置を使用状態に設置したときの角度および配置を意味する。水平方向は、槽内部に配置される水の液面と平行な方向である。給水装置を置いて使用する場合、水平方向は、通常、給水装置の底面（設置面）と平行である。

電極部の第２の例（Ｅ２）では、第２の電極、セパレータ、および第１の電極が、電極部の下方からこの順に配置されている。ここで、「電極部の下方」とは、本発明の生成器を使用状態においたときの下方を意味し、使用状態における電極部の下方を意味する。

電極部の第２の例（Ｅ２）では、セパレータは第２の電極の上方を覆うように配置されていることが好ましい。この構成によれば、第２の電極で発生した酸素ガスの気泡は、セパレータの下面に沿って移動しながらセパレータの端部に到達し、その端部から上方に上昇する。そのため、セパレータの下面を移動する間に、酸素ガスの気泡同士が合体して大きくなり、その結果、溶存酸素濃度の上昇が抑制される。さらに、酸素ガスの気泡が第１の電極に到達することが、セパレータによって抑制される。それらの結果、電極部の第２の例（Ｅ２）によれば、溶存水素濃度が上昇しやすくなる。

電極部の第２の例（Ｅ２）において、セパレータと水平方向とがなす角度は、５°以上７０°未満であってもよい。当該角度は、５°〜５０°の範囲にあってもよく、５°〜２５°の範囲にあってもよい。

本発明の電極部の好ましい一例では、第１の電極、第２の電極、およびセパレータが互いに実質的に平行に配置される。この明細書において、「実質的に平行」とは角度のずれが５°未満であることを意味する。

第１の給水装置の電極部は、上記の第１の例（Ｅ１）の電極部であってもよいし、第２の例（Ｅ２）の電極部であってもよいし、他の電極部であってもよい。第１の給水装置において、第１の例（Ｅ１）の電極部を用いることによって、槽の水平方向のサイズを小さくすることが可能である。第２の給水装置の電極部は、上記の第１の例（Ｅ１）の電極部であってもよいし、第２の例（Ｅ２）の電極部であってもよいし、他の電極部であってもよい。たとえば、第１および第２の給水装置の電極部は、セパレータを含まなくてもよい。

電極部がセパレータを含まない場合、水の電気分解が可能である限り、第１および第２の電極の配置に特に限定はない。その場合の好ましい一例では、第１および第２の電極がそれぞれ全体として平らな形状であり、互いに平行に配置される。その場合、第１および第２の電極の方向に限定はなく、それぞれ垂直方向に沿って配置されてもよいし、それぞれ垂直方向に対して傾いて配置されてもよい。

セパレータは、シート状のセパレータであってもよい。あるいは、セパレータは、第２の電極（好ましくは第２の電極の全体）を囲むように配置された筒状部を含んでもよい。筒状部の例には、全体として平らな筒状部も含まれる。この場合、平らな筒状部を挟むように２枚の第１の電極を配置してもよい。平らな筒状部の一例は、２枚のシート状のセパレータの側面を貼り合わせた筒状部である。セパレータは、筒状部の底が閉じられ、上方の一端のみが開口している袋状であってもよい。この場合、袋状のセパレータ内に第２の電極が配置される。

第２の電極をセパレータで囲むことによって、第２の電極で生成された酸素ガスの気泡同士が合体しやすくなる。酸素ガスの気泡を合体させて大きくすることによって、水の溶存酸素濃度が上昇することを抑制できる。溶存酸素濃度が上昇すると、それに伴って溶存水素濃度が低下するため、溶存酸素濃度の上昇を抑制することが好ましい。

第１および第２の電極には、水を電気分解できる電極が用いられる。第１の電極と第２の電極とは、同じであってもよいし異なってもよい。第１および第２の電極の例には、金属部分を含む電極が含まれる。第１および第２の電極の表面には、水の電気分解反応が生じやすい金属（たとえば白金）が存在することが好ましい。第１および第２の電極の好ましい一例は、表面に白金が存在する金属電極である。具体的には、表面が白金でコートされた金属電極が好ましく用いられる。白金でコートされる金属の例には、ニオブ、チタン、タンタル、およびその他の金属が挙げられる。

表面が白金層でコートされた電極を用いる場合、白金層の厚さを、たとえば０．１μｍ〜２０μｍの範囲としてもよい。水を電気分解すると白金層が徐々に薄くなる。そのため、長期の使用を可能にするためには、白金層の厚さを０．３μｍ以上とすることが好ましい。

第１および第２の電極はそれぞれ、電気的に接続された複数の電極で構成されていてもよい。第１および第２の電極の形状に特に限定はない。第１および第２の電極はそれぞれ、１つの面（平面や曲面）に沿った形状を有していてもよく、２次元方向に広がる形状を有していてもよい。たとえば、第１および第２の電極はそれぞれ、平らな電極であってもよい。この明細書において、「平らな電極」とは、全体として平らな形状の電極を意味し、換言すれば、２次元方向に広がる形状を有する電極を意味する。平らな電極の例には、線状の電極を１つの平面に沿って配置することによって形成された電極も含まれる。平らな電極には、貫通孔が形成されていてもよい。第１および第２の電極はそれぞれ、エクスパンドメタルであってもよいし、板状の電極であってもよい。第１および第２の電極が平らな電極である場合、それらは、実質的に平行に対向するように配置されることが好ましい。好ましい一例では、第１の電極と第２の電極とを結ぶ全ての直線上にセパレータが存在する。

第１の電極は、互いに平行に配置された複数のフィン状部を含んでもよい。その場合、当該複数のフィン状部はそれぞれ、第２の電極から離れるに従って上昇するように傾いていてもよい。この構成では、第１の電極において生成されたガスの気泡は、上昇するに従って第２の電極から離れる。そのため、第１の電極で生成されたガスの気泡と第２の電極で生成されたガスの気泡とが合体することを抑制できる。酸素ガスの気泡と水素ガスの気泡とが合体すると、溶存水素濃度の上昇が抑制される。そのため、それらの気泡の合体を防止することが好ましい。

水の電気分解が生じる電位差を第１の電極と第２の電極との間に生じさせると、水が電気分解されて水素ガスと酸素ガスとが生成される。以下で説明するように、通常の使用時では、第１の電極がカソードとなり第２の電極がアノードとなるように両者の間に所定の直流電圧が印加される。この電圧印加によって、第１の電極で水素ガスが生成され、第２の電極で酸素ガスが生成される。第１の電極で生成された水素ガスの一部は水に溶解し、その結果、槽内の水の溶存水素濃度が上昇する。

第１の電極と第２の電極との間には、水を電気分解するために必要な直流電圧が印加される。印加される直流電圧に特に限定はなく、２Ｖ〜３０Ｖの範囲（たとえば２Ｖ〜１２Ｖの範囲）にあってもよい。

第１および第２の電極は、それらの間に直流電圧を印加するための電源に接続される。本発明の装置は、電源を含んでもよい。電源は、コンセントから得られる交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。また、電源は、電池（一次電池および二次電池）であってもよい。電源が電池である場合、槽は電池を固定するための部分を含んでもよい。当該部分は、槽本体に設けられてもよいし、蓋に設けられてもよい。

第１の電極と第２の電極との間の距離に特に限定はない。第１の電極と第２の電極との間の距離を短くすることによって、電気分解に必要な電圧を小さくできる。第１の電極と第２の電極との間隔は、たとえば０．１５〜１０ｍｍの範囲にあってもよく、１〜５ｍｍの範囲にあってもよい。

本発明の給水装置では、水の電気分解で生成されたガスを放出するための少なくとも１つの通気孔が槽に形成されていてもよい。当該少なくとも１つの通気孔を、以下では「通気孔（Ｈ）」という場合がある。槽内が後述する仕切りで仕切られていない場合の一例では、第１の電極で生成されたガスと第２の電極で生成されたガスとが共に１つの通気孔（Ｈ）から放出される。

本発明の給水装置では、セパレータを含む仕切りによって、第１の電極が存在する第１の領域と第２の電極が存在する第２の領域とに槽内が仕切られていてもよい。その場合、第２の領域と槽の外部とが通気孔によって接続されていてもよい。この構成によれば、通気孔から放出されるガスの大部分を、第２の電極で生成された酸素ガスとすることが可能である。仕切りは、槽の内部を完全に二分してもよい。あるいは、仕切りは、電極より下方の部分を除いて槽を二分してもよい。すなわち、電極の最下部よりも上方の部分の全てが仕切りによって第１の領域と第２の領域とに仕切られていてもよい。仕切りは、第１の電極で生成された水素ガスの気泡と第２の電極で生成された酸素ガスの気泡とを分離するために設けられる。ガスの気泡は水の中を上昇するため、電極より下方の部分については仕切りがなくてもよい。

仕切りは、セパレータと仕切り部材とを含むことが好ましい。仕切り部材は、水が存在しない領域を仕切る。仕切り部材は、水の中および外の両方において気体を通過させにくい材料で形成されている。たとえば、仕切り部材は、樹脂や金属で形成されてもよい。仕切りによって槽内を仕切る場合、セパレータの全体が水に浸漬されることが好ましい。すなわち、セパレータと仕切り部材との接続部が水中に位置するように仕切りが構成されることが好ましい。

セパレータを含む仕切りによって槽内が第１の領域と第２の領域とに仕切られている場合、少なくとも１つの通気孔（Ｈ）は、第１の通気孔と第２の通気孔とを含んでもよい。その場合の一例では、第１の領域と槽の外部とが第１の通気孔によって接続されており、第２の領域と槽の外部とが第２の通気孔によって接続されている。この構成によれば、第１の通気孔から放出されるガスの大部分を第１の電極で生成された水素ガスとし、第２の通気孔から放出されるガスの大部分を第２の電極で生成された酸素ガスとすることが可能である。

本発明の給水装置では、槽と給水部との接続部であって槽から給水部へ向かって水が流れる接続部が、第１の電極に面していてもよい。あるいは、当該接続部が、第１の電極に面していなくてもよい。あるいは、当該接続部が、上記の領域（Ａ）または領域（Ｘ）に面していてもよい。第１の電極で水素ガスが生成されることによって、第１の電極の近傍の溶存水素濃度が特に高くなる。槽と給水部との接続部を第１の電極に面するように配置することによって、溶存水素濃度が高い水を給水しやすくなる。

本発明の給水装置は、活性炭フィルタを備えてもよい。活性炭フィルタは、槽内に配置されていてもよい。あるいは、活性炭フィルタは給水部に配置されていてもよい。この構成によれば、給水部から給水される水を活性炭フィルタでろ過できる。活性炭フィルタは、給水箇所（動物が水を飲む部分）と電極部との間に配置されることが好ましい。

水に塩素イオンが含まれる場合、その水を電気分解する際に塩素イオンが酸化され、次亜塩素酸が生成される。次亜塩素酸は特有の臭いがあるため、動物が嫌う恐れがある。活性炭フィルタを用いることによって、次亜塩素酸を吸着・分解することが可能である。本発明の給水装置では、溶存水素濃度が高い水が給水部を通る。そのため、溶存水素によって活性炭が還元され、その結果、次亜塩素酸を分解しやすい状態に活性炭が維持される。活性炭フィルタはカートリッジ式として容易に交換できるようにすることが好ましい。また、電極部をカートリッジ式として容易に交換できるようにしてもよい。

給水する水の溶存水素濃度を上昇させる場合、第１の電極がカソードとなり第２の電極がアノードとなるように第１の電極と第２の電極との間に電圧（直流電圧）が印加される。この電圧印加によって、第１の電極で水素ガスおよび水酸化物イオン（ＯＨ^-）が生成され、第２の電極で酸素ガスおよび水素イオン（Ｈ⁺）が生成される。なお、電気分解を続けると、電極の表面にスケールが堆積する場合がある。そのため、電極の再生のために、逆方向に電圧を印加できるように装置が構成されることが好ましい。具体的には、第１の電極がアノードとなり第２の電極がカソードとなるように第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加できるように装置が構成されることが好ましい。

本発明の給水装置は、電圧印加を制御するコントローラを備えてもよい。コントローラによって、所定の時間間隔で電圧印加のオン／オフを切り替えてもよい。本発明の給水装置は、水センサを備えてもよい。そして、槽内の水の液面が所定の位置に到達したときに電圧印加を停止してもよい。たとえば、電極の上端に液面が到達したときや、本体と給水部との接続部の下端に液面が到達したときに、電圧印加を停止してもよい。水センサの出力に基づく電圧印加のオン／オフの制御は、コントローラによって行ってもよい。

（第１の給水装置）
本発明の第１の給水装置に関する事項について以下に説明する。なお、第２の給水装置の機能を阻害しない限り、第１の給水装置について説明した事項を第２の給水装置に適用することが可能である。

第１の給水装置は、水が配置される槽と、槽内の水を電気分解するために槽内に配置された電極部と、槽内の水を動物に給水するための給水部とを含む。電極部は、第１および第２の電極を含む。電極部は、セパレータと、セパレータを挟むように配置された第１および第２の電極とを含んでもよい。

第１の給水装置の給水部は、動物用の給水具、および、動物用の給水具が接続される接続具から選ばれる少なくとも１つを含んでもよい。すなわち、給水部は、給水具および／または接続具を含んでもよい。給水部は、槽のうちの第１の電極が存在する領域に、直接または他の部材を介して接続されていてもよい。第１の電極が存在する領域と給水部とを接続する他の部材の例には、水の流路（たとえば管）が含まれる。

第１の給水装置の給水部は、槽内の水が給水部に供給されることが可能なように構成される。給水部は、槽全体を高さで３等分したときの下方３分の１の領域に接続されてもよいし、中央３分の１の領域に接続されてもよいし、上方３分の１の領域に接続されてもよい。

給水具は、給水箇所として機能する。動物用の給水具に特に限定はなく、動物に応じて公知の給水具を適用してもよい。たとえば、犬、猫、小鳥などの小動物（ペット）のための給水具を用いてもよい。給水部に含まれる流路（水の流路）は、水素ガスおよび溶存水素が透過しにくい材料で構成されることが好ましい。そのような材料の例には、金属（たとえばステンレス鋼）、金属層（たとえばアルミニウム層）と樹脂層とを含む積層体、水素ガスおよび溶存水素が透過しにくい樹脂（たとえばポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニルや高密度ポリエチレン）、水素ガスが透過しにくい樹脂層と他の樹脂層とを含む積層体が含まれる。

給水具の一例は、水の流路と、当該流路内に配置された止水具とを含む。止水具の一例は、止水具の一部を押すと水が流れ、当該一部を押すのをやめると水が止まるものである。止水具の一例は、ボールと、ボールが嵌合することによって止水するパッキンとを含む。ボールの代わりに弁棒などを用いてもよい。止水具には、公知の止水具を用いてもよい。

接続具は、給水具を接続できるものであれば特に限定されない。接続具の一例は、給水具に形成されたらせん溝に嵌合するらせん溝である。

給水部を介して槽内の水が動物に給水される。循環式ではない第１の給水装置では、通常、槽外部に給水された体積分だけ外気が槽内に入る。外気は、給水部を介して槽内に入ってもよい。あるいは、外気は、吸気部とは別に形成された通気部（たとえば通気孔（Ｈ）。以下同じ。）を介して槽内に入ってもよい。外気が通気部を介して槽内に入る場合、通気部と給水部とを含む流路の抵抗が小さいと、一度に多量の水が給水される恐れがある。そのため、外気が通気部を介して槽内に入る場合には、通気部を通って外気が槽内部に入る際の抵抗、および、給水部を通って水が槽外部に給水される際の抵抗から選ばれる少なくとも１つの抵抗が高いことが好ましい。前者の抵抗を高める手段の例には、槽の外部から内部へのガスの流れを抑制するための機構（ガス流制御機構）が含まれる。後者の抵抗を高める手段の例には、給水部に設けられた多孔質体、および、断面積が小さい流路（細い流路）が含まれる。多孔質体の例には、多孔質膜が含まれる。

給水部の流路の少なくとも一部の断面積を小さくする場合、その最小断面積は、０．２ｍｍ²〜４．９ｍｍ²の範囲（たとえば０．８ｍｍ²〜３．１ｍｍ²の範囲）にあってもよい。

槽の外部から内部へのガスの流れを抑制するための機構（ガス流制御機構）の一例は、槽の内部から外部へガスを通過させる一方で逆方向へはガスを通過させない弁である。弁の一例は、通気孔（Ｈ）の表面に設けられた柔軟性を有する板（たとえば、薄いプラスチック板や薄いゴム板）である。上記のガス流制御機構の例には、ガスの流れを抑制する部材が含まれ、たとえば、多孔質からなる部材（多孔質膜など）や、気体は通過させるが液体は通過させない気液分離膜が含まれる。あるいは、通気部を細孔として、気体の流れを抑制してもよい。

第１の給水装置の給水部は、一端が給水具に接続された管（流路）を含んでもよい。管の他端は、槽のうちの第１の電極が存在する領域に配置されている。この構成によれば、溶存水素濃度が高い水を、管を通して給水部に供給できる。管は、水素ガスおよび溶存水素が透過しにくい材料で形成されることが好ましい。好ましい一例の管は、ステンレス鋼からなる管である。ステンレス鋼からなる管を用いることによって、管の表面で次亜塩素酸を分解することが可能である。好ましい一例は、以下の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の少なくとも１つを満たす。
（ａ）管の他端は、第１の電極の上端よりも上方に存在する。
（ｂ）管の他端と第１の電極との距離は、当該他端と第２の電極との距離よりも短い。
（ｃ）給水部は、槽の下部に接続されている。

（第２の給水装置）
本発明の第２の給水装置は、循環式の給水装置である。第２の給水装置は、槽を含む循環路を形成する流路を含む。この流路を、以下では「流路（Ｐ）」と称する場合がある。槽は、循環路の一部を構成する。典型的には、流路（Ｐ）の少なくとも一部が給水部として機能する。換言すれば、第２の給水装置の典型的な一例では、給水部が流路（Ｐ）を含む。

循環路（たとえば循環路のうちの流路（Ｐ））には、大気に開放されている開放部が形成されていてもよい。この開放部が、動物に給水するための給水箇所（動物が水を飲む箇所）として機能してもよい。この場合、開放部が給水部として機能する。流路（Ｐ）に開放部が形成されている場合、流路（Ｐ）および開放部が、給水部として機能する。なお、第２の給水装置は、上述した給水具および／または接続具を含んでもよい。

第２の給水装置では、循環路（たとえば循環路のうちの流路（Ｐ））に活性炭フィルタが配置されてもよい。好ましい一例では、流路（Ｐ）のうち、電極部の下流側で且つ給水箇所の上流側の位置に活性炭フィルタが配置される。たとえば、給水側の接続部と給水箇所との間に活性炭フィルタが配置されてもよい。この構成によれば、動物が水を飲む直前の水を活性炭でろ過できる。給水側の接続部とは、槽と流路（Ｐ）との接続部のうち、槽から流路（Ｐ）に向かって水が流れる接続部を意味する。他の一例では、流路（Ｐ）のうち、電極部の上流側で且つ給水箇所の下流側の位置に活性炭フィルタが配置される。

第２の給水装置は、循環路内で水を循環させるためのポンプを含んでもよい。通常、ポンプは、流路（Ｐ）に配置される。ポンプは、槽の下方から上方に向かって流れるように水を循環さてもよい。あるいは、ポンプは、槽の上方から下方に向かって流れるように水を循環させてもよい。

通常、槽と流路（Ｐ）とは２つの接続部で接続される。その場合には、２つの接続部のうち給水側の接続部が、第１の電極に面するか、または、第１の電極の上方に配置されていてもよい。この構成によれば、溶存水素濃度が高い水が流路（Ｐ）に流れやすくなる。

以下では、本発明の給水装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施形態は本発明の一例であり、実施形態の各構成は、上述した他の構成に置き換えることができる。以下の説明において、同様の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。以下の図面では、配線の図示を省略する。

（実施形態１）
実施形態１では、筒状部を含むセパレータを用いた第１の給水装置の一例について説明する。実施形態１の給水装置１００の構成を図１に模式的に示す。図１の線II−IIにおける端面を、図２に模式的に示す。給水装置１００は、槽１１０、槽１１０内に配置された電極部１２０、および給水部１３０を含む。槽１１０内には、水１０が配置される。

槽（容器）１１０は、槽本体（容器本体）１１１と蓋１１２とを含む。槽本体１１１の上方は開口部となっている。その開口部は、着脱可能な蓋１１２によって閉じられる。その開口部から水１０を槽１１０内に供給できる。蓋１１２には、１つの通気孔１１２ｈが形成されている。通気孔１１２ｈの開口部には、弁として機能する薄板１１３が配置されている。薄板１１３は、柔軟性を有する薄い板である。薄板１１３の周縁の一部は固定部１１３ａとなっており、固定部１１３ａにおいて薄板１１３は蓋１１２に固定されている。槽１１０内の気圧が大気圧よりも高くなると、薄板１１３が曲がって通気孔１１２ｈが開放され、槽１１０内のガスが通気孔１１２ｈを通って槽１１０の外部に放出される。槽１１０内の気圧が大気圧と同程度かそれよりも低い場合には、薄板１１３によって通気孔１１２ｈは閉じられる。そのため、通気孔１１２ｈを通って槽１１０の外部から内部に向かうガスの流れは抑制される。

なお、上述したように、槽本体１１１と蓋１１２との間が完全に密閉されないようにして、それらの間の隙間を空気が流れるようにしてもよい。電気分解をしていないときに給水がなされると、槽１１０内の圧力が低下する。そのときに、当該隙間から空気を槽１１０内に流入させることができる。

電極部１２０は、２つの第１の電極１２１、第２の電極１２２、およびセパレータ１２３を含む。電極１２１および１２２はそれぞれ、金属ワイヤを組み合わせて形成された電極であり、全体として平らな電極である。第１の電極１２１および第２の電極１２２はそれぞれ、配線を介して端子（図示せず）に接続されており、端子を介して外部の直流電源に接続される。なお、第１の電極１２１は、１つだけであってもよい。

セパレータ１２３は、上部が開口している封筒状のセパレータである。換言すれば、セパレータ１２３は、筒状部１２３ａと、筒状１２３ａの下方を閉じる底部１２３ｂとを含む。セパレータ１２３は、水は通過しやすいが、水中において気泡が通過しにくいセパレータである。なお、セパレータとして、筒状部１２３ａのみからなるセパレータを用いてもよい。

セパレータ１２３内には第２の電極１２２が配置されている。２つの第１の電極１２１は、セパレータ１２３を挟むように配置されている。それぞれの第１の電極１２１は、セパレータ１２３を挟んで第２の電極１２２と対向している。図１では、セパレータと電極とを離して図示しているが、第１の電極１２１と第２の電極１２２とが短絡しない限り、セパレータと電極とは接触していてもよい。

筒状部１２３ａは、筒状部１２３ａの軸（筒が伸びる方向）が、垂直方向に対して実質的に平行になるように配置されている。そのため、第２の電極１２２で生成されたガスは、筒状部１２３ａに沿ってそのまま上方に導かれる。

第２の電極１２２はセパレータ１２３で囲まれている。そのため、セパレータ１２３で囲まれていない部分が第１の電極１２１が存在する領域１１０ａ（領域（Ａ））となり、セパレータ１２３で囲まれている部分が第２の電極が存在する領域１１０ｂ（領域（Ｂ））となる。また、領域１１０ａは上述した領域（Ｘ）であり、領域１１０ｂは上述した領域（Ｙ）である。給水装置１００では、領域１１０ａにある水が給水部１３０に供給される。

槽本体１１１の側面には、動物用の給水具である給水部１３０が接続されている。槽１１０（槽本体１１１）と給水部１３０との接続部１３０ａは、第１の電極１２１に面している。給水部１３０は、水の流路１３１を含む。流路１３１の先端には、リング状のパッキン１３２が配置されている。流路１３１内には、ボール１３３が配置されている。通常時は、槽１１０内に配置された水（液体）１０の圧力によってボール１３３がパッキン１３２に押し付けられ、それによって流路１３１が封止される。ボール１３３の近傍が給水箇所となる。ペット等の動物が水を飲むためにボール１３３を押すと、パッキン１３２とボール１３３との間に隙間が生じ、水が流路１３１から流れ出る。なお、給水部１３０は、動物用の給水具が接続される接続部であってもよい。

図１では、槽本体１１１の側面に給水部が接続されている一例について説明した。しかし、給水部は、槽本体１１１の下部に接続されてもよい。

給水部１３０に供給される水１０の溶存水素濃度を高める場合、第１の電極１２１がカソードとなり第２の電極１２２がアノードとなるように、且つ、水１０が電気分解されるように２つの電極間に直流電圧を印加する。この電圧印加によって、第１の電極１２１において水素ガスが生成され、第２の電極１２２において酸素ガスが生成される。第１の電極１２１で生成された水素ガスが水１０に溶解することによって、水１０の溶存水素濃度が上昇する。第２の電極１２２で生成された酸素ガスの気泡は、筒状部１２３ａ内を上昇する間に合体して大きくなる。その結果、水１０への酸素ガスの溶解は抑制される。さらに、筒状部１２３ａで第２の電極１２２を囲むことによって、水素ガスの気泡と酸素ガスの気泡とが合体することを抑制できる。

筒状部１２３ａの上方の開口部を、槽１１０内に配置される水１０の液面よりも高い位置にしてもよい。この構成によれば、水素ガスの気泡と酸素ガスの気泡とが水１０内で合体することを特に防止できる。

給水装置１００では、電気分解で生成された水素ガスおよび酸素ガスの両方が、通気孔１１２ｈから放出される。給水部１３０から水１０が排出されると、通気孔１１２ｈを通って槽１１０内にガスが流れ込むが、その流量は薄板１１３によって制限される。そのため、一度に多量の水１０が給水部１３０から流れ出すことが抑制される。

第１の電極１２１は、第１の電極１２１で生成されたガスの気泡がセパレータ１２３から離れるように移動する形状を有してもよい。そのような第１の電極１２１を含む電極部１２０の一例の断面図を図３に示す。

図３に示す第１の電極１２１は、複数のフィン状部（板状部）１２１ａを含む。それぞれのフィン状部１２１ａは、セパレータ１２３から離れるに従って上昇するように傾いている。複数のフィン状部１２１ａは、互いに平行に且つ垂直方向に沿って並んでいる。そのため、フィン状部１２１ａの表面で生成されたガスの気泡は、フィン状部１２１ａの下面に沿って上昇し、その上昇過程で、セパレータ１２３から離れる。この構成によれば、水素ガスの気泡と酸素ガスの気泡とを離すことができ、両者が合体することを抑制できる。

（実施形態２）
実施形態２では、筒状部を含むセパレータを用いた第１の給水装置の一例について説明する。実施形態２の給水装置１００ａの構成を図４に模式的に示す。

給水装置１００ａの槽１１０（蓋１１２）には、第１の通気孔１１２ｈａと第２の通気孔１１２ｈｂとが形成されている。通気孔１１２ｈａおよび１１２ｈｂはそれぞれ、薄板１１３によって塞がれている。薄板１１３の機能については、実施形態１で説明したため重複する説明を省略する。セパレータ１２３の筒状部１２３ａは、筒状の仕切り部材１２４を介して第２の通気孔１１２ｈｂに接続されている。給水装置１００ａのその他の構成については、給水装置１００で説明したため、重複する説明を省略する。

セパレータ１２３（筒状部１２３ａ）と仕切り部材１２４とは、仕切り１２５を構成する。仕切り部材１２４は、水の中および外の両方において気体を通過させにくい材料で形成されている。図４に示す一例の仕切り部材１２４は筒状であり、ガス流路を構成している。仕切り１２５によって、槽１１０の内部が、第１の電極１２１が存在する第１の領域１１０ａと、第２の電極１２２が存在する第２の領域１１０ｂとに分割されている。この場合、第１の領域１１０ａが上述した領域（Ｘ）となり、第２の領域１１０ｂが上述した領域（Ｙ）となる。第１の領域１１０ａと槽１１０の外部とは、通気孔１１２ｈａによって接続されている。第２の領域１１０ｂと槽１１０の外部とは、通気孔１１２ｈｂによって接続されている。給水部１３０は、第１の領域１１０ａに接続されている。

仕切り１２５は、セパレータ１２３と仕切り部材１２４との接続部分が水１０の中となるように形成される。この構成によれば、第１の電極１２１で生成された水素ガスと第２の電極１２２で生成された酸素ガスとが混合されることを特に抑制できる。この構成では、第１の領域１１０ａのうちの上方の空間の水素ガスの割合を高めることができる。そのため、第１の領域１１０ａ内の水１０の溶存水素濃度を特に高めることができる。

なお、筒状部１２３ａは、仕切り部材１２４を介さずに通気孔１１２ｈｂに接続されていてもよい。セパレータ１２３のうち水１０に浸漬されていない部分も、水の表面張力などの影響で濡れている場合が多い。そのような場合には、セパレータ１２３のうち水１０に浸漬されていない部分も、ガスを通過させにくい。

本発明の給水装置（たとえば実施形態１〜３で説明する給水装置）では、薄板１１３の代わりに、他のガス流制御機構を用いてもよい。そのようなガス流制御機構の一例を、図５に示す。

図５に示すガス流制御機構１４０は、通気孔１１２ｈに配置される。ガス流制御機構１４０は、リング状部材１４１および球状部材１４２を含む。リング状部材１４１は、支持部材１４３によって支持されている。通気孔１１２ｈの端部には、球状部材１４２の飛び出しを防止するためのストッパ１４４が設けられている。なお、ガス流制御機構は、通気孔１１２ｈに接続されたガス流路に配置されてもよい。

リング状部材１４１は、ゴムや樹脂で形成されてもよく、Ｏリングを用いてもよい。球状部材１４２は、リング状部材１４１上に配置され、槽１１０の外部から内部へのガスの流れを抑制する。球状部材１４２の材質に限定はなく、ガラス玉を用いてもよい。槽１１０内の気圧が大気圧以下であるときには、球状部材１４２とリング状部材１４１との間の隙間が閉じられているため、通気孔１１２ｈをガスが流れることが抑制される。一方、槽１１０内の気圧が大気圧よりも高くなったときには、リング状部材１４１と球状部材１４２との間に隙間が生じ、槽１１０の内部から外部に向かってガスが流れる。

（実施形態３）
実施形態３では、シート状のセパレータを用いる第１の給水装置の一例について説明する。実施形態３の給水装置１００ｂの構成を、図６に模式的に示す。図６の線VII−VIIにおける端面を図７に示す。給水装置１００ｂは、槽１１０、槽１１０内に配置された電極部２２０、および給水部１３０を含む。

電極部２２０は、第１の電極１２１、第２の電極１２２、およびセパレータ２２３を含む。電極１２１および１２２は、実施形態１で説明した電極と同様である。第１の電極１２１と第２の電極１２２とを結ぶ全ての直線上には、セパレータ２２３が存在する。セパレータ２２３は、シート状のセパレータである。セパレータ２２３は、水は通過しやすいが、水中において気泡が通過しにくいセパレータである。

給水装置１００ｂの槽１１０（蓋１１２）には、第１の通気孔１１２ｈａと第２の通気孔１１２ｈｂとが形成されている。通気孔１１２ｈａおよび１１２ｈｂはそれぞれ、薄板１１３によって塞がれている。

セパレータ２２３と仕切り部材２２４とは、仕切り２２５を構成する。仕切り２２５によって、槽１１０の内部が、第１の電極１２１が存在する第１の領域１１０ａと、第２の電極１２２が存在する第２の領域１１０ｂとに分割されている。この場合、第１の領域１１０ａが上述した領域（Ｘ）となり、第２の領域１１０ｂが上述した領域（Ｙ）となる。

仕切り部材２２４は、水の中および外の両方において気体を通過させにくい材料で形成されている。図６に示す一例の仕切り部材２２４は板状である。セパレータ２２３と仕切り部材２２４との接続部は、水１０の中に位置する。

第１の領域１１０ａと槽１１０の外部とは、通気孔１１２ｈａによって接続されている。第２の領域１１０ｂと槽１１０の外部とは、通気孔１１２ｈｂによって接続されている。給水部１３０は、第１の領域１１０ａに接続されている。図６に示す一例では、槽１１０と給水部１３０との接続部１３０ａが、第１の電極１２１に面している。

給水装置１００ｂでは、実施形態２の給水装置１００ａと同様に、第１の電極１２１で生成された水素ガスと第２の電極１２２で生成された酸素ガスとが仕切り２２５によって分離される。そのため、第１の領域１１０ａに存在する水１０の溶存水素濃度を特に高めることができる。なお、槽１１０の内部が完全には仕切られていない構成とすることも可能である。その場合でも、槽１１０と給水部１３０との接続部が第１の電極１２１に面するようにすることによって、給水部１３０に供給される水の溶存水素濃度を高める効果が得られる。

（実施形態４）
実施形態４では、水が循環する第２の給水装置の一例について説明する。実施形態４の給水装置３００の構成を図８に示す。給水装置３００は、槽１１０、電極部１２０、流路３３１、ポンプ３３２、および活性炭フィルタ３３５を含む。電極部１２０は、第１の例（Ｅ１）の電極部であり、たとえば実施形態１で説明した電極部である。なお、電極部１２０として、図１２に示すような、第２の例（Ｅ２）の電極部を用いてもよい。

流路３３１は、槽１１０とともに循環路３３３を構成する。すなわち、槽１１０は、循環路３３３の一部を構成する。循環路３３３（たとえば流路３３１）の一部は大気に開放された開放部３３３ａとなっている。流路３３１と開放部３３３ａとは、給水部として機能する。流路３３１には、ごみ等を除去するためのフィルタが配置されていてもよい。

ポンプ３３２は、開放部３３３ａの下流側の流路３３１に配置されている。なお、ポンプ３３２は、開放部３３３ａの上流側の流路３３１に配置されてもよい。たとえば、ポンプ３３２は、槽１１０と活性炭フィルタ３３５との間の流路３３１に配置されてもよい。

図８に示す一例では、槽１１０に通気孔は形成されていない。給水装置３００では、循環路３３３の一部が開放されているため、ガスを放出するための通気孔は原則として不要である。もちろん、実施形態１で説明した通気孔１１２ｈを設けてもよいし、実施形態２で説明した通気孔１１２ｈａおよび通気孔１１２ｈｂを設けてもよい。

図８に示す一例では、槽１１０内は仕切りによって仕切られていない。流路３３１は、槽１１０に接続されている。より具体的には、流路３３１は、槽１１０のうちの第１の電極１２１が存在する領域１１０ａに２箇所で接続されている。

ポンプ３３２によって、循環路３３３を水１０が循環する。ペット等の動物は、開放部３３３ａ（給水箇所）から水１０を飲むことができる。開放部３３３ａは、循環路３３３のうち流路３３１以外の部分に形成されていてもよい。たとえば、槽１１０の上方が開放部となっていてもよい。水１０に溶存している水素が大気に放出されることを抑制する観点では、開放部３３３ａの面積は小さい方が好ましい。

水１０は、槽１１０の下方から上方に向かって流れる。その場合の好ましい一例では、第１の電極１２１として、図３に示した第１の電極１２１が用いられる。なお、水１０の循環方向は、槽１１０の上方から下方に向かって流れる方向であってもよい。

活性炭フィルタ３３５によって、水１０がろ過される。さらに、活性炭フィルタ３３５によって、次亜塩素酸が分解される。活性炭フィルタ３３５は、接続部３３１ｃと開放部３３３ａとの間に配置されている。接続部３３１ｃは、槽１１０と流路３３１との２つの接続部のうち給水側の接続部（槽１１０から流路３３１に向かって水が流れる接続部）である。なお、接続部３３１ｃと活性炭フィルタ３３５との間に、水１０中のガスの気泡を大気に放出するための機構を設けてもよい。そのような機構の例には、公知のガストラップや液体用エアベントが含まれる。

実施形態１で説明したように電極部１２０に直流電圧を印加することによって、第１の電極１２１において水素ガスが生成され、第２の電極１２２において酸素ガスが生成される。その結果、水１０の溶存水素濃度が上昇する。水１０を電気分解するとともにポンプ３３２を駆動することによって、溶存水素濃度が上昇した水１０が、循環路３３３を循環する。開放部３３３ａで水１０が大気に暴露されることによって水１０の溶存水素濃度が減少する。しかし、水１０の電気分解を行うとともに水１０を循環させることによって、水１０の溶存水素濃度を一定以上に保つことが可能である。

（実施形態５）
実施形態５では、水が循環する第２の給水装置の他の一例について説明する。実施形態５の給水装置３００ａの構成を図９に示す。実施形態４で説明した事項については、重複する説明を省略する場合がある。

給水装置３００ａでは、実施形態２で説明したように、セパレータ１２３（筒状部１２３ａ）と仕切り部材１２４とによって仕切り１２５が構成されている。仕切り１２５によって、槽１１０の内部が、第１の電極１２１が存在する第１の領域１１０ａと第２の電極１２２が存在する第２の領域１１０ｂとに分割されている。第２の領域１１０ｂは通気孔１１２ｈに接続されている。通気孔１１２ｈの上方には、水１０が漏れ出すことを防止するための筒状部１１０ｃが通気孔１１２ｈを囲むように形成されている。筒状部１１０ｃには、水１０が漏れ出すことを防止するための気液分離膜などが配置されてもよい。図９に示す一例では第１の領域１１０ａに通気孔が形成されていないが、第１の領域１１０ａに通気孔を形成してもよい。

給水装置３００ａは、給水装置３００で説明した流路３３１を含む。流路３３１の２つの端部はいずれも、第１の領域１１０ａに接続されている。この構成によれば、第１の領域１１０ａ内に存在する水（溶存水素濃度が高い水）が、循環路３３３を循環する。

図９には、仕切りが、筒状部を含むセパレータを含む場合について説明した。筒状部を含むセパレータの代わりに、シート状のセパレータを含む仕切り（たとえば図６に示した仕切り２２５）を用いて槽１１０内を仕切ってもよい。そのような給水装置の一例を図１０に示す。

図１０に示す給水装置３００ｂは、槽１１０内が、仕切り２２５によって第１の領域１１０ａと第２の領域１１０ｂとに仕切られている。流路３３１は、第１の領域１１０ａに接続されている。第２の領域１１０ｂの上方には、通気孔１１２ｈと、その周囲を囲む筒状部１１０ｃとが形成されている。その他の構成は、図９に示した給水装置３００ａと同様の構成とすることができる。

（実施形態６）
実施形態６では、槽内と給水部とを結ぶ管を含む第１の給水装置の一例について説明する。当該管の一例は、後述する管（Ｔ）と同様の管である。実施形態６の給水装置１００ｃを図１１に模式的に示す。実施形態１で説明した給水装置１００と同様の部分については、重複する説明を省略する場合がある。

給水装置１００ｃは、槽１１０、槽１１０内に配置された電極部１２０、および給水部１６０を含む。さらに、給水装置１００ｃは、槽１１０内と給水部１６０とを結ぶ管１５１を含む。管１５１は、たとえばステンレス鋼からなる管である。図１１では、１つの第１の電極１２１を用いる一例について示すが、２つの第１の電極１２１を用いてもよい。

給水部１６０は、接続部１６１、外側チューブ１６２、リング状のパッキン１３２、およびボール１３３を含む。パッキン１３２およびボール１３３は実施形態１で説明したものであり、給水具１３４として機能する。接続部１６１には、らせん状に凹凸（図示せず）が形成されている。この凹凸は、槽本体１１１の下部に設けられたらせん状の凹凸と嵌合する。すなわち、給水部１６０は、槽１１０（槽本体１１１）の下部に接続される。接続部１６１近傍の管１５１の周囲には、槽１１０内の水１０が管１５１と外側チューブ１６２との間に漏れることを防止するためのパッキン１６１ａが配置されている。なお、接続部１６１は、槽１１０の下方の開口部の蓋とみなすことも可能である。

管１５１の一端１５１ａは、給水具１３４に接続されている。一端１５１ａと外側チューブ１６２との間には、一端１５１ａから供給された水１０が管１５１と外側チューブ１６２との間に侵入することを防止するためのパッキン１６１ｂが配置されている。なお、パッキン１６１ａおよび１６１ｂの代わりに樹脂を用いてもよい。また、給水具１３４を、分離可能としてもよい。

管１５１の他端１５１ｂは、第１の電極１２１の近傍であって第１の電極１２１の上方に配置されている。他端１５１ｂと第１の電極１２１との距離は、他端１５１ｂと第２の電極１２２との距離よりも近い。

給水装置１００ｃにおいて水１０を電気分解すると、第１の電極１２１で水素ガスが生成される。生成された水素ガスは、水１０内を上昇する。そのため、第１の電極１２１の近傍であって第１の電極１２１の上方の領域にある水１０の溶存水素濃度が特に高くなる。他端１５１ｂを当該領域に配置することによって、溶存水素濃度が高い水１０を給水具１３４に供給できる。

上記実施形態では蓋１１２に通気孔１１２ｈを設ける場合について説明したが、槽本体１１１と蓋１１２との間にガスが流れる隙間が存在する場合には、通気孔１１２ｈ（および薄板１１３）を省略することも可能である。

（実施形態７）
実施形態７では、水が循環する第２の給水装置の他の一例について説明する。実施形態７の給水装置３００ｃの構成を図１２に模式的に示す。なお、実施形態４および５で説明した事項については、重複する説明を省略する場合がある。

給水装置３００ｃは、槽１１０、電極部１２０、流路３３１、ポンプ３３２、活性炭フィルタ３３５、およびケース３４０を含む。槽１１０は、ケース３４０の下部に設けられている。流路３３１と槽１１０とは循環路３３３を構成する。循環路３３３は、開放部３３３ａを構成する皿状部３３３ｂを含む。皿上部３３３ｂの端部でオーバーフローした水１０は、流路３３１を通って槽１１０に戻る。

電極部１２０は、第２の例（Ｅ２）の電極部である。電極部１２０では、第２の電極１２２、セパレータ１２３、および第１の電極１２１が、下方からこの順に配置されている。第１の電極１２１、第２電極１２２、およびセパレータ１２３はそれぞれ、垂直方向に対して傾いている。セパレータ１２３の上方の端部は、開放部３３３ａの下流側の流路３３１に達している。

給水装置３００ｃでは、槽１１０が仕切りで仕切られておらず、且つ、第２の電極１２２がセパレータ１２３によって囲まれていない。この場合、槽１１０内の全ての領域が、第１の電極１２１が存在する領域１１０ａ（領域（Ａ））となる。領域１１０ａにある水が、開放部３３３ａ（給水箇所）に供給される。なお、第２の電極１２２は、セパレータ１２３によって囲まれていてもよい。

セパレータ１２３を仮想的に延長した面１２３ｖによって槽１１０を仮想的に二分割した場合、第１の電極１２１が配置されている領域１１０ｘ（領域（Ｘ））と、第２の電極１２２が配置されている領域１１０ｙ（領域（Ｙ））とに、槽１１０が分割される。領域１１０ｘにある水が、開放部３３３ａ（給水箇所）に供給される。

第２の電極１２２で生成された酸素ガスの気泡は、セパレータ１２３の下面を移動しながら上昇して流路３３１に到達し、流路３３１を上昇して大気中に放出される。そのため、給水装置３００ｃでは、酸素ガスの気泡が、槽１１０の下流側の流路３３１に流れることを抑制できる。もちろん、流路３３１を通さずに酸素ガスの気泡を大気に放出してもよい。

水１０を電気分解する際に生成する水素ガスを大気中に放出するために、ケース３４０内の空間３４０ａは、いずれかの場所で大気に開放されていてもよい。

（その他の給水装置）
上記本発明の給水装置から電極部を除いた給水装置を、動物用の給水装置として用いることができる。以下では、この給水装置を「装置（Ｄ）」と称する場合がある。装置（Ｄ）は、溶存水素濃度を高めるための電極部を含まない。そのため、装置（Ｄ）で給水される水は、溶存水素濃度が高められた水ではなく、ペット等の動物が飲用する液体（通常は水）である。なお、本発明の給水装置の効果が得られる限り、装置（Ｄ）についての説明は、本発明の給水装置に適用できる。

装置（Ｄ）は、水が配置される槽と、水が流れる管（流路）と、槽の外に配置された給水具とを含む。当該管を以下では「管（Ｔ）」と称する場合がある。管（Ｔ）は、槽と給水具とを接続する。装置（Ｄ）は、水が流れる管（Ｔ）とは別に、大気が槽内に流入することを可能にする通気部を含む。通気部は、槽に形成されている。たとえば、通気部は槽本体に形成されていてもよいし、槽本体の開口部を塞ぐ部材（蓋その他の部材）に形成されていてもよい。通気部は、槽に形成された貫通孔であってもよいし、槽を貫通する管であってもよい。槽には、複数の通気部が形成されていてもよい。通気部の断面積（流体が流れる部分の断面積であって流体が流れる方向に垂直な断面積）は、管（Ｔ）の断面積Ｓ（水が流れる部分の断面積であって水が流れる方向に垂直な断面積）よりも小さくすることが好ましく、たとえば断面積Ｓの３分の１以下であってもよい。使用時において、通気部は、塞がれることなく流体が移動可能な状態にされる。

管（Ｔ）は、槽内の水を給水具に流す流路として機能する。好ましい一例では、管（Ｔ）の一端は槽内に配置され、他端が給水具に接続される。この構成によれば、管（Ｔ）の長さを確保しやすくなる。上記他端は、給水具に直接接続されていてもよいし、他の部材（たとえば流路）を介して給水具に接続されていてもよい。管（Ｔ）は通常、槽の下部から槽の外部に延び、給水具に接続される。槽、管（Ｔ）、および給水具については、第１の給水装置について説明したものを用いてもよい。ただし、管（Ｔ）については、溶存水素の透過を防止する必要がないため、溶存水素が透過しやすい材料で形成してもよい。

装置（Ｄ）において給水される水は管（Ｔ）を流れるため、管（Ｔ）における配管抵抗によって給水速度が制限される。そのため、過剰な給水が一度に行われることを抑制できる。過剰な給水を抑制するために、管（Ｔ）の流路部分の断面積Ｓおよび管（Ｔ）の長さＬが所定の範囲にあることが好ましい。断面積Ｓが小さいほど配管抵抗が大きくなり、長さＬが長いほど配管抵抗が大きくなる。通常、断面積Ｓが小さければ長さＬが短くてもよく、断面積Ｓが大きければ長さＬが長いことが求められる。

一例では、断面積Ｓが０．５ｍｍ²〜２９ｍｍ²の範囲で且つ長さＬが２ｃｍ〜１５ｃｍの範囲にある。たとえば、断面積Ｓが０．５ｍｍ²〜３．１ｍｍ²の範囲で且つ長さＬが２ｃｍ〜７ｃｍの範囲にあってもよい。

給水具から安定的に給水を行うためには、給水具から給水されたときに、給水量に相当する量の空気が槽内にスムーズに入る必要がある。そうでないと、槽内の圧力が低下して給水されなくなったり、一度に多量の空気が槽内に入って多量の水が一度に給水されたりする。そのため、槽には通気部が形成されている。

通気部は、槽の上部に形成されてもよい。ここで、槽の上部とは、装置（Ｄ）を使用状態に配置したときの上方の部分を意味する。通気部の例には、槽の上部に形成された貫通孔が含まれる。槽が、上部に開口部が形成されている槽本体と、当該開口部を封じる着脱可能な蓋とを含む場合、通気部は、槽本体に形成されてもよいし、蓋に形成されてもよい。あるいは、槽本体と蓋との隙間が通気部として機能してもよい。通気速度を制御するための部材を通気部に配置してもよい。そのような部材には、多孔質体や通気膜が含まれる。

槽が、下部に開口部が形成されている槽本体と、当該開口部を封じる着脱可能な蓋とを含む場合、通気部は、槽本体に形成されてもよいし、蓋に形成されてもよい。下部の開口部に配置される蓋に通気部が形成される場合には、大気が流れるためのガス流路が通気部に接続される。この場合の槽の一例は、ペットボトルのような容器であり、蓋の方を下方にして用いられる。装置（Ｄ）の一例では、ガス流路となる管と管（Ｔ）とが、蓋を貫通するように配置される。

給水具から給水を行った場合に空気が槽内に入る可能性があるルートとしては、通気部の部分からの第１のルートと、管（Ｔ）からの第２のルートとがある。第２のルートは、水の流出と空気の流入とが同じ箇所で行われるため、安定して空気が移動しない場合がある。そのため、装置（Ｄ）では、給水具から給水を行った場合に、第１のルートを通して槽内に入る空気の量（体積）が、第２のルートを通して槽内に入る空気の量よりも多い。それが実現されるように、通気部および給水具が構成される。通気部の通気抵抗を小さくすると、第１のルートを通る空気の量を多くできる。典型的には、装置（Ｄ）では、給水具から給水されたときに、第２のルートから槽内に空気が入らない。すなわち、典型的な装置（Ｄ）では、第１のルートのみから槽内に空気が入る。

（その他の給水装置の一例）
装置（Ｄ）の一例について、以下に説明する。この一例の構成を、図１３に示す。図１３の装置４００は、図１１に示した装置１００ｃとは異なり、電極部１２０を含まない。さらに、蓋１１２には、通気孔１１２ｈが形成されておらず、薄板１１３も配置されていない。さらに、槽本体１１１と蓋１１２との間が完全に密閉されておらず、それらの間の隙間１１２ｇを空気が流れる。その他の構成は、図１１に示した装置１００ｃの構成を適用できる。

隙間１１２ｇは、蓋１１２を槽本体１１１に固定するために両者に設けられる螺旋状の凹凸の間に形成される隙間であってもよい。あるいは、槽１１０（槽本体１１１または蓋１１２）に通気孔（通気部）を設けてもよい。その通気孔は、少なくとも気体が槽１１０の外部から槽１１０の内部に流入することを可能にする通気孔である。

図１３に示すように、管１５１は、槽１１０の下部を通って槽１１０の内部と外部とをつないでいる。管１５１の一端１５１ａは給水具１３４に接続され、他端１５１ｂは槽１１０の内部に配置されている。このようにして、管１５１は、槽１１０と給水具１３４とを接続している。

実施形態１で説明したように、動物が水を飲むためにボール１３３を押すと、パッキン１３２とボール１３３との間に隙間が生じ、水が流路１３１から流れ出る。このとき、管１５１の配管抵抗によって、給水速度が制限される。また、給水された分の空気は、隙間１１２ｇから槽１１０内に流入するため、槽１１０内が過剰に低圧になることない。そのため、安定した給水がなされる。

図１３に示した装置４００では、電極部１２０がないため、図１１に示した装置１００ｃとは異なり、管１５１の他端１５１ｂの位置は、電極部１２０の位置による制約を受けない。また、図１３に示した装置４００では、槽１１０の外部において管１５１の周囲が外側チューブ１６２で囲まれているが、管１５１の一端１５１ａに給水具１３４が接続される限り、外側チューブ１６２はなくてもよい。さらに、図１３に示した装置４００では、槽１１０が槽本体１１１と蓋１１２とを含むが、通気部がある限り、蓋１１２はなくてもよい。その場合、給水は給水部１６０を槽１１０から取り外して行ってもよい。あるいは、槽１１０の上部に吸水口を設けて、そこから給水を行ってもよい。

（その他の給水装置の他の例）
装置（Ｄ）の他の一例について、以下に説明する。この一例の構成を、図１４に示す。図１４の装置４００は、槽１１０が上方に開口部を有さない点、および、通気部として機能する管１７１を含む点で、図１３の装置４００とは異なる。図１３の装置４００と同様の点については、説明を省略する。なお、理解を容易にするために、管１７１にハッチングを付す。

槽１１０は下方に開口部を有する。接続部１６１およびパッキン１６１ａはその開口部の蓋として機能している。管１７１は、その蓋を貫通している。管１７１の一端は、槽１１０の内部に配置されている。管１７１の他端は、給水部１６０の内側に配置されており、具体的には管１５１の一端１５１ａの近傍に配置されている。管１７１の内径は、管１５１の内径よりも小さい。

ボール１３３が押されると、ボール１３３とパッキン１３２との間から水が給水されるとともに大気が流入する。その結果、管１５１の一端１５１ａとボール１３３との間の空間に大気が流入する。その大気は、細い管１７１から槽１１０内に流入する。大気は管１７１を流れ、水は管１５１を流れるため、安定した給水が可能である。

図１４には、管１７１の一端が槽１１０の内部に配置され、管１７１の他端が給水部１６０の内部に配置されている一例を示した。しかし、管１７１の一端が槽１１０の内部に配置され、管１７１の他端が給水部１６０の外側に配置されていてもよい。そのような一例の装置４００を図１５に示す。図１５に示す装置４００では、管１７１の一端が槽１１０の内部に配置され、管１７１の他端が大気に開放されている。図１５に示す装置４００の場合、管１７１の流路の断面積が大きいと、管１７１から水が漏れるおそれがある。そのため、管１７１の流路の断面積および長さは、水が漏れない一方で大気が所望の速度で槽１１０内に流入可能なように設定される。なお、管１７１の一端が、槽１１０内の水がない上部の位置に到達するように管１７１を長くしてもよい。

本発明は、動物用の給水装置に利用できる。ただし、本発明の装置は、動物への給水以外の用途に用いることも可能である。

１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ 給水装置
１１０ 槽
１１０ａ 第１の電極が存在する領域
１１１ 槽本体
１１２ 蓋
１１２ｈ、１１２ｈａ、１１２ｈｂ 通気孔
１２０、２２０ 電極部
１２１ 第１の電極
１２１ａ フィン状部
１２２ 第２の電極
１２３、２２３ セパレータ
１２３ａ 筒状部
１２４、２２４ 仕切り部材
１２５、２２５ 仕切り
１３０ 給水部
１５１ 管

Claims (12)

1. 水が配置される槽と、
   前記槽内の前記水を電気分解するために前記槽内に配置された電極部と、
   前記槽内の前記水を動物に給水するための給水部とを含み、
   前記電極部は、セパレータと、前記セパレータを挟むように配置された第１および第２の電極とを含む、動物用の給水装置。
2. 前記水の電気分解で生成されたガスを放出するための通気部が前記槽に形成されている、請求項１に記載の動物用の給水装置。
3. 前記第１の電極が存在する領域にある前記水が前記給水部に供給される、請求項１または２に記載の動物用の給水装置。
4. 前記給水部は、動物に給水するための給水具と前記水の流路とを含み、
   前記給水具は、前記槽内のうちの前記第１の電極が存在する領域に、前記流路を介して接続されている、請求項３に記載の動物用の給水装置。
5. 前記セパレータは、垂直方向に沿って配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の動物用の給水装置。
6. 前記セパレータは、前記第２の電極を囲むように配置された筒状部を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の動物用の給水装置。
7. 水が配置される槽と、
   前記槽内の前記水を電気分解するために前記槽内に配置された電極部と、
   前記槽内の前記水を動物に給水するための給水部と、
   前記槽を含む循環路を形成する流路とを含み、
   前記電極部は、第１および第２の電極を含む、動物用の給水装置。
8. 前記第１の電極が存在する領域にある前記水が前記給水部に供給される、請求項７に記載の動物用の給水装置。
9. 前記循環路には、大気に開放されている開放部が形成されており、
   前記開放部が、動物に給水するための給水箇所として機能する、請求項７または８に記載の動物用の給水装置。
10. 前記流路に活性炭フィルタが配置されている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の動物用の給水装置。
11. 前記循環路内で水を循環させるためのポンプを含み、
    前記ポンプは、前記槽の下方から上方に向かって流れるように前記水を循環させる、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の動物用の給水装置。
12. 前記第１の電極がカソードとなり前記第２の電極がアノードとなるように前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧が印加される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の動物用の給水装置。
    

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