JP2018153745A - 電解水素水生成器 - Google Patents

Abstract

【課題】電解水素水中に含まれる水素量をより向上させることのできる電解水素水生成器を提供する。【解決手段】隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記酸性水の吐出流路と前記電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えることとした。【選択図】図３

Description

本発明は、電解水素水生成器に関する。

我々が日常的に摂取する水は、健康の基礎作りとして極めて重要な役割を果たしており、人々の間で健康志向が高まる中、飲用水への注目が更に高まっている。

従来より、このようなニーズに合致するような飲用水は種々提案されており、例えば、飲用水中に酸素を多量に溶存させた酸素水や、水素を溶存させた水素水が知られている。

特に、分子状水素を含有させた水素水は、生体内酸化ストレスの低下や、血中ＬＤＬの増加抑制など、健康に寄与する報告が種々なされている。

このような水素水は、水中に水素を溶存させることで生成されるのであるが、その生成方法としては、例えば、飲用水中に水素ガスをバブリングする方法や、化学反応による方法、水を電気分解して生成する方法などが挙げられる。

中でも、水の電気分解による方法は、同じく健康づくりに役立つとされるアルカリ電解水に水素を含ませた電解水素水を生成することができ、これら双方の相乗的な効果を期待することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１６０５０３号公報

ところで、水素水中に含まれた溶存水素の量は、水素水を飲用する者にとって最も重要な関心事の一つである。特に、溶存水素量が多い水素水は、より健康増進に役立つと考える飲用者が多く、溶存水素濃度の高い水素水が求められる傾向にある。

例えば、相対的に低電位の陰電極を配置した陰極室と高電位の陽電極を配置した陽極室とを隔膜で区画してなる電解槽を具備した電解水素水の生成器にあっては、水素の溶存量を高めるための手段として、陰極室より吐出された電解水素水の流量を制限するなどして背圧を生じさせ、陰極室の内圧を高める方法が挙げられる。

しかしながら、本発明者らの詳細な分析によれば、このようにして得られた電解水素水中に溶存する実際の水素量は、理論上得られるはずの電解水素水中の水素量に比して低いことが見出された。

そこで、発明者らはこの現象について鋭意研究を重ね、電解水素水中に含まれる水素量をより向上させることのできる電解水素水生成器を提供すべく本発明を完成させた。

斯かる事情に鑑み、本発明に係る電解水素水生成器では、（１）隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記酸性水の吐出流路と前記電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えることとした。

また、本発明に係る電解水素水生成器では、以下の点にも特徴を有する。
（２）陽極室加圧手段と陰極室加圧手段とのいずれか一方又は両方は、対応する極室の加圧度合いを変化させる圧力可変機構を備えること。
（３）前記陽極室加圧手段は圧力可変機構を備えるものであって同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して前記陽極室加圧手段を制御して陽極室内の内圧を高めると共に前記電気分解の通電量を増加させること。
（４）前記陽極室加圧手段と前記陰極室加圧手段とはいずれも圧力可変機構を備えると共に同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して両極室加圧手段を略同時に制御してそれぞれ対応する極室内の内圧を高めること。
（５）前記電解槽に流入させる原水を供給路の中途から分岐して、前記電解水素水の吐出流路の陰極室加圧手段よりも下流側へ通水させる原水バイパス流路を備えること。
（６）前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えること。

本発明に係る電解水素水生成器では、隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記酸性水の吐出流路と前記電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えることとしたため、陰極室加圧手段のみを備える電解水素水生成装置に比して、電解水素水中に含まれる水素量をより向上させることができる。

また、陽極室加圧手段と陰極室加圧手段とのいずれか一方又は両方は、対応する極室の加圧度合いを変化させる圧力可変機構を備えることとすれば、所望のタイミングで電解水素水の高濃度化を図ることができる。

また、前記陽極室加圧手段は圧力可変機構を備えるものであって同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して前記陽極室加圧手段を制御して陽極室内の内圧を高めると共に前記電気分解の通電量を増加させることとすれば、比較的低ｐＨでありながら、高濃度の水素を含んだ電解水素水を生成することができる。

また、前記陽極室加圧手段と前記陰極室加圧手段とはいずれも圧力可変機構を備えると共に同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して両極室加圧手段を略同時に制御してそれぞれ対応する極室内の内圧を高めることとすれば、圧力上昇に由来する水素の溶解性を向上させつつも、比較的ｐＨの低い電解水素水を生成することができる。

また、前記電解槽に流入させる原水を供給路の中途から分岐して、前記電解水素水の吐出流路の陰極室加圧手段よりも下流側へ通水させる原水バイパス流路を備えることとしたため、比較的ｐＨが低く水素含量の高い電解水素水を多量に供給することができる。

また、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとすれば、電解水素水のｐＨ上昇を抑制可能な電解水素水生成器を提供することができる。

極室加圧ユニットの例を示した説明図である。 電解水素水生成器の外観構成を示した斜視図である。 電解水素水生成器の内部構成を示した説明図である。 電解部の構成を示した説明図である。 電解水素水生成器の電気的構成を示したブロック図である。 制御部が実行する処理を示したフローである。 制御部が実行する処理を示したフローである。 第２の実施形態に係る電解水素水生成器の内部構成を示した説明図である。 第２の実施形態に係る電解水素水生成器の処理示した説明図である。 第３の実施形態に係る電解水素水生成器の内部構成を示した説明図である。

本発明は、隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、電解水素水中に含まれる水素量をより向上させることのできる電解水素水生成器を提供するものである。

本明細書において電解水素水は、水の電気分解により陰極側で生成されるアルカリ電解水であって、同じく陰極側で生成した水素ガスが溶存している水である。

したがって、本明細書における電解水素水生成器は、所謂アルカリイオン整水器についても、概念上含まれるものと解するべきである。

また、陽極室と陰極室とを区画する隔膜は、一般的なアルカリイオン整水器にて隔膜として用いられるものであれば特に限定されず、例えば、中性膜やイオン交換膜等を採用することができる。

そして、本実施形態に係る電解水素水生成器の特徴としては、電解槽にて生成された酸性水の吐出流路と電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えている点が挙げられる。

先に述べたように、本発明者らは本発明を完成するに先立って、陰極室より吐出された電解水素水の流量を制限するなどして背圧を生じさせ、陰極室の内圧を高める方法により得られた電解水素水中に溶存する実際の水素量は、理論上得られるはずの電解水素水中の水素量に比して低いことを見出している。

これは、本発明者らの鋭意研究によれば、陰極室の加圧環境下において陽極室と陰極室とを隔てる隔膜に所定量の液体流通性が生起することに由来しており、陰極室に付与された内圧によって陰極室内の原水又は電解水素水（以下、陰極室内容水と称する。）が陽極室へリークして圧力上昇が妨げられ、水素濃度の上昇が抑制されることが突き止められた。

そして、これまで知られていないこの新たな知見に基づき、陰極室と略同等又はそれ以上の内圧を陽極室側にも付与することで、陰極室内容水のリークを抑制し、陰極室内圧、より詳細には陰極室加圧手段よりも下流側となる陰極室内及び吐出流路における内圧により、存在する水素気泡の溶存効率を高めて高濃度水素を含む電解水素水の生成を実現している。

また、電解槽内に供給する原水が、一つの原水供給配管から二叉状に分岐して陰極室側と陽極室側とに供給するよう構成された電解水素水生成器にあっては、陰極室内圧が高められると原水の多くが陽極室側へ流れこむこととなって陰極室における内圧上昇が鈍ることも考えられるが、本実施形態に係る電解水素水生成器によれば上述の構成を備えることとしたため、陰極室側にも効率的に原水を供給することが可能となり、陰極室内圧の上昇を助長することができて更に溶存水素濃度を高めることができる。

なお、陰極室や陽極室へ供給する原水は、極端なｐＨ調整がなされていない大凡ｐＨ６〜８程度の飲用可能な水であれば特に限定されるものではなく、一般的な水道水や井戸水などを使用することができる。

また、原水として特に好ましくは、上記水道水や井戸水に対して、フィルタ等による濾過処理や、活性炭などの多孔質体による吸着処理、イオン交換樹脂等を用いた脱イオン処理、水の電解効率を向上させるべく乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等のカルシウム剤に接触させるカルシウム処理などから選ばれるいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせて行うようにしても良い。

また、極室加圧手段は、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつ対応する極室や吐出配管内に背圧を生じさせることが可能な部材であれば特に限定されるものではなく、例えば制限オリフィスや、バルブ、ベンチュリの如く狭窄構造を有する部材など、流れに対して抵抗を生じさせる部材を挙げることができる。

ここで、図１を参照しつつ極室加圧手段の構造例について説明すると、例えば図１（ａ）に示す極室加圧ユニット８１ａの構造にあっては、水素気泡を含む電解水素水や酸素気泡を含む酸性水（以下、総称して気泡含有電解水ともいう。）が矢印方向から流入するとした場合、流径漸減部８２ａにおいて漸次狭窄する径の変化割合（狭窄変化割合）と、流径漸増部８２ｂにおいて漸次拡開する径の変化割合（拡開変化割合）とが、最小径となる狭窄部８２ｃを境に絶対値として略同じとなるような狭窄・拡開構造を備えており、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつ対応する極室や吐出配管内に背圧を生じさせることが可能となっている。

また、図１（ｂ）に示す極室加圧ユニット８１ｂは、極室加圧ユニット８１ａと略同様の構成としているが、流径漸減部８２ａにおける狭窄変化割合を流径漸増部８２ｂのおける拡開変化割合よりも大きく形成しており、極室加圧ユニット８１ａに比してより大きな背圧が生起されるよう構成している。

また、図１（ｃ）に示す極室加圧ユニット８１ｃは、極室加圧ユニット８１ｂと略同様の構成を備えているが、狭窄部８２ｃの下流側において流径漸増部８２ｂに代えて狭窄部８２ｃと同じ流径の狭窄流路８２ｄを備える点で構造を異にしている。

また、図１（ｄ）に示す極室加圧ユニット８１ｄは、極室加圧ユニット８１ｃと比較して、狭窄部８２ｃの下流側において狭窄流路８２ｄに代えて流径漸減部８２ａの初期流入径と略同じ径を有する広幅流路８２ｆを備える点で構造を異にしている。

また、図１（ｅ）に示す極室加圧ユニット８１ｅは、狭窄部８２ｃを狭窄流路状に形成すると共に、狭窄部８２ｃの上流側及び下流側の両方を広幅流路８２ｆとしている点で構造を異にしている。

また、図（ｆ）に示す極室加圧ユニット８１ｆは、極室加圧ユニット８１ｄと略同様の構成としているが、狭窄部８２ｃの上流側の流径漸減部８２ａに相当する位置に流路抵抗体８２ｈを配置している点で構造を異にしている。

このように、極室加圧手段の例としては、上記した極室加圧ユニット８１ａ〜８１ｆのようなバリエーションを挙げることができ、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつ対応する極室や吐出配管内に背圧を生じさせることができる。なお、本明細書において極室内等の内圧を生じさせる背圧は、単なる直管の流動抵抗によるものは含まれず、吐出流路上に積極的に付加された抵抗部材や抵抗構造をいう。抵抗部材としては上述した極室加圧ユニットが挙げられるほか、抵抗構造としては背圧上昇を目的とした蛇行配管などが挙げられる。

また特に、極室加圧手段はマイクロバブルやナノバブルを発生可能なベンチュリ構造（狭窄・拡開構造）を備えた管（以下、微細化気泡生成管ともいう。）とすることができる。

例えば上記例に当てはめるならば極室加圧ユニット８１ａ,８１ｂ,８１ｄ,８１ｆなどのように、狭窄部８２ｃの上流側で流径が漸次狭窄し、狭窄部８２ｃの下流側で狭窄部８２ｃの狭窄径よりも大きな流径を有する構造を備えた極室加圧ユニットは、流入させた気泡含有電解水の気泡を微細化する微細化気泡生成管としての機能を期待することができる。

微細化気泡生成管を採用すれば、極室加圧手段として機能させることができる他、例えば陰極室加圧手段として使用すれば、電解水素水に分散浮遊する水素の未溶解気泡を細分化させて溶解を助長し、電解水素水に含まれる水素量を更に向上させることができる。また、陽極室加圧手段として使用すれば、溶存酸素量が更に高められた酸性水を生成することができる。

また、酸性水吐出流路に設けられる陽極室加圧手段と、電解水素水吐出流路に設けられる陰極室加圧手段は、同じものであっても良く、異なるものであっても良い。

また、これらの極室加圧手段のいずれか一方、又は両方は、各極室の加圧度合いを変化させる圧力可変機構を備えるものであっても良い。極室加圧手段は背圧を生じさせる部材であるため、電解室から吐出される電解水素水や酸性水の水量が一定である場合、自ずとその吐出流量が制限されることとなるが、圧力可変機構を備えたならば、所望する吐出流量に自在に変更できると共に、電解水素水であれば水素含量を、酸性水であれば酸素含量を変化させることができる。

この圧力可変機構は、生じさせる背圧を段階的に変化できるものであっても良く、また無段階に変化できるものであっても良い。前者の例としては、例えば閉塞板の位置を段階的に変化させることのできるゲートバルブや、全開状態と半開状態とに切り替え可能なバルブが挙げられる。また、後者の例としては、蛇口内のコマの如く、螺合部材等によって無段階に開度調整可能がバルブなどが挙げられる。

例えば、図１（ｇ）に示す極室加圧ユニット８１ｇにあっては、流入から流出まで略同径で直管状の広幅流路８２ｉとしつつも、管内へ無段階に出没可能なネジ状の流路狭窄体８２ｊを螺合することで圧力可変機構を構成しており、狭窄部８２ｃの位置、すなわち、気泡含有電解水に対する抵抗度合や背圧の発生度合を変化できるようにしている。この圧力可変機構は、電解水素水生成器の使用者等が手で調整しても良いし、電解水素水生成器に内蔵される制御部等の制御によって調整されるものであっても良い。なお、極室加圧手段は、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧可能である必要があるが、流路を完全に閉塞する機能が備えられることを妨げるものではない。

また、陽極室加圧手段を圧力可変機構が備えられたものとした場合、この陽極室加圧手段を圧力可変機構の制御を行う制御部と接続して構成し、更に制御部は電解水素水の生成に際して陽極室加圧手段の圧力可変機構を制御して陽極室内の内圧を高めると共に、電気分解の通電量を増加させるよう構成しても良い。

通常、電解水素水を生成する際に陰極室では、水素発生量をできるだけ多くするために、通電量を高めて電気分解を行うことが望まれる。

しかし、通電量を高めると、陰極室内でより多くの水酸化物イオンが生成されるため、電解水素水のｐＨも上昇する。

ところが、飲用に適合する電解水素水のｐＨは１０以下とされており、通電量を増大させてより溶存水素濃度を高めながらも飲用に適した電解水素水を得るためには、何らかの手段によりｐＨを低下させるのが望ましい。

そこで、電解水素水の生成に際して陽極室加圧手段の圧力可変機構を制御して陽極室内の内圧を高め、先に述べた新たな知見に基づいて隔膜を介して陽極室内の酸性水や酸性水と混合された原水（以下、陽極室内容水ともいう。）を陰極室側へリークさせ、陰極室内容水をリークさせた陽極室内容水によって中和しつつｐＨの上昇を抑制し、電気分解の通電量を増加させて水素発生量の増加を図ることとしている。

従って、高濃度に水素が溶存しながらも、ｐＨ上昇が抑制され飲用に適した電解水素水を生成することができる。なお、陰極室内容水のｐＨ上昇抑制の度合いは、陽極室加圧手段の圧力可変機構により調整することができる。

また、陽極室加圧手段と陰極室加圧手段とはいずれも圧力可変機構を備えると共に同圧力可変機構を制御する制御部と接続し、同制御部は電解水素水の生成に際して両極室加圧手段を略同時に制御してそれぞれ対応する極室内の内圧を高めるよう構成しても良い。

このような構成とすることにより、電解水素水の取水時には、陰極室において陰極室内容水のリークを抑制しながら陰極室内圧上昇に伴う水素溶存性の向上を図ることができるのは勿論のこと、水素などの気体溶存量の向上を要しないときには、圧力可変機構にて背圧の生起を解除して単位時間あたりの取水量を増やすことができる。

また、本実施形態に係る電解水素水生成器では、電解槽に流入させる原水を供給路の中途から分岐して、電解水素水の吐出流路の陰極室加圧手段よりも下流側へ通水させる原水バイパス流路を備えるようにしても良い。

このような構成を備えることで、例えば電解水素水の生成時には、陰極室加圧手段が機能している時にこのバイパス流路を開放することにより、単位時間あたりの電解水素水の取水量が減少することなく適正にすることができる。

また、本実施形態に係る電解水素水生成器では、陽極室へ供給する原水に電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとしても良い。

このような構成とすることにより、還流バイパス流路を備えない場合と比較して、陰極室内の水のｐＨをより低い状態とすることができ、隔膜を介した陰極室内容水のｐＨ抑制を更に効果的なものとすることができる。

以下、本実施形態に係る電解水素水生成器に関し、図面を参照しながら具体的に説明する。図２は第１の実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１の外観を示した斜視図であり、図３は電解水素水生成器Ａ１の全体構成を示したブロック図である。

図２に示すように電解水素水生成器Ａ１は、略矩形状のケーシング１０内に後述する装置部９（図３参照）を収容して構成しており、水道などから受水した水を必要に応じて電解し、取水管１７を介して吐出口１７ｂから使用者が所望する水を取水可能としている。また、電解水素水生成器Ａ１は電源プラグ８（図３参照）を備えており、商用電源コンセント等から受電して電解が行われる。

また、図２に示すように、ケーシング１０の正面部には操作パネルＰが配されており、各種ボタンやランプ等が備えられている。

具体的には、操作パネルＰ上には、その上部中央に液晶表示装置からなる表示部Ｄを設け、その右上に電源ボタンＢ１を配設するとともに、前記表示部Ｄの下方位置にはＯＲＰ表示ボタンＢ２と通水量表示ボタンＢ３とを横並びに配設している。

電源ボタンＢ１は、電解水素水生成器Ａ１を起動させるためのボタンであり、どのような状態であっても有効なボタンである。例えば排水処理などの途中であって処理が終了していない場合は、電源ボタンＢ１が押下されても、それらの処理が終了してから電源が落ちるようにすることが好ましい。ＯＲＰ表示ボタンＢ２は、表示部Ｄに現在の水のＯＲＰを表示させるためのボタンである。通水量表示ボタンＢ３は、表示部Ｄに現在の水の通水量を表示させるためのボタンである。

また、この通水量表示ボタンＢ３の下方には、縦一列にアルカリボタン群ＡＬ、浄水供給ボタンＷ、酸性ボタン群Ａｃを配設している。

アルカリボタン群ＡＬは、強アルカリ性水供給ボタンＡＬ０や第１レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ１〜第３レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ３で構成している。強アルカリ性水供給ボタンＡＬ０は、電解水素水生成器Ａ１に強アルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。強アルカリ性水は、例えば、ｐＨ１０．５であり、煮物、アク抜き、野菜ゆで等に使用することができる。

第１レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ１は、電解水素水生成器Ａ１に第１レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第１レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．５であり、料理、お茶等に使用することができる。第２レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ２は、電解水素水生成器Ａ１に第２レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第２レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．０であり、炊飯等に使用することができる。第３レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ３は、電解水素水生成器Ａ１に第３レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第３レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ８．５であり、飲み始めの水等として使用することができる。電解水素水生成器Ａ１は、これらのアルカリボタン群ＡＬが使用者により押下されることで、それぞれ強アルカリ性水生成モードや各レベルのアルカリ性水生成モードに移行して、対応するアルカリ性水の生成を行う。特に、これらアルカリボタン群ＡＬの押下によって生成されるアルカリ性水は、電解水素水に相当する水である。

浄水供給ボタンＷは、電解水素水生成器Ａ１にて電解を行うことなく水道水からの水を浄化して通水させることを指示するためのボタンである。電解水素水生成器Ａ１は、浄水供給ボタンＷが使用者により押下されることで、浄水生成モードに移行して浄水の生成を行う。

酸性ボタン群Ａｃは、酸性水供給ボタンＡｃ１や強酸性水供給ボタンＡｃ２で構成している。酸性水供給ボタンＡｃ１は、電解水素水生成器Ａ１に酸性水の生成を指示するためのボタンである。酸性水は、例えば、ｐＨ５．５であり、洗顔、麺ゆで、茶渋とり等に使用することができる。また、強酸性水供給ボタンＡｃ２は、電解水素水生成器Ａ１に強酸性水（衛生水）の生成を指示するためのボタンである。強酸性水は、例えば、ｐＨ２．５であり、水回りの洗浄等に使用することができる。電解水素水生成器Ａ１は、これらの酸性ボタン群Ａｃが使用者により押下されることで、それぞれ酸性水を供給する酸性水生成モードや強酸性水を供給する強酸性水生成モードに移行して、対応する酸性水の生成を行う。なお、以下の説明において強アルカリ性水生成モードやアルカリ性水生成モード、浄水生成モード、酸性水生成モード、強酸性水生成モードを総称して水生成モードという。

また、操作パネルＰの下部近傍には、更に幾つかのボタンやランプが配置されている。例えば強酸性水供給ランプＬ１は、電解水素水生成器Ａ１が強酸性水生成モードであることを示すものである。また、Ｌ３は洗浄中ランプ、Ｌ４はすすぎランプ、Ｌ５，Ｌ６は電解水素水生成器Ａ１の内部に備えられた後述の浄水部２のカートリッジ寿命設定ボタン及びランプ、Ｌ７，Ｌ８は浄水部２のカートリッジ交換ランプ、Ｌ９は温度上昇警告ランプ、Ｂ５はカートリッジ交換リセットボタンである。

また、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１の操作パネルＰには、特徴的な構成の一つとして、操作パネルＰの略中央部に溶存量増加ボタンＦが設けられている。

溶存量増加ボタンＦは、気泡含有電解水の気泡溶解を促進させるためのボタンであり、溶存量増加ボタンＦが押下されると電解水素水生成器Ａ１は溶存量増加モードとなり、電解水素水であれば水素気泡、酸性水であれば酸素気泡の溶解を促進させて、水素溶存量の高い電解水素水や、酸素溶存量の高い酸性水の生成が行われる。この溶存量増加ボタンＦは強アルカリ性水生成モード時や、アルカリ性水生成モード時、酸性水生成モード時、強酸性水生成モード時に押下可能であり、これらのモードが選択されている時は溶存量増加ボタンＦの周囲にリング状に配されたランプＬ１０が点灯して使用者に利用可能である旨が報知される。なお、以下の説明において、気泡含有電解水の気泡溶解を促進させるこの機能を気泡溶解促進機能と称する。

また、溶存量増加ボタンＦが押下されると原水バイパス機能が発揮され、取水管１７の吐出口１７ｂから吐出される電解水素水や酸性水の吐出量の増量がなされる。具体的には、電解水素水生成器Ａ１は原水の一部を後述する陰極室加圧手段の下流側にバイパスして吐出量を増量する。

また、溶存量増加ボタンＦが押下されると還流機能が発揮され、陽極室より吐出された酸性水の一部を陽極室へ供給する原水に合流させて陽極室へ還流させつつ電解電流量を増やすことにより、陰極室内容水のｐＨ上昇抑制を図りつつも多量の水素が生成される。

次に、電解水素水生成器Ａ１の内部構成、すなわち装置部９の構成について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は装置部９の構成を示したブロック図であり、図４は電解槽１及びその近傍に配置された各流路構造の構築例を示した説明図である。

図３に示すように、装置部９の構成は、大きく、原水を電気分解する電解槽１を具備した電解部４と、電解槽１に供給する原水を予め浄化する浄水部５と、浄化された原水（浄水）に所定の添加物を添加する添加部６と、電解水素水生成器Ａ１の各部を全体的に統括して制御する制御部７とに分けられる。

電解部４は、図４に示すように外観視矩形箱型に形成した電解槽１と、同電解槽１の周囲に電解槽１の表面から離隔して架空配管状態に配設された流路配管部４２（大凡、図中にて一点鎖線で囲った部分）とで構成している。

電解槽１は、供給される水を電解してアルカリ性の電解水素水や酸性水を生成する部位である。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１は前述のようにアルカリ性の電解水素水のみならず酸性水についても取水可能な装置である。具体的には、電解水素水生成器Ａ１に備えられた電解槽１において、使用者が取水するための水を生成する所定極性に切替可能な電極板（以下、取水電極板という。）を備えた取水用電極室と、取水電極板の極性とは逆の極性に切替制御される電極板（以下、副生水電極板という。）を備えた副生水用電極室とが隔膜を隔てて形成されており、副生水電極板を陽極にして副生水用電極室を陽極室とする一方、取水電極板を陰極にして取水用電極室を陰極室とすることで、取水用電極室にてアルカリ性の電解水素水を生成して取水可能としたり、その逆に、副生水電極板を陰極にして副生水用電極室を陰極室とする一方、取水電極板を陽極にして取水用電極室を陽極室とすることで、取水用電解室にて酸性水を生成して取水可能としている。以下では、本発明の理解を容易にすべく、アルカリ性の電解水素水が取水可能なアルカリ性水生成モードを基準に、取水用電極室は陰極室、取水電極板は陰極、副生水用電極室は陽極室、副生水電極板は陽極であるものとしつつ各部構成に名称を付して説明する。

図４の説明に戻り、同電解槽１の下面側には、電解槽１内に形成された陽極室（副生水用電極室）内に水を供給する陽極室水供給口４３ａと、陰極室（取水用電極室）内に水（原水）を供給する陰極室水供給口４３ｂが形成されている。

また、電解槽１の上端面略中央部には電解水素水吐出口１７ａが上方へ向けて突設されており、図３に示すように、電解槽１の陰極室（取水用電極室）にて生成した電解水素水を吐出配管１７ｄを通じ、取水管１７を介して吐出口１７ｂから吐出可能としている。

また、吐出配管１７ｄにはその中途部に陰極室加圧手段（取水用電極室加圧手段）として機能する陰極室加圧部１７ｃ（取水用電極室加圧ユニット）が介設されている。

陰極室加圧部１７ｃは電磁弁にて構成しており、通電状態（ＯＮ状態）において開状態となり吐出配管１７ｄの流量制限を行わず、通電が遮断された状態（ＯＦＦ状態）においては半閉状態（加圧状態）となる圧力可変機構を備え、陰極室加圧部１７ｃを通過する水の流量を制限しつつ背圧を生起する機能を有している。なお、図示は省略するが、陰極室加圧部１７ｃは制御部７と電気的に接続されており、制御部７の制御によって開状態と半開状態とに切り替えが行われる。

特に、陰極室加圧部１７ｃが加圧状態に切り替えられると、陰極室や吐出配管１７ｄ内に背圧を生じさせると共に、微細化気泡生成管としての機能を発揮して流入させた気泡含有電解水の気泡、例えば電解水素水に含まれる水素気泡の微細化を行って溶存水素濃度を高める働きをする。

また、図４に示すように、電解槽１の上端面から正面に沿ってＬ字状に、電解槽１の陽極室（副生水用電極室）にて生成された酸性水を吐出する排水流路上流部１８ａが筐体（ケーシング）部分と一体的に形成されており、その下端部には流路配管部４２と接続して排水流路上流部１８ａを流れる酸性水を流路配管部４２へ向けて吐出する電解槽側接続部１８ｂが形成されている。

図３及び図４に示すように、流路配管部４２は、原水を供給する主原水供給路２４と、同主原水供給路２４より分岐して陰極室水供給口４３ｂに接続し陰極室内に原水を供給する副原水供給路２４ａと、主原水供給路２４より分岐して陽極室水供給口４３ａに接続し陽極室内に原水を供給したり溶存量増加ボタンＦが押下された際に原水及び酸性水からなる混合水を供給する副原水供給路２４ｂと、前述の電解槽側接続部１８ｂに接続して排水流路上流部１８ａを流れる酸性水を受け入れつつ同酸性水を分流する流路配管側接続部１８ｃと、流路配管側接続部１８ｃから下方に伸延させて設けられ流路配管側接続部１８ｃにて分流された酸性水のうちの一部、すなわち還流させる酸性水を流通させる還流路主管部４４ａと、同還流路主管部４４ａの中途より分岐し主原水供給路２４における副原水供給路２４ｂの分岐部に臨ませて接続させた還流路枝管部４４ｂと、流路配管側接続部１８ｃから側方へ延出し下方へＬ字状に屈曲状態で設けられ流路配管側接続部１８ｃにて分流された酸性水のうち排出する残部の酸性水を流通させる排水流路中流部１８ｄと、還流路主管部４４ａ及び排水流路中流部１８ｄの下端に接続され排出口６３に連通する排水流路下流部１８ｅとを備えている。また、還流路枝管部４４ｂと主原水供給路２４との接続合流部分は、還流機能発揮時に原水に酸性水を混合させるための酸性水還流混合部４４ｃとしている。なお以下の説明において、排水流路上流部１８ａ、電解槽側接続部１８ｂ、流路配管側接続部１８ｃ、排水流路中流部１８ｄ、排水流路下流部１８ｅを総称して排水流路１８といい、還流路主管部４４ａ、還流路枝管部４４ｂ、酸性水還流混合部４４ｃを総称して還流バイパス流路７０という。

電解槽側接続部１８ｂ及び流路配管側接続部１８ｃは、図４（ａ）に示すように、排水流路１８の中途に介設された屈曲流路として機能する部位であり、流路配管部４２を電解槽１の正面側表面から離隔させて架空配管状とした離隔流路とする役割を有している。

また、図３及び図４に示す（図４においては二点鎖線で示す）ように、排水流路中流部１８ｄの中途には、陽極室加圧手段（副生水用電極室加圧手段）として機能する陽極室加圧ユニット７１（副生水用電極室加圧ユニット）が介設されている。

この陽極室加圧ユニット７１は電磁弁にて構成しており、通電状態（ＯＮ状態）において開状態となり排水流路中流部１８ｄを流れる酸性水の流量制限を行わず、通電が遮断された状態（ＯＦＦ状態）においては半閉状態となる圧力可変機構を備え、陽極室加圧ユニット７１を通過する酸性水の流量を約１／２に制限しつつ背圧を生起する機能を有している。また、陽極室加圧ユニット７１は、流路配管側接続部１８ｃにて分流される酸性水の分流割合、換言すれば還流路主管部４４ａ及び還流路枝管部４４ｂを介して原水に添加される酸性水の量を変更可能する役割も兼ねている。なお、図示は省略するが、陽極室加圧ユニット７１は制御部７と電気的に接続されており、制御部７の制御によって開状態と半開状態とに切り替えが行われる。

また、排水流路下流部１８ｅと排出口６３との間には、図３及び図４において破線で示すように、必要に応じて電磁弁５２を介設し、排出口６３を開放したり閉塞できるよう構成しても良い。

更に、還流路主管部４４ａにおける還流路枝管部４４ｂの分岐部よりも下流位置には、還流路主管部４４ａから排水流路下流部１８ｅ方向への流れを阻止する逆止弁４１が介設されている。

電解槽１は、図３において模式的に示すように、中央に位置する第１の電極板２１と、この第１の電極板２１を挟み込むように位置する第２の電極板２２と第３の電極板２３とを備えている。そして、第１の電極板２１と第２の電極板２２との間、及び第１の電極板２１と第３の電極板２３との間に、それぞれ隔膜１２を配設して、これら電極板２１，２２，２３、隔膜１２により、取水用電極室として機能する第１の電解室２５、副生水用電極室として機能する第２の電解室２６、副生水用電極室として機能する第３の電解室２７、取水用電極室として機能する第４の電解室２８とを区画形成している。

第２の電極板２２と第３の電極板２３は、ケーシング１０内に配設した制御部７に設けた電源回路（図示せず）からの電力の供給を受け、取水電極板として陰極又は陽極の同一極の電極板となる一方、第１の電極板２１は、副生水電極板として第２の電極板２２と第３の電極板２３の極性とは逆の極性となる。ここでは、第２の電極板２２と第３の電極板２３とを陰極とし、第１の電極板２１を陽極としており、第１の電解室２５と第４の電解室２８とが陰極室に対応し、第２の電解室２６と第３の電解室２７とが陽極室に対応することになる。逆に、第２の電極板２２と第３の電極板２３が陽極となっている場合には、第１の電極板２１は陰極となって、第１の電解室２５と第４の電解室２８とが陽極室に対応し、第２の電解室２６と第３の電解室２７とが陰極室に対応することになる。

各電解室２５,２６,２７,２８には水の流入口と流出口が設けられており、第１の電解室２５と第４の電解室２８の各流出口に連通した流路は電解水素水吐出口１７ａで互いに合流し、取水管１７を介して所望するｐＨのアルカリ性水を取水することができる。

一方、第２の電解室２６と第３の電解室２７の各流出口に連通した流路は互いに合流して排水流路上流部１８ａを形成し、排水流路１８を通じ排出口６３を介して（排出口６３近傍に電磁弁５２を設けた場合は同電磁弁５２を更に介して）酸性水を排水可能としている。なお、前述したように、各電極板２１，２２，２３の極性が逆になれば、当然ながら、取水管１７とした流路からは酸性水が取水され、排水流路１８からはアルカリ性水が排水されることになる。また、電磁弁５２は必要に応じて設けられるものであり、浄水生成モードにおいて第２の電解室２６や第３の電解室２７に流入した水の排水を妨げる必要がない場合には設けなくとも良い。

電解槽１には、主原水供給路２４から分岐した２つの副原水供給路２４ａ,２４ｂにより電解に必要な水が供給される。

図３に示すように、第１の電解室２５及び第４の電解室２８の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路２４ａの下流側先端をそれぞれ接続し、第２の電解室２６及び第３の電解室２７の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路２４ｂの下流側先端をそれぞれ接続することで、主原水供給路２４を流れる原水を各電解室２５,２６,２７,２８に供給可能としている。

また本実施形態では、還流機能が発揮された際に、主原水供給路２４から副原水供給路２４ａを経て第１の電解室２５及び第４の電解室２８に流入する流量と、副原水供給路２４ｂ及び還流バイパス流路７０を経て第２の電解室２６及び第３の電解室２７に流入する流量とは19.5：0.5〜18：2、例えば19：1となるように設定されている。具体的には、副原水供給路２４ａの分岐部よりも下流側で副原水供給路２４ｂの分岐部よりも上流側の主原水供給路２４の流路の中途（例えば、図２及び図３において符号Ｋで示す位置）に、副原水供給路２４ａに比して副原水供給路２４ｂの圧力や流量を低下させるオリフィス構造を介設することで実現している。すなわち、このようなオリフィス構造の如き圧力抑制手段は、酸性水還流混合部４４ｃにおける圧力を低下させ、還流バイパス流路７０より合流する酸性水側の圧力を相対的に高くすることにより酸性水の循環を補助する役割を有している。

また、主原水供給路２４と排水流路１８とは、逆止弁４１を介して接続されている。すなわち、図４において、主原水供給路２４は還流路枝管部４４ｂを通じ排水流路下流部１８ｅに対し逆止弁４１を介して接続されている。この逆止弁４１は、通水時の水圧がある場合には流路を閉塞して主原水供給路２４から排水流路１８の方向への水の流れを止めるものであり、また、通水時の水圧が小さい場合には開放状態となり各電解室２５,２６,２７,２８や各流路に溜まった水を排水流路１８へ流す役割を有している。

かかる電解槽１は、図３に示すように、水道管３０から水道蛇口３１を介して水の供給を受けているが、水道蛇口３１には分岐栓３２が配設され、かかる分岐栓３２に給水ホース３３の一方が接続し、同給水ホース３３の他方が浄水部５の流入口と接続されている。

浄水部５は、活性炭などの多孔質素材が封入されており、水道管３０より供給される水に含まれる夾雑物を吸着する吸着手段として機能する。また、浄水部５には金属メッシュや布材、ろ紙などの比較的粗いフィルター以外に中空糸膜のような雑菌等まで除去可能な濾過手段も内蔵されている。こうして、水道管３０から供給される水は、浄水部５を通過して浄水化されることになる。

また、浄水部５の流出口は流量センサー５３の流入口と接続している。流量センサー５３は、流水量を測定可能に構成され、例えば、流量センサー５３の中央部にプロペラを設け、かかるプロペラの回転数により流水量を測定するものである。流量センサー５３の流出口は添加部６の流入口と接続している。

添加部６には、浄水にカルシウムを添加するためのカルシウム剤が収容されている。カルシウム剤には、乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等が含まれており、カルシウム剤に浄水を接触させて溶出させることで電解物質の少ない水を電気分解しやすくするための促進効果を目的としている。本実施形態では、添加部６を通過した水を原水とし主原水供給路２４を通じて電解槽１に供給する。

また、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１に特徴的な構成の一つとして、主原水供給路２４の副原水供給路２４ａや副原水供給路２４ｂよりも上流位置には、取水管１７の陰極室加圧部１７ｃよりも下流位置に至るまで原水をバイパスする原水バイパス流路８３が接続されており、同原水バイパス流路８３には、この原水バイパス流路８３を閉鎖・開放するための原水バイパス流路弁８３ａが介設されている。

原水バイパス流路弁８３ａは、制御部７に電気的に接続されており、原水バイパス機能の発揮時には制御部７の制御により開状態に切り替えが行われる。原水バイパス流路弁８３ａが開状態となると、原水が陰極室加圧部１７ｃよりも下流の取水管１７へバイパスされることにより、陰極室加圧部１７ｃによる流量の減少を補うことができる。

次に、電解水素水生成器Ａ１の電気的構成について図５を参照しながら説明する。図５は電解水素水生成器Ａ１の電気的構成を示したブロック図である。

図５に示すように制御部７は、その構成としてＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＴＣ１０４等を備えており、電解水素水生成器Ａ１の稼動に必要なプログラムを実行可能としている。

具体的には、ＲＯＭ１０２はＣＰＵ１０１の処理において必要なプログラム等が格納されており、ＲＡＭ１０３はそのプログラム等の実行に際し一時的な記憶領域として機能する。

例えばＲＯＭ１０２の所定領域には、処理を実現するためのプログラムの他、例えば第１電極板２１〜第３電極板２３に電力を供給するにあたり参照される供給電力値テーブルが格納されている。

この供給電力値テーブルには、各水生成モードそれぞれについて、基本電力値や加算電力値が設定されている。

基本電力値は、溶存量増加ボタンＦが押下されていない状態で電解する際の電力値である。また、加算電力値は、溶存量増加ボタンＦが押下された際に基本電力値に加算される電力値である。

そして、所定のモードで電解を行うにあたっては、供給電力値テーブルを参照し、そのモードに該当する供給電力値を取得して後述の供給電力調整回路を介して第１電極板２１〜第３電極板２３への電力供給が行われる。例えば、第１レベルのアルカリ性水生成モードで且つ溶存量増加ボタンＦが押下されていない場合には、第１レベルのアルカリ性水生成モードの基本電力値が供給電力値となる。また、第３レベルのアルカリ性水生成モードで且つ溶存量増加ボタンＦが押下された場合には、第３レベルのアルカリ性水生成モードの基本電力値に、第３レベルのアルカリ性水生成モードの加算電力値を加算して供給電力値が生成される。

また例えばＲＡＭ１０３の所定領域には、現在選択されている水生成モードを示すモード選択値や、溶存量増加モードであることを示す溶存量増加フラグ、前述の供給電力値テーブルの参照により生成された供給電力値などが記憶される。

モード選択値は、浄水生成モード時に０、強アルカリ水生成モード時に１、第１レベルのアルカリ水生成モード時に２、第２レベルのアルカリ水生成モード時に３、第３レベルのアルカリ水生成モード時に４、酸性水生成モード時に５、強酸性水生成モード時に６の値をとる。また、溶存量増加フラグは溶存量増加モード時にＯＮの値をとる。

符号１０４で示されるＲＴＣ（Real Time Clock）は、後述の割込処理を実行するための基準となるクロックパルスを発生させるためのものである。ＣＰＵ１０１は、処理を実行している状態であっても、このＲＴＣ１０４から所定の周期（例えば２ミリ秒）毎に発生されるクロックパルスに応じて処理を中断させ割込処理を実行する。

また制御部７の入力側には、電源ボタンＢ１や各種ボタンＢ２〜Ｂ５、アルカリボタン群ＡＬ、浄水供給ボタンＷ、酸性ボタン群Ａｃ、溶存量増加ボタンＦ、流量センサー５３が接続されており、使用者からの入力を受け付けたり、制御部７におけるプログラムの実行状況に応じて参照されるよう構成している。また、電源プラグ８からは商用電源等から受電可能としている。

また、制御部７の出力側には、表示部Ｄや陰極室加圧部１７ｃ、陽極室加圧ユニット７１、原水バイパス流路弁８３ａ、各ランプ類Ｌ１〜Ｌ１０、第１電極板２１、第２電極板２２、第３電極板２３が接続されており、制御部７におけるプログラムの実行状況に応じて制御駆動するよう構成している。

また、制御部７には、極性切替回路１０５が備えられている。この極性切替回路１０５は、ＣＰＵ１０１の命令により第１電極板２１と、第２及び第３電極板２２,２３との正負の極性切替を行う。

また、制御部７には、供給電力調整回路１０６が備えられている。この供給電力調整回路１０６は、ＣＰＵ１０１の命令によりＲＡＭ１０３に記憶されている供給電力値を参照し、第１電極板２１と、第２及び第３電極板２２,２３とに電力を付与する。

次に、制御部７において実行される処理について、図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は制御部７のＣＰＵ１０１にて実行されるメイン処理を示したフローであり、図７はサブルーチンでの処理を示したフローである。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１では、例えば使用者がＯＲＰ表示ボタンＢ２を押下すれば表示部ＤにＯＲＰ値が表示されたり、浄水カートリッジの交換時期がくれば所定のランプが点灯するなど様々な機能が実装されているが、ここでは電解水の生成処理を中心に説明し、付帯機能の処理については説明を省略する。

図６に示すように、メイン処理においてＣＰＵ１０１はまず、電源ボタンＢ１が押下されたか否かについて判断を行う（ステップＳ１１）。ここで電源ボタンＢ１が押下されていないと判断した場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理を再びステップＳ１１へ戻す。一方、電源ボタンＢ１が押下されたと判断した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ１２へ移す。

ステップＳ１２においてＣＰＵ１０１は、初期設定処理を行う。本実施形態に係る電解水素水生成器Ａ１では、一例として電源投入後は浄水生成モードで立ち上がることとしており、モード選択値を０、原水バイパス流路弁８３ａを閉状態、陰極室加圧部１７ｃを非加圧状態（開状態）、陽極室加圧ユニット７１を非加圧状態、溶存量増加フラグをＯＦＦ、ランプＬ１０を消灯、供給電力値を０に設定し、表示部Ｄに浄水生成モードである旨の表示を行う。

次にＣＰＵ１０１は、浄水供給ボタンＷが押下されたか否かについて判断を行う（ステップＳ１３）。ここで浄水供給ボタンＷが押下されたと判断した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理を再びステップＳ１２へ移し、電解水素水生成器Ａ１を浄水生成モードの状態とする。一方、浄水供給ボタンＷが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ１４へ移す。

ステップＳ１４においてＣＰＵ１０１は、アルカリボタン群ＡＬが押下されたか否かについて判断を行う。ここでアルカリボタン群ＡＬが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１はステップＳ１６へ処理を移す。一方、アルカリボタン群ＡＬが押下されたと判断した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５へ処理を移す。

ステップＳ１５においてＣＰＵ１０１は、第１電極板２１が陰極、第２及び第３電極板２２,２３が陽極となるよう極性切替回路１０５に対して指示を行うと共に、押下されたボタンが強アルカリ性水供給ボタンＡＬ０であれば１に、第１レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ１であれば２に、第２レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ２であれば３に、第３レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ３であれば４にモード選択値の設定を行う。

また、ステップＳ１５においてＣＰＵ１０１は、ランプＬ１０を点灯させ、表示部Ｄに押下されたボタンに応じたモードの表示を行いアルカリ性水生成モードに移行している旨を使用者に報知し、処理をステップＳ１６へ移す。

ステップＳ１６においてＣＰＵ１０１は、酸性ボタン群Ａｃが押下されたか否かについて判断を行う。ここで酸性ボタン群Ａｃが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ１８へ移す。一方、酸性ボタン群Ａｃが押下されたと判断した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ１７へ移す。

ステップＳ１７においてＣＰＵ１０１は、第１電極板２１が陽極、第２及び第３電極板２２,２３が陰極となるよう極性切替回路１０５に対して指示を行うと共に、押下されたボタンが酸性水供給ボタンＡｃ１であれば５に、強酸性水供給ボタンＡｃ２であれば６にモード選択値の設定を行う。

また、ステップＳ１７においてＣＰＵ１０１は、ランプＬ１０を点灯し、表示部Ｄに押下されたボタンに応じたモードの表示を行い酸性水生成モードに移行している旨を使用者に報知し、処理をステップＳ１８へ移す。

ステップＳ１８においてＣＰＵ１０１は、溶存量増加ボタンＦが押下されたか否かについて判断を行う。ここで溶存量増加ボタンＦが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１はステップＳ１３に処理を移す。一方、溶存量増加ボタンＦが押下されたと判断した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ１９へ移す。

ステップＳ１９においてＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の所定アドレスを参照し、モード選択値の値が０であるか否か、すなわち、浄水生成モードであるか否かについて判断を行う。ここでモード選択値の値が０であると判断した場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１はステップＳ１３へ処理を移す。一方、モード選択値の値が０ではないと判断した場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ２０へ移す。

ステップＳ２０においてＣＰＵ１０１は、陰極室加圧部１７ｃを加圧状態に切替を行い、これと略同時に陽極室加圧ユニット７１についても加圧状態に切替をおこなって、陰極室や陽極室が加圧されるようにする。

また、ステップＳ２０においてＣＰＵ１０１は、原水バイパス流路弁８３ａを開状態に切り替え、溶存量増加フラグをＯＮとした上で表示部Ｄに溶存量増加モードに移行している旨を表示し、処理をステップＳ１３へ移す。なお、ステップＳ２０を実行する際に、既に溶存量増加フラグがＯＮである場合には、ＣＰＵ１０１は溶存量増加フラグをＯＦＦとした上で陰極室加圧部１７ｃや陽極室加圧ユニット７１を非加圧状態に、原水バイパス流路弁８３ａを閉状態に切り替え、溶存量増加モードから離脱して、モード選択値に応じた通常の生成モードである旨を表示部Ｄに表示する。以下、溶存量増加モード離脱処理という。

次に、図７を参照しつつ割込処理について説明する。ＣＰＵ１０１は、処理を実行している状態であっても処理を中断させ割込処理を実行する場合がある。ＲＴＣ１０４から所定の周期（例えば２ミリ秒）毎に発生されるクロックパルスに応じて、以下の割込処理を実行する。

割込処理においてＣＰＵ１０１は、使用者により電源ボタンＢ１が長押し（例えば２秒）されたか否かについて判断を行う（ステップＳ３１）。ここで電源ボタンＢ１の長押しが検出されたと判断した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は供給電力調整回路１０６に対して電力の供給を停止する命令をするなど、終了動作に必要な処理を行い（ステップＳ３２）、処理を終了する。終了後は例えば、ステップＳ１１のループへ戻し、電源の再投入まで待機するようにしても良い。

一方、ステップＳ３１において電源ボタンＢ１の長押しが検出されていないと判断した場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３３へ移す。

ステップＳ３３においてＣＰＵ１０１は、流量センサー５３からの入力信号の有無を確認し、水流が検出されたか否かについて判断を行う。ここで水流が検出されていないと判断した場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３４へ移す。

ステップＳ３４においてＣＰＵ１０１は、供給電力調整回路１０６に対し、電力供給の停止を命令し、分岐前のアドレスに処理を戻す。

一方、ステップＳ３３において水流が検出されたと判断した場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３５へ移す。

ステップＳ３５においてＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の所定アドレスを参照し、モード選択値が０であるか否か、すなわち、浄水生成モードであるか否かについて判断を行う。ここでモード選択値が０であると判断した場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３４へ移す。一方、モード選択値が０ではないと判断した場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３６へ移す。

ステップＳ３６においてＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２の所定アドレスに記憶されている供給電力値テーブルからモード選択値に応じた基本電力値を読み出し、ＲＡＭ１０３の所定アドレスに供給電力値として設定する。

次にＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の所定アドレスを参照し、溶存量増加フラグがＯＮであるか否かについて判断を行う。ここで溶存量増加フラグがＯＮではないと判断した場合（ステップＳ３７：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ４１へ移す。一方、溶存量増加フラグがＯＮであると判断した場合（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は処理をステップＳ３８へ移す。

ステップＳ３８においてＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２の供給電力値テーブルを参照してモード選択値に応じた加算電力値を供給電力値に加算し、処理をステップＳ４１へ移す。

ステップＳ４１においてＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の所定アドレスを参照して供給電力値を取得し、取得した供給電力値にて電力供給を行うよう供給電力調整回路１０６に対して指示を行い、分岐前のアドレスに処理を戻す。

次に、上述してきた構成を備える電解水素水生成器Ａ１における一連の動作について説明する。

商用電源等に電源プラグ８を接続した状態の電解水素水生成器Ａ１において、使用者が電源ボタンＢ１を押下すると、電解水素水生成器Ａ１は浄水生成モードの状態で立ち上がり、通水又はボタン入力の待ち受け状態となる。

使用者が水道蛇口３１を開けて通水させると、原水は電解部４において電解されることなく電解水素水吐出口１７ａを通じ、非加圧状態の陰極室加圧部１７ｃを介して取水管１７より浄水として吐出される。

この状態において使用者がアルカリボタン群ＡＬ、例えば第１レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ１を押下すると、電解水素水生成器Ａ１は第１レベルのアルカリ性水生成モードとなり、取水管１７からは第１レベルのアルカリ性水が吐出される。

ここで、使用者が溶存量増加ボタンＦを押下すると、制御部７は圧力可変機構を有する陰極室加圧手段としての陰極室加圧部１７ｃを加圧状態に切り替えるとともに原水バイパス流路弁８３ａを開状態とし、陰極室加圧部１７ｃによる流量の減少を補い、これと略同時に圧力可変機構を有する陽極室加圧手段としての陽極室加圧ユニット７１についても加圧状態に切替が行われる。

従って、電解水素水吐出口１７ａを通過した水素気泡を含む第１レベルのアルカリ性水は加圧状態の陰極室加圧部１７ｃに流入し、微細化気泡生成管の機能により水素気泡のマイクロバブル化やナノバブル化が行われ、水素が豊富に溶存した第１レベルのアルカリ性水が電解水素水として取水管１７より吐出されるが、陰極室加圧部１７ｃにより流量が絞られたにもかかわらず原水がバイパスされることで、溶存量増加ボタンＦを押さない場合と略同量の取水を得られる。

なお、この場合、原水によりアルカリ水の場合pHが低下することになるが、溶存水素向上のための電解制御を行っているため、むしろ過度なpH向上を抑制でき、結局、使用者にとっては溶存量が増加した水を取水状態やpHに変化なく得られるという効果がある。

また、陰極室内の圧力上昇に由来して、電解水素水としてのアルカリ性水に含まれる水素気泡の溶解性が向上し、気泡溶解促進機能が発揮されて更に溶存水素量が高められることとなる。

また、陽極室内の内圧向上により隔膜１２を介して陽極室内容水を陰極室側へリークさせ、陰極室内容水をリークさせた陽極室内容水によって中和することができ、比較的ｐＨの低い電解水素水を生成できる。

また、溶存量増加ボタンＦの押下により、供給電力値が第１レベルのアルカリ性水の基本電力値に加算電力値を加えた値となるため、電解電力が向上する。

従って、第２及び第３電極板２２,２３からはより多くの水素ガスが生成されることとなり、更なる水素含量の向上が図られることとなる。

また、溶存量増加ボタンＦの押下により、制御部７は原水バイパス流路弁８３ａを開状態とし、主原水供給路２４を流れる原水の一部を原水バイパス流路８３を介して陰極室加圧手段としての陰極室加圧部１７ｃよりも下流側へ通水させ、原水バイパス機能が発揮される。

従って、取水管１７から吐出される電解水素水は希釈されつつも増量することとなり、比較的ｐＨが低く、陽極室加圧手段や陰極室加圧手段を備えない状態で原水をバイパスさせた場合に比して水素含量の高い電解水素水を多量に供給することができる。

また、溶存量増加ボタンＦの押下により陽極室加圧ユニット７１が加圧状態に切り替えられると、排水流路１８を流れる酸性水の一部が還流バイパス流路７０を介して原水と混合されて陽極室に還流され、還流機能が発揮されることとなる。

また、供給電力値が第１レベルのアルカリ性水の基本電力値に加算電力値を加えた値となっているため、電解電力が向上している。

そして、還流バイパス流路７０は、陰極室内の水のｐＨをより低い状態とすることができるので、電解電力が向上しているにもかかわらず隔膜１２を介した陰極室内容水のｐＨ抑制を更に効果的なものとすることができる。

したがって、陰極室内の圧力上昇に由来して、電解水素水としてのアルカリ性水に含まれる水素気泡の溶解性が向上するだけでなく、電解電力の向上により第２及び第３電極板２２,２３からはより多くの水素ガスが生成され更に溶存水素量が高められることとなる。

なお、これらの動作は第１レベルのアルカリ性水生成モードに限定されるものではなく、他の第２や第３レベルのアルカリ性水生成モードや強アルカリ性水生成モードは勿論のこと、前述のフロー等が許容する範囲内で酸性水生成モードや強酸性水生成モードにおいても同様に、酸素を豊富に含んだ酸性水を吐出させることも可能である。

次に、第２実施形態に係る電解水素水生成器Ａ２について図８を参照しながら説明する。この電解水素水生成器Ａ２は、前述の電解水素水生成器Ａ１と略同様の構成を備えているが、還流機能を備えておらず電解水素水生成器Ａ１に比して構成をシンプルにした点で特徴的である。なお、以下の説明において電解水素水生成器Ａ１と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

図８に示す電解水素水生成器Ａ２は、電解水素水生成器Ａ１と比較して、還流バイパス流路７０を備えておらず、また、排水流路１８の中途には陽極室加圧手段として機能する陽極室加圧ユニット９１が備えられている。

陽極室加圧ユニット９１は圧力可変機構を備えており、制御部７と電気的に接続されているが、圧力可変機構のない通常の加圧機構であってもよい。

また、図６に示したメイン処理におけるステップＳ２０に代えて、図９に示すステップＳ２１を実行するよう構成している。

そして、このような構成を備える電解水素水生成器Ａ２の動作について説明すると、例えば電解水素水生成器Ａ２の第２レベルのアルカリ性水供給ボタンＡＬ２を押下して第１電極板２１を陽極、第２電極板２２及び第３電極板２３を陰極として通電しつつ主原水供給路２４を介して電解部４に原水を供給すると、陽極室加圧ユニット９１の存在により陽極室内圧が高められ、陽極室内容水が隔膜を介して陰極室内にリークすることで陰極室内のｐＨの上昇が抑制される。

ここで使用者により溶存量増加ボタンＦが更に押下されると、制御部７は圧力可変機構を有する陰極室加圧手段としての陰極室加圧部１７ｃを加圧状態に切り替える。このタイミングで陽極室加圧ユニット９１が加圧状態となるような制御を行うことが望ましいが、陽極室加圧ユニット９１が常時加圧状態であっても良い。

これに伴い、気泡溶解促進機能が発揮され、第２電極板２２及び第３電極板２３にて生成された水素ガスの溶解が助長されて、取水管１７から水素溶存量が高められた電解水素水としてのアルカリ性水が吐出されることとなる。

また、溶存量増加ボタンＦの押下により、供給電力値が第２レベルのアルカリ性水の基本電力値に加算電力値を加えた値となるため電解電力が向上しており、第２及び第３電極板２２,２３からはより多くの水素ガスが生成されることとなって、更なる水素含量の向上が図られることとなる。

また、溶存量増加ボタンＦの押下により、制御部７は原水バイパス流路弁８３ａを開状態とすることで原水バイパス機能が発揮され、取水管１７から吐出される電解水素水は増量することとなる。

このように、電解水素水生成器Ａ２の様な構成によっても、本発明を実現することが可能である。

次に、第３実施形態に係る電解水素水生成器Ａ３について図１０を参照しながら説明する。この電解水素水生成器Ａ３は、前述の電解水素水生成器Ａ１と略同様の構成を備えているが、還流機能と原水バイパス機能とを備えておらず電解水素水生成器Ａ１や電解水素水生成器Ａ２に比して、構成を更にシンプルにした点で特徴的である。

図１０に示す電解水素水生成器Ａ３は、電解水素水生成器Ａ１と比較して、原水バイパス流路８３や還流バイパス流路７０を備えておらず、吐出配管１７ｄの中途には陰極室加圧手段として機能する陰極室加圧ユニット９０が備えられ、また、排水流路１８の中途には陽極室加圧手段として機能する陽極室加圧ユニット９１が備えられている。

陰極室加圧ユニット９０は圧力可変機構を備えるものではなく、また微細化気泡生成管としての機能も殆ど有していない図１（ｃ）に示した構造を備えるユニットであって、制御部７とは電気的に接続されていない。

また、陽極室加圧ユニット９１についても圧力可変機構を備えるものではなく、一般的な制限オリフィスであり、制御部７とは電気的に接続されていないが、上記第１実施形態に示す還流バイパス流路７０のような加圧機構を備えても良い。

また、電解水素水生成器Ａ３の操作パネルＰには溶存量増加ボタンＦが設けられておらず、図６に示したメイン処理におけるステップＳ１８〜Ｓ２０は実行されることなくステップＳ１３へループし、また、図７に示した割込処理におけるステップＳ３７及びステップＳ３８も実行されないよう構成している。

そして、このような構成を備える電解水素水生成器Ａ３の動作について説明すると、第１電極板２１を陽極、第２電極板２２及び第３電極板２３を陰極として通電しつつ主原水供給路２４を介して電解部４に原水を供給すると、陰極室加圧ユニット９０により陰極室としての第１電解室２５及び第４電解室２８の内圧が高められ、気泡溶解促進機能により第２電極板２２及び第３電極板２３にて生成された水素ガスの溶解が助長されて、取水管１７から水素溶存量が高められた電解水素水としてのアルカリ性水が吐出されることとなる。

またこのとき、陽極室加圧ユニット９１により第２電解室２６や第３電解室２７、排水流路１８の内圧も高められているため、隔膜１２を介した陽極室側への陰極室内容液のリークや、陰極室への原水流入不足が回避され、陰極室内圧向上による溶存水素効率の向上効果を堅実に享受することができる。

また、陰極室加圧ユニット９０が生起する背圧よりも陽極室加圧ユニット９１が生起する背圧が高くなるようにすれば、隔膜１２を介して陽極室内容液を陰極室内に浸入させることができ、陰極室内容液のｐＨ上昇を効果的に抑制することも可能である。

このように、電解水素水生成器Ａ３の様なシンプルな構成によっても、本発明を実現することが可能である。

また、上述した電解水素水生成器Ａ３や先に述べた電解水素水生成器Ａ１及び電解水素水生成器Ａ２は実施態様の一例であり、各電解水素水生成器Ａ１〜Ａ３が有する構成の一部を欠いた電解水素水生成器や、電解水素水生成器Ａ１〜Ａ３が有する構成の一部を他の電解水素水生成器Ａ１〜Ａ３に加えた電解水素水生成器など、本実施形態において開示したあらゆる構成の組み合わせは、勿論、本発明の概念に含まれる。また、出願人がこのような電解水素水生成器の態様に特許請求の範囲等を補正することも妨げない。

上述してきたように、本実施形態に係る電解水素水生成器（例えば、電解水素水生成器Ａ１〜Ａ３）によれば、隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記酸性水の吐出流路と前記電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えることとしたため、陰極室加圧手段のみを備える電解水素水生成装置に比して、電解水素水中に含まれる水素量をより向上させることができる。

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 電解槽
７ 制御部
１２ 隔膜
１７ 取水管
１７ｃ 陰極室加圧部
１７ｅ 二方向切替弁
１７ｈ 陰極室加圧ユニット
１８ 排水流路
７０ 還流バイパス流路
７１ 陽極室加圧ユニット
８３ 原水バイパス流路
９０ 陰極室加圧ユニット
９１ 陽極室加圧ユニット
Ａ１ 電解水素水生成器
Ａ２ 電解水素水生成器
Ａ３ 電解水素水生成器

Claims (6)

1. 隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、
   前記酸性水の吐出流路と前記電解水素水の吐出流路との両方に、酸性水又は電解水素水の流通は許容しつつもそれぞれ対応する極室内を加圧する極室加圧手段を備えることを特徴とする電解水素水生成器。
2. 陽極室加圧手段と陰極室加圧手段とのいずれか一方又は両方は、対応する極室の加圧度合いを変化させる圧力可変機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の電解水素水生成器。
3. 前記陽極室加圧手段は圧力可変機構を備えるものであって同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して前記陽極室加圧手段を制御して陽極室内の内圧を高めると共に前記電気分解の通電量を増加させることを特徴とする請求項２に記載の電解水素水生成器。
4. 前記陽極室加圧手段と前記陰極室加圧手段とはいずれも圧力可変機構を備えると共に同圧力可変機構を制御する制御部と接続されており、同制御部は前記電解水素水の生成に際して両極室加圧手段を略同時に制御してそれぞれ対応する極室内の内圧を高めることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電解水素水生成器。
5. 前記電解槽に流入させる原水を供給路の中途から分岐して、前記電解水素水の吐出流路の陰極室加圧手段よりも下流側へ通水させる原水バイパス流路を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の電解水素水生成器。
6. 前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の電解水素水生成器。

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