JP2024500529A - 水中で水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を生成及び送達するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電解セルのパラメータ及び電圧及び／またはサイズ及び／または貯水器内または水の流れからの水の体積に従って、最適なサイズの水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及び／またはナノ気泡を生成するための装置及び方法を提供する。貯水器において、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、電解セルのパラメータに従って所定の速度で電解セルを通して水を汲み上げる水ポンプ手段を制御する制御ユニットが動作可能であり、所定の速度での水流は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、装置の水出口を通過させる。水流において、電解セルへの電圧を調整するために制御ユニットが動作可能であり、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、水出口を通過させる。【選択図】図９

Description

本発明は、水中で水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及びマイクロ気泡を生成及び送達する装置及び方法に関する。

研究では、０．２ｐｐｍ～１．６ｐｐｍ（百万分率）の濃度の溶存水素を含む水が、選択的抗酸化剤、抗炎症剤、抗アレルギー剤、神経保護剤、細胞代謝の増加として人体に治療効果をもたらすことが実証されている。水素は存在する分子の中で最も小さくて軽い。生体膜を透過し、細胞のサイトゾル、ミトコンドリア、核に拡散してフリーラジカルを中和する。ビタミンＣやビタミンＥなどの他の抗酸化物質は分子がはるかに大きいため、皮膚に浸透することができず、消化管を通じて最もよく送達される。したがって、水素で入浴するもしくは体を洗う、または水素を飲むことは、水素の治療効果を体にもたらす新しい方法である。

さらに、皮膚の外観の変化は、老化の一般的な目に見える兆候である。皮膚の老化の典型的な兆候には、弾力性の喪失やしわが含まれ、これは多くの場合、細胞タンパク質、膜、ＤＮＡに損傷を引き起こす活性酸素種（ＲＯＳ）及び活性窒素種（ＲＮＳ）への曝露から生じるものである。紫外線、電離放射線、汚染物質などの環境要因にさらされると、通常、皮膚のＲＯＳ濃度が高くなる。フリーラジカル（ＲＯＳ／ＲＮＳ）によって引き起こされる損傷は、細胞呼吸、及び紫外線、汚染、喫煙などの環境要因によって引き起こされる。

皮膚の外観を改善するために、局所クリームなどの美容上の介入がしばし試みられるが、抗酸化物質を皮膚組織に送達してＲＯＳ／ＲＮＳ損傷を防止しない限り、これらの治療の効果は一時的であり、皮膚の構造と外観の改善にはほとんど効果がない。

しかし、抗酸化物質は皮膚に送達される得、分子状水素ガス気泡を含む水への入浴が、その穏やかだが効率的な抗酸化特性により、酸化ストレスと体細胞内の過剰量のＲＯＳ／ＲＮＳを軽減することが知られている。したがって、分子状水素ガス気泡を含む水に入浴することは、皮膚の酸化的損傷と闘い、若々しい外観を促進するために使用される。

体内に取り込まれた酸素の９０％以上は細胞のミトコンドリアによって消費され、エネルギーが生成される。しかし、酸素消費の過程の間、酸化の過程で活性酸素ラジカルが生成される。ＲＥＤＯＸとしても知られる酸化還元電位（ＯＲＰ）は、ある分子が別の分子を酸化または還元する能力を反映する測定値である。酸化は電子を失うことであるため、酸化剤は他の分子から電子を受け取る。還元は電子が増すことであるため、還元剤は他の分子に電子を与える。酸化還元電位は、ミリボルト（ｍＶ）単位の単一電圧として測定される。酸化剤は正のＯＲＰ値を有し、還元剤は負のＯＲＰ値を有する。通常の水道水のＯＲＰは＋２００～＋４００の範囲であろう。炭酸飲料は＋６００にも達し、体に高い酸化作用を及ぼすことを意味する。オレンジは約－１５０のＯＲＰを有し、緑茶は－２００であることから、優れた抗酸化特性を有する。

たとえば、ある研究では［Ｋａｔｏ，Ｓ．，Ｓａｉｔｏｈ，Ｙ．，Ｉｗａｉ，Ｋ．ａｎｄＭｉｗａ，Ｎ．（２０１２）Ｈｙｄｒｏｇｅｎ－Ｒｉｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ Ｗａｒｍ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｓｅｓ ＷｒｉｎｋｌｅＦｏｒｍａｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ＵＶＡ Ｒａｙ Ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ Ｔｙｐｅ－１ Ｃｏｌｌａｇｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＯｘｉｄａｔｉｖｅＳｔｒｅｓｓ Ｄｉｍｉｓｈｍｅｎｔ ｉｎ Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔｓ ａｎｄ Ｃｅｌｌ－Ｉｎｊｕｒｙ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｉｎ Ｋｅｒａｔｉｎｏｃｙｔｅｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｏｔｏ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｂ，１０６，２４－３３］によると、分子状水素ガス気泡（０．２～０．４ｐｐｍ Ｈ_２）を含む水中で３か月間毎日入浴した後、対象は首のしわの大幅な改善を示した。この同じ研究では、Ｈ_２富化水試料中では３～５日後に、１型コラーゲンの合成が対照と比較して２倍以上増加したことがわかった。

さらなる研究［Ｑｉｎｙｕａｎ Ｚｈｕ、Ｙｕｅｓｈｅｎ Ｗｕ、Ｙｏｎｇｍｅｉ Ｌｉ、Ｚｉｈｕａ Ｃｈｅｎ、Ｌａｎｔｉｎｇ Ｗａｎｇ、Ｈａｏ Ｘｉｏｎｇ、Ｅｒｈｏｎｇ Ｄａｉ、Ｊｉａｎｈｕａ Ｗｕ、Ｂｉｎ Ｆａｎ、Ｌｉ Ｐｉｎｇ＆Ｘｉａｏｑｕｎ Ｌｕｏ］（ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ２０１８）ｔｉｔｌｅｄ，“Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｗａｔｅｒ ｂａｔｈｉｎｇ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｏｆ ｐｓｏｒｉａｓｉｓ ａｎｄ ｐａｒａｐｓｏｒｉａｓｉｓ ｅｎｐｌａｑｕｅｓ”では、７５人の乾癬患者を対象に、乾癬面積重症度指数（ＰＡＳＩ）スコア及びビジュアルアナログスケール（ＶＡＳ）に基づいて皮膚状態の重症度を評価した。４１人の乾癬患者が水素水入浴療法による治療に割り当てられ、３４人の患者が通常の水道水に入浴する対照群に割り当てられた。週２回（３日間隔）、全身を水素水に浸すことによる皮膚からの水素水浴を行った。それぞれの入浴時間は１０～１５分程度であった。水中の溶存水素は、１．０ｐｐｍ（百万分率）の濃度を有し（参考として、水道水の溶存水素は０．００１ｐｐｍ未満である）、高い負の酸化還元電位（ＯＲＰ）－５８０ｍＶ～－６５０ｍＶ（参考として、水道水：＋２００ｍＶ～＋４００ｍＶ）を有した。８週間の治療後、ＰＡＳＩスコア及びＶＡＳスコアの両方で評価したところ、水素豊富な水浴で治療を受けた患者は皮膚瘢痕が４１％減少したのに対し、対照群の患者は７％減少した。水素水入浴療法で治療を受けた乾癬及び局面性類乾癬の患者は、疾患の重症度及び生活の質の有意かつ急速な改善を達成した。

［Ｋｙｕｎｇ Ｓｕ ＹＯＯＮ、Ｘｕｅ ＺｈｕＨＵＡＮＧ、Ｙａｎｇ Ｓｕｋ ＹＯＯＮ、Ｓｏｏ－Ｋｉ ＫＩＭ、Ｓｏｏｎ Ｂｏｎｇ ＳＯＮＧ、Ｂｙｕｎｇ Ｓｏｏ ＣＨＡＮＧ、Ｄｏｎｇ Ｈｅｕｉ ＫＩＭ、及びＫｙｕ ＪａｅＬＥＥ］（ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ２０１１）ｔｉｔｌｅｄ“Ｈｉｓｔｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｗａｔｅｒ－Ｂａｔｈｉｎｇ ｏｎ ＵＶＢ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｋｉｎ Ｉｎｊｕｒｙ ｉｎ Ｈａｉｒｌｅｓｓ Ｍｉｃｅ”の研究において。この研究は、電解還元水（ＥＲＷ）入浴、つまり水素が豊富な水が、ヘアレスマウスにおける炎症誘発性／抗炎症性サイトカインのバランスに影響を与えることによりＵＶＢ誘発皮膚損傷を大幅に軽減することを示している。この証拠は、皮膚損傷、表皮の厚さ、真皮肥満細胞及び角質細胞の超微細構造変化のスコアリングなどの組織学的検査、ならびにＧＰｘ活性及びサイトカイン分析から得られる。

水中の分子状水素を送達するための装置は通常、電極で生成された酸素と水素ガスが周囲の水に放散される電気分解アセンブリを使用する。しかしながら、これらの既知の方法には、電極で形成された気泡が通常合体してより大きなマイクロ及びマクロガス気泡となり、その後電極から離れて水面の上部に浮上し破裂するという欠点がある。したがって、気泡が大きければ大きいほど表面に浮上して破裂するのが早くなるため、生成される気泡の平均サイズは重要である。一方、１００ミクロン未満の寸法を有するマイクロ気泡は、よりゆっくりと上昇し、数分以内に水中で崩壊する。ナノ気泡は水中に長期間留まり、分子状水素ガス気泡は水中でのおよその半減期が２時間である。

したがって、気泡が小さければ小さいほど、水中に長く留まるため、水中の水素濃度がより高くなり、したがって水の酸化還元電位（ＯＲＰ）がより大きくなり、それがより長く維持されるため、生成される気泡の平均サイズは重要である。これは、貯水池、またはシャワー、飲料水システム、または灌漑システム（水耕栽培用）で使用されるものなどの水流装置内で大きな水素ＰＰＭ濃度またはＯＲＰ値を生成する必要がある場合に、大きな利点を有する。

ＵＳ２０１７／３４９４５８Ａ１（ＬＵＯＭＩＮＸＩＯＮＧ ＥＴＡＬ．）は、電解効率を高めるための無膜水電解法を開示している。この方法は、水中のより多くの不純物を電気分解して多くの電子と伝導性イオンを生成させ、水の電気分解効率を高める良好な条件を作り出すことに重点を置いている。正極と負極との間に確保されるギャップの間隔は、合理的な最小化原理に従って設計され、ギャップは５ｍｍ未満、０ｍｍ超である。

ＷＯ２０１７／０６４９６７Ａ１（ＨＩＴＡＣＨＩＭＡＸＥＬ）には、水の流入口と流出口とを繋ぐ水不浸水流路と、水流路内に水流を発生させるポンプユニットと、水流路内に配置された電解ユニットと、ポンプユニット及び電解ユニットに電力を供給する電源ユニットを備えた水素水生成装置が開示されており、電解ユニットは、一定の間隔で配置された複数の多孔質電極を有し、ポンプユニットは、多孔質電極の板面に向けて水流を発生させる。この装置は、装置内での水の乱流を増加させるために、強制圧力と電極の位置に依存する。

ＵＳ２０１１／０８４０３１Ａ１（ＶＡＮＶＬＩＥＴＤＡＶＩＤＲＩＴＣＨＩＥ ＥＴ． ＡＬ．）は、廃棄物処理システムにおける廃棄物流中のレドックス活性汚染物質を低減するためのシステムを開示しており、このシステムは、水の解離技術を応用した酸水素ガス発生装置により、廃棄物流中のレドックス活性汚染物質を現場で生成される酸水素に富んだガスと接触させることによって廃棄物処理システムのユニットプロセスを実行することを含む。酸水素ガス発生装置は、廃棄物の流れに浸漬された一連の密に配置された電極にパルス電気信号を印加して、廃棄物の流れの水成分から酸水素に富んだガスを生成するものである。

本発明の目的は、上記の問題を少なくとも何らかの方法で克服する、及び／または公衆及び／または産業界に有用な代替手段を提供する装置及び方法を提供することである。

本発明によれば、貯水器内で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置が提供され、本装置は、
貯水器からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む、パラメータに従って構成される、電解セルと、
入口に流入する水を電解セルを通って水出口まで引き込む水ポンプ手段と、
生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、電解セルのパラメータに従って所定の速度で電解セルを通して水を汲み上げる水ポンプ手段を制御する制御ユニットと、を備え、所定の速度での水流は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、装置の水出口を通過させる。

したがって、水は、電解セルのパラメータ及び電極から形成された水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡の平均サイズを制御するために印加される電圧に従って、所定の電解セル設定に最適化された所望の所定の速度で電極の表面を通って流れ、より大きなマイクロ気泡及びマクロバブルに合体する前に、最適な平均サイズのマイクロ気泡及びナノ気泡を電解セルから装置の出口まで剪断する。

これにより、所定の速度の水流が電極間に導かれ、最適な所望の平均サイズで気泡を剪断し、それによって出口での水流をより高濃度の水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡に飽和させることから、より効率的な装置が提供される。

本発明は、マイクロ気泡及び／またはナノ気泡の平均サイズが、水ポンプ手段を制御して、所定の速度で電解セルに水を汲み上げる制御ユニットによって供給される水流の速度によって制御されるため、電解セルパラメータ及び電圧及び／または貯水器内の水のサイズ及び／または体積に従って、最適なサイズのマイクロ気泡及びナノ気泡を生成するように動作可能である。したがって、装置は、電気分解セルを流れる水の速度を使用して、電極から剪断される気泡の平均サイズを制御することにより、所望のサイズのより多くの最適なマイクロ気泡及びナノ気泡の生成を容易にする。

本発明の利点は、水を正のＯＲＰ値から比較的高い負のＯＲＰ値に変換できることにある。水中により長く留まるガスナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成することにより、より低いＯＲＰ値で装置からの水流を最適に生成するためのより効率的な装置が作成される。

入口から電極の表面を横切る水の流れは、実質的に層状であることが好ましい。

層流の利点は、水の乱流が少なく、気泡の合体が少ないことであり、その結果、水中により多くのナノ気泡が生成され、水中により長く留まり、水中で望ましいより高い負のＯＲＰレベルが維持される。

電解セル内の水速度は、標準的な１２．５ミリメートルのシャワーパイプ内で０．２６～１．３１メートル／秒の範囲にあることが好ましい。

電解セル内の水速度は、標準的な１２．５ミリメートルのシャワーパイプ内で０．２～３．０メートル／秒の範囲にあることが好ましい。

好ましくは、電解セルは、各電極板の寸法、電極の数、電解セルの反応表面積、使用される電極の電気抵抗率、及び電解セル内の電極間の距離を含む、電解セル内の電極の構成に応じた電圧で動作するように構成される。

さらに、水の層流により、気泡の剪断が比較的迅速に発生しかつ乱流を低減させるため、水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡が合体してより大きなサイズになり、最終的に電極から外れて浴槽水の上に浮き上がり破裂することを防ぐ。水を所定の速度で電極上、電極全体、及び電極間で移動させることにより、水と電極との間の接触時間が短縮され、より大きな気泡の形成が回避される。

好ましくは、水入口は水出口より狭い。

好ましくは、水出口と水入口は装置の実質的に同じ水平面内にある。

好ましくは、電解セルはカートリッジ内にあり、カートリッジは装置に取り外し可能に接続される。

好ましくは、電解セルはカートリッジから取り外し可能である。

好ましくは、電解セルは装置に取り外し可能に接続される。

好ましくは、電解セルはリザーバの内壁に設けられ、水ポンプ及び制御ユニットは電解セルに結合されてリザーバの外壁に設けられる。

好ましくは、装置はハウジングを備え、電極は、水入口からハウジング内の電極の表面を横切る水出口までの水の流れの方向が実質的に層状となるように配置される。

好ましくは、電極は、水に対して電気分解を実行するように構成された電極スタックとして電解セル内に設けられ、電極スタックは装置の水入口と水出口の間に配置され、水が装置の水入口から水出口まで電極板の間及び電極板の上を流れるように配置された複数の離間した電極板を含む。

好ましくは、電極スタック内の電極板は、約０．５ｍｍ～２ｍｍ離間している。

好ましくは、出口における水の流れは、負の酸化還元電位（ＯＲＰ）を有する。

好ましくは、電極板間の距離は１ｍｍであり、電極ハウジングを通って流れる水の分子は電極板から０．５ｍｍ以下の距離にあり、電極スタック内の電極板の外縁及び上部板及び底部板の不活性な外側に備わる。

好ましくは、電極板の表面を横切って電極ハウジングを通る水の流れを導くために、電極板の端部に水入口開口部及び水出口開口部が設けられる。

好ましくは、装置はさらにバッテリ電源手段を備える。

好ましくは、装置は、主電源に接続するための手段をさらに備える。

本発明によれば、貯水器内で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための方法が提供され、本方法は、
水入口を介して貯水器からの水の流れを受け取るステップと、
電解セルを動作させるステップであって、電解セルは水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む、パラメータに従って構成される、動作するステップと、
生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、電解セル及び電解セルに印加される電圧のパラメータに従って所定の速度で電解セルを通して水を汲み上げる水ポンプ手段を制御する制御ユニットを動作させるステップと、含み、所定の速度での水流は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、装置の水出口を通過させる。

好ましくは、方法は、入口から電極の表面を横切る水の流れが実質的に層状となるように、電極を電解セルに配置するステップを含む。

好ましくは、方法は、水入口を水出口よりも狭く構成するステップを含む。

好ましくは、方法は、水出口と水入口が同じ水平面内にあるように構成するステップを含む。

好ましくは、電解セルをカートリッジ内に提供し、よってカートリッジが装置に取り外し可能に接続されるステップを含む。

好ましくは、電解セルはカートリッジから取り外し可能である。

さらなる実施形態では、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置が提供され、本装置は、
給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、電解セルと、
電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、水出口を通過させる、制御ユニットと、を備える。

本発明によれば、制御ユニットは、水の流れの速度に従って電解セルへの電圧を調整するように動作可能であり、電極に供給される電圧は、所定の電解セル設定に対して生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する。水が所望の電圧で電極の表面を通って、それに沿って流れると、水は最適なサイズのマイクロ気泡及びナノ気泡を剪断して電解セルから装置の出口まで排出する。

この構成は、電極で生成される水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡の平均サイズを制御し、最適な平均サイズのマイクロ気泡及びナノ気泡を剪断し、それらがより大きなマイクロ気泡及びマクロ気泡に合体する前に電解セルから装置の出口まで排出する。これにより、最適な所望の平均サイズでガス気泡が電極から剪断され、それによって出口での水流をより高濃度の水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡に飽和させることから、より効率的な装置が提供される。

好ましくは、流れ制御手段は、入口を介して装置に流入する水の流れの速さを決定する。このような流れ制御手段は、装置に備えられるか、装置内に組み込まれてもよく、あるいは装置の入口における水の流れの速度を決定できる別個のスタンドアロンユニットであってもよい。

好ましくは、装置は、給水源からの水の流れが停止したときに電解セルから水を自己排出させる排水バルブを備える。

好ましくは、排水バルブは、入口を通る給水源からの水の流れによって閉じられ、給水源からの水の流れが停止すると開いて、水を電解セルから排水させる。

本発明によれば、水の流れ内で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための方法が提供され、本方法は、
水入口を介して給水源からの水の流れを受け取ることと、
電解セルを動作させることであって、電解セルは水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水流からその表面に水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む、パラメータに従って構成される、動作させることと、
電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットを動作させることであって、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断する、動作させることと、を含む。

好ましくは、方法は、水の流れの速さを決定するために流れ制御手段を動作させることを含み、
好ましくは、方法は、給水源からの水の流れが停止したときに電解セルから水を排出させる排水バルブを動作させるステップを含む。

好ましくは、方法は、入口を通る給水源からの水の流れによって閉じられ、給水源からの水の流れが停止すると開いて、水を電解セルから排水させるよう排水バルブを構成するステップを含む。

電極の上部板及び下部板もガスを生成しないように構成されており、可能であれば水が電極の上を流れるのを防ぐために実質的にハウジング壁に対して配置される。電極の側端もハウジングの壁に対してしっかりと詰め込まれており、ハウジングを流れるすべての水が電極表面に押し出されるようにする。

必要に応じて、または所望に応じて、２、３、４、５またはそれ以上を含む、任意の数の電極板が提供され得る。以下での特定の数の電極板への言及は、例としてのみ示されており、限定するものと見なされるべきではない。

好ましくは、電極スタック内の電極板は、０．５ｍｍ～２ｍｍ離間している。

好ましくは、電極スタック内の電極板は、１ｍｍ～５ｍｍ離間している。

あるいは、電極板は、実質的に１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ以上の間隔をあけて配置される。

好ましくは、電極は、電極スタックを通って流れる水が、電極ハウジングを通って流れるときに、電極から約０．４ｍｍ～２ｍｍの間の規定の距離を超えないように配置される。これにより、水中の水素ガス、酸素ガス、酸水素ガスのナノ気泡とサブ１００ミクロンのマイクロ気泡がより多く発生し、したがって百万分率（ＰＰＭ）で測定される水中の水素濃度とそれに対応するＯＲＰ値が増加する。

ナノ気泡は長時間、多くの場合は数時間にわたって水中に残るため、水中のこの高濃度の水素も長時間水中に残り、したがって負のＯＲＰ値が比較的高いままになる。

電極板間の距離が１ｍｍの場合、水が電極セルを通って流れるとき、水は電極の外縁上または上部板もしくは下部板であっても、電極表面から０．５ｍｍを超えないことが理解される。

電極板の表面は、装置を通る水の移動方向に延在する。

好ましくは、電極板は固体板である。代替実施形態では、電極板は、穴を有するメッシュ板または固体板であり得る。

好ましくは、一対以上の電極板は、ニッケル、モリブデン、白金被覆チタン、または電気抵抗率が低く水中での腐食性が低い他の材料などの不活性材料から作られる。

白金にはアノードで酸化しないという利点があるが、特に連続使用しない製品に使用する場合、使用するには比較的高価な電極材料である。このため、ニッケル、モリブデン、または同様の材料などの安価な電極材料を使用し、一定期間使用した後に電解セルカートリッジを交換することが好ましい。非貴金属電極を使用する場合、時間が経つと電極が腐食するため、使用しないときは電極を水中に放置しないことが重要である。したがって、電極から水を空にする自己排出機構または手段があることが重要である。

スタック内の各電極板はカソードまたはアノードであり、これらの電極板は、カソード板とアノード板とが順番に交互になるようにスタック内に配置される。

カソードとアノードは、穴、ピン、スペーサの配置によって接続される。それぞれのアノード板及びカソード板に交互のサイズの穴が開けられ、形成された穴にピンが挿入されて、アノード同士及びカソード同士を接続する。したがって、例として、１本の３．０ｍｍピンはカソード板同士を接続するが、アノードとはその穴のサイズが５ｍｍと大きいため接続しない。他の側では反対のことが起こる。電極を離すためにプラスチックのスペーサが使用されており、ピンが一方の側でアノードを、もう一方の側でカソードを接続できるようにするための穴もスペーサを貫通している。

好ましくは、電極板の表面を横切って電極ハウジングを通る水の流れを導くために、電極板の間に水入口及び出口の開口部が設けられる。水入口及び出口の開口部は、電極板の端部に設けられている。

水ポンプ手段は、水を入口に引き込み、ポンプの出口から電極間の水入口開口部に水流を導くように動作可能なポンプ出口継ぎ手によって電解セルに接続されている。

好ましくは、ポンプ手段は電動水ポンプである。

あるいは、水ポンプ手段は重力給水ポンプである。

したがって、水ポンプ手段は装置の外部にあってもよいし、ハウジング内に完全に含まれていてもよい。例えば、主供給源からの圧力は、水を電解セルに送り込み、電解セルを通過させる効果的な手段として機能し得る。

好ましくは、貯水器は、従来の家庭用浴槽、足湯、スパバス、プランジプール、スイミングプール、一体型ジェットを備えたスパバスなどの浴槽またはプールとして提供される。

好ましくは、水ポンプ手段は装置の外側ハウジング内に配置される。

電極ハウジングを含む電解セルは、装置の外側ハウジング内に配置されてもよい。

外側ハウジングは水流の入口と出口を提供し、貯水器に浸水できるように構成されている。あるいは、ハウジングを既存の浴槽、プール、またはその他の水道器具に統合または後付けすることもできる。

本発明によれば、貯水器が提供され、本貯水器は、水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、本装置は、
貯水器からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、電解セル及び電解セルに印加される電圧は、各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含むパラメータに従って構成される、電解セルと、
入口に流入する水を電解セルを通って水出口まで引き込む水ポンプ手段と、
生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、電解セルのパラメータに従って所定の速度で電解セルを通して水を汲み上げる水ポンプ手段を制御する制御ユニットと、を備え、所定の速度での水流は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、装置の水出口を通過させる。

装置はさらに、
装置を貯水器の側壁に接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを含む取り付け手段を備え、
入口コネクタと出口コネクタはそれぞれ、貯水器の側壁にある離間した開口部を通って延在し、
これにより、貯水器からの水が入口コネクタを介して装置の入口に引き込まれ、電極から水流に移されたガス気泡が装置の出口から出口コネクタを通って貯水器の水に導かれる。

好ましくは、取り付け手段は、浴槽またはホットタブまたは他の貯水器として提供される貯水器の側壁の外面に装置を接続するように構成される。

好ましくは、装置は、貯水器が空になったときに装置内に残っている水を排出するように動作可能な排出手段を備え、排出手段は自己排出であり、水は重力によって装置から流出する。

さらなる実施形態では、シャワーが提供され、本シャワーは、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、本装置は、
給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、電解セルと、
電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、水出口を通過させる、制御ユニットと、を備える。

シャワー内に配置された装置は、入口における水の流れの速さを決定する流れ制御手段をさらに備える。

シャワー内に配置された装置は、装置をシャワーに接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを含む取り付け手段をさらに備え、
入口コネクタは、装置の入口をシャワーの水入口またはシャワーの温水タンクの出口に接続するためであり、
出口コネクタは、装置の入口をシャワーの水入口またはシャワーの温水タンクの出口に接続するためである。

シャワーは、標準的なシャワー、浴槽に取り付けられたシャワー、電気シャワー、またはシャワーの主要水入口と出口の間に設けられた加熱貯水器を使用して水を加熱するように動作可能なパワーシャワーであり得る。シャワー系は、ペットの洗浄、散水、ブラッシング、または他の洗浄システム用のポータブルシャワー系として提供され得る。

さらなる実施形態では、シャワーヘッドが提供され、本シャワーヘッドは、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、本装置は、
給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、電解セルと、
電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、水出口を通過させる、制御ユニットと、を備える。

シャワーヘッド内に配置された装置は、入口における水の流れの速さを決定する流れ制御手段をさらに備える。

シャワーヘッド内に配置される装置はさらに、
シャワーヘッドのハウジング内で装置を接続するための取り付け手段と、
装置の入口をシャワーヘッドの水入口に流体接続するための入口コネクタと、を備え、
それにより、シャワーヘッドの水入口で受けた水流は、電極セルを通って装置の出口に流れ、シャワーヘッドの出口穴を通って流れる。

好ましくは、取り付け手段は、装置をシャワーヘッド内にしっかりと保持するための支持ブラケットとして構成される。

好ましくは、装置は、シャワーヘッドへの水流量を測定するためのインライン流量計をさらに備える。

好ましくは、インライン流量計はシャワーヘッドの入口に配置される。

好ましくは、装置は、水温及び水流量のうちの１つまたは複数を含む、水流のパラメータを表示するように動作可能なユーザーインターフェースパネルを備える。

好ましくは、装置は、最適または最大の－ＯＲＰ（負のＯＲＰ）値及び最小の平均ガス気泡サイズ、好ましくはナノ気泡を提供するために電極から最適なガス出力を生成するために、電極への最適なＤＣ電力出力を決定する制御ユニットを備える。制御ユニットには、必要に応じて供給電力をＡＣ電力からＤＣ電力に変換する電力変換手段が組み込まれる。好ましくは、パルス電気信号が電極に供給される。パルス電気信号を使用する利点は、非貴金属陽極の腐食を軽減できることにある。

本発明は、本装置を組み込んだシャワーヘッドとして、またはシャワーヘッド内の装置が必要に応じてまたは所望に応じて定期的に交換及び／または後付けされるように適合されるシャワーヘッド用の装置として提供され得る。

装置内に適合または組み込まれたシャワーヘッドの利点は、水素ガス、酸素ガス、及び酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡がシャワー水に注入され、シャワーヘッドの出口／ニップルを通ってシャワーヘッドから直接ユーザーに流出するため、気泡の合体が減少することにある。

さらに、シャワーヘッドアセンブリ内にＯＲＰメーターセンサ手段を配置して、水が電解セルから出るときに水のＯＲＰ値を測定することにより、水のＯＲＰ値によって測定されるシャワー水の有効性をユーザーが確認できることは、ユーザーにとって有益である。このＯＲＰメーターは制御ユニットに接続されており、読み取り値はユーザーインターフェースパネルのディスプレイに送信され、ユーザーインターフェースパネルは、シャワーの蛇口または制御ユニットまたはその近くに設けられている。

インライン流量計は、パイプを通る水流を決定するために設置され、水流は設置ごとに異なり、各設置の水圧に左右されるためである。

流量計も制御ユニットに接続される。

制御ユニットは、ＡＣからＤＣへの電力変換器、ＯＲＰメーター、及び任意で流量計から入力を受け取るプリント回路基板で構成され、この入力に基づいて、最適または最大の－ＯＲＰ（負のＯＲＰ）値を提供するための電極から最適なガス出力を生成するために、電極への最適なＤＣ電力出力を決定する。パルス電気信号が電極に印加される。

さらなる実施形態では、飲料水用の蛇口、ペットの洗浄、散水、ブラッシングまたは他の洗浄システムが提供され、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成し、流れの中で送達するための装置を備え、本装置は、
給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
電解セルであって、水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、電極の数、電極の反応表面積、電極の電気抵抗率、電解セル内の電極間の距離及び電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、電解セルと、
電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって電圧調整の量が、水の流れの速さ及び生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、水出口を通過させる、制御ユニットと、を備える。

飲料水の蛇口、ペットの洗浄、散水、ブラッシングまたは他の洗浄システムに配置される装置は、入口における水の流れの速さを決定するための流れ制御手段をさらに備える。

飲料水の蛇口、ペットの洗浄、散水、ブラッシング、または他の洗浄システムに配置される装置は、
装置を水の蛇口または出口供給に接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを備える取り付け手段をさらに備え、
入口コネクタは、装置の入口を家庭用飲料水供給源の水入口に接続するためであり、
出口コネクタは、装置の出口を水出口パイプに接続するためであり、
これにより、家庭用飲料水供給源の水入口からの水が入口コネクタを介して装置の前記入口に引き込まれ、電極から水流に移されたマイクロ気泡及びナノ気泡を含むガス気泡が、装置の出口から水流、そして水流中へ、水出口パイプを介して出口蛇口へと導かれる。

本発明はまた、飲料水（動物、家禽及び人間）、水耕栽培、水灌漑システム、魚の養殖、飲料水の蛇口、ペットの洗浄、散水、ブラッシングまたはその他の洗浄システム、及び廃水処理を含むが、これらに限定されない、他のシステムの水中に水素ガス、酸素ガス及び酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を供給する用途に適合させることもできる。

本発明のさらなる態様は、単なる例として与えられる以下の説明から明らかになるであろう。

本発明は、添付の図面を参照しながら、単なる例として示されるそのいくつかの実施形態の以下の説明からより明確に理解されるであろう。

浴槽内に示された、本発明に従って構成された装置の斜視図である。 図１の装置を示す正面斜視図である。 電解セルを含む取り解放可能または取り外し可能なカートリッジを示す、図１の装置の斜視図である。 カートリッジから取り外された電解セルを示す、図３の装置の斜視図である。 図１の装置の背面斜視図である。 ハウジングが取り外された図１の装置の正面及び背面斜視図である。 ハウジングが取り外された図１の装置の正面及び背面斜視図である。 図１の装置の側面断面図である。 図１の装置の分解図である。 図３の電解セルの側面断面図である。 図１０の電解セルの斜視図である。 図１０の電解セルの分解図である。 シャワーシステムとして提供される水流構成に統合された本発明のさらなる実施形態に従って構成された装置の斜視図である。 図１３の装置の分解図である。 図１３の装置の電解セルを含む取り解放可能または取り外し可能なカートリッジを示す斜視図である。 壁を介して電力制御ユニット（ＰＣＵ）への電気接続を示す図１３の装置の図である。 図１５の電解セルの側面断面図である。 図１５の電解セルの斜視図である。 図１５の電解セルの分解図である。 図１３の装置の側面断面図である。 図１３の装置の排水バルブの動作を示す。 図１３の装置の排水バルブの動作を示す。 図１３の装置の流量計を示す断面図である。 電気シャワーシステムに取り付けられた図１３の装置の図である。 図１３による装置を組み込んだシャワーヘッド及びシャワーシステムの上面図である。 図２５のシャワーヘッド及びシャワーシステムの斜視図である。 図２５に示すシャワーヘッド及びシャワーシステムの分解斜視図である。 図２５に示すシャワーヘッド及びシャワーシステムの分解斜視図である。 壁を介して電力制御ユニット（ＰＣＵ）への電気接続をさらに示す、図２５のシャワーシステム及びシャワーヘッドの図である。 図２５に示すシャワーヘッドの側面断面図である。 浴槽の壁に取り付けられた本発明による装置の図である。 浴槽の外壁に取り付けられた図３１の装置を示す外壁面の概略図である。 図３１の装置のさらに詳細な図である。 図３１の装置のさらに詳細な図である。 図３１の装置のさらに詳細な図である。 図３１の装置の分解図である。 図３１の装置の水ポンプの出口と入口の図である。 図３１の装置の水ポンプの出口と入口の図である。 図３１の装置の電解セルの分解図である。 浴槽の壁面に取り付けられた、または浴槽の壁面に組み込まれた本発明による装置の一実施形態を示す斜視図である。 図４０に示す装置の分解図である。 図４０に示す装置の入口接続部の側面断面図である。 図４０に示す装置の出口接続部の側面断面図である。 図４０に示す装置の出口接続部の側面断面図である。 飲料水システムに使用するために組み込まれた装置の断面図である。 蛇口にシャワーまたはホースヘッドを備えたさらなるシステムにおける本発明による装置の一実施形態を示す斜視図である。 図４６の装置の分解図である。 図４６の装置の断面図である。 給水蛇口に結合されたシャワー／ブラシヘッドを備えたさらなる流水システムにおける本発明による装置の実施形態を示す斜視図である。 図４９の構成の分解図である。 本発明による方法のステップを示すフロー図である。

本発明は、水中で水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を生成及び送達する装置に関する。以下では、浴槽水を含む浴槽内、シャワー設備内、及び飲料水内にマイクロ気泡及び／またはナノ気泡を送達するために実施される装置について言及するが、これは決して限定的なものとみなされるべきではない。例えば、本発明は、Ｈ_２飲料水システム（動物、家禽、人間）、アクアポニックス農業、灌漑システム、廃水処理、洗浄システム、ペットの洗浄、他多数に限定されない様々な他の用途において有用性を有する。

また、ナノ気泡は約１ミクロン／マイクロメートル未満の直径を有し、マイクロ気泡は一般に約１００ミクロン（μｍ、マイクロメートル）未満の直径を有すると定義されることも理解されよう。

最初に図１～図１２の図面を参照すると、水中で水素ガス、酸素ガス及び酸水素ガスのマイクロ気泡及び／またはナノ気泡を生成及び送達するための、全体的に参照番号１で示される装置が示されているが、図示の例は、全体的に参照番号２で示される、浴槽３内に含まれる浴槽水として提供される水の貯水器である。

しかしながら、貯水器２は浴槽水を入れた浴槽として示されているが、これは単なる例であり、このような貯水器はホットタブ、足湯、スパバス、プランジプール、スイミングプール、一体型ジェットを備えたスパバスなどの任意の形態の容器の水として提供され得ることが理解され、浴槽への言及は限定的なものとみなされるべきではない。

図示の装置１は、浴槽水２に浸漬できるように構成されたハウジング４内に収容されており、図示の実施形態では、バッテリ駆動の動作に適合されている。

ハウジング４は、ポンプ及びバッテリを覆う上部２８、ハウジング入口６を有する前部２１、及び電解セル８用の取り外し可能な解放可能なカートリッジ２９を備える。カートリッジ２９は、ユーザーが電極ハウジング１１内の電解セル８にアクセスして交換できるように、解放可能なキャッチ５９を使用して、前部２１の相補的な受け部にスナップ嵌めされる。ポンプ及びバッテリ３０はベース板５４に固定されている。

装置１のハウジングは、貯水器または給水源２から水の流れを受け取るためのハウジング入口６と、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を含む水を浴槽水に送達するためのハウジング出口７を備える。全体的に参照番号８で示される電解セルが装置１内に設けられ、電極ハウジング１１内に全体的に参照番号９で示される電極を備え、その表面上に水素及び酸素ガスを生成してハウジング入口６を介して受け取られる水２からの水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡よび／またはマイクロ気泡を形成する。

図示の例では、電極９は、水２に対して電気分解を実行するように構成された電極スタックとして提供される。電極スタックは、離間した複数の電極板１０を含み、装置１のハウジング入口６からハウジング出口７まで水が電極板１０の間及び表面上を流れるように配置される。電極板１０は、約１ｍｍ離間させるのが最適であるが、この範囲は例としてのみ示されており、代替的な電極板間の間隔が可能であることが理解されよう。したがって、電極板１０は、電極スタックを通って流れる水が電極ハウジング１１を通って流れるときに電極１０から所定の距離を超えないように、電解コール８内に配置される。

電極１０は、ハウジング入口６で受け取った水が電解セル入口１９を通って水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を水流中に剪断するように電極１０上を流れ、電解セル出口２３を通る、電極ハウジング１１内に配置される。電極１０は、ハウジング入口６から電解セル入口１６を通って電極ハウジング１１内の電極１０の表面を横切って電解セル出口２３まで、そしてハウジング出口７を介して装置１の外へ、装置を通る水の層流を提供するように配置される。

また、水２をハウジング入口６を通って装置１内に引き込み、水２を電気分解セル８を通ってハウジング出口７に汲み上げて浴槽水２に送達するように動作可能な水ポンプ手段１５も示されている。

制御ユニット３５は、電力を制御および供給し、電解セル８および水ポンプ手段１５に印加される電圧を制御し、所定の速度で電解セルを通して水を汲み上げ、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するように動作可能であり、所定の速度での水流は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極１０から水流へと最適に剪断し、装置１のハウジング出口７を通過させる。

水ポンプ手段１５は、バッテリ駆動ポンプとして示されているが、代替実施形態では、重力供給ポンプまたは主電源から電力供給されるポンプとして提供されてもよい。水ポンプ１５は、用途に応じて、装置１のハウジング４内に収容されてもよく、または電解セル８に隣接して設けられてもよい。図示の例では、単なる例として、ポンプ手段１５は、装置１を通して毎分約２～１２リットルの水を圧送するように動作可能な１２～２４Ｖの水ポンプであり得る。ポンプの構成は、所望の水速度を達成するために装置１を通して毎分５０リットル以上の水など、任意の体積の水を送るのに必要に応じて適合させることができ、電解セルの構成に依存する。このような典型的な構成には、含まれ得る

したがって、各用途では、水素、酸素及び／または酸水素ガスの生成のナノ気泡及びマイクロ気泡のサイズを最適化するための水流が必要である。発生量は、１．電解セル、２印加電圧、３水流の速度という３つの要素によって決まる。

一例として、電解セルは、総面積が５，６００ｍｍ^２となる、７０ｍｍ×８０ｍｍなどの特定の寸法の電極を備える。電極スタックにこれらの電極を１０個配置すると、総反応表面積（ＳＡＲ）が１００，８００ｍｍ^２になる。電解セルの性能は、電極材料の種類と仕上げによってさらに決定される。たとえば、ニッケルの平均電気抵抗率は６９．３ｎΩ・ｍ、モリブデンはそれより低く５３．４ｎΩ・ｍ、白金は１０５ｎΩ・ｍである。したがって、電解セルに印加される電圧は通常１２Ｖ～２４Ｖの範囲であるが、特定の設定要件に応じてそれよりも高くなる場合もあれば、低くなる場合もある。電極板間の距離は、電解セル構成のもう１つの性能パラメータである。

固定電解セル構成で流量が可変の場合、生成される平均気泡サイズも可変となる。したがって、望ましい気泡の生成を最適化するには、特定の用途及びおおよその流量に従って電解セルのパラメータを設定するべきである。

あるいは、装置の設置前に流量を計算して、電解セルのパラメータと電圧を設置ごとに設定することもできる。

非貴金属電極のアノードの腐食と酸化を軽減するために、パルス電気信号が与えられる。

スタック内の各電極板１０はカソードまたはアノードであり、これらの電極板１０は、カソード板１０とアノード板１０とが順番に交互になるようにスタック内に配置される。

図１２に示すように、カソード板１０及びアノード板１０は、穴、ピン、及びスペーサの配置によって接続される。図示の例では、アノード板１０及びカソード板１０のそれぞれに交互のサイズの穴が開けられ、同じサイズの対応するチャネル２４がスペーサ１３内に形成される。ピン１２は、板１０及びスペーサ１３に形成された穴を通して挿入され、アノード板を第１のスペーサ１３内で互いに接続し、カソード板を第２のスペーサ１３と一緒に接続する。必要に応じて、または所望に応じて、さらなるスペーサ１３を設けることも可能である。したがって、例として、１本の３．０ｍｍピンはカソード板同士を接続するが、アノードとはその穴のサイズが５ｍｍと大きいため接続しない。他の側では反対のことが起こる。電極を離すためにプラスチックのスペーサが使用されており、ピンが一方の側でアノードを、もう一方の側でカソードを接続できるようにするための穴もスペーサを貫通している。

また、水２をハウジング入口６を通って装置１内に引き込み、水２を装置１を通ってハウジング出口７に汲み上げて浴槽水２に送達するように動作可能な水ポンプ手段１５も示されている。水ポンプ手段１５は電動ポンプとして示されているが、代替実施形態では重力供給ポンプとして提供されてもよい。水ポンプ１５は、用途に応じて、装置１のハウジング４内に収容されてもよく、または電解セル８に隣接して設けられてもよい。図示の例では、単なる例として、ポンプ手段１５は、装置１を通して毎分約２～２０リットルの水を圧送するように動作可能な１２Ｖの水ポンプである。ポンプの構成は、電解セル８を通る所望の水流の速度に応じて装置１を通る毎分５０リットル以上の水など、任意の体積の水を送るのに必要に応じて適合させることができる。

接続ケーブルボックス２２は、ポンプ１５の動作に電力を供給し制御するために、また電解セル８及び使用時の流量計８８などの装置１の他の構成要素に印加される電圧に使用されるすべての電気ケーブルを収容する。

水ポンプ手段１５は、水がポンプ１５内に引き込まれるポンプ入口１６と、水が電解セル８を通ってハウジング出口７から出るポンプ出口１７とを備える。ポンプ手段１５は、全体的に参照番号１８で示されるポンプ出口継手によって電気分解セル８に接続されており、ポンプ出口継手は、ポンプの出口１７からの水流を、電極板１０の間の水入口開口部に導くように動作可能な電解セル入口１９に接続されている。水の入口及び出口の開口部は、電極板１０の表面を横切って電解セル８を通って電解セル出口２３へと水の流れを導くために、電極板１０の間に設けられる。水入口及び出口の開口部は、電極板１０の端部に設けられている。

水ポンプ手段１５は、ハウジング入口６で受け取った水が電極１０上を流れて、電極１０で形成された水素ガス、酸素ガス及び酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を水流に移動させ、装置１のハウジング出口７から出て浴槽水２にいれるように、水を電極ハウジング１１内に引き込むように構成され得る。さらに、ハウジング入口６及び電極１０は、ハウジング入口６を通り、電極１０を横切り、装置１のハウジング出口７から出る水の流れの方向が実質的に平面であるように配置される。電極１０の表面を通って表面に沿って流れる水は、電極１０で生成され装置１の外へ出る水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡を比較的迅速に剪断し、それによって、それらが最終的に電極１０から移動し、浴槽水の上部に浮き上がり、破裂することになるであろうより大きなサイズに合体するのを防ぐ。電極１０を横切る所望の最適速度で水を層流としてポンピングすることによって、水２と電極１０との間の接触時間が最適化され、より大きな気泡の形成が回避される。

この実施形態に示されるように、装置１は、ハウジング４内に位置する１つまたは複数の電池ホルダ３１内に設置される電池３０の配列をさらに備える。例では、ポンプ手段１５に隣接した配置で構成され得る電池ホルダ３１が示される。電池ホルダ３１は、ハウジング４内の必要に応じた位置に、またはポンプ手段１５に隣接した１つまたは複数の電池３０を保持するための１つまたは複数のチャンバ３２を備えることができる。台座３３を備える追加の電池ホルダ３１も提供される。制御ユニット３５は、電気ケーブル３４を介して電気コネクタ１４に接続され、電気コネクタ１４は電気分解セル８のピン１２に接続される。装置１を浴槽３の表面にしっかりと固定するための吸引パッドが、バッテリ３１の充電ポート３７とともに提供される。

本発明のさらなる実施形態では、装置１は、バッテリ手段によって電力を供給されるのではなく、代わりにまたは追加として、電源への接続によって電力が供給され得る。

図３１～図４４を参照すると、装置１は、浴槽３の側壁に接続または後付けまたは組み込まれるように適合させることができる。従って、図３１～図４４図を参照すると、装置１は、浴槽３の側壁に接続されている。図１～図８に示す装置１の同様の部分に関連して使用される参照番号は、図３１～図４４でも使用される。

図示の実施形態では、電解セル８は浴槽３の内壁に設けられ、水ポンプ１５及び制御ユニット３８は電解セルに結合されて浴槽３の外壁に設けられている。示される構成では、電解セル８の出口２３は浴槽３内への双方向であり、浴槽３全体にナノ気泡及びマイクロ気泡をより多く分布させる。電解セル８は使用終了時にハウジング１１から取り外すことができる。

ポンプ１５は、浴槽３から水入口６を介してポンプ入口１６に水を引き込み、ポンプ出口１７を通って浴槽３の浴槽水２に完全に浸漬されている電解セル８に水を引き込むように動作可能である。水入口／出口ハウジング５０は、入口／出口ロックナット４９及びロック板５１とともに、浴槽３の壁を通して構成要素を互いにしっかりと取り付ける。電解セルハウジング１１のフランジ５３は、ロック板５１に設けられた受け部５２にロックされる。

電解セル８は、電解セルの反応表面積、電解セル８の電極１０の間の電極式及び距離を含む、電解セル８内の電極１０の構成に従って電力制御ユニット９２によって設定された電圧で動作するように構成される。

電力制御ユニット９２は、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、所定の速度で電解セル８を通して水を汲み上げる水ポンプ手段１５を制御するために電力を供給する動作可能であり、所定の速度での水流は、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極１０から水流へと剪断し、装置１の出口７を通過させる。電力接触ピン１４は電極ピン１２に電気的に結合される。

図４１～図４４に示す例では、装置は浴槽３の外壁に設けられている。図示の実施形態では、装置１はさらに、全体的に参照番号４０で示される入口コネクタ、及び装置１を水が満たされた貯水器２の側壁４２の外面に接続するための出口コネクタ４１を含む、取り付け手段を備える。入口コネクタ４０及び出口コネクタ４１はそれぞれ、浴槽２の側壁４２の離間した開口部を通って延在し、浴槽からの水が入口コネクタ４０を介して装置１のハウジング入口６に引き込まれ、電極１０から装置１を通る水流中に移動した水素ガス、酸素ガス及び酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡は、装置１のハウジング出口７から出口コネクタ４２を通って貯水池の水中に導かれる。

入口コネクタ４０は、ロッキング板４４、ロッキングナット４３、及びグリル板４５を備え、これらは、浴槽壁４２に形成された開口部を介して装置１の流体継手１８と接続して、装置１のハウジング入口６を浴槽３に確実に結合するように動作可能である。このようにして、浴槽水は、ハウジング入口６を通って入口コネクタ４０を介して装置１に流入する。出口コネクタ４１はまた、ロック板４７、ロックナット４６及びグリル板４８を備え、これらは、電解セル出口２３に接続して、装置１のハウジング出口７を浴槽壁４２に固定し、電極１０で形成された水素ガス、酸素ガス及び酸水素ガスのマイクロ気泡及びナノ気泡が、出口コネクタ４１を介して装置１の外へ、そして浴槽３内に含まれる浴槽水中へと移動する。

図示の装置１は、貯水器が空になったときに装置１内に残っている水を排出できるように動作可能な排出手段を備えている。図示の例では、排出手段は自動排出であり、水は重力によって装置１から流出し得る。

図１３～図２９によれば、装置１は、シャワーユニット内に接続または配置するように適合され得る。シャワーは、標準的なシャワー、浴槽に取り付けられたシャワー、電気シャワー、またはシャワーの水本管入口と出口の間に設けられた加熱水タンクを使用して水を加熱するように動作可能なパワーシャワーであり得る。

図示されているのは、シャワーユニット１のシャワー水混合器６１から水を受け取るように装置１が設置されたシャワーユニット６０である。すなわち、装置１は、配管された給水源から受け取った温水と冷水が水混合器６１により混合された直後に水を受け取る。示される実施形態では、装置１は、装置１をシャワーユニット６０に接続するための取り付け手段４１をさらに備える。

流量制御手段８８は、電解セル入口１９におけるシャワーユニット６０の可変水流に設けられ、水の流れの速度を決定し、それによって電解セル８に印加する電圧を決定するように動作可能である。

出口コネクタ４１は、電解セル出口２３を、シャワーヘッド６４につながるシャワー６０の主水出口導管またはパイプ６３に接続する。したがって、水は主供給蛇口からシャワーミキサー６１を通り、装置のハウジング入口６を通って、電解セル８の電極板１０の上を通過する。水本管供給源からの圧力は水を汲み上げる手段の役割を果たし、電解セル８を通して水をくみ上げ、電極１０で形成された水素ガス、酸素ガス、及び酸水素ガスのナノ気泡及びマイクロ気泡を剪断して水流に入れ、シャワー水として出口コネクタ４１を介して装置１のハウジング出口７から排出させる。

制御ユニット３９は、電解セル８への電圧を調整するように動作可能であり、それによって電圧調整の量が、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために水の流れの速さ従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極１０から水流へと剪断し、シャワー出口６４を通過させる。

図示の実施形態では、電解セル８は、ハウジング４の密封可能なドアを介してアクセス可能である。電極１０への電力接触ピンも示される。

装置１は、ＯＲＰ読み取り値、水温及び水流量のうちの１つまたは複数を含む、水流のパラメータを表示するように動作可能なユーザーインターフェースパネル９０を備える。ユーザーインターフェースパネル９０は、シャワーユーザーの必要または希望に応じて、表示パラメータを閲覧するために提供され得る。シャワーミキサー６１に隣接して取り付けられるように示されているが、これに限定されない。例えば、ユーザーインターフェースパネル９０は、壁ユニットに統合される、装置上に設けられる、またはユーザエクスペリエンスを促進する何らかの他の方法で提供され得る。

電力制御ユニット９２は、電極への最適なＤＣ電力出力を決定して電極から最適なガス出力を生成し、最適または最大の－ＯＲＰ（負のＯＲＰ）値を提供するために設けられる。制御ユニット９２は、装置１の機能を調整及び制御することも可能である。

配線アセンブリモジュール９１は、主電源またはバッテリであり得る電源に結合され、電極１０、流量計８８、及び装置１の他の電気的側面に電力を供給する。電源から制御ユニット９２にＡＣ電力を供給する電源ワイヤ９４、温度及びＯＲＰ読み取り値を表示するためのシャワーユーザーインターフェース表示パネル９０に電力を供給するように動作可能な電源ワイヤ９５、及び電解セル８に電力を供給するための電ワイヤ９６、流量計８８、及び任意のＯＲＰセンサ手段８９を備え、任意でシャワーヘッド６４から流出する水の温度を測定するための温度センサ手段も含む。

図２０～図２３に示すように、装置１は、給水源からの水の流れが停止したときに電解セル８から水を排出させる排水バルブ７１を備える。

排水バルブ７１は、入口を通る給水源からの水の流れによって閉じられ、給水源からの水の流れが停止すると開いて、水を電解セル８から排水バルブ７２を通って排水させる。動作中、水は、通常の使用では、水本管供給源からハウジング入口６を通り、バルブ入口７８を通って流れ込む。この水流により、バルブヘッド７４がバルブシート７３に対してシールされ、排水バルブ７１が閉じて、水が電解セル８から排水バルブ出口７２を通って流出するのを防止する。水流は流れているときにリップ７７と係合し、バルブヘッド７４を押し上げてバルブシート７３に接し、それによって排水バルブ出口７２を閉じて水がそこを流れるのを防ぐ。逆に、供給源からの水の流れが停止すると、バルブヘッド７４が下がり、電解セル８及び装置１から水が排出される開口部を提供するバルブシート７３から離れる。これにより、滞留水が電極１０に腐食及び損傷を引き起こす電解セル８を備える装置１内に残ることを防止する。主供給源から装置１への水の流れの速度を感知するための流量計８８への有線接続７９が示されている。装置の出口７とコネクタ４１との間にバネ取付具７５が設けられている。

図２４に示すように、シャワー６０は、加熱要素６５を備えた電気シャワーであってもよく、この加熱要素６５を通って、水本管が水本管入口６６から通過し、ポンプ手段１５によって装置１を通って出口パイプ６３に汲み上げられ、シャワーヘッド６４から排出される。入口コネクタ４０は、装置１のハウジング入口６を加熱要素６５に接続し、出口コネクタ４１は、水出口パイプ６３を装置１のハウジング出口７に接続し、水ポンプ手段１５からの水圧が水を電解セル８を通って汲み上げるようにし、電極１０で形成された水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及びマイクロ気泡を剪断して、装置１のハウジング出口７から、水素ガス、酸素ガス及び／又は酸水素ガスのナノ気泡及びマイクロ気泡を含有するシャワー水としてシャワーヘッド６４に移動する水流に入れる。任意の流れ制御手段８８も示されている。

電力制御ユニット９２は、電解セル８への電圧を調整するように動作可能であり、それによって電圧調整の量が、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために水の流れの速さ従って決定され、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極１０から水流へと剪断し、シャワー出口６４を通過させる。

図２５～図２９は、シャワーシステム６０のシャワーヘッド８０内に配置された装置１を示す。このような実施形態では、装置１は、装置１をシャワーヘッド８０のハウジング８２内に接続するための支持ブラケット８７として設けられた取り付け手段をさらに備える。図示の例では、ハウジング８２は、カバー８５と、シャワーヘッド８０の出口穴８４を有する出口板８６とを備える。本実施形態では、シャワーヘッド８０のハウジングが電極のハウジングとしても動作する。

装置１のハウジング入口６をシャワーヘッド８０の水入口８３に流体接続するための入口コネクタ８１が設けられ、入口パイプ８３から受け取った水流が、入口コネクタ８１を通り、電気分解セル８の電極１０を通り、装置１のハウジング出口７に流れ、出口穴８４を通ってシャワーヘッド８０から出る。

装置１はさらに、シャワーヘッド８０への水流量を測定するように配置され動作可能なインライン流量計８８を備える。図示のように、インライン流量計８８は、シャワーヘッド８０の入口コネクタ８３に配置されている。

また、電解セルから流出する水のＯＲＰを測定するための任意の酸化還元電位（ＯＲＰ）センサ手段８９も提供される。ＯＲＰセンサ手段８９は、電解セル８のハウジング出口７、より具体的には電極１０間に設けられた出口開口部でＯＲＰ値を感知できるように配置される。図示の例では、ＯＲＰセンサ手段８９は、電解セル８から流出する水の流れのＯＲＰ値を測定するために、電極１０間の出口開口部から水の流れの中に延在するように入口コネクタ８１に取り付けられている。

図４５は、装置１を飲料水を提供するための家庭用水道蛇口に接続する配置である。図示の実施形態では、装置１のハウジング入口６は給水入口パイプ６６に接続されている。装置１は、装置１への水流量を測定するように配置され動作可能なインライン流量計８８をさらに備える。図示のように、インライン流量計８８も設けられる。電圧調整は、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、決定された水の流量に従って行われ、水の流れは、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極１０から水流へと剪断し、そして飲料水供給ヘッドまたは蛇口６８を通過させる。

図４６～図４８は、水栓６８に接続されたシャワーまたはホースヘッド６４と一体化された装置の配置を示している。コネクタ９７、９８は、装置１を、蛇口６８と装置１への入口との間の給水入口パイプまたはホース導管６６に結合する。出口パイプまたはホース導管６３は、ヘッド６４に結合される。

図４９及び図５０は、水道蛇口６８に接続されたブラシヘッド９９と一体化された装置１を示す。コネクタ９７、９８、１００、１０１は、装置１を、蛇口６８と装置１の入口との間の給水入口パイプまたはホース導管６６に結合する。出口１０２を有する出口パイプまたはホース導管６３が、装置１の出口７とブラシヘッド９９との間に結合される。

本発明は、本発明による方法のステップを示す流れ図である図５１を参照してさらに説明することができる。

ステップ２００において、給水は、貯水器の実施形態のように静的であるか、またはシャワーの実施形態のように流動的であるかを決定される。

ステップ２１０において、水が可変流量であるかどうかが決定される。水流が可変である場合、ステップ２２０において電解セルパラメータが設定され、ステップ２３０において流量計流量を使用して装置の入口における水流が決定される。

ステップ２４０では、電解セルへの電圧が調整され、電圧調整の量が、決定された水の流れの速さ、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って決定され、ステップ２５０では、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断する。

逆に、ステップ２１０における水流が可変流量でない場合には、ステップ２６０において電解セルパラメータが設定され、ステップ２７０において、制御ユニットによって、水の流れの速度、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する電解セルのパラメータに従って電解アセンブリに印加される電圧が設定され、ステップ２５０において、水の流れが、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断する。

ステップ２００で給水が静止している場合、ステップ２８０において電解セルパラメータが設定され、ステップ２９０において電解アセンブリへの電圧が設定され、ステップ３００において制御ユニットが水ポンプ手段を制御して所定の速度で電解セルを通して水をくみ上げ、生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御し、ステップ２５０において、所定の速度の水流が、生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を電極から水流へと剪断し、装置の水出口を通過させる。

本発明の態様は例としてのみ説明されており、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく追加及び／または修正を行うことができることを理解されたい。

Claims (58)

1. 貯水器内で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置であって、前記装置は、
   前記貯水器からの水の流れを受けるための水入口と、
   電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離及び前記電解セルに印加される電圧を含むパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
   前記入口に流入する水を前記電解セルを通って水出口まで引き込む水ポンプ手段と、
   生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、前記電解セルの前記パラメータに従って所定の速度で前記電解セルを通して水を汲み上げる前記水ポンプ手段を制御する制御ユニットと、を備え、前記所定の速度での前記水流は、前記生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、前記装置の前記水出口を通過させる、前記装置。
2. 前記入口から前記電極の表面を横切る前記水の流れは、実質的に層状である、請求項１に記載の装置。
3. 前記出口が水を複数の方向に送達する、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記水入口が前記水出口よりも狭い、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記水出口及び前記水入口は、実質的に同じ水平面内にある、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記電解セルが前記装置に取り外し可能に接続されている、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
7. 貯水器を備え、前記電解セルが前記貯水器の内壁に設けられ、前記水ポンプ及び前記制御ユニットが前記電解セルに結合され、前記貯水器の外壁に設けられる、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記電解セルが前記装置から取り外し可能である、請求項７に記載の装置。
9. 前記装置がハウジングを備え、前記電極が、前記水入口から前記ハウジング内の前記電極の表面を横切る前記水出口までの水の流れの方向が実質的に層状となるように配置される、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記電極が、前記水に対して電気分解を実行するように構成された電極スタックとして前記電解セル内に設けられ、前記電極スタックは前記装置の前記水入口と前記水出口の間に配置され、複数の離間した電極板であって、前記水が前記装置の前記水入口から前記水出口まで前記電極板の間及び上を流れるように配置される前記電極板を備える、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記電極スタック内の前記電極板が、約０．５ｍｍ～２ｍｍ離間している、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記電極板間の前記距離が１ｍｍであり、前記電極ハウジングを通って流れる水の分子は電極板から０．５ｍｍ以下の距離にあり、前記電極スタック内に前記電極板の外縁ならびに上部板及び底部板の不活性な外側を備える、請求項１０または請求項１１に記載の装置。
13. 前記電極板の表面を横切って前記電極ハウジングを通る前記水の流れを導くために、前記電極板の端部に水入口開口部及び水出口開口部が設けられる、請求項１０～請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
14. バッテリ電源手段をさらに備える、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
15. 主電源に接続するための手段をさらに備える、先行請求項のいずれか１項に記載の装置。
16. 貯水器内で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための方法であって、前記方法は、
    水入口を介して前記貯水器からの水の流れを受け取るステップと、
    電解セルを動作させるステップであって、前記電解セルは、前記水流からその表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離、及び前記電解セルに印加される電圧を含むパラメータに従って構成される、前記動作するステップと、
    生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、前記電解セルの前記パラメータに従って所定の速度で前記電解セルを通して水を汲み上げる水ポンプ手段を制御する制御ユニットを動作させるステップと、含み、前記所定の速度での前記水流は、前記生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、前記装置の前記水出口を通過させる、前記方法。
17. 前記入口から前記電極の表面を横切る前記水の流れが実質的に層状となるように、前記電極を前記電解セルに配置するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記水入口を前記水出口よりも狭く構成するステップを含む、請求項１６または請求項１７に記載の方法。
19. 前記水出口と前記水入口とが同じ水平面内にあるように構成するステップを含む、請求項１６～請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記電解セルを前記貯水器の内壁に構成するステップを含み、前記水ポンプ及び制御ユニットが前記貯水器の外壁上の前記電解セルに結合される、請求項１６～請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記電解セルを前記装置から取り外し可能に構成するステップを含む、請求項１６～請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置であって、前記装置は、
    給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
    電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離及び前記電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
    前記電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって前記電圧調整の量が、前記水の流れの速さ、及び生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する前記電解セルの前記パラメータに従って決定され、前記水の流れが、前記生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、水出口を通過させる、前記制御ユニットと、を備える、前記装置。
23. 前記入口における前記水の流れの速さを決定する流れ制御手段を備える、請求項２２に記載の装置。
24. 前記給水源からの前記水の流れが停止したときに前記電解セルから水を排出させる排水バルブを備える、請求項２２または請求項２３に記載の装置。
25. 前記排水バルブが、前記入口を通る前記給水源からの前記水の流れによって閉じられ、前記給水源からの前記水の流れが停止すると開いて、水を前記電解セルから排水させる、請求項２４に記載の装置。
26. 前記電極が、前記入口から前記電極の表面を横切って前記出口まで水の層流を提供するように配置されている、請求項２２～２５のいずれか１項に記載の装置。
27. 前記電解セルが、前記電極の寸法、前記電極の数、前記電解セルの反応表面積、ならびに前記電解セルの前記電極間の電極式及び距離を含む、前記電解セル内の前記電極の構成に応じた電圧で動作するように構成される、請求項２２～２６のいずれか１項に記載の装置。
28. 前記水入口が前記水出口よりも狭い、請求項２２～２７のいずれか１項に記載の装置。
29. 前記水出口及び前記水入口が、実質的に同じ水平面内にある、請求項２２～２８のいずれか１項に記載の装置。
30. 前記電解セルがカートリッジ内にあり、それにより前記カートリッジが前記装置に取り外し可能に接続される、請求項２２～２９のいずれか１項に記載の装置。
31. 前記電極は、前記カートリッジから取り外し可能である、請求項２２～３０のいずれか１項に記載の装置。
32. 前記装置がハウジングを備え、前記電極が、前記水入口から前記ハウジング内の前記電極の表面を横切る前記水出口までの水の流れの方向が実質的に層状となるように配置される、請求項２２～３１のいずれか１項に記載の装置。
33. 前記電極が、前記水に対して電気分解を実行するように構成された電極スタックとして前記電解セル内に設けられ、前記電極スタックは前記装置の前記水入口と前記水出口の間に配置され、複数の離間した電極板であって、前記水が前記装置の前記水入口から前記水出口まで前記電極板の間及び上を流れるように配置される前記電極板を備える、請求項２２～３２のいずれか１項に記載の装置。
34. 前記電極スタック内の前記電極板が、約０．５ｍｍ～２ｍｍ離間している、請求項２２～３３のいずれか１項に記載の装置。
35. 前記電極板間の前記距離が１ｍｍであり、前記電極ハウジングを通って流れる水の分子は電極板から０．５ｍｍ以下の距離にあり、前記電極スタック内に前記電極板の外縁ならびに上部板及び底部板の不活性な外側を備える、請求項２２～３４のいずれか１項に記載の装置。
36. 前記電極板の表面を横切って前記電極ハウジングを通る前記水の流れを導くために、前記電極板の端部に水入口開口部及び水出口開口部が設けられる、請求項２２～請求項３５のいずれか１項に記載の装置。
37. バッテリ電源手段をさらに備える、請求項２２～３６のいずれか１項に記載の装置。
38. 主電源に接続するための手段を備える、請求項２２～３７のいずれか１項に記載の装置。
39. 水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための方法であって、前記方法は、
    水入口を介して給水源からの水の流れを受け取ることと、
    電解セルを動作させることであって、電解セルは、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、前記水流からその表面に水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離、及び前記電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、前記動作させることと、
    前記電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットを動作させることであって、それによって前記電圧調整の量が、前記水の流れの速さ、ならびに生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する前記電解セルの前記パラメータに従って決定され、前記水の流れが、前記生成されたナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断する、前記動作させることと、を含む、前記方法。
40. 流れ制御手段を動作させて前記水の流れの速さを決定することをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
41. 前記給水源からの前記水の流れが停止したときに前記電解セルから水を排出させる排水バルブを動作させるステップを含む、請求項３９に記載の方法。
42. 前記入口を通る前記給水源からの前記水の流れによって閉じられ、前記給水源からの前記水の流れが停止すると開いて、水を前記電解セルから排水させるよう前記排水バルブを構成するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
43. 前記入口から前記電極の表面を横切る前記水の流れが実質的に層状となるように、前記電極を前記電解セルに配置するステップを含む、請求項３８～４２のいずれか１項に記載の方法。
44. 前記水入口を前記水出口よりも狭く構成するステップを含む、請求項３８～４３のいずれか１項に記載の方法。
45. 前記水出口と前記水入口とが同じ水平面内にあるように構成するステップを含む、請求項３８～４３のいずれか１項に記載の方法。
46. 前記電解セルをカートリッジ内に提供し、それによって前記カートリッジが前記装置に取り外し可能に接続されるステップを含む、請求項３８～４５のいずれか１項に記載の方法。
47. 貯水器、ならびに水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置の配置であって、前記装置は、
    前記貯水器からの水の流れを受けるための水入口と、
    電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離及び前記電解セルに印加される電圧を含むパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
    前記入口に流入する水を前記電解セルを通って水出口まで引き込む水ポンプ手段と、
    生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御するために、前記電解セルの前記パラメータに従って所定の速度で前記電解セルを通して水を汲み上げる前記水ポンプ手段を制御する制御ユニットと、を備え、前記所定の速度での前記水流は、前記生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、前記装置の前記水出口を通過させる、前記配置。
48. 前記装置がさらに、
    前記装置を前記貯水器の側壁に接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを含む取り付け手段を備え、
    前記入口コネクタ及び前記出口コネクタはそれぞれ、前記貯水器の前記側壁にある離間した開口部を通って延在し、
    これにより、前記貯水器からの水が前記入口コネクタを介して前記装置の前記入口に引き込まれ、前記電極から前記水流に移された水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガス気泡が、前記装置の前記出口から前記出口コネクタを通って前記貯水器の前記水に導かれる、請求項４７に記載の配置。
49. 前記装置が、前記貯水器が空になったときに前記装置内に残っている水を排出するように動作可能な排出手段を備え、前記排出手段は自己排出であり、水は重力によって前記装置から流出する、請求項４８に記載の配置。
50. シャワーの配置であって、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、前記装置は、
    給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
    電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離、及び前記電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
    前記電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって前記電圧調整の量が、前記水の流れの速さ及び生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する前記電解セルの前記パラメータに従って決定され、前記水の流れによって、前記生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、水出口を通過させる、前記制御ユニットと、を備える、前記配置。
51. 前記入口における前記水の流れの速さを決定する流れ制御手段をさらに備える、請求項５０に記載の配置。
52. 前記装置を前記シャワーに接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを含む取り付け手段をさらに備え、
    前記入口コネクタは、前記装置の前記入口を前記シャワーの水入口または前記シャワーの温水タンクの出口に接続するためであり、
    前記出口コネクタは、前記装置の前記出口をシャワーホースの端または前記シャワーの他の出口に接続するためである、請求項５０及び５１に記載の配置。
53. シャワーユニット及びシャワーヘッドの配置であって、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、前記装置は、
    給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
    電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離、及び前記電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
    前記電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって前記電圧調整の量が、前記水の流れの速さ及び生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する前記電解セルの前記パラメータに従って決定され、前記水の流れによって、前記生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、水出口を通過させる、前記制御ユニットと、を備える、前記配置。
54. 前記入口における前記水の流れの速さを決定する流れ制御手段をさらに備える、請求項５３に記載の配置。
55. 前記シャワーヘッドのハウジング内で前記装置を接続するための取り付け手段と、
    前記装置の前記入口を前記シャワーヘッドの水入口に流体接続するための入口コネクタと、をさらに備え、
    それにより、前記シャワーヘッドの前記水入口で受けた水流は、前記電極セルを通って前記装置の前記出口に流れ、前記シャワーヘッドの出口穴を通って流れる、請求項５４に記載の配置。
56. 飲料水用の蛇口、ペットの洗浄、散水、ブラッシングまたは他の洗浄システムを含む配置であって、水の流れ中で水素ガス、酸素ガス、及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を生成及び送達するための装置を備え、前記装置は、
    給水源からの水の流れを受けるための水入口と、
    電解セルであって、前記水流から、その表面に水素及び酸素ガスを生成して、水素ガス、酸素ガス及び／または酸水素ガスのナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を形成するための電極を備え、流速、ならびに各電極の寸法、前記電極の数、前記電極の反応表面積、前記電極の電気抵抗率、前記電解セル内の前記電極間の距離、及び前記電解セルに印加される電圧を含む電解セルのパラメータに従って構成される、前記電解セルと、
    前記電解セルへの電圧を調整するように動作可能な制御ユニットであって、それによって前記電圧調整の量が、前記水の流れの速さ及び生成される前記ナノ気泡及び／またはマイクロ気泡の平均サイズを制御する前記電解セルの前記パラメータに従って決定され、前記水の流れによって、前記生成されるナノ気泡及び／またはマイクロ気泡を前記電極から前記水流へと剪断し、水出口を通過させる、前記制御ユニットと、を備える、前記配置。
57. 前記入口における前記水の流れの速さを決定する流れ制御手段をさらに備える、請求項５６に記載の配置。
58. 前記装置を前記水の蛇口または出口供給に接続するための入口コネクタ及び出口コネクタを含む取り付け手段をさらに備え、
    前記入口コネクタは、前記装置の前記入口を家庭用飲料水供給源の水入口に接続するためであり、
    前記出口コネクタは、前記装置の前記出口を水出口パイプに接続するためであり、
    これにより、前記家庭用飲料水供給源の前記水入口からの水が前記入口コネクタを介して前記装置の前記入口に引き込まれ、前記電極から前記水流に移されたマイクロ気泡及びナノ気泡を含むガス気泡が、前記装置の前記出口から前記水流中へ、そして前記水出口パイプを介して出口蛇口へと導かれる、請求項５７に記載の配置。

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