JP5633978B2

JP5633978B2 - 電気分解装置

Info

Publication number: JP5633978B2
Application number: JP2012041157A
Authority: JP
Inventors: 敬英石黒; 英昭高井
Original assignee: 昭和電機産業株式会社
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP2013177650A

Description

本発明は、飲用水を電気分解する電気分解装置に関するものである。

容器に収容した水を電気分解し、水中で水素を発生させる装置が種々提案され、実施されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、水を収容する容器内に一対の電極を設置し、この一対の電極に電圧を印加することにより、水素が溶存した水を生成するものである。これによれば、飲用によって水素を活性酸素と結び付け、体内の活性酸素を低減させることが期待されている。

また、特許文献１には、容器内の清掃や水の攪拌を行う際に支障とならないように、一対の電極を容器の底部側に配置するとともに、その電極の形状を、容器の側壁に向けて延伸する板状体とすることが開示されている。ところが、この電極によれば、その一面が、容器の底部の表面に接触した状態で取付けられるため、水と接触する面積が少なくなり、電気分解の効率が低下するおそれがあった。

そこで、本願出願人は、一対の電極が水と接触し易く、効率良く水の電気分解を行うことができる電気分解装置を先に出願した。具体的には、一対の電極を容器の底部に電気絶縁性のホルダーを介して支持し、一対の電極間の空隙が容器の内部空間内で上方及び下方に開放するように構成したものである。なお、先の出願は、本特許出願時には未だ出願公開されていないため、文献公知発明には該当しない。

上記の電気分解装置によって生成された水は、水素が豊富に溶存するため、身体によい水として飲用することができるが、もっと手軽に且つ日常的に飲用するには、温かいお茶や温かいコーヒー等、温かい飲料用の水として使用することが好ましい。

しかし、水素はとても放散しやすく、上記のような装置で電気分解された水をやかん等を用いて沸騰させると、水に溶存する水素の割合が少なくなることが考えられるため、一般には、冷水または低温水のまま飲用されていた。

そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、水素が豊富に溶存し、温かい飲料としても好適に使用可能な高温水を容易に生成できる電気分解装置の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明にかかる電気分解装置は、
「外郭を形成する外ケースと、
該外ケースの内部に配置され、湯水を収容する内容器と、
該内容器の内部から前記外ケース側への熱伝導を抑制する断熱層と、
前記内容器の内部に配置された一対の電極と、
前記内容器の外部に配置され、前記一対の電極に印加する電圧を発生する電圧印加回路と、
前記内容器の側壁または底部を貫通して配置され、前記一対の電極と前記電圧印加回路とを電気的に接続する導電性部材と、
前記内容器の内部の水を加熱し高温水を生成する電気ヒータと、
高温水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出に基づき前記電気ヒータと前記電圧印加回路を制御するマイクロコンピュータとを具備し、
前記マイクロコンピュータは、
使用者の操作に応じて前記電気ヒータに通電し水の加熱を開始した後、
前記温度センサによって検出された温度に基づき高温水の沸騰状態を検出し、
高温水の沸騰状態が検出された後、前記電気ヒータへの通電を停止し、
前記電気ヒータへの通電を停止した後、前記電圧印加回路を作動させ前記一対の電極に電圧を印加し高温水の電気分解を開始することにより、
水から高温水を生成する処理と、生成された高温水を電気分解する処理とを、連続して行う制御を行い、
前記一対の電極は、
前記内容器の底部に電気絶縁性のホルダーによって支持され、共に環状で互いに同心となるように配置されるとともに、前記一対の電極間に所定の電極間空隙が形成され且つ該電極間空隙が前記内容器の内部空間内で上方及び下方に開放した状態で保持されている」
ことを特徴とするものである。

ここで、「外ケース」の形状は特に限定されるものではないが、例えば壺形または有底円筒形とすることができる。また、「外ケース」は、水筒のように携帯可能な大きさとしてもよく、ポットのようにテーブル上に据え置いて使用される大きさとしてもよい。

「内容器」は、外部への熱放射を防ぐため、表面にメッキの層を形成してもよい。また、内容器に収容される「湯水」には高温水が含まれる。この高温水は、電気分解装置の外部で生成されたものを使用してもよいが、本発明は内容器の内部で水を加熱し高温水を生成する構成を備えている。なお、外部で生成された高温水を内容器に供給する場合には、ポンプ等を用いて自動的に供給してもよく、使用者が手で注ぎ入れるようにしてもよい。ここで、「高温水」の温度は特に限定されるものではないが、お茶やコーヒーなど温かい飲料を作る際に一般的に用いられる、湯の温度（例えば８０度〜１００度）とすることが好ましい。

「断熱層」としては、繊維系断熱材または発泡系断熱材から構成してもよいが、内容器及び外ケースの間に密閉状態の空気層（真空を含む）を形成し、この空気層によって熱伝導を抑制するようにしてもよい。

「電圧印加回路」には、外部の商用電源（交流１００Ｖ）から所定電圧の直流電源を生成する電源回路を含めることができる。

「ホルダー」は、電気絶縁性の材料で形成するものであり、例えば、樹脂製、ガラス製、またはセラミックス製とすることができる。また、電極の形状の「環状」としては、円環状、楕円形の環状、または多角形状の環状を例示することができる。また、「環状」は、Ｃリングのように途中で切れた環状であってもよく、閉じた環状であってもよい。

本発明の電気分解装置によれば、断熱層を備えているため、内容器に高温水を収容すれば、その高温水の熱が外ケース側に伝わることが抑制され、高温水は温かい状態に保たれる。一方、内容器の内部には一対の電極が配置されており、内容器の外部に配置された電圧印加回路に、導電性部材を介して接続されている。このため、電解質を僅かに含有する高温水を供給し、電圧印加回路を作動させると、一対の電極間に所定の電圧が印加され、内容器に収容された高温水が電気分解される。すると、陰極側の電極で水素が発生し、高温水に溶存する水素の割合が増加する。

このように、高温水の温かさを保ちながら電気分解することにより、水素が豊富に溶存した高温水を生成することができ、温かい飲料に使用する場合でも、身体によい水として飲用することが可能になる。

また、本発明の電気分解装置によれば、一対の電極がホルダーによって支持され、一対の電極における電極間空隙は内容器の内部で上方及び下方に開放している。このため、高温水は、電極間空隙を通って流通することができ、内容器内で水の自然な対流が生じやすくなる。したがって、電極で発生した気体が上昇するのに伴い、電極周りに高温水が供給され、高温水の電気分解を効率よく継続的に進行させることができる。

ここで、「発熱体」としては電気ヒータを挙げることができる。また、発熱体は、水を加熱して高温水を生成するものであるが、生成された高温水の温かさを保つために用いてもよい。「沸騰状態検出手段」における検出方法は特に限定されるものではないが、例えば高温水の温度変化を一定時間毎に検出し、その変化量が所定値以下となったとき、またはその時点から所定時間経過した後に、沸騰状態であると判別するようにしてもよい。

湯沸し制御手段における「使用者の操作に応じて」とは、湯沸しスイッチを備えるものでは、「そのスイッチが操作されたとき」であり、湯沸しスイッチを備えないものでは、「電気分解装置を商用電源に接続したとき」を例示することができる。

「電気分解制御手段」は、沸騰動作が停止された直後から電圧印加回路を作動させるようにしてもよいが、沸騰動作が停止された後、所定時間が経過してから（すなわち沸騰状態が治まってから）電圧印加回路を作動させるようにしてもよい。

本発明の電気分解装置によれば、内容器の内部に水（冷水）が入れられ、操作スイッチの操作または商用電源への接続など使用者の操作が行われると、発熱体による加熱を開始する。そして、水の温度が次第に高くなり、高温水となって沸騰したことが温度センサの検出温度に基づいて検出されると、発熱体による加熱を停止する、あるいは発熱体の加熱量を小さくすることにより、沸騰動作を停止させる。その後、電圧印加回路を作動させ、高温水の電気分解を開始する。

このように、発熱体を備え、水から高温水を生成する処理（すなわち湯沸し処理）と、高温水を電気分解する処理とが、一連の処理として連続的に行われるため、使用者の手間が少なくなり、身体によい高温水を一層手軽に生成することが可能となる。また、沸騰動作が停止してから電気分解を開始するため、水素の放散が抑制され、陰極で発生した水素を効率良く高温水に溶存させることが可能となる。

本発明にかかる電気分解装置は、上記構成において、
「飲料の粉を濾過するフィルタを備えたバスケットと、
前記内容器に接続され、電気分解された前記高温水を前記バスケットに供給する供給管と
をさらに具備する」ものとすることができる。

本発明の電気分解装置によれば、内容器の内部で加熱され且つ電気分解された高温水が、供給管を通してバスケットに供給される。バスケットのフィルタに飲料（例えばコーヒー、紅茶、または緑茶など）の粉を収容しておくことにより、フィルタを介して抽出液が取出される。このように、水素が豊富に溶存した飲料を自動的に生成することができるため、身体によい水を一層手軽に且つ日常的に飲用することが可能となる。

このように、本発明によれば、水素が豊富に溶存し、温かい飲料としても好適に使用可能な高温水を容易に生成できる。

本発明の第一実施形態の電気分解装置の縦断面図である。図１の電気分解装置の、電極付きのホルダー、及びホルダーキャップを分解した状態を示す分解斜視図である。本発明の第二実施形態の電気分解装置の縦断面図である。図２の電気分解装置における処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第三実施形態の電気分解装置の縦断面図である。

以下、第一実施形態の電気分解装置１について、図１及び図２に基づき説明する。ここで、第一実施形態として記載している電気分解装置１は参考例であるが、本発明の実施形態である第二実施形態の電気分解装置３１及び第三実施形態の電気分解装置６１と同一の構成について説明している箇所は、本発明の実施形態を説明している箇所である。図１に示すように、本実施形態の電気分解装置１は、外郭を形成する略円筒状の外ケース２と、外ケース２の内部に配置され高温水を収容可能な内容器３と、外ケース２の上部に取着された上部外装体４と、外ケース２の下部に取着された底部外装体５とを備えている。また、上部外装体４には、上下方向に貫通し内容器３の内部に連通する開口部６、及びその開口部６に連通する注水口７が形成され、さらに開口部６には、内容器３の上端開口を閉鎖する蓋体８が着脱自在に挿入されている。詳しくは、蓋体８の下部外周面にはネジ山８ａが形成され、開口部６の内周面に形成されたネジ溝６ａに螺合されている。つまり、蓋体８を弛める方向に回転させることにより、内容器３の内部と開口部６、及び開口部６と注水口７とがそれぞれ連通し、内容器３に収容された高温水を、開口部６を通して注水口７から注ぐことが可能になっている。また、上部外装体４には、外ケース２の外側に突設されたコ字形の取手９が一体的に形成されており、取手９を握持することにより、電気分解装置１を持ち運んだり、高温水を注ぐために傾けたりすることが可能となっている。

内容器３は、有底略円筒状で且つ上部側がくびれた形状を呈しており、内部に真空層３ａを有するとともに、内壁面にメッキが施された保温性のある容器からなる。また、内容器３は、上端が上部外装体４の下側凹部４ａに嵌合され、底部３ｂが底部外装体５の後述する内側環状部５ａの上面に当接することにより支持されており、外ケース２との間に空気層Ｋを有している。なお、底部外装体５は外周面にネジ山５ｂが形成され、外ケース２の底部内周面に形成されたネジ溝２ａに螺合されている。ここで、真空層３ａ及び空気層Ｋが本発明の断熱層に相当する。

内容器３の内部の底部３ｂ近傍には、一対の電極１０ａ，１０ｂ（以下、特に区別する必要がない場合は「電極１０」と総称する）が電気絶縁性のホルダー１１によって支持されており、一対の電極１０は、内容器３の下方に配置された電圧印加回路１３に電気的に接続されている。なお、内容器３の底部３ｂ中央には、ホルダー１１の基部１５を嵌挿させる貫通孔部３ｃが穿設されている。

図１の部分拡大図及び図２に基づいて、より詳細に説明する。ホルダー１１の基部１５は円筒状であり、下端側の外周面にはネジ山１５ｂが形成され、内周面にネジ溝１９ｂが形成されたナット状の締結具１９によって、内容器３の底部３ｂに固定されている。すなわち、ホルダー１１の基部１５を貫通孔部３ｃに挿通した上で、底部３ｂの裏面（下面）側で、基部１５のネジ山１５ｂと締結具１９のネジ溝１９ｂとを螺合させて留め付けることにより、ホルダー１１は、基部１５の一部を底部３ｂより上に位置させた状態で、底部３ｂに固定されている。なお、図示は省略するが、ホルダー１１と底部３ｂの上面との間、及び、底部３ｂの裏面と締結具１９との間の一方または双方に、ゴムパッキン等のシール材が介在されており、貫通孔部３ｃを介しての水の漏出が防止されている。

基部１５の上端は、基部１５の外周円より径の大きい円板形の基部上面部１６で閉塞されており、この基部上面部１６の外周縁から立ち上がるように、円環状の内側環状部２２が設けられている。また、内側環状部２２の径方向外側には、内側環状部２２と同心であり、内側環状部２２と同程度の高さを有する円環状の外側環状部２３が設けられている。そして、外側環状部２３の下端と内側環状部２２の下端とは、外側環状部２３と内側環状部２２との間に所定の間隔があけられた状態で、複数箇所（本実施形態では八箇所）で連結部２４によって連結されている。それぞれの連結部２４には、その中間部において、外側環状部２３及び内側環状部２２と同程度の高さのスペーサ部２５が突出しており、スペーサ部２５と外側環状部２３との間、及びスペーサ部２５と内側環状部２２との間には、それぞれ０．５ｍｍ〜１ｍｍの間隙があけられている。また、スペーサ部２５は、何れも約１ｍｍの厚さ（外側環状部２３及び内側環状部２２の径方向の長さ）を有している。

スペーサ部２５と内側環状部２２との間、及び、スペーサ部２５と外側環状部２３との間には、それぞれＣリングのように途中で切れた円環状の電極１０（１０ａ，１０ｂ）が、複数の連結部２４の上に載置された状態で支持されている。すなわち、一対の電極１０間は、スペーサ部２５の厚さより僅かに大きな距離だけ離隔しており、その間隙はスペーサ部２５のない部分では空隙（電極間空隙１４）となっている。また、連結部２４のない部分で、電極１０の下端は、連結部２４の高さと、基部１５のうち底部３ｂより上まで出ている部分の高さとを合わせた高さ分だけ、内容器３の底部３ｂから離隔している。したがって、電極１０の下端は内容器３の底部３ｂに接しておらず、電極間空隙１４は上下方向に開放している。

本実施形態では、それぞれの電極１０について、高さを約６ｍｍ、厚さを約０．５ｍｍの設定としている。

基部上面部１６には、基部１５の内部に向かって延びる、一対の筒状の導線挿通部１７が開口しており、一対の電極１０のうち陽極となる電極１０ａに一端を接続した導線（図示しない）が一方の導線挿通部１７に挿通されると共に、陰極となる電極１０ｂに一端を接続した導線（図示しない）が他方の導線挿通部１７に挿通されている。なお、導線挿通部１７の下端開口部分はゴムパッキン等のシール材２８によって閉鎖されており、導線の他端はシール材２８を介して、後述する電圧印加回路１３の端子１８に接続されている。

また、本実施形態の電気分解装置１は、基部上面部１６の上方を被覆するホルダーキャップ２０を備えている。このホルダーキャップ２０は、内側環状部２２の外径とほぼ等しい径を有する円板状であり、下方に突出した爪部２０ｂの弾性変形によって、内側環状部２２の内周面に嵌め込まれている。

上記のように、ホルダー１１を介して電極１０が取付けられた内容器３は、底部外装体５の内側環状部５ａの上に設置されている。ここで、内側環状部５ａは、内部に空間を有する箱体であり、その内部には、一対の電極１０に印加する電圧を発生する電圧印加回路１３が収容されている。この電圧印加回路１３は、ＡＣ−ＤＣアダプタ（図示しない）を介して外部の商用電源（交流１００Ｖ）に接続されており、電圧印加回路１３の端子１８に導線が接続されることにより、電圧印加回路１３が一対の電極１０に電気的に接続されている。つまり、電極１０に接続された導線、及び端子１８を組み合わせたものが、本発明の導電性部材に相当する。

上記のように、第一実施形態の電気分解装置１によれば、内容器３に真空層３ａを有し、内容器３と外ケース２との間に空気層Ｋを有するため、内容器３に収容された高温水の熱が外ケース２側に伝わることが抑制され、高温水は温かい状態に保たれる。一方、内容器３の底部３ｂには一対の電極１０が配置され、内容器３の下方に配置された電圧印加回路１３に接続されているため、電解質を僅かに含有する高温水を供給し、電圧印加回路１３を作動させると（具体的には商用電源に接続すると）、一対の電極１０間に所定の電圧が印加され、内容器３に収容された高温水が電気分解される。すると、陰極側の電極１０ｂで水素が発生し、高温水に溶存する水素が増加する。このように、高温水の温かさを保ちながら電気分解することにより、水素が豊富に溶存した高温水を生成することができ、温かい飲料に使用する場合でも、身体によい水として飲用することが可能になる。

また、第一実施形態の電気分解装置１によれば、一対の電極１０がホルダー１１によって支持され、一対の電極１０間に電極間空隙１４が存在し、電極間空隙１４は上方及び下方に開放しているため、電極間空隙１４が高温水の流通路となる。これにより、高温水の自然な対流が生じ易く、電極１０が高温水と接触し易いものとなり、効率良く継続的に高温水の電気分解を行うことができる。

また、電極１０は連結部２４に載置支持される構成であるため、機械的強度はさほど求められず、本実施形態では厚さを約０．５ｍｍという薄い厚さとすることが可能となっている。これにより、電極１０として使用する材料を節減することができ、白金など高価な金属を、無駄なく電極として使用することができる。

次に、本発明の第二実施形態である電気分解装置３１について、図３及び図４に基づき説明する。図３に示すように、電気分解装置３１は、外郭を形成する略円筒状の外ケース３２と、外ケース３２の内部に配置され水または高温水を収容可能な内容器３３と、外ケース３２及び内容器３３の上面開口部分を覆うとともに、後側（紙面右側）に設けられた軸支部（図示しない）を中心に開閉自在に取付けられた蓋体３４とを備えている。

内容器３３は、有底円筒状に形成されており、上端が外ケース３２の上縁部分（図示しない）に支持され、底部３３ａが外ケース３２の底面３２ａに設けられた支持台３５に支持されている。また、内容器３３と外ケース３２との間には本発明の断熱層に相当する空気層Ｋが形成されている。

また、内容器３３の底部３３ａには流出口３３ｃが設けられており、その流出口３３ｃに吐出管３６の一端側が接続されている。吐出管３６は、外ケース３２の前側壁３２ｂに沿って立ち上がり、外ケース３２の上部から前方へ張り出す突出部３２ｃに形成された吐出口４６まで延出されている。また、吐出管３６の下部には、内容器３３に収容された高温水を、吐出管３６を介して吐出口４６へ圧送する電動ポンプ３７が配設されている。また、内容器３３の底部３３ａ裏面には、内容器３３に収容された水を加熱して高温水を生成し且つその高温水を保温する円環状の電気ヒータ３８が配設されている。また、内容器３３の側壁３３ｂには、内容器３３に収容された水または高温水の温度を検出する温度センサ３９が設けられている。ここで、電気ヒータ３８が本発明の発熱体に相当する。

また、内容器３３の底部３３ａ近傍には、一対の電極４０（４０ａ，４０ｂ）が電気絶縁性のホルダー４１によって支持されており、内容器３３の下方に配置された電圧印加回路４３に、電気的に接続されている。また、内容器３３の底部３３ａ中央には、ホルダー４１の基部４７を嵌挿させる貫通孔部３３ｄが穿設されている。なお、電極４０、ホルダー４１、及び電圧印加回路４３の構成は、上記した第一実施形態の電気分解装置１における電極１０、ホルダー１１、及び電圧印加回路１３と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

外ケース３２の前側上面には、操作表示パネル４５が設けられている。この操作表示パネル４５には、図示しないが、給湯を指示するための給湯スイッチ、給湯スイッチが電気的にロックされている状態を解除するロック解除スイッチ、及び高温水の再沸騰を指示するための再沸騰スイッチ等の操作スイッチが配設されており、また、沸騰したことを報知するための沸騰表示ランプ、及び電気分解が完了したことを報知するための完了ランプ等の表示部が配設されている。そして、これらの操作スイッチ及び表示部は、操作表示パネル４５の下方に配置された中継基板（図示しない）を介して、後述する制御回路４４に接続されている。

制御回路４４は、支持台３５の下面に取付けられており、操作表示パネル４５の操作スイッチ及び温度センサ３９から出力される信号に基づいて、電動ポンプ３７、電気ヒータ３８、及び電圧印加回路４３を制御するマイクロコンピュータを有している。つまり、制御回路４４は、記憶装置及び中央処理装置等を有するマイクロコンピュータを備えており、記憶装置に記憶されたプログラムを中央処理装置に実行させることにより、水を加熱して高温水を生成すること、沸騰状態を検出すること、及び沸騰した後の高温水を電気分解することが可能になっている。また、図示しないが、制御回路４４は、電気ヒータ３８の通電を制御するトライアック、トランジスタ、リレー、及び抵抗等から構成された駆動回路を備えている。

上記のマイクロコンピュータによる制御の一例を図４に基づき説明する。電気分解装置３１に電力が供給されると、マイクロコンピュータは、まず、内容器３３に水が収容されているか否かを、図示しない水検出センサに基づいて判断する（ステップＳ１）。水がある場合には（ステップＳ１においてＹＥＳ）、電気ヒータ３８に通電し水を加熱する（ステップＳ２）。そして、温度センサ３９によって検出される温度変化に基づいて水が沸騰したか否かを判別する（ステップＳ３）。具体的には高温水の温度変化を一定時間毎に検出し、その変化量が所定値以下になるか否かを判別する。沸騰したこと（すなわち高温水が生成されたこと）が検出されると（ステップＳ３においてＹＥＳ）、電気ヒータ３８への通電を停止する（ステップＳ４）。なお、この後は、高温水の温度低下を防ぐため、一定のタイミングで、あるいは高温水の温度が所定温度以下になる毎に、電気ヒータ３８に通電する保温処理が継続して行われる。

そして、沸騰が検出されてから（すなわち電気ヒータ３８への通電を停止してから）一定時間（例えば２秒）経過すると（ステップＳ５においてＹＥＳ）、電圧印加回路４３を作動させ、一対の電極４０に所定の電圧を印加させることにより、高温水の電気分解を行う（ステップＳ６）。その後、電気分解の継続時間が一定時間経過すると（ステップＳ７においてＹＥＳ）、電圧印加回路４３の作動を停止し、高温水の電気分解を終了する（ステップＳ８）。また、操作表示パネル４５に設けられた完了ランプ（図示しない）を点灯させるとともにブザー（図示しない）を作動させ、一連の処理が完了したこと、すなわち水素が豊富に溶存した高温水が生成されたことを報知する。なお、この後は、給湯スイッチが操作されると、電動ポンプ３７を作動させ、吐出管３６を介して吐出口４６から高温水を吐出させる。ここで、ステップＳ３を実行するマイクロコンピュータの処理が本発明の沸騰状態検出手段に相当し、ステップＳ２乃至ステップＳ４を実行するマイクロコンピュータの処理が本発明の湯沸し制御手段に相当し、ステップＳ５乃至ステップＳ８を実行するマイクロコンピュータの処理が本発明の電気分解制御手段に相当する。

上記のように、第二実施形態の電気分解装置３１によれば、第一実施形態の電気分解装置１の効果に加え、水から高温水を生成する処理（すなわち湯沸し処理）と、高温水を電気分解する処理とが、一連の処理として連続的に行われるため、使用者の手間が少なくなり、身体によい高温水を一層手軽に生成することが可能となる。また、沸騰動作が停止してから電気分解を開始するため、水素の放散が抑制され、陰極で発生した水素を効率良くに溶存することが可能となる。

次に、本発明の第三実施形態である電気分解装置６１について、図５に基づき説明する。第三実施形態の電気分解装置６１は、水素が豊富に溶存した高温水を生成するとともに、生成された高温水を用いてコーヒー等の抽出液を取出すものであり、高温水を生成する構成としては、第二実施形態の電気分解装置３１と同様の構成を備えている。つまり、電気分解装置６１は、外ケース６２と、外ケース６２の内部に配置された有底円筒形状の内容器６３と、内容器６３の内部に収容された水を加熱する円環状の電気ヒータ６８と、内容器６３の内部に収容された水または高温水の温度を検出する温度センサ６９と、ホルダー７４によって内容器６３の底部６３ａに支持され沸騰後の高温水を電気分解する一対の電極７３と、電極７３に所定の電圧を印加する電圧印加回路７６と、生成された高温水を、吐出管６６を介して吐出口６４へ圧送する電動ポンプ６７とを備えている。なお、内容器６３は支持台６５によって支持されており、外ケース６２との間に空気層Ｋが形成されている。

第三実施形態の電気分解装置６１は、特有の構成として、飲料（例えばコーヒー、紅茶緑茶など）の粉を濾過するためのフィルタ７０を有するバスケット７１と、バスケット７１の下方に配置され、バスケット７１から抽出された抽出液を貯めるデカンタ７２とを備えている。バスケット７１は、吐出口６４の下方に配置され、外ケース６２に形成された支持部６２ａによって着脱自在に支持されている。また、デカンタ７２は、ガラス製の容器であり、外ケース６２に形成された載置台６２ｂ上に載置されている。また、図示しないが、電気分解装置６１には、バスケット７１及びデカンタ７２が装着されたことを検出するセンサが設けられている。ここで、吐出管６６が本発明の供給管に相当する。

また、電気分解装置６１は、マイクロコンピュータを有する制御回路７７を備えており、第二実施形態の電気分解装置３１における制御回路４４と同様、水を加熱して高温水を生成する処理と、生成された高温水を電気分解する処理とを順に行う。また、これに加え、第三実施形態の電気分解装置６１では、電気分解が終了した後、給湯スイッチ（図示しない）が操作されると、電動ポンプ６７を作動させ、高温水をバスケット７１に供給する処理を行う。これにより、バスケット７１のフィルタ７０を介して抽出液が取出され、その抽出液は、バスケット７１の下方に配置されたデカンタ７２に貯められる。また、内容器６３に収容された高温水は、沸騰後も電気ヒータ６８によって加熱され、例えば９５度の高温状態に保たれる。

このように、第三実施形態の電気分解装置１によれば、水素が豊富に溶存した飲料を生成することができるため、身体によい水を一層手軽に且つ日常的に飲用することが可能となる。また、所望のときに抽出液を速やかに取出すことができ、例えばオフィスや催事場等においても好適に使用することが可能となる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、上記第二実施形態及び第三実施形態では、沸騰状態が検出された後、高温水の電気分解を一回のみ実行するものを示したが、高温水の保温中、一定時間毎に電気分解を実行し、放散された水素を補うようにしてもよい。

また、上記第二実施形態及び第三実施形態では、電圧印加回路４３，７６の作動継続時間を一定時間とするものを示したが、高温水の水量が多いほど作動継続時間を長く設定するようにしてもよい。なお、高温水の水量は、水を加熱する際に、一定時間当たりの水温の変化量に基づいて認識することが可能である。

また、上記第二実施形態では、高温水の沸騰状態が検出された後、一対の電極４０による電気分解を自動的に実行させるものを示したが、操作表示パネル４５に電気分解を指示するスイッチを設け、沸騰状態が検出された後（すなわち保温中に）、該スイッチが操作されたことに応じて電気分解を開始するようにしてもよい。

また、上記第三実施形態では、給湯スイッチの操作に応じて電動ポンプ６７を作動させるものを示したが、バスケット７１及びデカンタ７２の装着が検出されたことに応じて一定時間の間、電動ポンプ６７を作動させるようにしてもよい。

また、上記の第一実施形態では、電極１０、内側環状部２２及び外側環状部２３を何れも円環状としたが、これに限定されず、楕円の円環状や多角形の円環状とすることもできる。また、上記では、電極１０がＣリングのように途中で切れた円環状である場合を示したが、閉じた円環状とすることも可能である。

ところで、水を用いる何らかの装置では、使用を継続するうちに、水中にイオンとして含まれているカルシウムが炭酸カルシウムとして析出することがある。そして、電気分解装置においては、析出したカルシウムが電極に付着すると、水の電気分解が妨げられる。

そこで、このような不具合を解消するため、上記の電圧印加回路１３，４３，７６に、電圧の向きを逆転させる電気回路を備え、電圧印加回路１３，４３，７６が作動する度に電極１０，４０，７３に印加される電圧の向きを逆転させるようにしてもよい。

１，３１，６１電気分解装置
２，３２，６２外ケース
３，３３，６３内容器
３ａ真空層（断熱層）
１０，１０ａ，１０ｂ，４０，７３電極
１１，４１，７４ホルダー
１３，４３，７６電圧印加回路
１８端子（導電性部材）
３８，６８電気ヒータ（発熱体）
３９，６９温度センサ
４４，７７制御回路（沸騰状態検出手段，湯沸し制御手段，電気分解制御手段）
６６吐出管（供給管）
７０フィルタ
７１バスケット
Ｋ空気層（断熱層）

特開２００９−２３３５１６号公報

Claims

外郭を形成する外ケースと、
該外ケースの内部に配置され、湯水を収容する内容器と、
該内容器の内部から前記外ケース側への熱伝導を抑制する断熱層と、
前記内容器の内部に配置された一対の電極と、
前記内容器の外部に配置され、前記一対の電極に印加する電圧を発生する電圧印加回路と、
前記内容器の側壁または底部を貫通して配置され、前記一対の電極と前記電圧印加回路とを電気的に接続する導電性部材と、
前記内容器の内部の水を加熱し高温水を生成する電気ヒータと、
高温水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出に基づき前記電気ヒータと前記電圧印加回路を制御するマイクロコンピュータとを具備し、
前記マイクロコンピュータは、
使用者の操作に応じて前記電気ヒータに通電し水の加熱を開始した後、
前記温度センサによって検出された温度に基づき高温水の沸騰状態を検出し、
高温水の沸騰状態が検出された後、前記電気ヒータへの通電を停止し、
前記電気ヒータへの通電を停止した後、前記電圧印加回路を作動させ前記一対の電極に電圧を印加し高温水の電気分解を開始することにより、
水から高温水を生成する処理と、生成された高温水を電気分解する処理とを、連続して行う制御を行い、
前記一対の電極は、
前記内容器の底部に電気絶縁性のホルダーによって支持され、共に環状で互いに同心となるように配置されるとともに、前記一対の電極間に所定の電極間空隙が形成され且つ該電極間空隙が前記内容器の内部空間内で上方及び下方に開放した状態で保持されている
ことを特徴とする電気分解装置。
前記ホルダーは、
基部の一部を前記内容器の前記底部より上に位置させた状態で前記底部に固定されていると共に、
前記基部の上端に設けられた内側環状部、該内側環状部の外側に間隔をあけて同心に設けられた外側環状部、前記内側環状部の下端と前記外側環状部の下端とを複数個所で連結している複数の連結部、及び、それぞれの該連結部の中間部において上方に突出しているスペーサ部を具備しており、
前記一対の電極の一方は前記内側環状部と前記スペーサ部との間で、前記一対の電極の他方は前記外側環状部と前記スペーサ部との間で、それぞれ複数の前記連結部に載置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。
飲料の粉を濾過するフィルタを備えたバスケットと、
前記内容器に接続され、電気分解された前記高温水を前記バスケットに供給する供給管と
をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の電気分解装置。