JP6183313B2 - 水素含有液体生成装置及び水素含有液体生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、水を含む液体から水素を含有した液体を得る技術に関する。

水素を含有した水は、体内の過剰な活性酸素を除去するなどの理由から、飲料として摂取することにより健康上有益となる可能性がある。そのため、近年、水素を含有した飲料が注目されている。

原水から水素を含有した飲料水を生成する技術としては、例えば特許文献１に示される技術がある。特許文献１によると、原水を貯蔵した水槽室に設置された電極に電圧を印加して、原水を電気分解することにより水素を発生させ、発生した水素を原水に溶存させることにより、水素含有水を発生させている。

特開２０１２−２１７８６８号公報

ところで、飲料としては、飲料水だけでなく、茶やジュース、アルコール飲料等、様々な成分を有するものが存在する。そのため、消費者のニーズに応じて、水素を含有した水だけでなく、水素を含有した種々の飲料を生成することが必要となる。

飲料は、その含有成分に応じて導電率が異なる。そのため、例えば電極に電圧を印加して電気分解する場合、流れる電流は、同じ電圧を印加した場合でも異なる。従って、水素含有飲料を生成する水素含有飲料生成装置に、異なる飲料であっても同じ電圧を印加する電圧制御方式が採用されていた場合、飲料によって水素含有量に差が生じ、飲料に適切に水素を含有させることができない可能性がある。例えば、導電率が低い飲料の場合、流れる電流が小さくなるため水素発生量が少なくなり、水素含有量が小さくなる。また例えば、導電率が高い飲料の場合、流れる電流が過剰に大きくなるため水素含有飲料生成装置の安全装置が作動し、水素の発生が停止する可能性がある。

従って、本発明は、異なる含有成分を有する飲料等の液体に、適切に水素を含有させる水素含有液体生成装置及び水素含有液体生成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の水素含有液体生成装置は、陽極及び陰極を有して、液体を電気分解する電極部と、前記電極部と電気的に接続され、前記電極部に可変電圧を印加する可変電源部と、前記電極部と電気的に接続され、前記電極部に印加された電圧により生じた電流値を測定する電流測定部と、前記可変電源部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記可変電源部が印加した電圧と、前記電流測定部が測定した電流とに基づいて、前記液体の導電率を算出する導電率算出部と、前記導電率算出部が算出した導電率に基づいて、前記液体に所定の電流を流すための所定の電圧を算出する電圧算出部と、前記可変電源部が印可する電圧を制御し、前記可変電源部に前記所定の電圧を印加させる電圧制御部と、を有する。

前記水素含有液体生成装置において、前記電圧制御部は、前記所定の電圧が基準電圧範囲外であれば、前記可変電源部による前記所定の電圧の印加を中止させる。

前記水素含有液体生成装置において、前記電圧制御部は、前記所定の電圧の印加により前記液体に流れている電流の電流値が、基準電流値の範囲外であれば、前記可変電源部により前記所定の電圧の印加を中止させる。

前記水素含有液体生成装置において、前記電圧制御部は、前記可変電源部が印加する電圧を、時間の経過に伴って大きくすることにより、前記可変電源部が印加する電圧を前記所定の電圧まで上昇させる。

前記水素含有液体生成装置において、前記電圧制御部は、前記可変電源部が印加する電圧を前記所定の電圧まで上昇させた後、所定の時間、前記所定の電圧のまま保持し、前記所定の時間経過後に、電圧の印加を停止させる。

前記水素含有液体生成装置において、前記電極部は、さらに絶縁体を有し、前記陽極は、筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有し、前記絶縁体は、前記陽極の外周部に設けられて前記陽極と接し、前記陰極は、前記絶縁体の外周部に設けられて前記絶縁体と接する筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有する。

前記水素含有液体生成装置において、前記液体は、飲料である。

本発明の水素含有液体生成方法は、制御部が、液体に入れられた陽極部及び陰極部を有する電極部に、前記液体の導電率を測定するための導電率測定用電圧を印加させるステップと、前記制御部が、前記導電率測定用電圧により生じた前記電極部に流れる導電率測定用電流の電流値の情報を受け取るステップと、前記制御部が、前記導電率測定用電圧と前記導電率測定用電流値とに基づいて、前記液体の導電率を算出するステップと、前記制御部が、算出した前記導電率に基づいて、前記液体に所定の電流を流すための所定の電圧を算出するステップと、前記制御部が、前記電極部に前記所定の電圧を印加させるステップと、を有する。

本発明によれば、異なる含有成分を有する飲料等の液体に、適切に水素を含有させることができる。

図１は、本実施形態に係る水素含有液体生成装置の構造を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 図３は、本実施形態に係る水素含有液体装置による液体の電気分解について説明した模式図である。 図４は、本実施形態に係る電極部を示す側面図である。 図５は、本実施形態に係る電極部の断面図である。 図６は、陽極及び陰極の一部を拡大して示す図である。 図７は、陽極及び陰極が有する開口の拡大図である。 図８は、図６のＢ−Ｂ断面図である。 図９は、絶縁体の一部を拡大して示す図である。 図１０は、水素含有液体生成装置による液体の電気分解のプロセスを説明したフローチャートである。 図１１は、可変電源部が陽極部に印加する電圧を示したグラフである。 図１２は、変形例に係る水素含有液体生成装置の電極部を示す模式図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る水素含有液体生成装置の構造を示す模式図である。図１に示すように、水素含有液体生成装置１は、電極部１０と、可変電源部２０と、電流測定部３０と、制御部４０とを有する。水素含有液体生成装置１は、電極部１０が水成分を有する液体１００に浸漬され、可変電源部２０により電極部１０に電圧が印加されることにより、液体１００を電気分解し、水素を含有する液体である水素含有液体１００Ｈを生成する。本実施形態において、液体１００は、水成分を含む飲料である。また、水素含有液体１００Ｈは、水成分を含み、中性を示す飲料である。

図１に示すように、電極部１０は、陽極部１１と、陰極部１２と、絶縁体１３とを有する。詳しくは後述するが、電極部１０は、自身を液体１００に浸漬し、陽極部１１と陰極部１２との間に電位差を発生させることにより、液体１００を電気分解して、水素含有液体１００Ｈを生成する。陽極部１１及び陰極部１２は、いずれも筒状の導電体である。より詳しくは、陽極部１１及び陰極部１２は、円筒形状の導電体である。絶縁体１３は、陽極部１１の外周部に設けられて、陽極部１１と接している。陰極部１２は、絶縁体１３の外周部に設けられて絶縁体１３と接している。すなわち、絶縁体１３は、陽極部１１と、陽極部１１の外側に設けられた陰極部１２との間に配置されて、陽極部１１及び陰極部１２と接している。陽極部１１、陰極部１２及び絶縁体１３は、いずれも網状の部材である。陽極部１１、陰極部１２及び絶縁体１３の詳細な形状については後述する。

図１に示すように、電極部１０、より具体的には陽極部１１及び陰極部１２は、両方の端部にそれぞれ端部側開口部１０ＨＡ、１０ＨＢを有している。電極部１０は、端部側開口部１０ＨＡ、１０ＨＢを有していなくてもよいし、少なくとも一方の端部に端部側開口部１０ＨＡ又は端部側開口部１０ＨＢを有していてもよい。

陽極部１１は、端部側開口部１０ＨＡにおいて、棒状の導体である陽極用給電部材１４が、電気的に接続されている。陰極部１２は、端部側開口部１０ＨＡにおいて、棒状の導体である陰極用給電部材１５が電気的に接続されている。陽極用給電部材１４は、可変電源部２０の陽極と電気的に接続されている。陰極用給電部材１５は、可変電源部２０の陰極と電気的に接続されている。このような構造により、陽極部１１は、可変電源部２０の陽極と陽極用給電部材１４を介して電気的に接続され、陰極部１２は、可変電源部２０の陰極と陰極用給電部材１５を介して電気的に接続される。ただし、陽極用給電部材１４は、このような棒状の形状でなくてもよく、任意の形状にすることができる。また、陽極用給電部材１４は、端部側開口部１０ＨＡにおいて陽極部１１に接続されることに限られず、導体として陽極部１１と電気的に接続されていれば、接続箇所は任意である。また、同様に、陰極用給電部材１５は、このような棒状の形状でなくてもよく、任意の形状にすることができる。そして、陰極用給電部材１５は、端部側開口部１０ＨＡにおいて陰極部１２に接続されることに限られず、導体として陰極部１２と電気的に接続されていれば、接続箇所は任意である。

陽極部１１は、長手方向、すなわち筒状の部材である陽極部１１が延びる方向に向かうスリット１１ＳＬを有している。陰極部１２は、長手方向、すなわち筒状の部材である陰極部１２が延びる方向に向かうスリット１２ＳＬを有している。図１に示すように、電極部１０は、陰極部１２の外側部であって、陽極用給電部材１４及び陰極用給電部材１５よりも端部側開口部１０ＨＢ側に、拘束部材５０が設けられている。拘束部材５０は、陽極部１１のスリット１１ＳＬ及び陰極部１２のスリット１２ＳＬを閉じて、陰極部１２と絶縁体１３と陽極部１１とを陰極部１２及び陽極部１１の周方向から拘束する。

可変電源部２０は、可変の直流電圧を発生させる電源である。上述のように、可変電源部２０は、陽極側が陽極用給電部材１４と電気的に接続され、陰極側が陰極用給電部材１５と電気的に接続されている。可変電源部２０は、電極部１０が液体１００に浸漬されている場合、電極部１０に直流電圧を印加することにより、液体１００を電気分解させる。この時、液体１００及び電極部１０は、閉回路を形成するため、液体１００及び電極部１０には共通する電流が流れる。

電流測定部３０は、可変電源部２０が印加した直流電圧により発生した電流の電流値を測定する。電流測定部３０は、可変電源部２０と直列に、電極部１０と電気的に接続されている。

図２は、本実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。制御部４０は、可変電源部２０及び電流測定部３０と電気的に接続されることにより、可変電源部２０及び電流測定部３０と情報の送受信を行う。制御部４０は、可変電源部２０を制御し、電流測定部３０から、電流測定結果を受け取る。図２に示すように、制御部４０は、導電率算出部４１と、電圧算出部４２と、電圧制御部４３とを有する。導電率算出部４１と、電圧算出部４２と、電圧制御部４３とは、それぞれ互いに電気的に接続され、情報の送受信を行うことができる。詳しくは後述するが、制御部４０は、導電率算出部４１により液体１００の導電率を算出したり、電圧算出部４２及び電圧制御部４３により可変電源部２０が印加する電圧を制御したりする。本実施形態において、導電率算出部４１と、電圧算出部４２と、電圧制御部４３とは、それぞれソフトウェアによりそれらの機能を実行するものであるが、これに限られず、例えば、それぞれ個別のハードウェアであってもよい。

導電率算出部４１は、可変電源部２０が印加した直流電圧の電圧値と、その直流電圧により発生した電流の電流値とに基づいて、液体１００の導電率を算出する。導電率算出部４１は、電圧制御部４３から、可変電源部２０が印可した直流電圧の電圧値を受信する。また、導電率出部４１は、可変電源部２０が印可した直流電圧により発生した電流の電流値を、電流測定部３０から受信する。

直流電圧により発生した電流の電流値は、直流電圧の電圧値に比例する。すなわち、直流電圧の電圧値を大きくすると、それに比例して、電流値も大きくなる。そして、直流電圧の上昇値に対する電流の上昇値の比が、導電率となる。本実施形態では、次の式（１）により、液体１００の導電率を算出している。

σ＝（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｖ２−Ｖ１） （１）
ここで、σは液体１００の導電率である。また、Ｖ１及びＶ２は、可変電源部２０が電極部１０に印加した導電率測定用電圧の電圧値（Ｖ）である。Ｖ１及びＶ２は、それぞれ異なる値である。また、Ｉ１は、可変電源部２０が電極部１０に導電率測定用電圧Ｖ１を印加した場合に発生する電流値（Ａ）である。また、Ｉ２は、可変電源部２０が電極部１０に導電率測定用電圧Ｖ２を印加した場合に発生する電流値である。

このように、導電率算出部４１は、可変電源部２０が印加した異なる２種類の電圧と、電流測定部３０によるそれぞれの電圧に対応した電流値の測定結果とに基づき、液体１００の導電率を算出する。ただし、導電率算出部４１による導電率の算出方法は、これに限られず、導電率算出部４１は、可変電源部２０の直流電圧値と、その直流電圧により発生した電流の電流値に基づいて液体１００の導電率を求めれば、その方法は任意である。例えば、導電率算出部４１は、次の式（２）により、導電率を算出してもよい。

Ｖ３＝Ａ・Ｉ３／σ （２）
ここで、Ｖ３は、可変電源部２０が電極部１０に印加した導電率測定用電圧の電圧値である。Ｉ３は、可変電源部２０が電極部１０に導電率測定用電圧Ｖ３を印加した場合に発生する電流値である。Ａは、所定の係数である。

式（２）を用いる場合、導電率算出部４１は、導電率σを、電流測定部３０による電流値の１点測定の結果で算出することができる。

電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率に基づいて、液体１００に所定の電流を流すための所定の電圧を算出する。電圧算出部４２は、液体１００を電気分解するために流す所定の電流の電流値を記憶している。電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率に基づいて、その所定の電流の電流値を流すために必要な所定の電圧の電圧値を算出する。具体的には、電圧算出部４２は、次の式（３）により、所定の電圧の電圧値を算出する。

Ｖ４＝Ｉ４／σ （３）
ここで、Ｖ４は、所定の電圧の電圧値である。また、Ｉ４は、所定の電流の電流値である。また、σは、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率である。

なお、電圧算出部４２による所定の電圧の算出方法は、上述の式（３）に限られず、電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率と、所定の電流の電流値とに基づいて所定の電圧を算出すれば、方法は任意である。例えば、電圧算出部４２は、式（３）の右辺に所定の係数を乗じたり、加えたりすることにより、所定の電圧を算出してもよい。

電圧制御部４３は、可変電源部２０が電極部１０に印加する電圧を制御する。電圧制御部４３は、導電率測定用電圧の値を記憶している。そして、電圧制御部４３は、液体１００の導電率を算出する際、可変電源部２０に、導電率測定用電圧を印加するように指令を出す。また、電圧制御部４３は、液体１００を電気分解する際、可変電源部２０に、電圧算出部４２が算出した所定の電圧を印加するように指令を出す。

次に、水素含有液体生成装置１による液体１００の電気分解について説明する。図３は、本実施形態に係る水素含有液体装置による液体の電気分解について説明した模式図である。図３に示すように、水素含有液体生成装置１は、電極部１０が液体１００中に浸漬されることにより、液体１００中で水素含有液体を生成する。図３に示すように、電極部１０は、容器１０１に貯留された液体１００に、端部側開口部１０ＨＡ側から浸漬される。従って、電極部１０は、端部側開口部１０ＨＡを鉛直方向下方に位置した状態で液体１００中に浸漬する。ただし、電極部１０の液体１００中での位置は、これに限られず、例えば、電極部１０は、端部側開口部１０ＨＡと端部側開口部１０ＨＢとが水平に位置するように配置されていてもよい。また、容器１０１は、例えば飲料を入れるグラスであるが、これに限られない。

本実施形態における水素含有液体生成装置１は、電極部１０の陽極部１１と陰極部１２との間に可変電源部２０から所定の電圧（直流電圧）が印加されると、陽極部１１において、下記式（１）の反応が生じる。

２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ・・・（１）

また、本実施形態における水素含有液体生成装置１は、電極部１０の陽極部１１と陰極部１２との間に電源部２０から直流電圧が印加されると、陰極部１２において、下記式（２）の反応が生じる。

４Ｈ^＋＋４ｅ⁻→ ２Ｈ_２・・・（２）

本実施形態における水素含有液体生成装置１は、電極部１０の陽極部１１と陰極部１２との間に電源部２０から所定の電圧（直流電圧）が印加されると、陽極部１１及び陰極部１３の全体において、下記式（３）の反応が生じる。

２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋２Ｈ_２・・・（３）

以上のように、本実施形態における水素含有液体生成装置１は、酸性液体の発生が抑制され、例えばｐＨ７以上７．５以下程度の中性になる。このように、陽極部１１で発生する電離した水素イオンＨ^＋は絶縁体１３を通過して陰極部１２側に集まり、陰極部１２には水素ガス（Ｈ_２）の気泡が生成される。この気泡は、直径がナノメートルオーダーの微小な気泡である。酸素ガス（Ｏ_２）は、筒状の陽極部１１の内側に気泡となって集まり、陽極部１１の内側に沿って移動して、端部側開口部１０ＨＡから陽極部１１の外部に放出される。

次に、電極部１０の形状について、より詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る電極部を示す側面図である。図４は、電極部１０の陰極部１２及び絶縁体１３の一部を除いた状態を示している。図５は、本実施形態に係る電極部１０の断面図である。

本実施形態において、円筒状の電極部１０の長手方向Ｅにおける長さＬＨは、５０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが好ましい。また、電極部１０の外径ＬＤは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。電極部１０の長さＬＨ及び外径ＬＤがこの範囲内であることにより、例えば容器１０１が飲料用の容器である場合にも、電極部１０を容易に容器１０１内に投入することができる。

図４に示すように、陽極部１１は、側部に複数の開口１１Ｈを有しており、陰極部１２は、側部に複数の開口１２Ｈを有している。陽極部１１が有する複数の開口１１Ｈは、陽極部１１の側部を陽極部１１の厚み方向に貫通している。陰極部１２が有する複数の開口１２Ｈは、陰極部１２の側部を陰極部１２の厚み方向に貫通している。本実施形態において、陽極部１１及び陰極部１２は導電体で製造されており、本実施形態においては、チタン（Ｔｉ）に白金（Ｐｔ）をめっきしたものである。めっきは、例えば、白金（Ｐｔ）−イリジウム（Ｉｒ）めっきであってもよい。本実施形態において、チタンは純チタンである。陽極部１１及び陰極部１２は、チタンに白金をめっきしたものに限定されるものではないが、液体１００に溶け出さない材料（例えば、バナジウム（Ｖ））であることが好ましい。本実施形態においては、陽極部１１及び陰極部１２の両方がめっきされているが、陽極部１１のみをめっきし、陰極部１２はめっきしなくてもよい。このようにすることで、電極部１０の製造コストを低減することができる。

図５に示すように、陽極部１１と、陽極部１１の外側の側部（外側部）１１Ｓｏと、陰極部１２の内側の側部（内側部）１２Ｓｉとの間に介在する絶縁体１３は、陽極部１１の外側部１１Ｓｏと陰極部１２の内側部１２Ｓｉとに接している。絶縁体１３は、図４に示すように、複数の開口１３Ｈを有している。開口１３Ｈは、絶縁体１３をその厚み方向に貫通している。絶縁体１３は、例えば、絶縁性を有する材料（例えば樹脂）の繊維で編まれた網を用いることができる。また、絶縁体１３としては、イオン交換機能を有していてもよい。例えば、絶縁体１３は、イオン交換膜（陽イオン交換膜）であってもよい。この場合、絶縁体１３は、開口１３Ｈを有していなくてもよい。

前述したように、絶縁体１３は、イオン交換膜を用いてもよいが、電気的に中性である材料が用いられる。このようにすることで、絶縁体の製造コストを低減でき、また、加工も容易になる。また、イオン交換膜は、イオンは通過させるが水分子が通過させない程度の孔を有している。イオン交換膜を絶縁体１３に用いると、この絶縁体１３を備えた電極部１０は、水素含有液体を生成する際に必要な電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性を有している。本実施形態において、絶縁体１３は、電気的に中性である網状の部材である。このため、イオン交換膜と比較して低い電圧で水素含有水を生成することができ、消費電力を抑制できる。

絶縁性を有する繊維で編まれた網を絶縁体１３に用いる場合、絶縁体１３の厚みは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態において、絶縁体１３は、陽極部１１の外側部１１Ｓｏと陰極部１２の内側部１２Ｓｉとに接している。従って、陽極部１１の外側部１１Ｓｏと陰極部１２の内側部１２Ｓｉとの間の距離（電極間隙間）は、絶縁体１３の厚みにより決定される。電極間隙間が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることにより、電極部１０が水素含有液体を生成する際に、陽極部１１と陰極部１２とに印加する電圧の電位差が比較的小さくても、電極部１０は、十分な量の水素を発生させることができる。電極間隙間が前述した範囲であれば、電極部１０に印加される電圧が比較的低電圧でも、電極部１０は、十分な量の水素を液体１００に溶存させて多くの水素を溶存した水素含有液体１００Ｈを生成することができる。また、水素含有液体１００Ｈに溶存する水素の量が同一であれば、電極部１０は、消費電力を抑制することができる。

本実施形態において、電極部１０は、容器１０１等に直接浸漬して水素含有液体１００Ｈを生成する。そして、水素含有液体１００Ｈを生成後、電極部１０は、容器１０１等から取り出される。このように、電極部１０は、適宜移動されるため、振動及び衝撃の影響を受けやすい。電極部１０は、絶縁体１３を陽極部１１と陰極部１２との間に介在させ、両者に接触させると、陽極部１１及び陰極部１２の動きが規制される。その結果、電極部１０は、振動及び衝撃に対する耐性が向上する。

また、絶縁体１３を陽極部１１と陰極部１２との間に介在させ、両者に接触させると、絶縁体１３によって、電極部１０の全体にわたって陽極部１１と陰極部１２との間隔を一定にしやすくなる。その結果、電極部１０は、陽極部１１と陰極部１２との間の電気抵抗のばらつきが抑制され、電流密度のばらつきが抑制されるので、全体から一様に水素の気泡を発生することができる。電極間隙間を、絶縁体１３の厚みと同等とすることで、絶縁体１３を陽極部１１と陰極部１２との両方に接触させやすくなるので好ましい。

本実施形態において、陽極用給電部材１４及び陰極用給電部材１５は、陽極部１１及び陰極部１２と同様に、チタンに白金をめっきした部材である。陽極用給電部材１４及び陰極用給電部材１５は、陽極部１１及び陰極部１２と同様に、チタンに白金をめっきしたものに限定されるものではないが、液体１００に溶け出さない材料であることが好ましい。陽極用給電部材１４と陰極用給電部材１５とは、例えば、スポット溶接によって、それぞれ、陽極部１１と陰極部１２とに接合される。ただし、陽極用給電部材１４と陰極用給電部材１５とは、それぞれ陽極部１１と陰極部１２とに電気的に接続されれば、スポット溶接に限られず、任意の接合手段が用いられてよい。

陽極用給電部材１４及び陰極用給電部材１５に施されるめっきは、例えば、白金（Ｐｔ）−イリジウム（Ｉｒ）めっきであってもよい。本実施形態において、陰極部１２はめっきを施さなくてもよいが、この場合、陰極用給電部材１５もめっきを施さなくてもよい。

次に、陽極部１１、陰極部１２及び絶縁体１３が有する開口１１Ｈ、１２Ｈ、１３Ｈについて説明する。図６は、陽極及び陰極の一部を拡大して示す図である。図７は、陽極及び陰極が有する開口の拡大図である。図８は、図６のＢ−Ｂ断面図である。図９は、絶縁体の一部を拡大して示す図である。陽極部１１及び陰極部１２は、複数の線状の部分（線状部分）１６が交差した、網状の部材である。複数の線状部分１６で囲まれる部分が、陽極部１１及び陰極部１２の開口１１Ｈ、１２Ｈとなる。本実施形態において、陽極部１１及び陰極部１２が有する開口１１Ｈ、１２Ｈは、菱形形状である。開口１１Ｈ、１２Ｈは、一方の対角線（第１対角線）ＴＬｌが他方の対角線（第２対角線）ＴＬｓよりも長くなっている。開口１１Ｈ、１２Ｈは、第１対角線ＴＬｌ上の頂部Ｐａ、Ｐｂでの角度が、第２対角線ＴＬｓ上の頂部Ｐｃ、Ｐｄでの角度よりも小さくなっている。

陽極部１１及び陰極部１２は、複数の開口１１Ｈ、１２Ｈを有するので、開口１１Ｈ、１２Ｈを通して電気力線を内側と外側とに回すことができる。このため、陽極部１１及び陰極部１２は、両面を電気分解に利用することができるので、水素を効率的に発生させることができる。また、陰極部１２は、線状部分１６で囲まれた開口１２Ｈにより、自身が生成する水素の気泡のぬれ角を小さくすることができるので、水素の気泡を小さい状態で離脱させることができる。すなわち、生成される水素と陰極部１２の表面との間に生じる吸着力が、点接触に近い状態になって表面張力が抑制されるので、結果として、陰極部１２は、水素の気泡を小さい状態で離脱させて、多くの水素の気泡を溶存した水素含有水を生成することができる。

本実施形態において、陽極部１１及び陰極部１２の線状部分１６は、図８に示すように、断面が長方形（図８の例では正方形）となっている。陰極部１２は、線状部分１６が有する角部１６Ｔによって、水素の気泡のぬれ角をさらに小さくして表面張力を抑制することができるので、水素の気泡をより小さい状態で離脱させることができる。このため、陰極部１２は、より小さい水素の気泡を溶存させた水素水を生成することができる。また、陰極部１２は、断面が長方形の線状部分１６を有するので、水素の発生に利用することができる表面積を大きくすることができる。これらの作用により、陰極部１２は、水素を原水に溶存させる効率が向上する。

本実施形態において、開口１１Ｈ、１２Ｈは、図７に示すように、第１対角線ＴＬｌが、陽極部１１及び陰極部１２が延びる方向、すなわち長手方向Ｅに向かっている。第２対角線ＴＬｓは、円筒形状の陽極部１１及び陰極部１２の周方向Ｃに向かっている。陽極部１１及び陰極部１２は、図１に示すように、長手方向Ｅの両側に端部側開口部１０ＨＡ、１０ＨＢを有している。陽極部１１の内側に発生した酸素の気泡は、図３に示すように、端部側開口部１０ＨＢから電極部１０の外部に放出される。このとき、酸素の気泡が移動する方向に、陽極部１１の開口１１Ｈの長手方向が揃っているので、酸素の気泡は端部側開口部１０ＨＢに移動しやすくなる。その結果、電極部１０は、酸素の気泡を効率的に外部へ放出することができる。また、陽極部１１の開口１１Ｈは、第１対角線ＴＬｌ上の頂部Ｐａ、Ｐｂの角度が鋭角になるので、酸素の気泡と線状部分１６との接触面積を小さくすることができる。その結果、酸素の気泡は、線状部分１６から離脱しやすくなるので、電極部１０は、酸素の気泡を効率的に外部へ放出することができる。また、陽極部１１は、線状部分１６が角部１６Ｔを有するので、この角部１６Ｔによって、酸素の気泡のぬれ角をさらに小さくして表面張力を抑制することができる。その結果、陽極部１１は、酸素の気泡を線状部分１６から速やかに離脱させて端部側開口部１０ＨＡ、１０ＨＢに移動させることができる。このため、電極部１０は、酸素の気泡を効率的に外部へ放出することができる。さらに、酸素の気泡が陽極部１１の内側に沿って移動する過程で、陽極部１１側で新たに生成された酸素の気泡を取り込んで酸素の気泡が成長する。このため、酸素の気泡と液体１００とが接触する面積を小さくして、液体１００への酸素の溶存を抑制することができる。

図９に示すように、絶縁体１３は、複数の線状部材１７を交差させ、線状部材１７で囲まれる部分が開口１３Ｈとなる網状の部材である。開口１３Ｈは、長方形形状（本実施形態では正方形形状）となっている。開口１３Ｈは、一辺の長さがＬａであり、この辺に隣接する辺の長さがＬｂである。本実施形態において、開口１３Ｈは正方形形状なので、Ｌａ＝Ｌｂである。長さがＬａの辺は、陽極部１１及び陰極部１２の長手方向Ｅと平行であり、長さがＬｂの辺は、円筒形状の陽極部１１及び陰極部１２の周方向Ｃと平行である。

本実施形態において、陽極部１１の開口１１Ｈ及び陰極部１２の開口１２Ｈは、絶縁体１３の開口１３Ｈよりも大きい。開口１１Ｈ、１２Ｈの面積は、第１対角線ＴＬｌの長さをＬｌ、第２対角線ＴＬｓの長さをＬｓとすると、Ｌｌ×Ｌｓ／２である。開口１３Ｈの面積（開口面積）は、Ｌａ×Ｌｂである。このため、Ｌｌ×Ｌｓ／２＞Ｌａ×Ｌｂとなる。本実施形態において、例えば、第１対角線ＴＬｌの長さＬｌは６ｍｍ、第２対角線ＴＬｓの長さＬｓは３ｍｍであるので、開口１１Ｈ、１２Ｈの面積は、９ｍｍ^２となる。開口１３Ｈは、例えば、Ｌａ＝Ｌｂ＝１．０６ｍｍである。すなわち、絶縁体１３は、１ｉｎｃｈあたり２４個の開口１３Ｈが配列されている。開口１３Ｈの面積（開口面積）は、１．１２ｍｍ^２となる。このように、本実施形態において、陽極部１１及び陰極部１２の開口１１Ｈ、１２Ｈの面積は、開口１３Ｈの面積の８倍程度である。

陽極部１１及び陰極部１２の開口１１Ｈ、１２Ｈよりも絶縁体１３の開口１３Ｈが大きい場合、絶縁体１３の開口１３Ｈを通して陽極部１１と陰極部１２とが接触する可能性が高くなる。電極部１０は、陽極部１１及び陰極部１２の開口１１Ｈ、１２Ｈよりも絶縁体１３の開口１３Ｈを小さくすることにより、絶縁体１３の開口１３Ｈを通して陽極部１１と陰極部１２とが互いに接触することを回避できる。このように、電極部１０は、陽極部１１と陰極部１２との距離を小さくしても、陽極部１１と陰極部１２との短絡を回避して、両者の絶縁を確保できる。

本実施形態において、絶縁体１３は、複数の線状部材１７を交差させた網状の部材である。このような網状の部材を用いると、絶縁体１３は、厚み方向にある程度の変形が許容されるので、電極部１０が振動又は衝撃を受けたとき、これを絶縁体１３が吸収することができる。

電極部１０は、絶縁体１３の開口１３Ｈが陽極部１１の開口１１Ｈ及び陰極部１２の開口１２Ｈよりも小さいので、陽極部１１側で発生した酸素の気泡を絶縁体１３の線状部材１７で捕捉し、大きな気泡とすることができる。酸素の気泡が大きくなることで、液体１００への酸素の溶存が抑制されるので、電極部１０は、水素の気泡の溶存率が高い水素含有液体を生成することができる。また、酸素の気泡が大きくなることで浮力が大きくなる結果、酸素の気泡が陽極部１１の内側を移動しやすくなり、また開口１３Ｈを通過しやすくなるので、電極部１０は、酸素の気泡を内部から放出しやすくなる。

次に、水素含有液体生成装置１が、水素含有液体１００Ｈを生成するために、液体１００を電気分解する方法を説明する。図１０は、水素含有液体生成装置による液体の電気分解のプロセスを説明したフローチャートである。

液体１００を電気分解する場合、最初に電極部１０を、液体１００に浸漬しておく。そして、最初に、図１０に示すように、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、導電率測定用電圧を陽極部１１に印加させる（ステップＳ１０）。電圧制御部４３は、液体１００の導電率を測定するために印加する導電率測定用電圧Ｖ１及びＶ２の値を記憶している。電圧制御部４３は、可変電源部２０に、導電率測定用電圧Ｖ１を印加するように指令を出し、可変電源部２０は、その指令に基づき、陽極部１１に導電率測定用電圧Ｖ１を印加する。また、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、導電率測定用電圧Ｖ２を印加するように指令を出し、可変電源部２０は、その指令に基づき、陽極部１１に導電率測定用電圧Ｖ２を印加する。このように、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、異なる電圧値を有する２種類の導電率測定用電圧を印加させる。なお、導電率測定用電圧の電圧値は、液体１００の電気分解が激しく起こらない程度の低い電圧値であることが好ましい。例えば、導電率測定用電圧の電圧値は、４．５Ｖ以上６Ｖ以下であることが好ましい。

電圧制御部４３が導電率測定用電圧を印加させたら、電流測定部３０は、導電率測定用電圧により発生した導電率測定用電流を測定する（ステップＳ１１）。上述のように、陽極部１１に電圧が印加されたら、液体１００及び電極部１０（陽極部１１及び陰極部１２）に電流が流れる。電流測定部３０は、ステップＳ１０において陽極部１１に印加された導電率測定用電圧Ｖ１に基づき、導電率測定用電流Ｉ１を測定する。また、電流測定部３０は、ステップＳ１０において陽極部１１に印加された導電率測定用電圧Ｖ２に基づき、導電率測定用電流Ｉ２を測定する。このように、電流測定部３０は、可変電源部２０が印加した異なる電圧値を有する２種類の導電率測定用電圧について、それぞれに対応する導電率測定用電流を測定する。

電流測定部３０が導電率測定用電流を測定したら、導電率算出部４１は、導電率測定用電圧の電圧値と、導電率測定用電流の電流値とに基づき、液体１００の導電率を算出する（ステップＳ１２）。導電率算出部４１は、導電率測定用電圧Ｖ１，Ｖ２と、導電率測定用電流Ｉ１，Ｉ２とに基づき、上述の式（１）により、液体１００の導電率を算出する。なお、導電率算出部４１は、式（１）により液体１００の導電率を算出することに限られない。導電率算出部４１は、導電率測定用電圧の電圧値と、その導電率測定用電圧により発生した導電率測定用電流の電流値とに基づいて液体１００の導電率を算出すれば、その算出方法は任意である。例えば、導電率算出部４１は、上述の式（２）により液体１００の導電率を算出してもよい。この場合、ステップＳ１０において、電圧制御部４３は、導電率測定用電圧を１種類印加させればよい。そして、ステップＳ１１において、電流測定部３０は、１つの導電率測定用電圧に対してのみ、対応する導電率測定用電流を測定すればよい。

導電率算出部４１が液体１００の導電率を算出したら、電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率に基づいて、所定の電流を流すための所定の電圧を算出する（ステップＳ１３）。電圧算出部４２は、液体１００を電気分解するために液体１００に流す所定の電流の電流値を記憶している。電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率に基づいて、その所定の電流の電流値を流すために必要な所定の電圧の電圧値を算出する。具体的には、電圧算出部４２は、上述の式（３）により、所定の電圧Ｖ４を算出する。なお、本実施形態において、所定の電流の電流値は、１Ａである。また、電圧算出部４２による所定の電圧の算出方法は、上述の式（３）に限られない。電圧算出部４２は、導電率算出部４１が算出した液体１００の導電率と、所定の電流の電流値とに基づいて所定の電圧を算出すれば、所定の電圧の算出方法は任意である。

電圧算出部４２が所定の電圧の電圧値を算出したら、電圧制御部４３は、算出した所定の電圧Ｖ４が、基準電圧の範囲内であるかを判断する（ステップＳ１４）。電圧制御部４３は、電圧算出部４２から、算出した所定の電圧Ｖ４の電圧値の情報を受け取る。また、電圧制御部４３は、可変電源部２０が陽極部１１に印加する電圧値の範囲である基準電圧を記憶している。電圧制御部４３は、電圧算出部４２が算出した所定の電圧Ｖ４と、この基準電圧とを照合して、所定の電圧Ｖ４が基準電圧の範囲内であるかを判断する。基準電圧は、可変電源部２０が安定して直流電流を供給できる電圧の範囲内という基準を有する電圧範囲である。本実施形態において、基準電圧は、１２Ｖ以上２４Ｖ以下である。ただし、基準電圧の範囲内は、これに限られず、任意に設定することができる。例えば、基準電圧は、可変電源部２０が出力可能な電圧の下限以上、上限以下に設定されていてもよい。

所定の電圧Ｖ４が基準電圧の範囲内である場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、時間の経過に従い電圧を上昇させながら、陽極部１１に電圧を印加させる（ステップＳ１５）。すなわち、電圧制御部４３は、可変電源部２０に対し、印加する電圧を０Ｖから徐々に上昇させるように指令を出し、可変電源部２０は、陽極部１１に、０Ｖから徐々に電圧値を上昇させながら電圧を印加する。図１１は、可変電源部が陽極部に印加する電圧を示したグラフである。図１１の横軸は、経過時間を示し、縦軸は、可変電源部２０が陽極部１１に印加する電圧の電圧値を示す。図１１に示すように、電圧制御部４３は、ステップ１５において、ポイントＸ１からポイントＸ２に向けて、時間ｔ０から時間が経過するに従って印加電圧が０Ｖから上昇するように、可変電源部２０に電圧を印加させる。なお、電圧を上昇させる割合は、適宜選択してもよい。

時間の経過に従い電圧を上昇させながら電圧を印加させたら、電圧制御部４３は、印加させた電圧が所定の電圧Ｖ４に到達したか判断する（ステップＳ１６）。

印加させた電圧が所定の電圧Ｖ４に到達しなければ（ステップＳ１６でＮｏ）、ステップＳ１５に戻り、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、時間の経過に従い電圧を上昇させながら電圧を印加させることを続ける。すなわち、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、所定の電圧Ｖ４に到達するまで、印加電圧を上昇させる。

印加させた電圧が所定の電圧Ｖ４に到達したら（ステップＳ１６でＹｅｓ）、電流測定部３０は、所定の電圧Ｖ４により液体１００に流れている電流の電流値を測定する（ステップＳ１７）。所定の電圧Ｖ４は、所定の電流値を流すために算出された電圧値であるが、実際に所定の電圧Ｖ４を印加した場合に流れる電流は、所定の電流値と異なる場合がある。電流測定部３０は、その実際に流れた電流の電流値を測定する。

実際に流れている電流値を測定したら、電圧制御部４３は、流れている電流が基準電流値の範囲内にあるかを判断する（ステップＳ１８）。より詳しくは、電圧制御部４３は、電流測定部３０から、測定した電流の電流値の情報を受け取る。また、電圧制御部は、基準電流値を記憶している。電圧制御部４３は、電流測定部３０が測定した実際に流れている電流と、この基準電流値とを照合して、流れている電流が基準電流値の範囲内であるかを判断する。基準電流値は、実際に電流が流れた場合に、水素含有液体生成装置１が許容できる電流値の範囲である。言い換えれば、基準電流値は、適切に電気分解を行い、適切に水素を発生させることが可能であると判断される電流値の範囲である。と本実施形態において、基準電流値は、０．５Ａ以上２Ａ以下である。ただし、基準電流値は、この範囲に限られず、水素含有液体生成装置１が許容できる電流値の範囲であれば、任意に設定することができる。なお、ステップＳ１８は、制御部４０によって行われれば、電圧制御部４３によって行われなくてもよい。

流れている電流が基準電流の範囲内であれば、可変電源部２０に、印加している電圧を所定の電圧Ｖ４に維持させる（ステップＳ１９）。電圧制御部４３は、時間ｔ１において、可変電源部２０が印加する電圧が所定の電圧Ｖ４であるポイントＸ２に達したら、ポイントＸ２からポイントＸ３に向けて、可変電源部２０に所定の電圧Ｖ４を印加させ続ける。可変電源部２０が陽極部１１に所定の電圧Ｖ４を印加することにより、液体１００は安定した電圧によって電気分解され続ける。なお、流れている電流が、所定の電流の電流値とは異なっていても、基準電流値の範囲内であれば、適切に電気分解を行うことができる。なお、陽極部１１に印加される電圧が所定の電圧Ｖ４に到達する前においても（図１１のポイントＸ１とポイントＸ２との間）、液体１００の電気分解が開始され、液体１００に電流が流れる場合もある。すなわち、液体１００の電気分解は、陽極部１１に印加される電圧が所定の電圧Ｖ４に上昇してから、初めて開始されなくてもよい。

印加している電圧を所定の電圧Ｖ４に維持させたら、電圧制御部４３は、所定の電圧Ｖ４を維持してから所定の時間が経過したかを判断する（ステップＳ２０）。本実施形態において、所定の時間は、時間ｔ１から時間ｔ２までの所定の時間Ｔａであり、所定の時間Ｔａは４０秒であるが、これに限られず、所定の時間Ｔａは任意に設定されてよい。

所定の電圧を維持してから所定の時間Ｔａが経過していなければ（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１９に戻り、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、印加している電圧を所定の電圧Ｖ４に維持させることを続ける。すなわち、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、所定の時間Ｔａが経過するまで所定の電圧Ｖ４を印加させ続ける。可変電源部２０が所定の電圧Ｖ４を所定の時間印加し続けることで、液体１００は、所定の時間、所定の電圧Ｖ４により電気分解される。

所定の電圧を維持してから所定の時間Ｔａが経過すれば（ステップＳ２０でＹｅｓ）、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、電圧の印加を停止させる（ステップＳ２１）。電圧制御部４３は、時間ｔ２において、可変電源部２０が所定の時間Ｔａだけ所定の電圧Ｖ４を印加したら（ポイントＸ３）、ポイントＸ３からポイントＸ４に向けて、可変電源部２０に印加する電圧を低下させる。そして、電圧制御部４３は、時間ｔ３において、可変電源部２０の印加電圧を０Ｖにする（ポイントＸ４）。これにより、電圧制御部４３は、液体１００の電気分解処理を終了させる。例えば、電圧制御部４３は、緑色等のランプを点灯させることにより、可変電源部２０の印加電圧が０Ｖになったことを、使用者に通知する。なお、本実施形態においては、電圧制御部４３は、可変電源部２０に、時間の経過に従い電圧を低減させながら、電圧印加を停止させたが、これに限られない。電圧制御部４３は、所定の時間が経過した時間ｔ２において、すぐに可変電源部２０の印加電圧を０Ｖにしてもよい。

所定の電圧が基準電圧の範囲外である場合も（ステップＳ１４でＮｏ）、電圧制御部４３は、液体１００の電気分解処理を中止させ、この処理を終了させる。言い換えれば、電圧制御部４３は、所定の電圧が基準電圧の範囲外である場合、可変電源部２０による所定の電圧の印加を中止させる。所定の電圧が基準電圧よりも高い場合、高電圧である所定の電圧を正電極１１に印加することになり、例えば液体１００が高温になる可能性がある。また、所定の電圧が基準電圧よりも低い場合、低電圧である所定の電圧を正電極１１に印加することになり、可変電源部２０による電圧のコントロールが困難となる等により、適切に液体１００を電気分解できなくなる可能性がある。従って、電圧制御部４３は、所定の電圧が基準電圧の範囲外にある場合は、適切に電気分解を行うことができないとして、液体１００の電気分解処理を行わず、水素含有液体１００Ｈの生成を行わない。例えば、電圧制御部４３は、赤色等のランプを点灯させることにより、水素含有液体１００Ｈの生成を行わないことを、使用者に通知する。

流れている電流が基準電流の範囲外である場合（ステップＳ１８でＮｏ）、電圧制御部４３は、電圧の印加を中止させ、この処理を終了させる。言い換えれば、電圧制御部４３は、流れている電流値が基準電流の範囲外である場合、可変電源部２０による電圧の印加を中止させる。流れている電流が基準電流よりも高い場合、過電流となり、例えば液体１００が高温になる可能性がある。また、流れている電流が基準電流より低い場合、電気分解の進行の程度が低くなり、適切に水素を発生させることができない。従って、電圧制御部４３は、流れている電流値が基準電流の範囲外である場合、適切に電気分解ができないとして、電気分解処理を中止して水素含有液体１００Ｈの生成を行わない。例えば、電圧制御部４３は、赤色等のランプを点灯させることにより、水素含有液体１００Ｈの生成を行わないことを、使用者に通知する。

このように、水素含有液体生成装置１は、制御部４０が、液体１００に入れられた電極部１０に、液体１００の導電率を測定するための導電率測定用電圧を印加させる。そして、制御部４０は、導電率測定用電圧Ｖ１の印加により生じた電極部１０を流れる導電率測定用電流の電流値の情報を受け取る。そして、制御部４０は、導電率測定用電圧と導電率測定用電流値とに基づいて、液体１００の導電率を算出する。そして、制御部４０は、算出した液体１００の導電率に基づいて、液体１００に所定の電流を流すための所定の電圧Ｖ４を算出する。そして、制御部４０は、電極部１０に所定の電圧Ｖ４を印加させる。これらの処理により、水素含有液体生成装置１は、液体１００を電気分解し、水素含有液体１００Ｈを生成する。

水素含有液体生成装置１は、このようにして液体１００を電気分解し、水素含有液体１００Ｈを生成する。水素含有液体生成装置１は、電圧制御部４３の制御により、可変電源部２０が電極部１０に導電率測定用電圧を印加し、電流測定部３０が、導電率測定用電圧により生じた導電率測定用電流の電流値を測定する。そして、水素含有液体生成装置１は、導電率測定用電圧と導電率測定用電流値とに基づいて、導電率算出部４１が、液体１００の導電率を算出する。そして、水素含有液体生成装置１は、算出した液体１００の導電率に基づいて、電圧算出部４２が、液体１００に所定の電流を流すための所定の電圧を算出する。そして、水素含有液体生成装置１は、電圧制御部４３の制御により、可変電源部２０が電極部１０に所定の電圧を印加する。すなわち、水素含有液体生成装置１は、液体１００の導電率を測定し、その導電率に基づき、所定の電流を発生させる所定の電圧の電圧値を算出し、その所定の電圧を電極部１０に印加する。そして、液体１００には、所定の電圧により発生した所定の電流が流れる。

ここで、液体を電気分解するために、電極部に同じ電圧を印加する電圧制御方式が採用されていた場合について記載する。液体内の成分が異なればその導電率が異なるため、液体に流れる電流は、液体によって異なる。電気分解による水素の発生量は、液体に流れる電流値に依存する。従って、電圧制御方式の場合、液体毎に流れる電流量が変化するため、液体毎に水素含有量に差が生じ、液体中に適切に水素を含有させることができない可能性がある。例えば、導電率が低い液体の場合、流れる電流が小さくなるため水素発生量が少なくなり、水素含有量が小さくなる。また例えば、導電率が高い液体の場合、流れる電流が過剰に大きくなるため水素含有液体生成装置の安全装置が作動し、水素の発生が停止する可能性がある。

しかし、本実施形態に係る水素含有液体生成装置１は、液体に流したい電流の電流値を予め定めておく。そして、水素含有液体生成装置１は、液体１００の導電率を測定し、その導電率に基づき、所定の電流を発生させる所定の電圧の電圧値を算出し、その所定の電圧を電極部１０に印加する。そのため、水素含有液体生成装置１は、印加する所定の電圧を変化させることにより、成分が異なる液体に対して、それぞれ一定の電流（所定の電流）を流す。従って、水素含有液体生成装置１は、成分が異なる液体に用いても、水素発生量の差が大きくなることを抑制することができる。また、水素含有液体生成装置１は、液体に過剰な電流が流れることを抑制することができる。従って、水素含有液体生成装置１は、成分の異なる種々の液体から適切に水素含有液体を生成することができる。また、本実施形態に係る水素含有液体生成装置１は、液体に流したい電流の電流値を予め定めておくため、例えば電流値を大きく設定することにより、種々の液体に対し、水素発生量をできるだけ多くすることができる。

特に、飲料は、多様な種類を有し、それぞれについて含有成分が異なるため、表１に示すように、導電率も種類によって大きく異なる。本実施形態に係る水素含有液体生成装置１は、導電率を測定してから一定の電流を印加するため、多様な飲料に対しても、適切に水素含有飲料を生成することができる。このように、水素含有液体生成装置１は、飲料に用いることが、特に有効である。

また、電圧制御部４３は、電圧算出部４２が算出した所定の電圧が基準電圧範囲外であれば、可変電源部２０による所定の電圧の印加を中止させて、液体１００の電気分解処理を行わない。上述のように、基準電圧範囲外の所定の電圧を印加した場合、適切に液体１００を電気分解できなくなる可能性がある。水素含有液体生成装置１は、所定の電圧が基準電圧範囲外である場合は、液体１００の電気分解処理を行わない。同様に、水素含有液体生成装置１は、流れている電流が基準電流の範囲外である場合は、電圧の印加を停止して、液体１００の電気分解処理を中止する。従って、水素含有液体生成装置１は、適切に処理できる場合にのみ水素含有液体の生成を行うことができる。

また、電圧制御部４３は、可変電源部２０が印加する電圧を、時間の経過に伴って大きくすることにより、可変電源部２０が印加する電圧を所定の電圧まで上昇させる。従って、水素含有液体生成装置１は、急激な電流及び電圧の上昇を抑制することができる。また、電圧制御部４３は、可変電源部２０が印加する電圧を所定の電圧まで上昇させた後、所定の時間、所定の電圧のまま保持し、所定の時間経過後に、電圧の印加を停止させる。従って、水素含有液体生成装置１は、成分の異なる種々の液体に対しても、同じ大きさの電流を同じ時間印加させることができる。従って、水素含有液体生成装置１は、成分の異なる種々の液体から、より適切に水素含有液体を生成することができる。

また、本実施形態に係る電極部１０は、陽極は、筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有する陽極部１１と、陽極部１１の外周部に設けられて陽極部１１と接する絶縁体１３と、絶縁体１３の外周部に設けられて絶縁体１３と接する筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有する陰極部１２とを有する。従って、本実施形態に係る水素含有液体生成装置１は、液体１００に対する水素含有率を、より好適に上昇させることができる。また、本実施形態に係る電極部１０は、最外周には陰極部１２のみが露出しており、陽極部１１は、外周に露出していない。従って、例えば、使用者が電極部１０の外周部に触れた場合においても、陰極部１２にのみ触れることになり、陽極部１１には触れない。従って、本実施形態に係る水素含有液体生成装置１は、例えば作動中に使用者が電極部１０に振れた場合においても、電極部１０が短絡することを抑制し、その安全性を高めることができる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。変形例に係る水素含有液体生成装置１Ａは、電極部１０Ａの構成において、水素含有液体生成装置１と異なる。変形例に係る水素含有液体生成装置１Ａのその他の点については、水素含有液体生成装置１と共通するため、説明を省略する。

図１２は、変形例に係る水素含有液体生成装置の電極部を示す模式図である。変形例に係る水素含有液体生成装置１Ａの有する電極部１０Ａは、陽極部１１Ａと、陰極部１２Ａとを有する。陽極部１１Ａと陰極部１２Ａとは、矩形状の平板である。また、陽極部１１Ａと陰極部１２Ａとは、所定の距離ＬＡだけ離間されて、互いの表面が対向して使用される。電極部１０Ａは、絶縁体を有さない。

陽極部１１Ａは、可変電源部２０の陽極側と電気的に接続されている。また、陰極部１２Ａは、可変電源部２０の陰極側と電気的に接続されている。電極部１０Ａは、液体１００に浸漬されて、可変電源部２０に直流電圧を印加される、液体１００を電気分解させる。この時、液体１００には電流が流れる。このように、電極部１０Ａも、電極部１０と同様に、液体１００を電気分解することができる。

変形例に係る水素含有液体生成装置１Ａは、水素含有液体生成装置１と同様に、液体１００の導電率を測定し、その導電率に基づき、所定の電流を流すための所定の電圧を印加する。従って、水素含有液体生成装置１Ａも、成分の異なる種々の液体から、適切に水素含有液体を生成することができる。なお、水素含有液体生成装置１Ａの有する電極部１０Ａの構造は、これに限られない。水素含有液体生成装置１Ａは、電極部１０Ａに所定の電圧を印加することにより液体１００を電気分解することができれば、電極部１０Ａの構造は任意である。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 水素含有液体生成装置
１０ 電極部
１１ 陽極部
１２ 陰極部
１３ 絶縁体
２０ 可変電源部
３０ 電流測定部
４０ 制御部
４１ 導電率算出部
４２ 電圧算出部
４３ 電圧制御部
１００ 液体
１００Ｈ 水素含有液体

Claims (10)

1. 陽極及び陰極を有して、液体を電気分解する電極部と、
   前記電極部と電気的に接続され、前記電極部に可変電圧を印加する可変電源部と、
   前記電極部と電気的に接続され、前記電極部に印加された電圧により生じた電流値を測定する電流測定部と、
   前記可変電源部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記可変電源部が印加した電圧と、前記電流測定部が測定した電流とに基づいて、前記液体の導電率を算出する導電率算出部と、
   前記導電率算出部が算出した導電率に基づいて、前記液体に所定の電流を流すための所定の電圧を算出する電圧算出部と、
   前記可変電源部が印可する電圧を制御し、前記可変電源部に前記所定の電圧を印加させる電圧制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   予め定められた電圧値の導電率測定用電圧を、前記電圧制御部によって前記可変電源部に印加させ、前記導電率測定用電圧の印加によって生じた導電率測定用電流を、前記電流測定部によって測定し、前記導電率測定用電圧と前記導電率測定用電流とに基づき、前記導電率算出部によって前記液体の導電率を算出し、
   前記導電率算出部が算出した導電率と、予め定められた水素生成用電流値に基づき、前記電圧算出部によって、前記液体から水素を生成させるための電圧値である水素生成用電圧値を算出させ、前記水素生成用電圧値の電圧を、前記電圧制御部によって前記可変電源部に印加させることで、前記液体から水素を生成させる、水素含有液体生成装置。
2. 前記導電率測定用電圧の電圧値は、前記水素生成用電圧値より小さい、請求項１に記載の水素含有液体生成装置。
3. 前記電圧算出部は、算出された前記導電率が高いほど、前記水素生成用電圧値を高くする、請求項１又は請求項２に記載の水素含有液体生成装置。
4. 前記電圧制御部は、前記所定の電圧が基準電圧範囲外であれば、前記可変電源部による前記所定の電圧の印加を中止させる、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水素含有液体生成装置。
5. 前記電圧制御部は、前記所定の電圧の印加により前記液体に流れている電流の電流値が、基準電流値の範囲外であれば、前記可変電源部による前記所定の電圧の印加を中止させる、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水素含有液体生成装置。
6. 前記電圧制御部は、前記可変電源部が印加する電圧を、時間の経過に伴って大きくすることにより、前記可変電源部が印加する電圧を前記所定の電圧まで上昇させる、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水素含有液体生成装置。
7. 前記電圧制御部は、前記可変電源部が印加する電圧を前記所定の電圧まで上昇させた後、所定の時間、前記所定の電圧のまま保持し、前記所定の時間経過後に、電圧の印加を停止させる、
   請求項６に記載の水素含有液体生成装置。
8. 前記電極部は、さらに絶縁体を有し、
   前記陽極は、筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有し、
   前記絶縁体は、前記陽極の外周部に設けられて前記陽極と接し、
   前記陰極は、前記絶縁体の外周部に設けられて前記絶縁体と接する筒状の導電体であり、側部に複数の開口を有する、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の水素含有液体生成装置。
9. 前記液体は、飲料である、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水素含有液体生成装置。
10. 制御部が、液体に入れられた陽極部及び陰極部を有する電極部に、前記液体の導電率を測定するために予め定められた電圧値の導電率測定用電圧を印加させるステップと、
    前記制御部が、前記導電率測定用電圧により生じた、前記電極部に流れる導電率測定用電流の電流値の情報を受け取るステップと、
    前記制御部が、前記導電率測定用電圧と前記導電率測定用電流値とに基づいて、前記液体の導電率を算出するステップと、
    前記制御部が、算出した前記導電率と、予め定められた前記液体から水素を生成させるための電流値である水素生成用電流値とに基づいて、前記液体から水素を生成させるための電圧値である水素生成用電圧値を算出するステップと、
    前記制御部が、前記電極部に前記水素生成用電圧値の電圧を印加させることで、前記液体から水素を生成させるステップと、
    を有する、水素含有液体生成方法。

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