JP6486864B2

JP6486864B2 - 水素水製造装置及び溶存水素量表示方法

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Publication number: JP6486864B2
Application number: JP2016102281A
Authority: JP
Inventors: 清悟松木
Original assignee: FLAX CO., LTD.
Current assignee: FLAX CO., LTD.
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2036-05-23
Also published as: JP2017209600A

Description

本発明は、水を電気分解して水素水を製造する際に、水素水の溶存水素量が所定値になった旨を表示する水素水製造装置及び溶存水素量表示方法に関する。

近年、水素分子（水素ガス）を水に溶解させた水素水が、さまざまな分野で注目され、使用されている。例えば、健康産業分野では、水素水中の水素分子が体内の活性酸素を還元して除去する効果が着目され、健康維持のための飲料水等として使用されている。また、電子産業分野においては、その洗浄効果に着目して電子部品洗浄用水として使用されている。ところが、水素水中の水素分子は水中から抜け出し易く、時間の経過と共に溶存水素濃度が低下する傾向にあるため、実際に使用する時点における水素水中の溶存水素濃度を把握することが求められている。

飲料水として水素水を生成する水素水製造装置の構成は公知である（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の水素水製造装置は、水が満たされる容器と、容器内に提供される第１及び第２電極と、第１及び第２電極に直流電源を供給する電源部と、直流電源の供給をオン／オフし、直流電源のプラス（＋）極性及びマイナス(− )極性を切り替えるスイッチング部と、水のインピーダンスを測定する感知部と、感知部から水のインピーダンスに対する検出信号を受け取り、検出信号に基づいて水の電気分解過程を制御する制御部とを備えている。

感知部は、第１電極と第２電極との間に流れる電流を測定して、水のイン
ピーダンスを測定する。制御部は、感知部の検出信号に基づいて、第１及び第２電極に供給される直流電源の電圧が調節されるように電源部を制御する。水のインピーダンスが既に設定された基準値より大きい場合、即ち、水の電気分解に対する抵抗が大きい場合、制御部は電圧を高めて強い電流を供給するように電源部を制御する。一方、水のインピーダンスが既に設定された基準値より小さい場合、即ち、水の電気分解に対する抵抗が小さい場合、制御部は電圧を下げて弱い電流を供給するように電源部を制御する。また、制御部の制御信号により水の電解分解過程の開始、進行及び終了を、複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備えた表示部で表示する。表示部は、入力部が制御部に動作開始信号を伝送すると、すべてが点灯され、水の電化分解過程の進行中には時間の経過に応じて一つずつ次第に消灯される。そして、表示部は電気分解過程が終了すると、すべてが消灯される。

特許第５８２７４１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の水素水製造装置は、動作開始時に複数の発光ダイオードがすべて点灯され、水の電化分解過程の進行中には時間の経過に応じて一つずつ順次消灯されるように構成されているため、動作状態を表示するために電力の消費が多くなってしまうという問題点を有していた。また、すべての発光ダイオードが消灯後、容器内水の状態が電解分解前であるか、電解分解後であるかを判別できないという問題点をも有していた。

さらに、特許文献１に記載の水素水製造装置は、感知部による水のインピーダンスを測定した結果に基づいて、表示部の点灯を制御するため、構成が複雑で装置自体の価格が高額であるという問題点も有していた。

従って、本発明は従来技術の上述した問題点を解消するものであり、その目的は、水素水の飲用可能状態である飲み頃を容易に視認できると共に、電力消耗を抑えることができる水素水製造装置及び溶存水素量表示方法を提供することにある。

本発明によれば、水を電気分解させて水素水を製造する水素水製造装置は、水が満たされる容器と、容器内に配置される電気分解用の第１及び第２電極と、第１及び第２電極に電力を供給する電源部と、電源部から供給され、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算手段と、電気分解により所定量の水素が生成されたことを表示する表示手段と、水の電気分解過程を制御する制御手段とを備えている。制御手段は、消費電力積算手段による積算結果に基づいて、消費電力が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段による表示を行うように制御する。

電源部から供給され、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算手段による積算結果に基づいて、消費電力の時間累積値が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段による表示を行う（表示手段の表示をオンにする）ことで、「飲み頃」の表示を行うため、水素水の飲用可能状態を容易に視認でき、かつ、従来のように電気分解中に動作状態を表示するために電力を消耗することがなく、電力消耗を抑えることができる。また、構成が非常に簡易となると共に安価に製造することができる。

制御手段は、表示手段による表示が開始してから、又は電気分解が終了してから所定時間が経過した際に、表示手段による表示を停止する（表示手段の表示をオフにする）ように制御することが好ましい。これにより、使用の時点における水素水中の溶存水素濃度が所定値以上であることを把握することができる。即ち、表示手段がオン状態であれば、水素水中の溶存水素濃度が「飲み頃」であることを判断できる。一方、表示手段がオフになった場合、水素水中の溶存水素濃度が低下したことを判断できる。

制御手段は、電源部からの電力供給が開始されてから所定時間が経過しても、消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、電源部からの電力供給を停止して電気分解を終了するように制御することが好ましい。これにより、電源（電池）電圧の過度低下を防止することができる。

制御手段は、電気分解の途中又は終了後、電源部からの電力供給が停止された場合、消費電力積算手段による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、この一定の時間内に電源部からの電力供給が再開された場合、記憶された消費電力積算値から積算するように消費電力積算手段を制御することが好ましい。これにより、電気分解中に短時間の電源オフの後に０からの消費電力積算を回避し、電力消耗を減らすことができる。

容器内の水の溶存水素量を検出する溶存水素量検出手段をさらに備え、制御手段は、表示手段に表示を行わせた（表示をオンにした）後、溶存水素量検出手段により溶存水素量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段の表示を停止する（表示をオフにする）ように制御することが好ましい。

容器内の振動又は衝撃を検出する振動検出手段をさらに備え、制御手段は、表示手段に表示を行わせた（表示をオンにした）後、振動検出手段により振動を検出した際に、表示手段の表示を停止する（表示をオフにする）ように制御することが好ましい。

容器内の水の重量を検出する重量検出手段をさらに備え、制御手段は、表示手段に表示を行わせた（表示をオンにした）後、重量検出手段により水の重量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段の表示を停止する（表示をオフにする）ように制御することが好ましい。

容器内の水の酸化還元電位を検出する酸化還元電位検出手段をさらに備え、制御手段は、表示手段に表示を行わせた（表示をオンにした）後、酸化還元電位検出手段により酸化還元電位が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段の表示を停止する（表示をオフにする）ように制御することが好ましい。

本発明によれば、溶存水素量表示方法は、水を電気分解させて水素水を製造する水素水製造装置において、水素水の溶存水素量が所定値となったことを表示手段で表示する溶存水素量表示方法であって、電極に電力を供給し、水を電気分解させる電気分解工程と、電気分解工程において、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算工程と、消費電力積算工程による積算結果に基づいて、消費電力が予め設定された閾値に到達したか否かを判断する判断工程と、判断工程で消費電力が予め設定された閾値に到達したと判断された場合、電気分解により所定量の水素が生成されたことを示す表示手段による表示を行う（表示をオンにする）表示工程とを備えている。

これにより、水素水の飲用可能状態を容易に視認でき、かつ、従来のように電気分解中に動作状態を表示するために電力を消耗することがなく、電力消耗を抑えることができる。

表示手段による表示が開始してから、又は電気分解が終了してから所定時間が経過した際に、表示手段による表示を停止する（表示をオフにする）ように制御されることが好ましい。

電極への電力供給が開始されてから所定時間が経過しても、消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、電極への電力供給を停止し、電気分解を終了するように制御することが好ましい。

電気分解の途中又は終了後、電力供給が停止された場合、消費電力積算手段による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、この一定の時間内に電力供給が再開された場合、記憶された消費電力積算値から積算するように制御することが好ましい。

本発明によれば、水素水製造装置において、電源部から供給され、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算手段による積算結果に基づいて、消費電力の時間累積値が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段による表示を行う（表示手段の表示をオンにする）ことで、「飲み頃」の表示を行うため、水素水の飲用可能状態を容易に視認でき、かつ、従来のように電気分解中に動作状態を表示するために電力を消耗することがなく、電力消耗を減らすことができる。また、構成が非常に簡易となると共に安価に製造することができる。

本発明の水素水製造装置の一実施形態の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図１の水素水製造装置の外観を概略的に示す斜視図である。図１の水素水製造装置を用いて水素水を製造する際の動作（実施例１）を示すフローチャートである。図１の水素水製造装置を用いて水素水を製造する際の動作（実施例１）を示す図である。図１の水素水製造装置を用いて水素水を製造する際のメカニズムを示す図である。図１の水素水製造装置を用いて水素水を製造する際の動作（実施例２）を示すフローチャートである。図１の水素水製造装置を用いて異なる水質の水で水素水を製造する際の動作（実施例２）を示す図である。

以下、本発明に係る水素水製造装置１００の実施形態を、図を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の一実施形態における水素水製造装置１００の電気的構成及び外観を示しており、図３は水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際の引用可能な溶存水素濃度となったこと（即ち、「飲み頃」となったこと）を表示する動作（実施例１）を示している。図４は実施例１における水素水を製造する際の「飲み頃」の表示タイミングを示している。図５は水素水を製造する際のメカニズムを示している。図６は水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際の動作（実施例２）を示している。図７は実施例２における異なる水質の水で水素水を製造する際の「飲み頃」の表示タイミングを示している。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る水素水製造装置１００は、容器１０と、電気分解用の第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂと、電源部３０と、充放電制御回路３１と、電気分解で消費された消費電力を積算する消費電力積算手段４０と、電気分解により所定量の水素が生成されたことを表示する表示手段５０と、制御手段６０と、センサ７０と、センサ信号処理回路８０と、電源スイッチ９０とを備えている。充放電制御回路３１、消費電力積算手段４０、制御手段６０、センサ信号処理回路８０、及び電源スイッチ９０は制御基板上に設けられている。

容器１０は、電気分解される水を収容するためのものである。この容器１０は、例えば、透明な材質から形成され、上端に開口を有する円筒形状容器である。透明な材質を用いることで、収容する水の量を確認できる。また、容器１０の上部には、その開口部を封止する蓋１０ａが設けられ、容器１０の下部には、電気分解用の第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂと、電源部３０と、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算手段４０と、電気分解により所定量の水素が生成された旨を示す表示手段５０と、制御手段６０と、センサ７０と、センサ信号処理回路８０と、電源スイッチ９０とを配置するベース部１０ｂが設けられている。

第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂは、電気分解用の電極（＋電極及び−電極）であり、例えば、白金めっきのチタン材質等からなるものである。本実施形態において、第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂは、リング状に形成されている。これらの第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂは、容器１０の下部に配置されており、電源部３０と電気的に接続されている。

電源部３０は、第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂに電力を供給し、また、制御部６０に電力を供給するためのものである。本実施形態において、この電源部３０は、充電可能な電池を用いて構成されており、充放電制御回路３１を介して制御部６０に接続されていると共に、第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂに接続されている。電源部３０の充電可能な電池は、家庭用コンセントに接続された充電用ＡＣアダプタ３２によって充電することができる。また、電源部３０から電極への電力供給は、電源スイッチ９０でオン／オフ制御できる。

消費電力積算手段４０は、例えば、電力積算回路から構成されており、第１電極２０ａ及び第２電極２０ｂに印加された電圧及び電流に基づいて、消費電力を計算し、時間累積値を算出するものであり、消費電力積算値を出力する。電源がオフとされてから所定時間を経過した際には、この消費電力積算手段４０によって積算した消費電力積算値を０に初期化するように構成することができる。

表示手段５０は、本実施形態においては、例えば、発光ダイオード(ＬＥＤ)から構成されている。この表示手段５０は、水素水製造装置１００のベース部に配置されている。消費電力の時間累積値が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段５０が点灯する（表示がオンとなる）ように構成され、また、表示手段５０の点灯状態（表示がオンの状態）が予め設定した所定時間を経過した際に、表示手段５０が消灯する（表示がオフとなる）ように構成されている。

制御手段６０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、計時手段とを備えている。ＣＰＵはＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、水素水製造装置１００の全体の動作を制御する。本実施形態において、制御手段６０は、消費電力積算手段４０による積算結果に基づいて、消費電力が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段５０の表示をオンにするように制御する。また、制御手段６０は、表示手段５０の表示のオン状態が予め設定した所定時間を経過した際に、表示手段５０の表示をオフとするように制御する。また、制御手段６０は、消費電力が予め設定された閾値に到達する前に、電源部３０からの電力供給が停止された場合（例えば、使用者が電源をオフにした場合）、消費電力積算手段４０による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、この一定の時間内に電源部３０からの電力供給が再開された場合、記憶された消費電力積算値から積算するように消費電力積算手段４０を制御する。さらに、制御手段６０は、電源部３０からの電力供給が開始されてから予め設定した所定時間を経過しても、消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、電源部３０からの電力の供給を停止し、電気分解を中止するように制御する。

電気分解に消費された消費電力の閾値は、例えば、基準水質での「電気伝導度」を「１００」とし、「溶存水素量」を「３００ｐｐｂ」として算出したと仮定し、「飲み頃」表示の閾値を設定したとする。水素生成動作時間を「５分」と設定する。

センサ７０は、容器１０に設けられ、表示手段５０による「飲み頃」の表示を停止（即ち、消灯）するために、容器１０側の所定情報を検出するためのものである。制御基板上に設けられているセンサ信号処理回路８０は、このセンサ７０の検出信号を処理し、制御手段６０に入力する回路である。センサ７０としては、溶存水素センサ、加速度センサ、重量センサ若しくは感圧センサ、又は酸化還元電位センサ等が用いられる。

例えば、容器１０内の水の溶存水素量を検出する溶存水素量検出手段（溶存水素センサ）を設け、制御手段６０は、表示手段５０の表示をオンにした後、溶存水素量検出手段により溶存水素量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御するようにしても良い。また、例えば、容器内の振動又は衝撃を検出する振動検出手段（加速度センサ等）を設け、制御手段６０は、表示手段５０の表示をオンにした後、振動検出手段により振動を検出した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御するようにしても良い。またさらに、例えば、容器内の前記水の重量を検出する重量検出手段（重量センサ又は感圧センサ）を設け、制御手段６０は、表示手段５０の表示をオンにした後、重量検出手段により水の重量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御するようにしても良い。さらに、例えば、容器内の水の酸化還元電位を検出する酸化還元電位検出手段（酸化還元電位センサ）を設け、制御手段６０は、表示手段５０の表示をオンにした後、酸化還元電位検出手段により酸化還元電位が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御するようにしても良い。

以下、本実施形態における水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際の動作を説明する。

図３及び図４に示すように、水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際、容器１０に所定量の水を満たし、蓋を閉じてから、電源をオンにする（ステップＳ１）。次いで、電源部３０からの電圧を例えば充放電制御回路３１によって計測することによって電池電圧を計測する（ステップＳ２）。電池電圧が所定値以上であれば電気分解を開始する（ステップＳ３）。電気分解を開始すると同時に計時を開始し（ステップＳ４）、消費電力積算手段４０によって消費電力を積算する（ステップＳ５）。次いで、消費電力積算手段４０による積算した消費電力積算値が予め設定した閾値に到達したか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、消費電力積算値が予め設定した閾値に到達したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ７へ進み、「飲み頃」を示す表示手段５０を点灯する。同時に、電気分解を終了する（ステップＳ８）。そして、消費電力積算値を記憶する（ステップＳ９）。次いで、予め設定された点灯時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、予め設定された点灯時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１１へ進み、他の消灯条件（センサの検出結果）による消灯制御信号があったか否かを判断する。ステップＳ１１で、消灯制御信号があったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、「飲み頃」を示す表示手段５０を消灯（表示をオフに）する（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ１０で、予め設定された点灯時間を経過したと判断した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１２へ進み、「飲み頃」を示す表示手段５０を消灯する。また、ステップＳ１１で、消灯制御信号がなかったと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１０に戻り、上記の動作を繰り返す。

一方、ステップＳ６で、消費電力積算値が予め設定した閾値に到達していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１３に進み、予め設定された所定時間（１回の動作時間）を経過したか否かを判断する。ここで、所定時間を経過したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１５に進み、電気分解を終了する。ステップＳ１３で所定時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、電源がオフになったか否かを判断する（ステップＳ１４）。ここで、電源がオフになったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１５に進み、電気分解を終了又は中断する。そして、消費電力積算値を記憶する（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１４で、電源がオフになっていないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ６に戻り、上述した動作を繰り返す。ステップＳ１６の処理の後、一定時間（予め設定された消費電力積算値記憶時間）を経過したか否かを判断する（ステップＳ１７）。ここで、一定時間を経過したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、記憶を初期化し（ステップＳ１８）、ステップＳ１９へ進む。一方、ステップＳ１７で一定時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１９に進み、電源がオンになったか否かを判断する。ここで、電源がオンになったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、記憶された消費電力積算値を読み出す（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ２に戻り、上述したステップＳ２からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ１９で、電源がオンになっていないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１７に戻り、上述したステップＳ１７からの処理を繰り返す。

表示手段５０が点灯している（表示がオンの）状態では、溶存水素濃度が所定値以上であり、「飲み頃」であることを示しており、一方、表示手段５０が消灯している（表示がオフの）場合、溶存水素濃度が低下し、「飲み頃」ではないことを示している。

本実施形態における水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際の電気分解による水素生成のメカニズムは、図５に示すように、陰極、陰極及び水中での反応過程からなる。即ち、水素水製造装置１００は、陰極で水素ガス（Ｈ_２）及び水酸化イオン（ＯＨ⁻）を生成し、陽極で水素イオン（Ｈ^＋）及び酸素（Ｏ_２）と電子（ｅ⁻）を生成するように構成されている。この場合、水中では、水素イオン（Ｈ^＋）と水酸化イオン（ＯＨ⁻）が反応して水（Ｈ_２Ｏ）に戻り、水素ガス（Ｈ_２）は水に溶存することで、水素水が形成される。

図６に示すように、水素水製造装置１００を用いて水素水を製造する際、容器１０に所定量の水を満たし、蓋を閉じてから、電源をオンにする（ステップＳ２１）。次いで、電源部３０からの電圧を例えば充放電制御回路３１によって計測することによって電池電圧を計測する（ステップＳ２２）。電池電圧が所定値以上であれば電気分解を開始する（ステップＳ２３）。電気分解を開始すると同時に計時を開始し（ステップＳ２４）、消費電力積算手段４０によって消費電力を積算する（ステップＳ２５）。次いで、消費電力積算手段４０による積算した消費電力積算値が予め設定した閾値に到達したか否かを判断する（ステップＳ２６）。ここで、消費電力積算値が予め設定した閾値に到達したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ２７へ進み、「飲み頃」を示す表示手段５０を点灯する。次いで、予め設定された所定時間（１回の動作時間）を経過したか否かを判断する（ステップＳ２８）。ここで、予め設定された所定時間を経過したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ２９に進み、電気分解を終了する。そして、消費電力積算値を記憶する（ステップＳ３０）。次いで、予め設定された点灯時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、予め設定された点灯時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３２へ進み、他の消灯条件（センサの検出結果）による消灯制御信号があったか否かを判断する。ステップＳ３２で、消灯制御信号があったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、「飲み頃」を示す表示手段５０を消灯（表示をオフに）する。一方、ステップＳ３１で、予め設定された点灯時間を経過した（即ち、電気分解が終了してから所定時間が経過した）と判断した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ３３へ進み、「飲み頃」を示す表示手段５０を消灯する。また、ステップＳ３２で、消灯制御信号がなかったと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３１に戻り、上記の動作を繰り返す。

一方、ステップＳ２６で、消費電力積算値が予め設定した閾値に到達していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３４に進み、予め設定された所定時間（１回の動作時間）を経過したか否かを判断する。ここで、所定時間を経過したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ３６に進み、電気分解を終了する。ステップＳ３４で所定時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、電源がオフになったか否かを判断する（ステップＳ３５）。ここで、電源がオフになったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ３６に進み、電気分解を終了又は中断する。そして、消費電力積算値を記憶する（ステップＳ３７）。一方、ステップＳ３５で、電源がオフになっていないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ２６に戻り、上述した動作を繰り返す。ステップＳ３７の処理の後、一定時間（予め設定された消費電力積算値記憶時間）を経過したか否かを判断する（ステップＳ３８）。ここで、一定時間を経過したと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、記憶を初期化し（ステップＳ３９）、ステップＳ４０へ進む。一方、ステップＳ３８で一定時間を経過していないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ４０に進み、電源がオンになったか否かを判断する。ここで、電源がオンになったと判断された場合（ＹＥＳの場合）は、記憶された消費電力積算値を読み出す（ステップＳ４１）。そして、ステップＳ２２に戻り、上述したステップＳ２２からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ４０で、電源がオンになっていないと判断された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３８に戻り、上述したステップＳ３８からの処理を繰り返す。

以下、実施例２において、異なる水質の水で水素水を製造する際の例を説明する。図７（ａ）に示すように、基準水質で「電気伝導度」が「１００」の場合は、電気分解動作を開始した後、溶存水素量が３００ｐｐｂに到達した時、表示手段５０が点灯し、「飲み頃」表示する。電気分解の動作が５分を経過した時、電気分解動作を終了する。電気分解動作終了後、一定時間を経過した後、表示手段５０を消灯するように構成されている。

また、図７（ｂ）に示すように、任意の水質で「電気伝導度」を「２００」の場合は、電気分解動作を開始した後、比較的に短い時間で溶存水素量が３００ｐｐｂに到達し、表示手段５０が点灯し、「飲み頃」表示する。電気分解の動作が５分を経過した時、電気分解動作を終了する。電気分解動作終了後、一定時間を経過した後、表示手段５０を消灯するように構成されている。

また、図７（ｃ）に示すように、任意の水質で「電気伝導度」を「５０」の場合は、電気分解動作を開始した後、その電気分解の動作が５分を経過した時、電気分解動作を終了する。この場合、一定の時間は消費電力積算値を記憶する。一定の時間内に電気分解の動作が再開された場合、記憶された消費電力積算値から積算する。消費電力積算値がその閾値である溶存水素量が３００ｐｐｂに到達した時、表示手段５０が点灯し、「飲み頃」表示する。そして、電気分解の動作が再開した後、電気分解の動作が５分を経過した時、電気分解動作を終了する。電気分解動作終了後、一定時間を経過した後、表示手段５０が消灯するように構成されている。

以上説明したように、本実施形態の水素水製造装置１００は、容器１０と、電気分解用の第１及び第２電極２０ａ及び２０ｂと、電源部３０と、電気分解で消費された消費電力を積算する消費電力積算手段４０と、電気分解により所定量の水素が生成された旨を示す表示手段５０と、制御手段６０とを備えている。制御手段６０は、消費電力積算手段４０による積算結果に基づいて、消費電力が予め設定された閾値に到達した際に、表示手段５０の表示をオンにするように制御する。また、制御手段６０は、表示手段５０の表示のオン状態が予め設定した所定時間を経過した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御する。

これにより、水素水の飲用可能状態（即ち、「飲み頃」）を容易に視認でき、かつ、従来のように電気分解中に動作状態を表示するために電力を消耗することがなく、電力消耗を減らすことができる。また、構成が非常に簡易となると共に安価に製造することができる。

また、制御手段６０は、表示手段５０の表示のオン状態が予め設定した所定時間を経過した際に、表示手段５０の表示をオフにするように制御することで、使用の時点における水素水中の溶存水素濃度を把握することができる。即ち、表示手段５０の表示がオン状態であれば、水素水中の溶存水素濃度が「飲み頃」であることを判断できる。一方、表示手段５０の表示がオフになった場合、水素水中の溶存水素濃度が低下したことを判断できる。

また、制御手段６０は、消費電力が予め設定された閾値に到達する前に、電源部３０からの電力供給が停止された場合、消費電力積算手段４０による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、この一定の時間内に電源部３０からの電力供給が再開された場合、記憶された消費電力積算値から積算するように消費電力積算手段４０を制御することで、電気分解中に短時間の電源オフの後に０からの消費電力積算を回避し、電力消耗を減らすことができる。

さらに、制御手段６０は、電源部３０からの電力が開始してから予め設定した所定時間を経過しても、消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、電源部３０からの電力の供給を停止し、電気分解を中止するように制御することで、電源（電池）電圧の過度低下を防止することができる。

なお、上述した実施形態の水素水製造装置１００においては、消灯条件を検出するためのセンサ（例えば、溶存水素量検出手段（溶存水素センサ）、振動検出手段（加速度センサ等）重量検出手段（重量センサ又は感圧センサ）、又は酸化還元電位検出手段（酸化還元電位センサ）を設ける構成例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば消灯条件を検出するためのセンサを設けずに、予め設定した点灯時間のみで消灯を制御するようにしても良い。

また、上述した実施形態の水素水製造装置１００において、電源部３０は、充電可能な電池を用いている例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、非充電の一次電池を用いても良い。また、交流電源を用いても良い。

また、上述した実施形態の水素水製造装置１００において、表示手段５０は、ＬＥＤから構成されている例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ＬＥＤ以外の表示手段、例えば、液晶ディスプレイを用いて構成されても良い。

また、上述した実施形態の水素水製造装置１００の実施例１及び２において、一例として、溶存水素量が３００ｐｐｂに到達した時、表示手段５０が点灯し、「飲み頃」表示する構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、実施例２において、一例として、電気分解の動作が５分を経過した時、電気分解動作を終了する構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。「飲み頃」の溶存水素量及び電気分解の動作時間は、必要に応じて適宜に設定することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含むものである。

本発明は、水を電気分解させて水素水を製造する水素水製造装置、特に携帯に便利な小型の水素水製造装置に利用できる。

１０容器
２０ａ第１電極
２０ｂ第２電極
３０電源部
３１充放電制御回路
３２充電用ＡＣアダプタ
４０消費電力積算手段
５０表示手段
６０制御手段
７０センサ
８０センサ信号処理回路
９０電源スイッチ
１００水素水製造装置

Claims

水を電気分解させて水素水を製造する水素水製造装置において、
前記水が満たされる容器と、
前記容器内に配置される電気分解用の第１及び第２電極と、
前記第１及び第２電極に電力を供給する電源部と、
前記電源部から供給され、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算手段と、
前記電気分解により所定量の水素が生成されたことを表示する表示手段と、
前記水の電気分解過程を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記消費電力積算手段による積算結果に基づいて、前記消費電力が予め設定された閾値に到達した際に、前記表示手段による表示を行うように制御し、前記電気分解の途中又は終了後、前記電源部からの電力供給が停止された場合、前記消費電力積算手段による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、前記一定の時間内に前記電源部からの電力供給が再開された場合、記憶された前記消費電力積算値から積算するように前記消費電力積算手段を制御することを特徴とする水素水製造装置。
前記制御手段は、前記表示手段による表示が開始してから、又は前記電気分解が終了してから所定時間が経過した際に、前記表示手段による表示を停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の水素水製造装置。
前記制御手段は、前記電源部からの電力供給が開始されてから所定時間が経過しても、前記消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、前記電源部からの電力供給を停止して前記電気分解を終了するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の水素水製造装置。
前記容器内の前記水の溶存水素量を検出する溶存水素量検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表示手段に表示を行わせた後、前記溶存水素量検出手段により溶存水素量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、前記表示手段の表示を停止するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水素水製造装置。
前記容器内の振動又は衝撃を検出する振動検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表示手段に表示を行わせた後、前記振動検出手段により振動を検出した際に、前記表示手段の表示を停止するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水素水製造装置。
前記容器内の前記水の重量を検出する重量検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表示手段に表示を行わせた後、前記重量検出手段により前記水の重量が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、前記表示手段の表示を停止するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水素水製造装置。
前記容器内の前記水の酸化還元電位を検出する酸化還元電位検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表示手段に表示を行わせた後、前記酸化還元電位検出手段により酸化還元電位が予め設定された値を下回ったことを検出した際に、前記表示手段の表示を停止するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水素水製造装置。
水を電気分解させて水素水を製造する水素水製造装置において、前記水素水の溶存水素量が所定値となったことを表示手段で表示する溶存水素量表示方法であって、
電極に電力を供給し、水を電気分解させる電気分解工程と、
前記電気分解工程において、電気分解に消費された消費電力を積算する消費電力積算工程と、
前記消費電力積算工程による積算結果に基づいて、前記消費電力が予め設定された閾値に到達したか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程で前記消費電力が予め設定された閾値に到達したと判断された場合、前記電気分解により所定量の水素が生成されたことを示す前記表示手段による表示を行う表示工程とを備え、
前記電気分解の途中又は終了後、前記電力供給が停止された場合、前記消費電力積算工程による積算した消費電力積算値を一定の時間記憶し、
前記一定の時間内に前記電力供給が再開された場合、記憶された前記消費電力積算値から積算するように制御することを特徴とする溶存水素量表示方法。
前記表示手段による表示が開始してから、又は前記電気分解が終了してから所定時間が経過した際に、前記表示手段による表示を停止するように制御することを特徴とする請求項８に記載の溶存水素量表示方法。
前記電極への電力供給が開始されてから所定時間が経過しても、前記消費電力が予め設定された閾値に到達しなかった場合、前記電極への電力供給を停止して前記電気分解を終了するように制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の溶存水素量表示方法。