JP7089376B2

JP7089376B2 - 水素水生成装置

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Publication number: JP7089376B2
Application number: JP2018033894A
Authority: JP
Inventors: 智昭木村
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2022-06-22
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: JP2019147115A

Description

本発明は、容器内に入れた水の電気分解により水素を生成して、生じた水素が水中に溶け込んだ水素水を得る水素水生成装置に関する。

供給された水道水や井戸水等を浄水処理した後、これらの水を電気分解して電解水、すなわち飲用水として利用可能なアルカリ性電解水と洗浄水等の非飲用に用いる酸性電解水とを生成する電解水生成器（イオン整水器）はよく知られているが、同様に水の電気分解を利用するものとして、所定の大きさの容器に入れた水に対し電気分解を行い、この電気分解で得られた還元力の強い水素ガスを水中に溶存する状態として、この水（水素水）を使用者が飲用できるようにした水素水生成装置が提案されている。

こうした従来の水素水生成装置の例として、特開２００５－１１１３５６号公報や特許第５５１４１４０号公報に開示されるものがある。

特開２００５－１１１３５６号公報特許第５５１４１４０号公報

従来の水素水生成器は、前記特許文献に示される構成とされており、台座部分等の電源部から中空容器状の電解槽内の電極に電力を供給して、電解槽で水の電気分解を実行し、水素水を得ていた。

こうした水素水生成器では、電解槽となる中空容器内部で電気分解が進行して水素気泡が生じる様子を使用者に見えるようにして、水素水生成器の作動状態を使用者に理解させるために、容器部分を透明材質製とすることが多かった。しかしながら、水素水生成器の大部分を占めるこの容器部分を透明材質製とすると、装置のデザインの面で制約が大きくなり、他との差別化を図った独特な外観形状の採用が難しいことに加え、素材の特性上、十分な強度を付与して携帯使用に対応した構造とするのに適さず、使用箇所が限定されるという課題を有していた。

逆に、携帯使用を考慮して透明材質を採用せず、強度を確保した装置構造とした場合、内部で電気分解が進行して水素気泡が生じる様子が見えなくなり、使用者は水素水生成器の作動を実感しにくくなるという課題を有していた。

また、従来の水素水生成器では、電気分解の効率を重視して、電解槽内で水が電極に接触しやすいように、電極が電解槽内において露出状態とされる構造が多く採用されており、こうした電極を保護するために、電解槽に水以外の異物を入れることは装置使用にあたり禁止事項とされている。しかしながら、使用者がこうした禁止事項を無視して電解槽に水以外の異物、例えば水を冷やすための氷、を入れる事態は、比較的起こりやすいと考えられる。これに対し、従来の水素水生成器において電極を構造的に保護する仕組みはほとんど導入されておらず、仮にこのような氷等の異物を電解槽内に入れた場合、異物が電極と接触し、異物から過剰な力が電極に加わって、電極が変形したり破損して電気分解が行えなくなるなどの不具合を生じるおそれがあるという課題を有していた。

本発明は前記課題を解消するためになされたもので、電解槽内部における電気分解で水素気泡を発生させる様子が使用者により確認可能な状態を、強度を低下させない構造で実現して、十分な強度を確保して問題なく携帯を可能にすると共に、水素気泡の発生確認による使用時の安心感を付与できる、水素水生成装置を提供することを目的とする。

本発明の開示に係る水素水生成装置は、水を電気分解して水素を発生させ、水素が水に溶け込んだ水素水を得る水素水生成装置において、中空容器として形成され、中空部に水を貯留可能な本体部と、前記本体部における前記中空部の下の底面部に配設され、中空部に向けて可視光を照射可能とされる発光部と、前記本体部における底面部の上側に配設され、水に対し電圧を印加可能とする複数の電極板からなる電極部と、当該電極部と電気的に接続されて本体部の所定箇所に配設され、少なくとも電極部への通電状態を調整制御する制御回路部と、当該制御回路部の制御下で前記電極部への電力供給を行う電源部とを備え、前記本体部が、中空部に面する側面における前記電極部より上側となる一又は複数の所定箇所に、本体部外側と中空部との間で可視光を透過可能とする材質製の窓部を設けられてなり、前記電極部が、発光部からの光の中空部上方への進行を妨げない配置とされると共に、発生させた水素気泡が電極部から離れて中空部の水中に拡散する位置を、少なくとも発光部より上側に設定され、前記発光部が、本体部の中空部に水を貯留した状態で、照射した光を、電極部又は電極部に設けられた壁部に反射させて、前記窓部を経て本体部の外に到達可能として配設され、前記制御部が、電極部への通電中に発光部に光照射を行わせる制御を行うものである。

このように本発明の開示によれば、電解槽をなす本体部に発光部を設けると共に、本体部の側面に窓部を設け、発光部から照射された光が電極部又は壁部に反射して水中を進み、電気分解で発生した水素気泡が電極部から離れて水中に拡散している領域を通過した上で、窓部を経て本体部の外に到達し、この光を本体部の外で使用者が視認して、水素気泡の水中を進む状態を確認できることにより、本体部内側からの光で照らされる水中の水素気泡を使用者が窓部の外から見る状態を得て、窓部を小さくして外から中に光が入りにくい構造としても窓部を通じて水素気泡が見える状態を確保でき、窓部を必要最小限の大きさとして、携帯に係る持ち運び等に耐えうる十分な強度を本体部に付与して、無理なく携帯使用できることに加えて、本体部のデザインの自由度を大きくして価値を高められる。また、発光部上方の水素気泡が拡散している箇所までは光の進む経路に障害物がなく、光が遮られずに水素気泡の箇所まで達することとなり、少ない光量で水素気泡を照らして視認可能とすることができ、水素気泡の発生を適切に確認可能として使用者に安心感を与えられ、装置の積極的な使用を促せると共に、発光に係る電力消費を抑えられ、特に電源部が電池の場合に使用時間を長くすることができる。

また、本発明の開示に係る水素水生成装置は必要に応じて、前記電極部が、前記発光部の周囲に略筒状の起立状態として配置され、前記壁部が、本体部の底面部上で電極部の少なくとも内側に沿って連続して立設される略筒状体とされ、壁部の上端部の高さを、電極部の上端部の高さより大きく且つ窓部の下端の高さより小さくされてなり、壁部の上端部より上側で、電極部が発生させた水素気泡の中空部の水中への拡散を許容するものである。

このように本発明の開示によれば、電極部が略筒状に配置されると共に、壁部が電極部の内側に略筒状体として配設され、水素気泡の水中への拡散が壁部の上側で生じて、発光部の直上に位置する、壁部で囲まれた内側の領域には水素気泡の発生及び拡散が生じず、発光部からの光を遮るものがないことにより、前記領域で水素気泡による光の減衰がなく、壁部に反射して上方へ進行可能な光の割合を増大させられ、壁部より上側で水中に拡散する水素気泡に確実に光を当てて視認可能とする状態が得やすく、水素気泡をより明るく照らして視認性を高められる他、光が進行しやすい分、水素気泡を照らす光量を抑えても視認性を確保でき、さらなる電力消費の低減も図れる。また、電極部が略筒状の起立状態とされて、本体部の横断面の面積に占める電極部の配置領域の割合を必要最小限とすると共に、電極部内側に電極部の高さを上回る壁部を配置していることで、本体部内に誤って異物が投入された場合でも異物が電極部の上側に載って電極部に接して力を加える状態は生じにくく、異物は略筒状の壁部の内側の空間部分に導かれることとなる。そして、壁部の内側の空間部分に入って底面部上に達した異物は、壁部に遮られて電極部に横からも接触しないことで、電極部には異物から不要な力が加わりにくく、電極部の変形を抑えて不具合を防止でき、本体部内に異物を入れるような誤った使用に際しても、使用者に悪影響が及ぶ事態を回避できる。

また、本発明の開示に係る水素水生成装置は必要に応じて、前記壁部が、表面が明度の高い色である材質からなるものである。

このように本発明の開示によれば、壁部の表面の明度を高くして、壁部での光の反射する度合いを大きくすることにより、発光部からの光が壁部に反射して上方に進行する際に吸収による減衰を抑える一方、反射して上方へ進む割合を増やして、水中に拡散する水素気泡をより強い光で照らして確実に視認可能とすることができ、光量を維持しつつ水素気泡を明るく照らして視認性を高めるようにできる他、視認性を確保しつつ発光部から発する光量を抑えて、電力消費の低減を図るようにすることもできる。

また、本発明の開示に係る水素水生成装置は必要に応じて、前記壁部の上部が、電極部の上側に達して電極部を上から覆う形状として形成されると共に、電極部が発生させた水素気泡を上向きに通過させる開口部を複数設けられてなり、当該開口部の少なくとも一つが、前記窓部の内面寄りに位置するようにされるものである。

このように本発明の開示によれば、電極部の上側に壁部の上部を位置させて電極部を覆う状態としつつ、この壁部の電極部上側の部分に複数の開口部を設けて水素気泡を通過可能とし、特に開口部のいずれかは窓部の内面寄りに位置させて、窓部の近傍で水素気泡が水中に拡散する状態とすることにより、本体部の横断面の面積に占める配置領域の割合を小さくした電極部の上側を、さらに壁部で覆うようにして、本体部内に異物が投入された場合に異物が電極部の上端部に接触することを阻止でき、より確実に電極部に力が加わる事態を阻止して不具合を抑えられることに加え、発光部から進んだ光が窓部を経て外部に達する直前で、窓部寄りの開口部を通って水中に拡散する水素気泡を照らすこととなり、水素気泡を照らした光が最短距離で窓部に達して外部側に透過することができ、水素気泡を照らした光が水中を進む間に減衰することを抑えて、光に照らされながら水中に拡散する水素気泡を窓部を通じて確実に視認可能とすることができる。

また、本発明の開示に係る水素水生成装置は、水を電気分解して水素を発生させ、水素が水に溶け込んだ水素水を得る水素水生成装置において、中空容器として形成され、中空部に水を貯留可能な本体部と、前記本体部の中空部に本体部の内周面形状に沿った起立状態として配設され、水に対し電圧を印加可能とする複数の電極板からなる電極部と、所定高さの略筒状体として電極部の内側に沿って立設される壁部と、前記電極部と電気的に接続されて本体部の前記中空部の外側となる所定箇所に配設され、少なくとも電極部への通電状態を調整制御する制御回路部と、当該制御回路部の制御下で前記電極部への電力供給を行う電源部とを備え、前記壁部が、壁部の上端部の高さを電極部の上端部の高さより大きくされてなるものである。

このように本発明の開示によれば、電極部が略筒状の起立状態とされて、本体部の横断面の面積に占める電極部の配置領域の割合を必要最小限とすると共に、電極部内側に電極部の高さを上回る壁部を配置していることにより、本体部内に誤って異物が投入された場合でも、異物が電極部の上側に載って電極部に接して力を加える状態は生じにくく、異物は略筒状の壁部の内側の空間部分に導かれることとなる。そして、壁部の内側の空間部分に入って底面部上に達した異物は、壁部に遮られて電極部に横からも接触しないことで、電極部には異物から不要な力が加わりにくく、電極部の変形を抑えて不具合を防止でき、本体部内に異物を入れるような誤った使用に際しても、使用者に悪影響が及ぶ事態を回避できる。

本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の正面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の背面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の右側面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の平面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の底面図である。図４のＡ－Ａ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の本体部基部の斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の本体部基部の平面図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置のブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置のカートリッジ取り外し状態説明図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置における発光部からの光の進行状態説明図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置における水素水生成制御のうち電気分解終了前までの制御フローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置における水素水生成制御のうち電気分解終了以後の制御フローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の蓋体における係止部の係止解除状態説明図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置の蓋体における上蓋部の開放状態説明図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置における本体部内部からの水取り出し状態説明図である。本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置における発光部からの光の他の進行状態説明図である。本発明の第２の実施形態に係る水素水生成装置の斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る水素水生成装置の本体部基部の平面図である。本発明の第２の実施形態に係る水素水生成装置のブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る水素水生成装置における中空部下部への異物到達状態説明図である。

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る水素水生成装置を前記図１ないし図１６に基づいて説明する。本実施形態においては携帯に対応したボトル型の装置に適用した例を説明する。

前記各図において本実施形態に係る水素水生成装置１は、両端が閉塞された筒状の中空容器として形成され、中空部１９に水を貯留可能な本体部１０と、この本体部１０における中空部１９の下の底面部１３ａに配設され、中空部１９に向けて可視光を照射可能とされる発光部２０と、本体部１０における底面部１３ａの上側に配設され、水に対し電圧を印加可能とする複数の電極３１、３２、３３からなる電極部３０と、この電極部３０に設けられて発光部２０から照射された光の一部を反射させる壁部４０と、本体部１０における底面部１３ａの下側に配設され、電極部３０への通電状態を調整制御する制御回路部５０と、この制御回路部５０の制御下で電極部３０への電力供給を行う電源部６０とを備える構成である。

なお、本実施形態に係る水素水生成装置１における電極部３０や通電のための各部品などの、水の電気分解により水素気泡を発生させて水素水を得る仕組み自体については、公知の水素水生成装置と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記本体部１０は、内部に水を所定量貯留可能な中空容器として形成されるものであり、詳細には、中空円筒状に形成される筒体部１１と、この筒体部１１の一方の開口部１１ａを閉塞する状態で筒体部１１に着脱可能に取り付けられる蓋体１２と、電解槽の底となる底面部１３ａを有して筒体部１１の他方の開口部を閉塞する状態で筒体部１１に一体に取り付けられる基部１３とを備える構成である。

中空円筒状である筒体部１１の両端の開口部を蓋体１２と基部１３とで閉塞することで、内部に閉じた中空部１９が生じており、本体部１０は電解槽としてこの中空部１９に水を貯留し、この水に対し電気分解が行われることとなる。

この本体部１０のうち、中空部１９に面する筒体部１１の側面における電極部３０より上側となる所定箇所に、本体部１０外側と中空部１９との間で可視光を透過可能とする透明材質製の窓部１１ａを設けられ、この窓部１１ａを通じて外から本体部１０内の水を視認可能とされる。窓部１１ａ以外の本体部１０各部は光を通さない不透明材質であり、需要に応じた任意の色調を与えられる。

前記蓋体１２は、本体部１０の筒体部１１に着脱可能に取り付けられて筒体部１１の開口部を閉塞する一方、新たな通水孔１２ｃを開閉可能に設けて、水素水を必要に応じて本体部１０内から取り出せるようにするものである。

蓋体１２は、詳細には、筒体部１１の一方の端部に着脱可能に取り付けられ、水素水を取り出し可能とする通水孔１２ｃを設けられる蓋基部１２ａと、この蓋基部１２ａに蝶番部１２ｄを介して傾動可能に連結され、蓋基部１２ａの通水孔１２ｃを開閉する上蓋部１２ｂとを備える構成である。

この蓋部１２の蓋基部１２ａにおける通水孔１２ｃの奥方には、通水孔１２ｃから水素水を取り出す際に空気を中空部１９側に流入可能として水素水の流出をスムーズにする通気孔１２ｅが設けられる。蓋基部１２ａにおける通水孔１２ｃと通気孔１２ｅを取り囲む周囲部分は略筒状に突出する形状とされ、その上端縁の正面寄りの一部は他部分より上方に突出拡張されて飲み口１２ｆとされる。また、蓋体１２の蝶番部１２ｄの反対側となる正面位置に、上蓋部１２ｂの凸部を係止して上蓋部１２ｂを閉状態に保持可能とする係止部１２ｇが設けられる。

前記飲み口１２ｆは、通水孔１２ｃを通じて中空部１９につながっており、蓋体１２の上蓋部１２ｂを開放状態として本体部１０を十分に傾けると、中空部１９の水を通水孔１２ｃから外に出すことができ、さらに、飲み口１２ｆに沿って外部に出ようとする水を、この飲み口１２ｆに口を付けて飲むことができる。

蓋体１２は、蓋基部１２ａ中央部の下面側に下方へ突出する略筒状の係合部１２ｈを形成されてなり、この係合部１２ｈに浄水用のカートリッジ１６を係脱交換可能に係合して取り付けられる仕組みである。蓋基部１２ａの筒体部１１への取り付け状態では、筒体部１１内部に突出するカートリッジ１６は筒体部１１の窓部１１ａより上側に位置しており、窓部１１ａからカートリッジ１６は見えず、中空部１９の水中に水素気泡が拡散する状態を窓部１１ａ全体で見ることができ、美観の面でも優れたものとなる。

この蓋基部１２ａは、筒体部１１に対し螺合等により水密状態を維持しつつ着脱可能に取り付けられて、カートリッジ交換時などに必要に応じて取り外せる構成である。この蓋基部１２ａを筒体部１１から取り外して開放された筒体部１１の一方の開口部は、中空部１９に水や電気分解補助剤を投入可能な投入口として用いることができる。なお、浄水用のカートリッジを設けない場合には、筒体部１１の上側に蓋体１２を着脱可能とする構造部分を設けず、簡略な閉塞構造としてもかまわない。

また、上蓋部１２ｂには、蓋基部１２ａの筒状突出部分の内側に挿入可能な大きさとされて下方に突出する突出部１２ｉが形成され、上蓋部１２ｂを蓋基部１２ａに対し閉状態で保持した状態で、突出部１２ｉを蓋基部１２ａの筒状突出部分に嵌合させる構成である。この突出部１２ｉと蓋基部１２ａの筒状突出部分との嵌合で、突出部１２ｉ表面の弾性体からなる封止部材１２ｊが、その周縁部で蓋基部１２ａの筒状突出部分上端と隙間なく密着すると共に、先端部で蓋基部１２ａの通水孔１２ｃと通気孔１２ｅの各孔縁部とそれぞれ密着して各孔を閉塞することで、本体部１０内側の中空部１９が外部から水密状態で隔離される。

前記カートリッジ１６は、多数の貫通孔を有して水を内部と外部との間で滞りなく流通させられる中空容器内に、浄水用の粒状のセラミック材１７を多数収容したものであり、蓋体１２の蓋基部１２ａ下側に着脱可能に取り付けられる構成である。使用者が本体部１０を傾けて中空部１９の水を飲もうとすると、中空部１９から通水孔１２ｃを通じて外に出ようとする水がカートリッジ１６を通過し、水がカートリッジ１６内のセラミック材１７と接触することで、例えば水のカルキ臭を除去するなどの浄水が行える仕組みである。また、カートリッジ１６は中空部１９への貯水状態で一部が水没するようにされ、中空部１９に入っている水に対し浄水機能を一部発揮できる。

セラミック材１７の総体積はカートリッジ１６の内容積に対し少なく設定され、セラミック材１７はカートリッジ内で移動可能とされる。このため、水素水の飲用時は、本体部１０を傾けるのに伴い、セラミック材１７がカートリッジ内で下に移動して水の通る領域に集中する状態となることで、多数のセラミック材１７が水と接触可能となり、セラミック材１７をカートリッジ１６の内容積一杯に密に充填しなくても十分な浄水能力を発揮でき、効率よく浄水可能となる。また、各セラミック材１７がカートリッジ１６内で移動できることで、本体部１０を傾けるなど動かすたびにセラミック材１７が移動して攪拌される状態となり、カートリッジ１６内における各セラミック材１７の位置や、セラミック材１７の水と接する表面位置を装置使用ごとに入れ替えて、カートリッジ１６全体としての浄水機能を長期にわたり維持できる。

前記基部１３は、大きさの異なる二つの有底筒体を一体に組み合わせて上部と下部で大きさを異ならせた筒状体とされ、一方の底が電解槽の底をなす底面部１３ａとされ、この底面部１３ａから起立する小さい方の筒体部分を筒体部１１の他端部に螺合連結させることで筒体部１１と一体化される構成である。この基部１３は、電極部３０、壁部４０、制御回路部５０及び電源部６０を取り付けられてなり、蓋体１２と共に筒体部１１と一体に組み合わされて本体部１０をなし、本体部１０内に水密状態の中空部１９を生じさせるものである。なお、基部１３は筒体部１１に対し着脱可能に取り付けられるようにすることもでき、その場合は電極部３０のメンテナンス等が容易となる。

この基部１３の底部は、底カバー１３ｃを配設されて閉塞された構成である。基部１３上部の底面部１３ａと下部の底カバー１３ｃとの間の空間部分には、制御回路部５０及び電源部６０が設けられる。

基部１３における底面部１３ａの中央には発光部２０が設けられる。また、基部１３の側面には、作動状態表示部を兼ねる電源スイッチ部８０やカートリッジ状態表示部８１、さらに、非使用時はカバーで覆われる充電用の接続端子部８２がそれぞれ設けられる。

前記発光部２０は、本体部１０における中空部１９の下の底面部１３ａに配設され、中空部１９に向けて可視光を照射可能とされるものである。

詳細には、発光部２０は、本体部１０の基部１３における底面部１３ａに設けられる透光性材質からなる透光窓部２１と、透光窓部２１の下側に設けられる発光素子（例えば、ＬＥＤ）２２とを備える構成である。

発光部２０は、本体部１０の中空部に水を貯留した状態で、照射した光を、電極部３０に設けられた壁部４０に反射させて、前記窓部１１ａを経て本体部１０の外に到達可能として配設される。

そして、発光部２０は、電極部３０への通電による水の電気分解が正常に実行される間、制御回路部５０による制御で、発光素子２２を所定色、例えば青色での点灯状態とされる。使用者は窓部１１ａから見えるこの発光部２０からの光とこの光に照らされた水素気泡の水中を拡散する様子とから、電気分解による水素水の生成進行状態を確認することができる。

前記電極部３０は、本体部１０の基部１３における底面部１３ａの上側で、且つ発光部２０の周囲に、略筒状の起立状態として配設され、中空部１９に入れた水に対し電圧を印加可能とする三つの電極３１、３２、３３からなるものである。この電極部３０は、発光部２０の側方に位置して、発光部２０からの光の中空部１９上方への進行を妨げない配置とされる。
前記電極３１、３２、３３は、金属製の薄板を湾曲させた略円筒形状とされて、本体部１０の内部の壁部４０の内側の隙間部分に壁部４０に沿って配設される構成である。

これら電極３１、３２、３３は、略筒状配置の薄板部分と共に、これと一体化された略棒状の接続導体３１ａ、３２ａ、３３ａを有しており、この接続導体３１ａ、３２ａ、３３ａが下方に延出して本体部１０における基部１３の底面部１３ａを貫通した配設状態とされる構成である。

これら電極３１、３２、３３については、最も内側の電極３１と最も外側の電極３３が陽極とされ、これらに挟まれた中間の電極３２が陰極とされる場合と、逆に内外の電極３１、３３が陰極とされ、中間の電極３２が陽極とされる場合とがあり、制御回路部５０で極性を切換可能とされる。なお、制御回路部５０では、電極３１、３３が陽極とされ、電極３２が陰極とされる場合を順方向通電状態、電極３１、３３が陰極とされ、電極３２が陽極とされる場合を逆方向通電状態としている。電極への通電による電気分解実行の際には、陰極とされる電極の表面部で水素が発生することとなる。発生した水素の気泡は、電極の表面に沿って上昇し、電極部３０の上側で電極部から離れて中空部１９の水中に拡散する。

前記壁部４０は、大きさの異なる二つの筒体を内外で重なるように一体に組み合わせて中間に電極部３０を収容する隙間を生じさせた略筒状体とされ、本体部１０における基部１３の底面部１３ａ上側に上向きに突出する状態で配設される構成である。この壁部４０は、壁部４０をなす内外の筒状部分の間に電極部３０を挟むような配置として電極部３０近傍に配設される。

この壁部４０も、電極部３０と同様に、発光部２０の側方に位置して、発光部２０からの光の中空部１９上方への進行を妨げない配置とされており、発光部２０からの光が水中を中空部１９上方へ直進するのを許容する一方、発光部２０から壁部４０に向かって斜めに進む光については、壁部４０の内周側の表面で一又は複数回反射させて、中空部１９の水中を上方へ進行させることとなる。

壁部４０の表面は、発光部２０からの光が表面に当たって反射する際に拡散反射（乱反射）を生じさせにくい滑らかな面となっている。また、壁部４０はその表面が明度の高い色である材質製、例えば、白色やそれに近い色のプラスチック製とされており、表面における発光部２０からの光の吸収を少なくし、光の反射する度合いを大きくしている。

壁部４０の上部は、その上端部の高さを電極部３０の上端部の高さよりわずかに大きくされると共に、電極部３０の上側に達して電極部３０を上から覆う形状として形成される構成である。そして、壁部４０上部の電極部３０を上から覆う部分には、電極部３０が発生させた水素気泡を上向きに通過させる開口部４１を複数設けられてなる構成である。

こうして電極部３０に壁部４０を設け、壁部４０で電極部３０をその少なくとも内周側から覆うようにすると共に、電極部３０で発生した水素気泡が通過可能な開口部分を壁部４０の上部に設けて、壁部４０の上端部より上側でのみ、水素気泡の中空部１９の水中への拡散を許容する構造とすることで、電極部３０で発生させた水素気泡が電極部３０から離れて中空部１９の水中に拡散する位置は、発光部２０から離れた電極部３０の上側となり、この位置までは水素気泡は壁部４０に阻まれて電極部３０から離れず、電極表面にとどまる又は電極表面近くで上昇するのみであるため、発光部２０からの光が気泡等で進行を妨げられることはなく、窓部１１ａの近くの水中に拡散する水素気泡を光が適切に照らして視認可能とすることができる。なお、このように電極部３０に壁部４０を設けるなどして、発光部２０の上側で水素気泡が光の進行を妨げることを防止できる場合には、電極部３０をなす各電極３１、３２、３３の一部が発光部２０より下まで達して、水素気泡が発光部２０より下の位置で発生するようにしてもかまわない。

また、壁部４０上部の開口部４１のいずれかは、窓部１１ａの内面寄りに位置するように配置されており、こうした開口部４１から出た水素気泡が窓部１１ａの近傍で水中に拡散することで、発光部２０から進んだ光が窓部１１ａを経て外部に達する直前で、この窓部１１ａ近傍で水中に拡散する水素気泡を照らすこととなり、ここで水素気泡を照らした光が最短距離で窓部１１ａに達して外部に出る。これにより、水素気泡を照らした光が水中を進む間に減衰することを抑えられる分、光に照らされながら水中に拡散する水素気泡を窓部１１ａを通じて確実に視認可能とすることができる。

さらに、壁部４０の隙間に配設された電極部３０が略筒状の起立状態とされて、本体部１０の横断面の面積に占める電極部３０の配置領域の割合が必要最小限とされると共に、こうした電極部３０の上側に達するように壁部４０が配置されることで、本体部１０の中空部１９に誤って水以外の異物（例えば、氷など）が投入された場合でも、異物が電極部３０の上側に載って電極部３０に接して力を加える状態となることはない。この場合、異物は壁部４０の内側の空間部分に誘導されるが、壁部４０の内側の空間部分に入って底面部１３ａ上に達した異物は、電極部３０の内側に沿う壁部４０に遮られて電極部３０に横からも接触できない。このように、電極部３０に異物から不要な力が加わりにくい構造を採用することで、電極部３０の変形を抑えて不具合を防止でき、中空部１９に異物を入れるような誤った使用に際しても、使用者に悪影響が及ぶ事態を回避できる。

前記制御回路部５０は、本体部１０の基部１３における底面部１３ａの下側に中空部１９とは隔離されて配設され、電極部３０の各電極３１、３２、３３と電気的に接続され、この電極部３０への通電状態を調整制御すると共に、発光部２０の発光素子２２の発光制御をはじめとする各種制御を行うものである。

詳細には、制御回路部５０は、制御回路等をなす各素子が実装された回路基板として、基部１３の内部に取り付けられ、基部１３の底面部１３ａを貫通した各電極３１、３２、３３の接続導体３１ａ、３２ａ、３３ａとリード線を介して電気的に接続されると共に、基板上に発光部２０の発光素子２２を設けられてなるものである。

この制御回路部５０は、電源部６０をなす電池とも電気的に接続され、必要な電力の供給を受けつつ、電気分解に係る電極部３０への電力供給の可否や供給度合い等の制御を行うと共に、回路基板上に設けられた発光部２０の発光素子２２を、電極部３０への通電中に所定の発光状態として、発光部２０として光照射を行わせるよう制御を実行することとなる。

この他、制御回路部５０には、基部１３の側面に位置する電源スイッチ部８０のスイッチ８０ｂ及び作動状態表示部としての発光素子８０ｃや、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂ、充電用の接続端子部８２がそれぞれ回路基板上への表面実装状態で設けられる。

電源スイッチ部８０は、基部１３の側面に埋め込まれた状態で取り付けられ、使用者により押操作されるボタン部８０ａと、このボタン部８０ａと接する配置として制御回路部５０の回路基板上に設けられ、ボタン部８０ａが押操作される間、接点の状態が変化するタイプのスイッチ８０ｂと、ボタン部８０ａの背面側に配設され、透光性を有するボタン部８０ａを通じて照射した光を外部に到達させる発光素子８０ｃとを備える構成である。この電源スイッチ部８０のボタン部８０ａ及び発光素子８０ｃが、制御回路部５０の制御に基づいて装置作動状態やエラー状態に応じた発光表示を行う作動状態表示部を兼ねることとなる。発光素子８０ｃは、発光色の調整が可能なＲＧＢＬＥＤとされ、制御回路部５０で発光色を作動状態に応じて切替可能とされ、使用者がその光の色で装置の状態を把握できるようにしている。

カートリッジ状態表示部８１は、基部１３の側面に一体化されて配設される透光窓部８１ａと、この透光窓部８１ａ近傍となる制御回路部５０の回路基板上に設けられ、透光窓部８１ａを通じて照射した光を外部に到達させる発光素子８１ｂとを備える構成であり、制御回路部５０の制御に基づいてカートリッジ１６の交換の要否に応じた発光表示を行うものである。カートリッジ１６が浄水機能を正常に発揮できるとあらかじめ見込まれた期間の間は、制御回路部５０により、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂは、カートリッジ１６の正常状態を示す所定色（例えば、緑色）の点灯状態とされる。

接続端子部８２は、基部１３の側面に設けられた開口を通じて外部に露出可能とされて、ＡＣアダプタ等の充電用装置側の端子部を接続可能とされるものである。この接続端子部８２は、基部１３の開口に対し着脱可能に取り付けられるカバー８２ａで非使用時は覆われて、外気や水分との接触を阻止される仕組みである。この接続端子部８２を通じて接続された充電用装置からの電力供給を受けて、制御回路部５０は電源部６０への充電を制御する。接続端子部８２としては、例えばＵＳＢメスコネクタが用いられ、ＵＳＢ規格に対応した電圧（５Ｖ）で充電用の電力供給を受けることとなる。

なお、制御回路部５０による電源部６０への充電においては、接続端子部８２により充電用装置との直接的な電気的接続状態を確立して、充電に係る電力供給を受ける仕組みとしているが、これに限られるものではなく、非接触給電方式で電力供給を受けるコイル等の素子と周辺回路を組み合わせた受電用回路を制御回路部５０と共に基部１３に内蔵して、非接触給電に対応した給電用装置の近傍に基部１３を位置させて充電に係る電力供給を受ける構成とすることもでき、充電に係る電力供給用ケーブル等の接続の手間を省くことができる。

制御回路部５０は、使用者による電源スイッチ部８０への操作入力に基づいて、電源部６０からの電力供給を受け、電極部３０の各電極３１、３２、３３への通電で水の電気分解を行って水素気泡を発生させ、水素水を生成可能とする中で、安全を確保した状態で適切に電気分解を行えるよう、各電極３１、３２、３３への通電をはじめとする各種制御を実行している。

制御回路部５０では、電極部３０への通電による電気分解の開始後、通電に係る電流値を監視し、この値が所定時間（例えば、０．２秒）の間に、あらかじめ設定された過電流判定の閾値となる所定電流値（例えば、６００ｍＡ）以上に達した場合、過電流状態と判定して、通電を停止して電気分解を中断すると共に、エラー表示として電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを所定色（例えば、赤色）で所定時間（例えば１０秒間）点滅状態とする制御を行う。

同じく制御回路部５０では、電気分解開始後に通電に係る電流値を監視する中、この電流値が所定時間（例えば、１秒）の間に、あらかじめ設定された過小電流判定の閾値となる所定電流値（例えば、１００ｍＡ）未満に達した場合、電極部３０周囲に水が存在しないことに伴う過小電流状態（いわゆるオープン状態）と判定して、通電を停止して電気分解を中断する制御を行う。こうして過電流検知やオープン検知を適切に行うことで、安全を確保すると共に、電力の無駄な消費を抑えられる。

電気分解に際し、制御回路部５０は、電気分解に伴う電極部３０の劣化を最小限とするために、電極部３０の三つの電極３１、３２、３３のうち、最も内側の電極３１と最も外側の電極３３を陽極とし、中間の電極３２を陰極とする順方向通電状態と、これとは逆の、最も内側の電極３１と最も外側の電極３３を陰極とし、中間の電極３２を陽極とする逆方向通電状態とを、あらかじめ設定された電解時間（例えば、３分間）の半分の時間（例えば、９０秒）が経過した後に切り替える制御を行う。また、制御回路部５０は、これら順方向通電状態と逆方向通電状態とによるそれぞれの累積電解時間を記録し、電極部３０への通電開始時に、順方向通電状態での累積電解時間と逆方向通電状態での累積電解時間との比較を行って、累積電解時間の短い方の通電状態を当初設定として通電を開始するようにしており、電極部３０の劣化状態を均等として電気分解への悪影響を抑えている。

また、制御回路部５０は、電源スイッチ部８０への誤操作で電極部３０への通電が開始するのを防止するために、使用者が電源スイッチ部８０を押操作した後、数秒以内（例えば、３秒以内）に再度押操作することではじめて電極部３０への通電を行う制御を開始するようにしている。これにより、電源スイッチ部８０への物の接触等で誤って電源スイッチ部８０が押された状態となった際に、そのまま電極部３０への通電が開始して電気分解を実行し、無駄に電力を消費してしまうことを防止し、電池である電源部６０の電力供給可能期間を最大限確保可能としている。

加えて、制御回路部５０は、電源スイッチ部８０が最初に押されてから、その後電源スイッチ部８０への押操作がない状態で所定時間（例えば、５秒）経過すると、低消費電力状態へ移行し、各発光素子や制御回路各部への電力供給を停止することで、装置を使用していない状態での電力消費を抑えるようにしている。

さらに、制御回路部５０は、電池電圧を監視しており、ある設定値を下回ると要充電状態として、電極部３０への通電による水の電気分解を制限する制御を行う。詳細には、電気分解を行っていない時に電池電圧が前記設定値を下回ると、使用者が電源スイッチ部８０を二回押操作して電気分解の実行を指示した際、制御回路部５０は電極部３０への通電を開始せず、充電催促表示として電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを所定色（例えば、青色）で所定時間（例えば、１０秒間）点滅状態とする制御を行う。

一方、電気分解を行っている際に電池電圧が前記設定値を下回ると、実行中の電気分解は開始から当初規定の時間（例えば、３分）が経過するまで通常通り実行し、その後は充電要求表示として電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを所定色（例えば、青色）での点滅状態とする制御を行う。これにより、電気分解を行うためには充電が必要な状態にあることを使用者に知らせて、充電の実行を促し、スムーズに電源部６０で電気分解に係る電力供給が可能な状態に復帰させることができる。

加えて、制御回路部５０は、電池である電源部６０の温度を監視しており、この温度が電解可能範囲としてあらかじめ設定された範囲（例えば、－２０℃～６０℃）を外れると、電源部６０の安定性を維持するために、電極部３０への通電による水の電気分解を制限する制御を行う。詳細には、電気分解を行っていない時に温度が前記電解可能範囲を外れると、使用者が電源スイッチ部８０を二回押操作して電気分解の実行を指示した際、制御回路部５０は電極部３０への通電を開始せず、エラー表示として電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを前記各状態とは異なる所定色（例えば、ピンク色）で所定時間（例えば１０秒間）点滅状態とする制御を行う。

一方、電気分解を行っている際に温度が前記電解可能範囲を外れると、制御回路部５０は、実行中の電気分解を停止し、エラー表示として電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを所定色（例えば、ピンク色）での点滅状態とする制御を行う。これにより、電源部６０が電気分解を行うのに適していない温度状態にあることを使用者に知らせて、電源部６０が適切な温度範囲に戻るまで待ったり、周囲環境の温度が原因の場合は、電源部の温度が電解可能範囲となるような適切な環境へいったん移動して、装置を用いるような対応が可能となり、無理な使用による電源部６０の劣化を防止できる。

この他、制御回路部５０は、カートリッジ１６の交換時期を管理する制御も行っている。詳細には、制御回路部５０は、あらかじめ設定された電解時間（例えば、３分間）にわたる電気分解を完了したか、電気分解を前記電解時間の途中で使用者の操作により強制的に終了させたかによらず、電極部３０への通電がなされて電気分解が実行された回数をカートリッジ使用カウンタ数として保持記録しており、電気分解の完了時又は強制終了時にその更新が行われる。制御回路部５０は、このカートリッジ使用カウンタ数の更新後の値があらかじめ設定された限界値、例えば３６０回（１日３回使用として約４ヶ月使用の場合に相当）に達した場合、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、正常状態を示す所定色（例えば、緑色）以外の他色（例えば、赤色）での点灯状態とし、カウンタ数がリセットされるまでは、仮に使用者が電源スイッチ部８０を二回押操作して電気分解の実行を指示しても、制御回路部５０は電極部３０への通電を開始しない電解禁止状態とする制御を行う。

また、これに先立ち、制御回路部５０は、カートリッジ使用カウンタ数の更新後の値が前記限界値より少ない所定値、例えば３１８回（１日３回使用として約２週間の使用で３６０回に達する場合、すなわち限界値の２週間前時点に相当）に達した場合に、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、正常状態を示す所定色（例えば、緑色）の点灯状態からこの所定色での点滅状態に切替える制御を行い、カートリッジ１６の交換時期に達したことを使用者に通知するようにしている。

これらにより、使用により浄水能力が低下して寿命に達したカートリッジ１６をそのまま使い続けることができないようにして、使用者にカートリッジ１６を交換させることができ、浄水能力が確保されたカートリッジ１６を使用させて水素水の水質を維持できる。また、電気分解が行えなくなる前にカートリッジ状態表示部８１の点滅表示でカートリッジ１６が交換時期に達したことを使用者は知ることができるため、使用者のカートリッジ１６交換を促して、電気分解が行えず水素水が得られない状況に使用者が陥ることを阻止できる。

なお、制御回路部５０におけるカートリッジ使用カウンタ数は、制御回路部５０が電源部６０への充電を制御する充電状態で、使用者の電源スイッチ部８０への所定時間（例えば、３秒）以上の長押し操作を検知するとリセットされるように設定される。リセットにあたり一旦充電状態とするなど、事前の準備作業を必要とすることで、使用者が容易にリセットできないようにし、使用者にカートリッジの交換を促している。リセット後は電気分解が可能となり、且つ新たな電気分解実行回数のカウントが一から開始する状態となる。

前記電源部６０は、制御回路部５０の制御下で電極部３０やその他の作動部分に電力供給を行うものである。具体的には、この電源部６０としては、例えばリチウムイオン電池等の、充電可能な二次電池が用いられる。

この電源部６０は、本体部１０における基部１３上部の底面部１３ａと下部の底カバー１３ｃとの間の空間部分で、且つ制御回路部５０より下側の領域に、ホルダ６０ａにより保持された状態で配設される。なお、電源部６０をなす電池を、基部１３に対する底カバー１３ｃの着脱で電源部６０へのアクセスを可能とした上で、交換できるようにしてもかまわない。この場合、電源部６０は充電できる二次電池に限られるものではなく、例えばアルカリ電池やマンガン電池等の一次電池とすることもできる。

次に、本実施形態に係る水素水生成装置の使用状態について説明する。前提として、装置の周囲環境温度はあらかじめ設定された電解可能範囲に含まれる常温に近い状態にあり、電源部６０はあらかじめ充電されて、使用者による電源スイッチ部８０の操作を経て、電極部３０への通電が可能な状態にあるものとする。ただし、操作前の制御回路部５０の当初状態は、電源スイッチ部８０に対する使用者の操作等の入力は検出可能な状態を維持しつつ、各発光素子や制御回路各部への電力供給を停止する低消費電力状態にあるものとする。また、電極部３０の各電極３１、３２、３３は析出物の付着や劣化等なく、通電で問題なく水の電気分解が可能であるものとする。さらに、制御回路部５０での記録では、前記順方向通電状態での累積電解時間が短くなっており、順方向通電状態を当初設定として通電が行われるものとする。

まず、使用者は、本体部１０における蓋体１２を筒体部１１から外し、中空部１９を開放した状態で、水道水等の原水を中空部１９に適宜注水し、あらかじめ定められた水量となるまで水を入れる。水を入れたら、蓋体１２を筒体部１１に取り付けて本体部１０を一体化し、中空部１９を本体部１０の外部に対し水密状態で隔離する。

使用者が、本体部１０に水を入れた後、水素水生成のために電源スイッチ部８０を押操作すると、制御回路部５０は、スイッチ８０ｂの導通状態変化を受けて、二回目の操作を待つ待機状態に一旦移行し、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを第一の所定色（例えば、白色）での点灯状態とする。

電源スイッチ部８０の一回目の操作の後、あらかじめ設定された第一の所定時間（例えば、３秒）が経過する前に、使用者により電源スイッチ部８０への二回目の押操作がなされると、制御回路部５０は使用者による水素水生成の正式な指示操作と認定して、電極部３０への通電を開始させると共に、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを第二の所定色（例えば、青色）での点灯状態に切り替える。こうして、電極部３０の各電極３１、３２、３３への通電が行われ、本体部１０の中空部１９にある水の電気分解が進行する。

電源スイッチ部８０の一回目の操作の後、前記第一の所定時間経過前に使用者による電源スイッチ部８０への二回目の押操作がない場合、制御回路部５０は一回目の操作は誤操作と見なして、次の操作を新たな一回目の操作として待つ状態に移行する。そして、前の操作から第二の所定時間（例えば、５秒）が経過する前に、使用者により電源スイッチ部８０への新たな押操作がなされると、制御回路部５０はあらためて使用者による電源スイッチ部８０への二回目の押操作を待つこととなる。一方、前の操作から前記第二の所定時間が経過する前に、使用者による電源スイッチ部８０への操作がない場合には、制御回路部５０は低消費電力状態へ移行し、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを消灯状態に切り替えて、使用者の電源スイッチ部８０への一回目の押操作を待つ当初の状態に戻る。

電極部３０への通電で水の電気分解が進行する状態では、順方向通電状態にあって陰極である中間の電極３２の、陽極である内外の電極３１、３３と対向する表裏両面で、公知の水の電気分解の場合と同様、還元により気体の水素が生じることとなり、電極３２表面に水素が微細気泡として多数発生し、且つ各水素気泡が電極３２表面に沿って上昇する状態となる。

また、この電気分解の進行状態で、制御回路部５０により発光部２０の発光素子２２も所定色（例えば、青色）での点灯状態とされており、発光部２０から照射された光のうち、透光窓部２１を経て水中を斜めに進んで壁部４０に向かう光が、壁部４０の内周側の表面で一又は複数回反射して、中空部１９におけるこの壁部４０の内側の空間部分の水中を上方へ進行していく。
こうして光が壁部４０の内側の空間部分を進む間は、発光部２０からの光が気泡等で進行を妨げられることはなく、光は壁部４０の上端部より上側の領域に達する。

この壁部４０の上側では、上昇して壁部４０上部の開口部４１から出た水素気泡が水中に拡散しており、水に水素が多く溶け込むことで水素水が生成される中、こうした水素気泡を発光部２０からの光が照らす状態となる。特に、使用者が中空部１９を見ることができる本体部１０側面の窓部１１ａでは、発光部２０から進んだ光がこの窓部１１ａを経て外部に達する直前で、この窓部１１ａの内面寄りに位置する開口部４１から出て、窓部１１ａの近傍で水中に拡散する水素気泡を照らす。この水素気泡を照らした光が最短距離でほとんど減衰せずに窓部１１ａに達し、窓部１１ａを経て本体部１０の外に出て、使用者はこの光を見ることとなる。

使用者は窓部１１ａから明瞭に視認できるこの発光部２０からの光に照らされた水素気泡の水中を拡散する様子から、電気分解による水素水の生成進行状態を確認可能となる。

この電極部３０への通電により水の電気分解が進行する状態で、制御回路部５０は、使用者による電気分解の中断指示に係る電源スイッチ部８０への数秒間（例えば、２秒間）の長押しの操作がなされたか否かを判定し、長押しの操作がされた場合には、電極部３０への通電を停止し、電気分解を終了する。

一方、こうした長押しの操作がされていない場合、制御回路部５０は、電気分解を継続させ、その後、電気分解に係る電極部３０への通電開始からの経過時間が、あらかじめ設定された一回の電解時間（例えば、３分間）の半分となる第三の所定時間（例えば、９０秒）に達すると、電極部３０への通電状態を、内外の電極３１、電極３３を陽極とし、中間の電極３２を陰極とする当初の順方向通電状態から、内外の電極３１、３３を陰極とし、中間の電極３２を陽極とする逆方向通電状態に切り替える。

これにより、逆方向通電状態となって、陰極となった内外の電極３１、３３の、陽極となった中間の電極３２と対向する各面で、還元により気体の水素が生じることとなり、電極３１、３３表面に水素が微細気泡として多数発生し、且つ各水素気泡が電極３１、３３表面に沿って上昇する状態となるが、上昇した水素気泡が壁部４０上部の開口部４１のみから出る点は順方向通電状態の時と変わりなく、中空部１９の水中への水素気泡の拡散と、この水素気泡の水中を拡散する様子を使用者が窓部１１ａから視認できる状態はそのまま維持される。

制御回路部５０は、電極部３０への通電状態を順方向通電状態から逆方向通電状態に切り替えた後、あらためて使用者による電気分解の中断指示に係る電源スイッチ部８０への数秒間（例えば、２秒間）の長押しの操作がなされたか否かを判定する。ここで長押しの操作がされた場合には、電極部３０への通電を停止し、電気分解を終了する。長押しの操作がされていない場合には、制御回路部５０は、電気分解を継続させ、その後、電気分解に係る電極部３０への通電開始からの経過時間が、あらかじめ設定された一回の電解時間（例えば、３分間）に達すると、電極部３０への通電を停止し、電気分解を終了する。

電極部３０への通電停止後、制御回路部５０は、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃ及び発光部２０の発光素子２２を点灯状態から消灯状態に切り替えると共に、先の電気分解における電極部３０への順方向通電状態と逆方向通電状態の各継続時間に基づいて、各通電状態の累積電解時間を更新して記録する。また、制御回路部５０は、カートリッジ使用カウンタ数を１回分増やして更新する。

続いて、制御回路部５０は、このカートリッジ使用カウンタ数の更新後の値が、あらかじめ設定された限界値前の所定値（例えば、３１８回）に達したか否かを判定し、前記所定値に達している場合には、さらに、前記限界値（例えば、３６０回）に達したか否かを判定し、限界値に達した場合、制御回路部５０は、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、正常状態と異なる所定色（例えば、赤色）での点灯状態とすると共に、これ以降新たに使用者が電源スイッチ部８０を二回押操作して電気分解の実行を指示しても、電極部３０への通電を開始しない電解禁止状態に移行する。一方、限界値に達していない場合は、制御回路部５０は、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、カートリッジ１６の正常状態を示す所定色（例えば、緑色）での点滅状態とすることで、カートリッジ１６の交換時期に達したことを使用者に通知する。

この他、カートリッジ使用カウンタ数の更新後の値が、前記所定値にも達していない場合には、電気分解の正常終了として、制御回路部５０は低消費電力状態へ移行し、一回の電気分解に係る処理は完了となる。

使用者は、電気分解終了を電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃや発光部２０の発光素子２２の消灯により確認後、所望のタイミングで、本体部１０における蓋体１２の係止部１２ｇによる係止を解除して上蓋部１２ｂを上げ、通水孔１２ｃを開放状態としてから、本体部１０を傾けて、生成済みの水素水を中空部１９から通水孔１２ｃを通じて外に出し、この水素水を飲み口１２ｆに口を付けて直接飲むか、他の容器に注いで飲むことができる。

こうした飲用にあたり、本体部１０を傾けて水素水を中空部１９から通水孔１２ｃを通じて外に出す際、水素水がカートリッジ１６内を通過し、このカートリッジ１６内で下側に寄り集まった多数のセラミック材１７と接触することで、水素水を効率よく浄水でき、原水として水道水を使用する場合でも、カルキ臭等による不快感を与えない良好な水質の飲用に適した水素水を得ることができる。

なお、使用者は、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂが、正常状態と異なる所定色での点灯状態や、正常状態を示す所定色での点滅状態にある場合には、本体部１０における蓋体１２を筒体部１１から取り外し、蓋基部１２ａの下面側に係合するカートリッジ１６を取り外して新しいカートリッジと交換する。

カートリッジ１６の交換後、使用者は本体部側面の接続端子部８２を覆うカバー８２ａを外して、接続端子部８２を露出させ、この接続端子部８２に充電用装置側の端子部を接続する。電力供給可能な充電用装置を接続端子部８２に接続すると、制御回路部５０は、電源部６０への充電を行う充電状態に移行すると共に、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを充電状態を示す所定色（例えば、赤色）の点灯状態とする。

使用者は、充電状態への移行を電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃの前記所定色での点灯状態から確認した後、カートリッジ使用カウンタ数をリセットするために、電源スイッチ部８０に対し第四の所定時間（例えば、３秒）以上にわたる長押しの操作を行う。

制御回路部５０は、この充電状態において、使用者によるカートリッジ使用カウンタ数のリセット指示に係る、電源スイッチ部８０への第四の所定時間以上にわたる長押しの操作がなされた場合には、記録しているカートリッジ使用カウンタ数をリセットして０とする。この後、制御回路部５０は、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、正常状態を示す所定色での点灯状態に戻し、これ以降、使用者が新たに電源スイッチ部８０を二回押操作して電気分解の実行を指示すると、電極部３０への通電を開始して電気分解を行える当初状態に復帰する。そして、新たな電気分解が行われると、電気分解実行回数のカウントが一から開始する状態となる。

このように、本実施形態に係る水素水生成装置は、電解槽をなす本体部１０に発光部２０を設けると共に、本体部１０の側面に窓部１１ａを設け、発光部２０から照射された光が、壁部４０に反射して水中を進み、電気分解で発生した水素気泡が電極部３０から離れて水中に拡散している領域を通過した上で、窓部１１ａを経て本体部１０の外に到達し、この光を本体部１０の外で使用者が視認して、水素気泡の水中を進む状態を確認できることから、内側からの光で水素気泡を照らして、使用者が水中の水素気泡が窓部１１ａから見える状態を確実に得られ、窓部１１ａを小さくして外から中に光が入りにくい構造としても窓部１１ａを通じて水素気泡が見える状態を確保でき、窓部１１ａを必要最小限の大きさとして携帯に係る持ち運び等に耐えうる十分な強度を本体部１０に付与でき、無理なく携帯使用できることに加えて、本体部のデザインの自由度を大きくして美観を向上させられる。また、発光部２０上方の水素気泡が拡散している箇所までは光の進む経路に障害物がなく、光が遮られずに水素気泡の箇所まで達することとなり、少ない光量で水素気泡を照らして視認可能とすることができ、水素気泡の発生を適切に確認可能として使用者に安心感を与えられ、装置の積極的な使用を促せると共に、発光に係る電力消費を抑えられ、特に電源部６０が電池の場合に使用時間を長くすることができる。

なお、前記実施形態に係る水素水生成装置において、壁部４０は、表面が明度の高い色であるプラスチック等の材質で略筒状に形成され、発光部２０からの光が当たる表面を、光が反射する際に拡散反射（乱反射）を生じさせにくい滑らかな面とされる構成としているが、この他、壁部としては、光の一部又は全部を一又は複数回反射して窓部１１ａのある上方へ到達可能とするものであれば、他の表面性状を有するもの、例えば、透明で平滑なガラス板や樹脂板の裏面側に反射面としての金属膜を付着させた一般的な鏡や、表面が金属光沢を有する板状体を用いることもできる。

また、前記実施形態に係る水素水生成装置において、壁部４０は、電極部３０をその内部に収める形で電極部３０を内周側から覆う略筒状に形成される構成としているが、これに限らず、例えば図１７に示すように、電極部３５に設けられる壁部４２を、電極部３５近傍における発光部２０からの光が照射される箇所に立設配置して、反射する光を窓部１１ａ側に向かわせられるものであれば、壁部４２を筒状以外の形状として、発光部２０に対し電極部３５を壁部４２で覆い隠さない構成とすることもできる。そして、発光部２０から照射された光の一部が電極部３５の表面にも達する場合には、図１７に示すように、電極部３５の表面でも光をできるだけ拡散させずに反射させて、窓部１１ａのある側に向かわせれば、水素気泡を照らす光量をより大きくすることができ、望ましい。

また、前記実施形態に係る水素水生成装置においては、中空部の水中での水素気泡の拡散状態を、本体部１０の筒体部１１の側面に一つ設けられる窓部１１ａを通じて、外から見えるようにする構成としているが、この他、窓部を本体部側面に複数配設して、各窓部から中空部が見えるようにする構成とすることもできる。この場合、各窓部の位置を、壁部４０の開口部４１が窓部の内方にそれぞれ位置するように設定すると、前記実施形態同様、発光部２０から進んだ光が各窓部を経て外部に達する直前で、各窓部近傍で水中に拡散する水素気泡を照らした後、最短距離で窓部を経て本体部１０の外に出る状態が得られ、使用者はいずれの窓部からも水中を拡散する水素気泡を明瞭に視認できる。

（本発明の第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る水素水生成装置を前記図１８ないし図２１に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係る水素水生成装置２は、両端が閉塞された筒状の中空容器として形成され、中空部１９に水を貯留可能な本体部１０と、この本体部１０における底面部１３ｂの上側に配設され、水に対し電圧を印加可能とする複数の電極３１、３２、３３からなる電極部３０と、この電極部３０に設けられる壁部４０と、本体部１０における底面部１３ｂの下側に配設され、電極部３０への通電状態を調整制御する制御回路部５０と、この制御回路部５０の制御下で電極部３０への電力供給を行う電源部６０とを備える構成である。

本実施形態に係る水素水生成装置２は、前記第１の実施形態に係る水素水生成装置１と共通する構成を有する一方、異なる点として、本体部１０における中空部１９の下の底面部１３ｂに発光部を設けない構成とされるものである。本実施形態の水素水生成装置２における各部構成のうち、前記第１の実施形態における構成と共通するものについては、同一の符号を付し、図示も共通化して、新たな図示は異なる構成部分のみとする。

なお、本実施形態に係る水素水生成装置２における電極部３０や通電のための各部品などの、水の電気分解により水素気泡を発生させて水素水を得る仕組み自体については、前記第１の実施形態の場合と同じく、公知の水素水生成装置と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記本体部１０は、内部に水を所定量貯留可能な中空容器として形成されるものであり、詳細には、中空円筒状に形成される筒体部１１と、この筒体部１１の一方の開口部１１ａを閉塞する状態で筒体部１１に着脱可能に取り付けられる蓋体１２と、電解槽の底となる底面部１３ｂを有して筒体部１１の他方の開口部を閉塞する状態で筒体部１１に一体に取り付けられる基部１３とを備える構成である。

この本体部１０の各部は光を通さない不透明材質であり、需要に応じた任意の色調を与えられる。すなわち、本実施形態における本体部１０は、前記第１の実施形態における本体部とは異なり、本体部１０における筒体部１１の側面に透明材質製の窓部を設けない構成としている。ただし、筒体部１１における窓部以外の構成については、前記第１の実施形態における筒体部１１と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記蓋体１２は、本体部１０の筒体部１１に着脱可能に取り付けられて筒体部１１の開口部を閉塞する一方、新たな通水孔１２ｃを開閉可能に設けて、水素水を必要に応じて本体部１０内から取り出せるようにするものである。
この蓋体１２は、蓋基部１２ａの下側に取り付けられるカートリッジ１６も含めて、前記第１の実施形態における蓋体１２と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記基部１３は、大きさの異なる二つの有底筒体を一体に組み合わせて上部と下部で大きさを異ならせた筒状体とされ、一方の底が電解槽の底をなす底面部１３ｂとされ、この底面部１３ｂから起立する小さい方の筒体部分を筒体部１１の他端部に螺合連結させることで筒体部１１と一体化される構成である。この基部１３は、電極部３０、壁部４０、制御回路部５０及び電源部６０を取り付けられてなり、蓋体１２と共に筒体部１１と一体に組み合わされて本体部１０をなし、本体部１０内に水密状態の中空部１９を生じさせるものである。

本実施形態における基部１３は、前記第１の実施形態における基部とは異なり、基部１３における底面部１３ｂに発光部を設けない構成としている。この基部１３における底面部１３ｂ以外の構成については、基部側面の電源スイッチ部８０、カートリッジ状態表示部８１、及び接続端子部８２も含めて、前記第１の実施形態における基部１３と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記電極部３０は、本体部１０の基部１３における底面部１３ｂの上側に、略筒状の起立状態として配設され、中空部１９に入れた水に対し電圧を印加可能とする三つの電極３１、３２、３３からなるものである。
この電極部３０は、前記第１の実施形態における電極部３０と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記壁部４０は、大きさの異なる二つの筒体を内外で重なるように一体に組み合わせて中間に電極部３０を収容する隙間を生じさせた略筒状体とされ、本体部１０における基部１３の底面部１３ｂ上側に上向きに突出する状態で配設される構成である。この壁部４０をなす内外の筒状部分の間に電極部３０を挟むような配置とされて、壁部４０は電極部３０近傍に配設される。この壁部４０は、上部の電極部３０を上から覆う部分に設けられる複数の開口部４１も含めて、前記第１の実施形態における壁部４０と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

ただし、本実施形態における壁部４０は、発光部からの光を反射させる必要がないことから、壁部４０の内周側の表面は滑らかでない粗面とすることもでき、また、光の反射より吸収の度合いを大きくするような、表面が明度の低い色である材質製、例えば、黒色やそれに近い色の材質で形成することもできる。

壁部４０の隙間に位置するようにされた電極部３０が略筒状の起立状態とされて、本体部１０の横断面の面積に占める電極部３０の配置領域の割合が必要最小限とされると共に、こうした電極部３０の上側に達するように壁部４０が配置されることで、本体部１０の中空部１９に誤って水以外の異物（例えば、氷など）が投入された場合でも、異物が電極部３０の上側に載って電極部３０に接して力を加える状態となることはない。この場合、異物は壁部４０の内側の空間部分に誘導されるが、壁部４０の内側の空間部分に入って底面部１３ｂ上に達した異物は、電極部３０の内側に沿う壁部４０に遮られて電極部３０に横からも接触できない。このように、電極部３０に異物から不要な力が加わりにくい構造を採用することで、電極部３０の変形を抑えて不具合を防止でき、中空部１９に異物を入れるような誤った使用に際しても、使用者に悪影響が及ぶ事態を回避できる。

前記制御回路部５０は、本体部１０の基部１３における底面部１３ｂの下側に中空部１９とは隔離されて配設され、電極部３０の各電極３１、３２、３３と電気的に接続され、この電極部３０への通電の制御をはじめとする各種制御を行うものである。

本実施形態における制御回路部５０は、前記第１の実施形態における制御回路部とは異なり、発光部をなす発光素子を回路基板上に設けず、この発光部の発光素子に係る制御を行わない構成としている。この制御回路部５０における発光部に関わる点以外の構成や制御内容については、前記第１の実施形態における制御回路部５０と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

前記電源部６０は、制御回路部５０の制御下で電極部３０やその他の作動部分に電力供給を行うものである。この電源部６０は、前記第１の実施形態における電源部６０と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

水素気泡は、上昇して壁部４０上部の開口部４１に達し、この開口部４１から出た水素気泡が水中に拡散し、水に水素が多く溶け込むことで水素水が生成される。

これにより、逆方向通電状態となって、陰極となった内外の電極３１、３３の、陽極となった中間の電極３２と対向する各面で、還元により気体の水素が生じることとなり、電極３１、３３表面に水素が微細気泡として多数発生し、且つ各水素気泡が電極３１、３３表面に沿って上昇する状態となるが、上昇した水素気泡が壁部４０上部の開口部４１のみから出る点は順方向通電状態の時と変わりなく、中空部１９の水中に水素気泡が拡散する状態はそのまま維持される。

電極部３０への通電停止後、制御回路部５０は、電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃを点灯状態から消灯状態に切り替えると共に、先の電気分解における電極部３０への順方向通電状態と逆方向通電状態の各継続時間に基づいて、各通電状態の累積電解時間を更新して記録する。また、制御回路部５０は、カートリッジ使用カウンタ数を１回分増やして更新する。

使用者は、この電気分解終了を電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃの消灯により確認後、所望のタイミングで、本体部１０における蓋体１２の係止部１２ｇによる係止を解除して上蓋部１２ｂを上げ、通水孔１２ｃを開放状態としてから、本体部１０を傾けて、生成済みの水素水を中空部１９から通水孔１２ｃを通じて外に出し、この水素水を飲み口１２ｆに口を付けて直接飲むか、他の容器に注いで飲むことができる。

なお、使用者は、カートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂが、正常状態と異なる所定色での点灯状態や、正常状態を示す所定色での点滅状態にある場合には、前記第１の実施形態と同様に、カートリッジ１６を新しいものと交換した後、本体部側面の接続端子部８２に充電用装置の端子部を接続して、装置を電源部６０への充電状態に移行させる。この充電状態への移行を電源スイッチ部８０の発光素子８０ｃの所定色での点灯状態から確認した後、使用者が電源スイッチ部８０に対し前記第四の所定時間以上にわたる長押しの操作を行うと、制御回路部５０がカートリッジ使用カウンタ数をリセットして０とし、またカートリッジ状態表示部８１の発光素子８１ｂを、正常状態を示す所定色での点灯状態に戻して、使用者の電源スイッチ部８０操作に基づいて電気分解を行える当初状態に復帰する。

このように、本実施形態に係る水素水生成装置は、電解槽をなす本体部１０内で電極部３０が起立状態として配設され、本体部１０の横断面の面積に占める電極部３０の割合を必要最小限とすると共に、電極部３０より内側にこの電極部３０の高さを上回る壁部４０を配置していることから、本体部１０内に誤って水以外の異物が投入された場合でも、異物が電極部３０の上側に載って電極部３０に接して力を加える状態は生じにくく、異物は略筒状の壁部４０より内側の空間部分に導かれることとなる。そして、壁部４０の内側の空間部分に入って底面部１３ｂ上に達した異物は、壁部４０に遮られて電極部３０に横からも接触しないことで、電極部３０には異物から不要な力が加わりにくく、電極部３０の変形を抑えて不具合を防止でき、本体部１０内に異物を入れるような誤った使用に際しても、使用者に悪影響が及ぶ事態を回避できる。

なお、前記実施形態に係る水素水生成装置においては、壁部４０の上部を、電極部３０の上側に達して電極部３０を上から覆うように形成する構成としているが、これに限られるものではなく、本体部１０の中空部１９への投入を想定される異物が、家庭用の冷凍冷蔵庫で製氷された氷など、電極部３０の本体部横断面径方向の設置寸法に比べて十分大きい場合は、必ずしも壁部が電極部３０を上から覆う形状とする必要はなく、壁部が電極部３０の高さをわずかに上回る高さを有する形状とすれば、電極部３０に上から異物が接触しない状態を壁部で維持できる。また、電極部３０及び壁部４０は、これら電極部３０や壁部４０の高さを、投入を想定される異物より十分高くすると共に、異物の大きさに対し、本体部横断面における電極部３０や壁部４０の配設領域の割合を小さくして、異物が電極部３０や壁部４０の上側に載った状態となりにくい配置で、且つ異物の横からの電極部３０への接触を壁部で４０で阻止可能な位置関係としていれば、電極部３０及び壁部４０は必ずしも連続した一つの筒体である必要はなく、電極部や壁部をなす複数の分割体が隙間を空けて略筒状に並ぶような配置として設ける構成としてもかまわない。

１、２水素水生成装置
１０本体部
１１筒体部
１１ａ窓部
１２蓋体
１２ａ蓋基部
１２ｂ上蓋部
１２ｃ通水孔
１２ｄ蝶番部
１２ｅ通気孔
１２ｆ飲み口
１２ｇ係止部
１２ｈ係合部
１２ｉ突出部
１２ｊ封止部材
１３基部
１３ａ、１３ｂ底面部
１３ｃ底カバー
１６カートリッジ
１７セラミック材
１９中空部
２０発光部
２１透光窓部
２２発光素子
３０、３５電極部
３１、３２、３３電極
３１ａ、３２ａ接続導体
３３ａ接続導体
４０、４２壁部
４１開口部
５０制御回路部
６０電源部
８０電源スイッチ部
８０ａボタン部
８０ｂスイッチ
８０ｃ発光素子
８１カートリッジ状態表示部
８１ａ透光窓部
８１ｂ発光素子
８２接続端子部
８２ａカバー

Claims

水を電気分解して水素を発生させ、水素が水に溶け込んだ水素水を得る水素水生成装置において、
中空容器として形成され、中空部に水を貯留可能な本体部と、
前記本体部における前記中空部の下の底面部に配設され、前記中空部に向けて可視光を照射可能とされる発光部と、
前記本体部における底面部の上側に前記中空部の内壁に沿って配設され、水に対し電圧を印加可能とする複数の電極板からなる電極部と、
当該電極部と電気的に接続されて前記本体部の所定箇所に配設され、少なくとも前記電極部への通電状態を調整制御する制御回路部と、
当該制御回路部の制御下で前記電極部への電力供給を行う電源部とを備え、
前記本体部が、前記中空部に面する側面における前記電極部より上側となる一又は複数の所定箇所に、前記本体部外側と前記中空部との間で可視光を透過可能とする材質製の窓部を設けられてなり、
前記電極部が、前記発光部の周囲に略筒状の起立状態として、前記発光部からの光の前記中空部上方への進行を妨げない配置とされると共に、
発生させた水素気泡が前記電極部から離れて前記中空部の水中に拡散する位置を、少なくとも前記発光部より上側に設定され、
前記発光部が、前記本体部の前記中空部に水を貯留した状態で、照射した光を、前記電極部又は前記電極部に設けられた壁部に反射させて、前記窓部を経て前記本体部の外に到達可能として配設され、
前記制御回路部が、前記電極部への通電中に前記発光部に光照射を行わせる制御を行うものとされることを
特徴とする水素水生成装置。
前記請求項１に記載の水素水生成装置において、
前記電極部が、前記発光部の周囲に略筒状の起立状態として配置され、
前記壁部が、本体部の底面部上で電極部の少なくとも内側に沿って連続して立設される略筒状体とされ、
壁部の上端部の高さを、電極部の上端部の高さより大きく且つ窓部の下端の高さより小さくされてなり、壁部の上端部より上側で、電極部が発生させた水素気泡の中空部の水中への拡散を許容することを
特徴とする水素水生成装置。
前記請求項２に記載の水素水生成装置において、
前記壁部が、表面が明度の高い色である材質からなることを
特徴とする水素水生成装置。
前記請求項２又は３に記載の水素水生成装置において、
前記壁部の上部が、電極部の上側に達して電極部を上から覆う形状として形成されると共に、電極部が発生させた水素気泡を上向きに通過させる開口部を複数設けられてなり、
当該開口部の少なくとも一つが、前記窓部の内面寄りに位置するようにされることを
特徴とする水素水生成装置。