KR20150116832A - 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법 및 수소 함유수 생성용 전극 - Google Patents

수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법 및 수소 함유수 생성용 전극 Download PDF

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Abstract

수소를 함유한 수소 함유수를 생성함에 있어서, 가반형의 장치에 적합한 수소 함유수 생성용 전극을 제조한다. 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법은, 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 갖는 정극의 상기 측부를, 그물 형상의 절연체로 덮는 공정(단계 S103)과, 통 형상의 도전체의 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 상기 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿을 갖고, 또한 측부에 복수의 개구를 갖는 부극 재료를, 상기 슬릿으로부터 상기 정극 및 상기 절연체를 통과시켜 상기 절연체의 외측에 장착하는 공정(단계 S104)과, 상기 부극 재료의 상기 슬릿을 폐쇄하는 공정과, 상기 부극 재료의 상기 슬릿을 폐쇄한 부분을 접합하여, 상기 부극 재료를 부극으로 하는 공정(단계 S105)을 포함한다.

Description

수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법 및 수소 함유수 생성용 전극{METHOD OF MANUFACTURING ELECTRODE FOR GENERATING HYDROGEN-CONTAINING WATER AND ELECTRODE FOR GENERATING HYDROGEN-CONTAINING WATER}
본 발명은, 수돗물 등의 원수(原水)로부터 수소를 함유한 물을 얻는 기술에 관한 것이다.
수돗물로부터 수소를 함유한 물(수소 함유수)을 생성하는 기술로서는, 예를 들면 정극, 부극 한 쌍의 전극의 사이에 두어져 이온 교환막이 전해조에 구비되고, 전기 분해에 의해 수소 함유 전해수를 얻는 기술이 기재되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼3).
일본 공개특허 특개2010-88972호 공보 일본 공개특허 특개2010-88973호 공보 일본 공개특허 특개2010-284504호 공보
특허문헌 1∼3에 기재된 기술은, 전해조 내에 정극과 부극을 구비하고, 원수를 전해조 내에 공급하여 수소 함유수를 생성한다. 특허문헌 1∼3에 기재된 기술은, 욕조 또는 음료수를 모아두는 탱크 등에 전해조를 고정시켜 놓고 사용하는 것이다. 최근에 있어서는, 편리성을 고려하여, 특허문헌 1∼3에 기재되어 있는 바와 같은 고정형이 아니고, 사용하는 장소, 즉 수소 함유수를 생성하는 장소에 운반하여 수소 함유수를 생성하는, 이동 가능한 가반(可搬)형의 장치가 요망되고 있다.
본 발명은, 수소를 함유한 수소 함유수를 생성함에 있어서, 가반형의 장치에 적합한 수소 함유수 생성용 전극을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 상기 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿을 갖는 정극의 상기 측부를 그물 형상의 절연체로 덮는 공정과, 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 상기 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿을 갖는 부극을, 상기 부극의 슬릿으로부터 상기 정극 및 상기 절연체를 통과시켜 상기 절연체의 외측에 장착하는 공정과, 상기 부극의 슬릿을 폐쇄하는 공정과, 상기 부극의 외측에, 구속 부재를 장착하여 상기 부극과 상기 절연체와 상기 정극을 구속하는 공정을 포함하는, 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법이다.
상기 정극은, 상기 복수의 개구를 갖는 판 형상의 도전체를 통 형상으로 구부려서 2개의 단부(端部)끼리를 접촉시킨 후, 상기 2개의 단부를 접합하여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 정극의 개구 및 상기 부극의 개구는, 마름모꼴 형상이고 또한 일방의 대각선이 타방의 대각선보다 길며, 짧은 쪽의 상기 대각선이, 상기 정극 및 상기 부극의 둘레 방향을 향하고 있는 것이 바람직하다.
상기 부극 재료를 상기 절연체의 외측에 장착하기 전에, 상기 부극 재료의 측부의 외측에, 봉 형상의 도체로서의 부극용 급전 부재를 전기적으로 접속시키는 것이 바람직하다.
본 발명은, 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 상기 도전체가 연장되는 방향을 향하는 슬릿을 갖는 정극과, 상기 정극의 외주부에 설치되어 상기 정극과 접하고, 또한 복수의 개구를 갖는 절연체와, 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 상기 도전체가 연장되는 방향을 향하는 슬릿을 갖는 부극과, 상기 정극의 측부의 내측에 장착되는 봉 형상의 도체이고, 상기 정극의 제 1 단부측으로부터 돌출되는 정극용 급전 부재와, 상기 정극의 측부의 내측에 장착되는 봉 형상의 부재이고, 상기 정극의 제 2 단부측으로부터 돌출되는 정극용 지지 부재와, 상기 부극의 측부의 외측에 장착되는 봉 형상의 도체이고, 상기 부극의 제 1 단부측으로부터 돌출되는 부극용 급전 부재와, 상기 부극의 측부의 외측에 장착되는 봉 형상의 부재이고, 상기 부극의 제 2 단부측으로부터 돌출되는 부극용 지지 부재와, 상기 부극용 급전 부재와 상기 부극용 지지 부재의 사이, 또한 상기 부극의 외측부에 설치되어, 상기 부극과 상기 절연체와 상기 정극을 구속하는 구속 부재를 포함하는, 수소 함유수 생성용 전극이다.
상기 구속 부재는, 상기 부극용 급전 부재와 상기 부극용 지지 부재의 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 절연체는, 복수의 개구를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은, 수소를 함유한 수소 함유수를 생성함에 있어서, 가반형의 장치에 적합한 수소 함유수 생성용 전극을 제조할 수 있다.
도 1은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 사용 태양을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을 나타내는 측면도이다.
도 5는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을, 그 중심축을 포함하는 평면으로 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 4의 A-A 단면도이다.
도 7은, 도 6의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 8은, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 9는, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 10은, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 11은, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 12는, 정극 및 부극의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 13은, 정극 및 부극이 갖는 개구의 확대도이다.
도 14는, 도 12의 B-B 단면도이다.
도 15는, 절연체의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 16은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 플로우도이다.
도 17은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 18은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 19는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 20은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 21은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 22는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 23은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 24는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 25는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 26은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도 27은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 28은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 제 1 지지체를 나타내는 도면이다.
도 29는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 제 2 지지체를 나타내는 도면이다.
도 30은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 보호 부재의 개구와, 부극의 개구를 나타내는 도면이다.
도 31은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 다른 사용 태양을 나타내는 도면이다.
도 32는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치에 수소 함유수 생성용 전극을 장착할 때의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 33은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치에 수소 함유수 생성용 전극을 장착할 때의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 34는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치에 수소 함유수 생성용 전극을 장착할 때의 다른 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 35는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 36은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 37은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 먼저, 수소 함유수를 생성하기 위해 이용하는 전극에 대하여 설명한다.
<수소 함유수 생성용 전극>
도 1, 도 2는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을 나타내는 사시도이다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 물의 전기 분해 작용을 이용하여, 수돗물 등의 원수로부터, 수소를 함유하는 물인 수소 함유수를 생성한다. 수소 함유수는, 알칼리성을 나타내는 물이다. 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11)과, 부극(12)과, 절연체(13)를 갖는다. 정극(11) 및 부극(12)은, 모두 통 형상의 도전체이다. 본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)의 형상은, 모두 원통 형상이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 절연체(13)는, 정극(11)의 외주부에 설치되어, 정극(11)과 접하고 있다. 부극(12)은, 절연체(13)의 외주부에 설치되어 절연체(13)와 접하고 있다. 즉, 절연체(13)는, 정극(11)과, 정극(11)의 외측에 설치된 부극(12)의 사이에 배치되어, 정극(11) 및 부극(12)과 접하고 있다. 정극(11), 부극(12) 및 절연체(13)는, 모두 그물 형상의 부재이다. 본 실시형태에 있어서, 절연체(13)는, 정극(11) 및 부극(12)과 접촉하고 있지만, 반드시 접촉하고 있지 않아도 된다.
정극(11)은, 봉 형상의 도체인 정극용 급전 부재(14)가 전기적으로 접속되어 있다. 부극(12)은, 봉 형상의 도체인 부극용 급전 부재(15)가 전기적으로 접속되어 있다. 정극용 급전 부재(14)는, 전원(직류 전원)(20)의 정극과 전기적으로 접속되어 있다. 부극용 급전 부재(15)는, 전원(20)의 부극과 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 구조에 의해, 정극(11)은, 전원(20)의 정극과 정극용 급전 부재(14)를 개재하여 전기적으로 접속되고, 부극(12)은, 전원(20)의 부극과 부극용 급전 부재(15)를 개재하여 전기적으로 접속된다.
본 실시형태에 있어서, 정극(11)은, 봉 형상의 부재인 정극용 지지 부재(18)가 장착되어 있다. 정극용 지지 부재(18)는, 정극(11)의 정극용 급전 부재(14)가 장착되어 있는 측과는 반대측에 장착된다. 부극(12)은, 봉 형상의 부재인 부극용 지지 부재(19)가 장착되어 있다. 부극용 지지 부재(19)는, 부극(12)의 부극용 급전 부재(15)가 장착되어 있는 측과는 반대측에 장착된다. 본 실시형태에 있어서, 정극용 지지 부재(18), 부극용 지지 부재(19), 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)는, 모두 동일한 재료이지만, 이러한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)를 동일한 재료로 하고, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)는 이들과 다른 재료로 해도 된다. 본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)은, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)를 반드시 구비하고 있지 않아도 된다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10), 더 구체적으로는 정극(11) 및 부극(12)은, 양방의 단부에 각각 개구부로서의 단부측 개구부(10HA, 10HB)를 갖고 있다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 단부측 개구부(10HA, 10HB)를 갖고 있지 않아도 되고, 적어도 일방의 단부에 단부측 개구부(10HA) 또는 단부측 개구부(10HB)를 갖고 있어도 된다.
정극(11)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 정극(11)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(11SL)을 갖고 있다. 부극(12)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 부극(12)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(12SL)을 갖고 있다. 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 부극용 급전 부재(15)와 부극용 지지 부재(19)의 사이, 또한 부극(12)의 외측부에 구속 부재(40)가 설치되어 있다. 구속 부재(40)는, 정극(11)의 슬릿(11SL) 및 부극(12)의 슬릿(12SL)을 폐쇄하여, 부극(12)과 절연체(13)와 정극(11)을 부극(12) 및 정극(11)의 둘레 방향으로부터 구속한다. 다음으로, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 사용 태양을 설명한다.
도 3은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 사용 태양을 나타내는 도면이다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 원수(W) 중에 투입되어, 원수(W) 중에서 수소 함유수를 생성한다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 고정형이 아니고, 사용하는 장소, 즉 수소 함유수를 생성하는 장소에 운반하여 원수(W)에 투입되어 수소 함유수를 생성하는, 이동 가능한 가반형의 장치에 적용 가능한 것이다. 원수(W)는, 예를 들면, 욕조에 모아둔 온수, 음료수 탱크에 모아둔 음료수 또는 세정수 탱크에 모아둔 세정수 등이다. 원수(W) 중에 투입된 수소 함유수 생성용 전극(10)의 정극(11)과 부극(12)의 사이에 전원(20)으로부터 소정의 전압(직류 전압)이 인가되면, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 주위에 존재하는 원수(W)는, 수소 이온(H+)과 수산 이온(OH-)으로 전리(電離)된다.
절연체(13)가 이온 교환 기능을 가지고 있지 않은 경우, 전리된 수소 이온(H+)은 절연체(13)를 통과하여 부극(12)측에 모이고, 부극(12)에 수소 가스(H2)의 기포가 생성된다. 이 기포는, 직경이 나노미터 오더인 미소한 기포이다. 원수(W)(2H2O)는, 전자(2e-)에 의해 H2+2OH-로 정수(整水)된다. 이 정수 작용에 의해 원수(W)에 수소 가스가 용존되므로, 원수(W)에 수소가 용존된 수소 함유수가 생성된다. 전리된 수산 이온(OH-)은, 절연체(13)를 통과하여 정극(11)측으로 모이고, 원수(W)(2H2O)는, O2+4H++4e-로 정수되어, 산성의 이온수가 생성된다. O2는, 통 형상의 정극(11)의 내측에 기포가 되어 모이고, 정극(11)의 내측을 따라 이동하여, 단부측 개구부(10HA, 10HB)로부터 정극(11)의 외부로 방출된다. 다음으로, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 대하여, 보다 상세하게 설명한다.
도 4는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을 나타내는 측면도이다. 도 4는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 부극(12) 및 절연체(13)의 일부를 제거한 상태를 나타내고 있다. 도 5는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극을, 그 중심축을 포함하는 평면으로 자른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6은, 도 4의 A-A 단면도이다. 도 7은, 도 6의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다. 통 형상, 본 실시형태에서는 원통 형상의 정극(11) 및 부극(12)이 연장되는 방향(적절히 길이 방향이라고 함)(E)과 평행한 방향이, 이들의 중심축(Zt)이다. 중심축(Zt)은, 중심축(Zt)과 직교하는 정극(11) 및 부극(12)의 단면 내의 중심(中心)(중심(重心))을 지나가는 축이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 정극(11)은, 측부에 복수의 개구(11H)를 갖고 있고, 부극(12)은, 측부에 복수의 개구(12H)를 갖고 있다. 정극(11)이 갖는 복수의 개구(11H)는, 정극(11)의 측부를 정극(11)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 부극(12)이 갖는 복수의 개구(12H)는, 부극(12)의 측부를 부극(12)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)은 도전체로 제조되어 있고, 본 실시형태에 있어서는, 티탄(Ti)에 백금(Pt)을 도금한 것이다. 도금은, 예를 들면 백금(Pt)-이리듐(Ir) 도금이어도 된다. 본 실시형태에 있어서, 티탄은 순(純)티탄이다. 정극(11) 및 부극(12)은, 티탄에 백금을 도금한 것에 한정되는 것은 아니지만, 원수(W)에 용출(溶出)되지 않는 재료(예를 들면, 바나듐(V))인 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 정극(11) 및 부극(12)의 양방이 도금되어 있지만, 원수 중의 수산화칼슘 또는 수산화마그네슘 등이 석출되는 정극(11)만을 도금하고, 부극(12)은 도금하지 않아도 된다. 이와 같이 함으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 정극(11)과, 정극(11)의 외측의 측부(외측부)(11So)와, 부극(12)의 내측의 측부(내측부)(12Si)의 사이에 개재하는 절연체(13)는, 정극(11)의 외측부(11So)와 부극(12)의 내측부(12Si)에 접하고 있다. 절연체(13)는, 복수의 개구(13H)를 갖고 있다. 개구(13H)는, 절연체(13)를 그 두께 방향으로 관통하고 있다. 절연체(13)는, 예를 들면, 절연성을 갖는 재료(예를 들면 수지)의 섬유로 뜨여진 망을 이용할 수 있다. 또, 절연체(13)로서는, 이온 교환 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들면 절연체(13)는, 이온 교환막(양이온 교환막)이어도 된다. 이 경우, 절연체(13)는, 개구(13H)를 갖고 있지 않아도 된다.
양이온 교환막은, 막에 고정되어 있는 음이온기 때문에 부(負)로 대전하고 있다. 이 때문에, 음이온은 반발되어 통과할 수 없고, 양이온만이 통과한다. 따라서, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 있어서, 양이온 교환막을 이용한 절연체(13)는, 양이온, 즉 수소 이온(H+)만을 투과하고, 음이온, 즉 전리된 수산 이온(OH-)을 반발한다. 이 때문에, 절연체(13)를 통과하여 정극(11)측으로 이동하는 수산 이온(OH-)의 양을 저감할 수 있다. 그 결과, 정극(11)측에 있어서는 산소 및 산성의 이온수의 발생이 억제된다.
상술한 바와 같이, 절연체(13)는, 이온 교환막을 이용해도 되지만, 전기적으로 중성인 재료가 이용된다. 이와 같이 함으로써, 절연체의 제조 비용을 저감할 수 있고, 또한, 가공도 용이해진다. 또, 이온 교환막은, 이온은 통과시키지만 물분자가 통과되지 않는 정도의 구멍을 갖고 있다. 이온 교환막을 절연체(13)에 이용하면, 이 절연체(13)를 구비한 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 수소 함유수를 생성할 때에 필요한 전압이 높아져서, 소비 전력이 커질 가능성을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 절연체(13)는, 전기적으로 중성인 그물 형상의 부재이다. 이 때문에, 이온 교환막과 비교하여 낮은 전압으로 수소 함유수를 생성할 수 있어, 소비 전력을 억제할 수 있다.
절연성을 갖는 섬유로 뜨여진 망을 절연체(13)에 이용하는 경우, 절연체(13)의 두께는, 0.1㎜로부터 1㎜ 정도로 한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 정극(11)의 외측부(외주부에 상당)(11So)와 정극(12)의 내측부(내주부에 상당)(12Si)의 사이에 설치된 절연체(13)는, 부극(12)의 슬릿(12SL)으로부터 부극(12)의 외측부(외주부에 상당)(12So)측으로 단부가 취출되어 있다. 절연체(13)의 단부는, 정극(11)의 슬릿(11SL)으로부터 정극(11)의 내측부(내주부에 상당)(11Si)측으로 취출되어도 된다. 다음으로, 도 7에 나타내는, 정극(11)과 부극(12)의 사이에 형성되는 간극(적절히 전극간 간극이라고 함)의 크기(t)의 영향을 설명한다. 전극간 간극의 크기(t)는, 정극(11)의 외측부(외주부)(11So)와 부극(12)의 내측부(내주부)(12Si) 사이의 거리이다.
도 7에 나타내는 전극간 간극의 크기(t)를 다르게 했을 때에 있어서의, 수소 함유수의 용존 수소량을 비교한다. 이 평가에서는, t=0.4㎜, 3㎜로 했다. t=0.4㎜일 때, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 인가되는 전압은 18V, 전류는 5A로 한다. t=3㎜일 때, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 인가되는 전압은 60V, 전류는 5A로 한다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1 중의 용존 수소는, 120리터, 41℃의 뜨거운 물에 수소 함유수 생성용 전극(10)을 투입한 다음 정극(11)과 부극(12)에 전압을 인가하고나서 15분 경과했을 때의 계측값이다.
Figure pct00001
표 1에 나타내는 평가 결과로부터, 전극간 간극의 크기(t)가 작아지면, 원수에 용존하는 수소의 양(용존 수소량)이 많아지는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 전극간 간극의 크기(t)를 0.4㎜로 하면, t=3.0㎜와 비교하여 용존 수소량은 8% 증가한다. 전극간 간극의 크기(t)를 0.4㎜로 하면, t=3.0㎜와 비교하여 소비 전력은 1/3 세기로 된다. 전극간 간극의 크기(t)를 0.4㎜로 하면, t=3.0㎜와 비교하여 적은 소비 전력으로 많은 수소를 원수에 용존시킬 수 있다. 즉, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 전극간 간극의 크기(t)를 작게 함으로써, 수소를 원수에 용존시키는 효율이 향상된다.
본 실시형태에 있어서, 전극간 간극의 크기(t)는, 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 전극간 간극의 크기(t)를 상술한 범위로 함으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)이 수소 함유수를 생성할 때에, 정극(11)과 부극(12)에 인가하는 전압의 전위차가 비교적 작아도, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 충분한 양의 수소를 발생시킬 수 있다. 전극간 간극의 크기(t)가 상술한 범위이면, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 인가되는 전압이 비교적 저(低)전압이어도, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 충분한 양의 수소를 원수에 용존시켜 많은 수소를 용존한 수소 함유수를 생성할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 욕조에 모아둔 온수에 수소 함유수 생성용 전극(10)을 투입하여 수소 함유수를 생성하도록 한 용도에도, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 이용할 수 있다. 또, 수소 함유수에 용존하는 수소의 양이 동일하면, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 소비 전력을 억제할 수 있다.
전극간 간극의 크기(t)가 큰 경우, 충분한 양의 수소를 원수에 용존시키기 위해서는, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 인가되는 전압을 크게 한다. 전극간 간극의 크기(t)를 1㎜ 이하, 바람직하게는 0.6㎜ 이하로 함으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 인가되는 전압이, 예를 들면 48V 정도여도, 충분한 양의 수소를 원수에 용존시킬 수 있다. 전극간 간극의 크기(t)를 0.1㎜ 이상, 바람직하게는 0.2㎜ 이상으로 함으로써, 정극(11)과 부극(12)의 사이에 개재하는 절연체(13)에 의한 정극(11)과 부극(12) 사이의 절연을 충분하게 확보할 수 있다. 그 결과로서, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 안정적으로 성능을 발휘할 수 있다. 또, 상술한 바와 같이, 절연체(13)로서 수지를 이용하는 경우, 전극간 간극의 크기(t)를 0.1㎜ 이상, 바람직하게는 0.2㎜ 이상으로 함으로써, 절연체(13)의 내구성 저하를 억제할 수도 있다. 본 실시형태에 있어서, 정극(11)과 부극(12)의 사이에 개재하는 절연체(13)는, 양자에 접촉한다. 이 때문에, 전극간 간극의 크기(t)는, 절연체(13)의 두께에 의해 결정된다.
본 실시형태에 있어서, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 욕조 또는 음료수 탱크 등에 직접 투입하여 수소 함유수를 생성한다. 그리고, 수소 함유수를 생성할 필요가 없는 경우, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 욕조 또는 음료수 탱크 등으로부터 취출된다. 이와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 장착 대상에 고정시켜 놓고 사용되는 것은 아니며, 이동 및 운반이 가능하다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 고정시켜 놓고 사용되는 것과 비교하여, 진동 및 충격의 영향을 받기 쉽다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 절연체(13)를 정극(11)과 부극(12)의 사이에 개재시켜, 양자에 접촉시키면, 정극(11) 및 부극(12)의 움직임이 규제된다. 그 결과, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 진동 및 충격에 대한 내성이 향상된다.
또, 절연체(13)를 정극(11)과 부극(12)의 사이에 개재시켜, 양자에 접촉시키면, 절연체(13)에 의해, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 전체에 걸쳐 정극(11)과 부극(12)의 간격을 일정하게 하기 쉬워진다. 그 결과, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11)과 부극(12) 사이의 전기 저항의 편차가 억제되고, 전류 밀도의 편차가 억제되므로, 전체로부터 균일하게 수소의 기포를 발생할 수 있다. 전극간 간극의 크기(t)를, 절연체(13)의 두께와 동등하게 함으로써, 절연체(13)를 정극(11)과 부극(12)의 양방에 접촉시키기 쉬워지므로 바람직하다. 다음으로, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)에 대하여 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14)는, 정극(11)의 제 1 단부(일방의 단부)(11T1)로부터 제 2 단부(타방의 단부)(11T2)를 향해 연장되는 봉 형상의 도체이다. 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14)는, 정극(11)이 연장되는 방향(길이 방향)(E)에 있어서의 정극(11)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 짧은 부분이, 정극(11)의 내측부(11Si)에 장착된다. 부극용 급전 부재(15)는, 부극(12)의 제 1 단부(12T1)로부터 제 2 단부(12T2)를 향해 연장되는 봉 형상의 도체이다. 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 부극용 급전 부재(15)는, 부극(12)이 연장되는 방향(길이 방향)(E)에 있어서의 부극(12)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 짧은 부분이, 부극(12)의 외측부(12So)에 장착된다. 정극용 급전 부재(14)의 정극(11)에 장착되는 부분의 길이 및 부극용 급전 부재(15)의 부극(12)에 장착되는 부분의 길이는, 모두 LS이다. 본 실시형태에 있어서, LS<L/2이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 정극용 지지 부재(18)는, 정극(11)의 제 2 단부(11T2)로부터 제 1 단부(11T1)를 향해 연장되는 봉 형상의 도체이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 정극용 지지 부재(18)는, 정극(11)의 길이 방향(E)에 있어서의 정극(11)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 짧은 부분이, 정극(11)의 내측부(11Si)에 장착된다. 부극용 지시 부재(19)는, 부극(12)의 제 2 단부(12T2)로부터 제 1 단부(12T1)를 향해 연장되는 봉 형상의 도체이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 부극용 지지 부재(19)는, 부극(12)의 길이 방향(E)에 있어서의 부극(12)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 짧은 부분이, 부극(12)의 외측부(12So)에 장착된다.
본 실시형태에 있어서, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)는, 정극(11) 및 부극(12)과 마찬가지로, 티탄에 백금을 도금한 부재이다. 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)는, 정극(11) 및 부극(12)과 마찬가지로, 티탄에 백금을 도금한 것에 한정되는 것은 아니지만, 원수(W)에 용출되지 않는 재료인 것이 바람직하다. 정극용 급전 부재(14)와 부극용 급전 부재(15)는, 예를 들면 용접 등의 접합 수단에 의해, 각각, 정극(11)과 부극(12)에 접합되어, 전기적으로 접속된다. 정극용 급전 부재(14)와 부극용 급전 부재(15)는, 예를 들면 용접 등의 접합 수단에 의해, 각각, 정극(11)과 부극(12)에 접합되어, 장착된다.
정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)에 실시되는 도금은, 예를 들면 백금(Pt)-이리듐(Ir) 도금이어도 된다. 본 실시형태에 있어서, 부극(12)은 도금을 실시하지 않아도 되지만, 이 경우, 부극용 급전 부재(15)도 도금을 실시하지 않아도 된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14)와 부극용 급전 부재(15)는, 각각, 스폿 용접에 의해 복수 개소의 접합부(CP)에서 정극(11)과 부극(12)에 전기적으로 접합되어 있다. 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)도 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 동일하다. 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)의 접합은, 스폿 용접에 한정되는 것은 아니다.
복수의 접합부(CP)는, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)의 길이 방향에 있어서, 일부분에 치우치지 않도록 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 정극용 급전 부재(14)와 부극용 급전 부재(15)는, 자신의 길이 방향(E)의 전체로부터 전력을 공급할 수 있다. 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)는, 각각 다른 부재로서, 부극(12)이 연장되는 방향(길이 방향)(E)에 있어서의 부극(12)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 짧은 부분이, 부극(12)의 외측부(12So)에 장착된다. 이 때문에, 부극(12)의 외측부(12So)에 있어서, 부극용 급전 부재(15)와 부극용 지지 부재(19)의 사이에는, 이들이 존재하지 않는 부분(간극)이 생긴다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 부극(12)의 외측부(12So)의 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)가 존재하지 않는 부분에 구속 부재(40)를 장착할 수 있다. 구속 부재(40)는, 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)와는 간섭하지 않으므로, 부극(12), 절연체(13) 및 정극(11)을, 부극(12)의 외주부 전체에 걸쳐 균등한 힘으로 구속할 수 있다.
도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14)는, 정극(11)의 제 1 단부(11T1)로부터 돌출되어 있고, 부극용 급전 부재(15)는, 부극(12)의 제 1 단부(12T1)로부터 돌출되어 있다. 이와 같이 함으로써, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(11T1, 12T1)로부터 돌출된 부분을 장착 대상(ST1)에 장착할 수 있다. 그 결과, 정극(11) 및 부극(12)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)를 개재하여 장착 대상(ST1)에 장착된다.
본 실시형태에 있어서, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(11T1, 12T1)로부터 돌출된 부분에 수나사(14S, 15S)가 설치되어 있다. 정극용 급전 부재(14)와 부극용 급전 부재(15)는, 이 수나사(14S, 15S)에 각각 돌려 박아진 볼트(32, 32)에 의해, 장착 대상(ST1)에 장착되어, 고정된다.
정극(11)은, 제 1 단부(11T1)가 장착 대상(ST1)과 접하고, 또한 정극용 급전 부재(14)를 개재하여 볼트(32)에 의해 장착 대상(ST1)에 고정되어 있다. 마찬가지로, 부극(12)은, 제 1 단부(12T1)가 장착 대상(ST1)과 접하고, 또한 부극용 급전 부재(15)를 개재하여 볼트(32)에 의해 장착 대상(ST1)에 고정되어 있다. 이 때문에, 정극(11) 및 부극(12)은, 각각의 넓은 범위가 장착 대상(ST1)과 접촉하므로, 장착 대상(ST1)에 대하여 안정적으로 장착된다.
또, 각각의 볼트(32, 32)와, 수나사(14S, 15S)에 각각 돌려 박아진 볼트(33, 33)에 의해, 정극용 급전 부재(14)와 배선을 전기적으로 접속하는 단자(34) 및 부극용 급전 부재(15)와 배선을 전기적으로 접속하는 단자(34)를 고정한다. 이러한 구조에 의해, 단자(34, 34) 및 정극용 급전 부재(14), 부극용 급전 부재(15)를 개재하여, 정극(11), 부극(12)에 전력이 인가된다.
도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 정극용 지지 부재(18)는, 정극(11)의 제 2 단부(11T2)로부터 돌출되어 있고, 부극용 지지 부재(19)는, 부극(12)의 제 2 단부(12T2)로부터 돌출되어 있다. 이와 같이 함으로써, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 단부(11T2, 12T2)로부터 돌출된 부분을 장착 대상(ST2)에 장착할 수 있다. 그 결과, 정극(11) 및 부극(12)은, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)를 개재하여 장착 대상(ST2)에 장착된다.
본 실시형태에 있어서, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 단부(11T2, 12T2)로부터 돌출된 부분에 수나사(18S, 19S)가 설치되어 있다. 정극용 지지 부재(18)와 부극용 지지 부재(19)는, 이 수나사(18S, 19S)에 각각 돌려 박아진 볼트(31, 31)에 의해, 장착 대상(ST2)에 장착되어, 고정된다.
정극(11)은, 제 2 단부(11T2)가 장착 대상(ST2)과 접하고, 또한 정극용 지지 부재(18)를 개재하여 볼트(31)에 의해 장착 대상(ST2)에 고정되어 있다. 마찬가지로, 부극(12)은, 제 2 단부(12T2)가 장착 대상(ST2)과 접하고, 또한 부극용 지지 부재(19)를 개재하여 볼트(31)에 의해 장착 대상(ST2)에 고정되어 있다. 이 때문에, 정극(11) 및 부극(12)은, 각각의 넓은 범위가 장착 대상(ST2)과 접촉하므로, 장착 대상(ST2)에 대하여 안정적으로 장착된다.
수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)에 의해, 정극(11) 및 부극(12)의 양측으로부터 장착 대상(ST1, ST2)에 장착되는 것이 가능하다. 또, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15) 또는 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)의 일방을 이용하여 1개의 장착 대상에 장착되어도 된다. 이와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 장착의 자유도가 높다는 이점이 있다.
도 8, 도 9는, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 측면도이다. 본 변형예에 있어서, 도 8, 도 9는, 도 4 등에 나타낸 구속 부재(40)는 생략하고 있다. 도 8에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10a) 및 도 9에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10b)은, 부극(12)의 외측에 장착되어 있는 부극용 급전 부재(14a, 14b)의 외측으로부터 구속 부재(40)가 장착된다.
도 8에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10a)에 있어서, 정극용 급전 부재(14a)는, 정극(11)의 길이 방향(E)에 있어서의 정극(11)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 긴 부분이, 도 5에 나타내는 정극(11)의 내측부(11Si)에 장착된다. 부극용 급전 부재(15a)는, 부극(12)의 길이 방향(E)에 있어서의 부극(12)의 치수(L)의 절반(L/2)보다 긴 부분이, 도 5에 나타내는 부극(12)의 외측부(12So)에 장착된다. 정극용 급전 부재(14a)의 정극(11)에 장착되는 부분의 길이 및 부극용 급전 부재(15a)의 부극(12)에 장착되는 부분의 길이는, 모두 LS이다. 본 실시형태에 있어서, LS>L/2이다. LS는, 정극(11) 및 부극(12)의 길이 방향(E)에 있어서의 치수(L)의 70% 이상이 바람직하고, 나아가서는 LS는, L의 80% 이상이 보다 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, LS는 L의 95% 이상으로 되어 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14a)와 부극용 급전 부재(15a)는, 각각, 스폿 용접에 의해 복수 개소의 접합부(CP)에서 정극(11)과 부극(12)에 전기적으로 접합되어 있다. 복수의 접합부(CP)는, 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)의 길이 방향에 있어서, 일부분에 치우치지 않도록 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 정극용 급전 부재(14a)와 부극용 급전 부재(15a)는, 정극(11)과 부극(12)에, 이들의 길이 방향(E)의 전체로부터 전력을 공급할 수 있다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10a)은, 정극(11) 및 부극(12)의 길이 방향(E)에 있어서의 전류의 분포를 균일에 가깝게 할 수 있으므로, 부극(12)의 길이 방향(E)의 전역으로부터 수소를 발생시킬 수 있다. 또, 정극(11) 및 부극(12)은, 각각의 길이 방향(E)의 넓은 범위에서, 각각 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)와 전기적으로 접속되어 있으므로, 수소 함유수 생성용 전극(10a)은, 전류의 효율의 저하를 억제하여, 전류를 효율적으로 이용할 수 있다. 즉, 수소 함유수 생성용 전극(10a)은, 인가되는 전류의 이용 효율의 저하를 억제할 수 있다. 결과적으로, 수소 함유수 생성용 전극(10a)은, 단위 전력당의 수소 함유량을 크게 할 수 있다. 또한, 정극용 급전 부재(14a)의 정극(11)에 장착되는 부분의 길이 및 부극용 급전 부재(15a)의 부극(12)에 장착되는 부분의 길이(LS)를 상술한 범위로 함으로써, 정극(11) 및 부극(12)을 보강할 수도 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14a)는, 정극(11)의 제 1 단부(11T1) 및 제 2 단부(12T2)의 양방으로부터 돌출되어 있다. 부극용 급전 부재(15a)는, 부극(12)의 제 1 단부(12T1) 및 제 2 단부(12T2)의 양방으로부터 돌출되어 있다. 이와 같이 함으로써, 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(11T1, 12T1)로부터 돌출된 부분을 장착 대상(ST1)에, 제 2 단부(11T2, 12T2)로부터 돌출된 부분을 장착 대상(ST2)에 장착할 수 있다. 그 결과, 정극(11) 및 부극(12)은, 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)를 개재하여 장착 대상(ST1, ST2)에 장착된다.
본 실시형태에 있어서, 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(11T1, 12T1)로부터 돌출된 부분에 수나사(14S1, 15S1)가 설치되어 있다. 또, 정극용 급전 부재(14a) 및 부극용 급전 부재(15a)는, 제 2 단부(11T2, 12T2)로부터 돌출된 부분에 수나사(14S2, 15S2)가 설치되어 있다. 정극용 급전 부재(14a)와 부극용 급전 부재(15a)는, 제 1 단부(11T1)측의 수나사(14S1, 15S1)에 각각 돌려 박아진 볼트(32, 32)에 의해 장착 대상(ST1)에 장착되어, 고정된다. 또, 정극용 급전 부재(14a)와 부극용 급전 부재(15a)는, 제 2 단부(12T2)측의 수나사(14S2, 15S2)에 각각 돌려 박아진 볼트(31, 31)에 의해 장착 대상(ST2)에 장착되어, 고정된다.
볼트(32)와, 수나사(14S1, 15S1)에 각각 돌려 박아진 볼트(33)에 의해, 정극용 급전 부재(14), 부극용 급전 부재(15)와 배선을 접속하는 단자(34, 34)가 고정된다. 이러한 구조에 의해, 단자(34, 34) 및 정극용 급전 부재(14a), 부극용 급전 부재(15a)를 개재하여, 정극(11), 부극(12)에 전력이 인가된다. 수소 함유수 생성용 전극(10a)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)를 정극(11) 및 부극(12)의 양측으로부터 돌출시키고 있다. 이 때문에, 상술한 수소 함유수 생성용 전극(10)(도 4 등 참조)과 동일한 작용, 효과가 얻어진다.
도 9에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10b)은, 정극용 급전 부재(14b) 및 부극용 급전 부재(15b)가, 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)로부터만 돌출되고, 제 2 단부(11T2, 12T2)로부터는 돌출되지 않는 점이, 도 8에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10a)과는 다르다. 수소 함유수 생성용 전극(10b)의 다른 구조는, 도 8에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10a)과 동일하다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10b)은, 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)측만이 장착 대상(ST)에 장착되는 것 이외에는, 도 8에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10a)과 동일한 작용, 효과가 얻어진다.
도 10, 도 11은, 수소 함유수 생성용 전극의 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 10, 도 11은, 수소 함유수 생성용 전극(10c, 10d)의 중심축(Zt)과 직교하는 단면을 나타내고 있다. 도 10에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10c)은, 정극(11c)과, 부극(12c)과, 절연체(13c)를 포함하고, 또한 평면부(10P)와, 이것에 연결되는 곡면부(10R)를 갖고 있다. 정극(11c)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 정극(11c)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(11SLa)을 갖고 있다. 부극(12c)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 부극(12c)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(12SLa)을 갖고 있다. 도 11에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10d)은, 정극(11d)과, 부극(12d)과, 절연체(13d)를 포함하고, 또한 제 1 평면부(10PA)와, 이것의 양단(兩端)에 연결되는 한 쌍의 제 2 평면부(10PB, 10PB)와, 한 쌍의 제 2 평면부(10PB, 10PB)를 연결하는 곡면부(10R)를 갖고 있다. 정극(11d)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 정극(11d)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(11SLb)을 갖고 있다. 부극(12d)은, 길이 방향, 즉 통 형상의 부재인 부극(12d)이 연장되는 방향을 향하는 슬릿(12SLb)을 갖고 있다.
수소 함유수 생성용 전극(10c, 10d)이 구비하는 정극(11c, 11d) 및 부극(12c, 12d)은, 평면과 곡면을 조합한 형상이다. 또, 도 1, 도 2, 도 8, 도 9 등에 나타내는 수소 함유수 생성용 전극(10, 10a, 10b)은, 원통 형상이기 때문에, 정극(11) 및 부극(12)의 전체 둘레에 걸쳐 곡면이다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서, 수소 함유수 생성용 전극(10, 10a, 10b, 10c, 10d)이 구비하는 정극(11, 11c, 11d) 및 부극(12, 12c, 12d)은, 적어도 일부가 곡면이면 된다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11) 및 부극(12)을 원통 형상으로 함으로써, 전체 둘레에 걸쳐 효율적으로 수소의 기포를 부극(11)으로부터 이탈시켜, 원수(W)에 용존시킬 수 있다. 또, 정극(11) 및 부극(12)을 원통 형상으로 함으로써, 제조도 용이하다.
수소 함유수 생성용 전극(10, 10a, 10b, 10c, 10d)은, 정극(11, 11c, 11d)과 부극(12, 12c, 12d)을 곡면을 갖는 형상으로 함으로써, 수소를 효율적으로 발생시킬 수 있다. 수소 함유수 생성용 전극(10, 10a, 10b, 10c, 10d)을 원수(W) 중에 투입하여 사용하는 경우, 곡면의 부분이 상방(중력이 작용하는 방향과는 반대 방향측)을 향하도록 하여 설치되는 것이 바람직하다. 다음으로, 정극(11), 부극(12) 및 절연체(13)가 갖는 개구(11H, 12H, 13H)에 대하여 설명한다.
도 12는, 정극 및 부극의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다. 도 13은, 정극 및 부극이 갖는 개구의 확대도이다. 도 14는, 도 12의 B-B 단면도이다. 도 15는, 절연체의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다. 정극(11) 및 부극(12)은, 복수의 선 형상의 부분(선 형상 부분)(16)이 교차한, 그물 형상의 부재이다. 복수의 선 형상 부분(16)으로 둘러싸이는 부분이, 정극(11) 및 부극(12)의 개구(11H, 12H)가 된다. 본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)이 갖는 개구(11H, 12H)는, 마름모꼴 형상이다. 개구(11H, 12H)는, 일방의 대각선(제 1 대각선)(TLl)이 타방의 대각선(제 2 대각선)(TLs)보다 길게 되어 있다. 개구(11H, 12H)는, 제 1 대각선(TLl) 상의 정상부(Pa, Pb)에서의 각도가, 제 2 대각선(TLs) 상의 정상부(Pc, Pd)에서의 각도보다 작게 되어 있다.
정극(11) 및 부극(12)은, 복수의 개구(11H, 12H)를 가지므로, 개구(11H, 12H)를 통과하여 전기력선을 내측과 외측으로 회전시킬 수 있다. 이 때문에, 정극(11) 및 부극(12)은, 양면을 전기 분해에 이용할 수 있으므로, 수소를 효율적으로 발생시킬 수 있다. 또, 부극(12)은, 선 형상 부분(16)으로 둘러싸인 개구(12H)에 의해, 자신이 생성하는 수소의 기포의 젖음각을 작게 할 수 있으므로, 수소의 기포를 작은 상태에서 이탈시킬 수 있다. 즉, 생성되는 수소와 부극(12)의 표면의 사이에 생기는 흡착력이, 점 접촉에 가까운 상태가 되어 표면 장력이 억제되므로, 결과적으로, 부극(12)은, 수소의 기포를 작은 상태에서 이탈시켜, 많은 수소의 기포를 용존한 수소 함유수를 생성할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)의 선 형상 부분(16)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 단면이 직사각형(도 14의 예에서는 정사각형)으로 되어 있다. 부극(12)은, 선 형상 부분(16)이 갖는 모서리부(16T)에 의해, 수소의 기포의 젖음각을 더욱 작게 하여 표면 장력을 억제할 수 있으므로, 수소의 기포를 보다 작은 상태에서 이탈시킬 수 있다. 이 때문에, 부극(12)은, 보다 작은 수소의 기포를 용존시킨 수소수를 생성할 수 있다. 또, 부극(12)은, 단면이 직사각형인 선 형상 부분(16)을 가지므로, 수소의 발생에 이용할 수 있는 표면적을 크게 할 수 있다. 이들의 작용에 의해, 부극(12)은, 수소를 원수에 용존시키는 효율이 향상된다.
본 실시형태에 있어서, 개구(11H, 12H)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 1 대각선(TLl)이, 정극(11) 및 부극(12)이 연장되는 방향, 즉 길이 방향(E)을 향하고 있다. 제 2 대각선(TLs)은, 원통 형상의 정극(11) 및 부극(12)의 둘레 방향(C)을 향하고 있다. 정극(11) 및 부극(12)은, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 길이 방향(E)의 양측에 단부측 개구부(10HA, 10HB)를 갖고 있다. 정극(11)의 내측에 발생한 산소의 기포는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 단부측 개구부(10HA, 10HB)로부터 수소 함유수 생성용 전극(10)의 외부로 방출된다. 이때, 산소의 기포가 이동하는 방향으로, 정극(11)의 개구(11H)의 길이 방향이 맞춰져 있으므로, 산소의 기포는 단부측 개구부(10HA, 10HB)로 이동하기 쉬워진다. 그 결과, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 산소의 기포를 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 또, 정극(11)의 개구(11H)는, 제 1 대각선(TLl) 상의 정상부(Pa, Pb)의 각도가 예각이 되므로, 산소의 기포와 선 형상 부분(16)의 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 산소의 기포는, 선 형상 부분(16)으로부터 이탈하기 쉬워지므로, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 산소의 기포를 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 또, 정극(11)은, 선 형상 부분(16)이 모서리부(16T)를 가지므로, 이 모서리부(16T)에 의해, 산소의 기포의 젖음각을 더욱 작게 하여 표면 장력을 억제할 수 있다. 그 결과, 정극(11)은, 산소의 기포를 선 형상 부분(16)으로부터 신속하게 이탈시켜 단부측 개구부(10HA, 10HB)로 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 산소의 기포를 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 또한, 산소의 기포가 정극(11)의 내측을 따라 이동하는 과정에서, 정극(11)측에서 새롭게 생성된 산소의 기포를 받아들여 산소의 기포가 성장한다. 이 때문에, 산소의 기포와 원수(W)가 접촉하는 면적을 작게 하여, 원수(W)에의 산소의 용존을 억제할 수 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 절연체(13)는, 복수의 선 형상 부재(17)를 교차시켜, 선 형상 부재(17)로 둘러싸이는 부분이 개구(13H)가 되는 그물 형상의 부재이다. 개구(13H)는, 직사각형 형상(본 실시형태에서는 정사각형 형상)으로 되어 있다. 개구(13H)는, 한 변의 길이가 La이고, 이 변에 인접하는 변의 길이가 Lb이다. 본 실시형태에 있어서, 개구(13H)는 정사각형 형상이므로, La=Lb이다. 길이가 La인 변은, 정극(11) 및 부극(12)의 길이 방향(E)과 평행하고, 길이가 Lb인 변은, 원통 형상의 정극(11) 및 부극(12)의 둘레 방향(C)과 평행하다.
본 실시형태에 있어서, 정극(11)의 개구(11H) 및 부극(12)의 개구(12H)는, 절연체(13)의 개구(13H)보다 크다. 개구(11H, 12H)의 면적은, 제 1 대각선(TLl)의 길이를 Ll, 제 2 대각선(TLs)의 길이를 Ls로 하면, Ll×Ls/2이다. 개구(13H)의 면적(개구 면적)은, La×Lb이다. 이 때문에, Ll×Ls/2>La×Lb가 된다. 본 실시형태에 있어서, 예를 들면 제 1 대각선(TLl)의 길이(Ll)는 6㎜, 제 2 대각선(TLs)의 길이(Ls)는 3㎜이므로, 개구(11H, 12H)의 면적은, 9㎟가 된다. 개구(13H)는, 예를 들면 La=Lb=1.06㎜이다. 즉, 절연체(13)는, 1inch당 24개의 개구(13H)가 배열되어 있다. 개구(13H)의 면적(개구 면적)은, 1.12㎟가 된다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서, 정극(11) 및 부극(12)의 개구(11H, 12H)의 면적은, 개구(13H)의 면적의 8배 정도이다.
정극(11) 및 부극(12)의 개구(11H, 12H)보다 절연체(13)의 개구(13H)가 큰 경우, 절연체(13)의 개구(13H)를 통과하여 정극(11)과 부극(12)이 접촉할 가능성이 높아진다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11) 및 부극(12)의 개구(11H, 12H)보다 절연체(13)의 개구(13H)를 작게 함으로써, 절연체(13)의 개구(13H)를 통과하여 정극(11)과 부극(12)이 서로 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 이와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11)과 부극(12)의 거리를 작게 해도, 정극(11)과 부극(12)의 단락을 회피하여, 양자의 절연을 확보할 수 있다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11)과 부극(12)에 인가하는 전압을 낮게 억제하는 것이 요구되는, 원수(W)에 투입하는 방식에 대하여 적합하다.
본 실시형태에 있어서, 절연체(13)는, 복수의 선 형상 부재(17)를 교차시킨 그물 형상의 부재이다. 이러한 그물 형상의 부재를 이용하면, 절연체(13)는, 두께 방향으로 어느 정도의 변형이 허용되므로, 수소 함유수 생성용 전극(10)이 진동 또는 충격을 받았을 때, 이것을 절연체(13)가 흡수할 수 있다. 절연체(13)에, 복수의 선 형상 부재(17)를 교차시킨 그물 형상의 부재를 이용하면, 이동 및 운반이 가능한 가반형의 수소 함유수 생성용 전극(10)에 적합하다.
수소 함유수 생성용 전극(10)은, 절연체(13)의 개구(13H)가 정극(11)의 개구(11H) 및 부극(12)의 개구(12H)보다 작으므로, 정극(11)측에서 발생한 산소의 기포를 절연체(13)의 선 형상 부재(17)로 포착하여, 큰 기포로 할 수 있다. 산소의 기포가 커짐으로써, 원수(W)에의 산소의 용존이 억제되므로, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 수소의 기포의 용존율이 높은 수소 함유수를 생성할 수 있다. 또, 산소의 기포가 커짐으로써 부력이 커지는 결과, 산소의 기포가 정극(11)의 내측을 이동하기 쉬워지고, 또 개구(13H)를 통과하기 쉬워지므로, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 산소의 기포를 내부로부터 방출하기 쉬워진다.
또, 선 형상 부재(17)에 의해 포착되지 않았던 산소의 기포는, 절연체(13)의 개구(13H)를 통과하여, 부극(12)의 선 형상 부분(16)에 부착되어 있는 수소의 기포를 동반하여 선 형상 부분(16)으로부터 이탈시킨다. 이 때문에, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 부극(12)에서 발생한 수소의 기포를 부극(12)으로부터 신속하게 이탈시켜 원수(W) 중에 용존시킬 수 있다. 다음으로, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 제조 방법을 설명한다.
<수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법>
도 16은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 플로우도이다. 도 17로부터 도 26은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법의 각 공정을 나타내는 도면이다. 수소 함유수 생성용 전극(10)을 제조함에 있어서, 먼저, 단계 S101에 있어서, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이, 도전체인 정극 재료(11M) 및 부극 재료(12M)를 구부려서 대략 원통 형상의 부재로 한다. 정극 재료(11M) 및 부극 재료(12M)는, 복수의 개구(도 4 등에 나타내는 정극(11)의 개구(11H), 부극(12)의 개구(12H)에 상당, 도 17, 도 18에서는 생략)를 갖는 판 형상의 도전체이다. 정극 재료(11M) 및 부극 재료(12M)가 구부려진, 대략 원통 형상의 부재는, 둘레 방향(C)에 있어서의 일부가 제거되어, 길이 방향(E), 즉 대략 원통 형상의 부재가 연장되는 방향으로 슬릿(11SL, 12SL)을 갖고 있다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 슬릿(11SL)은, 정극 재료(11M)의 대향하는 단부(11MT, 11MT)의 사이에 형성되어 있다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 슬릿(12SL)은, 부극 재료(12M)의 대향하는 단부(12MT, 12MT)의 사이에 형성되어 있다.
정극 재료(11M)는, 길이 방향(E)가, 도 19에 나타내는 정극 재료의 개구(11H)의 제 1 대각선(TLl)과 평행하게 되어 있다. 개구(11H)의 제 1 대각선(TLl)은, 제 2 대각선(TLs)보다 길다. 이 때문에, 도 19에 나타내는 개구(11H)는, 제 1 대각선(TLl)보다 짧은 제 2 대각선(TLs)이, 정극 재료(11M)가 구부려진 대략 원통 형상의 부재의 둘레 방향(C)을 향하고 있다. 그 결과, 정극 재료(11M)를 통 형상으로 구부리기 쉬워져, 정극(11)의 치수 정밀도도 확보하기 쉬워진다.
부극 재료(12M)는, 길이 방향(E)이, 도 20에 나타내는 부극 재료의 개구(12H)의 제 1 대각선(TLl)과 평행하게 되어 있다. 개구(12H)의 제 1 대각선(TLl)은, 제 2 대각선(TLs)보다 길다. 이 때문에, 도 20에 나타내는 개구(12H)는, 제 1 대각선(TLl)보다 짧은 제 2 대각선(TLs)이, 부극 재료(12M)가 구부려진 대략 원통 형상의 부재의 둘레 방향(C)을 향하고 있다. 그 결과, 부극 재료(12M)를 통 형상으로 구부리기 쉬워져, 부극(12)의 치수 정밀도도 확보하기 쉬워진다.
다음으로, 단계 S102에 있어서, 급전 부재 및 지지 부재가, 원통 형상으로 구부려진 정극 재료(11M)와 부극 재료(12M)에 각각 장착된다(도 21, 도 22 참조). 급전 부재는, 도 21에 나타내는 정극용 급전 부재(14)와 도 22에 나타내는 부극용 급전 부재(15)를 말한다. 지지 부재는, 도 21에 나타내는 정극용 지지 부재(18)와 도 22에 나타내는 부극용 지지 부재(19)를 말한다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 정극용 급전 부재(14) 및 정극용 지지 부재(18)는, 정극 재료(11M)의 벤딩의 내측의 면(11Mi)에 장착된다. 정극용 급전 부재(14) 및 정극용 지지 부재(18)는, 길이 방향이, 도 19에 나타내는 개구(11H)의 제 1 대각선(TLl)과 평행하게 되도록 정극 재료(11M)에 접속되어, 장착된다. 정극용 급전 부재(14) 및 정극용 지지 부재(18)는, 예를 들면, 용접에 의해 정극 재료(11M)에 접합된다. 이 때문에, 정극용 급전 부재(14)와 정극 재료(11M)는 전기적으로 접속된다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)는, 부극 재료(12M)의 벤딩의 외측의 면(12Mo)에 장착된다. 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)는, 길이 방향이, 도 20에 나타내는 개구(12H)의 제 1 대각선(TLl)과 평행하게 되도록 부극 재료(12M)에 접속되어, 장착된다. 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)는, 예를 들면, 용접에 의해 부극 재료(12M)에 접합된다. 이 때문에, 부극용 급전 부재(15)와 부극 재료(12M)는 전기적으로 접속된다.
정극용 급전 부재(14) 및 정극용 지지 부재(18)가 장착된 정극 재료(11M)와, 부극용 급전 부재(15) 및 부극용 지지 부재(19)가 장착된 부극 재료(12M)는, 도금(본 실시형태에서는 백금 도금)이 실시된다. 부극(12)에 도금을 실시하지 않는 경우, 정극용 급전 부재(14) 및 정극용 지지 부재(18)가 장착된 정극 재료(11M)에만 도금이 실시된다. 이와 같이 하여, 정극(11) 및 부극(12)이 완성된다. 정극(11) 및 부극(12)은, 모두 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 길이 방향(E), 즉 통 형상의 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿(11SL, 12SL)을 갖고 있다.
다음으로, 단계 S103으로 진행되어, 도 23에 나타내는 바와 같이, 통 형상의 도전체이고, 측부(11S)에 복수의 개구(11H)를 갖는 정극(11)의 측부(11S)를, 그물 형상의 절연체(13)로 덮는다. 절연체(13)로 정극(11)의 측부(11S)를 덮음에 있어서, 슬릿(11SL)의 위치는 특별히 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 단계 S104에 있어서, 도 24에 나타내는 바와 같이, 부극(12)을, 슬릿(12SL)으로부터 정극(11) 및 절연체(13)를 통과하여 절연체(13)의 외측에 장착한다. 정극(11) 및 절연체(13)를 부극(12)의 슬릿(12SL)에 통과시킬 때에는, 슬릿(12SL)을 벌려 둔다. 부극(12)의 내측에 정극(11) 및 절연체(13)가 배치되면, 단계 S105에 있어서, 벌려져 있었던 슬릿(12SL)을 폐쇄한다.
그 후, 단계 S106에 있어서, 도 25에 나타내는 바와 같이, 부극(12)의 외측에, 구속 부재(40)를 장착하여 부극(12)과 절연체(13)와 정극(11)을 구속한다. 부극용 급전 부재(15)와 부극용 지지 부재(19)의 사이에 복수의 구속 부재(40)가 장착된다. 구속 부재(40)는, 예를 들면, 수지제의 결속 밴드를 이용하거나, 내식성이 높고, 또한 원수(W)에 용출되지 않는 금속의 선재(線材) 등을 이용하거나 할 수 있다. 부극(12)과 절연체(13)와 정극(11)이 구속 부재(40)에 의해 구속되어, 도 26에 나타내는 바와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)이 완성된다. 여분의 절연체(13)는, 폐쇄된 슬릿(12SL)으로부터 부극(12)의 외부로 취출되어 있어도 된다.
구속 부재(40)에 의해, 원통 형상의 부재인 부극(12) 및 정극(11)에는, 이들의 둘레 방향을 향하는 힘이 부여된다. 이 때문에, 정극(11) 및 부극(12)의 슬릿(11SL, 12SL)이 폐쇄된다. 정극(11)은, 도전체임과 함께 탄성체이고, 슬릿(11SL)을 폐쇄하는 정도의 변형은, 정극(11)의 재료의 탄성 변형의 범위 내에 있어서의 변형이다. 이 때문에, 정극(11)의 슬릿(11SL)이 폐쇄되면, 정극(11)에는, 폐쇄된 슬릿(11SL)을 개방하는 힘이 발생한다.
정극(11)은, 부극(12)을 개재하여 구속 부재(40)에 의해 구속되어 있기 때문에, 정극(11)에 발생하는 상술한 힘은, 정극(11) 및 절연체(13)를 부극(12)으로 누르듯이 작용한다. 그 결과, 절연체(13)가 정극(11)과 부극(12)에 확실하게 접촉하므로, 절연체(13)의 두께에 의해 정극(11)과 부극(12)의 사이에 형성되는 간극이 양호한 정밀도로 규정된다. 또, 정극(11)에 발생하는 상술한 힘에 의해, 정극(11)과, 절연체(13)와, 부극(12) 사이의 어긋남이 억제된다. 이와 같이 하여, 이동 가능한 가반형의 장치에 이용되는 수소 함유수 생성용 전극(10)을 제조할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법은, 정극 재료(11M) 및 부극 재료(12M)에 급전 부재 및 지지 부재를 장착하는 것 이외에는, 용접 등의 접합을 이용하고 있지 않다. 이 때문에, 구속 부재(40)를 떼어냄으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극(11)과, 부극(12)과, 절연체(13)로 용이하게 분해할 수 있으므로, 유지 보존, 점검, 보수 및 부품 교환이 용이하다. 또, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 리사이클도 용이하다. 다음으로, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 구비한 수소 함유수 생성용 장치에 대하여 설명한다.
<수소 함유수 생성 장치>
도 27은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치를 나타내는 도면이다. 도 28은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 제 1 지지체를 나타내는 도면이다. 도 29는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 제 2 지지체를 나타내는 도면이다. 도 30은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치가 구비하는 보호 부재의 개구와, 부극의 개구를 나타내는 도면이다. 수소 함유수 생성 장치(100)는, 상술한 수소 함유수 생성용 전극(10)을 구비하고 있고, 원수(W) 중에 투입되어, 수소 함유수를 생성하는 장치이다.
수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 지지체(101)와, 제 2 지지체(102)와, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 추가로, 보호 부재(103)를 갖는다. 제 1 지지체(101)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 제 1 단부(10T1)측에 장착된다. 제 1 지지체(101)는, 수소 함유수 생성 장치(100)의 설치 대상(FL)과 접하는 제 1 설치부(101C)를 갖는다. 설치 대상(FL)은, 예를 들면, 욕조의 바닥부 또는 음료수 탱크의 바닥부 등이다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 설치부(101C)는, 제 1 지지체(101)의 측부 중, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)의 주위의 측부이다.
제 2 지지체(102)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 제 2 단부(10T2)측에 장착된다. 제 2 지지체(102)는, 설치 대상(FL)과 접하는 제 2 설치부(102C)를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 설치부(102C)는, 제 2 지지체(102)의 측부 중, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)의 주위의 측부이다. 제 2 지지체(102)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)이 갖는 정극(11)의 측부(11S)와 직교하는 방향에 있어서의 정극(11)의 측부(11S)로부터 제 2 설치부(102C)까지의 거리(제 2 지지체측 높이)(h2)는, 정극(11)의 측부(11S)와 직교하는 방향에 있어서의 정극(11)의 측부(11S)로부터 제 1 설치부(101C)까지의 거리(제 1 지지체측 높이)(h1)보다 크다. 이것에 수반하여, 도 28에 나타내는 제 1 지지체(101)의 높이(H1)는, 도 29에 나타내는 제 2 지지체(102)의 높이(H2)보다 작게 되어 있다. 이 예에 있어서, 제 1 지지체측 높이(h1) 및 제 2 지지체측 높이(h2)는, 모두, 설치 대상(FL)과 설치하는 부분을 기준으로 하고 있다.
수소 함유수 생성용 전극(10)의 제 1 단부(10T1)는, 도 4 등에 나타내는 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)에 상당하고, 제 2 단부(10T2)는, 정극(11) 및 부극(12)의 제 2 단부(11T2, 12T2)에 상당한다. 부극(12)의 측부(12S)와 직교하는 방향은, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)과 직교하는 방향에 상당한다. 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)는, 예를 들면 수지를 성형하여 제조된다. 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)는, 설치 대상(FL)에 설치되었을 때에 수소 함유수 생성용 전극(10)을 지시한다.
보호 부재(103)는, 통 형상(본 실시형태에서는 원통 형상)의 부재이고, 측부에 복수의 개구(103H)를 갖는다. 보호 부재(103)가 갖는 복수의 개구(103H)는, 보호 부재(103)의 측부를 보호 부재(103)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 보호 부재(103)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 외측, 더 구체적으로는 부극(12)의 외측에 설치된다. 보호 부재(103)는, 제 1 단부(103T1)는 제 1 지지체(101)에 지지되고, 제 2 단부(103T2)는 제 2 지지체(102)에 지지된다. 이러한 구조에 의해, 수소 함유수 생성용 전극(10) 및 보호 부재(103)는, 각각의 양단부측에서 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)에 의해 지지된다.
보호 부재(103)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 외측에 설치되어, 이것을 보호한다. 또, 보호 부재(103)는, 수소 함유수 생성 장치(100)의 사용 시에는 원수(W) 중에 투입되어, 원수(W)와 접촉한다. 이 때문에, 보호 부재(103)는, 예를 들면, 강도 및 내식성이 높은 스테인리스강 등으로 만들어져 있다. 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)에 장착된 보호 부재(103)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 보호하기 위해, 어느 정도의 강도를 갖고 있다. 이 때문에, 보호 부재(103)는, 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)와 함께 수소 함유수 생성 장치(100)의 강도를 확보하기 위한 구조 부재로서의 기능도 갖는다.
도 27, 도 28에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지체(101)는, 정극(11)의 측부로 둘러싸이는 공간과 연결되는 개구부로서의 제 1 개구부(101H)를 갖는다. 도 27, 도 29에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지체(102)는, 정극(11)의 측부로 둘러싸이는 공간과 연결되는 개구부로서의 제 2 개구부(102H)를 갖는다. 제 1 개구부(101H) 및 제 2 개구부(102H)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 정극(11)의 내부와 외부를 연결하고 있고, 정극(11)측에서 생성된 산소의 기포의 통로가 된다. 정극(11)의 측부로 둘러싸이는 공간과 연결되는 개구부는, 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)의 적어도 일방이 갖고 있으면 된다.
이와 같이, 제 2 지지체측 높이(h2)를 제 1 지지체측 높이(h1)보다 크게 함으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 제 1 지지체(101)로부터 제 2 지지체(102)를 향함에 따라 설치 대상(FL)으로부터의 거리가 커지도록, 설치 대상(FL)의 접지면에 대하여 경사지게 된다. 수소 함유수 생성용 전극(10)의 정극(11)은 통 형상이고, 중심축(Zt)과 평행한 방향에 있어서, 중심축(Zt)과 직교하는 단면의 형상은 일정하다. 이 때문에, 정극(11), 특히 제 1 설치부(101C) 및 제 2 설치부(102C)로부터 보다 떨어진 쪽의 정극(11)의 내측(정극 상부 내측)은, 제 1 지지체(101)로부터 제 2 지지체(102)를 향함에 따라 설치 대상(FL)으로부터의 거리가 커지도록 경사져 있다.
수소 함유수 생성 장치(100)는, 정극(11) 및 정극(11)의 정극 상부 내측을, 상술한 바와 같이 경사시킴으로써, 정극(11)측에 발생한 산소의 기포는 정극(11)의 정극 상부측으로 모인다. 그리고, 산소의 기포는, 부력의 영향에 의해 정극 상부 내측을 따라 제 2 지지체(102)의 제 2 개구부(102H)를 향해 이동하여, 수소 함유수 생성 장치(100)의 외부, 더 구체적으로는 수소 함유수 생성용 전극(10)의 외부로 방출된다. 이와 같이, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 정극(11)을 제 2 개구부(102H)를 향함에 따라 설치 대상(FL)의 접지면으로부터 떨어지도록 경사시키므로, 산소의 기포의 부력을 이용하여, 정극(11) 내의 산소의 기포를 효율적이고, 또한 신속하게 제 2 개구부(102H)로부터 외부로 방출할 수 있다. 이 때문에, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)에의 통수(通水)가 없는 경우에도, 정극(11) 내의 산소의 기포를 외부로 방출할 수 있다.
수소 함유수 생성용 전극(10)의 설치 대상(FL)의 접지면과의 이루는 각도(경사 각도)를 θ로 한다. 본 실시형태에 있어서, 경사 각도(θ)는, 편의상, 설치 대상(FL)의 접지면과 평행한 가상의 접지면(FLv)과 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)이 이루는 각도로 하고 있다. 경사 각도(θ)는, 산소의 기포를 효율적으로 수소 함유수 생성용 전극(10)의 외부로 방출시키는 관점에서는 0.5도 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는 1도 이상, 나아가서는 1.5도 이상이 적합하다. 경사 각도(θ)가 이 범위이면, 수소 함유수 생 장치(100)는, 수소 함유수 생성용 전극(10) 내의 기포를 효율적이고, 또한 신속하게 방출할 수 있다.
경사 각도(θ)를 크게 하면, 정극(11)에서 발생한 산소의 기포가 합체하여 충분한 크기가 되기 전에 원수 중으로 방출된다. 그 결과, 경사 각도(θ)가 크면, 원수 중에 용존하는 산소의 양이 증가하는 경향에 있다. 원수 중에 용존하는 산소의 양을 억제한다는 관점에서는 5도 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 4도 이하, 나아가서는 3도 이하가 적합하다. 경사 각도(θ)가 이 범위이면, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 원수 중에 용존하는 산소의 양을 억제할 수 있다. 또, 경사 각도(θ)가 이 범위이면, 수소 함유수 생성 장치(100)의 높이, 구체적으로는 도 27에 나타내는 제 2 지지체(102)의 높이(H2)가 과도하게 증가하는 것을 억제하여, 수소 함유수 생성 장치(100)를 소형으로 할 수 있다. 경사 각도(θ)는, 0.5도 이상 5도 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 1도 이상 4도 이하, 나아가서는 1.5도 이상 3도 이하가 적합하다. 본 실시형태에 있어서, 경사 각도(θ)는, 2도로 하고 있다.
수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 지지체(101)에 제 1 개구부(101H)를 구비하고, 제 2 지지체(102)에 제 2 개구부(102H)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제 1 개구부(101H) 및 제 2 개구부(102H)의 적어도 일방으로부터 수소 함유수 생성용 전극(10)을 세정할 수 있다. 예를 들면, 제 1 개구부(101H)로부터 호스 등으로 세정수를 수소 함유수 생성용 전극(10)에 분사하여 이것을 세정하거나, 제 1 개구부(101H)로부터 브러시 등을 삽입하여, 수소 함유수 생성용 전극(10), 특히 정극(11)의 더러움을 제거하거나 할 수 있다. 이와 같이, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 개구부(101H) 및 제 2 개구부(102H)를 구비하므로, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 세정할 때의 작업을 용이하게 할 수 있다. 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 물에 의한 세정 외에, 예를 들면 세정액(예를 들면 시트르산의 수용액)에 수소 함유수 생성 장치(100)째로, 소정 시간 침지시킴으로써 정극(11) 및 부극(12)의 표면에 석출된 미네랄분을 제거한다. 이와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 세정에 이용하는 물 또는 세정액을, 원수(W)와 분리하여 공급할 필요는 없으므로, 간이한 구조로 할 수 있다. 또한, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 개구부(101H) 및 제 2 개구부(102H)의 적어도 일방을 갖고 있으면, 상술한 작용 및 효과를 얻을 수 있다. 다음으로, 보호 부재(103)의 개구(103H)와 부극(12)의 개구(12H)의 관계를 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 도 30에 나타내는 바와 같이, 보호 부재(103)의 개구(103H)의 형상은, 직경이 D의 원형이다. 보호 부재(103)의 개구(103H)는, 부극(12)의 개구(12H)보다 크다. 구체적으로는, 개구(103H)의 면적은, π×D2/4이고, 개구(12H)의 면적은 Ll×Ls/2이므로, π×D2/4>Ll×Ls/2이다. 이와 같이 함으로써, 부극(12)측에서 발생한 수소의 기포를, 보호 부재(103)의 개구(103H)를 효율적으로 통과시켜, 원수(W)에 수소의 기포를 효율적으로 용존시킬 수 있다. 보호 부재(103)의 개구(103H)의 형상을 원형으로 함으로써, 개구(103H)를 용이하게 제조할 수 있다.
도 31은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 다른 사용 태양을 나타내는 도면이다. 수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 2 지지체(102)의 제 2 개구부(102H)측을 설치 대상(FL)을 향해 설치해도 된다. 혹은, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 지지체(101)의 제 1 개구부(101H)측을 설치 대상(FL)을 향해 설치해도 된다. 이와 같이 하면, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)은, 설치 대상(FL)의 접지면과 직교하게 된다. 설치 대상(FL)과는 반대측에 배치되어 있는 제 1 지지체(101)의 제 1 개구부(101H)로부터, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 정극(11)측에서 발생한 산소의 기포가 원수(W) 중으로 방출된다. 제 1 지지체(101)의 제 1 개구부(101H)측을 설치 대상(FL)을 향해 설치한 경우, 제 2 지지체(102)의 제 2 개구부(102H)로부터, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 정극(11)측에서 발생한 산소의 기포가 원수(W) 중으로 방출된다.
수소 함유수 생성용 전극(10)의 부극(12)측에서 발생한 수소의 기포는, 부극(12)의 전체 둘레로부터 원수(W) 중으로 방출되어, 보호 부재(103)의 개구(103H)를 통과해 간다. 이와 같이, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)의 양방이 설치 대상(FL)에 설치되어도 되고, 제 2 지지체(102)만이 설치 대상(FL)에 설치되어도 된다. 이 때문에, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 사용하는 환경에 따라 다른 태양에서 사용되는 것이 가능하다.
수소 함유수 생성 장치(100)는, 제 1 지지체(101)와 제 2 지지체(102)에서, 면적이 보다 큰 쪽을 설치 대상(FL)을 향해 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 수소 함유수 생성 장치(100)를 안정적으로 설치할 수 있다.
(수소 함유수 생성용 전극의 장착 구조)
도 32, 도 33은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치에 수소 함유수 생성용 전극을 장착할 때의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 도 34는, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치에 수소 함유수 생성용 전극을 장착할 때의 다른 장착 구조를 나타내는 도면이다. 도 32, 도 33은, 수소 함유수 생성 장치(100)를 욕조에 투입하여 사용하는 경우를 나타내고 있다. 도 32, 도 33에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)에 의해 제 1 지지체(101) 및 제 2 지지체(102)에 지지되어 있다. 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)와 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)를 이용함으로써, 수소 함유수 생성용 전극(10)을, 비교적 간단한 구조로 제 1 지지체(101)와 제 2 지지체(102)에 장착할 수 있다.
도 32에 나타내는 바와 같이, 정극(11)의 제 1 단부(11T1)측으로부터 돌출된 정극용 급전 부재(14) 및 부극(12)의 제 1 단부(12T1)측으로부터 돌출된 부극용 급전 부재(15)가, 제 1 지지체(101)에 장착되어 있다. 제 1 지지체(101)는, 도 4에 나타내는 장착 대상(ST1)에 상당한다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 정극(11)의 제 2 단부(11T2)측으로부터 돌출된 정극용 지지 부재(18) 및 부극(12)의 제 2 단부(12T2)측으로부터 돌출된 부극용 지지 부재(19)가, 제 2 지지체(102)에 장착되어 있다. 제 2 지지체(102)는, 도 4에 나타내는 장착 대상(ST2)에 상당한다.
제 1 지지체(101)는, 장착 시트(101B)와, 통 형상의 측부측 커버(101CS)와, 평판 형상의 덮개(101CB)를 갖고 있다. 장착 시트(101B)는, 수소 함유수 생성용 전극(10) 및 보호 부재(103)를 지지한다. 장착 시트(101B)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)과는 반대측에, 장착 시트(101B)로부터 떨어지는 방향을 향해 연장하는 통 형상의 부재(이하, 통 형상 부재라고 함)(101IW)를 갖고 있다. 통 형상 부재(101IW)는, 내측의 부분이 정극(11)의 내부와 제 1 지지 부재(101)의 외부를 연결하는 통로로 되어 있다. 덮개(101CB)는, 측부측 커버(101CS)의 단부 및 통 형상 부재(101IW)의 단부에 장착된다. 덮개(101CB)는, 통 형상 부재(101IW)의 내측과 연결되는 개구(101CBH)를 갖고 있다. 통 형상 부재(101IW), 더 구체적으로는 통 형상 부재(101IW)의 내측과 덮개(101CB)의 개구(101CBH)가, 제 1 개구부(101H)가 된다.
장착 시트(101B)는, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)가 장착되고, 이들을 개재하여 수소 함유수 생성용 전극(10)을 지지하는 부재이다. 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 수나사(14S, 15S)에 각각 돌려 박아진 볼트(32)에 의해, 장착 시트(101B)에 장착되어, 지지된다. 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)는, 장착 시트(101B)의 일방의 면인 장착면(101P)과 접한다. 장착 시트(101B)는, 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)와 볼트(32, 32)에 협지된다. 이러한 구조에 의해, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극용 급전 부재(14) 및 부극용 급전 부재(15)를 개재하여 장착 시트(101B)에 장착되어, 지지된다.
제 1 지지체(101)가 갖는 제 1 개구부(101H)는, 정극(11) 및 부극(12)의 제 1 단부(11T1, 12T1)측의 개구부와 대향하고 있으므로, 정극(11) 내의 산소의 기포는, 제 1 개구부(101H)를 통과하여 수소 함유수 생성 장치(100)의 외부로 방출된다.
장착 시트(101B)와, 덮개(101CB)와, 측부측 커버(101CS)와, 통 형상 부재(101IW)로 둘러싸이는 공간(제 1 지지 부재 내부 공간)(101SP)에, 정극용 급전 부재(14)와 배선(25)을 접속하는 단자(34) 및 부극용 급전 부재(15)와 배선(25)을 접속하는 단자(34)가 배치된다. 배선(25)은, 측부측 커버(101CS)에 설치된 구멍(102SPH)에 설치된 그로밋(grommet)(26)을 통과하여, 제 1 지지 부재 내부 공간(101SP)으로부터 외부로 인출된다. 단자(34, 34)에는, 배선(25)이 전기적으로 접속되어 있다. 배선(25)과 제 1 지지체(101)의 측부측 커버(101CS)의 사이에 개재하는 그로밋(26)은, 배선(25)을 보호하고, 제 1 지지 부재 내부 공간(101SP)을 방수하기 위한 부재이며, 예를 들면 고무제이다. 제 1 지지 부재 내부 공간(101SP) 내에는, 예를 들면 방수제가 충전되어 있다. 방수제에 의해, 정극용 급전 부재(14), 부극용 급전 부재(15), 단자(34) 및 배선(25)을 방수한다.
도 33에 나타내는 바와 같이, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)는, 수나사(18S, 19S)에 각각 돌려 박아진 볼트(31)에 의해 제 2 지지 부재(102)에 장착되어, 지지된다. 정극(11) 및 부극(12)의 제 2 단부(11T2, 12T2)는, 제 2 지지 부재(102)의 일방의 면인 장착면(102P)과 접한다. 제 2 지지 부재(102)는, 정극(11) 및 부극(12)의 제 2 단부(11T2, 12T2)와 볼트(31, 31)에 협지된다. 볼트(31)는, 제 2 지지 부재(102)의 장착면(102P)과는 반대측의 면에 설치된 좌조(座繰) 구멍(102BH) 내에 매립된다. 이러한 구조에 의해, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 정극용 지지 부재(18) 및 부극용 지지 부재(19)를 개재하여 제 2 지지 부재(102)에 장착되어, 지지된다. 또한, 제 2 지지 부재(102)는, 제 1 지지 부재(101)와 함께 보호 부재(103)도 지지하고 있다.
상술한 바와 같이, 수소 함유수 생성용 전극(10) 및 보호 부재(103)는, 길이 방향에 있어서의 양단부가 각각 제 1 지지 부재(101)와 제 2 지지 부재(102)에 지지된다. 수소 함유수 생성 장치(100)는, 수소 함유수 생성용 전극(10) 및 보호 부재(103)의 길이 방향의 양측으로부터 지지함으로써, 이들을 확실하게 지지하여 강고한 구조체로 할 수 있다.
도 34에 나타내는 수소 함유수 생성 장치(100a)가 갖는 제 1 지지체(101a)는, 장착 시트(101Ba)와, 통 형상의 측부측 커버(101CSa)와, 평판 형상의 덮개(101CBa)를 갖고 있다. 장착 시트(101Ba)는, 도 32에 나타내는 장착 시트(101B)가 갖고 있었던 통 형상 부재(101IW)를 갖고 있지 않다. 이 때문에, 제 1 지지체(101a)는, 도 32에 나타내는 제 1 지지체(101)가 갖고 있었던 제 1 개구부(101H)를 갖고 있지 않다. 정극용 급전 부재(14), 부극용 급전 부재(15), 단자(34) 및 배선(25)은, 장착 시트(101Ba)와, 측부측 커버(101CSa)와, 덮개(101CBa)로 둘러싸이는 제 1 지지 부재 내부 공간(101SPa) 내에 배치된다. 제 1 지지 부재 내부 공간(101SPa) 내에는 방수제가 충전된다. 제 1 지지체(101a)의 다른 구조 및 수소 함유수 생성용 전극(10)과의 관계는, 도 32에 나타내는 제 1 지지체(101)와 동일하다. 도 33에 나타내는 제 2 지지체(102)는, 수소 함유수 생성 장치(100a)에 그대로 적용된다.
배선(25)은, 커넥터(27)를 개재하여 전원(20)에 접속된다. 전원(20)은, 예를 들면 이차 전지이고, 본 실시형태에서는 납 축전지이다. 전원(20)은, 컨트롤 패널(21)을 갖고 있다. 컨트롤 패널(21)은, 제어 장치(예를 들면, 마이크로 컴퓨터)(21C)와, 전원 스위치(22)와, 표시 장치(23)를 포함한다. 표시 장치(23)는, 예를 들면, 단수 혹은 복수의 발광 다이오드 또는 액정 표시 패널 등이다. 전원(20)은, 충전용의 AC(Alternative Current) 어댑터(24)가 접속 가능하다. 전원 스위치(22)가 ON이 되면, 전원(20)으로부터 수소 함유수 생성용 전극(10)에 전력이 인가되고, 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 원수(W)를 전기 분해하여 수소 함유수를 생성한다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(21C)는, 전원 스위치(22)가 ON이 되고나서 소정의 시간(예를 들면, 10분부터 20분 정도) 경과하면, 자동적으로 전력의 공급을 정지한다. 이와 같이 함으로써, 특히, 수소 함유수 생성 장치(100)를 욕조에 투입하여 수소를 함유한 온수를 생성하는 경우, 입욕이 종료된 후까지 전력이 계속해서 공급되는 것을 회피할 수 있으므로, 전원(20)의 전력 소비를 억제할 수 있다.
AC 어댑터(24)는, 교류를 직류로 변환하여, 전원(20)을 충전한다. 본 실시형태에 있어서, 수소 함유수 생성 장치(100)는, 전원(20)으로부터 공급되는 직류 전력에 의해 수소 함유수를 생성하지만, 예를 들면, AC 어댑터(24)로부터 공급되는 직류 전력에 의해 수소 함유수를 생성할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 제어 장치(21C)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)에의 전력의 공급을, 전원(20) 또는 AC 어댑터(24)로 전환한다.
표시 장치(23)는, 전원(20)을 충전하는 타이밍, 수소 함유수 생성용 전극(10)을 세정하거나 메인터넌스하거나 하는 타이밍 등을 표시한다. 제어 장치(20C)는, 충전의 타이밍이 된 경우, 예를 들면, 표시 장치(23)가 갖는 충전 통지용의 램프를 점멸시키거나, 세정의 타이밍이 된 경우, 예를 들면, 표시 장치(23)가 갖는 세정 통지용의 램프를 점멸시키거나 한다. 이와 같이 함으로써, 수소 함유수 생성 장치(100)의 사용자는, 충전 또는 세정의 타이밍을 파악할 수 있다.
제어 장치(21C)는, 전원(20)으로부터 배선(25)에 접속하고 있는 커넥터(27)가 뽑아진 경우 또는 수소 함유수 생성 장치(100)가 원수(W)로부터 끌어 올려진 경우 등에는, 전원(20)으로부터의 전력의 출력을 정지, 즉, 전원 스위치(22)가 OFF가 된 상태로 한다. 예를 들면, 제어 장치(21C)는, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 흐르는 전류가 소정의 값 이하 또는 0이 된 경우, 전원(20)으로부터의 전력의 출력을 정지한다. 수소 함유수 생성용 전극(10)이 수중으로부터 끌어 올려지면, 정극(11)과 부극(12)의 사이에 원수(W)가 존재하지 않게 되는 결과, 수소 함유수 생성용 전극(10)에 흐르는 전류가 소정의 값 이하 또는 0이 되기 때문이다. 또, 커넥터(27)가 전원(20)으로부터 뽑아지면, 배선(25)을 개재하여 수소 함유수 생성용 전극(10)에 전류가 흐르지 않게 되기 때문이다. 제어 장치(21C)는, 상술한 바와 같이 전원(20)의 전력의 출력을 제어함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, AC 어댑터(24)를 전원(20)에 접속하여 충전했지만, 전원(20)의 충전은, 이러한 태양에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전자(電磁) 유도를 이용한 비접촉식의 충전 방식에 의해 전원(20)을 충전해도 된다. 이와 같이 함으로써, 전원(20) 및 충전 장치의 방수를 확보하기 쉬워진다. 다음으로, 수소 함유수 생성 장치(100)의 변형예를 설명한다.
(변형예)
도 35로부터 도 37은, 본 실시형태에 관련된 수소 함유수 생성 장치의 변형예를 나타내는 도면이다. 이 수소 함유수 생성 장치(100b)는, 사용 시에는, 제 2 지지체(102b)로부터, 접힘 가능한 수납식의 다리부(104)를 취출하여 설치 대상(FL)에 설치시킨다. 다리부(104)는, 예를 들면, 도 36에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지체(102b)의 설치 대상(FL)측에 설치된 회전 운동축(Zr)을 중심으로 하여 회전 운동하는 봉 형상의 부재이다. 다리부(104)는, 제 2 지지체(102b)의 폭 방향 양측에 1개씩 배치된다. 수소 함유수 생성 장치(100b)를 사용하지 않는 경우, 다리부(104)는, 제 2 지지체(102b)의 설치 대상(FL)측에 설치된 저장부(106)에 저장된다. 수소 함유수 생성 장치(100b)를 사용하는 경우, 다리부(104)는, 저장부(106)로부터 인출되어, 회전 운동축(Zr)를 중심으로 하여 회전 운동한다. 그리고, 회전 운동축(Zr)과는 반대측의 단부(104S)가 설치 대상(FL)과 접촉한다.
이와 같이 함으로써, 수소 함유수 생성 장치(100b)는, 도 37에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지체(101)의 제 1 설치부(101C)와, 다리부(104)의 단부(104S)에 의해 설치 대상(FL)에 설치된다. 제 2 지지체(102b)는, 다리부(104)에 의해 제 1 지지체(101)보다 설치 대상(FL)으로부터 떨어지게 된다. 이 때문에, 수소 함유수 생성 장치(100b)의 수소 함유수 생성용 전극(10)은, 설치 대상(FL)의 접지면에 대하여, 제 1 지지체(101)로부터 제 2 지지체(102b)를 향함에 따라 설치 대상(FL)으로부터 떨어지도록 경사진다. 이때, 수소 함유수 생성용 전극(10)의 중심축(Zt)과, 설치 대상(FL)(본 예에서는 가상의 접지면(FLv))이 이루는 각도가 상술한 경사 각도(θ)이다.
수소 함유수 생성 장치(100b)는, 제 2 지지체(102)에 수납식의 다리부(104)를 구비한다. 이 때문에, 제 2 지지체(102b) 및 제 1 지지체(101)를 동일한 형상으로 할 수 있으므로, 부품의 공통화를 도모하는 것이 가능하다. 또, 제 2 지지체(102)는, 사용 시에 다리부(104)를 인출하면 되므로, 제 1 지지체(101)와 동등한 치수로 할 수 있다. 이 때문에, 제 2 지지체(102b)를 소형으로 할 수 있으므로, 결과적으로 수소 함유수 생성 장치(100b)를 소형으로 할 수 있다.
이상, 본 실시형태를 설명했지만, 상술한 내용에 의해 본 실시형태가 한정되는 것은 아니다. 또, 상술한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한, 상술한 구성 요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 다양한 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
10, 10a, 10b, 10c, 10d: 수소 함유수 생성용 전극
10R: 곡면부 10T1: 제 1 단부
10T2: 제 2 단부 10HA, 10HB: 단부측 개구부
11, 11c, 11d: 정극 11H: 개구
11S: 측부 11SL: 슬릿
11Si: 내측부 11So: 외측부
11T1, 12T1: 제 1 단부 11T2, 12T2: 제 2 단부
12, 12c, 12d: 부극 12H: 개구
12S: 측부 12SL: 슬릿
12Si: 내측부 12So: 외측부
13, 13c, 13d: 절연체 13H: 개구
14: 정극용 급전 부재 15: 부극용 급전 부재
20: 전원 21C: 제어 장치
22: 전원 스위치 23: 표시 장치
24: AC 어댑터 25: 배선
27: 커넥터 34: 단자
100, 100a, 100b: 수소 함유수 생성 장치
101: 제 1 지지체 101H: 제 1 개구부
101C: 제 1 설치부 102: 제 2 지지체
102H: 제 2 개구부 102C: 제 2 설치부
103: 보호 부재 104: 다리부
FL: 설치 대상 W: 원수

Claims (7)

  1. 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 상기 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿을 갖는 정극의 상기 측부를 그물 형상의 절연체로 덮는 공정과,
    통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 둘레 방향에 있어서의 일부가 제거되어, 상기 도전체가 연장되는 방향으로 슬릿을 갖는 부극을, 상기 부극의 슬릿으로부터 상기 정극 및 상기 절연체를 통과시켜 상기 절연체의 외측에 장착하는 공정과,
    상기 부극의 슬릿을 폐쇄하는 공정과,
    상기 부극의 외측에, 구속 부재를 장착하여 상기 부극과 상기 절연체와 상기 정극을 구속하는 공정을 포함하는, 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정극은, 상기 복수의 개구를 갖는 판 형상의 도전체를 통 형상으로 구부려서 제조되는, 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정극의 개구 및 상기 부극의 개구는, 마름모꼴 형상이고 또한 일방의 대각선이 타방의 대각선보다 길며, 짧은 쪽의 상기 대각선이, 상기 정극 및 상기 부극의 둘레 방향을 향하고 있는, 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부극 재료를 상기 절연체의 외측에 장착하기 전에, 상기 부극 재료의 측부의 외측에, 봉 형상의 도체로서의 부극용 급전 부재를 전기적으로 접속시키는, 수소 함유수 생성용 전극의 제조 방법.
  5. 통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 상기 도전체가 연장되는 방향을 향하는 슬릿을 갖는 정극과,
    상기 정극의 외주부에 설치되어 상기 정극과 접하는 절연체와,
    통 형상의 도전체이고, 측부에 복수의 개구를 가지며, 또한 상기 도전체가 연장되는 방향을 향하는 슬릿을 갖는 부극과,
    상기 정극의 측부의 내측에 장착되는 봉 형상의 도체이고, 상기 정극의 제 1 단부측으로부터 돌출되는 정극용 급전 부재와,
    상기 정극의 측부의 내측에 장착되는 봉 형상의 부재이고, 상기 정극의 제 2 단부측으로부터 돌출되는 정극용 지지 부재와,
    상기 부극의 측부의 외측에 장착되는 봉 형상의 도체이고, 상기 부극의 제 1 단부측으로부터 돌출되는 부극용 급전 부재와,
    상기 부극의 측부의 외측에 장착되는 봉 형상의 부재이고, 상기 부극의 제 2 단부측으로부터 돌출되는 부극용 지지 부재와,
    상기 부극의 외측부에 설치되어, 상기 부극과 상기 절연체와 상기 정극을 구속하는 구속 부재를 포함하는, 수소 함유수 생성용 전극.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구속 부재는, 상기 부극용 급전 부재와 상기 부극용 지지 부재의 사이에 설치되는, 수소 함유수 생성용 전극.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 절연체는, 복수의 개구를 갖는, 수소 함유수 생성용 전극.
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