WO2017056987A1 - 電解水素水生成器及び電解水素水のｐＨ低下方法 - Google Patents

電解水素水生成器及び電解水素水のｐＨ低下方法 Download PDF

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WO2017056987A1
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water
chamber
hydrogen
acidic
electrolytic
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PCT/JP2016/077077
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Inventor
鈴木文夫
西本秀明
品川崇
Original Assignee
日立マクセル株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic hydrogen water generator and a method for lowering the pH of electrolytic hydrogen water.
  • Such hydrogen water is generated by dissolving hydrogen in water.
  • Examples of the generation method include a method of bubbling hydrogen gas in drinking water, a method using a chemical reaction, Examples include a method of generating by decomposition.
  • the water electrolysis method can produce electrolyzed hydrogen water containing hydrogen in alkaline electrolyzed water, which is also considered to be useful for health promotion, and can be expected to have a synergistic effect of both.
  • the water electrolysis method can produce electrolyzed hydrogen water containing hydrogen in alkaline electrolyzed water, which is also considered to be useful for health promotion, and can be expected to have a synergistic effect of both.
  • the amount of dissolved hydrogen contained in hydrogen water is one of the most important concerns for those who drink hydrogen water.
  • the pH of the electrolytic hydrogen water suitable for drinking is set to 10 or less, and it is necessary to lower the pH by some means in order to obtain an electrolytic hydrogen water having a higher dissolved hydrogen concentration by increasing the current. Become.
  • Patent Document 1 a method for reducing the hydroxide ion concentration by bypassing the raw water to the discharge line of the electrolytic hydrogen water, mixing, and diluting is proposed for such a problem. Yes.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an electrolytic hydrogen water generator that can suppress an increase in pH of the electrolytic hydrogen water with little decrease in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water, And a method for lowering the pH of electrolytic hydrogen water.
  • the electrolytic hydrogen water generator has (1) an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm, and is arranged in each electrode chamber while supplying water.
  • Electrolyzed hydrogen water comprising an electrolytic cell that electrolyzes the water by energizing the electrodes through the diaphragm and discharges alkaline electrolyzed water from the cathode chamber while discharging acidic water from the anode chamber
  • the generator is provided with a reflux bypass passage that joins part of the acidic water discharged from the electrolytic cell to the raw water supplied to the anode chamber.
  • the electrolytic hydrogen water generator according to the present invention is also characterized by the following points.
  • the reflux bypass flow path supplies the raw water to the acidic water branch flow path for diverting part of the acidic water from the middle of the drain flow path for discharging the acidic water discharged from the electrolytic cell, and the anode chamber And an acidic water reflux mixing section that is formed on the flow path to join the acidic water flowing through the acidic water branch flow path to the raw water.
  • the flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the acidic water flowing through the drainage flow channel is provided in the drainage flow channel downstream of the branch portion of the acidic water branch flow channel.
  • a bent flow path is provided in the middle of the drainage flow path, and the downstream of the drain flow path is separated from the front surface of the electrolytic cell, and the front surface of the electrolytic cell is located in front of the separated flow channel.
  • a part placement space was formed on the side, and the flow rate adjusting means was placed in the part placement space.
  • the drainage channel upstream of the bent channel is formed integrally with the casing of the electrolytic cell.
  • the branch portion is provided at the bent channel or downstream thereof to form the acidic water branch channel as a separation channel, and the tip of the acidic water branch channel is bent toward the lower part of the electrolytic cell.
  • the acidic water reflux mixing section was placed below the lower surface of the electrolytic cell.
  • the anode chamber and the cathode chamber divided by the diaphragm are provided, and the diaphragm is disposed between the electrodes disposed in each electrode chamber while supplying water.
  • the cathode in an electrolytic hydrogen water generator comprising an electrolyzer that electrolyzes the water by energizing the cathode and discharges alkaline electrolytic hydrogen water from the cathode chamber while discharging acidic water from the anode chamber
  • a method for lowering the pH of electrolytic hydrogen water generated indoors wherein a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell was returned to the anode chamber together with the raw water, and the raw water was supplied with the pH of the water in the anode chamber.
  • the electrolyzed hydrogen water generator according to the present invention since it is provided with a reflux bypass passage that joins part of the acidic water discharged from the electrolytic cell to the raw water supplied to the anode chamber, It is possible to provide an electrolytic hydrogen water generator that can suppress an increase in pH of electrolytic hydrogen water with little decrease in concentration.
  • the reflux bypass flow path supplies the raw water to the acidic water branch flow path for diverting part of the acidic water from the middle of the drain flow path for discharging the acidic water discharged from the electrolytic cell, and the anode chamber.
  • an acidic water reflux mixing unit formed on the flow path and merging the acidic water flowing through the acidic water branch flow path with the raw water, together with the raw water while reducing the amount of acidic water to be drained Acidic water can be refluxed into the anode chamber.
  • a bent channel is provided in the middle of the drainage channel, and the downstream of the drain channel is separated from the front surface of the electrolytic cell. If a part arrangement space is formed in the direction and the flow rate adjusting means is arranged in the part arrangement space, the flow rate adjusting means such as an electromagnetic valve is arranged in a compact manner without being cluttered in the vicinity of the electrolytic cell. be able to.
  • the drainage channel upstream of the bent channel is formed integrally with the casing of the electrolytic cell, the drainage channel can be made more orderly, and a new one is also provided above the separation channel. A simple parts placement space can be formed.
  • the branch portion is provided in the bent channel or downstream thereof to form the acidic water branch channel as a separation channel, and the tip of the acidic water branch channel is bent toward the lower part of the electrolytic cell. If the acidic water reflux mixing unit is placed below the lower surface of the electrolytic cell, acidic water is mixed into the raw water supplied to the anode chamber and the mixed water is steadily generated while arranging the piping around the electrolytic cell in an orderly manner. It can be configured as follows.
  • the pH of the water in the anode chamber is supplied to the raw water
  • the probability that the hydroxide ions existing in the water in the cathode chamber will neutralize with the hydrogen ions or oxonium ions existing in the water in the anode chamber through the diaphragm is improved.
  • the present invention has an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm, and electrolyzes the water by energizing the electrodes between the electrodes disposed in each electrode chamber while supplying water,
  • An electrolytic hydrogen water generator comprising an electrolytic cell that discharges alkaline electrolytic hydrogen water from the cathode chamber while discharging acidic water from the anode chamber, almost accompanied by a decrease in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water
  • the present invention provides an electrolytic hydrogen water generator that can suppress an increase in pH of electrolytic hydrogen water without any problems.
  • the electrolytic hydrogen water is alkaline electrolyzed water generated on the cathode side by electrolysis of water, and is water in which hydrogen gas generated on the cathode side is dissolved.
  • the electrolytic hydrogen water generator in the present specification also conceptually includes a so-called alkaline ion water conditioner.
  • the diaphragm which divides an anode chamber and a cathode chamber will not be specifically limited if it is used as a diaphragm with a general alkali ion water conditioner, For example, a neutral membrane, an ion exchange membrane, etc. are employ
  • a feature of the electrolytic hydrogen water generator according to this embodiment is that it includes a reflux bypass passage that joins part of the acidic water discharged from the electrolytic cell to the raw water supplied to the anode chamber. .
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the state of water in the anode chamber 10 and the cathode chamber 11 provided in the electrolytic cell 1.
  • the anode chamber 10 and the cathode chamber 11 are partitioned by a diaphragm 12, an anode 13 is disposed in the anode chamber 10, and a cathode 14 is disposed in the cathode chamber 11. .
  • the inside of the anode chamber 10 is filled with mixed water in which acid water and raw water are mixed by the above-described reflux bypass flow path, and hydrogen ions are present together with water molecules in the water.
  • the cathode chamber 11 is filled with raw water and contains water molecules.
  • a hydrogen ion it is referred to as a hydrogen ion, but actually, it may be present as an oxonium ion such as a hydronium ion.
  • the anode chamber 10 in addition to hydrogen ions generated by electrolysis, hydrogen ions derived from the refluxed acidic water originally exist, so only the raw water is supplied to the anode chamber without supplying mixed water.
  • the pH is low, that is, the state is rich in hydrogen ions.
  • the diaphragm 12 Since the diaphragm 12 has ion permeability, hydrogen ions in the anode chamber 10 and hydroxide ions in the cathode chamber 11 are combined in the vicinity of the diaphragm 12 as shown in FIG. Water is produced. In particular, from the viewpoint of the cathode chamber 11 side, hydroxide ions are consumed and the pH in the cathode chamber 11 is lowered.
  • the opportunity for reaction with hydroxide ions through the diaphragm 12 is increased due to the large amount of hydrogen ions present in the anode chamber 10, so that the neutralization reaction occurring in the vicinity of the diaphragm 12 is further accelerated.
  • the pH of the water in the cathode chamber 11 is lower than that in the non-reflux system.
  • the raw water for preparing the mixed water to be supplied to the cathode chamber 11 or supplied to the anode chamber 10 is not particularly limited as long as it is a potable water having a pH of about 6 to 8 that is not subjected to extreme pH adjustment.
  • General tap water or well water can be used.
  • the tap water and well water are filtered with a filter, adsorption treatment with a porous material such as activated carbon, deionization treatment with an ion exchange resin, etc., and water electrolysis efficiency.
  • a filter adsorption treatment with a porous material such as activated carbon
  • deionization treatment with an ion exchange resin, etc. and water electrolysis efficiency.
  • the reflux bypass flow path is an acidic water branch flow path for diverting part of the acidic water from the middle of the drain flow path for discharging the acidic water discharged from the electrolytic cell 1, and a flow for supplying raw water to the anode chamber 10.
  • An acidic water reflux mixing unit that is formed on the road and joins the acidic water flowing through the acidic water branch flow path to the raw water may be provided.
  • a reflux bypass channel may be provided so as to be at the tip, and the tip of the reflux bypass channel may be used as the acidic water reflux mixing unit so that the mixed water is generated by mixing the acidic water with the raw water.
  • the reflux bypass channel when the reflux bypass channel is provided, part of the acidic water discharged from the anode chamber is refluxed to the inlet side of the anode chamber through the bypass channel.
  • the discarded acidic water is only the remaining portion that has not flowed into the reflux bypass flow path. For example, if half of the acidic water is refluxed, the discarded acidic water can be halved.
  • both the acidic water and the raw water from the reflux bypass flow into the anode chamber in a mixed water state, the acidic water to be discarded while maintaining the electrolytic efficiency without reducing the amount of water flowing into the anode chamber. It is possible to reduce the amount of.
  • this application was made for the purpose of achieving both the reduction of the amount of acidic waste water during the production of electrolytic hydrogen water, or the reduction of the amount of acidic waste water and the production of electrolytic hydrogen water having a high hydrogen dissolved concentration with suppressed pH.
  • these solutions are provided.
  • the front end of the reflux bypass flow path is not only the middle part of the raw water supply flow path to the anode chamber 10 but also the raw water supply flow to the anode chamber 10 and the cathode chamber 11 on the upstream side of the raw water supply path. It may be a midway along the road. Even if the reflux destination of the acidic water is in the middle of the supply path of the raw water to the anode chamber 10 and the cathode chamber 11, the pH of the water in the anode chamber 10 can be lowered, and the cathode chamber 11 The pH of the water inside can also be lowered.
  • the electrolytic hydrogen water generator A not only the acidic water in which the water supplied to the anode chamber is refluxed, but also a mixture prepared by refluxing “a part” and mixing with raw water. It is water.
  • fresh raw water when supplying water to the anode chamber, fresh raw water can be added only to the remaining drained water, and it can be supplied in the state of mixed water.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the electrolyzed hydrogen water generator A according to the present embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of construction of each electrolytic cell 1 and each flow path structure arranged in the vicinity thereof.
  • 4 is a left and right side view of the electrolysis unit
  • FIG. 5 is a front view of the electrolysis unit.
  • a part of the configuration is indicated by a two-dot chain line in order to visualize the overlapping pipes before and after.
  • the configuration of the electrolyzed hydrogen water generator A is large and includes an electrolysis unit 4 having an electrolyzer 1 that electrolyzes raw water, and a water purifier 5 that purifies raw water supplied to the electrolyzer 1 in advance.
  • it is divided into an addition unit 6 for adding a predetermined additive to the purified raw water (purified water) and a control unit 7 for overall control of each part of the electrolytic hydrogen water generator A. It is accommodated in a casing 20 that is a mold.
  • the electrolyzing unit 4 includes an electrolytic cell 1 formed in a rectangular box shape as viewed from the outside, and a separated flow that is disposed around the electrolytic cell 1 from the surface of the electrolytic cell 1 in an aerial piping state. It is comprised by the flow-path piping part 42 (generally, the part enclosed with the dashed-dotted line in the figure) as a path
  • the electrolytic cell 1 is a part that generates alkaline electrolytic hydrogen water or acidic water by electrolyzing supplied water.
  • the electrolytic hydrogen water generator A according to this embodiment is a device that can take in not only alkaline electrolytic hydrogen water but also acidic water.
  • an electrolytic cell provided in the electrolytic hydrogen water generator A 1 a water intake electrode chamber having an electrode plate (hereinafter referred to as a water intake electrode plate) that can be switched to a predetermined polarity that generates water for the user to take water, and a polarity opposite to the polarity of the water intake electrode plate
  • a by-product water electrode chamber provided with an electrode plate hereinafter referred to as a by-product water electrode plate
  • the electrode chamber for the anode is used as the anode chamber, while the water intake electrode plate is used as the cathode and the electrode chamber for the water intake is used as the cathode chamber.
  • the by-product water electrode plate is used as a cathode and the by-product water electrode chamber is used as a cathode chamber
  • Water electrode plate in the anode water intake electrode chamber by an anode compartment, to generate the acidic water is made possible intake in intake for the electrolysis chamber.
  • the water intake electrode chamber is a cathode chamber
  • the water intake electrode plate is a cathode
  • a description will be given by naming each component configuration while assuming that the by-product water electrode chamber is an anode chamber and the by-product water electrode plate is an anode.
  • a cathode chamber water supply port 43b for supplying water (raw water) is formed in the chamber (intake electrode chamber).
  • an electrolytic hydrogen water discharge port 17a protrudes upward at a substantially central portion of the upper end surface of the electrolytic cell 1, and the electrolytic hydrogen water generated in the cathode chamber (water intake electrode chamber) of the electrolytic cell 1 is supplied. Discharge is possible.
  • a drainage channel upstream portion 18a for discharging acidic water generated in the anode chamber (by-product water electrode chamber) of the electrolytic cell 1 in an L shape from the upper end surface of the electrolytic cell 1 along the front surface is provided. It is formed integrally with the body (casing) part, and is connected to the flow pipe part 42 at the lower end thereof, and discharges acidic water flowing through the drain flow path upstream part 18a toward the flow pipe part 42.
  • the tank side connection part 18b is formed.
  • the flow path pipe section 42 includes a main raw water supply path 24 that supplies raw water, and a secondary raw water supply path that branches from the main raw water supply path 24 and connects to the cathode chamber water supply port 43b to supply the raw water into the cathode chamber.
  • 24 a a secondary raw water supply path 24 b that branches from the main raw water supply path 24, connects to the anode chamber water supply port 43 a, and supplies mixed water (raw water and acidic water) that flows into the anode chamber, and the aforementioned electrolytic cell side connection
  • a flow pipe side connection portion 18c for connecting the acid water flowing through the drain flow passage upstream portion 18a while being connected to the portion 18b, and a flow extending downward from the flow passage pipe side connection portion 18c.
  • a part of the acid water divided at the line-pipe-side connection part 18c that is, a reflux path main pipe part 44a through which the acid water to be circulated flows, and a main raw water supply path 24 branched from the middle of the reflux path main pipe part 44a.
  • Sub-raw water supply channel 24b A reflux passage branch pipe portion 44b connected to face the branch portion, and is provided in a bent state in an L-shape extending sideways from the flow passage pipe side connection portion 18c and downward.
  • the drainage channel upstream portion 18a, the electrolytic cell side connection portion 18b, the channel piping side connection portion 18c, the drainage channel midstream portion 18d, and the drainage channel downstream portion 18e are collectively referred to as the drainage channel 18.
  • the reflux path main pipe portion 44a, the reflux path branch pipe portion 44b, and the acidic water reflux mixing portion 44c are collectively referred to as a reflux bypass passage 70.
  • the electrolytic cell side connection portion 18b and the flow channel piping side connection portion 18c are portions that function as bent flow channels interposed in the middle of the drainage flow channel 18, and flow channel piping.
  • the part 42 is separated from the front side surface of the electrolytic cell 1, and has a role as an isolated flow path in the shape of an aerial pipe.
  • a reflux electromagnetic valve 71 in FIG. 3, two in FIG. 3 for adjusting the amount of acidic water flowing through the drainage channel midstream portion 18d.
  • the reflux solenoid valve 71 is opened in the energized state (ON state) and does not limit the flow rate of the acidic water flowing through the drain flow channel midstream portion 18d, and is in a semi-closed state in the energized state (OFF state).
  • the reflux solenoid valve 71 has a function of limiting the flow rate of acidic water passing through the reflux solenoid valve 71 to about 1 ⁇ 2, and in other words, the proportion of acidic water to be diverted at the flow path pipe side connecting portion 18c, in other words, The amount of acidic water added to the raw water can be changed via the reflux path main pipe portion 44a and the reflux path branch pipe portion 44b.
  • the recirculation solenoid valve 71 is a part that is formed on the front side of the electrolytic cell 1 and on the side of the flow pipe section 42, including the coil portion and the like.
  • the reflux solenoid valve 71 By arranging in the arrangement space 75, as shown in FIG. 4B and FIG. 5, most of the reflux electromagnetic valve 71 overlaps with the electrolysis unit 4 in front and back as viewed from the front. Nevertheless, the reflux solenoid valve 71 as the flow rate adjusting means can be arranged compactly without being cluttered.
  • an electromagnetic valve 52 is interposed between the drainage channel downstream portion 18e and the discharge port 63 as necessary to open or close the discharge port 63. You may comprise so that it can do.
  • a check valve 41 for preventing the flow from the reflux path main pipe portion 44a toward the drainage flow path downstream portion 18e is provided at a position downstream of the branch portion of the return path branch pipe portion 44b in the reflux path main pipe portion 44a. Has been.
  • the electrolytic cell 1 includes a first electrode plate 21 located at the center, a second electrode plate 22 located so as to sandwich the first electrode plate 21, and a third electrode plate 21. And an electrode plate 23. And the diaphragm 12 is arrange
  • the first electrolysis chamber 25 that functions as a water intake electrode chamber
  • the second electrolysis chamber 26 that functions as a byproduct water electrode chamber
  • the second electrolysis water electrode chamber that functions as a byproduct water electrode chamber.
  • 3 electrolytic chambers 27 and a fourth electrolytic chamber 28 functioning as a water intake electrode chamber are partitioned.
  • the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 are supplied with electric power from a power supply circuit (not shown) provided in the control unit 7 disposed in the casing 20, and serve as a water intake electrode plate as a cathode or an anode.
  • the first electrode plate 21 has a polarity opposite to that of the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 as a by-product water electrode plate.
  • the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 are cathodes (the cathode 14 in FIG. 1 shown above), and the first electrode plate 21 is an anode (the anode 13 in FIG. 1 shown above). 1), the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber 28 correspond to the cathode chamber 11 shown in FIG.
  • the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 correspond to the anode chamber 10. Will respond. Conversely, when the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 are anodes, the first electrode plate 21 is a cathode, and the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber. 28 corresponds to the anode chamber 10, and the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 correspond to the cathode chamber 11.
  • Each of the electrolysis chambers 25, 26, 27, and 28 is provided with an inflow port and an outflow port of water, and the flow paths communicating with the outflow ports of the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber 28 are electrolytic hydrogen.
  • Alkaline water having a desired pH can be taken through the electrolytic hydrogen water take-out flow path 17 by joining together at the water discharge port 17a.
  • the flow paths communicating with the outlets of the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 merge with each other to form the drainage channel upstream portion 18a, and through the drainage channel 18 through the discharge port 63.
  • Acidic water can be drained (via the solenoid valve 52 when the solenoid valve 52 is provided in the vicinity of the discharge port 63).
  • the electromagnetic valve 52 is provided as necessary, and is not provided when it is not necessary to prevent the drainage of the water flowing into the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 in the water purification mode described later. Good.
  • the water required for electrolysis is supplied to the electrolytic cell 1 through the two secondary raw water supply paths 24 a and 24 b branched from the main raw water supply path 24.
  • the downstream ends of the secondary raw water supply path 24a bifurcated are connected to the inlets of the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber 28, respectively.
  • the inlets of the chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 are respectively connected to the downstream end of the secondary raw water supply path 24b that is bifurcated, so that the raw water flowing through the main raw water supply path 24 is supplied to each electrolysis chamber 25. 26, 27, 28 can be supplied.
  • the flow rate flowing from the main raw water supply path 24 to the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber 28 via the sub raw water supply path 24a, the sub raw water supply path 24b, and the reflux bypass flow path 70 are Then, the flow rate flowing into the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 is set to be 19.5: 0.5 to 18: 2, for example, 19: 1. Specifically, in the middle of the flow path of the main raw water supply path 24 downstream of the branch part of the secondary raw water supply path 24a and upstream of the branch part of the secondary raw water supply path 24b (for example, in FIGS. 2 and 3).
  • the pressure suppressing means such as the orifice structure reduces the pressure in the acidic water reflux mixing unit 44c and relatively increases the pressure on the acidic water side that joins from the reflux bypass flow path 70 to thereby increase the acid water. It has a role to assist circulation.
  • the main raw water supply channel 24 and the drain channel 18 are connected via a check valve 41. That is, in FIG. 3, the main raw water supply channel 24 is connected to the drainage channel downstream portion 18e via the check valve 41 through the reflux channel branch pipe portion 44b.
  • the check valve 41 closes the flow path when there is water pressure during water flow, and stops the flow of water from the main raw water supply path 24 toward the drain flow path 18. When the water pressure at that time is small, it is in an open state and has a role of flowing water accumulated in each electrolytic chamber 25, 26, 27, 28 and each flow path to the drain flow path 18.
  • the electrolytic cell 1 is supplied with water from a water pipe 30 through a water tap 31, and the water tap 31 is provided with a branch plug 32.
  • One side of the water supply hose 33 is connected, and the other side of the water supply hose 33 is connected to the inlet of the water purification unit 5.
  • the water purification unit 5 is filled with a porous material such as activated carbon and functions as an adsorbing means for adsorbing impurities contained in the water supplied from the water pipe 30.
  • the water purification unit 5 incorporates a filtering means capable of removing microbes such as a hollow fiber membrane in addition to a relatively coarse filter such as a metal mesh, cloth material, and filter paper.
  • a filtering means capable of removing microbes such as a hollow fiber membrane in addition to a relatively coarse filter such as a metal mesh, cloth material, and filter paper.
  • the outlet of the water purification unit 5 is connected to the inlet of the flow sensor 53.
  • the flow sensor 53 is configured to be able to measure the amount of flowing water.
  • a propeller is provided at the center of the flow sensor 53 and the amount of flowing water is measured based on the number of rotations of the propeller.
  • the outlet of the flow sensor 53 is connected to the inlet of the addition unit 6.
  • the addition part 6 contains a calcium agent for adding calcium to the purified water.
  • Calcium agents contain calcium lactate, calcium glycerophosphate, and the like, and are intended to promote the effect of facilitating electrolysis of water with little electrolyte by elution by bringing purified water into contact with the calcium agent.
  • the water that has passed through the addition unit 6 is supplied as raw water to the electrolytic cell 1 through the main raw water supply path 24.
  • the control unit 7 includes a control circuit that controls various functions of the electrolyzed hydrogen water generator A according to the present embodiment, and includes a flow sensor 53, a first electrode plate 21, a second electrode plate 22, 3 electrode plates 23 are electrically connected.
  • the flow sensor 53 outputs the detected electrical signal to the control unit 7, and the control unit 7 calculates the water flow rate from the flow sensor 53 using the electrical signal.
  • a voltage is applied to the first electrode plate 21, the second electrode plate 22, and the third electrode plate 23 based on a control signal supplied from an operation panel (not shown) connected to the control unit 7.
  • the operation panel is disposed on the surface of the casing 20 of the electrolytic hydrogen water generator A, and is operated by the user of the electrolytic hydrogen water generator A.
  • Such an operation panel includes, for example, a power button, an ORP display button, a water flow rate display button, a strong alkaline water supply button, an alkaline water supply button provided for each level from weak alkali to strong alkali, purified water supply button, acidic water A supply button, a strong acid water supply button, etc. are provided.
  • a display unit such as a 7-segment LED that displays information such as a pH value, an ORP value, and a water flow rate is also provided.
  • the power button is a button for starting the electrolyzed hydrogen water generator A, and is an effective button in any state. For example, when the process is not completed during the drainage process or the like, the power is preferably turned off after the process is completed even when the power button is pressed.
  • the ORP display button is a button for displaying the current water ORP on the 7-segment LED.
  • the water flow amount display button is a button for displaying the current water flow amount on the 7-segment LED.
  • the strong alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate strong alkaline water. Strong alkaline water, for example, has a pH of 10.5, and can be used for boiled food, acupuncture, boiled vegetables, and the like.
  • the first level alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate the first level alkaline water.
  • the first level alkaline water has a pH of 9.5, for example, and can be used for cooking, tea and the like.
  • the second level alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate the second level alkaline water.
  • the second level alkaline water has a pH of 9.0, for example, and can be used for cooking rice or the like.
  • the third level alkaline water supply button is a button for instructing the water regulating apparatus to generate the third level alkaline water.
  • the third level alkaline water has a pH of 8.5, for example, and can be used as water for starting drinking.
  • the purified water supply button is a button for instructing to pass water from tap water as it is without electrolysis in the electrolytic hydrogen water generator A.
  • the acidic water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate acidic water.
  • Acidic water has a pH of 5.5, for example, and can be used for face washing, boiled noodles, tea astringents, and the like.
  • the strongly acidic water supply lamp indicates that the electrolytic hydrogen water generator A is in the sanitary water generation mode.
  • the strongly acidic water has a pH of 2.5, for example. Since the life setting button has a different life depending on the type of the water purification unit 5, the life setting button is used to set the life of the water purification unit 5. Normally, this button has been used up to now when the cartridge is replaced.
  • the reset button resets the accumulated water flow amount that has been accumulated until now, and actually clears the accumulated water flow amount counter that exists in the control unit 7.
  • This reset button is enabled by long-pressing for 2 seconds, and prevents the integrated water flow rate from being reset by being erroneously pressed.
  • This reset button is performed when the water purification unit 5 is replaced.
  • the strong alkaline water supply button, the first level alkaline water supply button, the second level alkaline water supply button, the third level alkaline water supply button, the purified water supply button, and the acidic water supply button are currently enabled. The button is lit and visible to the user.
  • a temperature increase lamp for informing the user when a temperature increase in the electrolytic cell 1 occurs is also provided on the operation panel.
  • the electrolytic hydrogen water generator A As explained in each button, in the electrolytic hydrogen water generator A, it is roughly divided into an alkaline water generation mode for supplying alkaline water, a purified water mode for supplying purified water, an acidic water generation mode for supplying acidic water, and a strongly acidic water. There are four production modes of strong acid water production mode for supplying water. In addition, in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, various configurations for executing the above modes are provided, but various modes are not necessarily provided as long as the electrolytic hydrogen water described below can be generated. There is no need to make it multi-functional. For example, the function and configuration of strongly acidic water may be omitted.
  • the alkaline water generation mode includes a strong alkaline water generation mode, a first level alkaline water generation mode, a second level alkaline water generation mode, and a third level alkaline water generation mode in the order of strong alkalinity.
  • the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 are set as cathodes and the first electrode plate 21 is set as an anode under the control of the control unit 7 with the electromagnetic valve 52 opened.
  • alkaline water that can be consumed is produced, and these 1st to 3rd levels of alkaline water are water corresponding to electrolytic hydrogen water.
  • the conventional water conditioner mentioned above that is, after once producing strong alkaline water containing dissolved hydrogen and having a pH of 10.5 or higher, the raw alkaline water is added to the strong alkaline water and diluted to a pH of less than 10 suitable for drinking.
  • dissolved hydrogen was diluted with the addition of raw water, and only a dissolved hydrogen concentration of about 300 ppb was obtained.
  • the electrolyzed hydrogen water generator A As described with reference to FIG. 1, the increase in pH in the cathode chamber is suppressed by hydrogen ions existing in the anode chamber through the diaphragm. It is possible to produce electrolytic hydrogen water containing at least 400 ppb or more of dissolved hydrogen while having a pH less than 10 suitable for drinking.
  • the water purification mode no voltage is applied to any of the electrode plates 21, 22, 23, that is, no electrolysis is performed.
  • the electromagnetic valve 52 is provided, useless water is not discharged from the discharge port 63 by closing the electromagnetic valve 52.
  • the second electrode plate 22 and the third electrode plate 23 are used as an anode and the first electrode plate 21 is used as a cathode under the control of the control unit 7, contrary to the alkaline water generation mode.
  • the electrolytic hydrogen water generator A is characterized by the raw water supplied to the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 corresponding to the anode chamber when the alkaline water generation mode is selected. This is the point that a reflux bypass passage 70 for joining a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell 1 is provided.
  • the reflux bypass flow path 70 is an acidic water branch flow that diverts part of the acidic water from the middle of the drainage flow path 18 that drains the acidic water discharged from the electrolytic cell 1.
  • the reflux path main pipe portion 44a and the reflux path branch pipe portion 44b as paths, and the secondary raw water supply path 24b for supplying raw water to the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27, are formed in the middle of the reflux path branch pipe.
  • An acidic water reflux mixing unit 44c that joins the acidic water flowing through the unit 44b to the raw water.
  • the reflux bypass flow path 70 is realized by the reflux path main pipe portion 44 a and the reflux path branch pipe portion 44 b starting from the flow path pipe side connection portion 18 c, and is formed by acidic water.
  • a portion of the acidic water diverted at the channel pipe side connection portion 18c corresponding to the middle portion from the drain channel upstream portion 18a to the drain channel downstream portion 18e is sub-charged in the main raw water supply channel 24.
  • the acidic water reflux mixing section 44c is realized by joining the raw water with the reflux path branch pipe section 44b facing the branch section of the raw water supply path 24b.
  • a reflux bypass channel 70 (reflux channel) is provided in the middle of the drainage channel 18 downstream of the channel-pipe-side connection 18c, that is, in the middle of the drainage channel midstream part 18d.
  • a reflux electromagnetic valve 71 functioning as a flow rate adjusting means for acidic water (refluxed acidic water) flowing through the main pipe portion 44a to the acidic water reflux mixing portion 44c) is interposed.
  • the reflux solenoid valve 71 is electrically connected to the control unit 7 and is controlled to be open in the acidic water mode and the strong alkaline water generation mode, while in the alkaline water generation mode, the drain passage Switching to the semi-closed state is performed so that about 1 ⁇ 2 amount of the acidic water flowing through 18 is allowed to pass through.
  • the reflux solenoid valve 71 is not necessarily in a position where the ratio of the diversion from the drainage channel 18 to the reflux bypass channel 70 or the amount of acidic water mixed in the acidic water reflux mixing unit 44c can be adjusted. It is not necessary to provide it at the position shown in Fig. 2, and it is also possible to provide it at a position where the reflux amount of acid water through the reflux bypass passage 70 and the presence or absence of reflux can be controlled in accordance with the piping connection structure of the reflux line and the pressure in the piping. Is possible.
  • the water purification unit 5 The raw water generated through the addition section 6 is supplied into the electrolytic cell 1 through the main raw water supply path 24 and the auxiliary raw water supply path 24a and the auxiliary raw water supply path 24b, as indicated by broken line arrows in FIG.
  • the flow rate is changed so that the reflux electromagnetic valve 71 is in a semi-closed state, and water in the cathode chamber (the first electrolysis chamber 25 and the fourth electrolysis chamber 28) is used in the non-reflux system.
  • the electrolysis is performed by increasing the voltage applied to the first to third electrode plates 21 to 23 to a voltage at which the pH of the first electrode exceeds 10.
  • the acidic water generated in the anode chamber (the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27) overflows with the supply of raw water, and as shown by the solid line arrow in FIG. 18a and the electrolytic cell side connection part 18b are reached to the flow path piping side connection part 18c.
  • a diversion is performed by restricting the flow rate of the recirculation solenoid valve 71 (about 1: 1 in the present embodiment), a part of the acidic water flows to the recirculation passage main pipe portion 44a, and the remaining portion is the drainage flow passage. It flows into the midstream portion 18d, and is discharged through the discharge port 63 through the drainage channel downstream portion 18e. That is, the amount of acid water discharged is reduced to half that of the non-reflux method.
  • the acidic water that has flowed into the reflux path main pipe portion 44a does not flow into the drainage flow path downstream portion 18e by the check valve 41, but reaches the acidic water reflux mixing portion 44c through the reflux path branch pipe portion 44b.
  • the acidic water reflux mixing section 44c the acidic water is mixed with the raw water to become mixed water, and as shown by the shaded arrows, the anode chamber (the second electrolysis chamber 26 and the third electrolysis chamber 27 is connected via the secondary raw water supply path 24b. ).
  • the flow rate ratio between the amount of mixed water flowing through the secondary raw water supply channel 24b and the amount of raw water flowing through the secondary raw water supply channel 24a is 1:19.
  • the cathode chamber In addition, in order to generate good electrolyzed hydrogen water, at least about 1/10 of the amount of water in the cathode chamber needs to flow in the anode chamber. About 1/10 of the amount of water is drained as it is. In order to reduce the amount of drainage while maintaining good production of electrolytic hydrogen water in the non-reflux system, the flow rate of water flowing to the cathode chamber must be reduced.
  • the electrolytic hydrogen water generator A in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, about 1/20 of the amount of water flowing into the anode chamber, about 1/20 of the amount of water is refluxed as acidic water, The other half has about 1/20 of the raw water flowing in, so about 1/10 of the amount of water can flow into the anode chamber, while the acid water to be drained is about 1/20. Compared to the case, the amount of acid water discharged can be reduced to about half.
  • the storage unit of the control unit 7 stores a table in which the relationship between the alkaline water generation mode at each level that takes a desired pH value and the applied voltage is optimized in advance, and the control unit 7 stores the table.
  • a relatively high voltage is applied in this order.
  • the higher the applied voltage the stronger the alkali, so the amount of dissolved hydrogen also increases.
  • the electrolyzer is connected by an electrolyzer side connection portion 18 b and a flow channel pipe side connection portion 18 c in the middle part of the drainage channel 18.
  • a bent flow path is formed in front of the front surface of 1, and a part arrangement space 75 is formed on the side of the front surface of the electrolytic cell 1 and on the side of the flow pipe section 42 that is an aerial pipe shape.
  • the flow path pipe part 42 includes a flow path pipe side connection part 18 c, a reflux path main pipe part 44 a extending downward from the flow path pipe side connection part 18 c, A drainage channel midstream portion 18d that extends laterally from the road pipe side connection portion 18c and bends in an L shape downward, and a drainage channel downstream that connects the ends of the reflux channel main pipe portion 44a and the drainage channel midstream portion 18d.
  • a rectangular coupling structure 76 is formed by the portion 18e, and the reflux electromagnetic valve 71 is interposed in the middle of the drainage flow channel midstream portion 18d which is one of the pipes constituting the rectangular coupling structure 76.
  • the rectangular connection structure 76 is firmly fixed to the electrolytic cell 1 through the electrolytic cell side connection portion 18b at the upper part thereof, and the electrolytic cell at the lower part thereof through the secondary raw water supply channel 24a and the secondary raw water supply channel 24b. 1 is firmly connected to the main raw water supply path 24 supported at two points via 1 through a reflux path branch pipe portion 44b, and there is no wobbling with respect to the electrolytic cell 1 though it is an aerial pipe shape.
  • the relatively heavy reflux electromagnetic valve 71 can be stably held in the middle portion of the drainage flow channel midstream portion 18d, and trouble with the reflux electromagnetic valve 71 caused by vibrations or the flow path piping portion 42 can be obtained. Troubles such as water leakage can be prevented steadily.
  • the drainage flow channel upstream portion 18a upstream of the electrolytic cell side connection portion 18b and the flow channel piping side connection portion 18c corresponding to the bent flow channel is electrolyzed. Since it is formed integrally with the casing portion of the tank 1, the front part of the electrolytic cell 1 that is directly above the separation flow path (flow path piping part 42) also corresponds to the expandable part arrangement space 75. Space can be secured.
  • the reflux path main pipe portion 44a and the reflux path branch pipe portion 44b are arranged so as to be bent in an L shape from the front side to the lower side of the electrolytic cell 1, and are connected to the main raw water supply path 24. Since the acidic water reflux mixing section 44c is used, the mixed water to be supplied to the anode chamber is generated while preventing deformation or the like due to vibration or the like in the aerial piping-like flow path piping section 42 including the rectangular connecting structure 76 described above. Can be solid.
  • the anode chamber for example, the second electrolytic chamber partitioned by the diaphragm (for example, the diaphragm 12).
  • the diaphragm for example, the diaphragm 12
  • the diaphragm for example, the diaphragm 12
  • the diaphragm for example, the diaphragm 12
  • the diaphragm for example, the diaphragm 12
  • the diaphragm for example, the diaphragm 12
  • a third electrolysis chamber 27 for example, the first electrolysis chamber 25
  • the fourth electrolysis chamber 28 for example, The water is electrolyzed by energizing the diaphragm between the first electrode plate 21, the second electrode plate 22, and the third electrode plate 23), and acid water is discharged from the anode chamber.
  • An electrolytic hydrogen water generator comprising an electrolytic cell (for example, electrolytic cell 1) that discharges alkaline electrolytic hydrogen water (for example, first to third level alkaline water) from the cathode chamber, to the anode chamber Reflux to join part of the acid water discharged from the electrolytic cell to the raw water to be supplied Since an ipass channel (for example, the reflux bypass channel 70) is provided, an electrolytic hydrogen water generator is provided that can suppress an increase in pH of the electrolytic hydrogen water with almost no decrease in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water. can do.
  • electrolytic cell for example, electrolytic cell 1 that discharges alkaline electrolytic hydrogen water (for example, first to third level alkaline water) from the cathode chamber, to the anode chamber Reflux to join part of the acid water discharged from the electrolytic cell to the raw water to be supplied Since an ipass channel (for example, the reflux bypass channel 70) is provided, an electrolytic hydrogen water generator is provided that can suppress an increase in pH of the electrolytic hydrogen
  • the reflux destination of the reflux bypass channel 70 is the start end of the raw water supply pipe that flows into the anode chamber (upstream start end of the auxiliary raw water supply path 24b).
  • FIG. 3 for example, as indicated by the symbol X in FIG. 2 and FIG. 3, a position that is a middle portion of the raw water supply path to the anode chamber and the cathode chamber, that is, a sub-source It is good also as an acidic water recirculation
  • the drainage flow path 18 located on the upstream side of the branch portion of the flow path communicating with the check valve 41 on the downstream side of the branch portion of the reflux bypass flow path 70.
  • the return solenoid valve 71 that can be switched between an open state and a semi-closed state is provided to control the return amount of acid water via the return bypass flow path 70 and the presence or absence of return.
  • pipes, valves and the like may be appropriately changed as long as the above functions can be exhibited.
  • a reflux control flow path section 77 may be provided in place of the reflux electromagnetic valve 71 provided in the middle of the drain flow path 18.
  • the reflux control flow path section 77 in FIG. 6 has a flow path structure that once bifurcates from the upstream side to the downstream side in the middle of the drain flow path midstream part 18d and joins again.
  • One of the branched flow paths is an open / close flow path 77a including an electromagnetic valve 78 that can be switched between an open state where flow rate is not regulated and a closed state where flow is completely regulated, and the other branched flow path is an electromagnetic valve.
  • the electromagnetic valve 78 When the electromagnetic valve 78 is in the open state, the acidic water branched in the branching portion 77c is allowed to flow without restriction, and when the electromagnetic valve 78 is in the closed state, the acidic flow that flows upstream from the branching portion of the reflux bypass flow path 70.
  • the flow passage 77b is capable of restricting the flow rate so that a predetermined amount (for example, approximately half) of water is branched to the reflux bypass flow passage 70 side.
  • the electrolytic hydrogen water generator provided with such a reflux control flow path part 77, it is possible to reflux a predetermined amount of acidic water by closing the electromagnetic valve 78 when the electrolytic hydrogen water is generated. It is possible to provide an electrolytic hydrogen water generator that can suppress an increase in pH of the electrolytic hydrogen water with almost no decrease in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water.
  • Electrolyzer 10 Anode chamber 11
  • Cathode chamber 12 Diaphragm 13
  • Anode 14 Cathode 18 Drain flow path 18c Channel piping side connection part 24
  • Main raw water supply path 24a Sub raw water supply path 24b

Abstract

生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供する。　隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとした。

Description

電解水素水生成器及び電解水素水のｐＨ低下方法
　本発明は、電解水素水生成器及び電解水素水のｐＨ低下方法に関する。
　我々が日常的に摂取する水は、健康の基礎作りとして極めて重要な役割を果たしており、人々の間で健康志向が高まる中、飲用水への注目が更に高まっている。
　従来より、このようなニーズに合致するような飲用水は種々提案されており、例えば、飲用水中に酸素を多量に溶存させた酸素水や、水素を溶存させた水素水が知られている。
　特に、分子状水素を含有させた水素水は、生体内酸化ストレスの低下や、血中ＬＤＬの増加抑制など、健康に寄与する報告が種々なされている。
　このような水素水は、水中に水素を溶存させることで生成されるのであるが、その生成方法としては、例えば、飲用水中に水素ガスをバブリングする方法や、化学反応による方法、水を電気分解して生成する方法などが挙げられる。
　中でも、水の電気分解による方法は、同じく健康づくりに役立つとされるアルカリ電解水に水素を含ませた電解水素水を生成することができ、これら双方の相乗的な効果を期待することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００９－１６０５０３号公報
　ところで、水素水中に含まれた溶存水素の量は、水素水を飲用する者にとって最も重要な関心事の一つである。特に、溶存水素量が多い水素水は、より健康増進に役立つと考える飲用者が多く、溶存水素濃度の高い水素水が求められる傾向にある。
　前述した水の電気分解による方法では、電解電流を上げることで、比較的容易に電解水素水の溶存水素濃度を高めることが可能である。
　しかし、電解電流を上げると、陰極側にてより多くの水酸化物イオンが生成されるため、電解水素水のｐＨも上昇する。
　ところが、飲用に適合する電解水素水のｐＨは１０以下とされており、電流を増大させてより溶存水素濃度の高い電解水素水を得るためには、何らかの手段によりｐＨを低下させることが必要となる。
　そこで、先に示した特許文献１では、このような問題に対し、電解水素水の吐出ラインに原水をバイパスさせて混合し、希釈することで水酸化物イオン濃度を低下させる方法が提案されている。
　しかしながら、上記従来の原水を混合する方法にあっては、水酸化物イオンと共に溶存水素までもが希釈されてしまうこととなり、未だ改善の余地が残されていた。
　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器、及び電解水素水のｐＨ低下方法を提供する。
　上記従来の課題を解決するために、本発明に係る電解水素水生成器では、（１）隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとした。
　また、本発明に係る電解水素水生成器では、以下の点にも特徴を有する。
（２）前記還流バイパス流路は、前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えること。
（３）前記排水流路には、前記酸性水分岐流路の分岐部よりも下流側に、同排水流路を流れる酸性水の流量を調整する流量調整手段が設けられていること。
（４）前記排水流路の中途部に屈曲流路を介設してその下流を電解槽の正面より前方に離隔した離隔流路と成すと共に電解槽の正面前方であって前記離隔流路の側方にパーツ配置空間を形成し、同パーツ配置空間に前記流量調整手段を配設したこと。
（５）前記屈曲流路よりも上流側の排水流路は、前記電解槽のケーシングと一体的に形成されていること。
（６）前記分岐部を前記屈曲流路又はその下流に設けて前記酸性水分岐流路を離隔流路と成すと共に、同酸性水分岐流路の先端部を電解槽の下部へ向けて折曲させて電解槽の下面下方に酸性水還流混合部を配置したこと。
　また、本発明に係る電解水素水のｐＨ低下方法では、（７）隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器における、前記陰極室内にて生成する電解水素水のｐＨ低下方法であって、前記電解槽より吐出された酸性水の一部を原水と共に前記陽極室に還流し、同陽極室内の水のｐＨを原水を供給した場合のｐＨよりも低いｐＨとすることにより、前記陰極室内の水中に存在する水酸化物イオンが前記隔膜を介して前記陽極室内の水中に存在する水素イオン又はオキソニウムイオンと中和反応する確率を向上させて、前記陰極室内の水のｐＨを低下させるようにした。
　本発明に係る電解水素水生成器では、陽極室へ供給する原水に電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとしたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。
　また、前記還流バイパス流路は、前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えることとすれば、排水となる酸性水の量を低減させつつ、原水と共に酸性水を陽極室内に還流させることができる。
　また、前記排水流路の中途部に屈曲流路を介設してその下流を電解槽の正面より前方に離隔した離隔流路と成すと共に電解槽の正面前方であって前記離隔流路の側方にパーツ配置空間を形成し、同パーツ配置空間に前記流量調整手段を配設すれば、例えば電磁バルブなどの流量調整手段を電解槽の近傍でありながら、雑然とすることなくコンパクトに配置することができる。
　また、前記屈曲流路よりも上流側の排水流路は、前記電解槽のケーシングと一体的に形成すれば、排水流路をより整然とさせることができ、しかも、離隔流路の上方にも新たなパーツ配置空間を形成することができる。
　また、前記分岐部を前記屈曲流路又はその下流に設けて前記酸性水分岐流路を離隔流路と成すと共に、同酸性水分岐流路の先端部を電解槽の下部へ向けて折曲させて電解槽の下面下方に酸性水還流混合部を配置すれば、電解槽周りの配管を整然と配置しつつも、陽極室へ供給する原水に酸性水を混入させて堅実に混合水が生成されるよう構成することができる。
　また、本発明に係る電解水素水のｐＨ低下方法によれば、電解槽より吐出された酸性水の一部を原水と共に陽極室に還流し、同陽極室内の水のｐＨを原水を供給した場合のｐＨよりも低いｐＨとすることにより、陰極室内の水中に存在する水酸化物イオンが隔膜を介して陽極室内の水中に存在する水素イオン又はオキソニウムイオンと中和反応する確率を向上させて、陰極室内の水のｐＨを低下させるようにしたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制可能な電解水素水のｐＨ低下方法を提供することができる。
電解槽に備えられた陽極室及び陰極室内の水の状態を示した概念図である。 本実施形態に係る電解水素水生成器の全体構成を示したブロック図である。 電解槽及びその近傍に配置された各流路構造の構築例を示した説明図である。 電解部の左右側面を示した説明図である。 電解部の正面を示した説明図である。 変形例に係る電解水素水生成器の全体構成を示したブロック図である。
　本発明は、隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供するものである。
　本明細書において電解水素水は、水の電気分解により陰極側で生成されるアルカリ電解水であって、同じく陰極側で生成した水素ガスが溶存している水である。
　したがって、本明細書における電解水素水生成器は、所謂アルカリイオン整水器についても、概念上含まれるものと解するべきである。
　また、陽極室と陰極室とを区画する隔膜は、一般的なアルカリイオン整水器にて隔膜として用いられるものであれば特に限定されず、例えば、中性膜やイオン交換膜等を採用することができる。
　そして、本実施形態に係る電解水素水生成器の特徴としては、陽極室へ供給する原水に電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えている点が挙げられる。
　すなわち、従来のアルカリイオン整水器等において排水されていた酸性水の一部を、再び陽極室内へ原水と共に混合水の状態で還流させることとしている。
　ここで、図１を参照しながら、陰極室から吐出される電解水素水のｐＨが上述の還流により低下する現象について、本発明者らが現時点で想定している機序に基づき説明する。図１は、電解槽１に備えられた陽極室１０及び陰極室１１内の水の状態を示した概念図である。
　図１（ａ）に示すように、陽極室１０及び陰極室１１は、隔膜１２によって区画されており、陽極室１０には陽極１３が配置され、陰極室１１には陰極１４が配置されている。
　陽極室１０内は、前述の還流バイパス流路によって酸性水と原水とが混合された混合水で満たされており、水中には水分子と共に水素イオンが存在している。一方、陰極室１１は、原水で満たされており、水分子が存在している。なお、ここでは説明の便宜上水素イオンと称するが、実際はヒドロニウムイオンなどのオキソニウムイオンとして存在する場合も考えられる。
　このような状態において、陽極１３と陰極１４との間で隔膜１２を介して通電すると、図１（ｂ）に示すように水分子が電気分解されて、陽極室１０内では水素イオンが生成し、陰極室１１内では水酸化物イオンが生成する。
　この時、陽極室１０内は、電気分解により生じた水素イオンに加え、還流させた酸性水由来の水素イオンが元々存在しているため、混合水を供給せず原水のみを陽極室に供給して電気分解を行った場合（以下、非還流方式と称する。）に比して低ｐＨ状態、すなわち水素イオンが多い状態となる。
　隔膜１２はイオン透過性を有しているため、図１（ｃ）に示すように、隔膜１２の近傍では陽極室１０内の水素イオンと、陰極室１１内の水酸化物イオンとが結合して水が生成する。特に、陰極室１１側の視点からは、水酸化物イオンが消費され陰極室１１内のｐＨが低下する。
　しかも、陽極室１０内に存在する多量の水素イオンにより、隔膜１２を介した水酸化物イオンとの反応機会が増大していることから、この隔膜１２近傍にて生起する中和反応がより促進され、結果として陰極室１１内の水のｐＨは、非還流方式に比して低くなる。
　また、このような反応と平行して陰極室１１内では、図１（ｄ）に示すように水素分子が生成されて水中に溶解し、ｐＨ上昇が抑制された電解水素水が吐出されることとなる。
　特に、溶存水素濃度を高めるために、電極間により多くの電流を流した場合でも、非還流方式に比して、ｐＨが抑制された電解水素水を生成することが可能となる。
　これらの機序は必ずしも明確に解明されているものではないが、本発明の理解に供すべく、ｐＨが抑制された電解水素水が生成される現象を現時点において最も良く説明できるモデルとして言及したものである。なお、陰極室１１へ供給したり、陽極室１０へ供給する混合水を調製するための原水は、極端なｐＨ調整がなされていない大凡ｐＨ６～８程度の飲用可能な水であれば特に限定されるものではなく、一般的な水道水や井戸水などを使用することができる。
　また、原水として特に好ましくは、上記水道水や井戸水に対して、フィルタ等による濾過処理や、活性炭などの多孔質体による吸着処理、イオン交換樹脂等を用いた脱イオン処理、水の電解効率を向上させるべく乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等のカルシウム剤に接触させるカルシウム処理などから選ばれるいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせて行うようにしても良い。
　また、還流バイパス流路は、電解槽１より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、陽極室１０へ原水を供給する流路上に形成され、酸性水分岐流路を流れる酸性水を原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えるようにしても良い。
　すなわち、陽極室１０の出口側に設けられた酸性水の排水流路の中途部を基端とし、陽極室１０の入口側に設けられた陽極室１０への原水の供給流路の中途部を先端とするように還流バイパス流路を設け、この還流バイパス流路の先端部を酸性水還流混合部として原水に酸性水が混合されて混合水が生成するよう構成しても良い。
　このような構成とすることにより、上述のような陰極室１１内のｐＨの上昇抑制を行いつつ、非還流方式に比して排水する酸性水の量を減少させることができる。
　付言すれば、還流バイパス流路を設けない場合、陽極室に流入させた原水は全量が酸性水となって廃棄されることとなる。また、この場合、陽極室に流入させる原水の量を減らせば廃棄される酸性水の量を減らすことができるものの、電解効率が悪化してしまう。
　一方、還流バイパス流路を設けた場合、陽極室より吐出された酸性水は、一部がバイパス流路を通じて陽極室の入口側に還流されることとなる。すなわち、廃棄される酸性水は還流バイパス流路に流入しなかった残部分だけであり、例えば酸性水の半分を還流させたならば、廃棄される酸性水を半減することができる。しかも、陽極室には還流バイパス流路からの酸性水と原水との両者が混合水の状態で流入するため、陽極室に流入させる水量を減らすことなく電解効率は維持したまま、廃棄する酸性水の量を減少させることが可能である。
　すなわち本願は、電解水素水生成時における酸性排水量の低減、又は同酸性排水量の低減とｐＨが抑制された水素溶存濃度の高い電解水素水の生成との両者の達成を目的としてなされたものであって、これらの解決手段を提供するものであると解することもできる。
　なお、還流バイパス流路の先端部は、陽極室１０への原水の供給流路の中途部のみならず、原水供給路のより上流側となる陽極室１０及び陰極室１１への原水の供給流路の中途部としても良い。酸性水の還流先を陽極室１０及び陰極室１１への原水の供給路の中途部とした場合であっても、陽極室１０内の水のｐＨを低下させることができ、しかも、陰極室１１内の水のｐＨについても低下させることができる。
　ところで、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、陽極室に供給する水を還流させた酸性水のみとするのではなく、「一部」を還流させて原水と混ぜることで調製した混合水としている。
　仮に、電解槽にて生成した酸性水を排水せず、全部還流させて陽極室内に供給する水を酸性水のみとすると、酸性水の排水はなくなるため有利な側面が伺える。
　しかしながら、酸性水を全部還流させつつ電解を行うと、陽極室内の酸性度は徐々に限界に達し、電解が困難な状態に陥ってしまう。
　一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、電解槽より吐出された酸性水は一部を還流させ、残部は排水することとしている。
　したがって、陽極室に水を供給するに際し、排水した残部分だけ新たな原水を加えることができ、混合水の状態で供給することが可能となる。
　それ故、還流された酸性水と共に、電解に供されていない新鮮な原水が常に陽極室に供給されることとなるため、陽極室内の水の酸性度が電解困難な状態に至ることはなく、安定した連続的な電解水素水の生成を行うことができる。
　以下、本実施形態に係る電解水素水生成器に関し、図面を参照しながら具体的に説明する。図２は本実施形態に係る電解水素水生成器Ａの全体構成を示したブロック図であり、図３は電解槽１及びその近傍に配置された各流路構造の構築例を示した説明図であり、図４は電解部の左右側面図であり、図５は電解部の正面図である。なお図３では、前後に重複する配管を可視化するため、構成の一部を二点鎖線にて示している。
　図２に示すように、電解水素水生成器Ａの構成は、大きく、原水を電気分解する電解槽１を具備した電解部４と、電解槽１に供給する原水を予め浄化する浄水部５と、浄化された原水（浄水）に所定の添加物を添加する添加部６と、電解水素水生成器Ａの各部を全体的に統括して制御する制御部７とに分けられ、これらが略箱型としたケーシング２０内に収納配設されている。
　電解部４は、図３に示すように外観視矩形箱型に形成した電解槽１と、同電解槽１の周囲に電解槽１の表面から離隔して架空配管状態に配設された離隔流路としての流路配管部４２（大凡、図中にて一点鎖線で囲った部分）とで構成している。
　電解槽１は、供給される水を電解してアルカリ性の電解水素水や酸性水を生成する部位である。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａはアルカリ性の電解水素水のみならず酸性水についても取水可能な装置であり、具体的には、電解水素水生成器Ａに備えられた電解槽１において、使用者が取水するための水を生成する所定極性に切替可能な電極板（以下、取水電極板という。）を備えた取水用電極室と、取水電極板の極性とは逆の極性に切替制御される電極板（以下、副生水電極板という。）を備えた副生水用電極室とが隔膜を隔てて形成されており、副生水電極板を陽極にして副生水用電極室を陽極室とする一方、取水電極板を陰極にして取水用電極室を陰極室とすることで、取水用電極室にてアルカリ性の電解水素水を生成して取水可能としたり、その逆に、副生水電極板を陰極にして副生水用電極室を陰極室とする一方、取水電極板を陽極にして取水用電極室を陽極室とすることで、取水用電解室にて酸性水を生成して取水可能としている。以下では、本発明の理解を容易にすべく、アルカリ性の電解水素水が取水可能な状態（後に説明するアルカリ性水生成モード）を基準に、取水用電極室は陰極室、取水電極板は陰極、副生水用電極室は陽極室、副生水電極板は陽極であるものとしつつ各部構成に名称を付して説明する。
　図３の説明に戻り、同電解槽１の下面側には、電解槽１内に形成された陽極室（副生水用電極室）内に水を供給する陽極室水供給口４３ａと、陰極室（取水用電極室）内に水（原水）を供給する陰極室水供給口４３ｂが形成されている。
　また、電解槽１の上端面略中央部には電解水素水吐出口１７ａが上方へ向けて突設されており、電解槽１の陰極室（取水用電極室）にて生成した電解水素水を吐出可能としている。
　また、電解槽１の上端面から正面に沿ってＬ字状に、電解槽１の陽極室（副生水用電極室）にて生成された酸性水を吐出する排水流路上流部１８ａが筐体（ケーシング）部分と一体的に形成されており、その下端部には流路配管部４２と接続して排水流路上流部１８ａを流れる酸性水を流路配管部４２へ向けて吐出する電解槽側接続部１８ｂが形成されている。
　一方、流路配管部４２は、原水を供給する主原水供給路２４と、同主原水供給路２４より分岐して陰極室水供給口４３ｂに接続し陰極室内に原水を供給する副原水供給路２４ａと、主原水供給路２４より分岐して陽極室水供給口４３ａに接続し陽極室内に流入させる混合水（原水及び酸性水）を供給する副原水供給路２４ｂと、前述の電解槽側接続部１８ｂに接続して排水流路上流部１８ａを流れる酸性水を受け入れつつ同酸性水を分流する流路配管側接続部１８ｃと、流路配管側接続部１８ｃから下方に伸延させて設けられ流路配管側接続部１８ｃにて分流された酸性水のうちの一部、すなわち還流させる酸性水を流通させる還流路主管部４４ａと、同還流路主管部４４ａの中途より分岐し主原水供給路２４における副原水供給路２４ｂの分岐部に臨ませて接続させた還流路枝管部４４ｂと、流路配管側接続部１８ｃから側方へ延出し下方へＬ字状に屈曲状態で設けられ流路配管側接続部１８ｃにて分流された酸性水のうち排出する残部の酸性水を流通させる排水流路中流部１８ｄと、還流路主管部４４ａ及び排水流路中流部１８ｄの下端に接続され排出口６３に連通する排水流路下流部１８ｅとを備えている。また、還流路枝管部４４ｂと主原水供給路２４との接続合流部分は、原水に酸性水を混合させるための酸性水還流混合部４４ｃとしている。なお以下の説明において、排水流路上流部１８ａ、電解槽側接続部１８ｂ、流路配管側接続部１８ｃ、排水流路中流部１８ｄ、排水流路下流部１８ｅを総称して排水流路１８といい、還流路主管部４４ａ、還流路枝管部４４ｂ、酸性水還流混合部４４ｃを総称して還流バイパス流路７０という。
　電解槽側接続部１８ｂ及び流路配管側接続部１８ｃは、図４（ａ）に示すように、排水流路１８の中途に介設された屈曲流路として機能する部位であり、流路配管部４２を電解槽１の正面側表面から離隔させて架空配管状とした離隔流路とする役割を有している。
　また、図３及び図４（ｂ）に示すように、排水流路中流部１８ｄの中途には、排水流路中流部１８ｄを流れる酸性水の量を調整する還流電磁弁７１（図３において二点鎖線で示す）が介設されている。この還流電磁弁７１は、通電状態（ＯＮ状態）において開状態となり排水流路中流部１８ｄを流れる酸性水の流量制限を行わず、通電が遮断された状態（ＯＦＦ状態）においては半閉状態となって、還流電磁弁７１を通過する酸性水の流量を約１／２に制限する機能を有しており、流路配管側接続部１８ｃにて分流される酸性水の分流割合、換言すれば還流路主管部４４ａ及び還流路枝管部４４ｂを介して原水に添加される酸性水の量を変更可能としている。
　また、この還流電磁弁７１は、図５にて示すようにそのコイル部分等を含めた全体の大部分を電解槽１の正面前方であって流路配管部４２の側方に形成されたパーツ配置空間７５に配置することで、図４（ｂ）及び図５に示すように正面視において還流電磁弁７１の大部分が電解部４と前後に重畳する状態としており、電解槽１の近傍でありながら、流量調整手段としての還流電磁弁７１を、雑然とすることなくコンパクトに配置可能としてる。
　また、排水流路下流部１８ｅと排出口６３との間には、図２及び図３において破線で示すように、必要に応じて電磁弁５２を介設し、排出口６３を開放したり閉塞できるよう構成しても良い。
　更に、還流路主管部４４ａにおける還流路枝管部４４ｂの分岐部よりも下流位置には、還流路主管部４４ａから排水流路下流部１８ｅ方向への流れを阻止する逆止弁４１が介設されている。
　電解槽１は、図２において模式的に示すように、中央に位置する第１の電極板２１と、この第１の電極板２１を挟み込むように位置する第２の電極板２２と第３の電極板２３とを備えている。そして、第１の電極板２１と第２の電極板２２との間、及び第１の電極板２１と第３の電極板２３との間に、それぞれ隔膜１２を配設して、これら電極板２１，２２，２３、隔膜１２により、取水用電極室として機能する第１の電解室２５、副生水用電極室として機能する第２の電解室２６、副生水用電極室として機能する第３の電解室２７、取水用電極室として機能する第４の電解室２８とを区画形成している。
　第２の電極板２２と第３の電極板２３は、ケーシング２０内に配設した制御部７に設けた電源回路（図示せず）からの電力の供給を受け、取水電極板として陰極又は陽極の同一極の電極板となる一方、第１の電極板２１は、副生水電極板として第２の電極板２２と第３の電極板２３の極性とは逆の極性となる。ここでは、第２の電極板２２と第３の電極板２３とを陰極（先に示した図１における陰極１４）とし、第１の電極板２１を陽極（先に示した図１における陽極１３）としており、第１の電解室２５と第４の電解室２８とが図１に示した陰極室１１に対応し、第２の電解室２６と第３の電解室２７とが陽極室１０に対応することになる。逆に、第２の電極板２２と第３の電極板２３が陽極となっている場合には、第１の電極板２１は陰極となって、第１の電解室２５と第４の電解室２８とが陽極室１０に対応し、第２の電解室２６と第３の電解室２７とが陰極室１１に対応することになる。
　各電解室２５,２６,２７,２８には水の流入口と流出口が設けられており、第１の電解室２５と第４の電解室２８の各流出口に連通した流路は電解水素水吐出口１７ａで互いに合流し、電解水素水取出流路１７を介して所望するｐＨのアルカリ性水を取水することができる。
　一方、第２の電解室２６と第３の電解室２７の各流出口に連通した流路は互いに合流して排水流路上流部１８ａを形成し、排水流路１８を通じ排出口６３を介して（排出口６３近傍に電磁弁５２を設けた場合は同電磁弁５２を更に介して）酸性水を排水可能としている。なお、前述したように、各電極板２１，２２，２３の極性が逆になれば、当然ながら、電解水素水取出流路１７とした流路からは酸性水が取水され、排水流路１８からはアルカリ性水が排水されることになる。また、電磁弁５２は必要に応じて設けられるものであり、後述する浄水モードにおいて第２の電解室２６や第３の電解室２７に流入した水の排水を妨げる必要がない場合には設けなくとも良い。
　電解槽１には、主原水供給路２４から分岐した２つの副原水供給路２４ａ,２４ｂにより電解に必要な水が供給される。
　図２に示すように、第１の電解室２５及び第４の電解室２８の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路２４ａの下流側先端をそれぞれ接続し、第２の電解室２６及び第３の電解室２７の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路２４ｂの下流側先端をそれぞれ接続することで、主原水供給路２４を流れる原水を各電解室２５,２６,２７,２８に供給可能としている。
　また本実施形態では、主原水供給路２４から副原水供給路２４ａを経て第１の電解室２５及び第４の電解室２８に流入する流量と、副原水供給路２４ｂ及び還流バイパス流路７０を経て第２の電解室２６及び第３の電解室２７に流入する流量とは19.5：0.5～18：2、例えば19：1となるように設定されている。具体的には、副原水供給路２４ａの分岐部よりも下流側で副原水供給路２４ｂの分岐部よりも上流側の主原水供給路２４の流路の中途（例えば、図２及び図３において符号Ｐで示す位置）に、副原水供給路２４ａに比して副原水供給路２４ｂの圧力や流量を低下させるオリフィス構造を介設することで実現している。すなわち、このようなオリフィス構造の如き圧力抑制手段は、酸性水還流混合部４４ｃにおける圧力を低下させ、還流バイパス流路７０より合流する酸性水側の圧力を相対的に高くすることにより酸性水の循環を補助する役割を有している。
　また、主原水供給路２４と排水流路１８とは、逆止弁４１を介して接続されている。すなわち、図３において、主原水供給路２４は還流路枝管部４４ｂを通じ排水流路下流部１８ｅに対し逆止弁４１を介して接続されている。この逆止弁４１は、通水時の水圧がある場合には流路を閉塞して主原水供給路２４から排水流路１８の方向への水の流れを止めるものであり、また、通水時の水圧が小さい場合には開放状態となり各電解室２５,２６,２７,２８や各流路に溜まった水を排水流路１８へ流す役割を有している。
　かかる電解槽１は、図２に示すように、水道管３０から水道蛇口３１を介して水の供給を受けているが、水道蛇口３１には分岐栓３２が配設され、かかる分岐栓３２に給水ホース３３の一方が接続し、同給水ホース３３の他方が浄水部５の流入口と接続されている。
　浄水部５は、活性炭などの多孔質素材が封入されており、水道管３０より供給される水に含まれる夾雑物を吸着する吸着手段として機能する。また、浄水部５には金属メッシュや布材、ろ紙などの比較的粗いフィルター以外に中空糸膜のような雑菌等まで除去可能な濾過手段も内蔵されている。こうして、水道管３０から供給される水は、浄水部５を通過して浄水化されることになる。
　また、浄水部５の流出口は流量センサー５３の流入口と接続している。流量センサー５３は、流水量を測定可能に構成され、例えば、流量センサー５３の中央部にプロペラを設け、かかるプロペラの回転数により流水量を測定するものである。流量センサー５３の流出口は添加部６の流入口と接続している。
　添加部６には、浄水にカルシウムを添加するためのカルシウム剤が収容されている。カルシウム剤には、乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等が含まれており、カルシウム剤に浄水を接触させて溶出させることで電解物質の少ない水を電気分解しやすくするための促進効果を目的としている。本実施形態では、添加部６を通過した水を原水とし主原水供給路２４を通じて電解槽１に供給する。
　制御部７には、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａの機能を各種制御する制御回路が備えられており、流量センサー５３、第１の電極板２１、第２の電極板２２、第３の電極板２３に電気的に接続している。流量センサー５３は、検出した電気信号を制御部７に出力し、制御部７は流量センサー５３から電気信号により通水量を計算する。第１の電極板２１、第２の電極板２２、第３の電極板２３は、制御部７に接続された操作パネル（図示せず）から与えられる制御信号に基づいて電圧が印加される。操作パネルは電解水素水生成器Ａのケーシング２０の表面に配設されており、電解水素水生成器Ａの使用者によって操作が行われる。かかる操作パネルには、例えば、電源ボタン、ＯＲＰ表示ボタン、通水量表示ボタン、強アルカリ性水供給ボタン、弱アルカリから強アルカリまでのレベル毎に設けられたアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタン、強酸性水供給ボタンなどが設けられる。また、ｐＨ値、ＯＲＰ値、通水量等の情報を表示する７セグメントＬＥＤなどの表示部なども設けられている。
　電源ボタンは、電解水素水生成器Ａを起動させるためのボタンであり、どのような状態であっても有効なボタンである。例えば排水処理などの途中であって処理が終了していない場合は、電源ボタンが押下されても、それらの処理が終了してから電源が落ちるようにすることが好ましい。ＯＲＰ表示ボタンは、前記７セグメントＬＥＤに現在の水のＯＲＰを表示させるためのボタンである。通水量表示ボタンは、前記７セグメントＬＥＤに現在の水の通水量を表示させるためのボタンである。強アルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Ａに強アルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。強アルカリ性水は、例えば、ｐＨ１０．５であり、煮物、アク抜き、野菜ゆで等に使用することができる。
　第１レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Ａに第１レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第１レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．５であり、料理、お茶等に使用することができる。第２レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Ａに第２レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第２レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．０であり、炊飯等に使用することができる。第３レベルのアルカリ性水供給ボタンは、本整水器に第３レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第３レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ８．５であり、飲み始めの水等として使用することができる。
　浄水供給ボタンは、電解水素水生成器Ａにて電解を行うことなく水道水からの水をそのまま通水させることを指示するためのボタンである。酸性水供給ボタンは、電解水素水生成器Ａに酸性水の生成を指示するためのボタンである。酸性水は、例えば、ｐＨ５．５であり、洗顔、麺ゆで、茶渋とり等に使用することができる。強酸性水供給ランプは、電解水素水生成器Ａに衛生水の生成モードであることを示すものである。強酸性水は、例えば、ｐＨ２．５である。寿命設定ボタンは、浄水部５の種類に応じて寿命も異なるため、前記浄水部５の寿命を設定するものであり、このボタンは、通常であれば、カートリッジを交換した時に今まで使用してきたカートリッジと異なるカートリッジをセットして使用する場合に１回行われるものである。リセットボタンは、現在まで積算されてきた通水量である積算通水量をリセットするものであり、実際には、制御部７に存在する積算通水量カウンタをクリアする。このリセットボタンは、２秒長押しで有効となり、誤って押下されて積算通水量がリセットされるのを防止している。このリセットボタンは、浄水部５を交換した場合に行われる。前記強アルカリ性水供給ボタン、第１レベルのアルカリ性水供給ボタン、第２レベルのアルカリ性水供給ボタン、第３レベルのアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタンは、現在有効となっているボタンが点灯し、使用者に視認可能となっている。この他、電解槽１内の温度上昇が生じた場合に、使用者に知らせるための温度上昇ランプも操作パネル上に配設されている。
　各ボタンで説明した通り、電解水素水生成器Ａにおいては、大きく分けて、アルカリ性水を供給するアルカリ性水生成モード、浄水を供給する浄水モード、酸性水を供給する酸性水生成モード、強酸性水を供給する強酸性水生成モードの４つの生成モードがある。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、上記各モードを実行するための各種構成を備えることとしているが、後述する電解水素水が生成可能であれば、必ずしも種々のモードを設けて多機能化する必要はない。例えば、強酸性水の生成機能や構成は省かれていても良い。
　アルカリ性水生成モードには、アルカリ性の強い順に、強アルカリ性水生成モード、第１レベルのアルカリ性水生成モード、第２レベルのアルカリ性水生成モード、第３レベルのアルカリ性水生成モードがある。アルカリ性水生成モードでは、前記電磁弁５２が開いた状態で、制御部７の制御により第２の電極板２２及び第３の電極板２３を陰極とし、第１の電極板２１を陽極とする。
　第１～第３レベルのアルカリ性水生成モードでは、飲用できるアルカリ性水が生成されるが、これら第１～第３レベルのアルカリ性水は、電解水素水に相当する水である。
　先に言及した従来の整水器、すなわち、溶存水素を含むｐＨ１０．５以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水に原水を添加し希釈して飲用に適したｐＨ１０未満と・BR>キるものにあっては、原水の添加に伴って溶存水素までもが希釈されることとなり３００ｐｐｂ程度の溶存水素濃度しか得られなかった。
　一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａによれば、図１を参照しつつ説明したように、隔膜を介して陽極室内に存在する水素イオンによって陰極室内のｐＨの上昇を抑制するため、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも４００ｐｐｂ以上含まれる電解水素水を生成することが可能となっている。
　また、浄水モードでは、どの電極板２１、２２、２３にも電圧を印加せず、すなわち、電解しない。ここで、電磁弁５２を備えている場合には、同電磁弁５２を閉じることで、無駄な水が排出口６３から排出されることがなくなる。酸性水生成モードでは、前記アルカリ性水生成モードとは逆で、制御部７の制御により第２の電極板２２及び第３の電極板２３を陽極とし、第１の電極板２１を陰極とする。
　上記構成において、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａの特徴は、アルカリ性水生成モードの選択時において陽極室に相当する第２の電解室２６及び第３の電解室２７へ供給する原水に、電解槽１より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路７０を設けた点である。
　より具体的には、図２に示すように還流バイパス流路７０は、電解槽１より吐出された酸性水を排水する排水流路１８の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路としての還流路主管部４４ａ及び還流路枝管部４４ｂと、第２の電解室２６及び第３の電解室２７へ原水を供給する副原水供給路２４ｂの中途に形成され、還流路枝管部４４ｂを流れる酸性水を原水に合流させる酸性水還流混合部４４ｃと、を備えた構成としている。
　また、還流バイパス流路７０は、図３を参照しつつ付言すると、流路配管側接続部１８ｃを起点に還流路主管部４４ａと、還流路枝管部４４ｂとにより実現されており、酸性水を排水する排水流路上流部１８ａから排水流路下流部１８ｅまでの中途部に相当する流路配管側接続部１８ｃ部分にて分流された酸性水の一部を、主原水供給路２４における副原水供給路２４ｂの分岐部に臨ませた還流路枝管部４４ｂにより原水に合流させることで酸性水還流混合部４４ｃを実現している。
　また、図２に示すように、流路配管側接続部１８ｃよりも下流側の排水流路１８の中途部、すなわち、排水流路中流部１８ｄの中途には、還流バイパス流路７０（還流路主管部４４ａ～酸性水還流混合部４４ｃ）を流れる酸性水（還流酸性水）の流量調整手段として機能する還流電磁弁７１が介設されている。この還流電磁弁７１は、制御部７に電気的に接続されており、酸性水モード、強アルカリ性水生成モードの時は開状態に制御される一方、アルカリ水生成モードの際には排水流路１８を流れる酸性水の約１／２量を通過させるよう半閉状態に切替制御される。
　なお、この還流電磁弁７１は、排水流路１８から還流バイパス流路７０への分流割合や、酸性水還流混合部４４ｃにおける酸性水の混合量を調整できる位置であれば必ずしも図２及び図３において示した位置に設ける必要はなく、還流ラインの配管接続構造や配管内圧力の関係に応じて還流バイパス流路７０を介した酸性水の還流量や還流の有無を制御できる位置に設けることも可能である。
　そして、例えば、第１レベルのアルカリ性水（ｐＨ９．５）供給ボタンが操作され、水道蛇口３１及び分岐栓３２の操作により電解水素水生成器Ａへの通水が開始されると、浄水部５や添加部６を介して生成された原水は、図３において破線矢印で示すように、主原水供給路２４を通じ副原水供給路２４ａ及び副原水供給路２４ｂを介して電解槽１内へ供給される。
　また、制御部７では、還流電磁弁７１を半閉状態とする流量変更が行われるとともに、非還流方式であれば陰極室（第１の電解室２５や第４の電解室２８）内の水のｐＨが１０を上回ってしまうレベルの電圧にまで第１～第３電極板２１～２３への印加電圧を上げて電解が行われる。
　陽極室（第２の電解室２６及び第３の電解室２７）にて生成された酸性水は原水の供給に伴って溢出し、図３にて実線の矢印で示すように排水流路上流部１８ａ及び電解槽側接続部１８ｂを介して流路配管側接続部１８ｃへ至る。
　流路配管側接続部１８ｃでは還流電磁弁７１の流量制限による分流が行われ（本実施形態では約１：１）、酸性水の一部が還流路主管部４４ａに流れ、残部は排水流路中流部１８ｄへ流れて、排水流路下流部１８ｅを通じ、排出口６３を介して排出される。すなわち、酸性水の排水量は非還流方式に比して半分量に低減される。
　還流路主管部４４ａに流れた酸性水は、逆止弁４１によって排水流路下流部１８ｅには流入せず、還流路枝管部４４ｂを通じて酸性水還流混合部４４ｃに至る。酸性水還流混合部４４ｃにおいて酸性水は原水と混合されて混合水となり、網掛け矢印で示すように副原水供給路２４ｂを介して陽極室（第２の電解室２６及び第３の電解室２７）内へ供給される。この副原水供給路２４ｂを流れる混合水の水量と副原水供給路２４ａを流れる原水の水量との流量比率は1：19である。
　この酸性水の還流が十分に行われ平衡状態に達すると、第１の電解室２５（陰極室）と第２の電解室２６（陽極室）との間、及び、第３の電解室２７（陽極室）と第４の電解室２８（陰極室）との間では、陽極室側に存在する多量の水素イオンにより、隔膜１２を介した陰極室側のｐＨ上昇抑制作用が生起されることとなり、ｐＨ９．５の第１レベルのアルカリ性水でありながら、非還流方式では実現し得なかった大電流による電解により電解溶存水素が略４００ｐｐｂも含まれるアルカリ性水、すなわち、電解水素水を供給することができる（図３において白抜きの矢印で示す。）。
　また、良好な電解水素水の生成を行うためには、最低でも陽極室に陰極室の約１／10の量の水を流す必要があるところ、非還流方式の場合は、陽極室に通水された約１／10の量の水がそのまま排水されることとなる。もし、非還流方式において良好な電解水素水の生成を維持しつつこの排水量を減らすためには、陰極室へ流す水の流量も減らさなければならない。
　一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、陽極室に流入させた約１／10の量の水のうち、その半分の約１／20の量の水は酸性水として還流させ、残りの半分は約１／20の量の原水が流入するため、陽極室に約１／10の量の水を流すことができつつ、排水する酸性水は約1／20となり、非還流方式の場合に比して酸性水の排水量を約半分に低減することができる。
　なお、制御部７の記憶部には、所望するｐＨ値をとる各レベルのアルカリ性水生成モードと印加電圧との関係が予め最適化されたテーブルが格納されており、制御部７はかかるテーブルを参照しながら、第１レベルのアルカリ性水生成モード、第２レベルのアルカリ性水生成モード、第３レベルのアルカリ性水生成モードの順に相対的に高い電圧を印加するようにしている。当然ながら印加電圧が高いほど強アルカリとなるため、溶存水素量も多くなる。
　また、電解部４の外観的な構成の特徴について言及するならば、図５に示すように、排水流路１８の中途部において電解槽側接続部１８ｂ及び流路配管側接続部１８ｃにより電解槽１の正面前方へ屈曲流路を形成し、同じく電解槽１の正面側であって架空配管状とした流路配管部４２の側方にパーツ配置空間７５を形成している。
　そして、排水流路中流部１８ｄの中途に介設した還流電磁弁７１の大部分をパーツ配置空間７５に配置することで、電解槽１の近傍でありながらも還流電磁弁７１をコンパクトに配置して電解槽１近傍におけるスペースの有効利用を図っている。
　また、図５において網掛け線で示すように、流路配管部４２には、流路配管側接続部１８ｃと、流路配管側接続部１８ｃより下方へ伸延する還流路主管部４４ａと、流路配管側接続部１８ｃより側方へ伸延し下方へＬ字状に屈曲する排水流路中流部１８ｄと、還流路主管部４４ａ及び排水流路中流部１８ｄの端部を連結する排水流路下流部１８ｅとにより矩形連結構造７６が形成されており、還流電磁弁７１は、この矩形連結構造７６を構成する配管の一つである排水流路中流部１８ｄの中途部に介設している。
　矩形連結構造７６は、その上部において電解槽側接続部１８ｂを介して電解槽１に対ししっかりと固定される一方、その下部においては副原水供給路２４ａ及び副原水供給路２４ｂを介して電解槽１に対し２点で支持された主原水供給路２４に還流路枝管部４４ｂを介してしっかりと連結されており、架空配管状でありながらも電解槽１に対してふらつきがない。
　したがって、比較的重量のある還流電磁弁７１を、排水流路中流部１８ｄの中途部において安定的に保持することができ、振動等に由来する還流電磁弁７１へのトラブルや流路配管部４２における漏水等のトラブルを堅実に防止することができる。
　また、図３及び図４（ａ）に示すように、屈曲流路に相当する電解槽側接続部１８ｂ及び流路配管側接続部１８ｃよりも上流側となる排水流路上流部１８ａは、電解槽１の筐体部分と一体的に形成していることから、離隔流路（流路配管部４２）の直上方である電解槽１の正面部分にも拡張的なパーツ配置空間７５に相当するスペースを確保することが可能となる。
　また、還流路主管部４４ａ及び還流路枝管部４４ｂを、電解槽１の正面側から下部へＬ字状に折曲状態で潜り込むように配し、主原水供給路２４と連結させた部分を酸性水還流混合部４４ｃとしていることから、前述の矩形連結構造７６も含め架空配管状の流路配管部４２における振動等に由来する変形等を防止しつつ、陽極室に供給する混合水の生成を堅実なものとすることができる。
　上述してきたように、本実施形態に係る電解水素水生成器（例えば、電解水素水生成器Ａ）によれば、隔膜（例えば、隔膜１２）により区画した陽極室（例えば、第２の電解室２６、第３の電解室２７）と陰極室（例えば、第１の電解室２５、第４の電解室２８）とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極（例えば、第１の電極板２１、第２の電極板２２、第３の電極板２３）間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水（例えば、第１～第３レベルのアルカリ性水）を吐出する電解槽（例えば、電解槽１）を備えた電解水素水生成器であって、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路（例えば、還流バイパス流路７０）を備えたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。
　最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、還流バイパス流路７０の還流先を陽極室に流入させる原水の供給管路の始端部（副原水供給路２４ｂの上流始端部）としたがこれに限定されるものではなく、例えば図２及び図３において符号Ｘにて示すように、陽極室及び陰極室への原水の供給路の中途部となる位置、すなわち、主原水供給路２４の副原水供給路２４ａ分岐部や副原水供給路２４ｂ分岐部よりも上流位置を還流先として酸性水還流混合部としても良い。
　また、本実施形態に係る電解水素水生成器Ａでは、還流バイパス流路７０の分岐部よりも下流側で逆止弁４１に連通する流路の分岐部よりも上流側となる排水流路１８の中途に、開状態と半閉状態とに切替可能な還流電磁弁７１を設けることで還流バイパス流路７０を介した酸性水の還流量や還流の有無の制御を行うこととしたが、同様の機能を発揮できる構成であれば適宜配管や弁などを変更しても良いのは勿論である。例えば図６に示すように、排水流路１８の中途に介設していた還流電磁弁７１に代えて、還流制御流路部７７を設けるようにしても良い。
　具体的には、この図６における還流制御流路部７７は、排水流路中流部１８ｄの中途で上流側から下流側へ一旦二叉に分岐し、再度合流する流路構造を備えている。
　分岐した一方の流路は、流量規制を行わない開状態と流通を完全に規制する閉状態とに切替可能な電磁弁７８を備える開閉流路７７ａとし、分岐した他方の流路は、電磁弁７８が開状態にあっては分流部７７ｃにて分流された酸性水を規制することなく流通させ、電磁弁７８が閉状態にあっては還流バイパス流路７０の分岐部よりも上流を流れる酸性水の所定量（例えば略半分）を還流バイパス流路７０側へ分岐させる程度の流量規制を生じさせることのできる通過流路７７ｂとしている。
　そして、このような還流制御流路部７７を備えた電解水素水生成器によっても、電解水素水の生成時に電磁弁７８を閉状態とすることで、所定量の酸性水を還流させることができ、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のｐＨの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。
　１　電解槽
　１０　陽極室
　１１　陰極室
　１２　隔膜
　１３　陽極
　１４　陰極
　１８　排水流路
　１８ｃ　流路配管側接続部
　２４　主原水供給路
　２４ａ　副原水供給路
　２４ｂ　副原水供給路
　４４ａ　還流路主管部
　４４ｂ　還流路枝管部
　４４ｃ　酸性水還流混合部
　７０　還流バイパス流路
　７１　還流電磁弁
　Ａ　電解水素水生成器

Claims (7)

  1. 　隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、
    　前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えたことを特徴とする電解水素水生成器。
  2. 　前記還流バイパス流路は、
    　前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、
    　前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電解水素水生成器。
  3. 　前記排水流路には、前記酸性水分岐流路の分岐部よりも下流側に、同排水流路を流れる酸性水の流量を調整する流量調整手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電解水素水生成器。
  4. 　前記排水流路の中途部に屈曲流路を介設してその下流を電解槽の正面より前方に離隔した離隔流路と成すと共に電解槽の正面前方であって前記離隔流路の側方にパーツ配置空間を形成し、同パーツ配置空間に前記流量調整手段を配設したことを特徴とする請求項３に記載の電解水素水生成器。
  5. 　前記屈曲流路よりも上流側の排水流路は、前記電解槽のケーシングと一体的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電解水素水生成器。
  6. 　前記分岐部を前記屈曲流路又はその下流に設けて前記酸性水分岐流路を離隔流路と成すと共に、同酸性水分岐流路の先端部を電解槽の下部へ向けて折曲させて電解槽の下面下方に酸性水還流混合部を配置したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電解水素水生成器。
  7. 　隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器における、前記陰極室内にて生成する電解水素水のｐＨ低下方法であって、
    　前記電解槽より吐出された酸性水の一部を原水と共に前記陽極室に還流し、同陽極室内の水のｐＨを原水を供給した場合のｐＨよりも低いｐＨとすることにより、前記陰極室内の水中に存在する水酸化物イオンが前記隔膜を介して前記陽極室内の水中に存在する水素イオンと中和反応する確率を向上させて、前記陰極室内の水のｐＨを低下させるようにしたことを特徴とする電解水素水のｐＨ低下方法。
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