(57)【要約】【課題】水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を提供する。【解決手段】正電極１５及び負電極１６に挟まれて陽イオン交換膜１２が設けられ、負電極１６と陽イオン交換膜１２の間の陰極側の通路に水道水を流通させる経路２１を備え、負電極１６がメッシュ状に形成され、負電極１６に生成される水素ガスの泡のぬれ角を小さくして泡を小さい状態で離脱させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、陰極一対の電極に挟まれてイオン交換膜が電解槽内に備えられ、陰極側の通路に水を流通させる流通路を備え、陰極側の前記電極がメッシュ状に形成されていることを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水素含有電解水生成装置において、
前記イオン交換膜が陽イオン交換膜であり、前記陽イオン交換膜と陰極側の前記電極との間に前記流通路の流入側の経路が形成され、陰極側の前記電極の前記陽イオン交換膜の反対側に前記流通路の流出側の経路が形成されている
ことを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水素含有電解水生成装置において、
前記陽イオン交換膜が陽極側の前記電極に密着している
ことを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水素含有電解水生成装置において、
陽極側の前記電極がメッシュ状に形成されている
ことを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の水素含有電解水生成装置において、
陽極側の前記電極は円筒状とされて外周部に円筒状の前記陽イオン交換膜が密着され、
前記陽イオン交換膜が密着された陽極側の前記電極の外周に円筒状の陰極側の前記電極が配され、
前記流通路は、陽極側の前記電極と陰極側の前記電極との間が前記流入側とされると共に、陰極側の前記電極の外側が前記流出側とされて水素含有電解水が流出される
ことを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の水素含有電解水生成装置において、
前記流通路の前記流入側に流入される原水の一部を陽極側の前記電極の内周側に送る陽極側流路を備えた
ことを特徴とする水素含有電解水生成装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の水素含有電解水生成装置を２台備え、一方の水素含有電解水生成装置の原水入口側が冷水源に接続され、他方の水素含有電解水生成装置の原水入口側が温水源に接続され、２台の水素含有電解水生成装置の流通路の出口側が一つの混合給湯管に接続され、２台の水素含有電解水生成装置の電極の通電状況を個別に制御する制御手段を備えたことを特徴とする給湯設備。
【請求項８】
請求項７に記載の給湯設備において、
前記制御手段には、前記電極の極性を逆にして陰極面の洗浄運転を行なう機能が備えられている
ことを特徴とする給湯設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水等の原水から水素含有電解水を得るための水素含有電解水生成装置及び給湯設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水から水素含有電解水（アルカリイオン水）及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器（水素含有電解水生成装置）としては、陽極、陰極の電極間にイオン交換膜を介在させ、水の電気分解作用を利用して、アルカリイオン水と酸性イオン水とに分離生成するものがある。また、このようなアルカリイオン整水器としては、水道のカラン（蛇口）に固定されるタイプのものや、水道管の途中に配置されるタイプ、いわゆるビルトインタイプのものがある。
【０００３】
ビルトインタイプのアルカリイオン整水器としては、例えば、利用者が水栓を開くことによって原水管から水道水が通水されて電解槽に供給され、この電解槽でアルカリ水と酸性イオン水とが生成される。そして、電解槽で生成されたアルカリ水が吐水管を経て吐水されると共に、酸性イオン水が酸性イオン水吐出管を経て排水される。また、利用者が水栓を閉じ、原水管からの通水が停止されることによってアルカリ水の吐水が停止する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
アルカリイオン水には、肌を活性化させて脂肪塊を抑制する作用があることが知られている。また、アルカリイオン水は、体内の活性酸素と反応させる活性水素を含む飲料として用いられることが知られている。脂肪塊を効果的に抑制したり、活性酸素と反応する活性水素を得るためには、活性水素が十分に含まれたアルカリイオン水をアルカリイオン整水器で生成する必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来のアルカリイオン整水器で生成されるアルカリイオン水には、充分に活性水素が含まれているとは言えず、脂肪塊を抑制する程度に肌を活性化できるには至っていないのが現状である。外部から水素ガスをバブリングして水素を溶存することも考えられるが、装置が大掛かりになると共に危険が伴うため、実現には至っていないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を備えた給湯設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、陽極、陰極一対の電極に挟まれてイオン交換膜が電解槽内に備えられ、陰極側の通路に水を流通させる流通路を備え、陰極側の前記電極がメッシュ状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、陰極側の電極がメッシュ状に形成されているので、電極に生成される水素ガスの泡のぬれ角を小さくすることができ、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができる。つまり、生成される水素ガスと電極の表面に生じる吸着力が、点接触に近い状態により表面張力が抑制されたものになり、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができる。
【００１１】
このため、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることが可能になり、活性水素が十分に含まれた水素含有還元水を得ることができる。メッシュの断面形状は、円形、三角形、四角以上の多角形等、種々の形状とすることが可能である。
【００１２】
そして、請求項２に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、請求項１に記載の水素含有電解水生成装置において、前記イオン交換膜が陽イオン交換膜であり、前記陽イオン交換膜と陰極側の前記電極との間に前記流通路の流入側の経路が形成され、陰極側の前記電極の前記陽イオン交換膜の反対側に前記流通路の流出側の経路が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る本発明では、陽イオン交換膜によりプラスの水素イオンだけが透過されてマイナスのイオンが陽極側に発生し難くなり、酸性ガスの発生を抑制して酸性電解水を減少させることができる。そして、陽イオン交換膜と陰極側の電極との間に形成された流通路の流入側の経路から陰極側の電極の反対側の面に水素ガスの気泡を通過させて水流と共に水素ガスを流出させる。このため、水素ガスの気泡が小さい状態で電極から離脱しやすくなる。
【００１４】
また、請求項３に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、請求項２に記載の水素含有電解水生成装置において、前記陽イオン交換膜が陽極側の前記電極に密着していることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明では、酸性ガスの発生を更に抑制して酸性電解水を大幅に減少させることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、請求項３に記載の水素含有電解水生成装置において、陽極側の前記電極がメッシュ状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る本発明では、陽極側の電極がメッシュ状に形成されているので、陽イオン交換膜への水分の拡散が容易になり、少ない水分量で陽イオン交換膜を湿潤させることができる。
【００１８】
また、請求項５に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、請求項４に記載の水素含有電解水生成装置において、陽極側の前記電極は円筒状とされて外周部に円筒状の前記陽イオン交換膜が密着され、前記陽イオン交換膜が密着された陽極側の前記電極の外周に円筒状の陰極側の前記電極が配され、前記流通路は、陽極側の前記電極と陰極側の前記電極との間が前記流入側とされると共に、陰極側の前記電極の外側が前記流出側とされて水素含有電解水が流出されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に係る本発明の水素含有電解水生成装置は、請求項５に記載の水素含有電解水生成装置において、前記流通路の前記流入側に流入される原水の一部を陽極側の前記電極の内周側に送る陽極側流路を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５及び請求項６に係る本発明では、円筒状の電解槽を有する水素含有電解水生成装置を得ることができ、水道水配管等の配管系に容易に設置することができる。 
【００２１】
上記目的を達成するための請求項７に係る本発明の給湯設備は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の水素含有電解水生成装置を２台備え、一方の水素含有電解水生成装置の原水入口側が冷水源に接続され、他方の水素含有電解水生成装置の原水入口側が温水源に接続され、２台の水素含有電解水生成装置の流通路の出口側が一つの混合給湯管に接続され、２台の水素含有電解水生成装置の電極の通電状況を個別に制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
そして、請求項８に係る給湯設備は、請求項７に記載の給湯設備において、前記制御手段には、前記電極の極性を逆にして陰極面の洗浄運転を行なう機能が備えられていることを特徴とする。
【００２３】
請求項７及び請求項８に係る本発明では、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を備えた給湯設備となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の水素含有電解水生成装置は、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることが可能になる。
【００２５】
また、本発明の給湯設備は、陰極側の電極に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を備えた給湯設備となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１には本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の原理説明、図２には本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の構成概念、図３には本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の全体を表す断面、図４には電極を分解した状態の斜視、図５には電極を組み付けた状態の一部断面状態、図６（ａ）（ｂ）には下側基台の外観を表す側面及び平面、図７（ａ）（ｂ）には上側基台の外観を表す側面及び平面、図８（ａ）（ｂ）には負極電極の外観を表す側面及び平面、図９（ａ）（ｂ）には正極電極の外観を表す側面及び平面、図１０には電極の配置状況を表す平面、図１１には本発明の一実施形態例に係る給湯設備の概略系統、図１２には給湯設備の制御ブロック概念を示してある。
【００２７】
図１に基づいて本発明の水素含有電解水生成装置の原理を説明する。
【００２８】
図に示すように、電解槽１にはイオン交換膜２が設けられ、イオン交換膜２によって電解槽１の内部が２つの通路３、４に区切られている。イオン交換膜２を挟んで通路３には正電極５（陽極側電極）が設けられ、通路４には負電極６（陰極側電極）が設けられ、通路４が陰極側の通路４とされている。つまり、一対の電極（正電極５、負電極６）に挟まれてイオン交換膜２が備えられている。
【００２９】
陰極側の通路４及び陽極側の通路３に水（原水）を流通させる流通路７が備えられ、流通路７から通路４を流通した水は整水されてアルカリイオン水として排出され、流通路７から通路３を流通した水は整水されて酸性イオン水として排出される。通路４に設けられた負電極６は、細かい網目のメッシュ状に形成されている。
【００３０】
正電極５及び負電極６の間に所定の電圧が印加され、電解槽１内に供給された水（原水）は、イオン交換膜２で区切られた通路３、４に流れ込む。流れ込んだ水は、イオン交換膜２と正電極５及び負電極６との間、即ち、通路３、４を通過する際に、水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とに電離する。
【００３１】
電離した水素イオンＨ＋がイオン交換膜２を透過して陰極側の通路４に集まり、負電極６に水素ガスの気泡が生成され、水（２Ｈ２Ｏ）は、電子（２ｅ-）によりＨ２＋２ＯＨ-に整水され（水に水素ガスが溶存し）、水素が溶存されたアルカリイオン水が生成される。一方、電離した水酸イオンＯＨ−がイオン交換膜２を透過して陽極側の通路３に集まり、水（２Ｈ２Ｏ）は、Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ-に整水され、酸性イオン水が生成される。
【００３２】
本発明の水素含有電解水生成装置では、負電極６が細かい網目のメッシュ状に形成されている。このため、負電極６に生成される水素ガスの泡のぬれ角を小さくすることができ、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができる。つまり、生成される水素ガスと負電極６の表面に生じる吸着力が、点接触に近い状態により表面張力が抑制されたものになり、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができる。
【００３３】
このため、水素ガスが水に溶存し易くなり、長時間水に水素ガスを留まらせることが可能になる。
【００３４】
図２に基づいて本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の具体的な構成の概念を説明する。
【００３５】
図に示すように、電解槽１１には陽イオン交換膜１２が設けられ、陽イオン交換膜１２によって電解槽１１の内部が２つの通路１３、１４に区切られている。陽イオン交換膜１２はマイナスに帯電している膜であり、プラス側のイオンだけを引き付けてマイナス側のイオンを反発する。つまり、陽イオン（水素イオンＨ＋）だけを透過する膜であり、陰イオン（水酸イオンＯＨ−）が反発される膜である。
【００３６】
陽イオン交換膜１２を挟んで通路１３には正電極１５（陽極側電極）が設けられ、通路１４には負電極１６（陰極側電極）が設けられている。正電極１５及び負電極１６は、細かい網目のメッシュ状に形成されている。正電極１５は通路１３側で陽イオン交換膜１２に密着されている。通路１４側の陽イオン交換膜１２の上部には上部スペーサ１７が取り付けられ、上部スペーサ１７には負電極１６の上部が取り付けられている。そして、負電極１６の下部は下部スペーサ１８により電解槽１１の内壁に取り付けられている。
【００３７】
電解槽１１の下部には原水入口１９が設けられ、陽イオン交換膜１２の下方には原水入口１９から流入した原水を通路１３、１４に流通させる流通路２０が形成されている。つまり、流通路２０は、陽イオン交換膜１２の下方から、正電極１５が密着された陽イオン交換膜１２の側の通路１３に原水を流入させると共に、負電極１６と陽イオン交換膜１２の間（負電極１６の表側）に原水を流入させる。
【００３８】
負電極１６の表側から流入した原水は、上部スペーサ１７の存在により、メッシュ状に形成された負電極１６の裏側に移動して（図中矢印で示してある）排出される。つまり、陽イオン交換膜１２と負電極１６の間に流通路の流入側の経路２１が形成され、負電極１６の陽イオン交換膜１２の反対側に流通路の流出側の経路２２が形成されている。
【００３９】
正電極１５及び負電極１６の間に所定の電圧が印加され、電解槽１１内に供給された水（原水）は、陽イオン交換膜１２で区切られた通路１３、１４に流れ込む。流れ込んだ水は、通路１３、１４を通過する際に、水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とに電離する。
【００４０】
電離した水素イオンＨ＋が陽イオン交換膜１２を透過して陰極側の通路１４に集まり、負電極１６に水素ガスの気泡が生成され、水（２Ｈ２Ｏ）は、電子（２ｅ-）によりＨ２＋２ＯＨ-に整水され（水に水素ガスが溶存し）、水素が溶存されたアルカリイオン水が生成される。一方、電離した水酸イオンＯＨ−は陽イオン交換膜１２を透過しないため陽極側の通路１３には水酸イオンＯＨ−が集まらず、電子が与えられないためＯ２の生成が大幅に抑制され、酸性イオン水がほとんど生成されない。
【００４１】
負電極１６が細かい網目のメッシュ状に形成されているため、負電極１６に生成される水素ガスの泡のぬれ角を小さくすることができ、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができる。つまり、生成される水素ガスと負電極１６の表面に生じる吸着力が、点接触に近い状態により表面張力が抑制されたものになり、水素ガスの泡を小さい状態で離脱させることができ、水素ガスが水に溶存し易くなり、長時間水に水素ガスを留まらせることが可能になる。
【００４２】
そして、陽イオン交換膜１２と負電極１６との間に形成された流通路の流入側の経路から負電極１６の反対側の面（裏面）に水素ガスの気泡を通過させて水流と共に水素ガスを流出させるので、水素ガスの気泡が小さい状態で負電極１６から離脱しやすくなる。
【００４３】
正電極１５は通路１３側で陽イオン交換膜１２に密着されているので、陽イオン交換膜１２によりプラスの水素イオンＨ＋だけが透過されて水酸イオンＯＨ−が正極側に発生し難くなり、酸性ガスの発生を抑制して酸性イオン水を大幅に減少させることができる。
【００４４】
また、正電極１５がメッシュ状に形成されているので、陽イオン交換膜１２への水分の拡散が容易になり、少ない水分量で陽イオン交換膜１２を湿潤させることができ、酸性イオン水の排出量を大幅に減らすことができる。隔膜式電解装置の場合、ファラデーの法則によりアルカリイオン水と酸性イオン水の生成割合は２：１となる。正電極１５をメッシュ状にして陽イオン交換膜１２に密着させることで、酸性イオン水の排出量をアルカリイオン水の１００分の１程度に低減できることが確認されている。
【００４５】
図３〜図９に基づいて図２に示した水素含有電解水生成装置を更に具体的に説明する。尚、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００４６】
主に図３に示すように、下側基台３１には筒状の電解槽１１が固定され、電解槽１１の上部には上側基台３２が固定されている。電解槽１１は、筒の内側に出入り口を除いてプラスチック製のシート１１ａが配された構成とされている。電解槽１１の下部の筒面には原水入口１９が設けられ、電解槽１１の上部筒面にはアルカリイオン水の吐出口３３が設けられている。また、上側基台３２には酸性水の排出口３４が設けられている。
【００４７】
主に図３、図６に示すように、下側基台３１の上面には筒状の下ソケット３５が設けられ、下ソケット３５に略対応する下側基台３１の面には、後述する電極棒のフランジがガスケットを介して嵌合する落し込み部３６、３７が形成されている。主に図３、図７に示すように、上側基台３２の下面には筒状の上ソケット３８が設けられ、上ソケット３８の内側の上側基台３２に排出口３４が設けられている。
【００４８】
下ソケット３５の上部には、負電極１６の外側における電解槽１１の内周側（後述する経路２２）への原水の流入を規制する下部スペーサ１８が設けられ、下ソケット３５には原水を内側に流入させる流入口３５ａが設けられている。
【００４９】
主に図３〜図５に示すように、下ソケット３５の内側における下側基台３１には、天井面を有する円筒状の台座４１が設けられている。台座４１の筒面には原水の流入口４２が形成され、台座４１の天井面の中心には台座４１の内側からの原水を天井面に送る送出口４３が形成されている。
【００５０】
台座４１の天井面の上には筒状の正電極１５が配され、正電極１５は台座４１と同径とされている。正電極１５は細かい網目のメッシュ状に形成され、正電極１５の周囲には陽イオン交換膜１２の筒が嵌合している。つまり、円筒状の正電極１５の外周部に円筒状の陽イオン交換膜１２が密着されている。
【００５１】
正電極１５の上端部の内周は上ソケット３８の外周側に嵌合し、円筒状の陽イオン交換膜１２の下端部の内周は台座４１の筒部に嵌合している。つまり、外周部に陽イオン交換膜１２が密着された正電極１５は、上ソケット３８と台座４１とに嵌合されて電解槽１１に収容されている。
【００５２】
主に図３〜図５及び図９、図１０に示すように、正電極１５の内周側には正極側の端子となる正電極棒４５が固定され、正電極棒４５の下部にはフランジ部４６が設けられている。下側基台３１の落し込み部３６にはガスケット４７が配され、正電極棒４５のフランジ部４６はガスケット４７を介して落し込み部３６に係合し、正電極棒４５の下端部は下側基台３１の貫通穴３１ａを貫通し、下端部は下側基台３１から外部に導かれて図示しない電源に接続されている。
【００５３】
主に図３〜図５に示すように、外周部に陽イオン交換膜１２が密着された正電極１５の外周側には筒状の負電極１６が同心状態に隙間をあけて配され、陽イオン交換膜１２と負電極１６との間に経路２１が形成されている。負電極１６は細かい網目のメッシュ状に形成され、正電極１５の上端側における陽イオン交換膜１２の外周には上部スペーサ１７が設けられ、負電極１６の上端が上部スペーサ１７に嵌合して経路２１の上端が閉じられている。
【００５４】
負電極１６の下端部は下ソケット３５の内周側に嵌合し、負電極１６は上部スペーサ１７と下ソケット３５とに嵌合されて、外周部に陽イオン交換膜１２が密着された正電極１５の外側に配された状態で電解槽１１に収容されている。負電極１６の外側における電解槽１１の内周側（吐出口３３に連通する部位）が経路２２とされている。
【００５５】
主に図３〜図５及び図８、図１０に示すように、負電極１６の外周側には負極側の端子となる負電極棒５５が固定され、負電極棒５５の下部にはフランジ部５６が設けられている。下側基台３１の落し込み部３７にはガスケット５７が配され、負電極棒５５のフランジ部５６はガスケット５７を介して落し込み部３７に係合し、負電極棒５５の下端部は下側基台３１の貫通穴３１ａを貫通し、下端部は下側基台３１から外部に導かれて図示しない電源に接続されている。
【００５６】
電解槽１１の原水入口１９から供給される原水は、下ソケット３５の内側に導かれ(流通路２０)、陽イオン交換膜１２と負電極１６との間に形成された経路２１に送られる。また、下ソケット３５の内側に導かれた原水の一部は、流入口４２から台座４１の内側に送られ、送出口４３から正電極１５の内周側に導かれる。つまり、流通路の流入側（経路２１）に流入される原水の一部が正電極１５の内周側に送られる陽電極側流路が構成されている。
【００５７】
正電極１５及び負電極１６の間に所定の電圧が印加され、原水入口１９から流入し、経路２１に流れ込んだ水及び正電極１５の内周側に送られた水は、流通の過程で水素イオンＨ＋と水酸イオンＯＨ−とに電離する。
【００５８】
電離した水素イオンＨ＋が陽イオン交換膜１２を透過して陰極側の経路２１に集まり、負電極１６に水素ガスの気泡が生成され、水（２Ｈ２Ｏ）は、電子（２ｅ-）によりＨ２＋２ＯＨ-に整水され（水に水素ガスが溶存し）、水素が溶存されたアルカリイオン水が生成される。
【００５９】
そして、陽イオン交換膜１２と負電極１６との間の経路２１から負電極１６の反対側（外周側）の面に水素ガスの気泡を通過させて水流と共に水素ガスを流出させ、水素ガスの気泡が小さい状態で負電極１６から離脱させる。負電極１６が細かい網目のメッシュ状に形成されているため、水素ガスの泡が小さい状態で離脱され、水素ガスが水に溶存し易くなり、長時間水に水素ガスを留まらせることが可能になる。水素ガスが溶存されたアルカリイオン水は、吐出口３３から必要箇所に供給される。
【００６０】
一方、電離した水酸イオンＯＨ−は陽イオン交換膜１２を透過しないため陽極側の正電極１５の内周側には水酸イオンＯＨ−が集まらず、酸性イオン水はほとんど生成されない。また、正電極１５はメッシュ状に形成されているので、陽イオン交換膜１２への水分の拡散が容易になり、少ない水分量で陽イオン交換膜１２を湿潤させることができ、酸性イオン水の排出量を大幅に減らすことができる。このため、排出口３４から排出される酸性イオン水は極僅かとなる。
【００６１】
上述した水素含有電解水生成装置では、筒状の負電極１６が細かい網目のメッシュ状に形成されているため、水素ガスの泡を小さい状態で内側から外側に水流と共に流して離脱させることができ、水素ガスが水に溶存し易くなり、長時間水に水素ガスを留まらせることが可能になる。
【００６２】
また、筒状の正電極１５の外側に筒状の陽イオン交換膜１２が密着して設けられているので、陽イオン交換膜１２によりプラスの水素イオンＨ＋だけが透過されて水酸イオンＯＨ−が正極側に発生し難くなり、酸性ガスの発生を抑制することができ、酸性イオン水の排出量を大幅に減少させることができる。また、正電極１５がメッシュ状に形成されているので、陽イオン交換膜１２への水分の拡散が容易になり、下部からの少ない量の水分供給で陽イオン交換膜１２を湿潤させることができ、酸性イオン水の排出量を大幅に減らすことができる。
【００６３】
上述した水素含有電解水生成装置６１を備えた給湯設備の一例を図１１、図１２に基づいて説明する。
【００６４】
図示の給湯設備は、２台の水素含有電解水生成装置６１が備えられ、温水源としての温水と冷水源としての水道水とが原水として原水入口１９に送られる。吐出口３３からのアルカリイオン水はフロースイッチ６３を備えた配管６４を通して混合給湯管としての混合栓６２に供給される。混合栓６２により温水のアルカリイオン水と水道水のアルカリイオン水の割合が調整され、所望の温度のアルカリイオン水を得るようにされている。
【００６５】
水素含有電解水生成装置６１の排出口３４には排出管６６が接続され、排出管６６には第１電磁弁６５が設けられている。また、配管６４から分岐して分岐管６７が接続され、分岐管６７は第１電磁弁６５の後流側で排出管６６に接続されている。分岐管６７には第２電磁弁６８が設けられている。
【００６６】
２台の水素含有電解水生成装置６１を備えた給湯設備８１では、制御手段としての制御装置７１により電極の通電状況が個別に制御される。即ち、制御装置７１には、フロースイッチ６３、第１電磁弁６５、第２電磁弁６８の信号が入力され、制御装置７１からは、電源及び各種作動信号が出力される。例えば、フロースイッチ６３の信号に基づいてアルカリイオン水が流れている時に電気分解を実施したり、通電する電極の極性を逆にして洗浄運転が実施される。
【００６７】
給湯設備の動作の一例を説明する。
【００６８】
配管６４の内部に水が満たされた状態で、通常の給水時は、第１電磁弁６５が開かれると共に、第２電磁弁６８が閉じられる。混合栓６２が閉じられた状態では、配管６４の内部にアルカリイオン水は流れないので、フロースイッチ６３がオフ状態になる。フロースイッチ６３がオフの場合、制御装置７１からの指令により電気分解が停止される。混合栓６２が開かれると、配管６４の内部のアルカリイオン水が流通し、フロースイッチ６３がオンになる。フロースイッチ６３がオンの場合、制御装置７１からの指令により電気分解が開始される。このように、フロースイッチ６３の信号が電気分解の開始・停止のトリガーとされている。
【００６９】
フロースイッチ６３のオン・オフの状態が制御装置で記憶され、オンからオフに変わった時からの累積時間等により洗浄運転が実施される。例えば、２４時間毎に洗浄運転が実施されるように設定される。洗浄運転は、通電する電極の極性を逆にする。即ち、第２電磁弁６８を開き、負電極に正極の電力を供給し、正電極に負極の電力を供給する。排出管６６から洗浄処理後のアルカリイオン水が排出され、配管６４及び分岐管６７から洗浄後の酸性イオン水が排出される。つまり、電極に付着したカルシウム等が除去される。
【００７０】
また、洗浄処理が終了して電気分解を停止した後、電解水を排出するための原水置換が実施される。洗浄処理では通電する電極の極性を逆にしているため、洗浄処理が終了した直後にはアルカリイオン水の径路に酸性イオン水が残り蛇口から出ることが考えられる。このため、洗浄停止の後、所定時間の間電磁弁を開いて電気分解を停止した状態で原水を供給し、径路内を電気分解のない原水に置き換える。置換が終了した後、第２電磁弁６８を閉じて通常の電気分解を伴う運転を実施する。
【００７１】
給湯の指示はリモコン７２を通して行うことができ、また、給湯、洗浄、原水置換の状況がリモコン７２に表示される。
【００７２】
上述した給湯設備は、負電極１６に生成される水素ガスの気泡を極力小さい状態で水素含有電解水に含ませることができる水素含有電解水生成装置を備えた給湯設備となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は水道水等の原水から水素含有電解水を得るための水素含有電解水生成装置及び給湯設備の産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の原理説明図である。
【図２】本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の構成概念図である。
【図３】本発明の一実施形態例に係る水素含有電解水生成装置の全体を表す断面図である。
【図４】電極を分解した状態の斜視図である。
【図５】電極を組み付けた状態の一部断面図である。
【図６】下側基台の外観図である。
【図７】上側基台の外観図である。
【図８】負電極の外観図である。
【図９】正電極の外観図である。
【図１０】電極の配置状況を表す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態例に係る給湯設備の概略系統図である。
【図１２】給湯設備の制御ブロック概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
１１  電解槽
１２  陽イオン交換膜
１３  通路（陽極側）
１４  通路（陰極側）
１５  正電極
１６  負電極
１７  上部スペーサ
１８  下部スペーサ
１９  原水入口
２０  流通路
２１  経路（流入側）
２２  経路（流出側）
３１  下側基台
３２  上側基台
３３  吐出口
３４  排出口
３５  下ソケット
３６、３７  落し込み部
３８  上ソケット
４１  台座
４２  流入口
４３  送出口
４５  正電極棒
４６  フランジ部
４７  ガスケット
５５  負電極棒
５６  フランジ部
５７  ガスケット
６１  水素含有電解水生成装置
６２  混合栓
６３  フロースイッチ
６４  配管
６５  第１電磁弁
６６  排出管
６７  分岐管
６８  第２電磁弁
７１  制御装置
７２  リモコン
８１  給湯設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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