(57)【要約】      （修正有）【課題】水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる高濃度水素イオン溶液製造システムを提供する。【解決手段】高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａは、水源から給水された水を純水化して純水を生成する純水生成装置１１と、純水にパルス電流を通電し、純水を電気分解して水素ガスを生成する水素ガス生成装置１２と、純水にマイナス電気を通電し、マイナス電気のマイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成するマイナス電源装置１３と、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源装置１３によって生成されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る渦流ターボミキサー１５とから形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を製造する高濃度水素イオン溶液製造システムにおいて、
前記高濃度水素イオン溶液製造システムが、所定の水源から給水された水を純水化して純水を生成する純水生成装置と、前記純水生成装置によって生成された純水にパルス電流を通電し、前記純水を電気分解して水素ガスを生成する水素ガス生成装置と、前記純水生成装置によって生成された純水にマイナス電気を通電し、前記マイナス電気のマイナス電荷と前記純水に含まれるプラス電荷とを結合させて該プラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成するマイナス電源装置と、前記水素ガス生成装置によって生成された水素ガスと前記マイナス電源装置によって生成されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、前記マイナス電荷帯電水に前記水素ガスを溶解させて前記水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る混合装置とから形成されていることを特徴とする高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項２】
前記水素ガス生成装置と前記マイナス電源装置とが、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している請求項１に記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項３】
前記高濃度水素イオン溶液製造システムが、前記マイナス電源装置の上流側に設置され、前記純水生成装置によって生成された純水にパルス電流を通電し、前記純水を電気分解して水素ガスを発生させて該純水から水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素イオン水生成装置を含み、前記マイナス電源装置が、前記水素イオン水生成装置によって生成された水素イオン水にマイナス電気を通電し、前記マイナス電気のマイナス電荷と前記水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させて該プラス電荷が除去された水素イオン水を生成し、前記混合装置が、前記水素ガス生成装置によって生成された水素ガスと前記マイナス電源装置によって生成されて前記プラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、前記プラス電荷が除去された水素イオン水に前記水素ガスを溶解させて前記高濃度水素イオン溶液を作る請求項１または請求項２に記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項４】
前記水素イオン水生成装置が、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している請求項３に記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項５】
前記高濃度水素イオン溶液製造システムが、前記水素イオン水生成装置の上流側に設置され、マグネシウムを主成分とした鉱物を利用して前記純水生成装置によって生成された純水に水素イオンを発生させる水素化処理を行い、前記水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素化処理装置を含み、前記水素イオン水生成装置が、前記水素化処理装置によって生成された水素イオン水にパルス電流を通電し、前記水素イオン水を電気分解して水素ガスを発生させ、前記水素化処理装置によって生成された水素イオン水よりも高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する請求項３または請求項４に記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項６】
前記鉱物が、ドラバイト多孔質セラミックであり、前記水素化処理装置では、複数個の前記ドラバイト多孔質セラミックが収容され、前記純水がそれらドラバイト多孔質セラミックを通流することで、前記水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される請求項５に記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項７】
前記高濃度水素イオン溶液製造システムが、前記水素イオン水生成装置の下流側に設置されて前記水素イオン水に溶存する酸素イオンを除去し、前記酸素イオンが除去された水素イオン水を生成するイオン交換フィルター装置を含む請求項３ないし請求項６いずれかに記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項８】
前記水源が、水道、井戸、雨、河川、湖、溜池のうちの少なくとも１つであり、前記水が、水道水、井戸水、雨の貯蔵水、河川水、湖水、池水のうちの少なくとも１つである請求項１ないし請求項７いずれかに記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【請求項９】
前記高濃度水素イオン溶液の酸化還元電位が、−７５０ｍｖ以下である請求項１ないし請求項８いずれかに記載の高濃度水素イオン溶液製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を製造する高濃度水素イオン溶液製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原水供給部と、原水供給部から供給された原水から浄水および濃縮水を生成する逆浸透膜と、逆浸透膜で生成された供給された浄水を電気分解して水素ガスを発生させる電気分解部と、逆浸透膜で生成された濃縮水と電気分解部で発生した水素ガスとを混合して溶存水素水を生成する混合部とを備え、混合部が逆浸透膜で生成された濃縮水と電気分解部で発生した水素ガスとを混合する気液混合装置である溶存水素水生成装置が開示されている（特許文献１参照）。この溶存水素水生成装置は、逆浸透膜が多量の濃縮水を生成し、多量の濃縮水と水素ガスとを混合して溶存水素水を生成するから、溶存水素水の生成効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示の溶存水素水生成装置は、濃縮水に水素ガスを混入することで濃縮水に水素ガスを溶存させることはできるが、濃縮水に水素ガスが溶け込んでいるにすぎず、イオン化した水素を溶存させることはできず、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることはできない。
【０００５】
本発明の目的は、イオン化した水素を溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる高濃度水素イオン溶液製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の前提は、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を製造する高濃度水素イオン溶液製造システムである。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴は、高濃度水素イオン溶液製造システムが、所定の水源から給水された水を純水化して純水を生成する純水生成装置と、純水生成装置によって生成された純水にパルス電流を通電し、純水を電気分解して水素ガスを生成する水素ガス生成装置と、純水生成装置によって生成された純水にマイナス電気を通電し、マイナス電気のマイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成するマイナス電源装置と、水素ガス生成装置によって生成された水素ガスとマイナス電源装置によって生成されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る混合装置とから形成されていることにある。
【０００８】
本発明の一例としては、水素ガス生成装置とマイナス電源装置とが、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している。
【０００９】
本発明の他の一例としては、高濃度水素イオン溶液製造システムが、マイナス電源装置の上流側に設置され、純水生成装置によって生成された純水にパルス電流を通電し、純水を電気分解して水素ガスを発生させて純水から水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素イオン水生成装置を含み、マイナス電源装置が、水素イオン水生成装置によって生成された水素イオン水にマイナス電気を通電し、マイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去された水素イオン水を生成し、混合装置が、水素ガス生成装置によって生成された水素ガスとマイナス電源装置によって生成されてプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作る。
【００１０】
本発明の他の一例としては、水素イオン水生成装置が、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している。
【００１１】
本発明の他の一例としては、高濃度水素イオン溶液製造システムが、水素イオン水生成装置の上流側に設置され、マグネシウムを主成分とした鉱物を利用して純水生成装置によって生成された純水に水素イオンを発生させる水素化処理を行い、水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素化処理装置を含み、水素イオン水生成装置が、水素化処理装置によって生成された水素イオン水にパルス電流を通電し、水素イオン水を電気分解して水素ガスを発生させ、水素化処理装置によって生成された水素イオン水よりも高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する。
【００１２】
本発明の他の一例としては、鉱物がドラバイト多孔質セラミックであり、水素化処理装置では、複数個のドラバイト多孔質セラミックが収容され、純水がそれらドラバイト多孔質セラミックを通流することで、水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される。
【００１３】
本発明の他の一例としては、高濃度水素イオン溶液製造システムが、水素イオン水生成装置の下流側に設置されて水素イオン水に溶存する酸素イオンを除去し、酸素イオンが除去された水素イオン水を生成するイオン交換フィルター装置を含む。
【００１４】
本発明の他の一例としては、水源が水道、井戸、雨、河川、湖、溜池のうちの少なくとも１つであり、水が水道水、井戸水、雨の貯蔵水、河川水、湖水、池水のうちの少なくとも１つである。
【００１５】
本発明の他の一例としては、高濃度水素イオン溶液の酸化還元電位が−７５０ｍｖ以下である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる高濃度水素イオン溶液製造システムによれば、水素ガス生成装置を利用して純水を電気分解して水素ガスを生成し、マイナス電源装置を利用して純水にマイナス電気を通電し、マイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成するとともに、混合装置を利用して水素ガスとマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作るから、イオン化した水素を純水に十分に溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる。
【００１７】
水素ガス生成装置とマイナス電源装置とがチタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している高濃度水素イオン溶液製造システムは、水素ガス発生装置の電気分解機能を向上させることが可能なそれら電極のうちのいずれかを利用することにより、純粋を確実に電気分解して多量の水素ガスを発生させることができ、マイナス電源装置のプラス電荷除去機能を向上させることが可能なそれら電極のうちのいずれかを利用することにより、プラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を効率的に生成することができる。高濃度水素イオン溶液製造システムは、水素ガス発生装置から多量の水素ガスが発生し、プラス電荷が十分に除去されたマイナス電荷帯電水がマイナス電源装置から供給されるから、水素ガス発生装置から供給された水素ガスとマイナス電源装置から供給されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合することで、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる。
【００１８】
マイナス電源装置の上流側に設置され、純水を電気分解して純水から水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素イオン水生成装置を含み、マイナス電源装置がマイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去された水素イオン水を生成し、混合装置がプラス電荷を除去した水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作る高濃度水素イオン溶液製造システムは、マイナス電源装置の上流側に設置された水素イオン水生成装置によって純水から水素イオン水を生成し、水素イオン水生成装置を利用してあらかじめ水素イオン水を作るとともに、マイナス電源装置を利用して水素イオン水生成装置によって生成された水素イオン水からプラス電荷を除去し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【００１９】
水素イオン水生成装置がチタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極と酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とカーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数の電極とのうちのいずれかを利用している高濃度水素イオン溶液製造システムは、水素イオン水生成装置の水素イオン水生成機能を向上させることが可能なそれら電極のうちのいずれかを利用することにより、純粋を確実に電気分解して水素イオン水を確実に生成することができる。高濃度水素イオン溶液製造システムは、水素イオン水生成装置によって水素イオン水が生成され、マイナス電源装置によってプラス電荷が十分に除去された水素イオン水と水素ガス発生装置から供給された水素ガスを所定気圧に加圧した状態で混合することで、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる。
【００２０】
水素イオン水生成装置の上流側に設置され、マグネシウムを主成分とした鉱物を利用して純水生成装置によって生成された純水に水素イオンを発生させる水素化処理を行い、水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する水素化処理装置を含み、水素イオン水生成装置が水素化処理装置によって生成された水素イオン水を電気分解して水素ガスを発生させ、水素化処理装置によって生成された水素イオン水よりも高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成する高濃度水素イオン溶液製造システムは、水素イオン水生成装置の上流側に設置された水素化処理装置によって純水から水素イオン水を生成し、マイナス電源装置の上流側に設置された水素イオン水生成装置によって高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成し、水素化処理装置および水素イオン水生成装置を利用してあらかじめ水素イオンが溶存した水素イオン水を作るとともに、マイナス電源装置を利用して水素化処理装置および水素イオン水生成装置によって生成された水素イオン水からプラス電荷を除去し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【００２１】
鉱物がドラバイト多孔質セラミックであり、複数個のドラバイト多孔質セラミックが水素化処理装置に収容され、純水が水素化処理装置のそれらドラバイト多孔質セラミックを通流することで、水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される高濃度水素イオン溶液製造システムは、ドラバイト多孔質セラミックの優れた水素イオン発生機能を利用し、それら鉱物を利用した水素化処理において純水に水素イオンを確実に発生させることができる。高濃度水素イオン溶液製造システムは、ドラバイト多孔質セラミックを収容した水素化処理装置および水素イオン水生成装置を利用してあらかじめ水素イオンが溶存した水素イオン水を作るとともに、マイナス電源装置を利用して水素化処理装置および水素イオン水生成装置によって生成された水素イオン水からプラス電荷を除去し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【００２２】
水素イオン水生成装置の下流側に設置されて水素イオン水に溶存する酸素イオンを除去し、酸素イオンが除去された水素イオン水を生成するイオン交換フィルター装置を含む高濃度水素イオン溶液製造システムは、イオン交換フィルター装置を利用して水素イオン水から酸素イオン（溶存酸素）を除去することができ、酸素イオンを確実に除去した水素イオン水を作ることができる。高濃度水素イオン溶液製造システムは、マイナス電源装置の上流側に設置された水素イオン水生成装置によって高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成し、水素イオン水生成装置の下流側に設置されたイオン交換フィルター装置によって水素イオン水から酸素イオンを除去し、マイナス電源装置を利用して酸素イオンが除去された水素イオン水からプラス電荷を除去しつつ、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【００２３】
水源が水道、井戸、雨、河川、湖、溜池のうちの少なくとも１つであり、水が水道水、井戸水、雨の貯蔵水、河川水、湖水、池水のうちの少なくとも１つである高濃度水素イオン溶液製造システムは、水道や自然界に存在する水を利用して高濃度水素イオン水を作ることができ、高濃度水素イオン水を低いコストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システムの構成図。
【図２】水素ガス生成装置の一例を示す図。
【図３】マイナス電気通電装置の一例を示す図。
【図４】渦流ターボミキサー（混合装置）の一例を示す図。
【図５】他の一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システムの構成図。
【図６】水素イオン水生成装置の一例を示す図。
【図７】他の一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システムの構成図。
【図８】水素化処理装置の一例を示す図。
【図９】イオン交換フィルター装置の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａの構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明に係る高濃度水素イオン溶液製造システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、水素ガス生成装置１２の一例を示す図であり、図３は、マイナス電気通電装置３０の一例を示す図である。図４は、渦流ターボミキサー１５（混合装置）の一例を示す図である。図１では、水や純水、水素ガス、マイナス電荷帯電水、高濃度水素イオン溶液の流動を矢印で示す。
【００２６】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａは、純水生成装置１１、水素ガス生成装置１２（電気分解装置）、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）、第１貯留タンク１４、渦流ターボミキサー１５（混合装置）、第２貯留タンク１６から形成されている。高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａは、純水化工程、電気分解工程（水素ガス生成工程）、プラス電荷除去工程（マイナス電気通電工程）、混合工程によって高濃度水素イオン溶液を製造する。
【００２７】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａでは、純水生成装置１１の次（下流側）に水素ガス生成装置１２およびマイナス電源ユニット１３が配置され、マイナス電源ユニット１３の次（下流側）に第１貯留タンク１４が配置され、水素ガス生成装置１２および第１貯留タンク１４の次（下流側）に渦流ターボミキサー１５が配置されているとともに、渦流ターボミキサー１５の次（下流側）に第２貯留タンク１６が配置されている。
【００２８】
純水生成装置１１は、所定の水源（図示せず）から給水された水を純水化し、その純水を水素ガス生成装置１２とマイナス電源ユニット１３とに供給する。純水生成装置１１は、純水が通流する供給管１７によって水素ガス生成装置１２およびマイナス電源ユニット１３に連結（接続）されている。純水生成装置１１には、水源につながる給水管１８が連結（接続）されている。純水生成装置１１には、活性炭塔やＲＯ膜（逆浸透膜）を利用した連続再生式純水生成装置、活性炭ろ過器やＲＯ膜（逆浸透膜）、デミナーを利用したＲＯ膜（逆浸透膜）純水生成装置を使用することができる。純水生成装置１１では、約０．１〜約１ｍＳ／ｍの純水が作られる。
【００２９】
供給管１７には、純水を水素ガス生成装置１２およびマイナス電源ユニット１３に送水する給水ポンプ１９とバルブ２０（二方電磁弁）とが設置されている。供給管１７は、給水ポンプ１９の下流側において水素ガス生成装置１２に連結（接続）された供給管１７ａとマイナス電源ユニット１３に連結（接続）された供給管１７ｂとに分岐している。水素ガス生成装置１２につながる供給管１７ａには、流量計２１およびバルブ２２（二方電磁弁）が設置され、マイナス電源ユニット１３につながる供給管１７ｂには、バルブ２３（二方電磁弁）が設置されている。
【００３０】
水源には、水道、井戸、雨、河川、湖、溜池があり、それら水源のうちの少なくとも１つを利用することができる。水には、水道から給水された水道水、井戸から汲み上げた井戸水、雨を貯水した貯蔵水、河川から引き込んだ河川水、湖から引き込んだ湖水、池から引き込んだ池水があり、それら水のうちの少なくとも１つを利用することができる。したがって、それら水源から１種類のみの水が純水生成装置１１に給水される場合、それら水源の複数種類の混合水が純水生成装置１１に給水される場合がある。
【００３１】
水素ガス生成装置１２は、純水生成装置１１によって生成された純水を電気分解して水素ガスを生成し、その水素ガスを渦流ターボミキサー１５に供給する。水素ガス生成装置１２は、図２に示すように、流入口および流出口を有する一方向へ長い収容容器２４と、収容容器２４の内部に形成された所定容積の電極槽２５と、複数枚の電極２６（陰極および陽極）とから形成されている。水素ガス生成装置１２は、純水生成装置１１の下流側に配置され、供給管１７，１７ａによって純水生成装置１１に連結（接続）されている。
【００３２】
供給管１７ａは、水素ガス生成装置１２（収容容器２４）の流入口に接続されている。水素ガス生成装置１２の流出口には、ガス供給管２７が接続されている。ガス供給管２７は、渦流ターボミキサー１５のガス流入口に連結（接続）されている。ガス供給管２７には、水素ガスを渦流ターボミキサー１５に送気する給気ポンプ２８とバルブ２９（二方電磁弁）とが設置されている。
【００３３】
それら電極２６（陰極および陽極）は、水素ガス生成装置１２の電極槽２５に収容され、水素ガス生成装置１２の流入口から流出口に向かって延びている。電極槽２５に収容された電極２６には、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極２６、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極２６、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の電極２６のうちのいずれかが使用されている。カーボンナノチューブから作られた電極２６では、その表面に酸化イリジウムがコーティングされていることが好ましい。それら電極２６には、一定の電圧が印可され、パルス電流が純水に通電される。パルス電流の周波数は、１ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚの範囲にある。
【００３４】
水素ガス生成装置１２では、パルス電流が通電されたそれら電極２６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで、純水生成装置１１から給水された純水が電気分解され、それら電極２６から多量の水素ガスが発生する。水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスは、ガス供給管２７に流入した後、ガス供給管２７を通って渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００３５】
水素ガス生成装置１２がチタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極２６、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極２６、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極２６のうちのいずれかを利用しているから、水素ガス生成装置１２の電気分解機能を向上させることが可能であり、純水を確実に電気分解して多量の水素ガスを発生させることができる。
【００３６】
マイナス電源ユニット１３は、純水生成装置１１によって生成された純水にマイナス電気（マイナス電流）を通電し、マイナス電気のマイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷を除去することで、プラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成する。マイナス電源ユニット１３は、マイナス電気通電装置３０とマイナス電気通電装置３０にマイナス電気（マイナス電流）を供給するマイナス電源供給装置３１（たとえば、クライストロン電源装置）とから形成されている。マイナス電気通電装置３０は、図３に示すように、流入口および流出口を有する一方向へ長い収容容器３２と、収容容器３２の内部に形成された所定容積の電極槽３３と、複数枚の電極３４（陰極）とから形成されている。
【００３７】
マイナス電源ユニット１３（マイナス電気通電装置３０）は、純水生成装置１１の下流側に配置され、供給管１７，１７ｂによって純水生成装置１１に連結（接続）されている。供給管１７ｂは、マイナス電気通電装置３０（収容容器３２）の流入口に連結（接続）されている。マイナス電気通電装置３０の流出口には、供給管３５が連結（接続）されている。供給管３５は、第１貯留タンク１４の流入口に連結（接続）されている。供給管３５には、バルブ３６（二方電磁弁）および流量計３７が設置されている。
【００３８】
それら電極３４（陰極）は、マイナス電気通電装置３０の電極槽３３に収容され、マイナス電気通電装置３０の流入口から流出口に向かって延びている。電極槽３３に収容された電極３４には、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極３４、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極３４、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の電極３４のうちのいずれかが使用されている。カーボンナノチューブから作られた電極３４では、その表面に酸化イリジウムがコーティングされていることが好ましい。
【００３９】
それら電極３４には、一定の電圧が印可され、一定のマイナス電気（マイナス直流電流）またはマイナスのパルス電気（マイナスパルス電流）が通電される。マイナス電気（マイナス直流電流またはマイナスパルス電流）の電圧は、−６００〜−２ｋＶの範囲にある。マイナスパルス電流の周波数は、１ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚの範囲にある。
【００４０】
マイナス電気通電装置３０では、マイナス電源供給装置３１からマイナス電気（マイナス電流、マイナスパルス電流）が供給され、マイナス電気通電装置３０のマイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）を純水が通流することで、純水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させて純水からプラス電荷を除去する。マイナス電気通電装置３０では、プラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水が生成される。マイナス電気通電装置３０によって生成されたマイナス電荷帯電水は、供給管３５に流入した後、供給管３５を通って第１貯留タンク１４に流入し、第１貯留タンク１４に一時的に貯留される。
【００４１】
マイナス電気通電装置３０がチタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極３４、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極３４、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極３４のうちのいずれかを利用しているから、マイナス電源通電装置３０のプラス電荷除去機能を向上させることが可能であり、プラス電荷が確実に除去されたマイナス電荷帯電水を効率的に生成することができる。
【００４２】
第１貯留タンク１４は、マイナス電源ユニット１３（マイナス電気通電装置３０）の下流側（マイナス電源ユニット１３と渦流ターボミキサー１５との間）に配置され、供給管３５によってマイナス電気通電装置３０に連結（接続）され、供給管３８によって渦流ターボミキサー１５に連結（接続）されている。第１貯留タンク１４は、マイナス電源ユニット１３から送出された設定量のマイナス電荷帯電水を設計圧力および設計温度で貯留する。供給管３８は、第１貯留タンク１４の流出口と渦流ターボミキサー１５の流入口とに連結（接続）されている。供給管３８には、マイナス電荷帯電水を渦流ターボミキサー１５に供給する供給ポンプ３９とバルブ４０（二方電磁弁）とが設置されている。
【００４３】
渦流ターボミキサー１５は、第１貯留タンク１４の下流側に配置され、供給管３８によって第１貯留タンク１４に連結（接続）され、供給管４１によって第２貯留タンク１６に連結（接続）されている。供給管４１は、渦流ターボミキサー１５の流出口と第２貯留タンク１６の流入口とに連結（接続）されている。供給管４１には、バルブ４２（二方電磁弁）が設置されている。渦流ターボミキサー１５は、図４に示すように、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧（３〜１０ＭＰａの範囲の気圧）に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１に流入した後、供給管４１を通って第２貯留タンク１６に流入し、第２貯留タンク１６に貯留される。
【００４４】
第２貯留タンク１６は、渦流ターボミキサー１５の下流側に配置され、供給管４１によって渦流ターボミキサー１５に連結（接続）されている。第２貯留タンク１６は、渦流ターボミキサー１５から送出された設定量の高濃度水素イオン溶液を設計圧力および設計温度で貯留する。純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、流量計２１，３７は、制御信号線（有線または無線）を介してコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００４５】
コントローラは、中央処理装置と記憶装置と記憶領域（ハードディスク等）とを備え、物理的なＯＳ（オペレーティングシステム）によって動作する論理的なコンピュータである。コントローラには、テンキーユニットやキーボード等の入力装置、ディスプレイやタッチパネル、プリンタ等の出力装置が接続されている。コントローラの記憶領域には、各ポンプ１９，２８，３９の設定出力（給水管１８や各供給管１７，１７ａ，１７ｂ、２７，３５，３８，４１の流量）、電極２６，３４に印可する設定電圧値および電極２６，３４に通電する設定電流値、渦流ターボミキサー１５の設定回転数および設定圧力が格納されている。各ポンプ１９，２８，３９の設定出力、設定電圧値および設定電流値、設定回転数および設定圧力は、入力装置によって任意に変更することができる。
【００４６】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａを稼働させるには、コントローラのスイッチをＯＮにしてコントローラを起動させる。コントローラを起動させると、コントローラに接続されたディスプレイやタッチパネルに初期画面（図示せず）が表示される。初期画面には、システムＯＮボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。システムＯＦＦボタンをクリックまたはタップすると、コントローラの電源がＯＦＦになる（以下のシステムＯＦＦボタンにおいて同じ）。システムＯＮボタンをクリックまたはタップすると、ディスプレイやタッチパネルにシステム運転画面（図示せず）が表示される。システム運転画面には、運転開始ボタン、システムＯＦＦボタン、各ポンプ１９，２８，３９の出力設定ボタン、電極２６，３４に印可する電圧値設定ボタンおよび電極２６，３４に通電する電流値設定ボタン、渦流ターボミキサー１５の回転数設定ボタンおよび圧力設定ボタンが表示される。
【００４７】
ポンプ出力設定ボタンをクリックまたはタップすると、ポンプ出力設定画面がディスプレイやタッチパネルに表示される。ポンプ出力設定画面には、既設定のポンプ出力を表示したポンプ出力表示エリア、新たなポンプ出力を入力するポンプ出力入力エリア、設定ボタン、戻るボタン、クリアボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。戻るボタンをクリックまたはタップすると、初期画面に戻る（以下の戻るボタンにおいて同じ）。クリアボタンをクリックまたはタップすると、ポンプ出力入力エリアに入力したポンプ出力が消去され、ポンプ出力入力エリアにポンプ出力を再入力する（以下のクリアボタンにおいて同じ）。ポンプ出力を変更するには、ポンプ出力入力エリアにポンプ出力を入力した後、設定ボタンをクリックまたはタップする。コントローラは、ポンプ出力表示エリアに表示されたポンプ出力をポンプ出力入力エリアに入力されたポンプ出力に変更し、変更後のポンプ出力を記憶領域に格納するとともに、システム運転画面をディスプレイやタッチパネルに表示する。
【００４８】
電圧値設定ボタンをクリックまたはタップすると、電圧値設定画面がディスプレイやタッチパネルに表示される。電圧値設定画面には、既設定の電圧値を表示した電圧値表示エリア、新たな電圧値を入力する電圧値入力エリア、設定ボタン、戻るボタン、クリアボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。電圧値を変更するには、電圧値入力エリアに電圧値を入力した後、設定ボタンをクリックまたはタップする。コントローラは、電圧値表示エリアに表示された電圧値を電圧値入力エリアに入力された電圧値に変更し、変更後の電圧値を記憶領域に格納するとともに、システム運転画面をディスプレイやタッチパネルに表示する。
【００４９】
電流値設定ボタンをクリックまたはタップすると、電流値設定画面がディスプレイやタッチパネルに表示される。電流値設定画面には、既設定の電流値を表示した電流値表示エリア、新たな電流値を入力する電流値入力エリア、設定ボタン、戻るボタン、クリアボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。電流値を変更するには、電流値入力エリアに電流値を入力した後、設定ボタンをクリックまたはタップする。コントローラは、電流値表示エリアに表示された電流値を電流値入力エリアに入力された電流値に変更し、変更後の電流値を記憶領域に格納するとともに、システム運転画面をディスプレイやタッチパネルに表示する。
【００５０】
回転数設定ボタンをクリックまたはタップすると、回転数設定画面がディスプレイやタッチパネルに表示される。回転数設定画面には、既設定の回転数（回転／ｈ）を表示した回転数表示エリア、新たな回転数を入力する回転数入力エリア、設定ボタン、戻るボタン、クリアボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。回転数を変更するには、回転数入力エリアに回転数を入力した後、設定ボタンをクリックまたはタップする。コントローラは、回転数表示エリアに表示された回転数を回転数入力エリアに入力された回転数に変更し、変更後の回転数を記憶領域に格納するとともに、システム運転画面をディスプレイやタッチパネルに表示する。
【００５１】
圧力設定ボタンをクリックまたはタップすると、圧力設定画面がディスプレイやタッチパネルに表示される。圧力設定画面には、既設定の圧力を表示した圧力表示エリア、新たな圧力を入力する圧力入力エリア、設定ボタン、戻るボタン、クリアボタン、システムＯＦＦボタンが表示される。圧力を変更するには、圧力入力エリアに圧力を入力した後、設定ボタンをクリックまたはタップする。コントローラは、圧力表示エリアに表示された圧力を圧力入力エリアに入力された圧力に変更し、変更後の圧力を記憶領域に格納するとともに、システム運転画面をディスプレイやタッチパネルに表示する。
【００５２】
ポンプ出力や電圧値、電流値、回転数、圧力を設定または変更した後、システム運転画面の運転開始ボタンをクリックまたはタップすると、コントローラは、純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、流量計２１，３７に起動指令を送信する。コントローラから起動指令を受信した後、純水生成装置１１や水素ガス生成装置１２、マイナス電源発生装置１３、渦流ターボミキサー１５、ポンプ１９，２８，３９、バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２、流量計２１，３７が起動する。
【００５３】
各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２が起動すると、バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の弁機構が開放される。各流量計２１，３７が起動すると、供給管１７ａを通流する純水の流量が流量計２１によって計測され、測定流量がコントローラに送信され、供給管３５を通流するマイナス電荷帯電水の流量が流量計３７によって計測され、測定流量がコントローラに送信される。コントローラは、純水の流量やマイナス電荷帯電水の流量が設定流量になるように、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を行い、各ポンプ１９，２８，３９の出力を設定出力近傍で微調整する。
【００５４】
各ポンプ１９，２８，３９が起動することで、水源から給水管１８を通って純水生成装置１１に水が給水され、純水生成装置１１において水源から給水された水が純水化される（純水化工程）。純水生成装置１１から流出した純水は、供給管１７，１７ａを通って水素ガス生成装置１２に流入するとともに、供給管１７，１７ｂを通ってマイナス電源ユニット１３のマイナス電気通電装置３０に流入する。
【００５５】
水素ガス生成装置１２では、パルス電流が通電されたそれら電極２６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで純水が電気分解され、多量の水素ガスが生成される（電気分解工程）。水素ガス発生装置１２によって生成された水素ガスは、ポンプ２８によってガス供給管２７から渦流ターボミキサー１５に流入する。マイナス電気通電装置３０（マイナス電源ユニット１３）では、マイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）を純水が通流することで、純水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させて純水からプラス電荷が除去され、マイナス電荷帯電水が生成される（プラス電荷除去工程）。マイナス電源ユニット１３によって生成されたマイナス電荷帯電水は、供給管３５から第１貯留タンク１４に流入するとともに、ポンプ３９によって供給管３８から渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００５６】
渦流ターボミキサー１５では、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１から第２貯留タンク１６に流入する。第２貯留タンク１６に貯留された高濃度水素イオン溶液は、その酸化還元電位が−７５０ｍｖ以下、好ましくは、−９００ｍｖ以下、より好ましくは、−１１００ｍｖ以下になっている。
【００５７】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａは、水素ガス生成装置１２を利用して純水を電気分解して水素ガスを生成し、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）を利用して純水にマイナス電気を通電し、マイナス電荷と純水に含まれるプラス電荷とを結合させてプラス電荷が除去されたマイナス電荷帯電水を生成するとともに、渦流ターボミキサー１５（混合装置）を利用して水素ガスとマイナス電荷帯電水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、マイナス電荷帯電水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作るから、イオン化した水素を純水に溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作ることができる。
【００５８】
図５は、他の一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂの構成図であり、図６は、水素イオン水生成装置４３の一例を示す図である。図５では、水や純水、水素ガス、水素イオン水、高濃度水素イオン溶液の流動を矢印で示す。図５に示す高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂが図１のそれと異なるところは、水素イオン水生成装置４３が設置されている点にあり、その他の構成は図１の高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａのそれらと同一であるから、図１のシステム１０Ａの説明を援用するとともに、図１と同一の符号を付すことで、システム１０Ｂにおけるその他の構成の詳細な説明は省略する。
【００５９】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂは、純水生成装置１１、水素ガス生成装置１２（電気分解装置）、水素イオン水生成装置４３（電気分解装置）、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）、第１貯留タンク１４、渦流ターボミキサー１５（混合装置）、第２貯留タンク１６から形成されている。高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂは、純水化工程、電気分解工程（水素ガス生成工程）、水素イオン水生成工程、プラス電荷除去工程（マイナス電気通電工程）、混合工程によって高濃度水素イオン溶液を製造する。
【００６０】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂでは、純水生成装置１１の次（下流側）に水素ガス生成装置１２および水素イオン水生成装置４３が配置され、水素イオン水生成装置４３の次（下流側）にマイナス電源ユニット１３が配置され、マイナス電源ユニット１３の次（下流側）に第１貯留タンク１４が配置されているとともに、水素ガス生成装置１２および第１貯留タンク１４の次（下流側）に渦流ターボミキサー１５が配置され、渦流ターボミキサー１５の次（下流側）に第２貯留タンク１６が配置されている。純水生成装置１１や水素ガス生成装置１２、マイナス電源ユニット１３、第１貯留タンク１４、渦流ターボミキサー１５、第２貯留タンク１６は、図１のシステム１０Ａのそれらと同一である。
【００６１】
純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、水素イオン水生成装置４３の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、流量計２１，３７は、制御信号線（有線または無線）を介してコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００６２】
水素イオン水生成装置４３は、純水生成装置１１によって生成された純水を電気分解して水素ガスを発生させ、純水から水素イオンが溶存した水素イオン水を生成し、水素イオン水をマイナス電源ユニット１３に供給する。水素イオン水生成装置４３は、図６に示すように、流入口および流出口を有する一方向へ長い収容容器４４と、収容容器４４の内部に形成された所定容積の電極槽４５と、複数枚の電極４６（陰極および陽極）とから形成されている。水素イオン水生成装置４３は、純水生成装置１１の下流側に配置され、供給管１７，１７ｂによって純水生成装置１１に連結（接続）されている。
【００６３】
供給管１７ｂは、水素イオン水生成装置４３（収容容器４４）の流入口に接続されている。水素イオン水生成装置４３の流出口には、供給管４７が接続されている。供給管４７は、マイナス電源ユニット１３（収容容器３２）の流入口に連結（接続）されている。それら電極４６（陰極および陽極）は、水素イオン水生成装置４３の電極槽４５に収容され、水素イオン水生成装置４３の流入口から流出口に向かって延びている。電極槽４５に収容された電極４６には、チタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極４６、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の電極４６、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の電極４６のうちのいずれかが使用されている。カーボンナノチューブから作られた電極４６では、その表面に酸化イリジウムがコーティングされていることが好ましい。それら電極４６には、一定の電圧が印可され、パルス電流が純水に通電される。パルス電流の周波数は、１ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚの範囲にある。
【００６４】
水素イオン水生成装置４３では、パルス電流が通電されたそれら電極４６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで、純水生成装置１１から給水された純水が電気分解されてそれら電極４６から多量の水素ガスが発生し、純水から水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される。水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水は、供給管４７に流入した後、供給管４７を通ってマイナス電源ユニット１３に流入する。
【００６５】
水素イオン水生成装置４３がチタン合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極４６、酸化イリジウム合金から作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極４６、カーボンナノチューブから作られた所定面積を有するメッシュ状の複数枚の電極４６のうちのいずれかを利用しているから、水素イオン水生成装置４３の水素イオン水生成機能を向上させることが可能であり、純水を確実に電気分解して水素イオン水を確実に生成することができる。
【００６６】
マイナス電気通電装置３０では、マイナス電源供給装置３１からマイナス電気（マイナス電流、マイナスパルス電流）が供給され、マイナス電気通電装置３０のマイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）を水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水が通流することで、水素イオン水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させて水素イオン水からプラス電荷を除去する。マイナス電気通電装置３０では、プラス電荷が除去された水素イオン水が生成される。マイナス電気通電装置３０によって生成された水素イオン水は、供給管３５を通って第１貯留タンク１４に流入し、第１貯留タンク１４に一時的に貯留される。第１貯留タンク１４は、マイナス電源ユニット１３から送出された設定量の水素イオン水を設計圧力および設計温度で貯留する。
【００６７】
渦流ターボミキサー１５は、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧（３〜１０ＭＰａの範囲の気圧）に加圧した状態で混合し、水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１を通って第２貯留タンク１６に流入し、第２貯留タンク１６に貯留される。第２貯留タンク１６は、渦流ターボミキサー１５から送出された設定量の高濃度水素イオン溶液を設計圧力および設計温度で貯留する。
【００６８】
コントローラの記憶領域には、各ポンプ１９，２８，３９の設定出力（給水管１８や各供給管１７，１７ａ，１７ｂ、２７，３５，３８，４１、４７の流量）、電極２６，３４，４６に印可する設定電圧値および電極２６，３４，４６に通電する設定電流値、渦流ターボミキサー１５の設定回転数および設定圧力が格納されている。各ポンプ１９，２８，３９の設定出力、設定電圧値および設定電流値、設定回転数および設定圧力は、入力装置によって任意に変更することができる。設定出力、設定電圧値および設定電流値、設定回転数および設定圧力の変更は、図１のシステム１０Ａのそれと同一である。
【００６９】
ポンプ出力や電圧値、電流値、回転数、圧力を設定または変更した後、システム運転画面の運転開始ボタンをクリックまたはタップすると、コントローラは、純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、水素イオン水生成装置４３の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、流量計２１，３７に起動指令を送信する。コントローラから起動指令を受信した後、純水生成装置１１や水素ガス生成装置１２、水素イオン水生成装置４３、マイナス電源発生装置１３、渦流ターボミキサー１５、各ポンプ１９，２８，３９、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２、流量計２１，３７が起動する。
【００７０】
各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２が起動すると、バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の弁機構が開放される。各流量計２１，３７が起動すると、供給管１７ａを通流する純水の流量が流量計２１によって計測され、測定流量がコントローラに送信され、供給管３５を通流する水素イオン水の流量が流量計３７によって計測され、測定流量がコントローラに送信される。コントローラは、純水の流量や水素イオン水の流量が設定流量になるように、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を行い、各ポンプ１９，２８，３９の出力を設定出力近傍で微調整する。
【００７１】
各ポンプ１９，２８，３９が起動することで、水源から給水管１８を通って純水生成装置１１に水が給水され、純水生成装置１１において水源から給水された水が純水化される（純水化工程）。純水生成装置１１から流出した純水は、供給管１７，１７ａを通って水素ガス生成装置１２に流入するとともに、供給管１７，１７ｂを通って水素イオン水生成装置４３に流入する。水素ガス生成装置１２では、パルス電流が通電されたそれら電極２６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで純水が電気分解され、多量の水素ガスが生成される（電気分解工程）。水素ガス発生装置１２によって生成された水素ガスは、ガス供給管２７から渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００７２】
水素イオン水生成装置４３では、パルス電流が通電されたそれら電極４６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで、純水生成装置１１から給水された純水が電気分解されてそれら電極４６から多量の水素ガスが発生し、純水から水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される（水素イオン水生成工程）。水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水は、供給管４７からマイナス電源ユニット１３に流入する。
【００７３】
マイナス電気通電装置３０（マイナス電源ユニット１３）では、マイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）を水素イオン水が通流することで、水素イオン水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させて水素イオン水からプラス電荷が除去され、プラス電荷が除去された水素イオン水が生成される（プラス電荷除去工程）。マイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水は、供給管３５から第１貯留タンク１４に流入するとともに、供給管３８から渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００７４】
渦流ターボミキサー１５では、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１から第２貯留タンク１６に流入する。第２貯留タンク１６に貯留された高濃度水素イオン溶液は、その酸化還元電位が−７５０ｍｖ以下、好ましくは、−９００ｍｖ以下、より好ましくは、−１１００ｍｖ以下になっている。
【００７５】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｂは、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）の上流側に設置された水素イオン水生成装置４３によって純水から水素イオン水を生成し、水素イオン水生成装置４３を利用してあらかじめ水素イオン水を作るとともに、マイナス電源ユニット１３を利用して水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水からプラス電荷を除去し、渦流ターボミキサー１５（混合装置）を利用して水素ガスとプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【００７６】
図７は、他の一例として示す高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃの構成図であり、図８は、水素化処理装置４８の一例を示す図である。図９は、イオン交換フィルター装置４９の一例を示す図である。図７では、水や純水、水素ガス、水素イオン水、高濃度水素イオン溶液の流動を矢印で示す。図７に示す高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃが図１のそれと異なるところは、水素化処理装置４８、水素イオン水生成装置４３、イオン交換フィルター装置４９が設置されている点にあり、その他の構成は図１の高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ａのそれらと同一であるから、図１のシステム１０Ａの説明を援用するとともに、図１と同一の符号を付すことで、システム１０Ｃにおけるその他の構成の詳細な説明は省略する。
【００７７】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃは、純水生成装置１１、水素ガス生成装置１２（電気分解装置）、水素化処理装置４８、水素イオン水生成装置４３（電気分解装置）、イオン交換フィルター装置４９、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）、第１貯留タンク１４、渦流ターボミキサー１５（混合装置）、第２貯留タンク１６から形成されている。高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃは、純水化工程、電気分解工程（水素ガス生成工程）、水素化処理工程、水素イオン水生成工程、酸素イオン除去工程、プラス電荷除去工程（マイナス電気通電工程）、混合工程によって高濃度水素イオン溶液を製造する。
【００７８】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃでは、純水生成装置１１の次（下流側）に水素ガス生成装置１２および水素化処理装置４８が配置され、水素化処理装置４８の次（下流側）に水素イオン水生成装置４３が配置され、水素イオン水生成装置４３の次（下流側）にイオン交換フィルター装置４９が配置されているとともに、イオン交換フィルター装置４９の次（下流側）にマイナス電源ユニット１３が配置されている。マイナス電源ユニット１３の次（下流側）に第１貯留タンク１４が配置され、水素ガス生成装置１２および第１貯留タンク１４の次（下流側）に渦流ターボミキサー１５が配置され、渦流ターボミキサー１５の次（下流側）に第２貯留タンク１６が配置されている。純水生成装置１１や水素ガス生成装置１２、マイナス電源ユニット１３、第１貯留タンク１４、渦流ターボミキサー１５、第２貯留タンク１６は、図１のシステム１０Ａのそれらと同一であり、水素イオン水生成装置４３は、図５のシステム１０Ｂのそれと同一である。
【００７９】
純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、水素イオン水生成装置４３の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、流量計２１，３７は、制御信号線（有線または無線）を介してコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００８０】
水素化処理装置４８は、純水生成装置１１によって生成された純水に水素イオンを発生させる水素化処理を行い、水素イオンが溶存した水素イオン水を生成し、水素イオン水を水素イオン水生成装置４３に供給する。水素化処理装置４８は、図８に示すように、流入口および流出口を有する一方向へ長い収容容器５０と、収容容器５０の内部に形成された所定容積の通流槽５１とから形成されている。水素化処理装置４８は、純水生成装置１１の下流側に配置され、供給管１７，１７ｂによって純水生成装置１１に連結（接続）されている。
【００８１】
水素化処理装置４８の通流槽５１には、複数個のドラバイト多孔質セラミック５２（マグネシウムを主成分とした鉱物）が収容されている。ドラバイト多孔質セラミック５２は、ドラバイト原石の粉末を約１２５０℃で焼成して作られ、優れた水素イオン発生機能を有する。ドラバイト多孔質セラミック５２は、マグネシウムを主成分とし、ナトリウムやカルシウム、リチウム、鉄、マンガン、アルミニウム等の珪酸類、硼素やフッ素等の金属元素成分を含有している。水素化処理装置４８では、通流槽５１に収容されたそれらドラバイト多孔質セラミック５２を純水が通流することで、純水に水素イオンが発生し、純水から水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される。
【００８２】
水素イオン水生成装置４３は、水素化処理装置４８の下流側に配置され、供給管５３によって水素化処理装置４８に連結（接続）されている。供給管５３は、水素化処理装置４８の流出口と水素イオン水生成装置４３の流入口とにつながっている。水素イオン水生成装置４３は、水素化処理装置４８によって生成された水素イオン水を電気分解して水素ガスを発生させ、水素化処理装置４８によって生成された水素イオン水よりも高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成し、その水素イオン水をイオン交換フィルター装置４９に供給する。
【００８３】
イオン交換フィルター装置４９は、水素イオン水生成装置４３の下流側に配置され、供給管５７によって水素イオン水生成装置４３に連結（接続）されている。供給管５７は、水素イオン水生成装置４３の流出口とイオン交換フィルター装置４９の流入口とにつながっている。イオン交換フィルター装置４９は、水素化処理装置４８および水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水に溶存する酸素イオンを除去し、酸素イオン（酸素）が除去された水素イオン水を生成する。イオン交換フィルター装置４９は、流入口および流出口を有する一方向へ長い収容容器５４と、収容容器５４の内部に形成された所定容積のフィルター槽５５と、フィルター槽５５に収容されたイオン交換フィルター５６とから形成されている。マイナス電源ユニット１３は、イオン交換フィルター５６の下流側に配置され、供給管４７によってイオン交換フィルター装置５６に連結（接続）されている。
【００８４】
マイナス電気通電装置３０は、マイナス電源供給装置３１からマイナス電気（マイナス電流、マイナスパルス電流）が供給され、マイナス電気通電装置３０のマイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）をイオン交換フィルター装置４９によって生成された水素イオン水が通流することで、水素イオン水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させて水素イオン水からプラス電荷を除去する。マイナス電気通電装置３０では、プラス電荷が除去された水素イオン水が生成される。マイナス電気通電装置３０によって生成された水素イオン水は、供給管３５を通って第１貯留タンク１４に流入し、第１貯留タンク１４に一時的に貯留される。第１貯留タンク１４は、マイナス電源ユニット１３から送出された設定量の水素イオン水を設計圧力および設計温度で貯留する。
【００８５】
渦流ターボミキサー１５は、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧（３〜１０ＭＰａの範囲の気圧）に加圧した状態で混合し、水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１を通って第２貯留タンク１６に流入し、第２貯留タンク１６に貯留される。第２貯留タンク１６は、渦流ターボミキサー１５から送出された設定量の高濃度水素イオン溶液を設計圧力および設計温度で貯留する。
【００８６】
コントローラの記憶領域には、各ポンプ１９，２８，３９の設定出力（給水管１８や各供給管１７，１７ａ，１７ｂ、２７，３５，３８，４１，４７，５３，５７の流量）、電極２６，３４，４６に印可する設定電圧値および電極２６，３４，４６に通電する設定電流値、渦流ターボミキサー１５の設定回転数および設定圧力が格納されている。各ポンプ１９，２８，３９の設定出力、設定電圧値および設定電流値、設定回転数および設定圧力は、入力装置によって任意に変更することができる。設定出力、設定電圧値および設定電流値、設定回転数および設定圧力の変更は、図１のシステム１０Ａのそれと同一である。
【００８７】
ポンプ出力や電圧値、電流値、回転数、圧力を設定または変更した後、システム運転画面の運転開始ボタンをクリックまたはタップすると、コントローラは、純水生成装置１１の制御部や水素ガス生成装置１２の制御部、水素イオン水生成装置４３の制御部、マイナス電源ユニット１３の制御部、渦流ターボミキサー１５の制御部、各ポンプ１９，２８，３９の制御部、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の制御部、流量計２１，３７に起動指令を送信する。コントローラから起動指令を受信した後、純水生成装置１１や水素ガス生成装置１２、水素イオン水生成装置４３、マイナス電源発生装置１３、渦流ターボミキサー１５、各ポンプ１９，２８，３９、各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２、流量計２１，３７が起動する。
【００８８】
各バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２が起動すると、バルブ２０，２２，２３，２９，３６，４０，４２の弁機構が開放される。各流量計２１，３７が起動すると、供給管１７ａを通流する純水の流量が流量計２１によって計測され、測定流量がコントローラに送信され、供給管３５を通流する水素イオン水の流量が流量計３７によって計測され、測定流量がコントローラに送信される。コントローラは、純水の流量や水素イオン水の流量が設定流量になるように、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を行い、各ポンプ１９，２８，３９の出力を設定出力近傍で微調整する。
【００８９】
各ポンプ１９，２８，３９が起動することで、水源から給水管１８を通って純水生成装置１１に水が給水され、純水生成装置１１において水源から給水された水が純水化される（純水化工程）。純水生成装置１１から流出した純水は、供給管１７，１７ａを通って水素ガス生成装置１２に流入するとともに、供給管１７，１７ｂを通って水素化処理装置４８に流入する。水素ガス生成装置１２では、パルス電流が通電されたそれら電極２６間（陰極および陽極間）を純水が通流することで純水が電気分解され、多量の水素ガスが生成される（電気分解工程）。水素ガス発生装置１２によって生成された水素ガスは、ガス供給管２７から渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００９０】
水素化処理装置４８では、純水生成装置１１によって生成された純水が通流槽５１に収容されたそれらドラバイト多孔質セラミック５２を通流することで、純水に水素イオンを発生させ、純水から水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される（水素化処理工程）。水素化処理装置４８によって生成された水素イオン水は、供給管４７から水素イオン水生成装置４３に流入する。
【００９１】
水素イオン水生成装置４３では、パルス電流が通電されたそれら電極４６間（陰極および陽極間）を水素化処理装置４８によって生成された水素イオン水が通流することで、水素化処理装置４８から供給された水素イオン水が電気分解されてそれら電極４６から多量の水素ガスが発生し、水素化処理装置４８によって生成された水素イオン水よりも高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水が生成される（水素イオン水生成工程）。水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水は、供給管５７からイオン交換フィルター装置４９に流入する。
【００９２】
イオン交換フィルター装置４９では、水素イオン水生成装置４３によって生成された水素イオン水がフィルター槽５５に収容されたイオン交換フィルター５６を通流することで、水素イオン水に溶存する酸素イオンがイオン交換フィルター５６によって除去され、酸素イオン（酸素）が除去された水素イオン水が生成される。イオン交換フィルター装置４９を利用して水素イオン水から酸素イオン（溶存酸素）を除去することができ、酸素イオンを確実に除去した水素イオン水を作ることができる。イオン交換フィルター装置４９によって生成された酸素イオンが除去された水素イオン水は、供給管４７からマイナス電源ユニット１３に流入する。
【００９３】
マイナス電気通電装置３０（マイナス電源ユニット１３）では、マイナス電気が通電されたそれら電極３４間（陰極間）を酸素イオンが除去された水素イオン水が通流することで、水素イオン水にマイナス電気が通電され、マイナス電気のマイナス電荷と水素イオン水に含まれるプラス電荷とを結合させて水素イオン水からプラス電荷が除去され、プラス電荷が除去された水素イオン水が生成される（プラス電荷除去工程）。マイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水は、供給管３５から第１貯留タンク１４に流入するとともに、供給管３８から渦流ターボミキサー１５に流入する。
【００９４】
渦流ターボミキサー１５では、水素ガス生成装置１２によって生成された水素ガスとマイナス電源ユニット１３によって生成されたプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、プラス電荷が除去された水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作る。渦流ターボミキサー１５によって作られた高濃度水素イオン溶液は、供給管４１から第２貯留タンク１６に流入する。第２貯留タンク１６に貯留された高濃度水素イオン溶液は、その酸化還元電位が−７５０ｍｖ以下、好ましくは、−９００ｍｖ以下、より好ましくは、−１１００ｍｖ以下になっている。
【００９５】
高濃度水素イオン溶液製造システム１０Ｃは、水素化処理装置４８によって純水から水素イオン水を生成し、水素化処理装置４８の下流側に設置された水素イオン水生成装置４３によって高い濃度の水素イオンが溶存した水素イオン水を生成することで、水素化処理装置４８および水素イオン水生成装置４３を利用してあらかじめ水素イオンが溶存した水素イオン水を作るとともに、水素イオン水生成装置４３の下流側に設置されたイオン交換フィルター装置４９によって水素イオン水から酸素イオンを除去し、マイナス電源ユニット１３（マイナス電源装置）を利用して酸素イオンが除去された水素イオン水からプラス電荷を除去しつつ、渦流ターボミキサー１５（混合装置）を利用して水素ガスとプラス電荷が除去された水素イオン水とを所定気圧に加圧した状態で混合し、水素イオン水に水素ガスを溶解させて水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を作るから、高い濃度の水素イオンを溶存させることができ、水素イオンが高濃度で溶存した高濃度水素イオン溶液を確実に作ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０Ａ  高濃度水素イオン溶液製造システム
１０Ｂ  高濃度水素イオン溶液製造システム
１０Ｃ  高濃度水素イオン溶液製造システム
１１    純水生成装置
１２    水素ガス発生装置
１３    マイナス電源ユニット（マイナス電源装置）
１４    第１貯留タンク
１５    渦流ターボミキサー（混合装置）
１６    第２貯留タンク
１７    供給管
１７ａ  供給管
１７ｂ  供給管
１８    給水管
１９    給水ポンプ
２０    バルブ（二方電磁弁）
２１    流量計
２２    バルブ（二方電磁弁）
２３    バルブ（二方電磁弁）
２４    収容容器
２５    電極槽
２６    電極（陰極および陽極）
２７    ガス供給管
２８    給気ポンプ
２９    バルブ（二方電磁弁）
３０    マイナス電気通電装置
３１    マイナス電源供給装置
３２    収容容器
３３    電極槽
３４    電極（陰極）
３５    供給管
３６    バルブ（二方電磁弁）
３７    流量計
３８    供給管
３９    供給ポンプ
４０    バルブ（二方電磁弁）
４１    供給管
４２    バルブ（二方電磁弁）
４３    水素イオン水生成装置
４４    収容容器
４５    電極槽
４６    電極（陰極および陽極）
４７    供給管
４８    水素化処理装置
４９    イオン交換フィルター装置
５０    収容容器
５１    通流槽
５２    ドラバイト多孔質セラミック
５３    供給管
５４    収容容器
５５    フィルター槽
５６    イオン交換フィルター
５７    供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018001122.tif 000008
【図７】
2018001122.tif 000009
【図８】
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【図９】
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