(57)【要約】【課題】電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置及び電解吐水端末を提供する。【解決手段】筐体内に形成した浸水可能な空間領域に、正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなる積層電極体を配置して、前記空間領域に流入させた水を電解して電解水を生成する水電解装置であって、前記複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設けることとした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に形成した浸水可能な空間領域に、正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなる積層電極体を配置して、前記空間領域に流入させた水を電解して電解水を生成する水電解装置であって、
前記複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設けたことを特徴とする水電解装置。
【請求項２】
吐水設備の下流末端に接続される請求項１に記載の水電解装置としての電解吐水端末であって、同電解吐水端末の前記浸水可能な空間領域である内部流水流路を前記電極板で流水方向に沿って0.3mm〜1.0mm厚の層状に区分したことを特徴とする電解水吐水端末。
【請求項３】
前記複数枚の電極板は少なくとも５枚以上からなることを特徴とする請求項２に記載の電解水吐水端末。
【請求項４】
前記層状に区分された内部流水流路の上流に定流量体を配設したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電解水吐水端末。
【請求項５】
前記電極板への電力の供給と停止とを切り替えるスイッチを配設したことを特徴とする請求項２〜４いずれか１項に記載の電解水吐水端末。
【請求項６】
前記電極板へ供給する電力の制御を行う制御部と、
前記電解水吐水端末への水の供給を検知する給水検知手段と、を備え、
前記制御部は、前記給水検知手段により水の供給が検知された場合には前記電極板へ電力を供給する制御を行い、水の供給が検知されていない場合には前記電極板への電力の供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項２〜５いずれか１項に記載の電解水吐水端末。
【請求項７】
前記電極板に電力を供給する蓄電体を備えることを特徴とする請求項２〜６いずれか１項に記載の電解水吐水端末。
【請求項８】
前記蓄電体は前記電解水吐水端末の本体部に対して着脱自在であることを特徴とする請求項７に記載の電解水吐水端末。
【請求項９】
貯留した水に没することで前記浸水可能な空間領域内に流入させた水を電解し電解水を生成する請求項１に記載の水電解装置。
【請求項１０】
水を蓄える貯水部を有し、当該貯水部の一部ないし全部である前記浸水可能な空間領域としての前記貯水部に注水された水を電解して電解水を生成する請求項１に記載の可搬型の水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水電解装置及び電解水吐水端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を電気分解に供することで、機能性を備えた水を生成する装置（以下、水電解装置ともいう。）が知られている。
【０００３】
装置内に配設した所定の電位差を有する陰極及び陽極の電極間に水を介在させて通電すると、例えば、陰極からは水素が発生するため、電気分解前の状態に比して水素を多く含んだ水、所謂水素水が生成される。
【０００４】
水素水は、溶存する水素ガスの濃度が概ね40ppb〜50ppb以上の場合、飲用や浴用に供することで生体内酸化ストレスの低下や、血中ＬＤＬの増加抑制の報告がなされており、使用者の健康に寄与するなどの機能性が期待される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、陽極側に着目すると、水の電気分解に伴って電極からは酸素が生成するため、電気分解に供された水は、電気分解前の状態に比して酸素を多く含んだ水、所謂酸素水であるとも言え、含有される酸素ガスによる機能を享受することが可能である。
【０００６】
また、水に所定の成分、例えば所定量の塩化ナトリウムを溶存させた状態で電気分解を行うと、次亜塩素酸ナトリウムが生成する。次亜塩素酸ナトリウムを含む水は、漂白作用や殺菌作用を有しており、水回りにおける清掃や衛生面で有用である。
【０００７】
このように、水電解装置により生成された各種機能水（以下、電解水ともいう。）は、我々の生活の様々な側面で利用が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−０６４６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
水電解装置の心臓部とも言える電解部は、それぞれの目的に見合った量の電解水を生成するために、ある程度の電極板の面積が必要であり、装置内において比較的大きな体積割合を占める傾向がある。
【００１０】
このような傾向は、据え置いて使用される比較的大型の機器であれば、あまり大きな問題となることはない。ところが、小型化が要求される機器については、機器内部にコンパクトに導入できるような電解部構造が必要である。
【００１１】
例えば、比較的高い頻度で持ち運びが想定される可搬型の機器は、多くの場合小型化が要求される。それとともに可搬型の機器は、バッテリー（二次電池）など、商用電源から独立した電力供給源を備える場合が多く、このような機器においては電解部に加えてバッテリーの小型化も必要であり、そのために少ない電力で効率良く電解できる電解部構造が求められる。
【００１２】
しかし、電極部構造は単純に縮小小型化するのみでは、電解電力が増大し、また電極間における水の流動抵抗の上昇などにより、電解水の生成効率が著しく低下する。
【００１３】
さらには、電解時に発生する気泡も問題となる。電解時に各電極からは水素や酸素などの気体が発生するため電極表面に気泡が付着することとなるが、気泡が付着して水と接触していない電極表面部分は、電気分解に寄与しない。すなわち気泡の付着は、水と電極との接触面積が減少することと同等であり、これにより電気分解に要する電力が増大し、電解効率の低下につながる。電極部を単純に小型化すると、気泡の体積が相対的に増加し、この気泡付着による電解効率の低下も問題となる。
【００１４】
本発明は斯かる事情に鑑み、可搬の水電解装置など、小型化や、バッテリー駆動が必要な機器においても、電解効率が良く、かつ、電解水の生成効率に優れた水電解装置及び電解吐水端末の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の態様の一つとしては、（１）筐体内に形成した浸水可能な空間領域に、正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなる積層電極体を配置して、前記空間領域に流入させた水を電解して電解水を生成する水電解装置であって、前記複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設けたことを特徴とする水電解装置とした。
【００１６】
また、本発明の選択的な態様としては、以下の点が挙げられる。
（２）吐水設備の下流末端に接続される（１）に記載の水電解装置としての電解吐水端末であって、同電解吐水端末の前記浸水可能な空間領域である内部流水流路を前記電極板で流水方向に沿って0.3mm〜1.0mm厚の層状に区分してなる電解水吐水端末としたこと。
（３）前記複数枚の電極板は少なくとも５枚以上からなること。
（４）前記層状に区分された内部流水流路の上流に定流量体を配設したこと。
（５）前記電極板への電力の供給と停止とを切り替えるスイッチを配設したこと。
（６）前記電極板へ供給する電力の制御を行う制御部と、前記電解水吐水端末への水の供給を検知する給水検知手段と、を備え、前記制御部は、前記給水検知手段により水の供給が検知された場合には前記電極板へ電力を供給する制御を行い、水の供給が検知されていない場合には前記電極板への電力の供給を停止する制御を行うこと。
（７）前記電極板に電力を供給する蓄電体を備えること。
（８）前記蓄電体は前記電解水吐水端末の本体部に対して着脱自在であること。
（９）貯留した水に没することで前記浸水可能な空間領域内に流入させた水を電解し電解水を生成する（１）に記載の水電解装置としたこと。
（１０）水を蓄える貯水部を有し、当該貯水部の一部ないし全部である前記浸水可能な空間領域としての前記貯水部に注水された水を電解して電解水を生成する（１）に記載の可搬型の水電解装置としたこと。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した側断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の内部流路を示した断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の電極板の構成を示した説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の蓄電体と充電台の構成を示した側断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の電気的構成を示したブロック図である。
【図７】第１の実施形態に係る電解水吐水端末により生成される電解水素水の溶存水素量と、内部流路の層厚の関係を示したグラフである。
【図８】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の電極板へ印加される電圧と、内部流路の層厚の関係を示したグラフである。
【図９】第１の実施形態に係る電解水吐水端末の典型例により生成される電解水素水の溶存水素量と水の流量との関係を示したグラフである。
【図１０】第２の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１１】第３の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１２】第４の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１３】第５の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１４】第６の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１５】第７の実施形態に係る電解水吐水端末の構成を示した説明図である。
【図１６】第８の実施形態に係る蛇口取付型の水電解装置の外観構成及び取付状態を示した説明図である。
【図１７】蛇口取付型の水電解装置の内部構成を示した断面模式図である。
【図１８】電極ユニットの外観を示した説明図である。
【図１９】電極ユニットの内部構造を示した説明図である。
【図２０】第９の実施形態に係る浴湯投入型の水電解装置の外観構成及び使用状態を示した説明図である。
【図２１】浴湯投入型の水電解装置の内部構成を示す断面模式図である。
【図２２】電極ユニットの外観を示した説明図である。
【図２３】第１０の実施形態に係る水筒型の水電解装置の使用態様を示した説明図である。
【図２４】水筒型の水電解装置の内部構成を示した断面模式図である。
【図２５】第１１の実施形態に係るスプレー型の水電解装置の外観及び使用状態を示した説明図である。
【図２６】スプレー型の水電解装置の内部構成を示した断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置及び電解吐水端末を提供するものである。
【００２０】
また本発明はその一側面として、小型化が図られたり、可搬型の機器であったとしても、電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置及び電解吐水端末を提供するものであると言える。
【００２１】
電気分解を効率的に行う上で重要な点のひとつに、「気泡の除去」がある。水の電気分解を行うと、陽極から酸素、陰極から水素が発生する。これらは気体であるため、発生時に電極板の表面に気泡として存在し、やがてこれが電極板から離脱して水中を浮遊する。
【００２２】
しかし、電極板の表面に気泡がある場合、気体が付着して水と接触していない電極板の表面部分は電気分解に寄与しない。これは電極板と、電解質である水との接触面積が相対的に減少することと同等であり、電気分解に要する電力が増大する。このように、電極板上に気泡が存在することは電気分解の効率を低下させる原因となる。よって、発生した気泡はできる限り早く電極板の表面から離脱させることが、効率よく電気分解を行う上で好適である。
【００２３】
ここで、水電解装置は、広く電解水を生成する装置を意味するものであり、飲用や浴用などを含め、その用途は特に限定されるものではない。
【００２４】
例えば、浴室内に設けられているシャワーに電解部を配して電解機能を付与したものや、水筒に電解部を配して電解機能を付与したものなど、既存の物品に電解機能を付与したものを意味する他、浴槽内の浴湯など貯留した水の中に没した状態で電気分解して電解水を生成する装置の如く電解そのものを目的とする既存製品や、更なる未知の用途に使用される電解水の生成装置も概念として含んでいる。
【００２５】
中でも、本実施形態に係る水電解装置は、先述の如く小型化が図られたり、可搬型の機器と解した場合において、電解効率や電解水の生成効率の面で極めて有用であると言える。
【００２６】
このような水電解装置についてイメージを容易にするため敢えて具体例を示すならば、例えば、シャワーヘッド型の水電解装置や、蛇口取付型の水電解装置、浴湯投入型の水電解装置、水筒型の水電解装置、スプレー型の水電解装置などを挙げることができる。
【００２７】
シャワーヘッド型の水電解装置は、手に持って使用されることから小型軽量化が求められ、また、湿気の多い浴室内で使用されるため商用電源から独立しているのが望ましく、本発明に適した水電解装置の一態様であると言える。
【００２８】
また、蛇口取付型の水電解装置は、耐荷重がさほど期待できない一般家庭の蛇口部分に取付が行われることから小型軽量化が求められる点で、本発明に適した水電解装置の一態様であると言える。
【００２９】
浴湯投入型の水電解装置は、浴室内への搬入・搬出が行われる点で小型軽量化が求められ、また、浴湯中に没した状態で使用するため商用電源から独立しているのが望ましく、本発明に適した水電解装置の一態様であると言える。
【００３０】
水筒型の水電解装置は、水筒の如く携行可能でありながら、所望のタイミングで電解水を用事調製できるものであり、可搬型であるため小型軽量化が求められ、また、商用電源からも切り離された状態で使用されることから、本発明に適した水電解装置の一態様であると言える。
【００３１】
スプレー型の水電解装置は、電解水を洗浄用途で使用するものであり、例えば浴室の掃除の際に、スプレーボトル入りの浴室用洗剤と同様に用いられるものである。これもまた、手持ちであることやハンドリングの観点から小型軽量化が求められ、また、浴室などの湿気の多い場所でも使用が想定されるため商用電源から独立しているのが望ましく、本発明に適した水電解装置の一態様であると言える。
【００３２】
なお、前述の通り電解水は電気分解に供された水を広く意味するものであり、所謂水素水、酸素水、酸性水、アルカリイオン水、次亜塩素酸含有水等もその概念に含まれる。
【００３３】
そして、これらの態様も含む本実施形態に係る水電解装置は、その特徴として、筐体内に形成した浸水可能な空間領域に、正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなる積層電極体を配置して、前記空間領域に流入させた水を電解して電解水を生成する水電解装置であって、前記複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設けた点が挙げられる。
【００３４】
筐体内に形成した浸水可能な空間領域は、水が収容されたり水で満たされる空間と解することができ、前述のシャワーヘッド型や蛇口取付型の水電解装置であれば流水流路であったり、浴湯投入型の水電解装置であれば水没時に浸水する筐体内の空間であったり、水筒型やスプレー型の水電解装置であれば水が収容される貯水部の空間の一部ないし全部が相当する。
【００３５】
積層電極体は、上述の浸水可能な空間領域に配されるものであり、同空間領域に存在する水の電解を行う役割を有するものである。なお、積層電極体は、水電解装置の使用時に必ずしも全体が水に浸漬された状態である必要はない。前述のシャワーヘッド型や蛇口取付型、浴湯投入型の水電解装置にあっては、専ら積層電極体全体が水に浸漬された状態で使用されるが、水筒型やスプレー型は使用に伴い貯水部の水が減少するため、積層電極体の一部が水から露出する場合も考えられる。
【００３６】
空間領域に流入させた水は、必ずしも流水である必要はない。前述のシャワーヘッド型や蛇口取付型の水電解装置は流水が電解対象となるが、浴湯投入型の水電解装置は自然対流や装置に備えられたポンプ等からの流水と解したり、投入した際の空間領域への浴湯の流入と解することができ、また、水筒型やスプレー型の水電解装置にあっては、貯水部に補充された水と解することができる。
【００３７】
また特に、本実施形態に係る水電解装置は、積層電極体を構成する複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設けることとしている。特に本実施形態に係る水電解装置においては、電気分解時の電力を低減するために、複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙で積層して積層電極体を構成しており、電極板の間隙が狭隘であるため発生した気泡は電極板上に滞りやすく、それらを速やかに離脱させ、電極板の表面に効率よく水を循環させる仕組みが、より重要となる。
【００３８】
振動許容手段は、電極板の表面に発生した気泡をできるだけ早く電極板の表面から離脱させるようにして、効率よく電気分解するための手段である。電極板表面に発生した気泡を電極板から早く離脱させるためには、電極板を振動させることが好適である。一般に、炭酸水を注いだコップの内壁や浴槽の内壁に付着した気泡が、振動や衝撃をあたえることで離脱する現象を目にすることがある。それを応用して、本発明では電極板に振動を与えることで気泡の離脱を促進する。そのため、電極板の支持部に振動許容手段を備える構造とした。
【００３９】
支持部は、積層電極体の側面、すなわち、各電極板の間隙が見通せる側の面に配された壁に形成された各電極板毎の凹溝であったり、各電極板の間隙毎に介設されるスペーサーと解することができる。
【００４０】
本実施形態では、このような支持部に振動許容手段を設けている。振動許容手段は各電極板の振動を支持部において固定端状態で支持するのではなく、自由端状態であったり、また半自由端状態、すなわち、電極板を伝わる振動が支持部に至った際に固定端反射される振動と自由端反射する振動とが生成される状態で支持する手段である。
【００４１】
このような振動許容手段は、例えば自由端状態で支持する支持部であれば、凹溝の場合は電極板の厚みよりも広幅で、且つ、その隙間（凹溝の幅と電極板の厚みとの差分）が振幅の２倍（peak to peakの振れ幅）以上とすることで実現可能である。すなわち、振動振幅の２倍以上である隙間（以下、自由端間隙ともいう。）が自由端状態で支持する支持部の振動許容手段として機能する。
【００４２】
また、スペーサーの場合についても、スペーサー間の距離が、電極板の厚みに加えて自由端間隙が設けられた距離であれば、自由端状態で支持する支持部の振動許容手段として機能することとなる。
【００４３】
一方、半自由端状態で支持する支持部であれば、凹溝の場合は電極板の厚みよりも広幅で、且つ、その隙間である凹溝と電極板の厚みとの差分が振幅の２倍未満（以下、半自由端間隙ともいう。）とすることで実現可能であり、スペーサーの場合についても、スペーサー間の距離が、電極板の厚みに加えて半自由端間隙が設けられた距離であれば、半自由端状態で支持する支持部の振動許容手段として機能することとなる。なお、自由端間隙と半自由端間隙は、電極板が凹溝やスペーサーから脱落しない程度の間隙であることは言うまでもない。
【００４４】
そして、これらのような振動許容手段が支持部に設けられることで、電極板間が狭隘な積層電極体により低エネルギーでの電解の実現、すなわち電解効率の向上が図られつつ、電解電極板に付着した気泡を速やかに離脱させることにより、水と接触していない電極板の表面部分を減少させ、電気分解の効率低下を防止することができる。
【００４５】
また、これらの効果をより顕著に享受すべく、水電解装置には、電極板に振動を与える振動源を設けるようにしても良い。このような構成とすることにより、電極板に対し安定的に振動を付与して、電解水の生成効率を良好にすることができる。
【００４６】
電極板に振動を与える手段としては、モーター、スピーカー、ポンプなどの積極的な振動誘起手段を備えることも有効である。しかし、それらを備えずとも、まず、電極板あるいは積層電極体をもって「振動を許容する構造」とし、それに対して周囲からの振動により電極板自身の振動を誘起することで、気泡の離脱は十分効果的に行えることがわかった。これにより、電気分解に必要な電力の上昇が抑えられ、また安定化した。周囲からの振動とは各実施形態で例示するように、内部流路を流れる水によって各通水管に生じる振動や、水の対流による振動、あるいは水電解装置の筐体の振動などが挙げられる。
【００４７】
また本願では、水電解装置に関し、吐水端末に特化した態様についても提供する。具体的には、吐水設備の下流末端に接続される吐水端末において、同吐水端末の内部流路をそれぞれ交互に正負の電圧が印加される複数枚の電極板で流水方向に沿って0.3mm〜1.0mm厚の層状に区分したことを特徴とする電解水吐水端末を提供するものである。
【００４８】
一般に、電解水素水をシャワー設備、台所や洗面台の水栓などの吐水設備から得ようとすれば、大流量の水を確実に電気分解するための電解槽が大型化し、これを設置するための設置スペースが必要となる。
【００４９】
すなわち、上記従来の電解水生成装置を吐水設備に具備させるためには、大型化した装置を吐水設備の給水流路の中途部に介設せざるを得ず、吐水設備の限られた環境下で同装置の設置スペースを余分に設けなければならない問題があった。
【００５０】
さらに、装置の大型化に伴い電解槽へ供給される電力が電解水素水の生成量に比して余分に必要となりエネルギー効率を著しく低下させていた。
【００５１】
このような状況に鑑み、本願は、吐水設備における限られたスペースの制約を受けず、大流量の水を少ない消費電力により確実に電気分解して高水素濃度の電解水素水を効率よく生成することができる電解水吐水端末を提供するという側面も有している。
【００５２】
吐水設備の一例としては上述の如くシャワー設備や水栓があり、この吐水設備の下流末端に接続される吐水端末の一例としてはシャワーヘッドやカランが挙げられる。なお、吐水設備から供給される水とは、給水源から供給される水のみならず、給湯器を介して加温された湯をも含む。
【００５３】
特にシャワー設備の下流末端に接続されたシャワーヘッドは、一定の水量や水圧を保持した無数の細糸状の水流からなるシャワー水流束を吐出することにより使用者の肌面を刺激して使用者にラクゼーション効果を付与する。
【００５４】
そして、このようなシャワー水流束を形成するための水の流量は約７L/min以上必要であることが知られている。
【００５５】
本発明は、シャワーヘッドの内部流路を複数枚の電極板で区分することにより、従来技術のように大掛かりな電解槽やその設置スペースを必要とせず、限られたシャワー設備環境の下、約７L/minで供給される大容量の水を確実に電解水素水とし、同電解水素水で形成されたシャワー水流束を形成でき、水素水による活性酸素消去効果と共にシャワーのリラクゼーション効果を安定して得ることができる電解水吐水端末とも言える。
【００５６】
また本願では、水電解装置に関し、蛇口取付型の水電解装置や浴湯投入型の水電解装置、水筒型の水電解装置、スプレー型の水電解装置に特化した態様についても提供する。これらの態様については、追って説明する各実施形態にて明らかにする。
【００５７】
また、更なる付加的な構成要素として、前記複数枚の電極板は少なくとも５枚以上からなることとすれば、吐水端末の内部流路をさらに層状に区分することができ、水素濃度の高濃度化をより堅実なものとすることができる。
【００５８】
また、前記電極板の所定位置には前記複数の電極板の間隔を保持するためのスペーサを備えることとすれば、電極板同士の間隔を一定に保持して区分された内部流路を安定させることができ、吐水設備の下流末端から内部流路へ流入する水の流圧により電極板が撓み、電極板同士が不用意に接触することによる短絡の発生を防止できる。
【００５９】
また、前記層状に区分された内部流路の上流に定流量体を配設することとすれば、区分された内部流路へ流入する水の流量を一定にすることができ、急激な流圧負荷による電極板の破損を防止すると共に短絡をより堅実に防止することができる。
【００６０】
また、前記電極板への電力の供給と停止とを切り替えるスイッチを配設することとすれば、使用者の任意により電解水素水の生成と停止の選択することができ、無用な電力消費を抑えることができる。
【００６１】
また、前記電極板へ供給する電力の制御を行う制御部と、前記電解水吐水端末への水の供給を検知する給水検知手段と、を備え、前記制御部は、前記給水検知手段により水の供給が検知された場合には前記電極板へ電力を供給する制御を行い、水の供給が検知されていない場合には前記電極板への電力の供給を停止する制御を行うこととすれば、内部流路への水の流入に応じた電解水素水を確実に生成することができ、電極板における無用な電力消費を抑制できる。
【００６２】
また、前記電極板に電力を供給する蓄電体を備えることとすれば、電極板への給電をワイヤレスで行うことができ、電源コードを引き回すことなく電解水吐水端末を操作できる。また防水構造を採ることができる、感電、漏電等のトラブルを回避することができる。
【００６３】
〔第１の実施形態〕
以下、本実施形態に係る電解水吐水端末の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る電解水吐水端末の外観を示し、図２は、電解水吐水端末の長手方向断面を示している。また、図３は、吐水端末の把持部の径方向断面を示し、図４は、電極板の配置構成を示し、図５は、蓄電体と充電台の側断面を示している。
【００６４】
電解水吐水端末Ｈ１（以下、単に吐水端末とも言う。）は、図１に示すように、使用者が把持する把持部１０と、把持部１０の先端に配置されたヘッド部２０と、ヘッド部２０の先端に配置された吐水部３０とで本体部を構成している。
【００６５】
把持部１０は、図２に示すように、内部中空の略筒状であってその内部に供給された水が流れる内部流路１１を形成している。
【００６６】
また、把持部１０の基端外周には給水ホース８０先端と螺着する雄ネジ部１２が形成されており、吐水端末Ｈ１は給水源に接続した給水ホース８０と接続する。
【００６７】
内部流路１１は、給水ホース８０からの流水の全量が流通する流路であり、細長状孔として形成している。
【００６８】
特に本実施形態の内部流路１１は、把持部１０内壁を肉厚に形成した閉塞体１３の中央部で長手方向に沿った方形状の細長孔を穿設して形成している。
【００６９】
内部流路１１は、それぞれ交互に正負の電圧が印加される複数枚の電極板４１で流水方向に沿って層状に区分されている。
【００７０】
すなわち、本実施形態の吐水端末Ｈ１は、吐水端末Ｈ１内部に閉塞体１３を介在させ、同閉塞体１３に形成した内部流路１１を複数の電極板４１により層状に区分している。
【００７１】
吐水端末Ｈ１の把持部１０の内周面（閉塞体１３の内周面）には、図３（ａ）に示すように、断面視で直径方向と平行に0.3mm〜1.0mm厚の突条１３ａが、電極板４１厚に等しい間隔を隔てて複数（本実施形態では４つ）突出形成している。
【００７２】
また、突条１３ａによりなす電極板４１厚に等しい幅の凹状溝によって、電極板４１の短手方向の両縁端部を差し込む嵌合溝１３ｂをなしている。
【００７３】
すなわち、吐水端末Ｈ１の内部流路１１を形成する内周壁には、複数枚の電極板４１の短手方向の両縁端部の形状に沿う嵌合溝１３ｂを形成している。すなわち、複数枚の電極板４１は一体的に積層電極体を構成しており、内部流路１１は、吐水端末Ｈ１の筐体内に形成した浸水可能な空間領域としての役割を果たす。
【００７４】
かかる嵌合溝１３ｂに電極板４１の両縁端部を嵌め込むことにより、内部流路１１を複数枚の電極板４１が断面視で内部流路１１の直径と平行に所定間隔を隔てて横架して区分する。
【００７５】
また、嵌合溝１３ｂに嵌合して対向配置した電極板４１間の短手方向の両縁端部には、突条１３ａが位置して各電極板４１間の間隔を保持するスペーサ機能を果たす。
【００７６】
なお、これら突条１３ａ及び嵌合溝１３ｂにより構成される電極板４１の支持部は、図３（ｂ）に示すように、嵌合溝１３ｂの幅Ｌ１を電極板４１の厚みＬ２よりも広幅とするようにしても良い。
【００７７】
このように構成とした場合、嵌合溝１３ｂの幅Ｌ１と電極板４１の厚みＬ２との差分である隙間Ｌ３（＝Ｌ１−Ｌ２）が形成されることとなるが、この間隙は、各電極板４１の振動を許容する振動許容手段として機能することとなる。
【００７８】
振動は、内部流路１１を流れる水によって把持部１０に生じる振動が、上述の振動許容手段を有する電極構造に付与されることで、電解電極板に付着した気泡を速やかに離脱させ、水と接触していない電極板の表面部分を減少させて電解水の生成効率を極めて良好にすることができる。
【００７９】
隙間の長さＬ３は、前述の振動源である把持部１０より発せられる振動の振幅の２倍以上、又は、２倍未満に構成することが可能である。なお、図３（ｂ）におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ３等の長さは、発明の理解に供すべく誇張して記載している。
【００８０】
また、複数枚の電極板４１は、後述する制御部４０と導線を介してそれぞれ正負交互に接続しており、内部流路１１に陰極板４１ａと陽極板４１ｂとを交互に層状配置している。
【００８１】
このように複数枚の電極板４１で層状に区分された内部流路１１は、閉塞体１３により外周側を囲繞されるように対向配置した正負の電極板４１間を電解流路４２とし、複数の電解流路４２からなる電解流路層４３となし、供給される水の全量を通水可能としている。
【００８２】
内部流路１１に配設される電極板４１は、内部流路１１を層状に区分可能な寸法で形成した帯状の金属平板である。電極板４１の寸法の一例としては、長さ：50mm〜200mm、幅：0.5mm〜25mm、板厚：0.1mm〜1.0mm、より好ましくは長さ：約100mm〜150mm、幅：10mm〜25mm、板厚：0.2mm〜0.5mmとすることができる。また、電極板４１の材質としては、例えば、白金をメッキしたチタン板などを用いることができる。
【００８３】
また、複数枚の電極板４１の枚数は少なくとも５枚以上からなり、配置される内部流路１１の寸法や電極板４１自体の寸法、及び形成する電解流路４２幅に応じて適宜増加することができる。
【００８４】
このように電極板４１の枚数を５枚以上に増やすことで内部流路１１を少なくとも４つ以上の電解流路４２に区分した電解流路層４３とすることを可能としている。
【００８５】
電極板４１の枚数を増加させるに伴い、電極板４１と水との接触面積が増大する。この結果、電極板４１で発生した水素と水との接触面積が増大し、水への水素の溶存効率が向上して溶存水素濃度を増加させることができる。また、詳細については後述するが電気分解に必要な消費電力が低減化できる。
【００８６】
このように電極板４１の枚数は、電気分解の効率的観点から言えば多い方が好適である一方、材料コストおよび内部流路の大きさ、把持部１０の太さなどのコスト的及びスペースの制約的観点から言えば多すぎることは不適である。
【００８７】
従って、電極板４１の枚数は、電気分解の効率的観点とコスト的及びスペース制約的観点との合理的範囲であることが好ましく、５枚以上１０枚以下とすることが好適である。
【００８８】
なお、本実施形態に係る吐水端末Ｈ１は、図３及び図４に示すように、同形同大の５枚の電極板４１を内部流路１１に沿って互いに重ね合わせるよう面平行で所定間隔を隔てて積層配置し、並行した４つの電解流路４２からなる略直方体形状の電解流路層４３を形成している。
【００８９】
また、区分された内部流路１１における１層の層厚、すなわち複数枚の電極板４１の間隔幅は0.3mm〜1.0mmとしている。
【００９０】
複数枚の電極板４１の間隔幅を0.3mmより小さくすると、水の電気分解に必要な電圧が酸素と水素の酸化還元電位差の1.23Vに近づくため電気分解に要する消費電力を可及的低減化することができるが、内部流路１１に流入する流水により各電極板４１への水圧負荷を増大させて各電極板４１が不用意に撓み短絡が生じてしまうと共に流水の圧力損失を増大させて吐水部３０からシャワー水流束が形成できない虞がある。
【００９１】
一方で、複数枚の電極板４１の間隔幅を1.0mmより大きくすると、内部流路１１の断面積が広くなることで電極板４１に対する流水の速度が相対的に低下し、電極板で発生した水素が流水に対して局所的に飽和することで溶存しきれず気泡化する水素割合が増加し、結果、溶存水素量が低下する。また、対向配置された電極板４１間の距離が大きくなることにより電圧が高くなり、電気分解に要する消費電力が増大する。
【００９２】
従って、複数枚の電極板４１の間隔幅は0.3mm〜1.0mmとすることにより、内部流路１１の流水の流れを妨げることなく電極板４１同士の短絡を防止し、電気分解に要する電圧を低下させて少ない消費電力で安定した電気分解を実現し、高濃度の電解水素水で形成したシャワー水流束を吐出可能としている。
【００９３】
なお、複数枚の電極板４１の間隔は、0.3mm〜1.0mmの範囲であれば一定でなくともよく、内部流路１１の軸心側に位置する対向配置した電極板４１間の間隔と最外側に位置する対向配置した電極板４１間の間隔とが異なっていてもよい。
【００９４】
例えば、複数枚の電極板４１を内部流路１１の軸心側から最外側にかけて漸次拡幅する間隔で配置することとすれば、流圧の上昇に伴い幅広間隔の対向配置した電極板４１間へ優先的に流水を導き安定した電気分解をより堅実とすることも可能である。
【００９５】
このように、本実形態に係る吐水端末Ｈ１は、流水方向に沿った複数の電極板４１により内部流路１１を区分することにより、内部流路１１に電解流路４２を形成して電解距離を長くすると共に、内部流路１１全域を複数の電解流路４２を並設した層状の電解流路層４３となし、極狭状のスペースにも関わらず高効率の電気分解を可能としている。
【００９６】
また、図２に示すように、層状に区分された内部流路１１の上流には、定流量体１４が配設されている。より具体的には、定流量体１４は把持部１０内部の後方位置に配設されている。
【００９７】
定流量体１４は、電解流路４２へ流入する流水の水圧や水量を一定にできるものであればよく、一例として、円筒管内の上流側に配設された弁体と、弁体より下流側で上流側の内径よりも小さい開口を備えたオリフィス部を有した定流量弁を採用することができる。
【００９８】
このような定流量弁としては、弁体を常時上流側に付勢する付勢バネを備え、流入する水圧の変動に応じて弁体の付勢バネが収縮して自動的にオリフィス部の開口を絞るもの、オリフィス部の開口差を利用するもの、オリフィス部を弾性素材で形成し、開口部を弾性変形させるものを採用できる。
【００９９】
また、層状に区分された内部流路１１の上流側、すなわちは把持部１０内部の後方位置に、供給される水に含まれる爽雑物を取り除くトラップフィルターを配設することとしてもよい。
【０１００】
特に層状に区分された電解流路４２を極狭化する観点から、トラップフィルターを配設することにより爽雑物を取り除くことができ、電極板４１間の短絡を確実に防止する効果がある。
【０１０１】
トラップフィルターは、夾雑物の種類や大きさに合わせて適宜選択でき、電解流路４２の幅よりも狭いメッシュ間隔を有したフィルターであればよい。トラップフィルターの一例としては、夾雑物の種類や大きさに合わせて金属網目フィルターや不織布フィルター、活性炭フィルター、セラミックフィルターなどを単独あるいは組み合せて採用することができる。
【０１０２】
また、把持部１０の外周壁には、後述する制御部４０と接続して電極板４１への電力の供給と停止とを切り替えるスイッチ４４が配設されている。
【０１０３】
スイッチ４４は、防水加工されたものであればよく、例えば、手の静電容量で反応する静電容量タッチセンサ式、防水構造のメカスイッチであってスライド式、押しボタン式等を採用できる。
【０１０４】
また、スイッチ４４は、シャワー状の散水とストレート状の吐水との吐水状態を切り替え可能に構成した吐水部３０の切り替え動作に応じて電極板４１への電力の供給と停止とを切り替えるように構成することも一案である。
【０１０５】
例えば、スイッチ４４は、吐水部３０をストレート状の吐水に切り替えた場合には電極板４１への電力の供給を停止し、吐水部３０をシャワー状の散水に切り替えた場合には電極板４１への電力の供給を行うようにしてもよい。
【０１０６】
また、ヘッド部２０は、図２に示すように、内部中空状に形成されており、その内部空間を仕切壁２１により上側を制御部４０が収納される制御部収納空間２２と下側を内部流路１１の下流側に位置する電解水素水流入空間２３とに区画している。
【０１０７】
電解水素水流入空間２３は、複数の電極板４１により区分された内部流路１１と連通し、電解流路層４３を形成する電解流路４２を流下してきた水が合流する空間である。
【０１０８】
電解水素水流入空間２３の底面は、複数の散水孔３２が穿設された散水面３１となし、吐水部３０を形成している。
【０１０９】
制御部収納空間２２に配設された制御部４０は、後述する蓄電体５０と接続して電極板４１への電力の供給や停止の制御を行う部位である。
【０１１０】
また、制御部４０は、電解水吐水端末Ｈ１への水の供給を検知する給水検知手段４５や、スイッチ４４、水素水生成表示手段６４などの電解水素水発生に関連する機能部と接続している。
【０１１１】
給水検知手段４５は、吐水端末Ｈ１の把持部１０周壁に設けられている。具体的には、給水検知手段４５は、把持部１０周壁において、複数の電極板４１により区分された内部流路１１よりも下流側位置に配置している。
【０１１２】
給水検知手段４５は、内部流路１１への流水の有無を検知し、検知した信号を制御部４０へ送信可能としている。なお給水検知手段４５としては、流水の有無や水の流量（以下、単に流水量とも言う。）を電気信号に変えるものであれば特に限定されることはなく、例えば、静電容量センサや流れている水流も検知可能なトランスデューサを採用することができる。
【０１１３】
本実施形態の給水検知手段４５は、静電容量センサであり、制御部４０と接続し、制御部収納空間２２に格納された容量センサ部４５ａと、同容量センサ部４５ａにそれぞれ接続し、把持部１０内周面に流水方向に沿うように対向配置した２つの電極パッド４５ｂ、４５ｂ’と、で構成している。
【０１１４】
このような構成により電極パッド４５ｂ、４５ｂ’に発生するキャパシタ容量が水の静止状態と流水状態とで変化するに伴い容量センサ部４５ａが水流の検知を行うことを可能としている。
【０１１５】
なお、給水検知手段４５を設ける位置は、複数の電極板４１に干渉されない位置であれば特に限定されることはなく、複数の電極板４１により区分された内部流路１１よりも上流側位置であってもよいし下流側位置であってもよい。
【０１１６】
例えば、複数の電極板４１により区分された内部流路１１より上流側位置に給水検知手段４５を設ける場合には、ヘッド部２０内方の電解水素水流入空間２３に流水方向に沿うように２つの電極パッド４５ｂ、４５ｂ’を所定間隔を隔てて対向配置すると共に容量センサ部４５ａを制御部収納空間２２に配置することも一案である。
【０１１７】
また、複数の電極板４１により区分された内部流路１１より上流側位置に給水検知手段４５を設ける場合には、給水ホース８０内に設けることとしてもよい。
【０１１８】
また、吐水端末Ｈ１は、電極板４１に電力を供給する蓄電体５０を備えている。特に本実施形態に係る蓄電体５０は、内蔵された送電部５４を介して吐水端末Ｈ１の本体の受電部に対し非接触で接続する接続構造を有しており、制御部４０や電極板４１への給電を行うように構成している。
【０１１９】
蓄電体５０は、図２及び図５に示すように、略円柱状で内部中空の蓄電体ケース５１と、蓄電体ケース５１内部上面に配設された受電コイル５２ａと、蓄電体ケース５１内部中央に配設された蓄電体本体５３と、蓄電体本体５３の下方に配設された電源回路５５と、蓄電体ケース５１内部底面に配設された送電コイル５４ａと、を有している。
【０１２０】
なお、本実施形態に係る蓄電体本体５３は２つ並設しているが、電気分解に要する電圧を対向配置された電極板４１間の間隔や電極板４１の素材により可及的低減化することにより蓄電体本体５３を減容化及び小型化することができるのは勿論である。
【０１２１】
受電コイル５２ａは、後述する充電台６０の送電部６２に対応する受電部５２として機能し、電源回路５５を介して蓄電体本体５３と接続している。
【０１２２】
また、送電コイル５４ａは、後述する吐水端末Ｈ１の本体部に設けた受電部に対応する送電部５４として機能し、受電コイル５２ａと同様に電源回路５５を介して蓄電体本体５３と接続している。
【０１２３】
電源回路５５は、ＡＣ/ＤＣ変換、ＤＣ/ＤＣ変換、ＡＣ/ＡＣ変換を行うコンバータ機能及び/又はＤＣ/ＡＣ変換を行うインバータ機能を有し、受電部５２や蓄電体本体５３からの電圧の変換制御、蓄電体本体５３への充電や後述する送電部５４と受電部４６との間における電磁結合に適した一定電圧への調整制御を行う。
【０１２４】
また、蓄電体５０は吐水端末Ｈ１の本体部に対して着脱自在としている。より具体的には、図２に示すように、ヘッド部２０の制御部４０近傍の外壁に蓄電体５０の外形に沿う凹状の嵌着溝２４を形成し、同嵌着溝２４を介して蓄電体５０を吐水端末Ｈ１のヘッド部２０に着脱自在に構成している。
【０１２５】
ヘッド部２０内部の制御部４０近傍には、制御部４０と接続し、蓄電体５０の送電部５４に対応する受電部４６としての受電コイル４６ａが備えられている。より具体的には、受電コイル４６ａは、嵌着溝２４の底面近傍で蓄電体５０の送電コイル５４ａに対応する位置に配設されている。
【０１２６】
そして、蓄電体５０がヘッド部２０の嵌着溝２４に装着された場合には、蓄電体５０の送電コイル５４ａとヘッド部２０内部の受電コイル４６ａとが近接して互いの間で磁界を発生させる。
【０１２７】
具体的には、電源回路５５を介して直流電圧から変換された交流電圧により送電コイル５４ａに交流電流を流すことによって蓄電体５０の送電コイル５４ａとヘッド部２０内部の受電コイル４６ａとの間で電磁誘導を生起し、同電磁誘導により電力を生起する。
【０１２８】
すなわち、蓄電体５０の送電部５４とヘッド部２０の受電部４６とは互いに電磁結合する接続構造としている。
【０１２９】
従って、蓄電体５０は、接点をもたずに完全防水の状態で漏電を防止し制御部４０を介して電極板４１へ電力の供給を可能としている。
【０１３０】
また、蓄電体５０の充電は、図５に示すように、コンセントケーブル６１を介して商用電源に接続した充電台６０の載置面に載置することにより行う。
【０１３１】
より具体的には、充電台６０は、蓄電体５０と同様に、その内部で載置面側に送電部６２としての送電コイル６２ａを有しており、電源回路６３を介した交流電圧により送電コイル６２ａに交流電流を流すことで充電台６０の送電コイル６２ａと蓄電体５０の受電コイル５２ａとの間で電磁誘導を生起する。
【０１３２】
すなわち、充電台６０と蓄電体５０とは電磁結合して蓄電体５０内部の蓄電体本体５３を充電可能に構成している。
【０１３３】
なお、このような非接触による給電方式は、本実施形態のような電磁誘導式以外に、例えば電磁共鳴方式、電界結合方式、電波式であってもよく、水環境下で防水加工を堅実とできる方式であれば限定されることがないのは勿論である。
【０１３４】
次に、吐水端末Ｈ１の電気的な構成について図６を参照しながら説明する。図６は、吐水端末Ｈ１の電気的構成を示したブロック図である。
【０１３５】
図６に示すように、制御部４０は、ＣＰＵ４７と、制御部本体４８と、電源回路４９と、を備えている。
【０１３６】
ＣＰＵ４７は、ＲＯＭ４７ａと、ＲＡＭ４７ｂと、で構成している。ＲＯＭ４７ａにはＣＰＵ４７の処理において必要なプログラム等が格納されており、ＲＡＭ４７ｂはそのプログラム等の実行に際し一時的な記憶領域として機能する。
【０１３７】
例えばＲＯＭ４７ａの所定領域には、電極板４１への給電及びその停止に必要な各種処理を実現するためのプログラムが格納されている。
【０１３８】
より具体的には、プログラムには、スイッチ４４の切り替え動作信号に応じて電極板４１への給電の開始又は停止を行うための手動切り替えステップや、給水検知手段４５による水流検知信号に応じて電極板４１への給電の開始又は停止を行うための自動切り替えステップ、所定時間が経過した場合に電極板４１における電圧の正負の入替を行う電極入替ステップが含まれる。
【０１３９】
スイッチ４４や給水検知手段４５からの入力信号より入力された情報は、ＲＡＭ４７ｂ上の所定アドレスに格納され、ＣＰＵ４７が各種プログラムを実行する上で参照される。
【０１４０】
制御部本体４８は、アナログ又は／及びデジタル回路とからなり、主に水素を発生させるための電極制御回路４８ａと安全回路４８ｂとで構成している。制御部本体４８は、ＣＰＵ４７が外部から取り込み処理した信号を受け取り、回路全体をコントロールする。
【０１４１】
電極制御回路４８ａは、電極板４１に流す電流を一定電流にするための回路であり、流水量や水質（電気伝導率）に応じて電圧を制御する。また、電極制御回路４８ａは、ＣＰＵ４７からの処理信号により、電極板４１へ印加する電圧の正負の入れ替え制御を行う。
【０１４２】
安全回路４８ｂは、温度上昇をサーミスタや温度センサでモニターし、異常な発熱を検知した場合には回路を遮断制御するための回路である。また、安全回路４８ｂは、電極のショートなどで異常な過電流が流れた際も電極板４１への電力供給を停止する。
【０１４３】
電源回路４９は、上述の如くインバータ機能及び／又はコンバータ機能を有して蓄電体５０から送電された電力を定電圧化し、各機能部への給電を行う。具体的には、制御部本体４８の信号に応じて電圧の変換及び昇降を行う。特に電極板４１への給電は、電流をモニターしつつ一定電流を流せるように電圧を制御する。
【０１４４】
このように吐水端末Ｈ１は、制御部４０において、外部情報を受けたＣＰＵ４７からの処理信号により制御部本体４８が各種制御回路を制御し、電極板４１への給電の開始や停止、複数の電極板４１における電圧の正負の入れ替えを行うように構成している。
【０１４５】
具体的には、制御部４０は、スイッチ４４の切り替え動作に伴う電力の供給信号を受信した場合には電極板４１への電力の供給を開始する制御を行う一方、電力供給の停止信号を受信した場合には電極板４１への電力の供給を遮断する制御を行う。
【０１４６】
また、制御部４０は、給水検知手段４５により流水の検知に伴う電力の供給信号を受信した場合には電極板４１へ電力を供給する制御を行い、流水の停止の検知に伴う電力の供給信号を受信した場合には電極板４１への電力の供給を停止する制御を行う。
【０１４７】
また、制御部４０は、一定時間が経過すると各電極板４１における電圧の正負の入れ替えを行い、電気分解に伴う電極板４１へのスケールの付着防止や付着したスケールの除去を可能としている。
【０１４８】
また、制御部４０には吐水端末Ｈ１による電解水素水の生成を使用者に知らせる水素水生成表示手段６４が接続されている。
【０１４９】
水素水生成表示手段６４の一例としては、ＬＥＤ照明をヘッド部２０の外壁の所定位置に設け、電解水素水の生成に応じて赤色に点滅し、電解水素水が生成されていない場合には青色に点滅するように構成してもよい。
【０１５０】
なお、水素水生成表示手段６４は、上述のスイッチ４４や給水検知手段４５と連動するように制御部４０により制御してもよい。さらに、制御部４０によらず、内部流路１１に設けた水素ガスセンサやpHセンサなどの水素検知センサと接続して制御することも一案である。
【０１５１】
そして、このような構成を備えた吐水端末Ｈ１によれば、以下のようにして電解水素水の生成を行う。
【０１５２】
吐水端末Ｈ１の雄ネジ部１２に接続された給水ホース８０より水が供給されると、水は内部流路１１に流入する。具体的には、供給された水は、内部流路１１を区分する複数枚の電極板４１により分流されて並走する複数の電解流路４２に導入される。
【０１５３】
次いで、給水検知手段４５が流水を検知し、給水検知手段４５により送信された流水検知信号により制御部４０が複数の電極板４１にそれぞれ正負交互の電圧の印加を行う。
【０１５４】
次いで、内部流路１１の水は、対向配置された電極板４１間を流下しながら電気分解され、陰極板４１ａ表面で生じた水素ガスが溶解することにより電解水素水となる。
【０１５５】
なお、吐水端末Ｈ１により生成される電解水素水は、対向配置された電極板４１間に隔膜が存在しないため、陽極板で生成された酸性水と陰極板で生成されたアルカリ水とが電解流路４２を流下する過程で混合された略中性の電解水素水となる。
【０１５６】
内部流路１１にて生成された電解水素水は、ヘッド部２０の電解水素水流入空間２３へと至り、吐水部３０の散水面３１を介して吐出される。
【０１５７】
そして、一定時間が経過すると、制御部４０が陰極板４１ａを陽極板４１ｂに、陽極板４１ｂを陰極板４１ａにする正負の極性を入れ替えた電圧を各電極板４１へ印加する。
【０１５８】
ここで、吐水端末Ｈ１により生成される電解水素水の溶存水素量と層状に区分された内部流路１１における１層の厚さ、すなわち複数枚の電極板４１の間隔幅（以下、単に層厚と称す。）との関係、及び電極板へ印加される電圧と層厚との関係を図面を参照しながら説明する。図７は、電解水素水の溶存水素量と層厚の関係を示すグラフである。図８は、電極板へ印加される電圧と層厚との関係を示すグラフである。これらは電流値：１Ａ、流水量：７L/minの一定条件で測定した結果である。
【０１５９】
本実施形態に係る吐水端末Ｈ１において特筆すべき点の一つとしては、複数枚の電極板４１により0.3mm〜1.0mm厚と言う極狭幅の層状に区分された内部流路１１とすることにより、単位時間あたりに供給される大流量の流水の全量を流通可能としつつ同流水を流通過程で電気分解して高濃度の電解水素水を低い電力で生成する点が挙げられる。
【０１６０】
図７に示すように、層状に区分した内部流路における各層厚に対する溶存水素量は、層厚が狭化するに伴い増加する。
【０１６１】
すなわち、層厚狭化に伴い内部流路１１の断面積が狭くなることにより、電極板４１に対する流水速度が相対的に増加し、発生した水素が流水中へ十分に溶解する効果を生起する（水素溶存効率の増大効果）。
【０１６２】
これにより流水量が７L/min以上であっても溶存水素量約50ppb以上を保持し、上述した活性酸素消去能を有した電解水素水を生成することが可能となる。
【０１６３】
一方で、層厚を広くした場合には、流水速度が相対的に低下することとなり、発生した水素に対して溶解される水が少なくなる。すなわち、層厚を1.0mmより大きくすると水素飽和状態の水素水を局所的に生成することとなり、多くの水素が溶解できずに気泡化して排出され、結果、溶存水素量が低下してしまう。
【０１６４】
従って、図７に示すように、層厚を1.0mm以下に狭化することで、流水量が７L/min以上でも50ppb以上の溶存水素量を確保することができる。また、層厚を広くした場合では電圧が高くなり電気分解に要する消費電力が増大するため、電力低減の観点からも層厚は1.0mm以下に狭化することが好適である。
【０１６５】
このように複数枚の電極板４１により層厚が1.0mm以下に区分された内部流路１１は、流水量が７L/min以上の大流量であってもその水の全量を効果的に電気分解し、溶存水素量の高い電解水素水を安定して生成できる。
【０１６６】
また、本実施形態に係る吐水端末Ｈ１において特筆すべき点は、上述の如く大容量の水を複数枚の電極板４１により0.3mm〜1.0mm厚と言う極狭幅層状に区分された内部流路１１が、溶存水素量約40ppb〜50ppb以上の電解水素水を生成するために要する電極板４１への印加電圧を可及的低減化し、電気分解に必要な電力を低減化している点が挙げられる。図８は、内部流路の層厚と電流値１Ａの電解電流を流すのに必要な印加電圧（Ｖ）との関係を示す。なお、流水量は７L/minで一定とした。
【０１６７】
図８に示すように、区分された内部流路の層厚を減少させた場合には、電極板４１への印加電圧は比較的少ない値である。
【０１６８】
このように層厚を狭化とすると電気分解に要する印加電圧が低下するのは、層厚狭化に伴って電極板間の水の厚さ、すなわち電解質層厚が減少することにより、電界における活性化エネルギーが相対的に低下するためである。
【０１６９】
すなわち、図８に示したように層厚の狭化に伴い一定電流を流すために必要な電圧が低下することは、電気分解に必要な電力を低減させる効果を示している（水素発生効率の改善効果）。
【０１７０】
一方で、層厚を0.3mmより小さくすると、水の電気分解に必要な電圧である酸素と水素の酸化還元電位差の1.23Vに近づくため、電極板同士を近接させることによる電力の低減効果を享受する意義が薄れる。
【０１７１】
さらに、内部流路１１の層厚を狭くしすぎると、内部流路１１に流入する流水により各電極板４１への水圧負荷を増大させて各電極板４１が不用意に撓み短絡が生じてしまうと共に流水の圧力損失を増大させて吐水部３０からシャワー水流束が形成できない虞がある。
【０１７２】
従って、内部流路１１の層厚は必要以上に狭くしないことが好ましく、電力低減効果と圧力上昇防止を両立させる範囲としての層厚は0.3mm以上とすることが好適である。
【０１７３】
すなわち、内部流路１１を区分する複数枚の電極板４１において対向配置する電極板４１の間隔を0.3mm以上の範囲で近接させることにより、電気分解に要する消費電力を可及的低減化することができる。
【０１７４】
また、第１の実施形態に係る電解水吐水端末Ｈ１の典型例として、複数の電極板により0.6mm厚の層状に区分した内部流路１１により生成された電解水素水の溶存水素量（ppb）と同内部流路１１へ供給される流水量（L/min）との関係を測定した。その結果を図９に示す。
【０１７５】
第１の実施形態に係る電解水吐水端末Ｈ１の典型例の電極板４１は、白金メッキチタン製で寸法を長さ：150mm、幅：20mm、板厚：0.5mmのものを５枚用いた。また、電流値は１Ａで一定とした。
【０１７６】
図９に示すように、流水量が増加するに伴い全体的に溶存水素量は徐々に減少する傾向にあるものの、流水量が３L/min〜９L/minの区間、特に７L/min以上の大流量であっても、溶存水素量は50ppb以上を保持しており、上述した活性酸素消去能を有した電解水素水が生成されている。
【０１７７】
また、電気分解に要する電圧は流水量が３L/min〜９L/minの区間で約5.2Vの一定値、すなわち約5.2Wの低電力で一定であり、汎用の小電力な蓄電体５０を電源に用いても持続的な電気分解が可能であった。
【０１７８】
このように吐水端末Ｈ１は、内部流路１１に供給される水を電気分解するのに必要な電力を低電力化する構成を備えているため、上述の蓄電体５０のような小電力源であっても持続的な電気分解を可能とし、高濃度の電解水素水を安定して生成可能としている。なお、上述した吐水端末Ｈ１の基本構成や付加的構成は、後述する他の実施形態においても採用可能であり、これらの効果を享受し得るのは勿論である。
【０１７９】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態に係る吐水端末Ｈ２について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は吐水端末Ｈ２の把持部１０の側断面を示している。なお、以下において、前述の吐水端末Ｈ１と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１８０】
吐水端末Ｈ２は、吐水端末Ｈ１と略同様の構成を備えており、電解水素水を吐出可能に構成したものであるが、内部流路１１を区分する複数枚の電極板４１の形状を変形した点において構成を異にしている。
【０１８１】
すなわち、複数枚の電極板４１ｃは、図１０に示すように、大小複数の円筒形状となし、内部流路１１の流水方向に沿って各電極板４１ｃを軸線を中心とする同心円上に0.3mm〜1.0mm間隔を隔てて層状配置することにより、内部流路１１を0.3mm〜1.0mm厚の層状に区分している。
【０１８２】
具体的には、電極板４１ｃは内部中空の円筒体であって、隣接する電極板４１ｃ同士において、一方の電極板は他方の電極板の軸心から径方向に0.3mm〜1.0mmだけ同一方の電極板の半径を伸延又は縮小するように形成している。
【０１８３】
また、本実施形態に係る内部流路１１は、断面視で把持部１０内部に略円柱状の孔として形成している。
【０１８４】
そして、内部流路１１に対して複数枚の円筒形状の電極板４１ｃをそれぞれ同心円上に入れ子状に配置し、0.3mm〜1.0mmの円筒形状の間隙を電解流路４２ｃとなし、内部流路１１を複数の電解流路４２ｃからなる断面視略年輪状の電解流路層４３ｃとしている。
【０１８５】
また、隣接する電極板４１ｃ間の所定位置には、図示しない0.3mm〜1.0mm厚のスペーサを介設しており、隣接する電極板４１ｃ間の間隔を保持している。
【０１８６】
なお、最外側の電極板４１ｃは、その外径を把持部１０内径と等しくし、その外周壁を把持部１０の内周壁（閉塞体１３の内周壁）に密着可能に形成している。
【０１８７】
このような構成により、吐水端末Ｈ２は、給水ホース８０から供給される大容量の水の全量を内部流路１１へ速やかに導き、流入する流水の圧力損失を可及的低減化することができる。
【０１８８】
すなわち、吐水端末Ｈ２に係る内部流路１１は、各電解流路４２ｃを給水ホース８０の内周面形状に沿う円筒層状に形成していることから、給水ホース８０から給水される水を流水形状を可及的保持したままスムーズに各層状の電解流路４２ｃへと導入し、隣接する電極板４１ｃ間で電気分解することを可能としている。
【０１８９】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態に係る吐水端末Ｈ３について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は吐水端末Ｈ３の把持部１０の長手方向断面を示している。
【０１９０】
吐水端末Ｈ３は、吐水端末Ｈ１と略同様の構成を備えたものであるが、吐水端末Ｈ２と同様、内部流路１１を区分する複数の電極板４１ｄの形状を変形した点において構成を異にしている。
【０１９１】
すなわち、複数枚の電極板４１ｄは、図１１に示すように、流水方向に沿うように波状に湾曲した形状となし、内部流路１１に対して互いの位相を合わせるように0.3mm〜1.0mm間隔を隔て面平行に積層配置することにより、内部流路１１を0.3mm〜1.0mm厚の側断面視波層状に区分している。
【０１９２】
電極板４１ｄは、同一振幅の凹凸を繰り返すように湾曲して凹凸面を形成した波形板体である。なお、電極板４１ｄの波形は、正弦波、矩形波、台形波又は三角波のいずれの形状であってもよい。
【０１９３】
また、把持部１０の内周面（閉塞体１３の内周面）の突条１３ａや嵌合溝１３ｂは、電極板４１ｄの短手方向の両縁端部の形状に沿う波形に形成している。
【０１９４】
そして内部流路１１は、複数枚の波形状の電極板４１ｄで区分されて長手方向断面視で波状の電解流路４２ｄをなし、同複数の波状の電解流路４２ｄを並設した電解流路層４３ｄとしている。
【０１９５】
このような構成により、吐水端末Ｈ３における内部流路１１のスペースの制約があるにも関わらず、内部流路１１に対向配置された波形状の電極板４１ｄにより水の電気分解面積を可及的拡大することができると共に、内部流路１１の長手方向に沿った波状の電解流路４２ｄ長さを増加させて水の電解距離を長くすることができる。
【０１９６】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態に係る吐水端末Ｈ４について、図１２を参照しながら説明する。図１２は吐水端末Ｈ４の内部流路１１を区分する複数枚の電極板４１の斜視図を示している。
【０１９７】
吐水端末Ｈ４は、吐水端末Ｈ１と略同様の構成を備えたものであるが、内部流路１１を区分する電極板４１表面の所定位置にスペーサ１５を備える点で構成を異にしている。
【０１９８】
すなわち、図１２に示すように、電極板４１の板面４１ｅには、所定厚みのスペーサ１５をスポット状に所定間隔を隔てて複数（本実施形態では４つ）配設している。
【０１９９】
スペーサ１５の厚みは、複数の電極板の間隔を保持すべく0.3mm〜1.0mmしている。スペーサ１５の素材は、防水素材、例えば樹脂を採用することができる。
【０２００】
また、スペーサ１５の形状は、直方体形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば略三角柱形状、略円柱形状にすることができる。例えば、三角柱形状のスペーサ１５を、流水の流入方向に対向するように角部を位置させて電極板４１に配置すれば、電解流路４２を流れる水の流路抵抗を可及的低減化することができる。
【０２０１】
また、スペーサ１５の大きさは電解流路４２を閉塞しない大きさであればよい。
【０２０２】
また、スペーサ１５の電極板４１への配設位置は水の流れを妨げないような位置であれば特に限定されることはなく、本実施形態のスペーサ１５は電極板４１の板面４１ｅにおいて、流水中心となる中央部を避けた角部近傍位置に４つ点在している。
【０２０３】
このような構成により、複数枚の電極板４１を層状に積層配置するだけで、各対向配置された電極板４１間にスペーサ１５が介在し、0.3mm〜1.0mm厚の複数の電解流路４２からなる電解流路層４３を形成することができる。
【０２０４】
さらには、上述の閉塞体１３の突条１３ａと相俟って、複数の電極板４１の間隔の保持機能をより堅実とすることができ、大容量の流水による電極板４１同士の撓み接触による短絡を確実に防止できる。これにより、例えば電極板４１の厚みを肉薄に変更して内部流路１１を区分する複数枚の電極板４１の枚数を増加することも可能となる。
【０２０５】
スペーサは通常、絶縁性と耐水性を有する物質で形成することが好適である。加えて先述の如く内部流路を流れる水によって把持部に生じる振動を振動源として電極板４１に対し振動を付与し、電解水素水の生成効率の向上を図る場合には、スペーサ１５の素材は絶縁性、耐水性に加えて弾性材にて形成、特に、振動の振幅の２倍未満の長さで電極板４１の移動を許容可能な弾性材にて形成することが好適である。特に、振動の振幅の２倍未満の長さで電極板４１の移動を許容可能な弾性材にて形成することで、電極板４１を半自由状態で支持する支持部として機能させることが可能となる。
【０２０６】
さらに、スペーサ１５の固定方法として、当該スペーサが間隔を保持する両側の電極板のうち、片側にのみ固定された構造とすることにより、それぞれの電極板は独立に振動することが可能となる。以上のような構成により、当該スペーサ１５を、振動許容手段を備えた支持部として機能させることができる。
【０２０７】
上述のように、振動許容手段を備えた支持部として機能するスペーサを備えた積層電極体構造を採ることで、電解電極板に付着した気泡を速やかに離脱させ、水と接触していない電極板の表面部分を減少させ、電解水素水の生成効率を極めて良好にすることができる。
【０２０８】
〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態に係る吐水端末Ｈ５について、図１３を参照しながら説明する。
図１３は吐水端末Ｈ５の長手方向側断面を示している。
【０２０９】
吐水端末Ｈ５は、吐水端末Ｈ１と略同様の構成を備え、蓄電体５０ａは吐水端末Ｈ５のヘッド部２０に対して着脱自在に構成しているが、蓄電体５０ａと吐水端末Ｈ５の本体部との接続構造において構成を異にしている。
【０２１０】
すなわち、吐水端末Ｈ５に係る蓄電体５０ａは、吐水端末Ｈ５の本体部と接点を介して制御部４０や電極板４１へ給電を行う接続構造を有している。
【０２１１】
より具体的には、蓄電体５０ａの送電部５４ｂは蓄電体ケース５１底面から凸状に突出形成して露出状態としている。
【０２１２】
一方で、吐水端末Ｈ５のヘッド部２０の嵌着溝２４底面には、蓄電体５０ａの送電部５４ｂと対応する位置で受電部４６ｂを凸状に露出状態としている。
【０２１３】
また、蓄電体５０ａは、吐水端末Ｈ５のヘッド部２０に対して水密性を堅実とするためのシーリング構造を介して着脱自在に構成している。
【０２１４】
シーリング構造としては、例えばＯリングなどのシール部材をヘッド部２０の嵌着溝２４と蓄電体５０ａとの間に介在させたり、嵌着溝２４の内周壁に雌ネジ部を形成すると共に蓄電体５０ａの外周壁に雄ネジ部を形成して螺着可能に構成してもよい。
【０２１５】
このような構成により、蓄電体５０ａを吐水端末Ｈ５のヘッド部２０に装着した場合には、ヘッド部２０の嵌着溝２４と蓄電体５０ａとの間のシールを堅実としつつ、ヘッド部２０の受電部４６ｂと蓄電体５０ａの送電部５４ｂとが互いの露出部分で接触して接点結合する。
【０２１６】
従って、漏電を防止して蓄電体５０ａから吐水端末Ｈ５の本体部へ直接的に接触給電を行うことができ、制御部４０や電極板４１へより確実な電力供給ができると共に消費電力を可及的抑制することができる。
【０２１７】
なお、蓄電体５０ａは、送電部５４ｂを介して接点方式で充電台と充電することとしてもよいし、蓄電体本体５３を交換することとしてもよいのは勿論である。
【０２１８】
〔第６の実施形態〕
次に、第６の実施形態に係る吐水端末Ｈ６について、図１４を参照しながら説明する。図１４は吐水端末Ｈ６の長手方向側断面を示している。
【０２１９】
吐水端末Ｈ６は、吐水端末Ｈ５と略同様の構成を備えるが、吐水端末Ｈ６では蓄電体５０ｂが吐水端末Ｈ６の本体部に内蔵され、一体的な構造を有する点で構成を異にする。
【０２２０】
より具体的には、吐水端末Ｈ６のヘッド部２０の内部には蓄電体５０ｂが備えられており、制御部４０を介して電極板４１への給電を行うように構成している。
【０２２１】
また、ヘッド部２０後方には蓄電体５０ｂの充電を行うためのコンセントケーブル８１と接続可能とするコンセントケーブル８１の差込口２５が形成されている。なお、差込口２５は、吐水端末Ｈ６を使用する際には水密閉塞可能な蓋体で閉塞される。
【０２２２】
このような構成により、蓄電体５０ｂをヘッド部２０に内蔵して完全防水とし、蓄電体５０ｂから吐水端末Ｈ６の本体部へ直接的な給電を行い、制御部４０や電極板４１へ確実に電力供給ができると共に消費電力を可及的抑制することができる。
【０２２３】
〔第７の実施形態〕
次に、第７の実施形態に係る吐水端末Ｈ７について、図１５を参照しながら説明する。
図１５（ａ）は、吐水端末Ｈ７を具備する吐水設備空間を示し、図１５（ｂ）は吐水端末Ｈ７と掛止部７０との掛合状態を示している。
【０２２４】
吐水端末Ｈ７は、吐水端末Ｈ１と略同様の構成を備えているが、吐水端末Ｈ７に係る蓄電体５０ｃの位置や給電方式の構成を異にしている。
【０２２５】
すなわち、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、蓄電体５０ｃは、吐水端末Ｈ７の把持部１０後方位置に設けられ吐水設備Ｈ７ａに備えられた掛止部７０に掛止可能に構成し、しかも非接触で受電を行う受電部５２を有し、掛止部７０は蓄電体５０ｃの受電部５２に非接触で電力の供給を行う送電部７１を有するように構成している。
【０２２６】
蓄電体５０ｃは、円柱状で内部中空の蓄電体ケース５１ｃと、蓄電体ケース５１ｃ内側面に配設された受電コイルと、蓄電体ケース５１ｃ内部中央に配設された蓄電体本体と、を有している。なお、蓄電体本体は、吐水端末Ｈ７に内蔵された制御部４０と接続している。
【０２２７】
掛止部７０は、図１５（ａ）に示すように、吐水設備Ｈ７ａが設けられる空間の壁面Ｗに備えられており、吐水端末を掛止するためのフックとして機能すると共に掛止状態で蓄電体５０ｃへの送電を可能とする充電台として機能する。なお、壁面Ｗには商用電源Ｐと接続したコンセントケーブル８１ａが埋設されている。
【０２２８】
より具体的には、図１５（ｂ）に示すように、掛止部７０は、蓄電体５０ｃの外形に沿う二又状の掛止部本体７２と、掛止部本体７２内部で蓄電体５０ｃの受電コイルに対応するように配設された送電部７１としての送電コイル７１ａと、掛止部本体７２内部で送電コイル７１ａに接続した電源回路７３と、コンセントケーブル８１ａと接続して電力を受ける受電部７４と、を有している。
【０２２９】
そして、吐水端末Ｈ７を掛止部７０に掛合した場合には、掛止部７０の送電コイル７１ａと蓄電体５０ｃの受電コイルとが近接して互いの間で磁界を発生させ、電磁誘導により電力を生起する。
【０２３０】
すなわち、掛止部７０の送電部７１と蓄電体５０ｃの受電部５２とが互いに電磁結合することにより、蓄電体５０ｃは接点をもたずに完全防水の状態で掛止部７０から給電されて充電される。
【０２３１】
このような構成により、蓄電体５０ｃへの充電の手間を大幅に省略し、漏電の防止を堅実とした蓄電体５０ｃから制御部４０や電極板４１への電力供給を行うことができる。
【０２３２】
また、蓄電体５０ｃの電力残量が少なくなった場合であっても、掛止部７０に吐水端末Ｈ７を掛止した状態で、充電を行いながら電極板４１に電力を供給することができ、電解水素水からなるシャワー水流束を得ることができる。
【０２３３】
以上、本実施形態に係る電解水吐水端末によれば、吐水設備の限られたスペースの制約を受けず、大流量の水を少ない消費電力により確実に電気分解して高水素濃度の電解水素水を効率よく生成することができる電解水吐水端末を提供することができる。
【０２３４】
〔第８の実施形態〕
ここまで、本実施形態に係る水電解装置の一態様として、電解水吐水端末、特にシャワー型の水電解装置に相当する例を中心に説明してきたが、次に第８の実施形態として、蛇口取付型の水電解装置（以下、水電解装置Ａともいう。）を例に説明する。
【０２３５】
図１６は水電解装置Ａの外観構成及び取付状態を示した説明図である。水電解装置Ａは、水道より供給される水を電気分解し、電解水としての電解水素水を吐水させるべくカラン１００に取り付けられており、導水管１０１の耐荷重や、カラン１００の水回りでの炊事等の作業の邪魔にならないよう、軽量・コンパクト化が図られている。
【０２３６】
具体的には、水電解装置Ａは、台所や洗面所等の水回りに備えられたカラン１００の導水管１０１の先端部に取り付けられており、水栓ハンドル１０２を回動させて導水管１０１に通水することで、水電解装置Ａに水が供給される。
【０２３７】
また図１６中において二点鎖線で示すように、水電解装置ＡからはＡＣアダプタ１０３を先端に備えた電源ケーブル１０４を伸延させており、ＡＣアダプタ１０３をコンセント１０５へ接続することで商用電源から受電可能としている。
【０２３８】
電源ケーブル１０４を経て水電解装置Ａに供給された電力は、水電解装置Ａの内部に収容されている多層電極体に供され、同じく水電解装置Ａに供給される水を電解して吐水口１０６から電解水としての電解水素水を吐水可能としている。なお、図１６に示す電源ケーブル１０４は、水電解装置ＡとＡＣアダプタ１０３との接続を示すために直線状に記載しているのであって、実際の配線はこの限りではない。また、図１６中において符号１０７は、電解水素水の吐水と、電解されていない通常の水道水の吐水との切替を行う切替レバーである。
【０２３９】
図１７は、水電解装置Ａの内部構成を示した断面模式図である。水電解装置Ａは、その外観形状を成す筐体１１０を備えており、その上面部にはカラン１００の導水管１０１から供給される水を受け入れる受水口１０８が、導水管１０１の端部と連結可能に形成されている。
【０２４０】
筐体１１０は、樹脂にて形成された中空状の部材であり、その内部を隔壁１１０ａを介して上下二分し、上方を流路系収容空間１１０ｂとする一方、下方を制御系収容空間１１０ｃとしている。
【０２４１】
流路系収容空間１１０ｂには、水の電解を行うための電極ユニット１１１と、受水口１０８から電極ユニット１１１へ水を導く上流側通水管１１２と、電極ユニット１１１より流出する水を隔壁１１０ａ及び制御系収容空間１１０ｃを貫通して筐体１１０の下面側より吐出させる下流側通水管１１３の基端部とが流路系部材として収容されている。
【０２４２】
導水管１０１より受水口１０８を介して供給された水は、上流側通水管１１２を介して電極ユニット１１１へ導入される。この上流側通水管１１２は水が流れることで振動を発生させる振動源としての役割も担うものであり、この振動は電極ユニット１１１における電解水素水の生成効率の向上に寄与する。上流側通水管１１２は、直管状であっても振動源として機能させることは可能であるが、図１７に示すように屈曲部１１２ａを形成することで、流量変化時のウォーターハンマー現象等を利用して振動がより生起するよう構成しても良い。
【０２４３】
また、電極ユニット１１１より流出した水は、下流側通水管１１３を通じ、下流側通水管１１３の下流端である吐水口１０６を介して吐水される。この下流側通水管１１３もまた上流側通水管１１２と同様に振動源としての機能も有しており、例えば屈曲部１１３ａを備えることで電極ユニット１１１に対し振動を付与可能としている。また、上述の上流側通水管あるいは下流側通水管の途中に、オリフィスなど流路の径や断面形状を変化させる部材や構造を配設することによっても流水が乱流化し、有効に振動を誘起させることができる（図示なし）。なお、振動源は水電解装置Ａにおいて必須の構成ではなく、上流側通水管１１２や下流側通水管１１３に振動源としての役割が無くとも、次に述べる電極ユニット１１１の構成によれば電解水素水の生成効率の向上という目的は達成される点に留意すべきである。
【０２４４】
電極ユニット１１１は、上流側通水管１１２と下流側通水管１１３との間に介設した水の電気分解を行うためのユニットであり、水電解装置Ａにおける筐体１１０内に形成した浸水可能な空間領域としての役割を有する部位である。その具体的構成については、後述する。
【０２４５】
制御系収容空間１１０ｃには、制御部１２５が配されている。この制御部１２５は、先述の電源ケーブル１０４を介して受電し、水電解装置Ａ全体の制御を行う。
【０２４６】
具体的には、制御部１２５には電極ユニット１１１が電気的に接続されており、受電した電力を電極ユニット１１１へ供給することで、水の電気分解を可能としている。
【０２４７】
また、制御部１２５には、流水センサ１２６が電気的に接続されている。流水センサ１２６は、下流側通水管１１３に水が流れているか否かを検出するためのセンサであり、制御部１２５は、下流側通水管１１３に水が流れている際に流水センサ１２６が発する流水検出信号を受信した際に電極ユニット１１１に対して通電し、電気分解を行う。
【０２４８】
次に、電極ユニット１１１の構成について説明する。先述したシャワー型の電解水吐水端末は、浸水可能な空間領域である内部流水流路に複数枚の電極板４１を直接配設することで積層電極体を構成し電気分解を行うこととしていたが、水電解装置Ａでは、積層電極体を外装ケースに収めてユニット化して構成しており、この外装ケースの内部が浸水可能な空間領域としての役割を果たす。
【０２４９】
図１８は、電極ユニット１１１の外観を示した説明図であり、図１８（ａ）は直方体状の電極ユニット１１１における３つの面を示した斜視図、図１８（ｂ）はその余の３面を示した斜視図である。なお、以下において電極ユニット１１１についての構成の説明の便宜上、図１８（ａ）にて符号１１５ａで示す面は第１小スリット面１１５ａと称し、符号１１６ａで示す面は第１大スリット面１１６ａと称し、符号１１７ａで示す面は第１電極板対向面１１７ａと称する。また、第１小スリット面１１５ａと対向する図１８（ｂ）にて符号１１５ｂで示した面を第２小スリット面１１５ｂと称し、第１大スリット面１１６ａと対向する符号１１６ｂで示した面を第２大スリット面１１６ｂと称し、第１電極板対向面１１７ａと対向する符号１１７ｂで示した面を第２電極板対向面１１７ｂと称することとする。
【０２５０】
電極ユニット１１１は、複数枚の電極板４１を積層してなる積層電極体１２０と、同積層電極体１２０を収容する外装ケース１２１とで構成している。
【０２５１】
積層電極体１２０は、制御部１２５により正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板４１を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなるものであり、各電極板４１の間隙に流入した水を電気分解して電解水素水を生成する役割を有する。
【０２５２】
外装ケース１２１は、積層電極体１２０を収容すると共に、浸水可能な空間領域を形成する部材であり、第１小スリット面１１５ａに受入孔１２２が穿設され、第２小スリット面１１５ｂには流出孔１２３が穿設されている。
【０２５３】
受入孔１２２は、上流側通水管１１２から電極ユニット１１１への水の受け入れを行うための孔であり、上流側通水管１１２の下流端部が水密状に接続される。
【０２５４】
流出孔１２３は、電極ユニット１１１内の水を流出させるための孔であり、下流側通水管１１３の上流端部が水密状に接続されている。
【０２５５】
受入孔１２２および流出孔１２３は、上述の振動を誘起するためのオリフィスとしての機能を備えることも可能である。また、上流側通水管１１２と受入孔１２２の接続や、下流側通水管１１３と流出孔１２３との接続は、それぞれ上流側通水管１１２や下流側通水管１１３を振動源として利用する場合には、その振動が電極ユニット１１１に効率良く伝搬可能となるよう互いに固設している。
【０２５６】
また、外装ケース１２１内に収容された積層電極体１２０の各電極板４１は、図１９に示すように、外装ケース１２１の第１大スリット面１１６ａ及び第２大スリット面１１６ｂの内面側に形成した凹溝１２４に沿って装着されている。
【０２５７】
ここで、凹溝１２４の幅Ｌ１は、電極板４１の厚みＬ２よりも大きな幅とし、しかも、その隙間の長さＬ３（＝Ｌ１−Ｌ２）は、前述の振動源より発せられる振動の振幅の２倍以上、又は、２倍未満に構成している。
【０２５８】
上述の構成によって、電極板４１を半自由状態で支持することが可能となり、当該外装ケースの内面の凹溝１２４をもって、振動許容手段を備えた支持部として機能させることができる。当該電極板は振動源の振動を受けて有効に振動して付着した気泡を速やかに離脱させ、水と接触していない電極板の表面部分を減少させることにより、電解水の生成効率を極めて良好にすることができる。
【０２５９】
そして、このような構成を備える水電解装置Ａによれば、耐荷重がさほど期待できない一般家庭の蛇口部分に取付が行われ、小型軽量化が求められる機器でありながらも、電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置とすることができる。なお、本第８実施形態に係る水電解装置Ａは、吐水設備の下流末端に接続される水電解装置であることから、電解吐水端末の一態様と解することもできる。
【０２６０】
〔第９の実施形態〕
次に、第９の実施形態として、貯留した水に没した状態で使用される水電解装置、ここでは浴湯投入型の水電解装置（以下、水電解装置Ｂともいう。）を例に説明する。
【０２６１】
図２０は、本第９実施形態に係る水電解装置Ｂの外観構成及び使用状態を示した説明図である。水電解装置Ｂは、浴湯中に没した状態で使用され、筐体内部に配されたバッテリーから電力を得て浴湯を電気分解し、浴湯中に電解水素水に放散させて入浴者が水素水での入浴を楽しむことができるよう構成した装置である。
【０２６２】
特に水電解装置Ｂは、浴室内への搬入・搬出が行われる点で小型軽量化が求められ、また、浴湯中に没した状態で使用するため商用電源から独立したバッテリーにて駆動させる必要があることから、筐体やバッテリーを小型としながらも良好な電解効率と優れた電解水の生成効率が発揮されるよう構成している。
【０２６３】
図２０に示すように水電解装置Ｂは、平面視略オーバル状の筐体１３０を備えると共に、その側部に穿設された取水口１３０ａから浴湯を取り込みつつ、内部で浴湯を電気分解した後に、上部に形成した切欠部１３０ｂより電解水としての電解水素水を浴湯中に放散するよう構成している。
【０２６４】
図２１は、浴湯中から取り出された後、充電を行うための充電台１３１上に配置された状態の水電解装置Ｂの構成を示す断面模式図である。なお、図２１では、筐体１３０の形状は簡略化して記載している。
【０２６５】
水電解装置Ｂの筐体１３０は、樹脂にて形成された中空状の部材であり、その内部を隔壁１３２を介して上下に略二分し、上方に位置する空間は切欠部１３０ｂを介して浴湯を流入させる浸水空間１３３とする一方、下方を制御系収容空間１３４としている。
【０２６６】
浸水空間１３３には、電極ユニット１３５を配置して、浸水空間１３３内に流入した浴湯や、制御系収容空間１３４に配されたポンプ１４２を介して送給される浴湯を電解可能に構成している。すなわち、浸水空間１３３は、筐体１３０内に形成した浸水可能な空間領域に相当する。
【０２６７】
電極ユニット１３５は、前述の水電解装置Ａにおける電極ユニット１１１と略同様の構成を備えたものであるが、外装ケース１３７に形成された孔の位置が異なっている。
【０２６８】
具体的には図２２に示すように、電極ユニット１３５は、外装ケース１３７内に積層電極体１２０を収容して構成しており、外装ケース１３７の第１小スリット面１１５ａに受入孔１２２が、第２小スリット面１１５ｂに流出孔１３６ａが形成されているが、更に、第１大スリット面１１６ａ及び第２大スリット面１１６ｂにも、長手方向略全域に亘って伸延する長円状の流出孔１３６ｂを形成している。
【０２６９】
そして、浸水空間１３３に配された電極ユニット１３５は、図２１に示すように、受入孔１２２をポンプから送出される浴湯を送給する通水管１３８の下流端部に接続させ、第１大スリット面１１６ａ又は第２大スリット面１１６ｂを上方に向け、電解水素水が水素気泡と共に流出孔１３６ｂを介して円滑に切欠部１３０ｂから放散されるよう配置している。
【０２７０】
一方、制御系収容空間１３４には、バッテリー１４１と、ポンプ１４２と、スイッチ１４３と、受電用コイル１４４とが、制御部１４０と電気的に接続された状態で収容されている。
【０２７１】
制御部１４０は、バッテリー１４１に蓄えられた電力により、電極ユニット１３５へ給電して浴湯の電解を行ったり、水電解装置Ｂ全体の制御を行う。
【０２７２】
バッテリー１４１は、水電解装置Ｂで消費される電力の供給を行う。また、バッテリー１４１は、小型軽量化のために、比較的小型で小容量の二次電池が採用されている。
【０２７３】
ポンプ１４２は、取水口１３０ａより取り込んだ浴湯を通水管１３８を通じて電極ユニット１３５へ供給する。また、ポンプ１４２は、電極ユニット１３５へ付与するための振動を生成する振動源としての役割も有している。具体的には、ポンプ１４２の稼動により生成した振動は、振動伝搬部材（振動伝搬媒体）となる通水管１３８や通水管１３８内を流れる浴湯により電極ユニット１３５へ伝えられ、電解水素水の生成効率の向上が図られるよう構成している。ポンプなどの積極的に振動をあたえる振動源を備える構造はより有効であるが、積極的な振動源がなくても、電解ユニットが振動許容手段を備えていれば、周囲の水の対流や筐体の揺れなどを振動源として、付着した気泡を離脱させるうえで十分有効に振動し、電解水の生成効率を良好にすることができる。
【０２７４】
スイッチ１４３は、水電解装置Ｂの稼動・停止を制御するためのスイッチである。水電解装置Ｂでは、タッチセンサを利用したスイッチを採用しており、浴湯中に没した状態で使用される水電解装置Ｂの制御系収容空間１３４の水密性の向上に寄与している。
【０２７５】
受電用コイル１４４は、後述の充電台１３１より発せられる給電用の電磁波を受けて電力を生起するためのコイルであり、受電用コイル１４４にて生じた電力は制御部１４０を介して充電制御されつつバッテリー１４１に蓄電される。付言するならば、水電解装置Ｂは、バッテリー１４１への充電について非接触型の充電方式を採用しており、先述のスイッチ１４３と同様、浴湯中に没した状態で使用される水電解装置Ｂの制御系収容空間１３４の水密性の向上に寄与している。
【０２７６】
充電台１３１は、水電解装置Ｂの受電用コイル１４４に対し電磁波を発生させてバッテリー１４１へ充電を行うための装置である。
【０２７７】
充電台１３１は、筐体１４５の内部に充電台制御部１４６と、送電用コイル１４８とを配置して構成している。
【０２７８】
筐体１４５の上部には、水電解装置Ｂの底部を嵌着可能な形状の載置用凹部１４５ａが形成されており、水電解装置Ｂを載置可能としている。
【０２７９】
充電台制御部１４６は、電源ケーブル１４７を介して供給された電力を送電用コイル１４８に供給するための制御を行う部位である。電源ケーブル１４７の先端に配されたプラグ１４７ａを商用電源のコンセント（図示せず）に差し込むことで、充電台制御部１４６を介し送電用コイル１４８に電力が供給される。
【０２８０】
送電用コイル１４８は、前述した水電解装置Ｂの受電用コイル１４４と対を成すコイルであり、受電用コイル１４４に対し充電用の電磁波を発生させる役割を有する。
【０２８１】
この送電用コイル１４８は、水電解装置Ｂを充電台１３１に載置した際に、受電用コイル１４４と対向する載置用凹部１４５ａに配設しており、充電台１３１から水電解装置Ｂに対し、効率的に給電が行われるよう構成している。
【０２８２】
そして、このような構成を備える水電解装置Ｂによれば、浴室内への搬入・搬出が行われる点で小型軽量化が求められ、また、浴湯中に没した状態で使用するため商用電源から独立してバッテリーでの駆動が求められる機器でありながらも、筐体やバッテリーを小型とした場合であっても、良好な電解効率と優れた電解水の生成効率を備えた水電解装置とすることができる。
【０２８３】
〔第１０の実施形態〕
次に、第１０の実施形態として、水筒型の水電解装置（以下、水電解装置Ｃともいう。）を例に説明する。
【０２８４】
図２３は、本第１０実施形態に係る水電解装置Ｃの使用態様を示した説明図である。水電解装置Ｃは、携行可能な水筒型の外観を有する水電解装置であり、筐体内の貯水部に貯留した水を所望のタイミングで電気分解することで電解水としての電解水素水を生成し、いつどこででも飲用に供することができるよう構成した装置である。
【０２８５】
特に水電解装置Ｃは、可搬型であるため小型軽量化が求められ、また、商用電源からも切り離された状態で使用されることから、筐体やバッテリーを小型としながらも良好な電解効率と優れた電解水の生成効率が発揮されるよう構成している。
【０２８６】
図２４は、水電解装置Ｃの構成を示した断面模式図である。図２４に示すように水電解装置Ｃは、水を収容可能に構成した装置本体部１５０と、同装置本体部１５０の上部開口を閉蓋する蓋部１５１とで構成している。
【０２８７】
装置本体部１５０は、中空状に形成された筐体１５２の内部空間を隔壁１５２ａで上下分割し、上部は水を収容するための貯水部として機能する貯水空間１５３とする一方、下部は制御機構等を収容するための制御系収容空間１５４としている。
【０２８８】
貯水空間１５３には、電極ユニット１３５を配置して、貯水空間１５３内に供給された飲用水を電解可能に構成している。すなわち、貯水空間１５３の一部ないし全部は、筐体１５２内に形成した浸水可能な空間領域に相当する部位である。なお、本第１０実施例にて使用する電極ユニット１３５は、前述の水電解装置Ｂにて使用した電極ユニット１３５と同様の構成を備えるものであり、詳細な構成の説明は省略する。
【０２８９】
また、図２３に示すように使用者Ｑは、水電解装置Ｃをバッグなどに収容した状態で携行するものであるため、使用者Ｑが移動する際には随時、水電解装置Ｃに振動が生じる。すなわち、水電解装置Ｃの筐体１５２自体が振動源となり、電極ユニット１３５に対して振動を与え、電解水素水の生成効率を向上可能としている。
【０２９０】
一方、図２４に示すように制御系収容空間１５４には、バッテリー１５５と、スイッチ１５６と、コネクタ１５７とが、制御部１５８と電気的に接続された状態で配設されている。
【０２９１】
バッテリー１５５は、水電解装置Ｃで消費される電力の供給を行う電池であり、小型軽量化のために、比較的小型で小容量の二次電池が採用されている。また、スイッチ１５６は、水電解装置Ｃの稼動・停止を制御するためのスイッチである。
【０２９２】
コネクタ１５７は、バッテリー１５５を充電する際にＡＣアダプタ１５９のプラグ１５９ａが差し込まれる部位であり、コネクタ１５７にプラグ１５９ａを差し込み、ＡＣアダプタ１５９を商用電源のコンセントに差し込むことで、電源ケーブル１５９ｂを通じ、制御部１５８を介してバッテリー１５５への充電が行われる。また、使用時にはコネクタ１５７からプラグ１５９ａを抜くことで、水電解装置Ｃを商用電源に拘束されることなく持ち運ぶことができ、電解水素水を常時調製可能としている。
【０２９３】
そして、このような構成を備える水電解装置Ｃによれば、可搬型であるため小型軽量化が求められ、また、商用電源からも切り離された状態で使用される機器でありながら、筐体やバッテリーを小型とした場合であっても、良好な電解効率と優れた電解水の生成効率を備えた水電解装置とすることができる。
【０２９４】
〔第１１の実施形態〕
次に、第１１の実施形態として、スプレー型の水電解装置（以下、水電解装置Ｄともいう。）を例に説明する。
【０２９５】
図２５は、本第１１実施形態に係る水電解装置Ｄの外観及び使用状態を示した説明図である。水電解装置Ｄは、電解水を洗浄用途で使用するものであり、例えば浴室の掃除の際に、スプレーボトル入りの浴室用洗剤と同様に用いられるものである。
【０２９６】
特に水電解装置Ｄは、手持ち状態で使用されることやハンドリングの観点から小型軽量化が求められ、また、浴室などの湿気の多い場所でも使用が想定されるため商用電源から独立した構成が要求され、本実施形態では筐体やバッテリーを小型としながらも良好な電解効率と優れた電解水の生成効率が発揮されるよう構成している。
【０２９７】
図２５に示すように使用者Ｑは、水電解装置Ｄを手で把持した状態でレバー１６０を操作し、浴室の壁部材として使用されているタイル１６１に対し、電解水としての次亜塩素酸含有水を噴霧し清掃を行っている。
【０２９８】
図２６は、水電解装置Ｄの構成を示した断面模式図である。図２６に示すように水電解装置Ｄは、水、特に本実施形態では2wt%程度の塩化ナトリウムを含有する塩水を収容可能に構成した装置本体部１６２と、同装置本体部１６２の上部開口に螺着されるスプレーヘッド１６３とで構成している。
【０２９９】
スプレーヘッド１６３は、一般的な霧吹き等に使用されるものと同様の構成を有しており、使用者Ｑがレバー１６０を操作することで、装置本体部１６２内に挿入した吸上管１６３ａを介して次亜塩素酸含有水を吸い上げ、レバー１６０の直上に設けた噴霧部１６３ｂから噴霧するよう構成している。
【０３００】
装置本体部１６２は、中空状に形成された筐体１６４の内部空間を隔壁１６４ａで上下分割し、上部は塩水を収容するための貯水部として機能する貯水空間１６５とする一方、下部は制御機構等を収容するための制御系収容空間１６６としている。
【０３０１】
貯水空間１６５には、先の浴湯投入型の水電解装置Ｂや水筒型の水電解装置Ｃと同様の電極ユニット１３５を配置して、貯水空間１６５内に貯留された塩水を電解し、次亜塩素酸含有水を生成可能に構成している。すなわち、貯水空間１６５の一部ないし全部は、筐体１６４内に形成した浸水可能な空間領域に相当する部位である。
【０３０２】
また、図２５にて示したように、使用者Ｑは、水電解装置Ｄを手に把持した状態で清掃等を行うため、使用者Ｑが水電解装置Ｄを使用している際には随時、水電解装置Ｄに振動が生じる。すなわち、水電解装置Ｄの筐体１６４自体が振動源となり、電極ユニット１３５に対して振動を与え、次亜塩素酸含有水の生成効率を向上可能としている。
【０３０３】
一方、図２６に示すように制御系収容空間１６６には、先の水筒型の水電解装置Ｃと同様に、バッテリー１６７と、スイッチ１６８と、コネクタ１６９とが、制御部１７０と電気的に接続された状態で配設されている。また、コネクタ１６９にはＡＣアダプタ１７１のプラグ１７１ａを接続可能としており、商用電源から電源ケーブル１７１ｂを通じバッテリー１６７への充電が行えるように構成している。なお、これら制御系機器の詳細及びＡＣアダプタ１７１については前述の水筒型の水電解装置Ｃと同様であるため説明を省略する。
【０３０４】
そして、このような構成を備える水電解装置Ｄによれば、手持ち状態で使用されることやハンドリングの観点から小型軽量化が求められ、また、浴室などの湿気の多い場所でも使用が想定されるため商用電源から独立した構成が要求される機器であるところ、筐体やバッテリーを小型とした場合であっても、良好な電解効率と優れた電解水の生成効率を発揮可能な水電解装置とすることができる。
【０３０５】
上述してきたように、本実施形態に係る水電解装置によれば、筐体内に形成した浸水可能な空間領域に、正負交互に電圧が印加される複数枚の電極板を0.3〜1.0mmの間隙を保ちつつ積層してなる積層電極体を配置し、前記複数の電極板間の間隙を保つ支持部に、各電極板の振動を許容する振動許容手段を設ける構成とした。それにより、前記空間領域に流入させた水を高効率に電解して電解水を生成し、かつ当該電極板は有効に振動して付着した気泡を速やかに離脱させることができる。機器の小型化を図る場合や、可搬型としバッテリー駆動とする場合でも、電解効率が良く、しかも、電解水の生成効率に優れた水電解装置を提供することができる。なお、本発明の振動許容手段を備える構成においても、電極板４１同士の過度な接近を防止して流動抵抗の上昇を抑制し、また短絡の危険性を回避して構成することは言に及ばない。
【０３０６】
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く、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。
【０３０７】
また、上述した第１〜第１１の実施形態における各構成は、その機能を阻害しない範囲内において、それぞれ別の実施形態に適用することができ、これらの構成もまた本発明の概念に含まれる。
【符号の説明】
【０３０８】
Ａ〜Ｄ  水電解装置
Ｈ１  電解水吐水端末
１０  把持部
１１  内部流路
１４  定流量体
２０  ヘッド部
３０  吐水部
４０  制御部
４１  電極板
４４  スイッチ
４５  給水検知手段
５０  蓄電体
【図１】
2019055395.tif 000003
【図２】
2019055395.tif 000004
【図３】
2019055395.tif 000005
【図４】
2019055395.tif 000006
【図５】
2019055395.tif 000007
【図６】
2019055395.tif 000008
【図７】
2019055395.tif 000009
【図８】
2019055395.tif 000010
【図９】
2019055395.tif 000011
【図１０】
2019055395.tif 000012
【図１１】
2019055395.tif 000013
【図１２】
2019055395.tif 000014
【図１３】
2019055395.tif 000015
【図１４】
2019055395.tif 000016
【図１５】
2019055395.tif 000017
【図１６】
2019055395.tif 000018
【図１７】
2019055395.tif 000019
【図１８】
2019055395.tif 000020
【図１９】
2019055395.tif 000021
【図２０】
2019055395.tif 000022
【図２１】
2019055395.tif 000023
【図２２】
2019055395.tif 000024
【図２３】
2019055395.tif 000025
【図２４】
2019055395.tif 000026
【図２５】
2019055395.tif 000027
【図２６】
2019055395.tif 000028