(57)【要約】【課題】食品、油または化粧料等の被保存物の保存性を高める際に、該被保存物に防腐剤等を含有させず、且つ液体を直流以外の方法で電気分解して前記被保存物を酸化させないで、該被保存物の保存性を高めること。【解決手段】液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極とを備え、該第１の接地する電極の上方に被保存物または容器に収納された被保存物を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該第１の接地する電極から水素を発生させて前記被保存物または容器に収納された被保存物に吸収させることにより、被保存物に防腐剤等を含有させずに、被保存物を酸化させないで、該被保存物の保存性を高めることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極と、分離膜とを備え、
該第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に前記分離膜を配設し、
前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、
該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させる構成にしたこと
を特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
前記第１の接地する電極は、
略矩形状を呈する網目状に形成すること
を特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記第１の接地する電極は、
周期的に接地の電位から交流を印加またはプラスの電位に制御すること
を特徴とする請求項１または２に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記第１の接地する電極に周期的に印加する交流は、
接地される時間に対して、１／１０〜１／１０００の時間付与されること
を特徴とする請求項３に記載の水素発生装置。
【請求項５】
前記第１の接地する電極に周期的に印加する交流は、
一対の交流電極に印加される交流のいずれか一方と同期させること
を特徴とする請求項３または４に記載の水素発生装置。
【請求項６】
一対の交流電極に印加する交流の周波数を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項７】
一対の交流電極と、第１の接地する電極とは、
亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルもしくはステンレスからなる溶解性の高い金属、または、チタン、白金もしくは白金をメッキしたチタンからなる溶解性のない安定した金属で形成したこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の水素発生装置。
【請求項８】
前記一対の交流電極は、
チタン材に白金を蒸着またはメッキすること
を特徴とする請求項１、６または７に記載の水素発生装置。
【請求項９】
前記分離膜は、
合成樹脂または合成繊維で形成したこと
を特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項１０】
液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極とを備え、
該第１の接地する電極の上方に被保存物または容器に収納された被保存物を配設し、
前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、
該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させて前記被保存物または容器に収納された被保存物に吸収させること
を特徴とする被保存物の保存方法。
【請求項１１】
第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に合成樹脂または合成繊維で形成した分離膜を配設したこと
を特徴とする請求項１０に記載の被保存物の保存方法。
【請求項１２】
前記被保存物は、
食品、油または化粧料であること
を特徴とする請求項１０に記載の被保存物の保存方法。
【請求項１３】
前記容器は、
水素が透過される合成樹脂、金属またはガラスで形成したこと
を特徴とする請求項１０に記載の被保存物の保存方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミネラル水または水道水等の液体を交流で電気分解して水素を発生させる水素発生装置と、該発生した水素を酒類または飲料水等を含む食品、油または化粧料等の被保存物に接触・吸収させて、該被保存物の保存性を高めるようにした被保存物の保存方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酒、ワインまたは飲料水等を含む食品、油または化粧料等の被保存物の保存性を高める方法としては、例えば、該被保存物を低温保存もしくは熱処理する、または各種防腐剤等を混合させる方法が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、前記食品に熱処理加工を施す方法は、該食品の風味等が損なわれ、また、前記食品または化粧料等の被保存物に各種防腐剤等を混合させる方法は、該防腐剤により各種の弊害を生じることがある。
【０００４】
また、天ぷら料理後の食用油または潤滑油として使用した工業用油等の酸化した油は、再利用が困難であるため、廃棄処理等されることが多く、該廃棄処理することによる環境的な問題が生じていた。
【０００５】
そこで、防腐剤等を使用しないで食品の保存性を高める方法として、例えば、塩化アルカリ化合物の水溶液をイオン透過性隔膜により分離された陽極室及び陰極室を有する電解槽中で電気分解し、上記陽極室において生成して得られる陽極水に、豆腐を浸漬し外部雰囲気と遮断した状態で保存する豆腐の鮮度保持方法の技術がある（特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１の公知技術においては、電解槽内に陽極と陰極とを配設させる、即ち、該電解槽内に収納した塩化アルカリ化合物の水溶液を該陽極と陰極とにより直流で電気分解し、その際に該電解槽内の陽極が配設された陽極室で生成された陽極水、即ち、ｐＨが２．０〜３．０である強酸性の酸化電位水に豆腐を浸漬させる技術であり、直流による電気分解の効率が悪いため、塩化ナトリウム等を添加して塩化アルカリ化合物の水溶液を電気分解しているものである。
【０００７】
このように、陽極側に集められた液体が、高い強酸性を示すようになる原因としては、該液体を直流で電気分解した際に、陽極に引き寄せられる原子と、陰極に引き寄せられる原子とがそれぞれ異なるため、そのそれぞれ引き寄せられた原子の性質により、前記陽極側に集められた液体は酸性を示し、前記陰極側に集められた液体はアルカリ性を示すのである。
【０００８】
また、食品を殺菌する方法として、例えば、不純物を除去した水に食塩を加えて、電気分解して得られるｐＨ１．５〜３．３の強酸性水に食品を浸漬して殺菌する殺菌方法の技術がある（特許文献２参照）。
【０００９】
この特許文献２の公知技術においても、前記特許文献１と同様に、直流の電気分解をして得られたｐＨ１．５〜３．３という強酸性水に食品を浸漬させるものであり、該強酸性水により食品の殺菌を行うものである。
【００１０】
更に、植物から発生するエチレンを除去する方法として、保存中に発生するエチレンにより鮮度を低下させる植物の鮮度を保持する方法であり、被電解水を有隔膜電解槽にて電気分解して生成される陰極室側生成物を前記植物が発生するエチレンに接触させて、同エチレンと反応させる植物の鮮度保持方法がある（特許文献３参照）。
【００１１】
この特許文献３の公知技術においては、陰極室側生成物の１つとして、直流電気分解によって陰極側から発生する水素を、保存中の植物から発生するエチレンに反応させるものであり、該植物が保存されている保管庫に連結管路を介して前記水素を導入させるものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−１８７２４３号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平７−２７４９２１号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開２０００−３１２５５６号公報（第２〜５頁、図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２の公知技術は、直流の電気分解をして得られた、いずれも強酸性の水に食品を浸漬させるものであるため、該食品の殺菌をできたとしても、該食品を酸化させてしまうという問題点を有する。
【００１４】
そのため、前記特許文献１及び特許文献２の公知技術を化粧料等の保存方法として用いた場合にも、該化粧料等が酸化して塗布等に適さなくなり、また、前記酸化した油については、該酸化を解消することが全くできないため、該酸化した油を再利用することは困難なのである。
【００１５】
また、前記特許文献３の公知技術は、直流の電気分解をして、陰極室側生成物の水素等を利用するものであるが、該直流電気分解では、水素分子の発生量に比べて還元効果の高い原子状の水素（活性水素）の発生量は少なく、更に、植物が保存されている保管庫に連結管路を介して前記水素を導入させるものであるため、前記直流電気分解により、水素分子よりも還元効果の高い前記原子状の水素が仮に発生したとしても、該活性水素が存在する時間が極めて短いので、連結管路を介して前記水素を導入させることにより、該原子状の水素により前記植物を還元することはできず、還元効果の少ない水素分子しか利用することはできないのである。
【００１６】
従って、従来の技術においては、食品、油または化粧料等の被保存物の保存性を高める際に、該被保存物に防腐剤等を含有させず、且つ液体を直流以外の方法で電気分解して前記被保存物を酸化させないで、該被保存物の保存性を高めるということに解決しなければならない課題を有している。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る第１の発明として、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極と、分離膜とを備え、該第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に前記分離膜を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させる構成にしたことを特徴とする水素発生装置を提供するものである。
【００１８】
この第１の発明において、前記第１の接地する電極は、略矩形状を呈する網目状に形成すること；前記第１の接地する電極は、周期的に接地の電位から交流を印加またはプラスの電位に制御すること；前記第１の接地する電極に周期的に印加する交流は、接地される時間に対して、１／１０〜１／１０００の時間付与されること；前記第１の接地する電極に周期的に印加する交流は、一対の交流電極に印加される交流のいずれか一方と同期させること；一対の交流電極に印加する交流の周波数を制御すること；一対の交流電極と、第１の接地する電極とは、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルもしくはステンレスからなる溶解性の高い金属、または、チタン、白金もしくは白金をメッキしたチタンからなる溶解性のない安定した金属で形成したこと；前記一対の交流電極は、チタン材に白金を蒸着またはメッキすること；前記分離膜は、合成樹脂または合成繊維で形成したこと；を付加的な要件として含むものである。
【００１９】
また、第２の発明として、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極とを備え、該第１の接地する電極の上方に被保存物または容器に収納された被保存物を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させて前記被保存物または容器に収納された被保存物に吸収させることを特徴とする被保存物の保存方法を提供するものである。
【００２０】
この第２の発明において、第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に合成樹脂または合成繊維で形成した分離膜を配設したこと；前記被保存物は、食品、油または化粧料であること；前記容器は、水素が透過される合成樹脂、金属またはガラスで形成したこと；を付加的な要件として含むものである。
【００２１】
本発明に係る水素発生装置は、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極と、分離膜とを備え、該第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に前記分離膜を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させる構成にしたことにより、第１の接地電極２側から発生する水素と、一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素とを分離しつつ、該一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する水素は透過させて、前記一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素を排気することができ、前記水素を被保存物の保存性を高めるために提供することができるようになるのである。
【００２２】
また、被保存物の保存方法は、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極とを備え、該第１の接地する電極の上方に被保存物または容器に収納された被保存物を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させて前記被保存物または容器に収納された被保存物に吸収させることにより、被保存物に防腐剤等を含有させず、該被保存物を酸化させないで、活性水素（水素ラジカル）により還元させて、該被保存物の保存性を高めることができるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明に係る第１の実施の形態の水素発生装置について、水槽１に収容された図示していない液体中に第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂと、分離膜２１とを示した断面図を交流電気分解の第１の回路図と共に図１に示し、前記第１の接地電極２を拡大した略示的な平面図を図２に示す。尚、本発明において使用する交流により液体を電気分解する方法は、同一出願人による特許第２６１５３０８号、特許第２６２３２０４号及び特許第３３３７４２２号に開示された交流による液体の改質方法を基本の発明としたものであるが、本発明においては、該液体を交流で電気分解した際に発生する水素（活性水素及び水素分子）を有効に利用することを目的としたものである。この活性水素とは、原子状の水素・水素ラジカルのことを意味する。
【００２４】
水槽１内には、ミネラル水または水道水等の液体が収容されており、該液体中には、少なくとも１つの第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとが配設されている。
【００２５】
これら第１の接地電極２及び一対の印加電極３ａ、３ｂとしては、例えば、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルもしくはステンレス等の溶解性の高い金属、または、チタン、白金もしくは白金をメッキしたチタン等の溶解性のない安定した金属等からなる酸化還元電位を低下させる金属を板状または網目状等に形成したものを使用することができ、図２に示したように、略矩形状を呈する網目状に形成したチタン材に白金を蒸着またはメッキしたものを使用することが好ましい。この場合の網目状は、菱目及び角目を含むものである。
【００２６】
これら第１の接地電極２及び一対の印加電極３ａ、３ｂにおいては、前記酸化還元電位を低下させる金属から選択される同一の金属を使用しても良いが、該第１の接地電極２と一対の印加電極３ａ、３ｂとに異なる金属を使用しても良い。
【００２７】
要するに、これら第１の接地電極２と一対の印加電極３ａ、３ｂとを形成する金属が、前記酸化還元電位を低下させる金属であれば良いのである。
【００２８】
前記第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとは、液体の水面２３に対して略垂直に配設させても良いが、該第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとを液体の水面２３に対して略水平の状態にすると共に、該第１の接地する電極２を該一対の交流電極３ａ、３ｂの上方に配設させることが好ましい。
【００２９】
また、第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとの間隙には、分離膜２１を配設することが好ましく、このように、第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとの間隙に分離膜２１を配設させることにより、該第１の接地電極２を接地の電位にし、且つ該一対の印加電極３ａ、３ｂ間に交流を印加した際、前記第１の接地電極２側から発生する水素（活性水素及び水素分子）と、前記一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素とに分離することができる。
【００３０】
この分離膜２１としては、例えば、テトロン（登録商標）、テフロン（登録商標）等の水素の透過性を有し、酸素の透過性がない合成樹脂または合成繊維を使用することができ、高い温度の液体を使用した場合であっても、熱変形等の生じない前記合成樹脂または合成繊維を使用することが良い。この合成繊維としては、例えば、合成樹脂等を略１μｍ以下のメッシュ状に形成した合成繊維を使用することができる。
【００３１】
また、第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとを液体の水面２３に対して略水平の状態にし、該第１の接地する電極２を該一対の交流電極３ａ、３ｂの上方に配設させると共に、その間隙に分離膜２１を配設させた場合には、例えば、図１に示したように、分離膜２１の一部に煙突状の筒部２１ａを形成し、該筒部２１ａの上縁部を液体の水面２３よりも高い位置にして、一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素を水槽１の外部に排気させれば良い。
【００３２】
この分離膜２１の一部に形成した煙突状の筒部２１ａは、例えば、第１の接地電極２を網目状に形成させた場合には、該網目の間に前記筒部２１ａを通すようにすれば良い。
【００３３】
この際、第１の接地電極２側から発生する水素（活性水素及び水素分子）よりは、その発生量が少ないものであるが、一対の印加電極３ａ、３ｂ側からも微量の水素（活性水素及び水素分子）が発生される。この一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生した水素（活性水素及び水素分子）は、前記分離膜２１が、水素の透過性を有しているため、前記第１の接地電極２側に透過されるのである。
【００３４】
要するに、第１の接地電極２側から発生する水素と、一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素とを分離しつつ、該一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する水素は透過させて、前記一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素を排気できれば良いのであるから、その排気する方法としては、前記分離膜２１の一部に煙突状の筒部２１ａを形成する方法に限るものではなく、例えば、第１の接地電極２の外周側から排気させる等の方法であっても良い。
【００３５】
このように、一対の印加電極３ａ、３ｂ間に交流を印加し、且つ第１の接地電極２を接地の電位にすることにより、該一対の交流電極３ａ、３ｂ及び／または第１の接地する電極２から水素を発生させることができ、特に、該第１の接地電極２側から発生する水素の発生量の方が多いことから、該第１の接地電極２の上方に被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを配設させることにより、前記第１の接地電極２側から発生した水素を該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに接触・吸収させることができ、更に、該第１の接地する電極２を前記一対の交流電極３ａ、３ｂの上方に配設させると共に、その間隙に前記分離膜２１を配設した場合には、該一対の交流電極３ａ、３ｂと第１の接地する電極２とから発生した水素を利用することができるのである。
【００３６】
この場合、被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを、前記第１の接地電極２の上方、例えば、水面２３に浮かべておいても良いが、該第１の接地電極２の上方の近傍に配設させることが良く、該第１の接地電極２の上方に接した状態で配設させることが好ましい。
【００３７】
このように、被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを、前記第１の接地電極２の上方の近傍または接した状態で配設させることにより、第１の接地電極２と一対の印加電極３ａ、３ｂとから発生した水素（活性水素及び水素分子）のうち、特に還元効果の高い活性水素を前記被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに直接的に接触・吸収させることにより、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂをより還元させて、その保存性を高めることができる。
【００３８】
水素、特に、活性水素は、一般的に、酸化物を還元する作用を有することが知られているように、前記被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに前記水素を接触・吸収させることにより、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを還元すると共に、その酸化を抑制して、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂの保存性を高めることができるのである。
【００３９】
そして、被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに接触・吸収された前記水素の一部は、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに残存するため、これらの還元された状態が長時間維持され、また、容器に収納された被保存物２２ｂの場合には、該容器が酸素を透過しないことから、該容器を開栓するまで酸素と接触することはないのである。
【００４０】
この被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂとしては、例えば、酒、ワイン、飲料水もしくは水道水等を含む食品、油または化粧料等の被保存物である。また、前記被保存物を収納する容器としては、例えば、ポリエステル、ポリスチレンもしくはポリアミド系等の合成樹脂、ステンレスもしくはアルミ等の金属、またはガラス等の水素が透過されるものを使用して形成するものである。
【００４１】
つまり、前記被保存物２２ｂを収納する容器として、例えば、ポリエチレン・テレフタレート等で形成されたペットボトル等内に、該被保存物２２ｂとして飲料水等を収納させた後、該飲料水を収納したペットボトルを第１の接地電極２の上部に配設させて交流電気分解をすることにより、該第１の接地電極２から発生した水素が前記ペットボトルを透過し、該水素を前記飲料水に接触・吸収させることにより、該ペットボトルに収納された飲料水の保存性を高くすると共に、前記被保存物２２ｂの味を良くすることができるのである。
【００４２】
要するに、前記水素が透過される合成樹脂、金属またはガラス等を使用して容器を形成することにより、該容器内に前記被保存物２２ｂを収納した場合であっても、該容器内に水素が透過されるため、前記第１の接地電極２側から発生した水素を該容器に収納された被保存物２２ｂに接触・吸収させることができるのである。
【００４３】
従って、被保存物２２ａばかりでなく、容器に収納された被保存物２２ｂであっても、前記第１の接地電極２側から発生する水素を該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに接触・吸収させて有効に利用することによって、被保存物に防腐剤等を含有させず無添加で、且つ被保存物を酸化させずに還元し、該被保存物の保存性を高めることができるのである。
【００４４】
そして、容器に収納された被保存物２２ｂにおいては、酸素は該容器を透過しないため、分離膜２１を配設させない場合であっても、前記容器に収納された被保存物２２ｂが酸化されることはなく、還元させて、その保存性を高めることができるのである。
【００４５】
また、被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂとして、天ぷら料理後の食用油または潤滑油として使用した工業用油等の酸化した油を使用した場合には、該酸化した油が還元されるため、再利用できるようになると共に、その保存性が高いため、廃棄されることがなくなるのである。
【００４６】
このように、液体を交流で電気分解することにより、該液体は直接的に酸化還元電位の低下がなされるが、第１の接地電極２の上方に被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを配設させることにより、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂは間接的に酸化還元電位の低下がなされて保存性が高くなるのである。
【００４７】
この第１の実施の形態で示したように、液体を交流で電気分解をした場合には、一対の印加電極３ａ、３ｂ間で液体の分子が激しく揺さぶられ、該液体の分子が細分化されるため、該交流電気分解により発生する活性水素の発生量は、直流電気分解により発生する活性水素の発生量よりも多く、また、電力効率が良いため、直流で電気分解する場合よりも、少ない消費電力で交流電気分解することができるのである。
【００４８】
なお、一対の印加電極３ａ、３ｂ間に交流を印加して電気分解した場合には、液体中の原子が撹拌され、該一対の印加電極３ａ、３ｂに特定の原子が引き寄せられるということがないため、前記液体は中性を示す。
【００４９】
次に、図１に示された交流電気分解の第１の回路図のより具体的な構成を以下に示す。この第１の回路図において、印加電極３ａ、３ｂと直流電源４との間には、可変抵抗５を介して、直流電源４からの直流電流を高周波の交流に変換して印加電極３ａ、３ｂに印加する高周波スイッチ６ａ、６ｂが接続されている。これら高周波スイッチ６ａ、６ｂは、トランジスタ７ａ、８ａと、７ｂ、８ｂとでそれぞれ構成されている。印加電極３ａ、３ｂには、コンデンサ９を介して接続されており、一対の印加電極３ａ、３ｂの電極間に交流を印加する。直流電源４は処理水等の液体の用途に応じて１０〜５０Ｖの範囲で選択調整しつつ用いることができる。
【００５０】
高周波スイッチ６ａ、６ｂには、抵抗１０ａ、１０ｂをそれぞれ介して高周波スイッチ６ａ、６ｂに高周波の切換指令を与えるフリップフロップ回路よりなる高周波切換指令回路１１が接続され、この高周波切換指令回路１１には制御信号に応動して発振周波数が変化する電圧制御発振器（ＶＣＯ）からなる高周波発振回路１２が接続されている。この高周波発振回路１２にはランダム電圧発生器を内蔵した制御回路１３が接続されている。
【００５１】
高周波発振回路１２は可変周波数形の発振回路であって、電圧制御発振器（ＶＣＯ）に与えられる制御信号の電圧値によってその発振周波数を制御できる。この時の周波数の変動幅は、例えば、中心周波数（略３０ＫＨｚ）の上下に略３〜５ＫＨｚ程度である。
【００５２】
制御回路１３は高周波発振回路１２にその発振周波数を制御するための制御電圧を供給するものである。この制御回路１３はランダム信号発生器を内蔵していて、それが発生するランダム信号に応じて電圧値の変化する制御信号を出力する。シフトレジスタ１４（ＳＦＲ）は１６ステージ構成のものであり、その蓄積情報は端子Ｑ０〜Ｑ１５より並列に読み取ることができるように構成されている。このシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）のシフト動作はシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）の端子ＣＫにパルス発生器１５（ＰＧ）より供給されるシフトパルスによって制御される。また、フリップフロップ１６はパルス発生器１５のパルスにより反転動作を行ない、反転する毎に図３の”Ｉ”部分の急激な周波数変動を行なっている。
【００５３】
ゲート（ＧＴ）は両入力端子に入力される信号が同一であれば「１」、相違すれば「０」の信号を出力する。所謂排他的論理和の動作を行なうゲートであり、一致検出回路として作用する。このゲート（ＧＴ）の入力端子の一方にはシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）の偶数ステージ、例えば、第６ステージの端子Ｑ６より出力される信号が、また、他方には奇数ステージ、例えば、第９ステージの端子Ｑ９より出力される信号が夫々入力される。このゲート（ＧＴ）による一致検出の結果はシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）の端子Ｄより最下位の第０ステージへ入力される。この情報を逐次上位へシフトしてゆくことによってシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）内に乱数情報が蓄えられる。
【００５４】
このシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）内に蓄えられた乱数情報は適当に選択された約半数のステージから抵抗器ｒによって取り出される。本実施例においては、第１、第３、第８、第１０、第１２〜１５の各ステージから信号を取り出している。抵抗器ｒはこれら各ステージの端子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ８、Ｑ１０、Ｑ１２〜Ｑ１５を共通の接続点Ａに接続している。この接続点Ａは高周波発振回路１２を構成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）に接続されている。また一方、電圧制御発振器（ＶＣＯ）はパルス発生器１５に接続されたフリップフロップ回路１６にも接続されている。
【００５５】
従って、これら各ステージに蓄積された乱数情報のパターンが変化すると、高レベルと低レベルとに接続される抵抗器ｒの合成値が夫々変化するため、接続点Ａの電圧がこれに応じて変動してランダム信号が作成される。この動作はＣＰＵにより再現できる。
【００５６】
パルス発生器１５は、例えば５Ｈｚを中心周波数とする連続パルスを送出し、電圧制御発振器（ＶＣＯ）に入力される信号の電圧値に従ってパルスの繰返し周期が変化するように構成されている。この周波数の変動範囲は中心周波数の上下に夫々数ヘルツ程度のものとなっている。このパルス発生器１５の端子には、接続点Ａの電圧が抵抗器ｒ２を介して与えられる。従って、このパルス発生器１５は、シフトレジスタ１４（ＳＦＲ）によるランダム信号に応じてそのパルスの繰返し周期が変動することになる。シフトレジスタ１４（ＳＦＲ）はこのパルス発生器１５の出力をシフトパルスとして用いている。従って、電圧制御発振器（ＶＣＯ）に出力される制御信号はその電圧値、変動周期共に全くランダムに変化することになるとともに、フリップフロップ回路１６により、図３に示す急変化Ｉ部分を作りだしている。
【００５７】
ここで、この制御回路１３においては、制御信号をシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）の約半数のステージに蓄積された乱数情報のパターンを利用して作成しており、その採用ステージにも偏りがあり、さらに前述のようにシフトレジスタ１４（ＳＦＲ）の入力情報として、偶数、奇数の各々から１ステージずつ選ばれた情報の一致検出結果を用いているため、電圧値が急上昇して急降下するような極めて変動の激しい部分が頻繁に現われ、また、短期間で同一の変化パターンを繰返すようなことはない。
【００５８】
前述のように構成された交流電気分解装置の直流電源４のスイッチがオンされると、制御回路１３が前述のように動作してランダム信号に対応した制御信号が高周波発振回路１２に送出され、発振周波数が制御されてランダムに変化する。そして高周波発振回路１２から高周波切換指令回路１１にランダムに変化する高周波信号が与えられる。高周波切換指令回路１１にランダムな高周波信号が与えられると、高周波切換指令回路１１から高周波の切換指令が出され、高周波スイッチ６ａ、６ｂに交互に与えられ、これら高周波スイッチ６ａ、６ｂが高周期でオン、オフされてランダムに変化する高周波交流が形成され、水槽１の液体中に配置された一対の印加電極３ａ、３ｂに交互に印加される。
【００５９】
ここで、高周波発振回路１２から送出される発振周波数は、図３のようにその電圧値及びその電圧値の持続時間が全くランダムに変化するとともに、電圧値が急上昇してから急降下する極めて激しく変動する部分を頻繁に含んでいる。
【００６０】
特許第３３３７４２２号公報のように、このように発信周波数を変化させた場合には、電極表面への白い付着物が発信周波数を変化させない場合よりも顕著に少ないことが肉眼で確認され、更に、第１の接地電極２側から発生する水素と、一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素及び水素等の気泡が細分化されるようになり、発生した水素が長時間に亘って安定するようになる。
【００６１】
要するに、電極表面への白い付着物を少なくできるため、長時間使用した場合であっても水素の発生量が低下することを防止できる、即ち、長期間安定して水素を発生させ、該発生する水素の量を多くすることができる。従って、単に、所定周波数の交流を印加させても良いが、特許第３３３７４２２号公報と同様にして、発信周波数を変化させる方が良い。
【００６２】
本発明に係る発信周波数を変化させる方法としては、前述の方法に限定されるものではなく、例えば、コンピューター等によって発信周波数を制御して変化させても良い。
【００６３】
このように一対の印加電極３ａ、３ｂ間に交流を印加し、第１の接地電極２を接地して液体を交流で電気分解することにより、印加電極３ａ、３ｂ間で
【化１】
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ＝２ＯＨ−＋Ｈ２
の化学変化がおき、水素を発生させることができる。
【００６４】
この際、本発明の水素発生装置においては、第１の接地電極２には略矩形状を呈するチタン材を網目状に形成して白金を蒸着またはメッキしたものを使用することが好ましいが、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルもしくはステンレス等の溶解性の高い金属、または、チタンもしくは白金等の溶解性のない安定した金属を用いることも可能である。
【００６５】
チタン及び白金は、溶解性のない安定した金属であるため液体に溶け込むことがなく、更に、チタンにおいては、耐蝕性及び耐久性に優れており、白金はその表面に酸化した被膜が形成されないため、長期間にわたって安定した交流電気分解をできるのである。
【００６６】
また、第１の接地電極２を網目状に形成することによって、蒸着またはメッキに使用される白金の量を削減できると共に、液体の酸化還元電位を下げる、即ち、水素の発生量を多くする交流電気分解の効率が高くなり、該交流電気分解に要する時間が短くなるのである。これについて、詳しいメカニズムは解明していないが、第１の接地電極２を網状体に形成した場合、第１の接地電極２が網状であるため、板状に形成した場合よりも電子の移動がスムーズに行われるためと推察される。
【００６７】
また、網目の大きさは交流周波数に関係しており、略３０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚの高い周波数にした場合、網目の大きさを略１０×２０ｍｍ角程度にすることができ、第１の接地電極２を板状に形成した場合と比較して、その材料を略１／２０程度にすることができ、コストを削減できる。
【００６８】
第１の接地電極２はパルス信号によるタイマー回路１７に接続されている。該タイマー回路１７は直流電源４の接地されている電極、及び、交流を印加できる回路に接続させる。
【００６９】
この交流を印加できる回路としては、図示していない交流発信器等の交流を印加できる回路であればいずれのものを使用しても良く、図１においては、回路構成を簡略化するために、一対の印加電極３ａ、３ｂと同一の交流を印加できる回路、例えば、該一対の印加電極３ａ、３ｂのいずれか一方の回路に接続して同期させたものであり、タイマー回路１７のパルス信号によって接地されている電極と、前記一対の印加電極３ａ、３ｂと同一の交流を印加する電極とに切り換え、第１の接地電極２の電位は周期的に接地の電位から該一対の印加電極３ａ、３ｂと同一の交流の電位になるようにしている。
【００７０】
このように、第１の接地電極２の電位を、例えば、一時的に該一対の印加電極３ａ、３ｂと同一の交流の電位にする等の交流を印加することによって、第１の接地電極２に吸着したスケール等を除去してクリーニングできるため、該第１の接地電極２から発生する水素の量が低下することなく、該水素の発生量を多くできるのである。
【００７１】
この第１の接地電極２を周期的に接地の電位から交流を印加する時間は、該接地されてている時間と比べて短くて良く、該交流を印加する時間は接地の状態である時間に対して、略１／１０〜１／１０００程度の時間、例えば、接地の状態が略２０分程度である場合に交流を印加する時間が略１０秒程度であれば十分である。このように第１の接地電極２をクリーニングすることによって、スケール等の付着をより防ぐことができると共に、交流電気分解の効率をより高く持続できるのである。
【００７２】
つまり、第１の接地電極２をクリーニングしている時間、即ち、該第１の接地電極２に交流を印加している間は、液体の電気分解が微少になるが、前記第１の接地電極２がクリーニングされることによって、該クリーニング後の電気分解の効率を高くできるので、液体を改質する時間を短くできるのである。
【００７３】
更に、第１の接地電極２に交流を印加することにより、該第１の接地電極２が溶解することがなくなるため、該第１の接地電極２として、チタンまたは白金等の溶解性のない金属ばかりでなく、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルまたはステンレス等の溶解性の高い金属を使用した場合であっても、前記第１の接地電極２が溶解するという問題が生じないのである。
【００７４】
本発明に係る第２の実施の形態の水素発生装置について、水槽１に収容された図示していない液体中に第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとを示した断面図を交流電気分解の第２の回路図と共に図４に示す。なお、この第２の実施の形態においては、タイマー回路１７を直流電源４の正極側と、負極側、即ち、接地電位側とに接続し、また、前記第１の実施の形態の分離膜２１を省略すると共に、一対の印加電極３ａ、３ｂに印加する交流の周波数を制御する回路の換わりに、交流の発信器１９（ＯＳＣ）を接続させたものであり、その他の回路構成については、前記第１の実施例と同様であり、説明が重複するため、その説明については省略する。そのため、この第２の実施の形態において、発信器１９の換わりに、前記第１の実施例の周波数を制御する回路を使用しても良いことは勿論である。
【００７５】
第１の接地電極２はパルス信号によるタイマー回路１７に接続されているが、この第２の実施の形態においては、該タイマー回路１７は、直流電源４の負極側、即ち接地されている電極と、正極側、即ち電源電極とに接続されており、タイマー回路１７のパルス信号によって前記接地されている電極と電源電極とを切り換え、第１の接地電極２の電位は周期的に接地の電位からプラスの電位になる。
【００７６】
このように、第１の接地電極２の電位を一時的にプラスの電位にすることによっても、第１の接地電極２に吸着したスケール等を除去してクリーニングできるのである。
【００７７】
この際、第１の接地電極２の電位をプラスの電位にする時間は、接地されている時間と比べて短くて良く、プラスの電位にする時間は接地の状態である時間に対して、略１／１０〜１／１０００程度の時間であれば十分である。
【００７８】
また、この第２の実施の形態においては、第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとの間隙に分離膜２１を配設させていないが、液体を交流で電気分解しているため、液体を直流で電気分解した場合と異なり、前記一対の印加電極３ａ、３ｂから発生する酸素が活性酸素ではないため、その酸化力が少ないので、被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂに水素を接触・吸収させ、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂを還元すると共に、その酸化を抑制して、該被保存物２２ａまたは容器に収納された被保存物２２ｂの保存性を高めることができるのである。
【００７９】
そのため、第１の接地電極２と、一対の印加電極３ａ、３ｂとの間隙に分離膜２１を配設させることが好ましいが、該分離膜２１を省略することもできるのである。
【００８０】
また、この第２の実施の形態に示したように、一対の交流電極３ａ、３ｂ間に交流を印加できれば良いのであるから、該交流を印加するための回路としては、所定周波数の交流を発信する発信器１９等を使用しても良く、前記第１の実施の形態のように、周波数を制御する回路を使用した場合には、水素の発生量を多くすることができるのである。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の発明に係る水素発生装置は、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極と、分離膜とを備え、該第１の接地する電極を前記一対の交流電極の上方に配設させると共に、その間隙に前記分離膜を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させる構成にしたことによって、第１の接地電極２側から発生する水素（活性水素及び水素分子）と、一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素とを分離しつつ、該一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する水素（活性水素及び水素分子）は透過させて、前記一対の印加電極３ａ、３ｂ側から発生する酸素を排気することができ、前記水素（活性水素及び水素分子）を被保存物の保存性を高めるために提供することができるという優れた効果を奏する。
【００８２】
また、本発明の第２の発明に係る被保存物の保存方法は、液体中に一対の交流電極と、少なくとも１つの第１の接地する電極とを備え、該第１の接地する電極の上方に被保存物または容器に収納された被保存物を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を接地の電位にし、該一対の交流電極及び／または第１の接地する電極から水素を発生させて前記被保存物または容器に収納された被保存物に吸収させることによって、被保存物に防腐剤等を含有させず、該被保存物を酸化させず水素（活性水素及び水素分子）、特に、活性水素により還元させて、該被保存物の保存性を高めることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る水素発生装置を回路図と共に示した説明図である。
【図２】同略矩形状の接地電極を拡大した略示的な平面図である。
【図３】同実施の形態における制御回路から送出される制御周波数の変動を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る水素発生装置を回路図と共に示した説明図である。
【符号の説明】
１  水槽
２  第１の接地電極
３ａ、３ｂ  印加電極
４  直流電源
５  可変抵抗
６ａ、６ｂ  高周波スイッチ
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ  トランジスタ
９  コンデンサ
１０ａ、１０ｂ  抵抗
１１  高周波切換指令回路
１２  高周波発振回路
１３  制御回路
１４  シフトレジスタ
１５  パルス発生器
１６  フリップフロップ回路
１７  タイマー回路
１８  第２の接地電極
１９  発信器
２１  分離膜
２１ａ  煙突状の筒部
２２ａ  被保存物
２２ｂ  容器に収納された被保存物２２ｂ
２３  水面
【図１】
2004263272.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004263272.tif 000005
【図４】
2004263272.tif 000006