(57)【要約】【課題】  水道水などに重曹などの電解質を添加して電解し、飲用の水素水や吸引用の水素ガスを安全で簡便に得る電解水素生成器を安価に製作する。その際、陽極で生成されるオゾンや殺菌成分が陰極側に混入することなく、水道水の代わりにビタミンＣやお茶や果実ジュースなどを用いて水素を含有した複合還元水も生成出来ることを課題とする。【解決手段】  電解膜とは異なる布やメッシュのフィルターを用いて、容器を陽極室と陰極室とに分離して電解する。こうして陽極室で生成される酸素や酸化物質の陰極室の水素水への混入が避けられる。水平に配置した金属メッシュの陰極で陰極室全体に濃度の高い水素水が作られる。最上部に排出口を設けた上蓋構造により安全に水素ガスを吸引出来る。【選択図】図１
2017190518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
陰電極と、
陽電極と、
フィルターを備えていて、
前記フィルターは、前記陰電極と前記陽電極の間にあって、前記容器を前記陰電極を含む陰極室と前記陽電極を含む陽極室に分離し、実効孔径のサイズは１μｍ〜５００μｍであり、前記容器の少なくとも一方の前記電極室には、電解質が入った電解原水を有することを特徴とする電解水素生成器。
【請求項２】
前記フィルターは、化学繊維若しくは綿からなる布、又は紙、又は金属製若しくは樹脂製のメッシュ、又は多孔質セラミックであることを特徴とする請求項１記載の電解水素生成器。
【請求項３】
前記陰電極は、目開きが０．３ｍｍ〜３０ｍｍの金属製のメッシュ、又は孔径０．３ｍｍ〜３０ｍｍで開口率が５０％〜８０％のパンチングメタルであることを特徴とする請求項１記載の電解水素生成器。
【請求項４】
前記陰電極は、下側から前記陽電極、前記フィルター、前記陰電極となる順にお互いに近接して、前記陰極室の最下部に水平若しくは傾斜角が４５°以内に配置され、前記陰極室の下になる陽極室からは前記容器の上部に通ずる気泡通路を有すること特徴とした請求項１記載の電解水素生成器。
【請求項５】
前記陰極室は、上部に蓋が付いて密閉され、蓋には気体取出し口が付いていることを特徴とする請求項１記載の電解水素生成器。
【請求項６】
前記陰極室の上部に、前記陰極室内を上下に移動が可能で、下部が開放されていて、最上部に気体取出し口を設けた上蓋容器を配置していることを特徴とする請求項１記載の電解水素生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明による技術は、家庭用・医療用の小容量電解による水素水並びに水素ガスの生成分野に属する。
【背景技術】
【０００２】    近年、体内に発生する活性酸素を還元するものとして健康用水素水が脚光を浴びている。また、脳梗塞の症状が水素ガスの吸引で軽減したという報告もなされている。
こうしたことから、水の電気分解の原理を利用し、発生する酸素と水素を分離して、水素を水に溶解させて水素水を得る電解水素水生成器も製品化されている。工業的に酸素と水素を分離して得られるようにした従来の主要な技術手段は、「特許文献１」に示されるような電解膜と呼ばれるものである。これは構造的には隔膜とも呼ばれ、電解空間を陽極室と陰極室を隔離してイオンを伝導させて電解電流を流すものである。
この電解膜を挟んで両電極を圧接すれば、電流を流さない精製水を電解原水にしても電解することが出来て、陰極室から水素のみを得ることが出来る様になった。
同様に、「特許文献２」は、このような電解膜を用いた「圧力抵抗性、気密性、コスト効率の高い膜電極アセンブリ」の例である。「特許文献３」はこの電解膜の等価抵抗を下げる工夫をしている。【０００３】  また、「特許文献４」の従来技術にも注目する。この事例は「イオンは通すが電子は通さない隔離シート」を「電極間に介在」させて電極のみを隔離しているが、両極側に別個の電極室を作りそれを隔離しているものではない。また、「イオンを通す」ことは孔径に関係し、「電子を通さない」と言う事は絶縁材で出来ているということで、孔径とは関係がない。このシートでは、電解により発生する酸素と水素を予め分離することはなく、気体の溶解圧力差などを利用して電解後に気体を分離している。そして例示図では多数の電極をこの隔離シートを挟んで積層している。積層することを常とする電気二重層コンデンサー等はこのようなシートをセパレータとして多用しているが、この隔離シートの本質は、電極間の距離を極力小さくし、且つ電極間をショートさせない絶縁セパレータである。【０００４】  一方、最も簡便な電解方法として、電解原水の中に陽極と陰極の両電極をそのまま挿入する無隔膜電解という方法が有る。同室内の両極からは水素と酸素が同時に生成される。発明者が実験で確認したところによれば、ほとんどの陽電極の表面にはナノサイズの絶縁酸化被膜が存在し、その膜の厚さに起因する大きな酸化電位を有した活性酸素が発生して、オゾンや殺菌成分などを生成する。
従って、無隔膜で電解した単一室の電解水にはこのように電解で生成した総ての成分が混入してしまう。例えば、悪いことに原水にごく微量の塩分が含まれていると、陰電極には水素気泡が発生しているにも関わらず、生成水には水素濃度は検出されずに殺菌成分の次亜塩素酸が検出されるということになってしまう。【０００５】  また、水を電気分解して出来る水素ガスを直接吸引する簡単な機器は市販されていない。電解膜を使用すると高価になるばかりでなく、多量に水素ガスを生成した場合、それが空気と混合すると爆発するという危険があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】  特開２０１４−１１１７号公報
【特許文献２】  特表２００９−５１３８２０号公報
【特許文献３】  特表２０１４−５２３９６５号公報
【特許文献４】  特開２０１５−１２８０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明では、高価で配置構造が複雑となる従来技術の電解膜を一切使用することなく、水を電気分解して、陽極側で生成する酸化成分が混入しない適切な飲用水素水、或は吸引用水素ガスを爆発の危険のない形態で安全に得ることが出来て、簡便で安価である電解水素生成器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】    容器と、陰電極と、陽電極と、フィルターを備えていて、
前記フィルターは、前記陰電極と前記陽電極の間にあって、前記容器を、前記陰電極を含む陰極室と前記陽電極を含む陽極室に分離し、その実効孔径のサイズは１μｍ〜５００μｍであり、前記容器の少なくとも一方の前記電極室には、電解質が入った電解原水を入れる。
そして、前記フィルターの材質は、化学繊維若しくは綿からなる布、又は紙、又は金属製若しくは樹脂製のメッシュ、又は多孔質セラミックとする。
「実効孔径」とは、その穴を通過する球体の最大直径とここでは定義する。メッシュの場合の「目開き」と、パンチングメタルや多孔質体の「孔径」にも相当するものである。
従来技術の電解膜は個体電解質で出来ていてイオン伝導を本質としており、「孔」は開いていないにも関わらずに「伝導」により電荷を移動させるのでイオンは通過するのではない。本発明に用いる前記フィルターには「孔」が開いていて、イオン径は１μｍよりはるかに小さいので、１μｍ以上の孔が開いていれば、どちらか一方の電極室に入れて存在する電解質の入った電解液内のイオンと、陽極で発生する水素イオンが、両電極間の電界に引かれてその孔を通過し、電解電流が継続して流れるようになる。
一方、実効孔径が５００μｍ以上であると、陽電極の生成物が陰極室に混入してしまうので、陰極室で出来るだけ純粋で飲用に適切な水素が得られなくなる。【０００９】  次に、前記陰電極は、目開きが０．３ｍｍ〜３０ｍｍの金属製のメッシュ、又は孔径０．３ｍｍ〜３０ｍｍで開口率が５０％〜８０％のパンチングメタルを用いることが、気泡を通過させ、フィルターを支持する上で好ましい。
効率よく水素水を得るには、前記陰電極は、下側から前記陽電極、前記フィルター、前記陰電極となる順にお互いに密着するか近接して、前記陰極室の最下部に水平若しくは傾斜角が４５°以内に配置され、前記陰極室の下側になる陽極室からは前記容器の上部に通ずる気泡通路を有することが好ましい。前記陰電極の目開きが０．３ｍｍ以下であると、前記陰電極で発生する水素気泡が前記陰極室側に移動できない部分が発生して、時間と共に気泡が大きく成長して、電解電流の流れを阻害してしまうようになる。３０ｍｍ以上であると薄い前記フィルターを密着して支持するのが困難になってしまう。パンチングメタルの場合も同様であり、開口率についても同様で、５０％より小さいと、非開口部の陽極室側に水素気泡が成長してしまい、８０％以上であるとパンチングメタルは前記フィルターを密着して支持するには脆弱になってしまう。
前記陰電極から発生する水素気泡は上に向かって上昇し、マイクロバブルとなって前記陰電極のより上部に限定されて滞留して陰極室内のその部分の電解原水を白濁する。従って、前記陰電極の配置関係は前記した構造が好ましいことになる。
一方、前記の構造を採用すると、前記陽電極から発生した酸素気泡は、陰電極と近接した前記フィルターの、前記陽電極側の表面で滞留する。電解時間が長くなるとこの気泡がイオンの移動による電解電流の流れを阻害するようになるので、前記フィルターの上部にある前記陰電極は前記陰極室の最下部に配置されるものの、水平より少し傾斜することが好ましく、傾斜角が４５°より大きくなると上昇する水素気泡と陰極室の原水との接触が少なくなってしまい水素の原水への溶解効率は低下してしまう。この範囲の傾斜があればフィルター下面に集まる酸素気泡は傾斜に沿って移動する。この移動の先に前記容器の上部に通ずる気泡通路を配置して電解電流の継続を可能としている。
前記陰電極は水平に配置して、前記容器そのものを少し傾斜させることでも同等の効果は得られる。【００１０】  水素ガスのみを専用に連続的に得るには、前記陰極室は上部に上蓋が付いて密閉され、上蓋には気体取り出し用の出口を設けることが好ましい。この上蓋が取り外し可能であれば、水素水も得られるものの、この構造では、水素ガスを一時的にこの上蓋部に溜めようとすると、陰極室の水位が下がり、その分だけ陽極室の水位が上がり容易に原水があふれ出てしまう。
この欠点を補う構造も考案した。上蓋容器が取り外してあれば水素水が得られ、上蓋容器を陰極室内に入れれば溜まった水素ガスを原水が溢れることなく得ることが出来る様にするには、前記陰極室内を上下に移動が可能で、下部が開放されていて、最上部に気体排出用の出口を設けた上蓋容器を配置することが好ましい。水素ガスが溜まるにつれて上蓋容器が上に移動して水位は変化しない。水素ガスを吸引する時には前記上蓋容器上部の水素取出口から安全に水素ガスを吸引することが出来る。
水素爆発を防止する為には、いずれの水素ガスを得る場合でも、電解開始時に上蓋の直下の空気は予め排出しておき、陽極室で生成する酸素は順次外気に放出させる。陽極室が陰極室より下に配置する場合は、酸素を外気に放出させる気泡通路と酸素排出口を陽極室側に設置する。
【発明の効果】
【００１１】  本発明に寄れば、陽極生成物の混入が無い高濃度なマイクロバブル水素水を、安価に生成出来るので、疲労や老化などにより体内に蓄積された活性酸素を効果的に還元し除去することが出来る。水道水やお茶やジュウスなどには予め電解質が含まれており、そのまま水素水を含ませて複合水素水も生成できる。
また、水素水を飲んでも最終的に腸などで体内に吸収される水素の量はごく微量と推定される。しかし、水素ガスを肺に吸引すれば、酸素同様に血液に吸収される量は多いことが推量出来る。しかも、水素濃度が０．８ｐｐｍある２５０ｃｃの水素水を飲んでも、水素の量は約２．２ｃｃである。一方、本器を４８０ｍＡの電流で電解すれば毎分３．３ｃｃの水素が生成される。これを直接肺に吸引すれば、血中の水素濃度は高まり、老化や脳梗塞などの疾患に対する作用は大きくなることが期待できるものである。
微量に連続発生する水素ガスを、空気と混合して爆発する危険を除去して、睡眠時などに安全に吸引することも出来るようになる。認知症などの老化病の予防にもなれば画期的である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  本発明により水素水を得る概念を示す構成断面図
【図２】  本発明による両電極とフィルターの配置例断面図
【図３】  ［図２］を下から見た本発明による両電極とフィルターの配置例平面図
【図４】  本発明により水素ガスを得る実施例の概念構成断面図
【図５】  本発明により水素ガスを得る別実施例の概念構成断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】  図１を用いて本発明により水素水を得る形態について説明する。１は電解水素水を得る容器で、フィルター６が容器１を陰極室３と陽極室４を分離している。気泡通路１２は陽極室４の一部をなしており、隔壁２により陰極室３と仕切られている。陽電極７で発生した酸素やオゾンの気泡はこの気泡通路１２を通り酸素排気口１３より外気に放出される。ここで、電極部の組立を図２と図３を用いて説明する。
図２は図１の電極部を左側から見た図で、図３はその図２を下側から見た図である。フィルター６は薄くて弱いので、金属製のメッシュで出来た陰電極５にその給電部２２を残して全面を重ね、周囲のみに接着剤を付けて陰電極５に接着して両者を一体構造にする。そして、陽電極６を一番下にして、その上にフィルター６、その上に陰電極５の順番で陰極室の最下部に配置され、陰電極５はフィルター６と共に周囲を陰極室に接着して陰極室５を形成し、陽極室４から分離する。
しかし、両電極の構造や配置は上記には捉われなく、フィルター６は容器１を陰極室３と陽極室４を分離していれば、本発明の趣旨は損なわれるものではない。
【００１４】  陽電極７はチタンに白金をコートしたものが好ましく、価格と電解液の両電極間への浸透性を考慮すれば棒状であることが好ましく、陰電極５との対面積が広ければ電解電流を多く出来て、陰電極５との距離が小さければ電解効率を上げることが出来る。  従って、両電極はフィルター６を挟んで接近していることが好ましい。
陰電極の給電部１４と陽電極７の延長部は容器１の外部に、水の漏れない圧接構造や接着封印により引き出されていて、両電極にはＡＣアダプター８からＤＣ電源をコード９と制御器１０を介して電源が供給される。
制御器１０の内部には電解電流を一定にする定電流回路１１が内蔵され、陰電極５と陽電極６に接続されている。
【００１５】  酸素排気口１３より微量の重曹かクエン酸などの電解質を添加し、容器１の陰電極５に例えば精製水を入れると、精製水は自身の水圧により水はフィルター６をゆっくりと通過した後に陽極室７を充満し、前記電解質により電解液になる。精製水の代わりに水道水を添加しても良く、水道水にはなんらかの電解質が含まれており、水道水のみが入れられた場合も水道水にはなんらかの電解質が含まれていて電解液は電極室に存在する。水道水で電流が少ない場合にはさらに前記のような電解質を追加して加えることになる。予め電解質を添加した電解液を陰電極５に入れても良く、その場合には、陰極室３に生成された水素水にはこの電解液も一緒に含まれており、この場合は両者を一緒に飲むことになる。
【００１６】    次に、水素ガスを連続的に吸引出来る形態について説明する。図１の点線で示した上蓋２０を陰極室３の上部に取り付けて陰極室３を密閉する。酸素排出口より電解液を入れて陰極室３を充満した後に電解を開始すれば水素取出し口１７から水素ガスを安全に得ることが出来る。水素取出口１７に医療用の酸素吸入カニョーラを転用して取り付ければ、鼻孔より微量水素ガスを連続して吸引することが可能となる。水素ガスは空気とは混合せず、多量に溜まることは無いので爆発の危険は無く安全である。但し、水素の取出しを停止すると原水が溢れることにはなってしまう。
【００１７】  次に、水素水を得るのみでなく、ある程度溜めた水素ガスを適時得ることが出来る本発明の形態について図４を用いて説明する。この場合は図１で示した水素水を得る構造に加えて、水素ガスを集めて溜める移動式の上蓋容器１６を用いる。
水素は水に最大でも１．６ｐｐｍしか溶解せずに、余った水素はガスとなって陰極室３を上昇して上蓋容器１６に溜まる。
この上蓋容器１６は上部に水素取出し口１７があり、その途中にコック１８が付けられている。上蓋容器１６の最下部は開放されていて容器の側面は陰極室３に内接していて上下に移動することが出来る。
電解開始時にコック１８を開放して、上蓋容器１６を電解原水の入った陰極室３の内部に押し下げるか、水素取出し口１７から空気を吸引すると、上蓋容器１６内の空気を無くすことが出来る。その後コック１８を閉めて電解を開始すると、上蓋容器１６内には水素ガスのみが溜まっていく。水素取出し口１７にチューブを接続して、溜まった水素ガスが満杯になる前にコック１８を開けて吸引することが出来る。
こうすれば、電解で発生する水素ガスが空気と混合して滞留することは避けられるので、火気により水素が爆発的に燃える危険性を除くことが出来る。
【実施例１】
【００１８】    図１を用いて水素水を得る実施例を説明する。容器１は透明のアクリル製で、底辺は７５ｃｍ×７５ｃｍ、高さは１５０ｃｍ、厚さは２ｍｍである。隔壁２もアクリル板で容器１の一つの壁面に対して約１０ｍｍの距離を取り、容器１の底面から約１５ｍｍ開けて内接して接着し酸素通路１２を形成している。
陰電極５には、ステンレス製で概略線径０．３ｍｍ、目開き１ｍｍの金網を用いて、奥行きは陰極室３の下部のサイズに合わせ、横方向は制御器接続用としてそれに約１５ｍｍ延長してカットする。フィルター６は市販されている厚さ０．１２ｍｍで、実効孔径が約５０μｍのポリエステルのサテン生地を用いて、陰極室３の下部のサイズに合わせてカットし、陰電極５の周辺に約８ｍｍの幅で接着剤を塗布して陰電極５に接着し一体化する。図１の概念図とは少し異なって、陰電極の給電部１４部分は直角に上方向に曲げて中央にネジ用の穴を開ける。そして容器１にも該位置に穴を開けてフィルター６と一体化した陰電極をネジで水平に取り付ける。このネジから定電流制御器１１に配線する。また、フィルター６と一体化した陰電極５を陰極室３の下部に接着して、陽極室４で生成される物質陰極室３への還流対策としての分離が完成する。
こうして、フィルター６により水圧差が無ければ両室の液体と気泡は両室を通じての還流はしなくなる。次に、フィルター６の下部に棒状で直系２ｍｍの陽電極７を２本取り付ける。容器１の側面下部の該位置に約２５ｍｍの間隔で直系２ｍｍの穴を開けて陽電極７を挿入し、約８ｍｍを外部に残して容器１に接着する。外部では定電流回路１１に接続される。
陽電極は直系２ｍｍのチタン棒に白金をメッキして活性酸素とオゾンに対して腐食しない様にし、チタン面と白金面以外の金属が陽極室４の内部に存在させないことが重要である。この様にして形成される電極とフィルターの配置関係は図２と図３に示される。【００１９】  電解開始時に、図１の酸素排気口１３から重曹を０．２ｇ入れ、ｐＨ８．０（１５℃）の天然水５００ｃｃを容器１の陰極室３に入れた。約１０秒で陽極室４は重曹の溶解した電解液で充満した。この時間はもっと遅く数時間でも良いことを考慮して計算すると、フィルター６の実効孔径が１μｍ以上あればよく、通過させたいイオンや水分子の直系は１μｍよりはるかに小さく、安価に入手できるフィルターの孔径は一般的に１μｍ以上であることから、本発明で使用するフィルター６の実効孔径の下限は１μｍとする。従来技術の電解膜には１μｍ以上の孔は存在しないことからも明確に区別される。
４８０ｍＡに調整された定電流回路１１にＡＣアダプター８から電力を供給すると陰電極５から水素気泡が発生し始め、そして約４分で陰極室の原水は水素気泡のマイクロバブルで全体が充分に白濁した。陽電極７の周りには酸素気泡が発生し、フィルター６に上昇を妨げられたこの酸素気泡は行先を探して終結し拡大していく。容器１を、気泡通路１２が容器の最下部より少し上になるように傾斜させたところ、拡大した酸素気泡は気泡通路１２に移動して酸素排出口１３から外気に放出された。これは両電極を傾斜角４５°以内で気泡通路１２側を上部にして設置しても良いことを示している。
この時の陰極室３の水素水を取り出して水素濃度を測定したところ０．６ｐｐｍであった。そして１０分後には水素濃度は１．０ｐｐｍになった。この時の酸化還元電位は−６４０ｍＶ（ｐＨ９．０）で充分な還元力の有る水素水の生成が確認できた。
電解質として、重曹の代わりにクエン酸やビタミンＣを添加すれば、出来上がる水素水は酸性になりその選択は自由であることも確認した。
また、水道水や精製水や天然水と添加する電解質を使わないで、お茶やジュース、牛乳などを用いることが出来ることも確認した。これらはゆっくりとした還元効果のある食品であり、電流も４８０ｍＡが流れて充分な水素が溶解しており、水素水との複合効果が期待できる。
【実施例２】
【００２０】  次に電解中の気泡や電解液の挙動を目視化して、電極の配置とフィルター６の効果を確認出来る実施例を図示していないが説明する。底面は７０ｍｍ×７０ｍｍで高さが１２０ｍｍの透明アクリル製の容器の下から３０ｍｍの位置に、直径が２ｍｍで長さが５０ｍｍの陰陽の両電極を中央に２０ｍｍの間隔を有して、アクリル容器側面に穴を開けて水平に挿入し配置した。実施例１と異なり両電極は上下でなく水平に配置され、フィルターは水平でなく垂直に配置される構造である。両電極室は垂直に分割され両電極室共に上部は開放されている。
先ず、本発明とは異なり、フィルターを用いない方式で実験する。５００ｃｃの水道水に０．５ｇの食塩を添加して２４０ｍＡ（２７Ｖ）で攪拌しながら１０分間電解した。生成した電解水は水素気泡で白濁しているものの溶解水素濃度試薬では全く反応せずに濃度は０ｐｐｍであった。そして、生成した電解水にヨウ化カリウムを微量添加すると黄褐色に変わり次亜塩素酸の溶存が確認され、水道水に食塩を添加しない場合でもたいていの場合に溶解オゾンが検出され、このような無隔膜方式で、且つ本発明のフィルターを用いない場合の問題点は明白であった。【００２１】  次に、この容器の中央に溝を付け、本発明によるフィルターを取り付けて両電極間を陰極室と陽極室に分離して、本発明の課題を最も簡便に実現する。フィルターは線径は１２０μｍで見開きが５００μｍのナイロン製のメッシュを用いた。フィルターは垂直になり電極は各１本で電極間距離も大きいことと、陰電極はメッシュではなく棒状で、フィルターを支持しないことが実施例１とは異なっているが、本発明による本質構造は同じである。
今回は水道水５００ｃｃに電解質として１．０ｇの食塩と０．１ｇのヨウ化カリウムを添加して容器に入れた後に、このフィルターを取り付けて両電極室を分離し、攪拌せずに２４０ｍＡ（２８Ｖ）で電解した。約２分後には陰極室には水素気泡が陰電極位置の上部にのみ限定されて還流し、この上部のみ白濁した。つまり、陰極室全体の原水に水素気泡が届いて、この全体を水素水にするには、陰電極は陰極室の最下部に陰電極を配置することが好ましいことが明らかになった。
この時の陰極室上部では水素濃度は０．６ｐｐｍであった。一方、陽極室では陽電極でヨウ化カリウムが酸化されて黄褐色になり、それが８分も経過すると陽極室全体が濃い黄褐色になった。しかし、この黄褐色の液体はその時点では陰極室には還流しない。電解を停止して、さらに１０分経過するとようやく黄褐色の液体が陰極室上部に５ｍｍほど層をなして還流し移動していることが確認された。
また、陰極室のマイクロバブルの水素気泡はごくわずかに陽極室にフィルターから侵入していることは確認できたが、酸素気泡の陰極室への移動は確認されなかった。
こうして、この実施例２で用いた見開きが５００μｍのメッシュが、両極室の生成物が実用上の１０分程度の間に混合しない為の見開きの上限であることが決まった。
実施例１では、フィルター６の実効孔径の下限を明確にしており、これらを合わせると、本発明で用いるフィルター６の実効孔のサイズの範囲は１μｍ〜５００μｍである。
【実施例３】
【００２２】  次に水素ガスを得る実施例３について図５を用いて説明する。実施例２と同様にフィルター６は縦に配置されているが、両電極とフィルターの組立は実施例１と組成は同じもので、水平の配置に対して垂直に配置したものである。従って陰電極５はステンレスのメッシュで、実施例２と同様に水素気泡を上部に発生させるものの、水素気泡が陰電極５の下側や遠方には回らないので、陰極室全体に濃度の高い水素水を得る構造としては好ましくはない。しかし、酸素は直ちに外気に放出される。上蓋２０は陰極室３の上部に陰極室３を密閉するように接着されている。陽極室の上部から精製水などに電解質の添加された電解液を入れると、フィルター６を通過して陰極室３も空気をすべて排出して電解液で充満することが出来る。こうして水素取出口１７にチューブを繋いて電解を開始すれば連続して水素ガスを得ることが出来る。
【実施例４】
【００２３】  次に、水素水と水素ガスのいずれかを適時得ることが出来る実施例を図４を用いて説明する。水素水を得る場合には上蓋容器１６を取り除けば実施例１の場合と同じになる。水素ガスを得る場合には新たに上蓋容器１６を図４の様に配置する。陰極室３にほぼ内接するアクリル製コップを用意して下向けにする。コップの底面に直系３ｍｍの穴を開けてシリコーンチューブを上から接続し、下側に来たコップの開放口から陰極室３に入れた。また、シリコーンチューブには止めピンを用意して開閉を可能とした。電解原水に重曹を添加する方法も実施例１と同様である。
シリコーンチューブから空気を吸ってコップ内の空気を抜き取った後に電解を開始した。約３０分でコップ内の水素ガスの量を測定したら約５０ｃｃが確認出来た。このように適当な時間の経過後に止めピンを開放して水素ガスを口から吸引することが出来る。
あるいは、シリコーンチューブの代わりに酸素吸入用カニョーラを転用すれば連続して微量の水素ガスを吸引出来ることも確認した。
連続吸入の場合には、上蓋容器１６に水素ガスが多く溜まると上蓋容器１６内の水面が低くなり水素ガスを排出する圧力が生じるのでこれを利用する。
本実施例は水素水を飲み、水素ガスを吸引できる電解水素生成器を提供することを課題としたもので、図１の機器に、点線で示したような上蓋２０を付ければ水素ガスを取り出す専用器にもなるので、本発明で水素ガスを得るのにこのような可動式の上蓋は不可欠ではない。こうして一定量以上の水素ガスが空気と混合して滞留することはなく、連続して発生する水素ガスも電解に制限されて微量であることから爆発に対して安全である。
連続電解を行いながら酸素排気口１３に鼻を近づけてオゾン臭を明確に確認出来た。
しかし、この時に陰極室の水素水にはオゾンは検出されなかった。【００２４】  以上の実施例は総て本発明の一部の例を示したに過ぎない。
フィルター６の材質は化学繊維若しくは綿からなる布、又は紙、又は金属製若しくは樹脂製のメッシュ、又は多孔質セラミックでも良いことも確認した。但し、オゾンなどに接しても著しく劣化しないことが求められる。また、金属製のメッシュを用いる場合には両電極との接触を避ける配置にする必要はある。このようなフィルター６は価格を考慮すれば布が好ましいことになる。また、布は織布に限らず不織布でも良い。不織布は実効孔径が不ぞろいになるだけの事である。これらを考慮すると、電気化学の領域の電極間絶縁セパレータで使用されるほとんどの材質のシートが転用できる。しかし、本発明のフィター６は、電極のみ隔離するこれらのセパレータとは役割と配置構造が本質的に異なっていることは再度明記するものである。
また、陽電極７について、その基体は表面のナノ膜が厚いチタンが好ましくその表面は白金に限定されることなく、活性酸素が生成される陽極の反応で腐食しない金属やＤＬＣ等なら使用可能である。基体がチタンでないと表面コートにピンホールが出来ると腐食を開始してしまう。しかし、酸化されて表面が少しづつ溶解することを許容するならばグラファイトや炭素棒でも使用可能であり、形状も自由である。少し高価にはなるが、陽電極７をメッシュ構造にしてこちらにフィルター６を一部接着して一体化しても良い。
また、定電流制御の電流値も添加電解質などの量や温度との兼ね合いで自由に設定できることは言うまでもない。生成される水素ガスの量はファラデーの法則により簡単に計算できるし、実際合致していた。
また、電解質にナトリューム等のアルカリ金属イオンが含まれる場合は、このイオンが陰極室に移動していくので陰極室の原水は水素を含みつつアルカリ度が増していく。６時間の電解継続ではｐＨ１２．４（２０℃）となったことを確認した。数時間に及ぶ長時間電解では陰極室の水素水は飲用には適さない洗浄水になることも付記して置く。
その他、本発明は実施例と補足説明の内容に限定されることなく発明の本質を外れない範囲で様々に応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】    本発明による電解水素生成器は、家庭用及び医療用の安価で簡便な水素水及び水素ガスを生成する機器として利用できる。
【符号の説明】
【００２６】  １      容器                    １３    酸素排出口
２      隔壁                    １４    陰電極の給電部
３      陰極室                  １６    上蓋容器
４      陽極室                  １７    水素取出し口
５      陰電極                  １８    コック
６      フィルター              ２０    上蓋
７      陽電極
８      ＡＣアダプター
９      コード
１０    制御器
１１    定電流回路
１２    気泡通路
【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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