(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽と、
前記電解槽内の水中に配置される棒状の第一の電極と、
一対の電極板からなり、前記電極板が前記第一の電極を挟んで互いに向かい合い且つ平行に配置される第二の電極と、
前記第一の電極及び前記第二の電極の周囲を囲む第三の電極と、
高周波の中心周波数の上下に、周波数の変動を与えた高周波の交流の電気を供給する給電部と、を有し、
前記第一の電極を、前記電気的に接地される中心電極材と、これを被い且つ電気的に接続されるパイプ電極材とから形成し、当該パイプ電極材を前記中心電極材に対して着脱自在に形成し、
前記第一の電極を、前記第二の電極の各電極板と平行な平面上に配置し、前記第二の電極の各電極板と前記第一の電極との間の最短距離をともに３．０〜６．０ｍｍの範囲とし、
前記第一の電極及び前記第三の電極をそれぞれ電気的に接地し、
前記第二の電極の前記一対の電極板間に前記給電部から供給される交流を印加し、これら両電極板と前記第一の電極間、及び前記両電極板と前記第三の電極間にそれぞれ直流を印加し、水の電気分解を行なうことを特徴とする水素水生成装置。
【請求項２】
本体部に前記電解槽を載置し、
前記電解槽の上部を被う蓋部材の下部に、前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極をそれぞれ取り付け、
前記蓋部材を、前記本体部から延設されるアーム部の上部の連結部に対して回動自在に配置し、前記蓋部材を閉じた状態で、前記給電部から電気を供給して前記電気分解を行う一方、前記蓋部材を開いた状態において、前記第一の電極に係る前記パイプ電極材を前記中心電極材から脱着し、保守を行なうことを特徴とする請求項１に記載の水素水生成装置。
【請求項３】
前記第二の電極の各電極板を、それぞれ網目が形成された板状に形成し、それぞれ前記第一の電極の中心対称位置に配置し、前記第三の電極を、網目が形成された筒状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の水素水生成装置。
【請求項４】
前記給電部から供給される前記交流として、２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波の交流を用い、これを中心周波数とした上下に３〜５ｋＨｚの周波数の変動を与えた高周波交流を供給することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の水素水生成装置。
【請求項５】
前記第二の電極に、チタン材に白金メッキを施した材料を用い、前記第三の電極にステンレス網材を用いたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の水素水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気分解により長期保存が可能な高濃度のナノバブル水素水を生成する水素水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の電気分解に関して、特許文献１には、水中に第１，第２，第３の電極を配置し、前記第１，第２の電極間に交流を印加し、前記第３の電極を接地し、前記第１，第２の電極と前記第３の電極との間の水に直流電圧を発生させ、第１及び第２の電極と第３の電極間の水に直流電流を流し、前記水を電気分解して該水の酸化還元電位を下げる水の改質方法が開示されている。
ここでは、交流として３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波を用いている。また、前記直流により、水が電気分解されて水の酸化還元電位を下げ、また水のＣＯＤ値を下げることができるというものである。
【０００３】
特許文献２には、液体中に、酸化還元電位を低下させる金属からなる一対の交流電極と、第１の接地する電極とを配設し、前記一対の交流電極と第１の接地する電極との周囲には、略箱形状を呈する網目状の第２の接地する電極を配設し、前記一対の交流電極間には交流を印加し、且つ前記第１の接地する電極を周期的に接地の電位から交流を印加するように制御し、液体の酸化還元電位を下げる液体の交流電気分解方法が開示されている。
【０００４】
ここでも、交流として中心周波数（略３０ｋＨｚ）の上下に略３〜５ｋＨｚの周波数の変動を与え、また急激な周波数変動を起こさせている。さらに、フリップフロップの反転動作の行いにより、反転する毎に急激な周波数変動を行っている。そして、板状の一対の交流電極と板状の接地電極等が示され、前記交流の印加等により、液体の酸化還元電位を低下させ水素の発生量を多くするというものである。
【０００５】
また、特許文献３には、交流による電気分解に加えて、さらに周波数変動中に急激に周波数上昇又は下降の変化する部分をもたらし、これにより電界干渉を発生させる衝撃波を作り、水素等の泡を高周波と衝撃波によりナノバブルまで小さくし、実測値で０．５μ以下の微小バブルが生成されたことが示されている。また、２リットルの水を３０ＫＨｚで２０分処理した場合のバブル数２７，０００／ｍｌが、衝撃波変調有りでは５４，０００／ｍｌと大量になり、またバブルの大きさは０．５〜０．１μｍであった旨記載されている。
【０００６】
そこで本願発明者は、さらに実用化に向けて水素水生成装置を試作した。この装置は、電解槽の容器内に、図９に示す２種類の電極を配置したものである。
これら電極は、容器の上部を覆う蓋部材に取り付けられ、棒状（断面円形）のグランド電極１２２、このグランド電極１２２の両側に配置された平板状のメイン電極１２４からなる。メイン電極１２４は、一対のメイン電極板１２４ａ，１２４ｂを有している。これら電極は、互いに平行な状態で配置されている。
【０００７】
そして、グランド電極１２２と各メイン電極板１２４ａ，１２４ｂとの間の電極間の距離（Ｋ）を、それぞれ（Ｋ＝）１４．５ｍｍとした。また、グランド電極１２２の直径（Ｍ）を８．５ｍｍ、各メイン電極板１２４ａ，１２４ｂの幅（Ｎ）をそれぞれ４０ｍｍとした。
ここで、前記電極間の距離（Ｋ）は、従来から行われている電気分解に係る電極間の距離を参考にした。また、メンテナンス等の点から棒状のグランド電極１２２を採用した。
また、各電極への電気の供給は、電源回路（特許文献２に開示）から供給し、一対のメインメイン電極板１２４ａ，１２４ｂには交流を印加し、グランド電極１２２は接地した。この水素水生成装置を用いて電解槽内の水を電気分解し、発生する水素量として水素バブルの粒子径及び粒子数等を、民間の機関に委託して測定した。
【０００８】
図１０は、測定結果を示すグラフである。このグラフは、横軸に水素バブル（気泡）の粒子径（Size(nm)）、縦軸には濃度（Concentration (Particles/ml)）としてその粒子数（単位E6）が示されている。なお、ここでの電気分解に要した時間は３時間であり、また使用した電気分解前の原水（水道水）には水の伝導率を高めるためのミネラルを加えた。また前記測定は、電気分解の直後に行った。
このグラフからは、水素バブルの粒子径が２００ｎｍを中心に粒子が分布していることがわかる。また、前記水素水生成装置により生成された粒子（バブル）の数として、１ｍＬ中の粒子数は、５．５９億個／ｍＬであった。これから、水素水としてナノサイズの粒子の水素バブルが生成されていることを確認した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許２６１５３０８号公報
【特許文献２】特許４２９６０３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記水素水生成装置をより実用化に向けるべく、本願発明者はさらに装置を見直し、より微細、且つ高濃度のナノバブル水素水を生成可能な装置に関する改良を行なった。この際、特に前記距離（Ｋ）に着目し、併せて電極の状態が良好に維持できるよう、その保守（メンテナンス）の容易性にも注意を払った。
【００１１】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、長期保存可能で高濃度のナノバブル水素水の大量生成が行え、併せて電極の維持が良好に行えて水素水の生成にも寄与する水素水生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の技術的課題を解決するため、本発明に係る水素水生成装置２は図１，４等に示すように、電解槽６と、前記電解槽６内の水中に配置される棒状の第一の電極５０と、一対の電極板５２ａ，５２ｂからなり、前記電極板５２ａ，５２ｂが前記第一の電極５０を挟んで互いに向かい合い且つ平行に配置される第二の電極５２と、前記第一の電極５０及び前記第二の電極５２の周囲を囲む第三の電極５４と、高周波の中心周波数の上下に、周波数の変動を与えた高周波の交流の電気を供給する給電部１４と、を有し、前記第一の電極５０を、前記第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂと平行な平面上に配置し、前記第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂと前記第一の電極５０との間の最短距離をともに３．０〜６．０ｍｍの範囲とし、前記第一の電極５０及び前記第三の電極５４をそれぞれ電気的に接地し、前記第二の電極５２の前記一対の電極板５２ａ，５２ｂ間に前記給電部１４から供給される交流を印加し、これら両電極板５２ａ，５２ｂと前記第一の電極５０間、及び前記両電極板５２ａ，５２ｂと前記第三の電極５４間にそれぞれ直流を印加し、水の電気分解を行なう構成である。
【００１３】
本発明に係る水素水生成装置２は、前記第一の電極５０を、前記電気的に接地される中心電極材６０と、これを被い且つ電気的に接続されるパイプ電極材５６とから形成し、当該パイプ電極材５６を前記中心電極材６０に対して着脱自在に設けた構成である。
【００１４】
本発明に係る水素水生成装置２は、本体部４に前記電解槽６を載置し、前記電解槽６の上部を被う蓋部材８の下部に、前記第一の電極５０、前記第二の電極５２及び前記第三の電極５４をそれぞれ取り付け、前記蓋部材８を、前記本体部４から延設されるアーム部１８の上部の連結部２０に対して回動自在に配置し、前記蓋部材８を閉じた状態で、前記給電部１４から電気を供給して前記電気分解を行う一方、前記蓋部材８を開いた状態において、前記第一の電極５０に係る前記パイプ電極材５６を前記中心電極材６０から脱着し、保守を行なう構成である。
【００１５】
本発明に係る水素水生成装置２は、前記第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂを、それぞれ網目が形成された板状に形成し、それぞれ前記第一の電極５０の中心対称位置に配置し、前記第三の電極５４を、網目が形成された筒状に形成した構成である。
【００１６】
本発明に係る水素水生成装置２は、前記給電部１４から供給される前記交流として、２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波の交流を用い、これを中心周波数とした上下に３〜５ｋＨｚの周波数の変動を与え、且つ波形の一部に、急激な周波数変動を行わせた高周波交流を供給する構成である。
【００１７】
本発明に係る水素水生成装置２は、前記第二の電極５２に、チタン材に白金メッキを施した材料を用い、前記第三の電極５４にステンレス網材を用いた構成である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る水素水生成装置によれば、第一の電極を、第二の電極の各電極板と平行な平面上に配置し、第二の電極の各電極板と第一の電極との間の最短距離をともに３．０〜６．０ｍｍの範囲とし、第一の電極及び第三の電極をそれぞれ電気的に接地し、第二の電極の一対の電極板間に給電部から供給される高周波の交流を印加し、これら両電極板と第一の電極間、及び両電極板と第三の電極間にそれぞれ直流を印加し、水の電気分解を行なう構成としたから、長期保存が可能で微細かつ高濃度のナノバブル水素水の大量生成が行えるという効果を奏する。
【００１９】
本発明に係る水素水生成装置によれば、第一の電極を、電気的に接地される中心電極材と、これを被い且つ電気的に接続されるパイプ電極材とから形成し、パイプ電極材を中心電極材に対して着脱自在に設けた構成としたから、保守（メンテナンス）が必要なパイプ電極材の着脱が容易で作業性に優れ、また電極のメンテナンスが容易に行え、電極を良好な状態で維持でき、ナノバブル水素水の大量生成にも寄与する、という効果がある。
【００２０】
本発明に係る水素水生成装置によれば、蓋部材を、本体部から延設されるアーム部の上部の連結部に対して回動自在に配置し、蓋部材を閉じた状態で、給電部から電気を供給して電気分解を行う一方、蓋部材を開いた状態において、第一の電極に係るパイプ電極材を中心電極材から脱着し、保守を行なう構成としたから、電極の着脱が容易かつ手軽に行えて作業性に優れ、また電極のメンテナンスが容易に行え、併せて電気分解の効率促進にも寄与するという効果がある。
【００２１】
本発明に係る水素水生成装置によれば、第二の電極の各電極板を、それぞれ網目が形成された板状に形成し、第一の電極の中心対称位置に配置し、第三の電極を、網目が形成された筒状に形成したから、電気分解の効率が増し、また電極の形態が統一され機能的にも優れかつ安定するという効果がある。
【００２２】
本発明に係る水素水生成装置によれば、記給電部から供給される交流として、２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波の交流を用い、これを中心周波数とした上下に３〜５ｋＨｚの周波数の変動を与え、且つ波形の一部に、急激な周波数変動を行わせた高周波交流を供給する構成としたから、長期保存可能で微細かつ高濃度のナノバブル水素水の大量生成が効率よく行えるという効果がある。
【００２３】
本発明に係る水素水生成装置によれば、記第二の電極に、チタン材に白金メッキを施した材料を用い、第三の電極にステンレス網材を用いた構成としたから、長期的にも電極の維持が良好に行え、ナノバブル水素水の大量生成が効率よく行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る水素水生成装置の断面を示す図である。
【図２】実施の形態に係る水素水生成装置の電極部材等の分解斜視図である。
【図３】実施の形態に係る電極部材等の断面図である。
【図４】実施の形態に係る電極部材の断面図（水平）である。
【図５】水素水生成装置の給電部の電源回路（ａ）、及び高周波周波数に係る急激な周波数変動（衝撃波）を示すグラフ（ｂ）である。
【図６】水素水生成装置の蓋部材を開いた状態を示す図である。
【図７】水素水生成装置による、電気分解後のナノバブル水素水の濃度等（バブルの粒子径（nm）とバブル数(粒子数（単位E6）)との関係）を示すもので、（Ａ）は電気分解（生成）直後の濃度を、（Ｂ）は電気分解から１か月経過後の濃度を示すグラフである。尚、測定は民間の機関に委託して行った。
【図８】水素水生成装置の第三の電極（網電極）におけるカシメ部の位置を示す図であり、（ａ）は第一の電極と合金板の中心を結ぶ線分と、第一の電極とカシメ部（中心）とを結ぶ線分とがなす角度が０°の位置、（ｂ）は同３０°の位置、（ｃ）は同９０°の位置、（ｄ）は同１８０°の位置をそれぞれ示し、（ｅ）は第三の電極におけるカシメ部を示す写真を示す。
【図９】従来例に係る水素水生成装置の電極の断面（水平）を示す図である。
【図１０】従来例に係り、電気分解後のナノバブル水素水の濃度等（バブルの粒子径（nm）とバブル数(粒子数（単位E6）)との関係）を示すグラフである。尚、測定は前記と同様の民間の機関に委託して行った。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る水素水生成装置の実施の形態を説明する。
図１等に示すように、この実施の形態に係る水素水生成装置２は、本体部４、電解槽６、及び電極部材１０等を有する。本体部４の内部には、制御部１２及び給電部１４等が内蔵され、上側には電解槽６を載置する台部１６が形成されている。また本体部４の一部には、アーム部１８が上方向きに形成され、その上部には連結部２０が設けられている。
【００２６】
電解槽６は、底部及び円筒状の筒部からなる容器である。また、電解槽６の下部近傍には、給水用のコック２７が取り付けられている。電解槽６は、本体部４の台部１６に載置した状態で使用する。電解槽６は円筒形状であり、内径は２２０ｍｍ程度、また高さは１７０ｍｍである。
【００２７】
そして、電解槽６の上部を覆う状態で、蓋部材８が配置されている。蓋部材８は、全体が円盤状であり、周囲部の一部に形成された連結受部３４を介して、本体部４の一部から上方に延設されるアーム部１８と連結されている。蓋部材８の連結受部３４は、アーム部１８の上部の連結部２０と連結し、連結部２０内の回動軸３２を中心に蓋部材８が回動自在（開閉自在）に構成されている。また蓋部材８の裏面部３６には、各種電極の取付け部が形成されている。
【００２８】
このように、電解槽６は、本体部４とは独立しており、蓋部材８の開時に必要に応じて本体部４から外し、注水或いは洗浄等のメンテナンスが行える。ここでは、電解槽６に充填可能な水量を最大５リットルとしている。この水量は、家庭内、或いは施設内等において十分に消費量がまかなえ、また水素水生成装置の能力、重量及び設置場所等を考慮して定めたものである。他に、３リットル〜８リットル程度の水量をまかなうことも可能である。水量を増加した場合には、その分、電気分解に要する時間を増やすこと等で対処可能である。
【００２９】
また、蓋部材８は回動軸３２を中心に回動し、蓋部材８を開いたときには、閉状態から９０度或いはそれ以上（例えば１２０度）の開角度の状態で、ストッパ４０により開移動が停止する。これと同時に、ロック機能等による停止状態の保持機能により、当該開角度で、蓋部材８の停止状態が維持される。この蓋部材８の停止状態において、電極部材１０に係る各電極の脱着及び装着等の保守（メンテナンス）作業が可能である。
【００３０】
本体部４における電源の給電部１４では、電気分解用の電気を発生供給する。この給電部１４からの電気は、電気配線によりアーム部１８を通過し、アーム部１８から連結部２０を経由し、蓋部材８の接続端子４２に送られる。
電解用に給電される電気配線は、第二の電極５２に送られる交流の電気配線、及び第一の電極５０用のグランド（接地電極）などの電気配線がある。第三の電極５４は、第一の電極５０を介して電気的に接地される。給電部１４からは、第二の電極５２を形成する一対の各電極板５２ａ，５２ｂに対して、それぞれに交流の電気配線が行われる。
【００３１】
図２は、蓋部材８、及び蓋部材８の裏面部３６に取り付けられる電極部材１０等の分解斜視図である。蓋部材８の裏面部３６には、電極の接続端子４２が設けられている。
電極部材１０としては、棒状の第一の電極５０、一対の電極板５２ａ，５２ｂからなる第二の電極５２、及び筒状の第三の電極５４を有する。
第一の電極５０は、その中心部の中心電極材６０、およびこの周囲を被い、この中心電極材６０に着脱自在に嵌装される円筒状等のパイプ電極材５６を有する。このパイプ電極材５６は導電性を有し、中心電極材６０と互いに電気的に接触し電気的に導通している。
【００３２】
これら第一、第二、及び第三の各電極の各材料は、何れも導電材が用いられ、例えばチタン、ステンレス、マグネシウム、アルミニウム等が用いられる。また、各材料の表面に白金等のメッキを施すのも有効である。ここでは、第二の電極５２の材料は、チタン材に白金メッキを施したものを使用している。白金メッキにより、電極として良好な電気的特性が維持される。また、第一の電極５０及び第三の電極５４は何れもステンレス材を用い、電極の耐久性を高めている。
【００３３】
第一の電極５０は棒状であり、断面円形状の中心電極材６０に、これを被うようにパイプ電極材５６が嵌装された形態である。パイプ電極材５６は、円筒状のパイプ材からなる。中心電極材６０の上端部には電極端子６２が形成され、中心電極材６０の下端部にはネジ溝が形成されたネジ部６４が突出している。パイプ電極材５６の長さは中心電極材６０の長さと同じ（同程度）で、中心電極材６０はパイプ電極材５６によって完全に覆われる形状である。このため、実質的に、第一の電極５０の電気分解はパイプ電極材５６によって行われる。
【００３４】
第一の電極５０では、シリカ等のスケールは中心電極材６０に付着せず、メンテナンスは、スケールが付着するパイプ電極材５６について行えばよい。
ここで第一の電極５０の中心電極材６０は、直径５．７ｍｍの円柱状である。またパイプ電極材５６の外径は８．０ｍｍであり、内径は中心電極材６０に密着する径（直径５．８ｍｍ程度）としている。このため、第一の電極５０の外観上の直径は８．０ｍｍである。
【００３５】
第二の電極５２は、一対の板状の電極板５２ａ，５２ｂからなる。これら電極板５２ａ，５２ｂは、網目が形成された長方形（縦に長い）の板状である。また各電極板５２ａ，５２ｂの上部の中央部には、それぞれ上方に突出した電極端子６６が形成されている。電極板５２ａ，５２ｂを網目状に形成したのは、表面積を大きくし又表裏の両側で化学反応を生じさせ、電気分解の効果を高めるためである。
【００３６】
第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂの配置は、それぞれ第一の電極５０の近傍であって、かつ第一の電極５０の中心対称位置に配置される。これにより、棒状の第一の電極５０に対して、各電極板５２ａ，５２ｂとの間の距離的なバランスがとれ、電気分解も安定して行われる。
【００３７】
第三の電極５４は、筒部７０と底面部７２からなる有底筒状の形状であり、材料はステンレス製で縦横の網目が形成された網材が用いられている。この筒部７０は、円筒形状であり、筒部７０の上下部の各周囲には、それぞれ上カバー材７１、下カバー材７３が取り付けられている。筒部７０の中間部には、補強用の環状線材７５が取り付けられている。また、底面部７２は、筒部７０と同様の網目が形成された平坦な形状であり、その中央部には挿通孔部７４が設けられたリング材７６が取り付けられている。
【００３８】
そして、蓋部材８の裏面部３６の接続端子４２には、第一の電極５０の中心電極材６０の電極端子６２が溶接、半田等により接続され、また、第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂの電極端子６６が同様に接続されている。このため、第一の電極５０及び第二の電極５２の各電極端子は、それぞれ蓋部材８の接続端子４２に固く固定された状態である。
電極部材１０による水の電気分解では、交流電極として第二の電極５２の一対の電極板５２ａ，５２ｂ、及び接地電極として、第一の電極５０及び第三の電極５４を、それぞれ電解槽６の水中に沈め、各電極間に通電して電気分解処理を行う。
【００３９】
また、ここでは、マグネシウム合金材として、マグネシウムと亜鉛の合金板８０を合金板ケース８２に納め、これを電極部材１０とともに使用している。この合金板８０により、電解槽６の水中にミネラルが豊富に含有される。
電極保持具８４は、各電極の下部側を支え保持する。電極保持具８４は、第二の電極５２の保持部、パイプ電極材５６の支持部、及び合金板８０のケース保持部を有している。また電極保持具８４の中央部には、上下に貫通する貫通孔部８６が形成されている。
【００４０】
第一の電極５０は、各電極の中心に位置するものであり、この第一の電極５０を基準に他の電極を配置する。水素水生成装置２の使用時の形態として、第一の電極５０は、蓋部材８に対して真下（垂下）に向けて取付けられる。
そして、この第一の電極５０を間に挟む状態で、第二の電極５２に係る各電極板５２ａ，５２ｂが、前記と同様真下に向けて取り付けられる。これら電極板５２ａ，５２ｂは、各面同士を平行に配置し、また第一の電極５０に対して対象（点対象）な状態に配置する。
【００４１】
図３は、電極部材１０等の断面を示したものである。第一の電極５０は、接地（グランド）電極である。第二の電極５２として、一対の電極板５２ａ，５２ｂには、それぞれ交流電圧等が印加される。第三の電極５４は、第一の電極５０と同様の接地（グランド）電極である。
第一の電極５０において、その中心電極材６０とパイプ電極材５６との間は、両者が挿通可能な程度で、隙間は殆んど無い状態である。パイプ電極材５６と中心電極材６０間は接触により電気的に導通しており、パイプ電極材５６は中心電極材６０と電気的に一体である。
【００４２】
第一の電極５０では、電気分解の作用はパイプ電極材５６によって行われ、またスケール（シリカ等）の不純物もパイプ電極材５６に付着し、中心電極材６０にはスケール等は付着しない。
蓋部材８には、第一の電極５０の中心電極材６０、及び第二の電極５２の上部が固定され、またパイプ電極材５６及び第三の電極５４はともに着脱可能に保持される。
【００４３】
第三の電極５４は、第一の電極５０及び第二の電極５２等の周囲を被う大きさの筒状に形成され、上下（筒の中心線）の長さは、第一の電極５０の長さと同程度である。
第三の電極５４を筒状とし全体を網目状に形成したのは、この電極の表面積を大きくし、筒状の表裏の両側で化学反応を生じさせ、電気分解の効果を高めるためでもある。ここでは、第三の電極５４の筒部は、断面円形状でその直径は７０ｍｍ、また高さは１３７ｍｍである。
【００４４】
図４は、電極部材１０の断面（水平）を示すものである。ここで、図４に基づき、前記各電極の配置形態、及び第一の電極５０と、第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂとの間の距離（Ｌ）について説明する。この電極間の距離（Ｌ）は、ここでは第一の電極５０と第二の電極５２間の最短距離を示すものとする。
第一の電極５０と第二の電極５２との間は、主に直流によって電気分解が行われ、また電気分解による水素の発生も主にこれら電極間で行われる。そして、前記電極間の距離（Ｌ）と電気分解の効果との関係について、距離（Ｌ）を変えて電解水中に発生する水素量を調べた。なお、電気分解により発生する水素量は、略電解水のＯＲＰ値（酸化還元電位）に比例することから、ここではＯＲＰ値の測定により水素量を予測した。
【００４５】
前記測定では、前記距離（Ｌ）を種々変化させて電気分解の反応を調べた。この際、距離（Ｌ）を次第に狭くすると、水素量は距離（Ｌ）が４．５ｍｍあたりまでは上昇し、これ以上距離を狭くしても電気分解の反応に目立った増加等の変化はなかった。
一方、電極間の距離（Ｌ）があまり狭いと、スケール（第一の電極５０等に付着するシリカ等の不純物）の量が増加することが社内試験で確認されている。また、水道水等には僅かに塩素が含まれており、この塩素についても、電極間の距離（Ｌ）が狭くなると、電気分解による塩素の発生量が多くなることも確認されている。
【００４６】
これらから、電極間の距離（Ｌ）については４．５ｍｍ程度が、発生する水素量も多く、また前記スケール及び塩素の量も軽減できることから、実用上最適な距離とした。また、この距離（Ｌ＝４．５ｍｍ）に近い範囲においても、同程度の水素量の発生及び効果が見込まれるため、これから距離（Ｌ）は、３．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲が好ましいと考えられる。
【００４７】
また、第一の電極５０は断面円形の棒状とし、その直径（Ｆ）を８ｍｍ（程度）とした。
これは、電極間の最短距離の部位を集中させた方が、電気分解の反応が高まることが確認されているためである。このため、第一の電極５０を棒状として、第二の電極５２との間の最短距離の部位を集中させるようにした。この場合、電極間の距離（Ｌ）を狭くすれば、それだけ最短距離の部位がより集中し電気分解の反応が高められる。
また、第一の電極５０を棒状に形成した場合、スケールの除去等が容易であり、これにより電気分解の効率も良好に維持される。
【００４８】
また上述したように、第一の電極５０は第二の電極５２との間の距離を狭くした場合、電気分解時に、第一の電極５０へのスケール等の不純物の付着が比較的多くなる。このため、ここでは第一の電極５０に付着したスケールを、迅速かつ容易に取り除くための方策として、第一の電極５０を中心電極材６０とパイプ電極材５６とに分けた。
そして、パイプ電極材５６を中心電極材６０から着脱可能とし、このパイプ電極材５６を取り外して、パイプ電極材５６に付着したスケールの除去等の保守（メンテナンス）が容易に行えるようにした。これにより、電気分解が効率よく行え、高濃度のナノバブル水素水の大量の発生にも寄与する。
【００４９】
第一の電極５０の直径（Ｆ）は、この径を変化させても電気分解の反応、効率に格別の変化もないことから、むしろ電極の維持管理、メンテナンスの面を考慮し、これら維持保守の容易性から８ｍｍとした。この直径（Ｆ）についても、維持管理等の面から実用的には６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲が適当と考えられる。
なお、第一の電極５０は、ここでは中心電極材６０にパイプ電極材５６を嵌めた形態を採用したが、これは電気分解の反応のみを考慮した場合には、中心電極材６０（例えば直径８ｍｍ）のみを用いて電気分解を行う形態の採用も可能であり、この場合、電気分解の反応及びその効果には何ら変わりはない。
【００５０】
第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂは、網体かつ板状としているが、これは電気分解の効率を考慮したためであり、また第一の電極５０との間で最短距離を良好に形成するためでもある。第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂの幅（Ｗ）は、何れも４８ｍｍとし、また高さは１２６ｍｍとした。この幅（Ｗ）は、第一の電極５０との間の電気分解の反応距離との関係で、あまり広くしても効果が見込まれないことから、実用的な寸法とした。この横幅は、電気分解の能力及び容器の寸法等からすれば、３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲が好ましい。
【００５１】
第三の電極５４は筒状であるが、ここでは筒部７０の直径（φ）を７０ｍｍとした。この直径は、電気分解の効率及び第二の電極５２の横幅との関係もあって、第二の電極５２の横幅よりも２０ｍｍ（程度）小さく形成するのが好ましい。
また、第三の電極５４は接地（グランド）電極としているが、これは塩素の発生を防止するためである。社内試験によれば、第三の電極５４を接地（グランド）することで、電気分解後の水中の遊離塩素の量が大幅に低減することが確認されている。
この第三の電極５４は、必要以上に大きくすると電気分解の効果が薄れる一方、構成上、第二の電極５２、第一の電極５０等を内部に納める必要があるため、ここでは少し余裕をもって７０ｍｍとした。筒部の直径（φ）は、他には６０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲が実用的である。
【００５２】
図５（ａ）は給電部１４に係る電源回路を示すものである。なお、この電源回路は前記特許文献２に記載の電気回路と基本構成は同様である。
第二の電極５２の電極板５２ａ、５２ｂと直流電源９４との間には、可変抵抗９５を介して、直流電源９４からの直流電流を高周波の交流に変換して電極板５２ａ、５２ｂに印加する高周波スイッチ９６ａ、９６ｂが接続されている。これら高周波スイッチ９６ａ、９６ｂは、トランジスタ９７ａ、９８ａと、９７ｂ、９８ｂとでそれぞれ構成されている。
【００５３】
第二の電極５２ａ、５２ｂには、コンデンサ９９を介して回路が接続されており、一対の電極板５２ａ、５２ｂの電極間に交流を印加する。
直流電源９４は処理水等の量、用途に応じて１０〜５０Ｖの範囲で選択し調整して用いることができる。ここでは、電源電圧は１８〜２４Ｖの範囲で使用する。なお、社内試験において、電源電圧は１８〜２４Ｖの範囲で電気分解の反応を測定した場合、この範囲内では大きな変化はなかった。
【００５４】
高周波スイッチ９６ａ、９６ｂには、抵抗１００ａ、１００ｂをそれぞれ介して高周波スイッチ９６ａ、９６ｂ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１０１が接続されている。この高周波切換指令回路１０１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１０２が接続されている。この高周波発振回路１０２には、ランダム電圧発生器を内蔵した制御回路１０３が接続されている。
【００５５】
高周波発振回路１０２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。
ここでは、交流として高周波（３０ｋＨｚ）の高周波の周波数の交流を用いている。この高周波の交流としては、周波数（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ）の範囲の周波数を使用する。
そして、ここでは高周波（３０ｋＨｚ）の交流の上下に略３〜５ｋＨｚの周波数の変動（ＦＭ変調）を与え、また急激な周波数変動（衝撃波を発生）を起こさせている。
【００５６】
制御回路１０３は、高周波発振回路１０２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１０３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１０４（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１０４のシフト動作は、シフトレジスタ１０４の端子ＣＫにパルス発生器１０５（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１０６は、パルス発生器１０５のパルスにより反転動作を行ない、反転する毎に、図５（ｂ）の周波数グラフに示す"Ｉ"部分の急激な周波数変動（衝撃波の発生）を行なっている。
【００５７】
ゲート（ＧＴ）は、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）による一致検出の結果は、シフトレジスタ１０４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１０４内に乱数情報が蓄えられる。
【００５８】
このシフトレジスタ１０４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によって取り出される。抵抗器ｒは、これら各ステージの端子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ８、Ｑ１０、Ｑ１２〜Ｑ１５を共通の接続点に接続している。この接続点は、高周波発振回路１０２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１０５に接続されたフリップフロップ回路１０６にも接続されている。
【００５９】
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の合成値が夫々変化するため、前記接続点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。
【００６０】
パルス発生器１０５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。このパルス発生器１０５は、シフトレジスタ１０４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。シフトレジスタ１０４は、パルス発生器１０５の出力をシフトパルスとして用いる。
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１０６により、図５（ｂ）に示す急激な周波数変動（Ｉ）部分を作り出している。
【００６１】
前述の電源回路において、直流電源９４のスイッチがオンされると、高周波発振回路１０２から高周波切換指令回路１０１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１０１にランダムな高周波信号が与えられると、ここから高周波の切換指令が出され、高周波スイッチ９６ａ、９６ｂに交互に与えられ、これら高周波スイッチ９６ａ、９６ｂ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、電解槽６の水中に配置された第二の電極５２の一対の電極板５２ａ、５２ｂに交互に印加される。
【００６２】
このように、前記一対の高周波交流信号が、電気配線を介して、それぞれ第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂに印加され、また第一の電極５０と第三の電極５４は接地状態に設定される。
なお、第一の電極５０は接地電極であるが、例えば、タイマーによる切換回路１０７を設け、第一の電極５０の電位を、周期的に接地の電位から交流を印加する電位に変えることによって、第一の電極５０に吸着したスケール等を除去することも可能である。この場合、第一の電極５０は単に棒状（断面円形）とすることも可能であり、また補助的にパイプ電極材５６の構成を用いてもよい。尚、ここでは、第一の電極５０は接地電極として扱う。
【００６３】
ここで、水素水生成装置２におけるパイプ電極材５６等の着脱方法について説明する。
図６は、蓋部材８を開いた状態である。所定期間経過後、パイプ電極材５６、第三の電極５４等を外して掃除等のメンテナンス（保守）を行なう。この脱着に際しては、パイプ電極材５６及び第三の電極５４等を固定しているナット部材８８を、第一の電極５０に係る中心電極材６０のネジ部６４から緩めて取り外す。これにより、第三の電極５４及び電極保持具８４が取り外せ、同時に中心電極材６０からパイプ電極材５６を引き抜いて外すことができる。また、合金板ケース８２は電極保持具８４から抜き取る。
【００６４】
このように、止着具としてのナット部材８８を外すのみで、簡単にパイプ電極材５６、第三の電極５４等を取り外すことができる。そして、パイプ電極材５６に付着したスケール等の異物を除去し、また必要により第三の電極５４の掃除等を行う。また、合金板ケース８２内の合金板８０の交換等を行う。この場合、蓋部材８には、第一の電極５０に係る中心電極材６０、及び第二の電極５２が取り付けられ固定された状態である。
【００６５】
前記メンテナンス後は、パイプ電極材５６、第三の電極５４等を取り付ける。これらの装着では、最初に、中心電極材６０の端部（図中左端）からパイプ電極材５６を嵌める。そして、これらの端部に電極保持具８４を配置する。電極保持具８４は、その貫通孔部８６をパイプ電極材５６に嵌め、同時に、第二の電極の各電極板５２ａ，５２ｂの端部（図中左端）を電極保持具８４の保持部に嵌める。
この電極保持具８４により、第二の電極５２の端部（下部）が保持され、また分離板の介在により、パイプ電極材５６と第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂとが正確に隔離される。
【００６６】
そして、筒状の第三の電極５４を取り付ける。この場合、第三の電極５４の内部に、第一の電極５０、第二の電極５２及び電極保持具８４等を収納し、これら電極等の周囲を被う状態に備え付ける。そして、第三の電極５４の筒部７０の上カバー材７１を、蓋部材８の裏面部３６に押し当てて保持させ、その底面部７２の挿通孔部７４から第一の電極５０に係る中心電極材６０のネジ部６４を突出させる。
【００６７】
この状態で、第三の電極５４の上部は蓋部材８の裏面部３６に保持される。パイプ電極材５６の下端部は、第三の電極５４と接触しており、またパイプ電極材５６は中心電極材６０と接触していることから、第一の電極５０と第三の電極５４とは電気的に導通し一体化する。
そして、第三の電極５４の挿通孔部７４から突出した、第一の電極５０に係る中心電極材６０のネジ部６４にナット部材８８を締め付けて螺着する。このナット部材８８は、手作業によりネジ部６４に締め付け或いは緩めて取り外すことができる。また、合金板８０を納めた合金板ケース８２は、電極保持具８４のケース保持部にその一端部を差し込んで保持固定する。
【００６８】
また、第一の電極５０に係る中心電極材６０のネジ部６４にナット部材８８を螺着し固定することで、パイプ電極材５６及び第三の電極５４等が保持され、これらが中心電極材６０に固定される形態となる。また、パイプ電極材５６は、中心電極材６０に嵌めた状態で保持固定される。ナット部材８８を、中心電極材６０のネジ部６４にねじ込むことで、これが第三の電極５４の底面部７２に接触し、第三の電極５４と第一の電極５０とは導通状態となり、両電極は接地（グランド）された状態となる。
このように、第一の電極５０に係るパイプ電極材５６の着脱は容易で、メンテナンスも簡単に行える。
【００６９】
水素水生成装置２の制御部１２は、電源スイッチのＯＮ及びＯＦＦの制御、ランプ等の点灯、消灯、及びタイマーの管理等を行う。タイマーはここでは、６０分、９０分、及び１２０分のタイマーを設けている。また制御部１２は、他に、通電時に水素水生成装置２の蓋部材８を開いて電極等が水中から引き上げられた場合、あるいは電極同士が接触（ショート）した場合等には、自動的に通電が停止するよう制御している。
【００７０】
なお、ここでは蓋部材８の開閉機構を利用して第一の電極５０に係るパイプ電極材５６の着脱を行なったが、その他、下記の方法も考えられる。これら各方法については、蓋部材８の開閉機構を利用しない点以外は、各部材（本体部４、蓋部材８、電極部材１０等）の構成は同じであるため、便宜上同一の符号を用いて説明する。
【００７１】
例えば、前記蓋部材８の内部に給電部１４及び制御部１２を設けることもできる。この方法では、本体部４と蓋部材８とは分離した形態となる。
この場合、蓋部材８は、電極部材１０を取り付けた状態のまま、電解槽６に被せて電気分解を行なう。そして、電解槽６に原水を充填させる場合、及び第一の電極５０に係るパイプ電極材５６のメンテナンスを行う場合には、蓋部材８を上方に引き上げて外す。
この状態で、パイプ電極材５６の着脱等を行う。このとき、蓋部材８は、例えば上方に電極部材１０を向けた状態とし、上記で説明したのと同様な方法でパイプ電極材５６等の着脱を行い、またメンテナンスを行う。
【００７２】
また、本体部４と蓋部材８とを分離し、両者を電気ケーブルで接続することもできる。
この場合、本体部４に給電部１４及び制御部１２を設けた状態で、この給電部１４と蓋部材８に取り付けた電極部材１０との間の電気的な接続を、給電部１４から延設した電気ケーブルを用いて行う。
【００７３】
この場合、蓋部材８に設けた端子に、前記電気ケーブルの端部に取り付けたコネクタを差し込み電気的に接続する。そして、電解槽６の上部に着脱可能に蓋部材８を配置し、前記コネクタを前記端子に接続した状態で電気分解を行う。また、電解槽６に原水を充填させる場合、及び第一の電極５０に係るパイプ電極材５６のメンテナンスを行う場合には、前記コネクタを前記端子から外し、蓋部材８を上方に引き上げて取り外す。この状態で、上記と同様にしてパイプ電極材５６等の着脱を行う。
これらの方法を用いても、蓋部材８に取り付けた電極部材１０に係るパイプ電極材５６の着脱が容易に行え、スケールを除去する等のメンテナンスが楽に行える。
【００７４】
ここで、水素水生成装置２の一連の動作、及び使用方法について説明する。はじめに、蓋部材８を開けて開状態にし、本体部４の台部１６から電解槽６を取り出す。そして、電解槽６に水道水等の水を注ぎ、約５リットルの水を充填する。
水素水生成装置２の稼働に際しては、電気分解の時間（還元時間）を指定するため、例えばタイマーをセットする。タイムアウトにより装置の稼働が終了する。そして、水素水（ナノバブル水素水）は、電解槽６に取り付けたコック２７を開いてコップ等に移し、飲用等に供することができる。
【００７５】
前記水素水生成装置を用いて水を電気分解した場合、特に、接地電極として第一の電極５０に係るパイプ電極材５６等にスケール（シリカ等の不純物）が付着し、電極に係る電流値が低下し、処理効率が悪化する。このため、パイプ電極材５６の保守（メンテナンス）を行う。この場合、第一の電極５０に係る中心電極材６０にはスケールが付着しないため、実質的にはメンテナンスの必要はない。
第三の電極５４についても、スケールが多少付着する場合があり、この場合も同様のメンテナンスを行う。メンテナンスは、装置の使用時間にもよるが、スケール（不純物）の付着の程度により適宜行う。
【００７６】
メンテナンスでは、第三の電極５４の下部に螺着により取り付けられたナット部材８８を取り外せば、第三の電極５４及び電極保持具８４はそのまま簡単に外れ、また第一の電極５０の中心電極材６０に嵌めたパイプ電極材５６も、引き抜けば簡単に外れる。
そして、ブラシ、洗剤材等を用いて、パイプ電極材５６に付着したスケールを除去し掃除する。併せて、第三の電極５４の筒部７０、底面部７２等についても、スケール等の付着があればこれを除去する。このように、パイプ電極材５６、第三の電極５４等は簡単に取り外せることから、掃除等は容易で作業性にも寄与する。
【００７７】
この実施の形態に係る水素水生成装置２を用い、その電気分解により生成したナノバブル水素水に関し、そのバブルの粒子径及びバブル（気泡）の粒子数（濃度）に関して、民間の機関に委託して測定を行った。
図７はその測定結果を示すグラフ（Ａ）、（Ｂ）である。このグラフは、横軸に水素バブル（気泡）の粒子径（Size(nm)）、縦軸にはその粒子の数（単位E6）として濃度（Concentration (Particles/ml)）が示されている。なお、この場合、水素水生成装置２により電気分解を行なった時間は２時間であり、また使用した電気分解前の原水（水道水）は、何も加えずそのままのものを用いた。
【００７８】
ここで、グラフ（Ａ）は、前記水素水生成装置２の電気分解で生成した電解水（ナノバブル水素水）の生成直後に測定した結果を示すグラフである。また、グラフ（Ｂ）は、同生成後から１か月経過後の測定結果を示すグラフである。なお、電気分解前の原水（水道水）についても、粒子は存在しているが、この場合の粒子は微細な塵であり気泡（バブル）とは異なる。
【００７９】
上記グラフ（Ａ）では、粒子（気泡）の粒子径が１００ｎｍ〜２５０ｎｍにわたり、ナノサイズの粒子の生成が多く見られる。特に、粒子径が１２０ｎｍ〜２２０ｎｍの範囲では、このような極めて微小なナノサイズの気泡（バブル）が多く生成されている。
一般に、気泡（バブル）のサイズが小さいほど、水中に溶存する時間が長くなることが知られている。このため、前記水素水生成装置２によれば、グラフ（Ａ）が示すように、微細なナノバブル水素水、つまり長期保存が可能な高濃度のナノバブル水素水が多く生成されていたことになる。
【００８０】
前記長期保存については、グラフ（Ｂ）にも裏付けされている。つまり、前記生成直後のグラフ（Ａ）と、１か月後におけるグラフ（Ｂ）を比較した場合、バブル数の違い（減少）が僅かであり、粒子濃度がほとんど減少していない点である。これからも、水素水生成装置２により、長期保存が可能な微細かつ高濃度のナノバブル水素水が大量に生成されていたことがわかる。
【００８１】
一方、前記従来例に係る水素水生成装置（図９）における電気分解では、測定結果の同グラフ（図１０）に示すように、粒子濃度が高い状態は粒子径が２００ｎｍ前後である。
このため、従来例に係る水素水生成装置により生成された水素水は、この実施の形態に係る水素水生成装置２により生成された水素水と比べて粒子径が大きく、この結果、保存期間も短いものとなる。
【００８２】
このように、この実施の形態に係る水素水生成装置２におけるナノバブル水素水の粒子径が、従来例に係る水素水生成装置におけるものより、より微細な結果になっているが、この理由については（詳細については未解明）、前記電極間の距離（Ｌ）を狭くし、及び第一の電極５０を棒状にしたことにより、電気分解の反応が促進されまた集中したこと等が関係しているものと推察している。
【００８３】
また、前記民間の機関に委託して具体的粒子数の測定を行った。この結果、この実施の形態に係る水素水生成装置２により生成された粒子（バブル）の数（濃度：Concentration (Particles/ml)）として、１ｍＬ中の粒子数の測定を、電気分解の後１週間後、及び1か月後にそれぞれ行なった。その測定の結果は、それぞれ、１週間後は８．１９億個／ｍＬ、また１か月後は７．４５億個／ｍＬ、であった。
このため、両者の差は０．３４億個（＝８．１９−７．４５）と僅かであり、９０％以上が残存していることが確認できた。これからしても、水素水生成装置２により生成された水素水は、多くの気泡（バブル）の粒子径が極めて小さく（ナノバブル）、このため、その保存期間も長期にわたっているものと推察している。
【００８４】
なお、上述したように、前記従来例に係る水素水生成装置による電気分解により、生成された粒子（気泡）の数（濃度：Concentration）は、５．５９億個／ｍＬであった。また、この場合、電気分解の時間も３時間と、1時間長く、また原水に導電率を高める物資を含めている。このため、これらを鑑みた場合、実質的にはこの実施の形態に係る水素水生成装置２により生成されたナノバブル水素水の粒子（気泡）の数は、従来例に係る水素水生成装置により生成された粒子（気泡）の数と比べて、数倍の量が発生しているものと推測している。
【００８５】
さらに、この実施の形態に係る水素水生成装置２の電気分解で生成した電解水の水素バブルの粒子数に関し、この電解水を沸騰させ、沸騰後のバブル（気泡）の粒子数（濃度）に関して、同様に民間の機関に委託して別の測定を行った。
この結果、沸騰前の１ｍＬ中の粒子数が、６．１２億個／ｍＬであり、また沸騰後は６．０１億個／ｍＬと、ほとんど減少せず、略９８％が残存していることが確認できた。これから、水素水生成装置２の電気分解で生成した電解水は、ナノバブル水素水として普段の料理等にも使用でき、実用的にも大きく貢献できるといえる。
【００８６】
なお、前記水素水生成装置２等により生成された粒子（気泡）に含まれる物質については、具体的な測定を行っていないが、水の電気分解、また他の試験の水素量の測定等から、多くは水素からなる粒子（バブル）が含有されているものと推測している。これから、水素水生成装置２により、水素がナノサイズの気泡に含まれたナノバブル水素水が大量に生成されているものと考えている。
【００８７】
また、この水素水生成装置２は、水道水等を用いた場合であっても塩素の発生量が少ないことが確認されている。社内試験によれば、この水素水生成装置２は、同等他社の水素水生成装置と比べて、遊離塩素（ｍｇ／Ｌ）の量が半分程度であった。この遊離塩素の量が減少するのは、特に第三の電極５４を筒状の網体で構成し、その表面積を広くしたことによるものと考えている。
【００８８】
図８は、この実施の形態に係る水素水生成装置２に関して、第三の電極５４に係る配置形態を示したものである。第三の電極５４は、平坦な網を円筒状に成型したものであるから、その継ぎ目として端部同士をカシメの状態で接続するカシメ部５８が存在する。そこで、カシメ部５８の配置位置は、電気分解による水素水の生成に影響があるのかを確認した。
【００８９】
具体的には、合金板８０（合金板ケース８２で保持）を外側に配置した第二の電極５２に対して、この第三の電極５４のカシメ部５８の位置を変化させ、その時の水素水の発生状態を測定した。このカシメ部５８の位置は、第一の電極５０からみた場合、合金板８０を外側に配置した第二の電極５２の中心位置の方向を基準（カシメ部５８の角度０°）とした。
ここで、（ａ）網電極０°はカシメ部５５の角度が０°、（ｂ）網電極３０°は同角度が３０°、（ｃ）網電極９０°は同角度が９０°、（ｄ）網電極１８０°は同角度が１８０°をそれぞれ示している。
【００９０】
測定結果として、水素水生成装置２により各網電極角度で電気分解を行なった後、動作後の電解槽６内の電解水の上澄みを採取、或いは攪拌後の電解水を採取し各水素濃度（ｐｐｂ）を測定した。結果は以下の通りである。
（ａ）の動作後の上澄み（513ppb）、攪拌（313ppb）。
（ｂ）の動作後の上澄み（364ppb）、攪拌（282ppb）。
（ｃ）の動作後の上澄み（381ppb）、攪拌（254ppb）。
（ｄ）の動作後の上澄み（440ppb）、攪拌（301ppb）。
この結果、（ａ）網電極０°及び（ｄ）網電極１８０°の各角度の場合が、他の角度に比べて水素濃度が高いことが確認された。
このため、水素水生成装置２を形成する場合、第三の電極５４の配置形態としては、（ａ）網電極０°及び（ｄ）網電極１８０°の形態を採用することが好ましいと考えている。
【００９１】
通常、水中に溶け込んだ水素は時間の経過とともに多くが空気中に放出され、通常数日しか溶存しない。しかし、ナノバブル化された水素は長時間水中に溶存されることが知られている。前記水素水生成装置２による電気分解で生成された水素水は、その多くがナノバブル化されたナノバブル水素水として水中に溶存しており、このため、長期保存可能な水素水としてその効果が持続することから、安心して保存及び管理が行え、実用的にも優れた水素水としての効果が期待できる。
【００９２】
また、前記水素水生成装置２によって生成した水素水は、人の健康維持管理、美容等幅広く効果が確認されており、他には家畜の病気、臭気の軽減、植物の生育、成長促進に寄与すること等についても期待されている。
なお、水の電気分解の際には、陽極から酸素ガスが発生して酸素水が一部生成されるが、酸素水についても一定の効果が確認されており、水素水と同様に飲料可能である。
【００９３】
以上説明したように、この実施の形態に係る水素水生成装置２によれば、非常に微細なナノバブル水素水が大量に生成されることから、水素水の長期保存が可能となり実用的にも大きく寄与るという優れた効果がある。また、併せて、電極部材、特にメンテナンスの必要なパイプ電極材等の着脱が容易に行えて、電極におけるスケール等の不純物の汚れの除去等の掃除も簡単に行えて保守性が改善され、そして、これにより電極の電気伝導特性も良好な状態が維持され電気分解にも寄与し、ナノバブル水素水の大量生成にもつながることになる。このように、前記水素水生成装置２による電気分解により、長期保存が可能な高濃度のナノバブル水素水を大量に生成することが可能となった。
【符号の説明】
【００９４】
２  水素水生成装置
４  本体部
６  電解槽
８  蓋部材
１０  電極部材
１４  給電部
１８  アーム部
２０  連結部
５０  第一の電極
５２  第二の電極
５２ａ，５２ｂ  電極板
５４  第三の電極
５６  パイプ電極材
６０  中心電極材
【要約】
【課題】  電気分解により高濃度のナノバブル水素水を生成する水素水生成装置に関し、長期保存可能で高濃度のナノバブル水素水の大量生成が行え、併せて電極の維持が良好に行えて水素水の生成にも寄与する水素水生成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】  第一の電極５０を、第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂと平行な平面上に配置し、第二の電極５２の各電極板５２ａ，５２ｂと第一の電極５０との間の最短距離をともに３．０〜６．０ｍｍの範囲とし、第一の電極５０及び第三の電極５４をそれぞれ電気的に接地し、第二の電極５２の一対の電極板５２ａ，５２ｂ間に給電部１４から供給される交流を印加し、これら両電極板５２ａ，５２ｂと第一の電極５０間、及び両電極板５２ａ，５２ｂと第三の電極５４間にそれぞれ直流を印加し、水の電気分解を行なう構成である。
【選択図】  図３【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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