功能水生成裝置的製作方法

2024-04-02 13:44:05

本說明書公開的技術涉及用於生成特定成分的溶解率得到提高的功能水的功能水生成裝置，特別是涉及一種用於生成氧溶解率得到提高的氫水的氫水生成裝置。

背景技術：

以往，作為製造氫的溶解率得到提高的氫水的方法，已知有通過將水電解來產生氫氣並使其溶解於水的方法。

例如，在下述專利文獻1中公開了富氫水製造裝置，其具備：飲水杯，在底部設置有電解單元；底座單元(儲罐底座)，用於能夠裝卸地放置飲水杯；和電源裝置，用於向電解單元供給直流電流。電解單元具有：高分子離子交換樹脂膜，構成飲水杯的底面的一部分；陰極，被設置在該高分子離子交換樹脂膜的上側(飲水杯的內側)；和陽極，被設置在高分子離子交換樹脂膜的下側(飲水杯的外側)。另外，底座單元形成為能夠儲水，並被設計使得當放置有飲水杯時，電解單元的下表面被浸漬到底座單元內的水中。對這種裝置來說，當向飲水杯內注入淨水後將該飲水杯放置在底座單元上，並由電源裝置向電解單元供給電流時，飲水杯內的淨水和底座單元內的水被電解，在陰極產生的氫氣溶解於淨水中，從而在飲水杯內製造富氫水。

專利文獻1：特表2013-525612號公報

在上述裝置中，希望向一對電極的雙方持續供給水以維持溼潤狀態。這是因為，若不向雙方的電極供給電解用水，則具有不僅電解效率下降，而且因伴隨電阻的上升的發熱等而導致高分子離子交換樹脂膜損壞的危險。只要在飲水杯中含有淨水，則在飲水杯內側的底面、即電解單元的上表面配置的電極的電極板(以下，稱作上側電極板)就能保持溼潤狀態，但在飲水杯的外側、即電解單元的下表面配置的電極的電極板(以下，稱作下側電極板)當因電解或自然蒸發而底座單元內的水位下降時容易露出。另外，當在飲水杯的外底面以包圍電解單元並突出的方式設置有支撐並保護下側電極板或高分子離子交換樹脂膜的包圍壁時，因水的電解而在下側電極板上附帶生成的氣體(例如，將下側電極板作為陽極板時產生的氧氣)滯留在電解單元的下方，妨礙水向下側電極板的供給。因此，在上述結構的裝置中，用於向下側電極板穩定地供給水的機構特別重要。

在上述專利文獻1所記載的富氫水製造裝置中，作為用於向下側電極板持續供給水的機構，設置有浮閥機構。具體而言，在底座單元的上方配置有水補給用儲罐，通過配置在底座單元內的水面上的浮子的上下移動而封閉或開放儲罐的開口，以控制供水量和供水時機，由此底座單元內的水位被維持在能夠浸漬放置在該底座單元上的飲水杯的電解單元下表面的水位。

但是，在上述浮閥機構中，由於需要浮子、槓桿、閥體等多個結構元件，因此由各結構元件的製造公差引起的偏差或由時效變化等引起的變動大，需要定期進行結構部件之間的細微調整。因此，僅靠浮閥機構，向下側電極板供給水方面的可靠性差。另外，由於在浮閥機構中，為了切實地封閉儲罐的開口，例如使槓桿彎曲變形或使閥體彈性變形的同時閥體被按壓到開口上，因此當重新開始供水時，在水位降低後至儲罐的開口開放之間產生時間滯後，從而有下側電極板露出的危險。

在此，為了抑制因底座單元內的水位比電解單元下表面下降而下側電極板露出的情況，也可以考慮設定成水位被保持為高於電解單元下表面。但是，如果這樣設定，則飲水杯的底面較深地浸漬到水中，不僅拆卸飲水杯時的行程較大而無法簡便地進行裝卸，而且容易產生來自拆卸後的飲水杯的液滴，因此不優選。另外，也會使底座單元內的電解用水的需要量增加。

技術實現要素：

本說明書中公開的技術是基於上述情況而完成的，其目的在於，在通過水的電解而生成功能水的裝置中，能夠向電極穩定地供給電解用水。

本說明書中公開的功能水生成裝置具備：飲水杯，能夠相對於底座單元裝卸；電解單元，具備構成所述飲水杯的底面的一部分的高分子離子交換樹脂膜及設置於該高分子離子交換樹脂膜的上下兩側的一對電極；儲水槽，設置於所述底座單元，存儲電解用水以向所述電解單元的下側供給；儲罐，配置於所述底座單元，向所述儲水槽補給所述電解用水；和連接到所述一對電極的電源裝置，所述功能水生成裝置在所述飲水杯內含有淨水的狀態下，通過向所述一對電極之間供給直流電流而進行水的電解，在所述飲水杯內生成特定成分的溶解率得到提高的功能水，在所述儲水槽內以與所述電解單元的下表面相接的方式設置有含有所述電解用水的含水部件。

在本說明書中，「含水部件」是指能夠在內部含有並保持水的部件。作為含水部件，可使用例如在由各種素材構成的結構體的內部具有許多細小的空洞並能夠將水保持在該空洞內的部件。具體而言，作為構成含水部件的素材，可列舉由聚氨酯等發泡體構成的海棉、無紡織布、紡織布和棉等。

根據上述結構，即使在儲水槽內的水位下降或下側電極板被因電解而附帶生成並滯留的氣體覆蓋的情況下，也能夠通過以與電解單元下表面相接的方式設置的含水部件向下側電極板穩定地供給電解用水，從而能夠使下側電極維持溼潤狀態。即，即使下側電極板自身未浸漬到儲水槽內的電解用水中，如果含水部件保持含有電解水的狀態，則能夠利用毛細管現象通過含水部件向下側電極板穩定地供給水。

含水部件也可以由具備彈性的部件構成。如果利用含水時能夠彈性變形的部件形成含水部件，則能夠以適當的接觸壓力使含水部件與電解單元的下表面及包圍壁的下端部接觸，從而能夠進一步穩定地向下側電極供給電解用水。

在本說明書中公開的具備含水部件的功能水生成裝置中，也可以在所述飲水杯的外底面，向下方突出設置有包圍所述電解單元的包圍壁，所述含水部件可以被形成為與所述包圍壁的下端部接觸的大小。

根據上述結構，通過含水部件與包圍壁的下端部接觸，能夠抑制電解用水附著到飲水杯的外底面，從而減輕拆卸飲水杯時的液滴。

在本說明書中公開的具備含水部件的功能水生成裝置中，也可以在所述含水部件中，在與所述包圍壁接觸的區域和與所述電解單元接觸的區域之間設置有分隔構造。在此，「分隔構造」可由例如臺階或半縫(縫隙)、不同素材的接觸面等構成。

根據上述結構，對含水部件來說，可通過沿與電解單元的下表面接觸的區域(以下，稱作內周部)和與包圍壁的下端部接觸的區域(以下，稱作外周部)之間的界限設置的分隔構造，使含水部件與高度不同的電解單元的下表面和包圍壁的下端部的雙方良好地接觸。具體而言，當飲水杯放置於底座單元並且下部浸漬到儲水槽內的電解用水中時，能夠使含水部件的外周部與包圍壁的下端部接觸，並且使內周部與電解單元的下表面整體即下側電極板的整個面接觸。由此，在電解單元的下表面上不會形成未與含水部件接觸的非接觸部分，能夠抑制空氣混入到電解單元的下表面或水的電解時附帶產生的氣體的滯留，從而能夠向下側電極板的整個面穩定地供給電解用水。其結果，能夠抑制水滴附著到飲水杯的外底面，減輕拆卸飲水杯時的液滴，與此同時，能夠向下側電極板的整個面穩定地供給水，以使在電極的整個面上均勻且高效地進行電解。

本說明書中公開的功能水生成裝置也可以是如下的功能水生成裝置，其具備：飲水杯，能夠相對於底座單元裝卸；電解單元，具備構成所述飲水杯的底面的一部分的高分子離子交換樹脂膜及設置於該高分子離子交換樹脂膜的上下兩側的一對電極；儲水槽，設置於所述底座單元，儲存電解用水以向所述電解單元的下側供給；儲罐，設置於所述底座單元，向所述儲水槽補給所述電解用水；和連接到所述一對電極的電源裝置，所述功能水生成裝置在所述飲水杯內含有淨水的狀態下，通過向所述一對電極之間施加直流電流而進行水的電解，在所述飲水杯內生成特定成分的溶解率得到提高的功能水，所述儲罐被形成為除下部的供水開口之外能夠氣密，通過將所述供水開口配置在所述儲水槽內，當所述儲水槽內的水位比規定水位降低時，使大氣從所述供水開口自然流入而將所述儲水槽內維持在所述規定水位。

根據上述結構，當從儲罐向儲水槽供給電解用水且供水開口被電解用水閉塞時，由於氣體無法流入到儲罐內而供水停止。並且，當因電解或自然蒸發而電解用水的水位降低，大氣能夠從供水開口自然流入時，再次開始供水。如此，通過利用氣壓和水壓的平衡，能夠使儲水槽內自動維持在開始並停止大氣從供給開口的自然流入的規定水位。以下，在本說明書中將這種機構稱作「氣壓供水機構」。

根據氣壓供水機構，由於當儲水槽內的水位降低而大氣能夠從儲罐的供水開口自然流入時直接開始供水，因此與現有的浮閥機構相比能夠迅速應對水位變動，從而能夠進行更微小的水位調整。如果將「規定水位」設定為例如當飲水杯放置在底座單元時與電解單元下表面的配置下側電極板的高度幾乎相等，則能夠維持下側電極板被浸漬到儲水槽內的電解用水中的狀態。由於氣壓供水機構為極其簡單的結構，與現有的浮閥機構相比較能夠顯著減少結構零件，因此能夠縮減製造成本，並且抑制零件的缺陷及磨損或調整的不良情況而提高供水可靠性，從而能夠提高維護性和耐久性。另外，可將儲罐形成為任意形狀，從而增加裝置設計的自由度。

在本說明書中公開的具備前述含水部件的功能水生成裝置中，所述儲罐也可以被形成為除下部的供水開口之外能夠氣密，通過將所述供水開口配置在所述儲水槽內，當所述儲水槽內的水位比規定水位降低時，使大氣從所述供水開口自然流入而將所述儲水槽內維持在所述規定水位。

根據上述結構，在具備含水部件的功能水生成裝置中，通過由氣壓供水機構進行向儲水槽內的供水，能夠實現極其簡易的結構，並且進一步提高電解用水向下側電極板供給的穩定性。這是因為，通過採用能夠引起不良情況的零件較少且可靠性高的氣壓供水機構，能夠進一步切實地將含水部件維持在含有電解用水的狀態。相反，在具備氣壓供水機構的功能水生成裝置中，由於在大氣能夠從供水開口自然流入的時機短時進行向儲水槽的供水，因此儲水槽內的水位產生微小的變動，通過兼用含水部件來抑制微小的水位變動的影響，從而能夠提高向電解單元下表面供水的可靠性。

在本說明書中公開的具備氣壓供水機構的功能水生成裝置中，所述供水開口也可以在所述儲罐的下端被形成為呈開口徑為12mm～20mm的圓形。在氣壓供水機構中，當儲水槽內的水位降低且大氣從供水開口自然流入時進行來自儲罐的供水，對於儲罐的下端以圓形形成的供水開口來說，開口徑越大則一時的供水量越多。換言之，由於供水開口的開口徑越小則越頻繁進行供水，因此從抑制儲水槽內的水位變動的方面來看，供水開口的開口徑越小則越優選。另一方面，當開口徑過小時，由於水的表面張力水在供水開口凝集並妨礙大氣的流入，因此水難以從儲罐滴下，儘管水面與供水開口完全分離也隨處可見無法開始供水的現象，供水不穩定。

如上述結構那樣，如果將設置於儲罐的下端且呈圓形的供水開口的開口徑(直徑)設為12mm～20mm的範圍，則可抑制由於水在供水開口中的凝集導致供水停止，同時可提高供水頻率來抑制儲水槽的水位變動。

或者，在本說明書中公開的具備氣壓供水機構的功能水生成裝置中，所述供水開口也可以在所述儲罐的下端被形成為呈在邊緣部具備切口的圓形。

根據上述結構，如前述當開口徑較小時，通過水在供給開口前端的凝集來抑制無法開始供水的情況。其結果，即使將供水開口的開口徑設為較小也能夠穩定地進行供水，從而能夠進一步抑制儲水槽的水位變動。雖然能夠以各種形狀形成切口，但如果考慮水的凝集作用，則三角形狀比矩形狀更優選。優選的切口尺寸根據供水開口的開口徑而不同，在將開口徑設為30mm以下的情況下，一般而言優選切口寬度W為2mm以上，並且寬度W除以高度H的鈍角性W/H小於5。這是因為，當切口寬度小於2mm時，難以抑制水在供水開口中的凝集，並且當鈍角性大於5時，難以發揮促進大氣從切口頂部的流入這一效果。

或者，在本說明書中公開的具備氣壓供水機構的功能水生成裝置中，也可以在所述儲罐中設置有能夠閉鎖所述供水開口的止水閥，在所述底座單元中設置有開放所述止水閥的開閥機構。

根據上述結構，能夠容易進行向儲罐補充水的操作。例如，當使儲罐自身為裝卸式並從供給開口補充電解用水時，如果在封閉止水閥的狀態下進行儲罐在底座單元的裝卸，則操作格外容易。或者，通過在儲罐的上部設置補充開口，並安裝能夠氣密封閉該補充開口的蓋，從而能夠在保持將儲罐放置在底座單元上的狀態下封閉止水閥並打開蓋，將電解用水補充到儲罐中。

如上述，根據本說明書中公開的技術，在通過水的電解而生成功能水的裝置中，能夠向電極穩定地供給電解用水。

附圖說明

圖1是第一實施方式所涉及的功能水生成裝置的俯視圖。

圖2是第一實施方式所涉及的功能水生成裝置的主視圖。

圖3是圖1的A-A剖視圖。

圖4是浮子單元部分的局部放大A-A剖視圖。

圖5是飲水杯底部的局部放大剖視圖。

圖6是表示在底座單元放置飲水杯之前的狀態的B-B剖視圖。

圖7是表示在底座單元放置飲水杯的中途的狀態的B-B剖視圖。

圖8是表示飲水杯向底座單元的放置完成後的狀態的B-B剖視圖(圖1的B-B剖視圖)。

圖9是表示在第二實施方式所涉及的功能水生成裝置中，在底座單元放置飲水杯的中途的狀態的剖視圖。

圖10是表示飲水杯向底座單元的放置完成後的狀態的剖視圖。

圖11是表示在第三實施方式所涉及的功能水生成裝置中，在底座單元放置飲水杯的中途的狀態的剖視圖。

圖12是表示飲水杯向底座單元的放置完成後的狀態的剖視圖。

圖13是表示在第四實施方式所涉及的功能水生成裝置中，在底座單元放置飲水杯的中途的狀態的剖視圖。

圖14是表示飲水杯向底座單元的放置完成後的狀態的剖視圖。

圖15是第五實施方式所涉及的功能水生成裝置的俯視圖。

圖16是圖15的C-C剖視圖。

圖17是表示在第六實施方式所涉及的功能水生成裝置中，在底座單元放置有飲水杯的狀態的剖視圖。

圖18是表示在第七實施方式所涉及的功能水生成裝置中，從底座單元拆卸儲罐及飲水杯的狀態的剖視圖。

圖19是表示在底座單元安裝有儲罐及飲水杯的狀態的剖視圖。

圖20是表示在第八實施方式所涉及的功能水生成裝置中，從底座單元拆卸儲罐及飲水杯的狀態的剖視圖。

圖21是表示在底座單元安裝有儲罐及飲水杯的狀態的剖視圖。

具體實施方式

基於圖1至圖8對第一實施方式所涉及的功能水生成裝置M1進行說明。

圖1是功能水生成裝置M1的俯視圖，圖2是主視圖，圖3至圖8是剖視圖。圖2至圖8中的上側為上，在以下的說明中，將圖2中的紙面前方設為前(正面)，將紙面左側設為左。另外，有時關於多個相同部件，僅對一部分部件標註附圖標記，而對其它部件省略附圖標記。

如圖1及圖2所示，功能水生成裝置M1大致由飲水杯50和供飲水杯50裝卸自如地放置的底座單元1構成。在底座單元1的左側部分形成有供水部2，在右側部分形成有杯放置部30，能夠將飲水杯50可裝卸地放置在杯放置部30上。

對底座單元1進行說明。

如圖2所示，在底座單元1設置有運轉控制開關11和顯示運轉狀態的顯示部12，作為DC電源能夠連接未圖示的AC適配器。

如圖3所示，在底座單元1的下部形成有儲水槽40。儲水槽40經由流道43連通左側的供水部2的下部形成的接水槽部41和右側的杯放置部30的下部形成的電解槽部42而成。

對底座單元1左側的供水部2進行說明。

如圖3所示，在接水槽部41的上方配設有保持淨水PW1的儲罐20。儲罐20的底面的一部分向下方突出形成，在該部分收容有能夠裝卸的離子交換樹脂容器21。在離子交換樹脂容器21的軸部21A軸支撐有能夠將該軸部21作為導軌並根據儲罐20內的水位上下滑動的浮子21C，從而能夠目視確認儲罐20內的水位。當拆卸形成於供水部2的上表面的開口的蓋29，向儲罐20注入淨水PW1時，淨水PW1從取水口21B流入到離子交換樹脂容器21內並通過內部填充的離子交換樹脂之間，鎂、鈣等礦物成分被去除，成為適合電解的電解用水DW並滴下到接水槽部41內。

此外，作為電解用水DW，優選使用如上述對淨水PW1進行處理後的水，但這種結構並非必須，也可以將其它生成用於電解的電解用水DW注入到儲罐20，或者也可以將淨水PW1直接用作電解用水DW。

圖4是表示用於將接水槽部41內維持在規定水位的浮閥機構的工作的主要部分放大圖。此外，在本實施方式中，如圖3所示，將「規定水位」設定為在將飲水杯50放置在後述的杯放置部30上時，後述的電解單元60下表面的下側電極板63為與儲水槽40(電解槽部42)內的電解用水DW的水面幾乎相同的高度的水位。

在儲罐20的最下部即離子交換樹脂容器21的下方突出形成有排水口23A，並在該排水口23A的周圍以向下方伸出的方式設置有閥殼23B。在閥殼23B的內部能夠上下移動地保持有閥體24，閥體24具有彈性並能夠緊貼封閉於排水口23A。在閥殼23B的下端部，呈大致L字型的槓桿25的一端以軸銷26為中心被轉動自如地安裝，在槓桿25的另一端安裝有樹脂制的浮子27。另外，在槓桿25的適當位置形成有按壓突起25A，當漂浮在接水槽部41內的水面上的浮子27上升時，槓桿25繞圖4中的順時針方向轉動，按壓突起25A的突出端被插入到閥殼23B中而向上方推動閥體24。向上推動後的閥體24被抵接到排水口23A而封閉該排水口23A，電解用水DW的滴下將停止。另外，之後當因電解或蒸發而電解用水DW減少以使接水槽部41內的水位降低時，如圖3及圖4中用點線表示的那樣，浮子27下降而槓桿25逆時針轉動，伴隨按壓突起25A的分離閥體24下降，從而排水口23A被開放並且電解用水DW將再次滴下。

在本實施方式中，通過這種浮閥機構控制使得接水槽部41內的水位不會太大變動。

如圖3所示，滴下到接水槽部41內的電解用水DW通過流道43被引導至杯放置部30側的電解槽部42，將電解槽部42內注滿至與接水槽部41相同的水位，以使接水槽部41和電解槽部42均維持在規定的水位。

此外，伴隨儲水槽40內的電解用水DW因電解或蒸發而逐漸消耗，儲罐20內的淨水PW1減少。因此，在本實施方式所涉及的功能水生成裝置M1中，在儲罐20內的離子交換樹脂容器21的取水口21B附近，配備有檢測並通知淨水PW1的不足的餘量警告傳感器28。如圖4所示，本實施方式的餘量警告傳感器28通過組合內置有用於控制電解開始的有無等的磁體的磁浮子28A和內置有霍爾元件的滑軸28B而構成，但並不限定於這種結構，另外也可以具備警告機構。

接著，對底座單元1右側的杯放置部30進行說明。如圖6所示，在電解槽部42的外周圍設置有以隔壁31為邊界且供飲水杯50的底部件52的外周壁56嵌合的嵌合部34，在該嵌合部34的前側及後側設置有能夠向嵌合部34的外方彈性變形的接觸端子32T及接觸端子33T。優選接觸端子32T、33T相對於嵌合部34被配置在180度相反側以抑制電蝕。接觸端子32T、33T經由連接到底座單元1的未圖示的電源控制部與AC適配器連接。另外，如圖6等所示，在電解槽部42內的底面中央部設置有包圍飲水杯50的外底面的與電解單元60下表面對應的位置且環狀突出的輔助壁35。

接著，對飲水杯50進行說明。

如圖6所示，飲水杯50具有側部件51和水密安裝在側部件51的底面上的樹脂制的底部件52。側部件51具備以缸體狀形成的側壁51Y和從側壁連續設置的底壁51X。如圖5的放大剖視圖所示，在底壁51X的中央部形成有以俯視觀察時呈大致正方形的方式向下方突出的突出部51A，在突出部51A的下端面形成有開口51B。另一方面，對底部件52來說，在與側部件51的開口51B對應的中央部形成有與突出部51A同樣俯視觀察時呈大致正方形且向下方突出的突出部52A，在突出部52A的下端面設置有以大致正方形狀開口的底面開口52B。在該底面開口52B內裝入有俯視觀察時呈大致正方形的電解單元60。底部件52在電解單元60的周緣部保持後述的下側電極板63並向下方突出，形成包圍壁55。另外，底部件52的外周壁56被形成為與包圍壁55相比向更下方伸出。

接著，對電解單元60進行說明。

如圖5所示，電解單元60具備高分子離子交換樹脂膜61、位於該高分子離子交換樹脂膜61上側的上側電極板62和位於該高分子離子交換樹脂膜61下側的下側電極板63。上側電極板62及下側電極板63均被形成為能夠滲水，並且被形成為通過液體不透過性的高分子離子交換樹脂膜61閉塞底面開口52B，從而不會從飲水杯50的底面漏水。

對上側電極板62及下側電極板63來說，優選使用以簾狀、網狀、多孔狀形成且由能夠滲水的碳或鉑等構成的電極板，在本實施方式中任一電極板均使用對大致正方形簾狀的鈦制的基材實施塑料噴鍍的電極板。此外，優選上側電極板62及下側電極板63的開口率為30％～70％。

下側電極板63以配置在底面開口52B內的方式被嵌件成型在底部件52中。在以包圍下側電極板63的方式形成於突出部52A的內底面的凹部內配設有襯墊64A。高分子離子交換樹脂膜61形成為周緣部與該襯墊64A抵接的大小。

上側電極板62被嵌件成型在以能夠嵌合到底部件52的突出部52A內的大致正方形的板框狀形成的樹脂制的電極保持部件65中，在電極保持部件65的下表面側及上表面側的上側電極板62周圍也配設有襯墊64B及襯墊64C。

下側電極板63的下側電極端子63T及上側電極板62的上側電極端子62T被形成為在將飲水杯50放置在杯放置部30時，在作為前側及後側的位置上沿底部件52的外周壁外表面從飲水杯50的側壁露出。

飲水杯50通過在底部件52的上方疊放側部件51並利用未圖示的緊固機構緊固，底部以水密的方式形成。詳細而言，通過在具備下側電極板63的底部件52的突出部52A內配設襯墊64A，並在其上依次載置高分子離子交換樹脂膜61、襯墊64B、電極保護部件65(具備上側電極板62)和襯墊64C，從它們的上方按壓固定具備側部件51的開口51B的突出部51A，由此形成電解單元60。另外，在開口51B的上方嵌入有形成有如圖2所示的多個架橋結構的蓋部件66，從由保護上側電極板的上表面不會因異物的落下而損壞。

此外，在本實施方式中，作為用於使底部件52、高分子離子交換樹脂膜61、電極保持部件65和側部件51之間維持水密的密封機構，使用由彈性樹脂構成的襯墊64A、64B、64C，但並不限於此，也可以使用彈性樹脂硬化劑、粘附材料和凝膠方面的粘彈性體等。

接著，對飲水杯50的放置進行說明。

圖6至圖8表示將注滿淨水PW2的飲水杯50放置在底座單元1的杯放置部30上的過程。首先，如圖6所示，使飲水杯50中的向最下方突出的外周壁56對準杯放置部30的嵌合部34的同時，使飲水杯50從上方接近水放置部30。如圖7所示，當外周壁56嵌合插入到嵌合部34內時，接觸端子32T、33T向外方彈性變形。

如圖8所示，當飲水杯50被進一步壓入而外周壁56的下端與嵌合部34的底壁抵接時，在連接於在底部件52的外表面露出的上側電極端子62T及下側電極端子63T的狀態下，飲水杯50被牢固地保持在杯放置部30上，從而完成飲水杯50向底座單元1的放置。

接著，對利用水電解的功能水的生成進行說明。

如上所述，功能水的生成在如下的狀態下進行：即在儲水槽40內填滿電解用水DW直至規定的水位，並放置含有淨水PW2的飲水杯50。當對底座單元1連接AC適配器(DC電源)，並通過操作運轉控制開關11來向接觸端子32T、33T供給直流電流時，向上側電極板62及下側電極板63施加電壓，從而飲水杯50內的淨水PW2及電解槽部42內的電解用水DW被電解。

在此，當以與上側電極端子62T連接的接觸端子32T為陰極，與下側電極端子63T連接的接觸端子33T為陽極的方式供給直流電流時，在上側電極板62處產生氫氣，該氫氣溶解於飲水杯50內的淨水PW2中而在飲水杯50內生成對健康和美容有益的富氫水。此時，通過溶解下側電極板63處生成的氧，在電解槽部42內生成富氧水和富臭氧水。由於富氧水和富臭氧水具有殺菌力，因此抑制雜菌在儲水槽40等中的繁殖，有助於使功能水生成裝置M1維持清潔。

相反，當以與上側電極端子62T連接的接觸端子32T為陽極，與下側電極端子63T連接的接觸端子33T為陰極的方式供給直流電流時，在上側電極板62處產生氧氣，該氧氣溶解於飲水杯50內的淨水PW2中而在飲水杯50內生成富氧水富臭氧水。如此生成的富氧水富臭氧水能夠利用於餐具或各種設備等的清洗和殺菌等各種用途中。

另外，通過使電極材質、電控制方法最佳化，能夠生成鹼離子水、還原水等所期望的功能水。

接著，對用於向下側電極板63穩定地供給電解用水DW的含水部件90進行說明。含水部件90為能夠將水包含在內部的部件，例如可使用在由各種素材構成的結構體的內部具有許多微小的空洞並在該空洞內能夠保持水的部件。

在本實施方式中，作為含水部件90，使用尼龍、聚酯、聚醯胺等具備彈性的無紡布或泡沫海綿(聚氨酯、EPDM)。通過使含水部件90以含有電解用水的狀態與電解單元60的下表面接觸，從而可利用毛細管現象向下側電極板63供給電解用水。

含水部件90在輔助壁35的內部幾乎沒有間隙，即含水部件90被設置為與電解單元60的下表面及包圍壁55的下端部接觸。

在本實施方式的含水部件90中形成有使與電解單元60的下表面接觸的內周部92比與包圍壁55的下端部接觸的外周部93更突出的臺階91(分隔構造)。臺階91被形成為大於飲水杯50的外底面中的、包圍壁55相對於電解單元60的下表面的突出長度。

接著，對本實施方式的效果進行說明。

根據本實施方式，在電解槽部42內設置有與電解單元60的下表面及包圍壁55的下端部接觸的含水部件90。因此，即使在儲水槽40內的水位低於規定的水位，或下側電極板60被因電解而附帶生成後滯留的氣體覆蓋的情況下，也可通過含有電解用水DW的含水部件90且利用毛細管現象向下側電極板63穩定地供給電解用水DW。即，在本實施方式所涉及的功能水生成裝置M1中，即使下側電極板63自身未浸漬到儲水槽40內的電解用水DW中，如果含水部件90維持含有電解用水DW的狀態，則通過含水部件90將電解用水DW供給到下側電極板63，從而能維持溼潤狀態。另外，即使在因水的電解而在下側電極板63附帶生成氣體的情況下，也通過沿形成含水部件90的無紡布海綿的纖維引導並放出氣體，從而能夠抑制滯留。其結果，能夠向下側電極板63穩定地供給電解用水DW。

另外，本實施方式所涉及的含水部件90由含水時能夠彈性變形的無紡布海綿形成，從而能夠以適當的接觸壓力與電解單元60的下表面及包圍壁55的下端部接觸。其結果，能夠進一步穩定地向下側電極板63供給電解用水DW。

另外，在本實施方式所涉及的含水部件90中形成有使與電解單元60的下表面接觸的內周部92比與包圍壁55的下端部接觸的外周部93更突出的臺階91(分隔構造)。

例如若由上表面完全平坦的一部件形成含水部件90，則即使由含水時能夠彈性變形的部件構成含水部件90，有時也難以使含水部件與電解單元60下表面的整個面接觸。具體而言，如本實施方式那樣，在飲水杯50的外底面設置有從電解單元60的下表面突出的包圍壁55的結構中，在將飲水杯50放置在底座單元1的過程中，首先包圍壁55的下端部與含水部件90上表面的外周部接觸而使該部分變形後，電解單元60下表面的下側電極板63的中央部與含水部件90的中央部接觸。當進一步向下方按壓飲水杯50時，雖然具備彈性的含水部件90與下側電極板63的接觸範圍朝向外周擴展，但在下側電極板63與包圍壁55的邊界附近，殘留含水部件90不會接觸的非接觸部分。當在放置飲水杯50的過程中空氣混入到這種非接觸部分，或因水的電解而附帶產生的氣體滯留在這種非接觸部分時，有時難以向下側電極板63的整個面供給水，對在原來電極的整個面均勻地產生的電解帶來障礙。另外，有時也被指出如下等不良情況：如果由於包圍壁55僅集中按壓外周部93而局部損壞含水部件90的彈性性能，則在拆卸飲水杯50時含水部件90不會到達飲水杯50的下表面而無法吸收附著水，從而容易生成液滴。

在本實施方式所涉及的含水部件90中，如前述通過設置有使內周部92比外周部93更突出的臺階91，能夠使內周部92與下側電極板63的整個面接觸，而不會被包圍壁55的下端部對外周部93的壓縮狀況所影響。其結果，能夠通過向下側電極板63的整個面供給電解用水DW而在電極整個面有效地進行電解。

另外，本實施方式所涉及的含水部件90的臺階91被形成為大於飲水杯50的外底面中的、相對於電解單元60的下表面的包圍壁55的突出長度。由此，在將飲水杯50放置在底座單元1上時，在包圍壁55的下端部接觸外周部93之前，電解單元60的下表面接觸內周部92，因此能夠抑制空氣混入到電解單元60的下表面。另外，也能夠有效地抑制電解時附帶產生的氣體的滯留。其結果，可進一步穩定地向下側電極板63的整個面供給電解用水DW，而在電極整個面有效地進行電解。

基於圖9及圖10對第二實施方式所涉及的功能水生成裝置M2進行說明。功能水生成裝置M2的基本結構及作用效果與第一實施方式所涉及的功能水生成裝置M1相同，但其不同點在於代替含水部件90具備含水部件290。以下，對與第一實施方式同樣的部件使用相同的附圖標記並省略說明(在第三實施方式以下的說明中也同樣)。此外，圖9表示即將把飲水杯50放置在杯放置部30之前的狀態，圖10表示放置後的狀態。

在第一實施方式所涉及的含水部件90中形成有作為與電解單元60的下表面接觸的內周部92和與包圍壁55的下端部接觸的外周部93之間的分隔構造的臺階91，與此相對地，如圖9所示，在含水部件290中形成有在內周部292與外周部293之間作為分隔構造的半縫291。

根據本實施方式，如圖10所示，可使含水部件290的內周部292和外周部293作為以半縫291為邊界的獨立平面，分別與下側電極板63的整個面及包圍壁55的下端部接觸。如此，能夠通過在以圓板狀形成的含水部件290的適當的位置設置半縫的、廉價且簡單的結構，得到與由第一實施方式中記載的含水部件90的設置帶來的效果同樣的效果。

基於圖11及圖12對第三實施方式所涉及的功能水生成裝置M3進行說明。功能水生成裝置M3的基本結構及作用效果與第一實施方式所涉及的功能水生成裝置M1相同，但代替含水部件90具備含水部件390。

如圖11所示，含水部件390的內周部392和外周部393由不同的素材構成，它們的接觸面391形成分隔構造。

根據本實施方式，如圖12所示，可將由不同素材構成的內周部392和外周部393的上表面分別作為獨立的平面，與下側電極板63的整個面及包圍壁55的下端部接觸，能夠得到與第一實施方式的含水部件90中記載的效果相同的效果。

根據本實施方式，進一步通過組合具有適於內周部392或外周部393的特性的不同素材來形成含水部件290，從而作為整體能夠發揮最佳作用。例如，優選內周部392具有吸水性優異且氣體排出性優異的特性，以向下側電極板63供給電解用水DW並使滯留的氣體引導排出到外側。另一方面，優選外周部393具有適當的彈性恢復力並具有彈性恢復時的吸水效果高的特性，以在拆卸飲水杯50時吸收附著在包圍壁55的下端部的水分來防止液滴。

如此，通過由適於各部位的多個素材構成含水部件390，能夠提高由含水部件的設置帶來的效果，並且能長時間維持該效果。

基於圖13及圖14對第四實施方式所涉及的功能水生成裝置M4進行說明。功能水生成裝置M4的基本結構及作用效果與第一實施方式所涉及的功能水生成裝置M1相同，並且代替含水部件90具備含水部件490。

如圖13所示，本實施方式所涉及的含水部件490的內周部492和外周部493由不同的素材形成，在它們的接觸面形成有內周部492比外周部493更向上方突出的臺階接觸面491。

如圖14所示，根據本實施方式，可將由不同素材構成的內周部492和外周部493的上表面分別作為獨立的平面，與下側電極板63的整個面及包圍壁55的下端部接觸，能得到與第一實施方式的含水部件90中記載的效果相同的效果。另外，通過組合具有適於內周部492或外周部493的特性的不同素材，並且以臺階狀構成含水部件490，從而作為進一步提高由含水部件的設置帶來的效果且具有耐久性的含水部件，能提供一種質量進一步提高的裝置。

基於圖15及圖16對第五實施方式所涉及的功能水生成裝置M5進行說明。圖15是功能水生成裝置M5的俯視圖，圖16是C-C剖視圖。

本實施方式所涉及的功能水生成裝置M5與第一實施方式所涉及的功能水生成裝置M1相比較，其很大的不同點在於，如圖16所示，代替具有浮閥機構的供水部2而具備具有氣壓供水機構的供水部502。此外，如圖15所示，在俯視觀察時底座單元501以呈葫蘆型的形狀形成，儲水槽540的電解槽部542及杯放置部530以與第一實施方式所涉及的電解槽部42及杯放置部30不同的形狀形成，但結構及功能與這些相同。另外，在功能水生成裝置M5中，在底座單元501的葫蘆型的縮徑部分(儲水槽540的接水槽部541與電解槽部542之間的隔壁的內部)配置有未圖示的電源部。

對用於將儲水槽540內維持在規定的水位的、設置於供水部502的氣壓供水機構進行說明。

如圖16所示，在供水部502的接水槽部541上部配置有瓶狀的儲罐520。瓶狀的儲罐520除設置於瓶子的頸部分前端的圓形的供水開口523之外以氣密形成。另外，接水槽部541的內側壁541被形成為其內表面沿儲罐520的外周面的尺寸形狀，在接水槽部541的底面設置有向上方環狀突出的定位突起545。此外，在定位突起545中形成有斷續部分，能夠使電解用水DW流通。

在儲罐520中裝入電解用水DW，並以供水開口523為下端的方式將儲罐520安裝在接水槽部541內。儲罐520通過接水槽部541的內側壁541A在水平方向上被定位，並通過定位突起545在垂直方向上被定位，從而能夠以下端的供水開口523保持水平的姿勢將儲罐520支撐在接水槽部541內。在此，供水開口523被設定支撐為與放置在杯放置部30上的飲水杯50的下側電極板63相同的高度(該高度為「規定水位」)。當安裝儲罐520時，保持在內部的電解用水DW從供水開口523流出，填滿通過流道543與接水槽部541連通的電解槽部542。當儲水槽540內的水位上升且供水開口523被電解用水DW的水面閉塞時，由於大氣不會流入到儲罐520中而供水停止。當因電解或蒸發而電解用水DW減少且接水槽部541內的水位下降時，大氣可從供水開口523流入而再開始供水，從而儲水槽540內維持在規定的水位。

根據本實施方式，由於在儲水槽540內的水位降低並能夠從儲罐520的供水開口523自然流入大氣的時刻立即開始供水，因此與現有的浮閥機構相比能夠迅速應對水位的變動，能夠進行更微小的水位調整。另外，如上述，氣壓供水機構為極其簡單的結構，與現有的浮閥機構相比較能夠顯著減少結構零件，因此能夠削減製造成本，並通過抑制零件的缺陷及磨損和調整的不良情況而提高供水可靠性，從而能提高維護性和耐久性。另外，能夠以任意形狀形成儲罐520，從而增加裝置設計的自由度。

在此，對呈圓形的供水開口523的開口直徑進行研究。

表1示出使一定量(260cc)的水保持在具備各種開口直徑的供水開口523的儲罐520中，並統計直至該水全部排出為止的放水次數(「無切口」欄)。此外，從抑制儲水槽540內的水位變動的觀點來看，認為優選一次的供水量(從儲罐520的放水量)在10cc以下。因此，下面以表1所示的放水次數為26次以上的開口直徑為優選，進行研究(第七實施方式中後述的、關於切口形狀尺寸的研究也同樣)。

如表1所示，在供實驗的三種開口直徑的儲罐520中的、供水開口523的開口直徑為10.5mm的儲罐中，儘管在進行五次放水之後，在儲罐520的內部殘留有水，即使接水槽部541內的水面與供水開口523完全脫離，也未再開始放水。此時，觀察到水在供水開口523中凝集的狀況。推斷為，當開口直徑小時，由於凝集的水閉塞供水開口523並妨礙大氣的流入而難以從儲罐520滴下水，從而放水不穩定。另外，在開口直徑為21.5的儲罐中，在放水進行23次的時刻排出全部的水。推斷為，當開口直徑大時，一次的排水量較多，儲水槽540內的水位容易變動。

[表1]

根據上述結果，可知優選在儲罐520的下端以呈開口直徑為12mm～20mm的圓形的方式形成圓形的供水開口。如果以這種方式形成供水開口523，則能夠抑制水的凝集導致供水停止的同時，能通過頻繁進行供水來抑制儲水槽540的水位變動。

基於圖17對第六實施方式所涉及的功能水生成裝置M6進行說明。功能水生成裝置M6的基本結構及作用效果與第五實施方式所涉及的功能水生成裝置M5相同，但其不同點在於具備含水部件290。

含水部件290與第二實施方式所涉及的含水部件290同樣的部件，形成有半縫291作為內周部292與外周部293之間的分隔構造。

根據本實施方式，在具備含水部件290的功能水生成裝置中，通過氣壓供水機構進行向儲水槽540的供水，從而實現及其簡單的結構的同時，能夠進一步提高電解用水DW向電解單元60下表面的下側電極板63的供給的穩定性。即，通過採用能夠導致不良情況的零件較少且可靠性高的氣壓供水機構，能夠使含水部件290進一步切實地維持在含有電解用水DW的狀態。反言之，在氣壓供水結構中，由於在能夠從供水開口523自然流入大氣的時機短時進行向儲水槽540的供水，因此儲水槽540內的水位產生微小的變動，通過兼用含水部件290來抑制水位變動的影響，從而能夠提高向下側電極板63的供水可靠性。

基於圖18及圖19對第七實施方式所涉及的功能水生成裝置M7進行說明。功能水生成裝置M7的基本結構及作用效果與第六實施方式所涉及的功能水生成裝置M6相同，但如圖18所示，其不同點在於，在功能水生成裝置M7所涉及的儲罐720的供水開口723的邊緣部形成有三角形狀的切口725。另外，在功能水生成裝置M6所涉及的接收槽部541中形成有定位突起545，但在功能水生成裝置M7所涉及的接水槽部741未形成突起，代替此在儲罐720的下表面形成有定位凸部726。

在本實施方式中，在供水開口723的邊緣部以等間隔形成有三個切口725。另外，定位凸部726在儲罐720的下表面外周附加的位置被形成為以環狀突出。如圖19所示，定位凸部726在配設儲罐720時與接水槽部741的底面抵接，以使切口725的頂部為與電解單元60的下表面幾乎相同高度的方式支撐儲罐720。此外，定位凸部726上形成有斷續部分，從而能夠使電解用水DW流通。

在此，對切口725的形狀尺寸進行研究。

在儲罐720的供水開口723中形成各種形狀尺寸的切口725，並使一定量(260cc)的水保持在儲罐720內，統計直至全部的水排出為止的放水次數。在上述表1的「有切口」欄中示出結果。

從切口725的形狀來看，在表1所示的所有情況下，與矩形形狀相比三角形狀的切口725的放水次數更多，成為優選的結果。推斷為，在三角形狀的切口725中，大氣從切口的頂部流入而容易進行放水。另外，在供實驗的三種開口直徑的儲罐720中的、例如開口直徑為10.5mm的儲罐中，當三角形狀的切口725的寬度W小於2mm時，與未形成切口的情況同樣，觀察到如下的現象：水在供水開口723中凝集，雖然在儲罐720的內部殘留有水，但即使接水槽部541內的水面與供水開口723完全脫離也無法開始放水。推斷為，當切口725的寬度W較小時，無法充分抑制水在供水開口723中的凝集。另外，對開口直徑為14.0mm、21.5mm的儲罐720來說，在三角形狀的切口725的寬度W除以高度H的鈍角性W/H的值為5的儲罐720中，放水次數小於26次。被推斷為，當鈍角性W/H較大時，無法充分發揮促進大氣從切口725的頂部的流入的切口的效果。

根據上述，可知優選儲罐720的供水開口723形成有寬度W為2mm以上且鈍角性W/H小於5的三角形狀的切口725。如果形成這種形狀尺寸的切口725，則能夠抑制基於水在供水開口723中的凝集的供水停止的同時，促進大氣從切口725頂部的流入來實現頻繁的供水，從而能夠抑制儲水槽540內的水位變動。

基於圖20及圖21對第八實施方式所涉及的功能水生成裝置M8進行說明。功能水生成裝置M8的基本結構及作用效果與第七實施方式所涉及的功能水生成裝置M7相同，但其不同點在於，在儲罐820的供水開口823中具備止水閥829，在接水槽部841形成有開閥凸部849(開閥機構)。

對止水閥829及開閥凸部849進行說明。

如圖20及圖21所示，止水閥829具備貫通棒829A、螺旋彈簧829B和密封體829C，並被安裝在儲罐820的供水開口823上。如圖20所示，在從接水槽部841拆卸儲罐820的狀態下，通過嵌入安裝到貫通棒829的周圍的螺旋彈簧829B向下方偏壓貫通棒829A，以使密封體829C從上方(儲罐820的內部)與供水開口823抵接而水密地閉塞供水開口823。此外，在本實施方式所涉及的儲罐820中，供水開口邊緣部823A向下方局部延伸。

另一方面，在儲水槽840的接水槽部841的中央部形成有向上方以長柱狀突出的開閥凸部849。本實施方式所涉及的開閥凸部849被設置為呈中央部849A比周緣部849B更向上方突出的臺階狀。周緣部849B被形成為嵌合到在儲罐820下表面突出的供水開口邊緣部823A內。

如圖21所示，當將儲罐820配設在接水槽部841內時，開閥凸部849的周緣部849B嵌合在供水開口邊緣部823A內，中央部849A按壓止水閥829的貫通棒829A的下端而壓縮螺旋彈簧829B，密封體829C與被向下方偏壓的貫通棒829A一同被向上推動。由此，開放供水開口823，以使保持在儲罐820內的電解用水DW向接水槽部841內流出，並通過氣壓供水機構使儲水槽840內維持在規定的水位。

根據本實施方式，能夠容易進行向拆卸式儲罐820內補充電解用水DW的操作。當從儲水槽840拆卸儲罐820時，由於螺旋彈簧829B的作用供水開口823被密封體829C閉塞。當使儲罐820反轉，向內壓入貫通棒829A的同時進行供水後鬆開手時，因螺旋彈簧829B供水開口823被密封體829C閉塞，因此即便使儲罐820反轉也不會漏出電解用水DW，能夠容易進行向接水槽部841配設儲罐820的操作。如果將儲罐820直接安裝在接水槽部841上，則如前述供水開口823開放，氣壓供水機構自動發揮功能。

本說明書中公開的技術並不限於通過上述記載及附圖說明的實施方式，例如如下的實施方式也包含在技術範圍內。

(1)在上述實施方式中，均記載了供水開口以圓形形成，但不限於此。例如，也可以將供水開口形成為呈橢圓形或多邊形。另外，在上述實施方式中，均記載了水平配置供水開口，但不限於此。在功能水生成裝置中，也可以傾斜配置供水開口，此外也可以在儲罐的側面以窗狀形成供水開口。

(3)氣壓供水機構所涉及的儲罐並不限於瓶狀的儲罐。如果儲罐在下部具備配置在儲水槽內的供水開口，則可以以任意形狀形成，而且可以自由配置。例如，也可以將電解槽部的外周部作為接水槽部，並且以包圍杯放置部的方式配設儲罐。通過在杯放置部的周圍設置供水部，能夠使功能水生成裝置顯著緊湊化。另外，如果殘留用於裝卸飲水杯的空間的同時，以塔狀配設單個或多個儲罐，則能夠兼備作為飲水杯放置時的支撐壁的功能。如此，根據氣壓供給機構，能夠增加功能水生成裝置的設計自由度，提供各種各樣的設計產品。

(3)止水閥及開閥機構並不限於第八實施方式所記載的結構。例如，通過在儲罐的供水開口設置電磁閥，在儲罐的上部形成補充開口並安裝能夠將其氣密封閉的蓋，從而在將儲罐安裝到底座單元的狀態下，可封閉止水閥並打開蓋而將電解用水DW補充到儲罐中。

附圖標記說明

M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8：功能水生成裝置

1、501：底座單元

2、502：供水部

20、520、720、820：儲罐

23A：排水口

30：杯放置部

40、540、840：儲水槽

41、541、741、841：接水槽部

42、542：電解槽部

43、543：流道

50：飲水杯

60：電解單元

61：高分子離子交換樹脂膜

62：上側電極板

63：下側電極板

90、290、390、490：含水部件

91：臺階(分隔構造)

92、292、392、492：內周部

93、293、393、493：外周部