(57)【要約】【課題】塩素ガスを含む空気の排出を防止し、信頼性の向上した電解水生成装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、電解水生成装置は、水を貯溜する貯水容器２４と、貯水容器内に設けられた一対の電極４０ａ、４０ｂと、貯水容器に給水および前記貯水容器から排水する給排水機構と、貯水容器への給水および排水に応じて伸縮することにより、貯水容器内の空気を一定量に維持する伸縮容器３０と、を備えている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯溜する貯水容器と、
前記貯水容器内に設けられた一対の電極と、
前記貯水容器に給水および前記貯水容器から排水する給排水機構と、
前記貯水容器への給水および排水に応じて伸縮することにより、前記貯水容器内の空気を一定量に維持する伸縮容器と、
を備える電解水生成装置。
【請求項２】
前記伸縮容器は、前記貯水容器内に設けられ、前記貯水容器の外部に連通する吸排気口を有している請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記伸縮容器は、前記貯水容器の外に設けられ、前記伸縮容器の内部は、連通部材を介して前記貯水容器の内部に気密に連通している請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記貯水容器は、前記伸縮容器で構成されている請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
前記給排水機構は、前記給水および排水に応じて前記伸縮容器が優先的に伸縮するように、前記貯水容器内への空気の流入および前記貯水容器からの空気の流出を規制する規制機構を備えている請求項１から４のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
前記給排水機構は、前記貯水容器内に設けられた排出管と、前記排出管に接続された排出配管と、を備え、
前記規制機構は、前記排出配管に設けられた安全弁を含んでいる請求項５に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
前記給排水機構は、前記貯水容器内に設けられた排出管と、前記排出管に接続された排出配管と、を備え、
前記規制機構は、前記排水配管の一部に形成されたＵ字管を含んでいる請求項５に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
前記貯水容器内に設けられた電極ユニットを更に備え、前記電極ユニットは、隔膜により仕切られた陽極室および陰極室と、前記隔膜に対向して前記陽極室に設けられた板状の陽極と、前記陽極に対向して前記陰極室に設けられた板状の陰極と、を備え、前記陽極室は、前記貯水容器の内部空間に連通している請求項１から７のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項９】
前記給排水機構は、前記陰極室に電解液を給水および前記陰極室から電解液を排水する電解液給排水機構を含んでいる請求項８に記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水を電解して様々な機能を付与した電解水が知られている。例えば、殺菌除臭の機能を有する電解水として次亜塩素酸水を生成し、あるいは、飲料や洗浄防錆の機能を有する電解水としてアルカリイオン水を生成する電解水生成装置が提案されている。このような電解水生成装置は、１対の電極を１つの部屋に備えた１室型電解セル、１対の電極の間に１つの隔膜を設けて陽極室と陰極室に区切られた２室型電解セル、あるいは、１対の電極の間に２つの隔膜を設け、陽極室と陰極室の間に２つの隔膜で区切られた電解液室を備えた３室型電解セルなどを用いている。電解水生成装置は、電解液中あるいは水中の電解質を電解して得た電解生成物により、様々な機能を付与した電解水を生成している。
【０００３】
電解質としては、水に含まれるイオン成分以外にも故意に添加した塩化物、酸化物、アルカリ塩、炭酸塩、有機酸などがある。例えば、３室型電解セルでは、電解液を中央の電解液室だけに供給し、陽極生成物および陰極生成物を電解質から分離した形態で、陽極室および陰極室から排出する。
【０００４】
これらの電解水生成装置では、電解セルに水や電解液を流水しながら電解する流水式が一般的である。しかしながら、流水式では、給水設備の水圧変動や経時的な配管コンダクタンス変動など様々な要因で流量など電解に係る条件が変動しやすい。このため、流量計や水圧流量の調整機構が必要となり、複雑で高価な配管系となる問題や、環境変動、経時変動による装置の頻繁な異常停止や、水質が変動するが問題ある。
【０００５】
これを解決する手段として、所定容量の電解セルに水や電解液を１回ごとに給水して電解するバッチ式（静水式）の電解水生成装置が提案されている。バッチ式では、水圧などが変動しても給排水に係る時間が多少変動するだけで水量が安定する。また、流量を管理する配管系も不要である。電解量も電極に通電する時間を調整すればよいため、電源も簡易的なものを使うことができる。このように、バッチ式では量産コストを低減し、かつ水質の安定した停止しにくい装置を実現することができる。  
しかしながら、バッチ式の電解水生成装置では、電解セルに水や電解液を給水あるいは排水するための時間、すなわち、電解以外の時間が必要となり、流水式に比べて生成量が小さくなり、電解水を大量に消費する用途には不向きとなる。そのため、バッチ式の電解水生成装置は、少量用途、あるいはタンクに長時間かけて貯水するような用途で使われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７９８４８６号公報
【特許文献２】特許第３２９２９３０号公報
【特許文献３】特許第３７１６０４２号公報
【特許文献４】特許第３５００１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したバッチ式の電解水生成装置において、生成量を増加するためには、迅速に電解セルに水を供給し、生成した電解水を移送する必要がある。しかしながら、静水した状態で電解した場合、電解セル内に生じた塩素ガスが溶解しきらずに電解セル空間に滞留する。そのため、電解セルへの給水や電解水の出し入れにより電解セル内の空間体積が変化すると、塩素ガスを含んだ空気が排水配管から外部に排出される可能性がある。  
本発明の実施形態の解題は、塩素ガスを含んだ空気の排出を防止し、信頼性の向上した電解水生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、電解水生成装置は、水を貯溜する貯水容器と、前記貯水容器内に設けられた一対の電極と、前記貯水容器に給水および前記貯水容器から排水する給排水機構と、前記貯水容器への給水および排水に応じて伸縮することにより、前記貯水容器内の空気を一定量に維持する伸縮容器と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電解水生成装置の外観を示す斜視図。
【図２】図２は、前記電解水生成装置の断面図。
【図３】図３は、電解開始時に、電極ユニットに電解液を供給する状態を示す前記電解水生成装置の断面図。
【図４】図４は、電解開始時に、貯水容器に給水する状態を示す前記電解水生成装置の断面図。
【図５】図５は、電解中における前記電解水生成装置の断面図。
【図６】図６は、電解後、電解水を排水する状態を示す前記電解水生成装置の断面図。
【図７】図７は、電解後、電解液を排水する状態を示す前記電解水生成装置の断面図。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る電解水生成装置の断面図。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る電解水生成装置の給水前の状態および給水後の状態を比較して示す電解水生成装置の断面図。
【図１０】図１０は、第１変形例に係る電解水生成装置の断面図。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係る電解水生成装置の断面図。
【図１２】図１２は、電解水を排水した状態における、第３の実施形態に係る電解水生成装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１１】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る電解水生成装置の外観を示す斜視図、図２は、電解水生成装置の断面図である。図１に示すように、本実施形態において、電解水生成装置１０は、例えば、１Ｌの水を給水する毎に電解水（次亜塩素酸水）を生成して排水する所謂、バッチ式の電解水生成装置として構成されている。電解水生成装置１０は、ほぼ矩形箱状の装置本体１２と、装置本体１２に並んで設けられた収納ケース１４と、を備えている。装置本体１２および収納ケース１４は、次亜塩素酸水に触れても大丈夫なように、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの耐蝕性に優れた材料で形成されている。  
装置本体１２の近傍に、電解液、例えば、塩水を収容した塩水タンク１６を設置してもよい。装置本体１２の１側壁に、コントローラに接続された操作パネル１８が設けられている。装置本体１２には、後述する電極ユニット２０が脱着自在に装着されている。
【００１２】
図２に示すように、装置本体１２は、例えば、矩形ブロック形状の基台２２と、基台２２上に配置あるいは固定された矩形箱状の貯水容器２４と、を備えている。基台２２は、内部に複数の配管が形成されたマニホールドブロック２６により構成されている。マニホールドブロック２６は、平坦な上面（設置面）２６ａを有している。貯水容器２４は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに固定されている。  
貯水容器２４は、角筒形状の側壁２２ａと、側壁２２ａの上端を閉塞しマニホールドブロック２６の上面２６ａと平行に対向する天井壁２２ｂと、を有している。側壁２２ａの下端縁が上面２６ａに固定されている。貯水容器２４の側壁２２ａ、天井壁２２ｂ、およびマニホールドブロック２６の上面２６ａにより、所定量の水（例えば、１Ｌ）を貯溜する貯水空間を構成している。この貯水空間は、後述するように、陽極室としても機能する。
【００１３】
収納ケース１４は、例えば、矩形箱状に形成され、装置本体１２とほぼ等しい幅および高さを有している。収納ケース１４は、装置本体１２の１側面に密着して配置されている。この収納ケース１４内には、後述する伸縮自在な吸排気パック（伸縮容器）３０が収納されている。吸排気パック３０の内部は、連通管３２を介して、貯水容器２４内の空間（陽極室）に気密に連通している。吸排気パック３０は、耐塩素ガスに優れた材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成されている。収納ケース１４の上部に、ベント孔３４が設けられている。  
貯水容器２４および収納ケース１４は、金属あるいは合成樹脂で形成された保護カバー（筐体）２７により覆われている。
【００１４】
貯水容器２４内に電極ユニット（電解セル）２０が配置されている。電極ユニット２０は、円筒状あるいは角筒状の筐体３６を有している。筐体３６は、例えば、ポリ塩化ビニルやポリプロピレンやポリエチレンなどの耐酸性、耐アルカリ性に優れた合成樹脂により形成されている。筐体３６内に隔膜３７が設けられ、この隔膜３７により、筐体３６内は撹拌室（陽極室）３８ａと陰極室（電解液室）３８ｂとに仕切られている。隔膜３７は、イオンを透過可能な隔膜、例えば、イオン交換膜や多孔質隔膜を用いることができる。  
撹拌室３８ａ内に板状の陽極４０ａが配置され、隔膜３７に対向している。陰極室３８ｂ内に板状の陰極４０ｂが配置され、隔膜３７および陽極４０ａに対向している。筐体３６において、撹拌室３８ａを規定する側壁には多数の透孔が形成されている。これにより、撹拌室３８ａは、多数の透孔を介して、貯水容器２４内に連通している。貯水容器２４内の空間および撹拌室３８ａは、陽極室として機能することができる。また、筐体３６の上部にベント孔４４が設けられている。陰極室３８ｂは、ベント孔４４を介して、貯水容器２４内に連通している。陰極４０ｂにより生じた水素ガスを、ベント孔４４を通して陽極室に逃がす構成としている。
【００１５】
筐体３６の底部に、給排水口４６が設けられている。給排水口４６は、陰極室３８ｂに連通している。このように構成された電極ユニット２０は、例えば、貯水容器２４の天井壁２２ｂに形成された開口４８を通して貯水容器２４内に配置される。電極ユニット２０の給排水口４６は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに設けられた給水口５０に係合する。また、電極ユニット２０は、開口４８を通して、貯水容器２４から引き抜くことが可能である。  
なお、電極ユニット２０は、脱着式に限定されるものではなく、装置本体１２内に固定的に配置されてもよい。
【００１６】
図２に示すように、電解水生成装置１０は、貯水容器２４内に給水および貯水容器２４から排水する給排水機構１００を備えている。この給排水機構１００は、電極ユニット２０の電解室（ここでは、陰極室３８ｂ）に電解液、例えば、塩水を給水し、および電解室から塩水を排水する電解液給排水機構を含んでいる。給排水機構１００は、以下のように構成されている。
【００１７】
貯水容器２４内に給水管５２およびオーバーフロー管（排出管）５４が設けられている。給水管５２は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに形成された給水口に接続され、マニホールドブロック２６から天井壁２２ｂの近傍まで、ほぼ垂直に延出している。給水管５２の上端は、天井壁２２ｂの近傍に位置し、給水口を構成している。オーバーフロー管５４は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに形成された排水口に接続され、マニホールドブロック２６から天井壁２２ｂの近傍まで、ほぼ垂直に延出している。オーバーフロー管５４の上端は、天井壁２２ｂの近傍で、かつ、給水管５２の上端よりも僅かに低い位置に位置している。オーバーフロー管５４は、給水管５２への逆流を防ぐとともに、貯水容器（陽極室）２４内の水面上限を規定している。貯水容器２４内に所定量を越える水が給水された場合、越えた分の水は、オーバーフロー管５４から排水される。
【００１８】
マニホールドブロック２６の上面２６ａに、生成された電解水を排水するための排水孔５６が設けられている。マニホールドブロック２６内には、給水配管６０、排水配管（排出配管）６２、移送配管６４、電解液配管６６が形成され、更に、複数の弁が設けられている。貯水容器２４の外側で、マニホールドブロック２６の上面２６ａに、弁を駆動する図示しないソレノイドや送液ポンプＰ、並びに、弁およびポンプを制御するコントローラ６８が設けられている（図では簡略化のためマニホールドブロック２６内の領域にこれらを図示している）。
【００１９】
給水配管６０の一端は給水管５２に接続され、他端（外側端）は、配管を介して給水設備に接続されている。給水配管６０には、給水、停止を切換えるための給水弁７０ａが設けられている。排水配管６２の一端はオーバーフロー管５４に接続され、他端（外側端）は、排水チューブ（排出配管）６３を介して、図示しない排水設備に接続されている。排水チューブ６３には、安全弁７０ｂあるいはＵ字管が設けられている。安全弁７０ｂあるいはＵ字管は、排水設備から逆流するにおいや虫の防壁の役割もあるが、後述するように、貯水容器２４内の空気あるいはガスがオーバーフロー管５４を介して排水設備に流入することを規制する規制機構として機能する。
【００２０】
移送配管６４の一端は排水孔５６に接続され、他端（外側端）は、配管を介して適当な容器、例えば、生成水タンクに接続されている。移送配管６４には、電解水の移送を調整する移送弁７０ｃが設けられている。電解液配管６６の一端は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに設けられた給水口５０に連通し、他端（外側端）は、配管を介して電解液タンク、ここでは、塩水タンク１６に接続されている。電解液配管６６は、途中で上述した塩水タンク１６に向かう配管とは分岐して排水配管６２へ接続された配管を含み、それぞれに配管の開閉を制御する給水弁７０ｄと排水弁７０ｅが設けられている。分岐部と給水口５０との中間には、送水方向を変えられる送液ポンプＰが接続されている。
【００２１】
給水弁７０ａ、移送弁７０ｃ、給水弁７０ｄ、排水弁７０ｅは、それぞれ、例えば、電磁弁で構成され、コントローラ６８により、開閉が制御される。送液ポンプＰは、送液方向を切換え可能であり、コントローラ６８は、送液ポンプＰの運転、停止、送液方向切換えを制御する。コントローラ６８は、電極ユニット２０の陽極４０ａおよび陰極４０ｂに所定の電解電圧を印加する電源６９を含んでいる。
【００２２】
次に、上記のように構成された電解水生成装置の電解水生成動作について説明する。  
図３、図４、図５、図６、図７は、電解水生成装置１０における一例の生成動作を順に示している。図３に示すように、電解開始前の電解水生成装置の状態において、貯水容器２４には水が無く、また、吸排気パック３０は充分に収縮した状態となっている。電極ユニット２０の陰極室３８ｂにも電解液（例えば、塩水）が無い状態としている。
【００２３】
電解水生成を開始する際、まず、給水弁７０ｄを開き、排水弁７０ｅを閉じた状態で、送液ポンプＰを給水側に駆動し、塩水タンク１６から電解液配管６６、給水口５０、給排水口４６を介して陰極室３８ｂに塩水を給水する。陰極４０ｂが塩水に埋まるまで、塩水を所定量給水した後、送液ポンプＰを停止するとともに、給水弁７０ｄを閉じる。なお、塩水の給水量は、送液ポンプＰの動作時間で制御してもよいし、あるいは、電極ユニット２０内に液量センサを設け、この液量センサの検知に応じて制御するようにしてもよい。
【００２４】
次いで、図４に示すように、貯水容器２４、すなわち、陽極室に被電解水としての水を給水する。給水は、給水弁７０ａを開き、給水設備の水圧により給水配管６０および給水管５２を通して貯水容器２４内に所定量を流し落としている。すなわち、給水管５２上端の給水口から貯水容器２４内に給水する。このとき、貯水容器２４には、例えば、１Ｌの水を供給する設定としているが、貯水容器２４内の空気は、この水に押し出される形で、貯水容器２４内の１Ｌの空気が連通管３２を通して吸排気パック３０内に移動する。これにより、吸排気パック３０は、１Ｌの空気を吸気して膨らみ、収納ケース１４内のほぼ全域を満たす。  
空気の流出としては、オーバーフロー管５４を通して排水配管６２から排水設備へ出る経路もあるが、排水配管６２に安全弁７０ｂあるいはＵ字管を設け、空気が流れ難い状態としている。これにより、貯水容器２４内の空気は、オーバーフロー管５４に流入することなく、選択的に吸排気パック３０に向かうようにすることができる。吸排気パック３０の容量は、例えば、給水された被電解水と同じ１Ｌとしている。そのため、通常は、貯水容器２４内の空気は、全て吸排気パック３０に移動し、排水配管６２から外に排気されることはない。  
所定量、例えば、１Ｌ、給水した時点で、給水弁７０ａを閉じ、給水を停止する。なお、水の給水量は、給水弁７０ａの開放時間で制御してもよいし、あるいは、貯水容器２４内に液量センサを設け、この液量センサの検知に応じて制御するようにしてもよい。
【００２５】
電解液および被電解水の給水が終了した後、図５に示すように、コントローラ６８から陽極４０ａおよび陰極４０ｂに電解電圧を印加し、電解を開始する。陽極４０ａにプラス、陰極４０ｂにマイナスの電位を供給し、所定の電流で所定の時間だけ電解する。これにより、貯水容器（陽極室）２４の１Ｌの水を２０〜１００ｐｐｍ程度の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸水に変える。この際、陽極４０ａでは隔膜３７を介して移動してきた塩素イオンから塩素ガスを生成し、撹拌室３８ａおよび貯水容器２４内の水と反応させて次亜塩素酸と塩酸を生成する。しかしながら、塩素ガスの一部は水と反応せずに気泡のまま水面まで浮き上がり、貯水容器２４内の上部の空気に放出される。これにより、空気に薄まった塩素ガスは水面だけでは迅速には水と反応せず、長い時間をかけないと貯水容器（陽極室）２４の空気中に残ってしまうことになる。
【００２６】
電解が終了した後、図６に示すように、貯水容器２４に生成された次亜塩素酸水を生成水タンクに移送する。すなわち、移送弁７０ｃを開放し、貯水容器２４内の次亜塩素酸水を、排水孔５６から移送配管６４を通して生成水タンクへ移送する。次亜塩素酸水の移送により貯水容器２４内の次亜塩素酸水が無くなって行くと、これに伴い、吸排気パック３０内の空気が連通管３２を通して貯水容器２４内に移動していく。貯水容器２４内の１Ｌの次亜塩素酸水が全て移送され貯水容器２４が空になると、同じく１Ｌの空気が吸排気パック３０から貯水容器２４内に送られ、吸排気パック３０は収縮し萎んだ状態となる。
【００２７】
次亜塩素酸水の移送が終了した後、移送弁７０ｃを閉じる。次いで、図７に示すように、給水弁７０ｄを閉じ、排水弁７０ｅを開放した状態で、送液ポンプＰを排水側に駆動する。電極ユニット２０の陰極室３８ｂ内の塩水を、送液ポンプＰにより、給排水口４６から給水口５０、電解液配管６６、分岐配管、排水配管６２を通して排水設備に排水する。排水後、排水弁７０ｅを閉じ、送液ポンプＰを停止する。  
以上により、次亜塩素酸水の生成動作が終了する。なお、陰極室３８ｂへの電解液の給水、排水動作は毎回行う必要はない。図４ないし図６に示した被電解水の給水、電解、次亜塩素酸水の移送のサイクルを複数回繰り返し、塩水が消費したタイミングで、塩水の排水および給水を行えばよい。
【００２８】
以上のように構成された電解水生成装置１０によれば、貯水容器（陽極室）２４への水の給水に伴って、貯水容器２４内の空気を吸排気パック３０内に移動し、また、貯水容器２４からの電解水の排水に伴って、吸排気パック３０から貯水容器２４内に空気を戻すことにより、貯水容器２４内の空気を外部に排出しないようにしている。そのため、前回の電解動作により生じた塩素ガスが貯水容器２４内に残っていた場合でも、この塩素ガスが外部に排出されることがない。従って、本実施形態によれば、塩素ガスを含んだ空気の排出を防止し、信頼性の向上した電解水生成装置を提供することができる。
【００２９】
次に、他の実施形態あるいは変形例に係る電解水生成装置について説明する。以下に説明する他の実施形態および変形例において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００３０】
（第２の実施形態）  
図８は、第２の実施形態に係る電解水生成装置を示す断面図である。  
第２の実施形態によれば、空気を吸排気するための吸排気パック（伸縮容器）３０は、貯水容器２４内に配置されている。これに応じて、収納ケースは省略されている。  
図８に示すように、吸排気パック３０は、例えば、円筒形状の吸排気口部７２を有している。貯水容器２４の天井壁２２ｂに透孔７４が形成されている。吸排気パック３０は、貯水容器２４内に配置され、また、吸排気口部７２は、天井壁２２ｂの透孔７４に内側から挿通され、透孔７４に弾性的に嵌合している。吸排気パック３０は、吸排気口部７２を通して装置外部に連通している。これにより、吸排気パック３０は、吸排気口部７２を通して外気を吸気および排気することができる。
【００３１】
吸排気パック３０は、耐塩素ガスに優れた材料、例えば、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ等により、伸縮自在に形成されている。吸排気パック３０は、その最大容量が、例えば、約１Ｌ程度となる大きさに形成されている。すなわち、吸排気パック３０は、１Ｌ程度の外気を吸気可能に形成されている。また、本実施形態では、排水配管６２に接続された排水チューブ６３の端部は、Ｕ字管７１を構成している。  
第２の実施形態において、電解水生成装置１０の他の構成、例えば、マニホールドブロック２６の構成および電極ユニット２０の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。
【００３２】
図９の（Ａ）は、貯水容器２４に被電解水（水）を給水した状態の電解水生成装置１０を示し、図９の（Ｂ）は、貯水容器２４内の電解水（次亜塩素酸水）が排水された後の電解水生成装置１０の状態を示している。
【００３３】
図９（Ａ）に示すように、第２の実施形態に係る電解水生成装置１０では、電解時、貯水容器（陽極室）２４に所定量、例えば、１Ｌの水を給水すると、貯水容器２４の内圧が上昇し、吸排気パック３０が押し潰される。これにより、吸排気パック３０内の空気は、吸排気口部７２から外部に排気される。そして、貯水容器２４内における吸排気パック３０の体積が１Ｌ分だけ減少することにより、貯水容器２４内の空気の体積は変化せず、この空気が外部に排気されることもない。この状態で、電極ユニット２０の陽極４０ａおよび陰極４０ｂに電解電圧を印加し、電解動作を行う。
【００３４】
図９（Ｂ）に示すように、電解終了後、生成された次亜塩素酸水を貯水容器２４から排水孔５６および移送配管６４を通して生成水タンクへ移送する。これに伴い、貯水容器２４内の内圧が減少し、吸排気パック３０の内圧も減少する。そのため、吸排気パック３０は、減圧した分だけ、吸排気口部７２を通して外気を吸気し、内圧を一定に維持する。吸排気パック３０は、移送された次亜塩素酸水と同等量の外気、１Ｌ分相当を吸気し、貯水容器２４内で膨らんだ状態となる。これにより、貯水容器２４内の空気の体積は、変化せず、給水時の体積と同等に一定に維持される。従って、電解後に塩素ガスを含む空気が貯水容器２４内に残っている場合でも、この空気はオーバーフロー管５４から外部に排気されることなく、貯水容器２４内に保持される。
【００３５】
以上のことから、第２の実施形態によれば、塩素ガスを含んだ空気の排出を防止し、信頼性の向上した電解水生成装置を得ることができる。
【００３６】
（第１変形例）  
上述した第１および第２の実施形態において、電極ユニット（電解セル）２０は、１枚の隔膜と、一対の電極とを有した、所謂、２室型の電解セルを用いているが、これに限らず、１室型あるいは３室型の電解セルを用いてもよい。  
図１０は、第１変形例に係る電解水生成装置の断面図である。第１変形例によれば、電極ユニット２０として、３室型の電解セルを用いている。図に示すように、電極ユニット（電解セル）２０は、円筒状あるいは角筒状の筐体３６を有している。筐体３６内に一対の隔膜３７ａ、３７ｂが設けられている。隔膜３７ａ、３７ｂは、互いに間隔を置いてほぼ平行に対向している。筐体３６内は、一対の隔膜３７ａ、３７ｂにより、これら隔膜３７ａ、３７ｂの間に規定された中間室３８ｃと、この中間室３８ｃの両側に位置する陽極室（撹拌室）３８ａおよび陰極室３８ｂと、の３室に仕切られている。隔膜３７ａ、３７ｂとしては、例えば、イオンを透過可能な多孔質隔膜を用いることができる。
【００３７】
撹拌室３８ａ内に板状の陽極４０ａが配置され、隔膜３７ａに対向している。陰極室３８ｂ内に板状の陰極４０ｂが配置され、隔膜３７ｂに対向している。筐体３６において、撹拌室３８ａを規定する側壁には多数の透孔が形成されている。これにより、撹拌室３８ａは、多数の透孔を介して、貯水容器２４内に連通している。貯水容器２４内の空間および撹拌室３８ａは、陽極室として機能することができる。また、筐体３６の上部にベント孔４４ａ、４４ｂが設けられている。陰極室３８ｂは、ベント孔４４ａを介して、貯水容器２４内に連通している。陰極４０ｂにより生じた水素ガスを、ベント孔４４ａを通して陽極室に逃がす構成としている。中間室３８ｃの上部は、ベント孔４４ｂ、４４ａを介して、貯水容器２４内に連通している。中間室３８ｃに電解液、例えば、塩水を給水する際、中間室３８ｃ内の空気の一部をベント孔４４ｂ、４４ａを通して陽極室２４に逃がす構成としている。
【００３８】
筐体３６の底部に、給排水口４６および給排水口４７が設けられている。給排水口４６は、中間室３８ｃに連通している。また、給排水口４７は、陰極室３８ｂに連通している。このように構成された電極ユニット２０は、貯水容器２４内に脱着可能に配置されている。電極ユニット２０の給排水口４７は、隔壁２２ｂに設けられた給排水口５１に係合する。  
図１０に示すように、基台２２を構成するマニホールドブロック２６には、給水配管６０、排水配管６２、移送配管６４、電解液配管６６、第２給排水配管６５が形成され、更に、複数の弁が設けられている。また、基台２２には、送液ポンプＰ１、Ｐ２、および弁およびポンプを制御するコントローラ６８が設けられている。  
電解液配管６６の一端はマニホールドブロック２６の給水口５０に接続され、他端（外側端）は、配管を介して電解液タンク、ここでは、塩水タンク１６に接続されている。電解液配管６６の中途部は送液ポンプＰ１に接続されている。電解液配管６６に、電解液の給水、停止を切換えるための給水弁７０ｄが設けられている。電解液配管６６は、送液ポンプＰ１と給水弁７０ｄとの間の位置で分岐し、この分岐した分岐配管は排水配管６２に接続されている。また、分岐配管に、排水、停止を切換える排水弁７０ｅが設けられている。送液ポンプＰ１を駆動することにより、塩水タンク１６から電解液配管６６、給水口５０を通して電極ユニット２０の中間室３８ｃに塩水を給水することができる。
【００３９】
第２給排水配管６５の一端は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに形成された給排水口５１に接続されている。第２給排水配管６５の他端（外側端）は、２本に分岐し、それぞれ移送配管６４の中途部、および排水配管６２の中途部に接続されている。第２給排水配管６５の中途部に送液ポンプＰ２が接続されている。移送配管６４に繋がる一方の分岐配管に、水の給水、停止を切換えるための給水弁７０ｆが設けられている。排水配管６２に繋がる他方の分岐配管に、水の排水、停止を切換えるための排水弁７０ｇが設けられている。  
排水弁７０ｇを閉じ、給水弁７０ｆを開放した状態で送液ポンプＰ２を駆動することにより、貯水容器２４に給水された水の一部を、排水孔５６、移送配管６４、第２給排水配管６５、および給排水口５１を通して、電極ユニット２０の陰極室３８ｂに給水することができる。また、陰極室３８ｂに生成された陰極水（アルカリ性水）を排水する場合は、給水弁７０ｆを閉じ、排水弁７０ｇを開放した状態で、送液ポンプＰ２を排水方向に駆動することにより、給排水口５１から第２給排水配管６５、排水配管６２を通して陰極水を排水することができる。
【００４０】
第１変形例において、電解水生成装置１０の他の構成は、前述した第２の実施形態と同一としている。上記のように、３室型の電極ユニット（電解セル）２０を用いた場合でも、前述した第１および第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、３室型の電極ユニット２０では、塩分を含まない陰極水（アルカリ性水）を生成することができ、必要に応じて、陰極水を利用することが可能となる。
【００４１】
（第３の実施形態）  
図１１は、第３の実施形態に係る電解水生成装置の断面図、図１２は、電解水を排水（移送）した状態の電解水生成装置を示す断面図である。  
本実施形態によれば、貯水容器２４自体を伸縮自在な吸排気パック（伸縮容器）３０により構成している。図１１に示すように、伸縮容器３０は、袋状に形成され、電極ユニット２０、給水管５２、およびオーバーフロー管５４に被せて配置されている。伸縮容器３０の開口側の端縁部は、マニホールドブロック２６の上面２６ａに気密に固定されている。  
伸縮容器３０は、耐塩素ガスに優れた材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成されている。伸縮容器３０は、例えば、１Ｌの水および０．２Ｌ程度の空気を収容可能な容量に形成されている。
【００４２】
装置本体１２は、伸縮容器３０を覆う保護カバー８０を有している。保護カバー８０は、例えば、矩形箱状に形成され、伸縮容器３０に被せた状態で、上面２６ａに取付けられている。保護カバー８０は、ベント孔８１を有している。  
マニホールドブロック２６に設けられた複数の配管および送液ポンプＰの構成は、前述した第１の実施形態と同一である。
【００４３】
上記のように構成された電解水生成装置１０の電解水生成動作について説明する。  
図１２に示すように、電解開始前の電解水生成装置１０の状態では、前回の生成動作により生成された次亜塩素酸水は貯水容器２４から排水され、貯水容器２４内、すなわち、伸縮容器３０内には水が無い。そのため、伸縮容器３０は、収縮した状態となり、内部には、所定量の空気（例えば、０．２Ｌ程度）のみが残っている。電極ユニット２０の陰極室３８ｂにも電解液（例えば、塩水）が無い状態としている。
【００４４】
電解水生成を開始する際、まず、給水弁７０ｄを開いた状態で、送液ポンプＰを給水側に駆動し、塩水タンク１６から電解液配管６６、給水口５０、給排水口４６を介して陰極室３８ｂに塩水を給水する。陰極４０ｂが塩水に埋まるまで、塩水を所定量給水した後、送液ポンプＰを停止するとともに、給水弁７０ｄを閉じる。  
次いで、図１１に示すように、伸縮容器３０内、すなわち、陽極室に被電解水としての水を給水する。給水は、給水弁７０ａを開き、給水設備の水圧により給水配管６０および給水管５２を通して伸縮容器３０内に所定量、例えば、１Ｌの水を流し落としている。このような給水に伴い、伸縮容器３０内の空気が水に押され、伸縮容器３０内の内圧が上昇する。これにより、伸縮容器３０は給水に伴って膨らみ、保護カバー８０内のほぼ全域を満たす。すなわち、伸縮容器３０に１Ｌの水を給水すると、この１Ｌ分だけ伸縮容器３０が膨らむ。従って、伸縮容器３０内の空気の量は変化せず、一定の量に保たれる。
【００４５】
空気の流出としては、オーバーフロー管５４を通して排水配管６２、排水チューブ６３から排水設備へ出る経路もあるが、排水配管６２の終端部にＵ字管７１を設け、空気が流れ難い状態としている。これにより、伸縮容器３０内の空気は、オーバーフロー管５４に流入することなく、すなわち、排水配管６２から外に排気されることはなく、伸縮容器３０内に保持される。
【００４６】
所定量、例えば、１Ｌ、給水した時点で、給水弁７０ａを閉じ、給水を停止する。給水が終了した後、コントローラ６８から陽極４０ａおよび陰極４０ｂに電解電圧を印加し、電解を開始する。陽極４０ａにプラス、陰極４０ｂにマイナスの電位を供給し、所定の電流で所定の時間だけ電解する。これにより、伸縮容器（陽極室）３０の１Ｌの水を２０〜１００ｐｐｍ程度の次亜塩素酸水に変える。この際、陽極４０ａでは隔膜３７を介して移動してきた塩素イオンから塩素ガスを生成し、撹拌室３８ａおよび伸縮容器３０内の水と反応させて次亜塩素酸と塩酸を生成する。静水状態の水に塩素ガスを反応された場合、塩素ガスの一部は水と反応せずに気泡のまま水面まで浮き上がり、伸縮容器３０内の上部の空気に放出される。これにより、空気に薄まった塩素ガスは水面だけでは迅速には水と反応せず、長い時間をかけないと伸縮容器（陽極室）３０の空気中に残ることになる。
【００４７】
電解が終了した後、図１２に示すように、生成された次亜塩素酸水を伸縮容器３０内から生成水タンクに移送する。すなわち、移送弁７０ｃを開放し、伸縮容器３０内の次亜塩素酸水を、排水孔５６から移送配管６４を通して生成水タンクへ移送する。次亜塩素酸水の移送により伸縮容器３０内の次亜塩素酸水が無くなって行くと、これに伴い、伸縮容器３０が１Ｌ分だけ収縮し萎んだ状態となる。そして、伸縮容器３０内には、０．２Ｌ程度の一定量の空気が残った状態となる。
【００４８】
次亜塩素酸水の移送が終了した後、移送弁７０ｃを閉じる。次いで、排水弁７０ｅを開放した状態で、送液ポンプＰを排水側に駆動する。電極ユニット２０の陰極室３８ｂ内の塩水を、送液ポンプＰにより、給排水口４６から給水口５０、電解液配管６６、分岐配管、排水配管６２を通して排水設備に排水する。排水後、排水弁７０ｅを閉じ、送液ポンプＰを停止する。  
以上により、次亜塩素酸水の生成動作が終了する。なお、陰極室３８ｂへの電解液の給水、排水動作は毎回行う必要はない。図４ないし図６に示した被電解水の給水、電解、次亜塩素酸水の移送のサイクルを複数回繰り返し、塩水が消費したタイミングで、塩水の排水および給水を行えばよい。
【００４９】
以上のように構成された電解水生成装置１０によれば、伸縮容器（陽極室）３０への水の給水および伸縮容器３０からの排水に伴って、伸縮容器３０が伸縮することにより、すなわち、膨らみおよび収縮することにより、伸縮容器３０内の空気を一定量に維持することができる。前回の電解動作により生じた塩素ガスが伸縮容器３０内に残っていた場合でも、この塩素ガスが外部に排出されることがない。従って、本実施形態によれば、塩素ガスを含んだ空気の排出を防止し、信頼性の向上した電解水生成装置を得ることができる。
【００５０】
本発明は上述した実施形態あるいは変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。電解水生成装置を構成する各構成要素の形状、形成材料、寸法等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて、種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…電解水生成装置、１２…装置本体、２０…電極ユニット（電解セル）、  
２２…基台、２４…貯水容器、２６…マニホールドブロック、  
３０…吸排気パック（伸縮容器）、３２…連通管、３６…筐体、３７…隔膜、  
３８ａ…撹拌室（陽極室）、３８ｂ…陰極室、４０ａ…陽極、４０ｂ…陰極、  
５２…給水管、５４…オーバーフロー管、６０…給水配管、６２…排水配管、  
６４…移送配管、６６…電解液配管、６８…コントローラ
【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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【図１１】
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【図１２】
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