(57)【要約】【課題】アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる電解水生成装置を提供する。【解決手段】流路切替弁３０は、流水を幹入力流路３Ｍから陰極側入力流路３Ｃおよび陽極側入力流路３Ａのそれぞれへ導くことにより、流水に、第１の電解槽１００を通過させた後、第２の電解槽２００を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、流水を、幹入力流路３Ｍから幹バイパス流路ＢＭへ導くことにより、流水に、第１の電解槽１００を通過させることなく、第２の電解槽２００を通過させる第２の状態に切替えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、
第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、
幹入力流路と、
前記幹入力流路から分岐し、前記第１の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、
前記幹入力流路から分岐し、前記第１の陽極室の入口に接続された陽極側入力流路と、
前記第１の陰極室の出口と前記第２の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記第１の陽極室の出口と前記第２の陽極室の入口との接続された陽極側中継流路と、
前記幹入力流路に接続された幹バイパス流路と、
前記幹バイパス流路から分岐し、前記陰極側中継流路に接続された陰極側バイパス流路と、
前記幹バイパス流路から分岐し、前記陽極側中継流路に接続された陽極側バイパス流路と、
前記幹入力流路と前記幹バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記幹入力流路から前記陰極側入力流路および前記陽極側入力流路のそれぞれへ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室および前記第１の陽極室を通過させた後、前記第２の陰極室および前記第２の陽極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記幹入力流路から前記幹バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室および前記第１の陽極室を通過させることなく、前記第２の陰極室および前記第２の陽極室を通過させる第２の状態に切替えられる、電解水生成装置。
【請求項２】
前記陰極側バイパス流路に設けられ、前記流水の逆流を防止する逆止弁をさらに備え、
前記逆止弁は、前記流路切替弁が前記第１の状態になっている場合に、前記流水が、前記陰極側中継流路から、前記陰極側バイパス流路、前記陽極側バイパス流路、および前記陽極側中継流路を経由して、前記第２の陽極室へ向かって流れることを防止する、請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、
第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、
前記第１の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、
前記第１の陰極室の出口と前記第２の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記陰極側入力流路と前記陰極側中継流路とに接続されたバイパス流路と、
前記陰極側入力流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記陰極側入力流路から前記第１の陰極室へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室を通過させた後、前記第２の陰極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記陰極側入力流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室を通過させることなく、前記第２の陰極室を通過させる第２の状態に切替えられる、電解水生成装置。
【請求項４】
第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、
第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、
前記第２の陰極室の出口と前記第１の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記第１の陰極室の出口に接続された陰極側出力流路と、
前記陰極側中継流路と前記陰極側出力流路とを接続するバイパス流路と、
前記陰極側中継流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記陰極側中継流路から前記第１の陰極室へ導くことにより、前記第２の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第１の陰極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記陰極側中継流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記第２の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第１の陰極室を通過させることなく、前記陰極側出力流路を通過させる第２の状態に切替えられる、電解水生成装置。
【請求項５】
前記第１の陰極室、前記第１の陽極室、前記第２の陰極室、および前記第２の陽極室は、それぞれ、第１の陰極、第１の陽極、第２の陰極、および第２の陽極を含み、
前記第１の電解槽、前記第２の電解槽、および前記流路切替弁を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の陰極と前記第１の陽極との間および前記第２の陰極と前記第２の陽極との間のそれぞれに直流電圧を印加する制御を実行する場合に、前記流路切替弁を前記第１の状態に切替える制御を実行し、
前記第１の陰極と前記第１の陽極との間に前記直流電圧を印加しない制御を実行する場合に、前記流路切替弁を前記第２の状態に切替える制御を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、家庭の飲用水の生成に用いられる電解水生成装置の開発が行われている。このような従来の電解水生成装置においては、以下に記載された特許文献１に開示されているように、第１の電解槽と第２の電解槽とが流路において直列に接続されているものがある。
【０００３】
上記した従来の電解水生成装置においては、第１の電解槽は、第１の陰極を有する第１の陰極室と第１の陽極を有する第１の陽極室とを備えている。また、第１の電解槽は、第１の陰極室と第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜を備えている。一方、第２の電解槽は、第２の陰極を有する第２の陰極室と第２の陽極を有する第２の陽極室とを備えている。また、第２の電解槽は、第２の陰極室と第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜を備えている。
【０００４】
上記のような電解水生成装置においては、第１の電解槽に流水が流れ込むと、陽イオン交換膜の水素イオン（Ｈ＋）と、流水中の水素イオン以外の他の陽イオン（たとえば、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋）との交換が行われる。以下、本明細書においては、水素イオン以外の陽イオンを「他の陽イオン」と呼ぶ。
【０００５】
イオン交換作用により、水素イオンが陽イオン交換膜から第１の陰極室内の流水中へ放出され、流水中の他の陽イオンが陽イオン交換膜に吸着される。この陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜は、陽イオンを第１の陽極室から第１の陰極室へ通過させるが、陰イオンを第１の陰極室から第１の陽極室へ通過させない選択透過性を有している。
【０００６】
上記の電解水生成装置の使用時には、他の陽イオン交換が陽イオン交換膜に蓄積された状態で、直流電圧が第１の陰極と第１の陽極との間に印加される。この時、水が電気分解されることにより、第１の陰極槽内では水酸化物イオン（ＯＨ−）と水素ガス（Ｈ２）が生成され、かつ、第１の陽極槽内では水素イオン（Ｈ＋）と酸素ガス（Ｏ２）が生成される。また、前述の直流電圧の印加により、第１の陰極室内の水素イオンを含む陽イオンが第１の陰極へ引き寄せられるだけでなく、第１の陽極室内の水素イオンを含む陽イオンも、陽イオン交換膜を通過し、第１の陰極へ引き寄せられる。それにより、第１の陰極室においては、水酸化物イオン（ＯＨ−）の一部は第１の陰極へ引き寄せられた水素イオンによって中和される。その結果、水素ガス（Ｈ２）が溶け込んだ電解水素水が得られる。電解水素水は、ある程度の水酸化物イオンを含むため、一般に、アルカリイオン水と呼ばれる。
【０００７】
また、第２の電解槽においては、直流電圧が第２の陽極と第２の陰極との間に印加される。それにより、第２の電解槽において、水の電気分解が生じる。その結果、第２の陰極室において、水素ガス（Ｈ２）および水酸化物イオン（ＯＨ−）が溶け込んだ電解水素水が得られる。つまり、第２の陰極室においても、アルカリイオン水が生成される。
【０００８】
上記した従来の電解水生成装置によれば、第１の電解槽の第１の陰極室および第２の電解槽の第２の陰極室の双方において、水素ガス（Ｈ２）および水酸化物イオン（ＯＨ−）が流水中に生成される。これにより得られたアルカリイオン水は、飲用水として適した水素濃度およびｐＨを有している。
【０００９】
一般に、水の電気分解を行う第２の電解槽のみを用いて、アルカリイオン水を生成すること、すなわち、流水のｐＨおよび水素ガス濃度の双方を高めるこが可能である。しかしながら、上記のような電解水生成装置においては、流水中のｐＨの値を増加させる程度に比較して、流水中の水素ガス濃度を増加させる程度を相対的に大きくするために、第２の電解槽に加えて、第１の電解槽が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−１６５６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した従来の電解水生成装置を使用しているときに、アルカリイオン水ではなく、たとえば、単に濾過部を通過しただけの浄化水が必要となる場合がある。この場合、流水に第１の電解槽および第２の電解槽の双方を通過させるが、第１の陰極と第１の陽極との間および第２の陰極と第２の陽極との間のいずれにも直流電圧を印加しない。これによれば、第１の陰極室および第２の陰極室のいずれにおいても、アルカリイオン水の生成に関連した処理が流水に対して施されない。したがって、第１の陰極室および第２の陰極室の双方を通過した流水は、濾過処理が施されただけの浄化水である。
【００１２】
ただし、上記の電解水生成装置によって浄化水を得る場合にも、流水が第１の電解槽を通過する。このとき、第１の電解槽において、水素イオン（Ｈ＋）が陽イオン交換膜から流水中に放出され、流水中に含まれる他の陽イオン（たとえば、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋）が陽イオン交換膜に吸着される。
【００１３】
この場合、第１の陰極と第１の陽極との間には直流電圧は印加されていない。そのため、流水中において、他の陽イオンは、第１の陰極へ引き寄せられない。したがって、電解水生成装置から浄化水を取り出す時間が長ければ、多量の他の陽イオンが陽イオン交換膜に蓄積される。つまり、電解水生成装置から浄化水を取出し続けている場合に陽イオン交換膜に蓄積された他の陽イオンの量は、電解水生成装置から電解水を取出し続けている場合に陽イオン交換膜に蓄積された他の陽イオンの量に比較して、かなり多い。
【００１４】
この状態で、アルカリイオン水が必要となった場合には、上述のように、第１の陽極と第１の陰極との間および第２の陽極と第２の陰極の間のそれぞれに直流電圧が印加される。このとき、陽イオン交換膜に蓄積された多量の他の陽イオン（たとえば、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋）が、第１の陰極室の第１の陰極へ引き寄せられる。このときの他の陽イオンの量は、アルカリイオン水を取出すために想定されている他の陽イオンの量よりもかなり多い。一般に、他の陽イオン（たとえば、Ｃａ２＋）が水分子（Ｈ２Ｏ）から水酸基（−ＯＨ）を奪い取ることにより、水酸化物（たとえば、Ｃａ（ＯＨ）２）が生成される。この水酸化物の一部は、流水中では、電離度に応じて、陽イオン（たとえば、Ｃａ２＋）と水酸化物イオン（ＯＨ−）とに電離し、流水のｐＨの値を増加させる。そのため、第１の陰極室においては、陽イオン（たとえば、Ｃａ２＋）が想定される量よりも多く陽イオン交換膜に蓄積されていると、第１の陰極室内の流水のｐＨが想定される値よりも高められてしまう。
【００１５】
その結果、第１の陽極と第１の陰極との間および第２の陽極と第２の陰極の間のそれぞれに直流電圧が印加された直後の所定時間においては、第１の陰極室から流れ出た流水のｐＨが想定されている値よりも高くなってしまう。したがって、アルカリイオン水を取出し始めた直後の初期段階においては、第１の陰極室および第２の陰極室の双方を通過した後のアルカリイオン水のｐＨは、一時的に、想定された範囲を超えた値になってしまうことがある。
【００１６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値を超えた値になることを抑制することができる電解水生成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る電解水生成装置は、第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、幹入力流路と、前記幹入力流路から分岐し、前記第１の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、前記幹入力流路から分岐し、前記第１の陽極室の入口に接続された陽極側入力流路と、前記第１の陰極室の出口と前記第２の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記第１の陽極室の出口と前記第２の陽極室の入口との接続された陽極側中継流路と、前記幹入力流路に接続された幹バイパス流路と、前記幹バイパス流路から分岐し、前記陰極側中継流路に接続された陰極側バイパス流路と、前記幹バイパス流路から分岐し、前記陽極側中継流路に接続された陽極側バイパス流路と、前記幹入力流路と前記幹バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記幹入力流路から前記陰極側入力流路および前記陽極側入力流路のそれぞれへ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室および前記第１の陽極室を通過させた後、前記第２の陰極室および前記第２の陽極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記幹入力流路から前記幹バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室および前記第１の陽極室を通過させることなく、前記第２の陰極室および前記第２の陽極室を通過させる第２の状態に切替えられる。
【００１８】
本発明の第２の態様に係る電解水生成装置は、第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、前記第１の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、前記第１の陰極室の出口と前記第２の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記陰極側入力流路と前記陰極側中継流路とに接続されたバイパス流路と、前記陰極側入力流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記陰極側入力流路から前記第１の陰極室へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室を通過させた後、前記第２の陰極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記陰極側入力流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第１の陰極室を通過させることなく、前記第２の陰極室を通過させる第２の状態に切替えられる。
【００１９】
本発明の第３の態様に係る電解水生成装置は、第１の陰極室と、第１の陽極室と、前記第１の陰極室と前記第１の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第１の電解槽と、第２の陰極室と、第２の陽極室と、前記第２の陰極室と前記第２の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第２の電解槽と、前記第２の陰極室の出口と前記第１の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記第１の陰極室の出口に接続された陰極側出力流路と、前記陰極側中継流路と前記陰極側出力流路とを接続するバイパス流路と、前記陰極側中継流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記陰極側中継流路から前記第１の陰極室へ導くことにより、前記第２の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第１の陰極室を通過させる第１の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記陰極側中継流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記第２の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第１の陰極室を通過させることなく、前記陰極側出力流路を通過させる第２の状態に切替えられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の電解槽を通過させた後、第２の電解槽を通過させる第１の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の電解槽を通過させることなく、第２の電解槽を通過させる第２の状態を示す図である。
【図３】本発明の電解水生成装置の陽イオン交換膜の化学的作用を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１の電解水生成装置の第１の電解槽の内部で生じる化学的作用を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１の電解水生成装置において、第１の陰極と第１の陽極との間に直流電圧を印加せずに、流水が第１の電解槽を通過した場合に、第１の電解槽内の陽イオン交換膜に蓄積された他の陽イオンの量がかなり多いことを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の電解水生成装置の第２の電解槽の内部で生じる化学的作用を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態２の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の電解槽を通過させた後、第２の電解槽を通過させる第１の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の電解槽を通過させることなく、第２の電解槽を通過させる第２の状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の陰極室を通過させた後、第２の陰極室を通過させる第１の状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、流水に、第１の陰極室を通過させることなく、第２の陰極室を通過させる第２の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、第２の陰極室を通過した後の流水に、第１の陰極室を通過させる第１の状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の電解水生成装置の全体構成を示す模式図であって、流路切替弁が、第２の電解槽を通過した後の流水に、第１の陰極室を通過させることなく、陰極側出力流路を通過させる第２の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、実施の形態の電解水生成装置を説明する。
【００２３】
各実施の形態において、同一の参照符号が付されている部位は、同一の機能を有するものとする。したがって、特に必要がなければ、同一参照符号が付された部位の機能の説明は繰り返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１〜図６を用いて、実施の形態１の電解水生成装置３００を説明する。
【００２５】
図１および図２に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置３００は、互いに直列に接続された第１の電解槽１００および第２の電解槽２００を備えている。本実施の形態においては、第１の電解槽１００が流水の流路の上流側に設けられ、第２の電解槽２００が流水の流路の下流側に設けられている。そのため、アルカリイオン水を得る場合には、流水は、第１の電解槽１００を通過した後に、第２の電解槽２００を通過する。
【００２６】
前述のように、第２の電解槽２００のみを用いて、電解水素水を生成すること、すなわち、流水のｐＨおよび水素ガス濃度の双方を高めるこが可能である。ただし、本実施の形態においては、流水中のｐＨの値を増加させる程度に比較して、流水中の水素ガス濃度を増加させる程度を相対的に大きくするために、第２の電解槽２００に加えて、第１の電解槽１００が設けられている。
【００２７】
第１の電解槽１００は、第１の陰極１Ｃを有する第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極１Ａを有する第１の陽極室１０Ａを含んでいる。第１の陰極１Ｃおよび第１の陽極１Ａは、いずれも、白金系金属が被覆されたメッシュ状、ポーラス状、またはソリッド状の平板によって構成されており、互いに平行に配置されている。第１の電解槽１００は、第１の陰極室１０Ｃと第１の陽極室１０Ａとを仕切る陽イオン交換膜１０を含んでいる。陽イオン交換膜１０としては、たとえば、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）を有するフッ素系の樹脂材料からなる固体高分子材料が用いられている。第１の陰極１Ｃおよび第１の陽極１Ａは、それぞれ、陽イオン交換膜１０の一方の主表面および他方の主表面に接するように設けられている。ただし、必要とされる陽イオンの交換作用を生じさせることができるのであれば、第１の陰極１Ｃおよび第１の陽極１Ａは、それぞれ、陽イオン交換膜１０の一方の主表面および他方の主表面から離れた位置に配置されてもよい。
【００２８】
図３には、陽イオン交換膜１０を構成する陽イオン交換樹脂の置換作用が模式的に描かれている。図３に示されるように、陽イオン交換膜１０が流水中に設置された場合には、陽イオン交換膜１０のスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）の水素イオン（Ｈ＋）と、流水中の他の陽イオンとが交換される。それにより、少なくとも一部の水素イオンが他の陽イオンに置き換えられた陽イオン交換膜１０が得られる。
【００２９】
流水中の他の陽イオンの例としては、カリウムイオン（Ｋ＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、およびマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）等が挙げられる。そのため、陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜１０は、たとえば、スルホン酸カリウム（−ＳＯ３Ｋ）を有する化合物、および、スルホン酸カルシウム（−（ＳＯ３）２Ｃａ）を有する化合物を含んでいる。また、陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜１０は、たとえば、スルホン酸ナトリウム（−ＳＯ３Ｎａ）を有する化合物、および、スルホン酸マグネシウム（−（ＳＯ３）２Ｍｇ）を有する化合物を含んでいる。
【００３０】
流水が第１の電解槽１００に流れ込むと、陽イオン交換膜１０の水素イオン（Ｈ＋）と流水中の他の陽イオン（たとえば、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋）とが交換される。このとき、既に図３を用いて説明されたように、水素イオンが陽イオン交換膜１０から第１の陰極室１０Ｃの流水へ放出され、流水中の他の陽イオンが陽イオン交換膜１０に吸着される。それにより、陽イオンの交換が行われた後の陽イオン交換膜１０は、図４に示されるように、陽イオンを第１の陽極室１０Ａから第１の陰極室１０Ｃへ通過させるが、陰イオンを第１の陰極室１０Ｃから第１の陽極室１０Ａへ通過させない選択透過性を有している。
【００３１】
この状態で、第１の電解槽１００において、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加される。それにより、第１の陰極１Ｃの近傍では、水が電気分解されため、水酸化物イオン（ＯＨ−）と水素ガス（Ｈ２）が生成される。一方、第１の陽極１Ａの近傍でも、水が電気分解されるため、水素イオン（Ｈ＋）と酸素ガス（Ｏ２）が生成される。電気分解の際には、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間の流水中において直接電子が流れるわけではなく、陽イオンおよび陰イオンが流水中を移動することによって、流水中を電子が流れた状況と同様の状況が作り出される。しかしながら、陰イオンの移動は陽イオン交換膜１０によって制限されている。この状態で、図４に示されるように、第１の陰極室１０Ｃ内の他の陽イオン（たとえば、Ｃａ２＋）だけでなく、第１の陽極室１０Ａ内の陽イオンも、第１の陰極１Ｃへ引き寄せられる。その結果、見かけ上、第１の電解槽１００内では、電子が第１の陰極１Ｃから流水を経由して第１の陽極１Ａへ向かって流れたときの状況と同様の状況が作り出される。また、第１の陽極１Ａの近傍で生成された水素イオンは、陽イオン交換膜１０を通過して、第１の陰極１Ｃへ向かって流れる。その結果、第１の陰極室１０Ｃにおいては、第１の陰極１Ｃの近傍で生成された水酸化物イオン（ＯＨ−）と第１の陽極室１０Ａから第１の陰極室１０Ｃへ流入してきた水素イオン（Ｈ＋）とが中和するため、第１の陰極室１０Ｃ内のｐＨの上昇が抑制される。その結果、第１の陰極室１０Ｃ内では、過剰な水酸化物イオンが中和されるため、ｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることが抑制されながら、水素ガスが溶解した電解水素水、すなわち、アルカリイオン水が得られる。
【００３２】
一方、電解水生成装置３００から浄化水を得る場合には、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加されない。この場合、第１の電解槽１００内においては、陽イオン交換膜１０に蓄積された他の陽イオン（Ｃａ２＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｍｇ２＋）は、第１の陰極１Ｃへ引き寄せられない。この状態で、流水に第１の電解槽１００を通過させると、図５から分かるように、第１の電解槽１００内の陽イオン交換膜１０に蓄積された他の陽イオンの量は、電解水生成装置３００によって電解水を得る場合に比較して、多くなってしまう。したがって、本実施の形態においては、電解水生成装置３００から浄化水を得る場合に、流水に第１の電解槽１００を通過させない。電解水生成装置３００から浄化水を得る場合の電解水生成装置３００の動作については、以下で詳細に説明される。
【００３３】
図１および図２に示されるように、第２の電解槽２００は、第２の陰極２Ｃを有する第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極２Ａを有する第２の陽極室２０Ａを含んでいる。第２の陰極２Ｃおよび第２の陽極２Ａは、いずれも、白金系金属が被覆されたメッシュ状、ポーラス状、またはソリッド状の平行な平板からなる。
【００３４】
第２の電解槽２００は、第２の陰極室２０Ｃと第２の陽極室２０Ａとを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜２０を含んでいる。「中性隔膜２０が分子の通過を抑制する」とは、流水中の分子のほとんど全ての分子の通過を防止するが、中性隔膜２０が流水中の１００％の分子の通過を完全に防止できなくてもよいこと意味している。すなわち、「中性隔膜２０が分子の通過を抑制する」とは、中性隔膜２０が分子全体のうちのいくらかの分子を通過させてもよいことを意味している。中性隔膜２０は、第２の陰極室２０Ｃでの生成物と第２の陽極室２０Ａでの生成物とが混合してしまうことを防止するために、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に設けられている。中性隔膜２０は、たとえば、親水化処理されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜によって構成されている。
【００３５】
第２の電解槽２００において、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に直流電圧が印加される。それにより、一般的には、図６に示されるように、カリウムイオン（Ｋ＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、およびナトリウムイオン（Ｎａ＋）等の陽イオンは第２の陰極２Ｃに引き寄せられる。また、一般的には、図６に示されるように、炭酸イオン（ＣＯ３２−）、硫酸イオン（ＳＯ３２−）、硝酸イオン（ＮＯ３−）、および塩化物イオン（Ｃｌ−）等の陰イオンは第２の陽極２Ａに引き寄せられる。第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間の直流電圧が十分に大きければ、第２の陰極２Ｃおよび第２の陽極２Ａのそれぞれの表面において水が電気分解される。それにより、第２の陰極２Ｃおよび第２の陽極２Ａのそれぞれで、次の反応が生じる。
【００３６】
陰極；  ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  Ｈ２＋２ＯＨ−
陽極；  ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−
したがって、第２の陰極２Ｃの近傍で、水酸化物イオン（ＯＨ−）および水素ガス（Ｈ２）が生成される。その結果、水素ガスを含み、ｐＨの値が高いアルカリイオン水が得られる。一方、第２の陽極２Ａの近傍では、水素イオン（Ｈ＋）および酸素ガス（Ｏ２）が生成される。その結果、酸素ガスを含み、ｐＨの値が低い酸性水が得られる。
【００３７】
図１および図２に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置３００は、第１の電解槽１００へ流水を導く入力流路３を含んでいる。入力流路３は、幹入力流路３Ｍ、陰極側入力流路３Ｃ、および陽極側入力流路３Ａを含んでいる。陰極側入力流路３Ｃは、幹入力流路３Ｍから分岐し、第１の陰極室１０Ｃの入口に接続されている。陽極側入力流路３Ａは、幹入力流路３Ｍから分岐し、第１の陽極室１０Ａの入口に接続されている。
【００３８】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第１の電解槽１００から第２の電解槽２００へ流水を導く中継流路４を備えている。中継流路４は、陰極側中継流路４Ｃおよび陽極側中継流路４Ａを含んでいる。陰極側中継流路４Ｃは、第１の陰極室１０Ｃの出口と第２の陰極室２０Ｃの入口とに接続されている。陽極側中継流路４Ａは、第１の陽極室１０Ａの出口と第２の陽極室２０Ａの入口との接続されている。
【００３９】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第２の電解槽２００から流水を受け取る出力流路５を備えている。出力流路５は、陰極側出力流路５Ｃおよび陽極側出力流路５Ａを有する。陰極側出力流路５Ｃは、第２の陰極室２０Ｃの出口に接続されている。陽極側出力流路５Ａは、第２の陽極室２０Ａの出口に接続されている。
【００４０】
電解水生成装置３００を用いてアルカリイオン水を生成する場合には、流水は、幹入力流路３Ｍ、陰極側入力流路３Ｃ、第１の陰極室１０Ｃ、陰極側中継流路４Ｃ、第２の陰極室２０Ｃ、および陰極側出力流路５Ｃをこの順序で通過する。また、電解水生成装置３００を用いて酸性水を生成する場合には、流水は、幹入力流路３Ｍ、陽極側入力流路３Ａ、第１の陽極室１０Ａ、陽極側中継流路４Ａ、第２の陽極室２０Ａ、および陽極側出力流路５Ａをこの順序で通過する。
【００４１】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、バイパス流路Ｂを備えている。バイパス流路Ｂは、幹バイパス流路ＢＭ、陰極側バイパス流路ＢＣ、および陽極側バイパス流路ＢＡを含んでいる。幹バイパス流路ＢＭは、幹入力流路３Ｍに接続されている。陰極側バイパス流路ＢＣは、幹バイパス流路ＢＭから分岐し、陰極側中継流路４Ｃに接続されている。陽極側バイパス流路ＢＡは、幹バイパス流路ＢＭから分岐し、陽極側中継流路４Ａに接続されている。
【００４２】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に設けられた流路切替弁３０を備えている。流路切替弁３０は、図１に示される直線状の流路を有する第１のブロックＢ１（第１の状態）と、図２に示されるＬ字状の流路を有する第２のブロックＢ２（第２の状態）とを有している。この第１のブロックＢ１および第２のブロックＢ２のそれぞれが、後述される制御部５０に制御される電磁駆動部の動作によって、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に位置付けられたり、その分岐部から退避したりする。
【００４３】
図１に示されるように、流路切替弁３０は、直線状の流路を有する第１のブロックＢ１を、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が幹入力流路３Ｍから陰極側入力流路３Ｃおよび陽極側入力流路３Ａのそれぞれへ導かれる第１の状態に切替えられる。第１の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａのそれぞれを通過させた後、第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極室２０Ａのそれぞれを通過させる。
【００４４】
図２に示されるように、流路切替弁３０は、Ｌ字状の流路を有する第２のブロックＢ２を、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が幹入力流路３Ｍから幹バイパス流路ＢＭへ導かれる第２の状態に切替えられる。第２の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａのいずれをも通過させることなく、第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極室２０Ａのそれぞれを通過させる。
【００４５】
上記の構成によれば、電解水生成装置３００から浄化水を得る場合に、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加されない状態において、流水は第１の電解槽１００の第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａを通過しない。そのため、陽イオン交換膜１０に他の陽イオンが蓄積することが抑制される。その結果、電解水生成装置３００からアルカリイオン水を得る場合に、多量の他の陽イオンが陽イオン交換膜１０に蓄積されていることに起因して生じる第１の陰極室１０Ｃ内の流水のｐＨの想定外の上昇が抑制される。したがって、陰極側出力流路５Ｃから流れ出るアルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
【００４６】
上記した流路切替弁３０の切替の制御および第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に印加される直流電圧の制御は、それぞれ、電解水生成装置３００の使用者のスイッチ操作によって行われてもよい。しかしながら、これらの制御は自動化されていることが好ましい。したがって、本実施の形態の電解水生成装置３００は、第１の電解槽１００、第２の電解槽２００、および流路切替弁３０を制御する制御部５０をさらに備えている。
【００４７】
制御部５０は、電解水生成装置３００からアルカリイオン水を取出す場合、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧を印加し、かつ、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に直流電圧を印加する制御を実行する。この場合には、制御部５０は、流路切替弁３０を第１の状態に切替える制御を実行する。また、制御部５０は、電解水生成装置３００から浄化水を取出す場合、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧を印加しない制御を実行する。この場合には、制御部５０は、流路切替弁３０を第２の状態に切替える制御を実行する。上記の制御部５０により実行される制御によれば、陰極側出力流路５Ｃから流れ出るアルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることを自動的に抑制することができる。
【００４８】
アルカリイオン水とは、ｐＨが約９〜１０の電解水のことである。一般に、アルカリイオン水は、飲用水として使用された場合には、消化不良、胃酸過多、腸内異常発酵、および、慢性下痢または便秘等の便通異常といった腹部不定愁訴に対して改善効果を発揮すると言われている。
【００４９】
また、アルカリイオン水は、美味しい水としても知られている。アルカリイオン水の飲用範囲は、おおよそ、前述のｐＨ９〜１０であり、ｐＨ１０を超える強アルカリ性の電解水は直接の飲用水には適していない。本実施の形態においては、アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲は、９〜１０である。ただし、想定されている範囲のアルカリイオン水のｐＨは、９〜１０に限定されるものではなく、アルカリイオン水の用途に応じて決定される。
【００５０】
第１の陽極室１０Ａと第２の陽極室２０Ａとの双方を通過した電解酸素水は、酸素に加えて水素イオンを含むため、酸性となっている。一般に、陽極側出力流路５Ａから流れ出るｐＨが４〜６の電解水は、酸性水と呼ばれる。酸性水は、飲用水として使用されることはなく、肌を引き締めるアストリンゼント水もしくは工業用水として使用されるか、または、使用されずに廃棄される。
【００５１】
本実施の形態においては、制御部５０は、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧を印加しない場合に、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に直流電圧を印加しない制御を実行する。この場合、流水は、第１の電解槽１００および第２の電解槽２００のいずれにおいても何ら処理されていない。したがって、第２の電解槽２００の第２の陰極室２０Ｃを通過した流水は、後述される濾過部Ｆを通過しただけの単なる浄化水である。
【００５２】
また、上記の制御の代わりに、制御部５０は、流路切替弁３０を第２の状態に切替え、かつ、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧を印加しない場合に、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に直流電圧を印加する制御を実行してもよい。この制御によれば、第１の電解槽１００は、流水に対して何ら処理を施さないが、第２の電解槽２００は、流水に対して電気分解処理を施す。そのため、第２の電解槽２００の第２の陰極室２０Ｃを通過した流水は、水素の溶解量が低く、かつ、想定された範囲内の値よりも低いｐＨのアルカリイオン水になる。つまり、陰極側出力流路５Ｃから流れ出た流水は、第１の電解槽１００によって水素濃度およびｐＨの値を増加させられていない分だけ低い水素濃度およびｐＨの値を有するアルカリイオン水になる。
【００５３】
本実施の形態においては、制御部５０は、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間を流れる第１の直流電流の値、および、第２の陰極２Ｃと第２の陽極２Ａとの間に第２の直流電流の値を変更することができる。第１の直流電流の値は、第１の陰極室１０Ｃ内の流水のｐＨの値に対応している。また、第２の直流電流の値は、第２の陰極室２０Ｃ内の流水のｐＨの値に対応している。したがって、制御部５０は、第１の直流電流の値および第２の直流電流の値のそれぞれを変更することにより、陰極側出力流路５Ｃから流れ出るアルカリイオン水の水素溶解量およびｐＨの値の増減を調節することができる。
【００５４】
本実施の形態の電解水生成装置３００によれば、流水中に含まれる他の陽イオンの量の変動に依存して、陽イオン交換膜１０を有する第１の陰極室１０Ｃで生成される水酸化物イオンの量が変動する。そのため、電解水生成装置３００から得られるアルカリイオン水のｐＨの値は、ある程度の範囲内でばらつく。
【００５５】
一般に、電解水生成装置３００が使用される地域ごとに、原水に含まれる他の陽イオンの量は、限定された狭い範囲内でしか変動しない。そのため、前述の第１の直流電流の値および第２の直流電流の値は、所望の範囲内のｐＨの値を有するアルカリイオン水が得られるように予め設定されている。これにより、電解水生成装置３００から流れ出るアルカリイオン水のｐＨの値が、想定される範囲から大きくずれることはほぼない。
【００５６】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第１の電解槽１００の上流側に、原水を濾過する濾過部Ｆを備えている。したがって、濾過部Ｆによって濾過された水が第１の電解槽１００および第２の電解槽２００を通過する流水として使用される。そのため、流水の電気分解が実行されるか否かに関わらず、陰極側出力流路５Ｃから濾過された水を得ることができる。濾過部Ｆでは、原水に含まれる不要な成分および所定の大きさ以上の異物がフィルタによって除去される。濾過された水は、一般に上述した浄化水と呼ばれる。なお、原水そのものを流水として用いる場合には、濾過部Ｆは設けられていなくてもよい。
【００５７】
（実施の形態２）
図７および図８を参照して、実施の形態２の電解水生成装置３００を説明する。本実施の形態の電解水生成装置３００は、実施の形態１の電解水生成装置３００とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置３００と実施の形態１の電解水生成装置３００との相違点を主に説明する。
【００５８】
本実施の形態の電解水生成装置３００においても、図７に示されるように、流路切替弁３０は、直線状の流路を有する第１のブロックＢ１を、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が幹入力流路３Ｍから陰極側入力流路３Ｃおよび陽極側入力流路３Ａのそれぞれへ導かれる第１の状態に切替えられる。第１の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａのそれぞれを通過させた後、第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極室２０Ａのそれぞれを通過させる。
【００５９】
また、本実施の形態の電解水生成装置３００においても、図８に示されるように、流路切替弁３０は、Ｌ字状の流路を有する第２のブロックＢ２を、幹入力流路３Ｍと幹バイパス流路ＢＭとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が幹入力流路３Ｍから幹バイパス流路ＢＭへ導かれる第２の状態に切替えられる。第２の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａのいずれをも通過させることなく、第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極室２０Ａのそれぞれを通過させる。
【００６０】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、実施の形態１の電解水生成装置３００の構成に加えて、陰極側バイパス流路ＢＣに設けられ、流水の逆流を防止する逆止弁４０を備えている。この点のみが実施の形態１の電解水生成装置３００と異なる。
【００６１】
図７に示されるように、流路切替弁３０が第１の状態になっている場合を考える。この場合には、逆止弁４０は、流水が陰極側中継流路４Ｃから、陰極側バイパス流路ＢＣ、陽極側バイパス流路ＢＡ、および陽極側中継流路４Ａを経由して、第２の陽極室２０Ａへ向かって流れることを防止する。
【００６２】
図８に示されるように、流路切替弁３０が第２の状態になっている場合を考える。この場合には、逆止弁４０は、流水が、幹入力流路３Ｍから、幹バイパス流路ＢＭ、陰極側バイパス流路ＢＣ、および陰極側中継流路４Ｃを経由して、第２の陰極室２０Ｃおよび第２の陽極室２０Ａのそれぞれへ向って流れることを許容する。
【００６３】
上記の逆止弁４０によれば、陰極側中継流路４Ｃへ流れ込んだアルカリ性の流水が、陰極側バイパス流路ＢＣ、陽極側バイパス流路ＢＡ、陽極側中継流路４Ａ、および第２の陽極室２０Ａを経由して、陽極側出力流路５Ａへ流れ込むことを防止できる。そのため、第１の陰極室１０Ｃで生成されたアルカリイオン水が、第１の陽極室１０Ａで生成された酸性水と混合された後、陽極側出力流路５Ａから流れ出て、廃棄されてしまうことを防止することができる。
【００６４】
（実施の形態３）
図９および図１０を参照して、実施の形態３の電解水生成装置３００を説明する。本実施の形態の電解水生成装置３００は、実施の形態１の電解水生成装置３００とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置３００と実施の形態１の電解水生成装置３００との相違点を主に説明する。
【００６５】
図９および図１０に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置３００は、バイパス流路Ｂおよび流路切替弁３０の構成において、実施の形態１の電解水生成装置３００と異なっている。本実施の形態においては、バイパス流路Ｂが、陰極側入力流路３Ｃと陰極側中継流路４Ｃとに接続されている。また、本実施の形態の電解水生成装置３００においては、流路切替弁３０が、陰極側入力流路３Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に設けられている。
【００６６】
図９に示されるように、流路切替弁３０は、直線状の流路を有する第１のブロックＢ１を、陰極側入力流路３Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が陰極側入力流路３Ｃから第１の陰極室１０Ｃへ導かれる第１の状態に切替えられる。第１の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させた後、第２の陰極室２０Ｃを通過させる。一方、陽極側入力流路３Ａから第１の陽極室１０Ａへ導かれた流水は、陽極側中継流路４Ａを経由して、第２の陽極室２０Ａへ流れ込む。
【００６７】
図１０に示されるように、流路切替弁３０は、Ｌ字状の流路を有する第２のブロックＢ２を、陰極側入力流路３Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が陰極側入力流路３Ｃからバイパス流路Ｂへ導かれる第２の状態に切替えられる。第２の状態では、流路切替弁３０は、流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させることなく、第２の陰極室２０Ｃを通過させる。この場合も、陽極側入力流路３Ａから第１の陽極室１０Ａへ導かれた流水は、陽極側中継流路４Ａを経由して、第２の陽極室２０Ａへ流れ込む。
【００６８】
本実施の形態においても、電解水生成装置３００から浄化水を得る場合に、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加されない。この状態において、流水は、第１の陰極室１０Ｃを通過しないが、第１の陽極室１０Ａを通過する。そのため、陽イオン交換膜１０の第１の陰極室１０Ｃ側の表面に蓄積された他の陽イオンの量は極めて少ない。一方、陽イオン交換膜１０の第１の陽極室１０Ａ側の表面には、多量の他の陽イオンが蓄積される。その後、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に電圧が印加される。
【００６９】
ここで、陽イオン交換膜１０の第１の陽極室１０Ａ側の表面に蓄積された他の陽イオンが、陽イオン交換膜１０を通過して第１の陰極１Ｃまで移動する単位時間あたりの量を、第１の移動量／時間とする。また、陽イオン交換膜１０の第１の陰極室１０Ｃ側の表面に蓄積された他の陽イオンが、第１の陰極室１０Ｃ内において第１の陰極１Ｃまで移動する単位時間あたりの量を、第２の移動量／時間とする。第１の移動量／時間は、第２の移動量／時間に比較して、かなり少ない。その理由は、第１の陽極１Ａの近傍で生成された水素イオンが陽イオン交換膜１０を通過して第１の陰極１Ｃまで移動する単位時間の量を第３の移動量／時間とすると、第１の移動量／時間は、第３の移動量／時間よりも圧倒的に少ないからである。つまり、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加された状態で、第１の陽極室１０Ａから陽イオン交換膜１０を通過して第１の陰極室１０Ｃへ移動する陽イオンの大部分は、他の陽イオンではなく、水素イオンであるためである。
【００７０】
この状態で、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加された場合を考える。この場合、上記した理由のため、陽イオン交換膜１０の第１の陰極室１０Ｃ側の表面での他の陽イオンの蓄積量を低減できさえすれば、第１の陰極１Ｃへ向かって移動する他の陽イオンの単位時間あたりの量を極めて少なくすることができる。そのため、流水が、第１の陰極室１０Ｃを通過しなければ、第１の陽極室１０Ａを通過したとしても、第１の陰極室１０Ｃ内でのｐＨの想定以上の上昇を抑制する効果はかなり大きい。その結果、本実施の形態においては、上記した実施の形態１および２と異なり、電解水生成装置３００から浄化水を得る場合に、流水に、第１の陽極室１０Ａを通過させるが、第１の陰極室１０Ｃを通過させない。
【００７１】
本実施の形態の電解水生成装置３００によれば、実施の形態１および２の電解水生成装置３００のｐＨの値の想定外の上昇を抑制する効果と同一の効果が得られるとまでは言えないまでも、その効果に極めて近い効果が得られる。
【００７２】
なお、上記した本実施の形態の電解水生成装置３００の構成に加えて、流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させないときに、第１の陽極室１０Ａを通過させないように、他のバイパス流路と他の流路切替弁とがさらに設けられていてもよい。他のバイパス流路は、陽極側入力流路３Ａと陽極側中継流路４Ａとに接続されている。また、他の流路切替弁は、陽極側入力流路３Ａと他のバイパス流路とが接続された分岐部に設けられている。これによれば、電解水生成装置３００から浄化水を取り出すときに、流水が第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａの双方を通過しない。そのため、第１の陰極１Ｃと第１の陽極１Ａとの間に直流電圧が印加しない場合にも、陽イオン交換膜１０の第１の陰極室１０Ｃ側の表面だけでなく、陽イオン交換膜１０の第１の陽極室１０Ａ側の表面にも必要以上の多量の他の陽イオンが蓄積されることはない。したがって、前述の他のバイパス流路および他の流路切替弁が用いられる場合には、バイパス流路Ｂおよび流路切替弁３０のみが用いられる場合に比較して、アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることをより確実に抑制できる。
【００７３】
（実施の形態４）
図１１および図１２を参照して、実施の形態４の電解水生成装置３００を説明する。本実施の形態の電解水生成装置３００は、実施の形態１〜３の電解水生成装置３００とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置３００と実施の形態１〜３の電解水生成装置３００との相違点を主に説明する。
【００７４】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、互いに直列に接続された第１の電解槽１００および第２の電解槽２００を備えている。本実施の形態の電解水生成装置３００の第１の電解槽１００の構造および第２の電解槽２００の構造は、それぞれ、実施の形態１〜３の第１の電解槽１００の構造および第２の電解槽２００の構造と同一である。
【００７５】
ただし、図１１および図１２に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置３００においては、第２の電解槽２００が流水の流路の上流側に設けられ、第１の電解槽１００が流水の流路の下流側に設けられている。そのため、電解水生成装置３００からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、第２の電解槽２００を通過した後に、第１の電解槽１００を通過する。
【００７６】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第２の電解槽２００へ流水を導く入力流路３を含んでいる。入力流路３は、幹入力流路３Ｍ、陰極側入力流路３Ｃ、および陽極側入力流路３Ａを含んでいる。本実施の形態の入力流路３の構造は、実施の形態１〜３の入力流路３の構造と同一である。ただし、陰極側入力流路３Ｃは、幹入力流路３Ｍから分岐し、第２の陰極室２０Ｃの入口に接続されている。また、陽極側入力流路３Ａは、幹入力流路３Ｍから分岐し、第２の陽極室２０Ａの入口に接続されている。
【００７７】
また、本実施の形態の電解水生成装置３００は、実施の形態１〜３の電解水生成装置３００と以下の点において異なっている。
【００７８】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第２の電解槽２００から第１の電解槽１００へ流水を導く中継流路４を備えている。中継流路４は、陰極側中継流路４Ｃおよび陽極側中継流路４Ａを含んでいる。陰極側中継流路４Ｃは、第２の陰極室２０Ｃの出口と第１の陰極室１０Ｃの入口とに接続されている。陽極側中継流路４Ａは、第２の陽極室２０Ａの出口と第１の陽極室１０Ａの入口とに接続されている。
【００７９】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、第１の電解槽１００から流水を受け取る出力流路５を備えている。出力流路５は、陰極側出力流路５Ｃおよび陽極側出力流路５Ａを含んでいる。陰極側出力流路５Ｃは、第１の陰極室１０Ｃの出口に接続されている。陽極側出力流路５Ａは、第１の陽極室１０Ａの出口に接続されている。
【００８０】
本実施の形態においては、電解水生成装置３００からアルカリイオン水を得る場合において、流水が通過する２つの電解槽の順序が上記した実施の形態１〜３の電解水生成装置３００と異なっている。電解水生成装置３００からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、幹入力流路３Ｍ、陰極側入力流路３Ｃ、第２の陰極室２０Ｃ、陰極側中継流路４Ｃ、第１の陰極室１０Ｃ、および陰極側出力流路５Ｃをこの順序で通過する。また、電解水生成装置３００からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、幹入力流路３Ｍ、陽極側入力流路３Ａ、第２の陽極室２０Ａ、陽極側中継流路４Ａ、第１の陽極室１０Ａ、および陽極側出力流路５Ａをこの順序で通過する。
【００８１】
本実施の形態の電解水生成装置３００は、陰極側中継流路４Ｃと陰極側出力流路５Ｃとを接続するバイパス流路Ｂを備えている。また、本実施の形態の電解水生成装置３００は、陰極側中継流路４Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に設けられた流路切替弁３０を備えている。
【００８２】
図１１に示されるように、流路切替弁３０は、直線状の流路を有する第１のブロックＢ１を、陰極側中継流路４Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が陰極側中継流路４Ｃから第１の陰極室１０Ｃへ導かれる第１の状態に切替えられる。第１の状態では、流路切替弁３０は、第２の陰極室２０Ｃを通過した後の流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させる。この場合、陽極側入力流路３Ａから第２の陽極室２０Ａへ導かれた流水は、陽極側中継流路４Ａを経由して、第１の陽極室１０Ａへ流れ込む。
【００８３】
図１２に示されるように、流路切替弁３０は、Ｌ字状の流路を有する第２のブロックＢ２を、陰極側中継流路４Ｃとバイパス流路Ｂとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁３０は、流水が陰極側中継流路４Ｃからバイパス流路Ｂへ導かれる第２の状態に切替えられる。第２の状態では、流路切替弁３０は、第２の陰極室２０Ｃを通過した後の流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させることなく、陰極側出力流路５Ｃを通過させる。この場合も、陽極側入力流路３Ａから第２の陽極室２０Ａへ導かれた流水は、陽極側中継流路４Ａを経由して、第１の陽極室１０Ａへ流れ込む。
【００８４】
上記の構成によっても、実施の形態３の電解水生成装置３００とほぼ同様の理由のため、第２の陰極室２０Ｃおよび第１の陰極室１０Ｃの双方を通過した後のアルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
【００８５】
なお、上記した本実施の形態の電解水生成装置３００の構成に加えて、流水に、第１の陰極室１０Ｃを通過させないときに、第１の陽極室１０Ａを通過させないように、他のバイパス流路と他の流路切替弁とがさらに設けられていてもよい。他のバイパス流路は、陽極側中継流路４Ａと陽極側出力流路５Ａとに接続されている。また、他の流路切替弁は、陽極側中継流路４Ａと他のバイパス流路とが接続された分岐部に設けられている。これによれば、電解水生成装置３００から浄化水を取り出すときに、流水が第１の陰極室１０Ｃおよび第１の陽極室１０Ａの双方を通過しない。そのため、前述の他のバイパス流路および他の流路切替弁を設ける場合には、バイパス流路Ｂおよび流路切替弁３０のみを設ける場合に比較して、アルカリイオン水のｐＨが想定された範囲内の値よりも高くなることをより確実に抑制できる。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ  第１の陽極
１Ｃ  第１の陰極
２Ａ  第２の陽極
２Ｃ  第２の陰極
３  入力流路
３Ａ  陽極側入力流路
３Ｃ  陰極側入力流路
３Ｍ  幹入力流路
４  中継流路
４Ａ  陽極側中継流路
４Ｃ  陰極側中継流路
５  出力流路
５Ａ  陽極側出力流路
５Ｃ  陰極側出力流路
１０  陽イオン交換膜
１０Ａ  第１の陽極室
１０Ｃ  第１の陰極室
２０  中性隔膜
２０Ａ  第２の陽極室
２０Ｃ  第２の陰極室
３０  流路切替弁
４０  逆止弁
５０  制御部
１００  第１の電解槽
２００  第２の電解槽
３００  電解水生成装置
Ｂ  バイパス流路
ＢＡ  陽極側バイパス流路
ＢＣ  陰極側バイパス流路
ＢＭ  幹バイパス流路
Ｆ  濾過部
【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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