(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード室およびアノード室の間の中間室にあるスペーサは、前記カソード室および前記アノード室が対向する第１方向に並ぶカソード側格子およびアノード側格子を備え、
前記カソード側格子のカソード側孔、および前記アノード側格子のアノード側孔であって前記カソード側孔と前記第１方向に並ぶアノード側孔は、前記第１方向と直交する第２方向にずれ、
前記カソード側格子および前記アノード側格子は、前記中間室に流入する電解液を、前記第２方向の一方側から、前記第２方向にずれて並ぶ前記カソード側孔および前記アノード側孔に交互に案内することで前記第１方向に蛇行させながら、前記第２方向の他方側に案内する電解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の電解槽において、
前記カソード側孔は、平面視矩形であり、前記カソード側孔の４辺の壁部は、断面視で前記カソード室側に向かうに従って細くなる山なりの形状であり、
前記アノード側孔は、平面視矩形であり、前記アノード側孔の４辺の壁部は、断面視で前記アノード室側に向かうに従って細くなる山なりの形状である電解槽。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電解槽において、
前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第２方向の長さが等しく、かつ前記第２方向に等しい数並び、
前記カソード側格子において、前記第２方向の前記一方側の端部からは、第１突出部が前記一方側に突出し、前記第２方向の前記他方側の端部からは、前記第１突出部と長さが異なる第２突出部が前記他方側に突出し、
前記アノード側格子において、前記第２方向の前記一方側の端部からは、前記第２突出部と長さが等しい第３突出部が前記一方側に突出し、前記第２方向の前記他方側の端部からは、前記第２突出部と長さが等しい第４突出部が前記他方側に突出する電解槽。
【請求項４】
請求項３に記載の電解槽において、
前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の長さが等しく、かつ前記第３方向に等しい数並び、
前記カソード側格子の前記第３方向の両端部からは、長さが等しい第５突出部が前記第３方向の両側に突出し、
前記アノード側格子の前記第３方向の両端部からは、前記第５突出部と長さが等しい第６突出部が前記第３方向の両側に突出し、
前記第１方向に並ぶ前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第３方向において同位置にある電解槽。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記カソード室のカソード電極と、前記カソード側格子との間には、前記カソード電極側から順に、陽イオン交換膜と、弾性および透水性を有するクッション材とがあり、
および／または、前記アノード室のアノード電極と、前記アノード側格子との間には、前記アノード電極側から順に、陰イオン交換膜と、弾性および透水性を有するクッション材とがある電解槽。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記カソード側格子および前記アノード側格子の間には、弾性および透水性を有するクッション材がある電解槽。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記中間室に前記電解液を送るとともに、前記中間室から前記電解液を回収し、前記電解液に電解質を加えて循環させる電解液循環部を備え、
前記電解液循環部は、
前記中間室から回収する前記電解液を貯留するタンクと、
前記電解液の圧力が設定圧力以上になると作動し、前記電解液の圧力を下げるリリーフバルブと、を備える電解槽。
【請求項８】
請求項７に記載の電解槽において、
前記リリーフバルブは、前記中間室から前記タンクに至る前記電解液の流路中にある電解槽。
【請求項９】
請求項４に記載の電解槽において、
前記第１突出部は、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第３突出部は、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第１突出部および前記第３突出部は、それぞれ平面視で重なり、
前記第２突出部は、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第４突出部は、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第２突出部および前記第４突出部は、それぞれ平面視で重なり、
前記カソード側格子および前記アノード側格子を収容する枠状の中間室フレームを備え、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記一方側の内壁部には、前記第３方向に延び、前記中間室フレームにおける前記電解液の受入口に繋がる供給溝があり、
前記供給溝は、平面視で重なる前記第１突出部および前記第３突出部の組と、前記組と前記第３方向に隣り合い、平面視で重なる前記第１突出部および前記第３突出部の組と、の間の各空間に前記電解液を供給し、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記他方側の内壁部には、前記第３方向に延び、前記中間室フレームにおける前記電解液の排出口に繋がる排出溝があり、
前記排出溝には、平面視で重なる前記第２突出部および前記第４突出部の組と、前記組と前記第３方向に隣り合い、平面視で重なる前記第２突出部および前記第４突出部の組と、の間の各空間から前記電解液が排出される電解槽。
【請求項１０】
請求項９に記載の電解槽において、
前記排出溝と前記排出口を繋ぐ流路には、オリフィスがある電解槽。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれか一つに記載の電解槽において、
枠状であり、内部が、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に延びる仕切り部によって前記第２方向に仕切られ、収容空間が前記第２方向に並ぶ中間室フレームを備え、前記各収容空間には、前記スペーサが収容される電解槽。
【請求項１２】
請求項４に記載の電解槽において、
前記第１突出部は、複数あり、それぞれ、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第３突出部は、複数あり、それぞれ、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第１突出部および前記第３突出部は、それぞれ前記第３方向において異なる位置にあり、
前記カソード側格子および前記アノード側格子を収容する枠状の中間室フレームを備え、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記一方側の内壁部には、前記電解液の供給口があり、
前記供給口から供給される電解液は、前記カソード側格子および前記アノード側格子の前記一方側において、前記第１突出部および前記第３突出部の間を抜けながら前記第３方向に拡がる電解槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三室型の電解槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解槽として、内部がカソード室、中間室、およびアノード室に仕切られた三室型のものが知られる（例えば特許文献１）。中間室には電解液が供給され、カソード室およびアノード室には原水が供給される。中間室にて電気分解が行われることで、中間室からカソード室へ陽イオンが供給され、中間室からアノード室へ陰イオンが供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１３９８０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
三室型の電解槽では、電気分解の効率向上のため、中間室からカソード室およびアノード室へのイオン供給能力の向上が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）カソード室およびアノード室の間の中間室にあるスペーサは、前記カソード室および前記アノード室が対向する第１方向に並ぶカソード側格子およびアノード側格子を備え、
前記カソード側格子のカソード側孔、および前記アノード側格子のアノード側孔であって前記カソード側孔と前記第１方向に並ぶアノード側孔は、前記第１方向と直交する第２方向にずれ、
前記カソード側格子および前記アノード側格子は、前記中間室に流入する電解液を、前記第２方向の一方側から、前記第２方向にずれて並ぶ前記カソード側孔および前記アノード側孔に交互に案内することで前記第１方向に蛇行させながら、前記第２方向の他方側に案内する電解槽。
（２）（１）に記載の電解槽において、
前記カソード側孔は、平面視矩形であり、前記カソード側孔の４辺の壁部は、断面視で前記カソード室側に向かうに従って細くなる山なりの形状であり、
前記アノード側孔は、平面視矩形であり、前記アノード側孔の４辺の壁部は、断面視で前記アノード室側に向かうに従って細くなる山なりの形状である電解槽。
（３）（１）または（２）に記載の電解槽において、
前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第２方向の長さが等しく、かつ前記第２方向に等しい数並び、
前記カソード側格子において、前記第２方向の前記一方側の端部からは、第１突出部が前記一方側に突出し、前記第２方向の前記他方側の端部からは、前記第１突出部と長さが異なる第２突出部が前記他方側に突出し、
前記アノード側格子において、前記第２方向の前記一方側の端部からは、前記第２突出部と長さが等しい第３突出部が前記一方側に突出し、前記第２方向の前記他方側の端部からは、前記第２突出部と長さが等しい第４突出部が前記他方側に突出する電解槽。
（４）（３）に記載の電解槽において、
前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の長さが等しく、かつ前記第３方向に等しい数並び、
前記カソード側格子の前記第３方向の両端部からは、長さが等しい第５突出部が前記第３方向の両側に突出し、
前記アノード側格子の前記第３方向の両端部からは、前記第５突出部と長さが等しい第６突出部が前記第３方向の両側に突出し、
前記第１方向に並ぶ前記カソード側孔および前記アノード側孔は、前記第３方向において同位置にある電解槽。
（５）（１）から（４）のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記カソード室のカソード電極と、前記カソード側格子との間には、前記カソード電極側から順に、陽イオン交換膜と、透水性および弾性を有するクッション材とがあり、
および／または、前記アノード室のアノード電極と、前記アノード側格子との間には、前記アノード電極側から順に、陰イオン交換膜と、弾性および透水性を有するクッション材とがある電解槽。
（６）（１）から（５）のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記カソード側格子および前記アノード側格子の間には、弾性および透水性を有するクッション材がある電解槽。
（７）（１）から（６）のいずれか一つに記載の電解槽において、
前記中間室に前記電解液を送るとともに、前記中間室から前記電解液を回収し、前記電解液に電解質を加えて循環させる電解液循環部を備え、
前記電解液循環部は、
前記中間室から回収する前記電解液を貯留するタンクと、
前記中間室から前記タンクに至る前記電解液の流路中にあり、前記電解液の圧力が設定圧力以上になると作動し、前記電解液の圧力を下げるリリーフバルブと、を備える電解槽。
（８）（７）に記載の電解槽において、
前記リリーフバルブは、前記中間室から前記タンクに至る前記電解液の流路中にある電解槽。
（９）（４）に記載の電解槽において、
前記第１突出部は、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第３突出部は、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第１突出部および前記第３突出部は、それぞれ平面視で重なり、
前記第２突出部は、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第４突出部は、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部毎に設けられ、それぞれ、前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第２突出部および前記第４突出部は、それぞれ平面視で重なり、
前記カソード側格子および前記アノード側格子を収容する枠状の中間室フレームを備え、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記一方側の内壁部には、前記第３方向に延び、前記中間室フレームにおける前記電解液の受入口に繋がる供給溝があり、
前記供給溝は、平面視で重なる前記第１突出部および前記第３突出部の組と、前記組と前記第３方向に隣り合い、平面視で重なる前記第１突出部および前記第３突出部の組と、の間の各空間に前記電解液を供給し、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記他方側の内壁部には、前記第３方向に延び、前記中間室フレームにおける前記電解液の排出口に繋がる排出溝があり、
前記排出溝には、平面視で重なる前記第２突出部および前記第４突出部の組と、前記組と前記第３方向に隣り合い、平面視で重なる前記第２突出部および前記第４突出部の組と、の間の各空間から前記電解液が排出される電解槽。
（１０）（９）に記載の電解槽において、
前記排出溝と前記排出口を繋ぐ流路には、オリフィスがある電解槽。
（１１）（１）から（８）のいずれか一つに記載の電解槽において、
枠状であり、内部が、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に延びる仕切り部によって前記第２方向に仕切られ、収容空間が前記第２方向に並ぶ中間室フレームを備え、前記各収容空間には、前記スペーサが収容される電解槽。
（１２）（４）に記載の電解槽において、
前記第１突出部は、複数あり、それぞれ、前記カソード側孔の前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第３突出部は、複数あり、それぞれ、前記アノード側孔の前記第２方向に延びる壁部に対して前記第２方向上にあり、
前記第１突出部および前記第３突出部は、それぞれ前記第３方向において異なる位置にあり、
前記カソード側格子および前記アノード側格子を収容する枠状の中間室フレームを備え、
前記中間室フレームにおいて、前記第２方向の前記一方側の内壁部には、前記電解液の供給口があり、
前記供給口から供給される電解液は、前記カソード側格子および前記アノード側格子の前記一方側において、前記第１突出部および前記第３突出部の間を抜けながら前記第３方向に拡がる電解槽。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の電解槽では、スペーサは、カソード室およびアノード室が対向する第１方向に並ぶカソード側格子およびアノード側格子を備え、中間室に流入する電解液を、第１方向と直交する第２方向の一方側から他方側に案内する。カソード側格子の各カソード側孔と、アノード側格子の各アノード側孔とは、第１方向に並ぶとともに第２方向にずれている。そのため、本発明では、中間室に流入する電解液を、カソード側孔およびアノード側孔によって、第１方向に蛇行させながら第２方向に案内でき、電解液を撹拌できる。そのため、本発明は、中間室からカソード室およびアノード室へのイオン供給能力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の電解水生成装置１の概略図である。
【図２】電解槽１０の分解斜視図である。
【図３】カソード電極２２の中間室フレーム３３に対する位置関係を示す平面図である。
【図４】スペーサ５の−Ｘ方向側に位置するネット状クッション材３１２を示す平面図である。
【図５】中間室フレーム３３の平面図である。
【図６】カソード側格子５１の構成および作成方法を説明するための図である
【図７】カソード側格子５１およびアノード側格子５２の組み合わさった状態を示す図である。
【図８】スペーサ５を収容した状態の中間室フレーム３３を示す図である。
【図９】電解槽１０の断面図である。
【図１０】第２実施形態の電解槽１０Ａを示す分解斜視図である。
【図１１】スペーサ５Ａおよび中間室フレーム３３Ａを示す平面図である。
【図１２】電解槽１０Ａの断面図である。
【図１３】ネット状クッション材の設置位置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態を、図面を参照して説明する。
（電解水生成装置１の全体構成）
図１は、電解水生成装置１の概略図である。
電解水生成装置１（以下、装置１と記載）の電解槽１０は、内部がカソード室２、中間室３、およびアノード室４に仕切られた三室型である。カソード室２は、図１中左側にあり、アノード室４は、図１中右側にある。中間室３は、カソード室２およびアノード室４の間にある。
【０００９】
カソード室２およびアノード室４が対向する方向を＋−Ｘ方向（第１方向）とし、カソード室２側を−Ｘ方向、アノード室４側を＋Ｘ方向とする。Ｘ方向は、本実施形態では水平方向とする。しかし、電解槽１０はどのような姿勢で用いられてもよく、Ｘ方向は水平方向でなくてもよい。本実施形態では、Ｘ方向に直交する上下方向を＋−Ｚ方向（第２方向）とする。Ｘ方向およびＺ方向に直交する図１の紙面垂直方向を＋−Ｙ方向（第３方向）とする。
【００１０】
中間室３には、後述する電解液循環部８から塩水が供給される。塩水には、ＮａＣｌが高濃度で溶解する。炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩酸、塩化カリウム、塩化カルシウムまたはその混合物などの電解質が溶解する他の電解液を塩水の代わりに用いてもよい。塩水は、中間室３の−Ｚ方向側から供給され、＋Ｚ方向側から排出される。
【００１１】
カソード室２と中間室３は、陽イオン交換膜２１に仕切られる。陽イオン交換膜２１は、陽イオンであるＮａ＋を選択的に透過させる。陽イオン交換膜２１の背面側（−Ｘ方向側）にカソード電極２２がある。
【００１２】
アノード室４と中間室３は、陰イオン交換膜４１に仕切られる。陰イオン交換膜４１は、陰イオンであるＣｌ−を選択的に透過させる。陰イオン交換膜４１の背面側（＋Ｘ方向側）にアノード電極４２がある。カソード室２およびアノード室４には、原水供給口１０１に接続される外部配管から、原水供給口１０１を介して原水が供給される。原水として、水道水やＲＯ（Reverse Osmosis）水等を用いることができる。原水は、電解質の濃度が１５ｐｐｍ以下等、電解質が僅かに溶解していてもよい。原水は、カソード室２およびアノード室４の−Ｚ方向側から供給され、＋Ｚ方向側から排出される。
【００１３】
装置１は、電気分解の実行時に、カソード電極２２およびアノード電極４２に直流電圧を印加する。中間室３内のＮａ＋は、中間室３からカソード室２に移動し、カソード室２内の原水に溶ける。カソード室２には、原水にＮａ＋が溶け込んだアルカリ水が生じる。アルカリ水は、アルカリ性電解水と換言できる。アルカリ水は、カソード室２からアルカリ水排出口２３を介し、該排出口２３に接続される外部配管へ送られる。
【００１４】
電気分解の実行時に、中間室３内のＣｌ−は、中間室３からアノード室４に移動し、原水に溶ける。アノード室４には、原水にＣｌ−が溶け込んだ酸性水が生じる。酸性水は、酸性電解水と換言できる。酸性水は、酸性水排出口４３を介し、該排出口４３に接続される外部配管へ送られる。
【００１５】
中間室３に送られる塩水は、電気分解されることにより塩分濃度が低下する。そこで、電解液循環部８は、中間室３に塩水を送るとともに、中間室３から塩水を回収し、塩水に飽和塩水を加えて循環させる。電解液循環部８は、中間室３から回収する塩水を循環タンク８１に貯留し、循環タンク８１内の塩水をポンプ８２にて中間室３に送る。
【００１６】
電解液循環部８は、塩水に飽和塩水を混合し、塩水を略飽和状態に戻してから中間室３に送る。飽和塩水は、外部タンク８４から供給される。外部タンク８４は、装置１の塩水供給口８３に外部配管を介して接続する。外部タンク８４は、未溶解の塩が存在する状態で水が通水するようになっており、飽和食塩水を供給する。装置１は、ポンプ８５を駆動し、外部タンク８４から飽和塩水を塩水の循環系における循環タンク８１の後段に送る。
【００１７】
循環タンク８１は、オーバーフロータンクであり、水位が設定値に至る状態では、流入する塩水を外部に排出する。電解液循環部８は、この作用と、ポンプ８２を定常運転することにより、中間室３にかける水圧を一定に維持しやすくなっている。循環タンク８１から排出される塩水は、外部配管が接続する排出口８６を介し、外部配管に送られる。
【００１８】
中間室３から循環タンク８１に至る塩水の回収側の流路８８１中には、リリーフバルブ８８がある。リリーフバルブ８８は、塩水の流圧が設定値以上になると自動的に作動し、内部の弁を開け、塩水を流路８８１から排出して塩水の流圧を下げる。リリーフバルブ８８は、弁が開いた状態において塩水の流圧が設定値より小さくなると、自動的に弁を閉め、塩水の排出を止める。
【００１９】
バルブ８８、ポンプ８２，８５、電極２２，４２等の要素は、コントローラに制御されるように構成されてコントローラに駆動が制御されてもよいし、手動で駆動が制御されてもよい。
【００２０】
（電解槽１０の全体構成）
図２は、電解槽１０の分解斜視図である。
電解槽１０は、ケースとして、カソード室フレーム２４、中間室フレーム３３、アノード室フレーム４４を備える。フレーム２４，３３，４４は、平面視でＺ方向に長い矩形状、かつ略同一の大きさである。フレーム２４，３３，４４において、縁には複数の孔９１がある。孔９１にはボルト９２（図９）が通され、フレーム２４，３３，４４が位置決めされる。フレーム２４，３３，４４の間には、複数の要素が配置される。中間室フレーム３３内には、後述するスペーサ５が配置される。この状態で、各孔９１に通されるボルト９２がナット９３（図９）で締められることで、フレーム２４，３３，４４が締結される。
【００２１】
さらに詳述すると、電解槽１０の組立時には、カソード室フレーム２４の枠部分の各孔９１にボルト９２が通され、後述する穴２４１が上向きとなるようにカソード室フレーム２４が水平な治具上に寝かされる。この状態で、各要素およびフレーム３３，４４がカソード室フレーム２４に重ねられた後、ボルト９２がナット９３で締められる。
【００２２】
以下、フレーム２４，３３，４４および各要素について簡略に説明する。なお、図９にも各要素が示されるので適宜参照されたい。
カソード室フレーム２４は、アノード室フレーム４４とＸ方向に逆向きの構成であり、カソード室２を形成する平面視矩形の穴２４１がある。穴２４１の底における中央部には、カソード電極２２に接続する配線部材２２２（図９）が通る孔９４がある。穴２４１の底における−Ｚ方向側には、カソード室２に原水を供給する孔２４２がＹ方向両側に離れて位置する。孔２４２は、ユニオン等の継手、配管を介して原水供給口１０１に接続される。カソード室フレーム２４の＋Ｚ方向の面には孔２４３がＹ方向両側に離れて位置する。孔２４３は、ユニオン等の継手、配管を介してアルカリ水排出口２３に接続され、カソード室２からアルカリ水を排出する。
【００２３】
同様に、アノード室フレーム４４には、アノード室４を形成する平面視矩形の穴４４１がある。穴４４１の底における中央部には、アノード電極４２に接続する配線部材４２２（図９）が通る孔９４がある。穴４４１の底における−Ｚ方向側には孔４４２がＹ方向両側に離れて位置する。孔４４２は、原水供給口１０１に接続され、アノード室４に原水を供給する。アノード室フレーム４４の＋Ｚ方向の面には、孔４４３がＹ方向両側に離れて位置する。孔４４３は、ユニオン等の継手、配管を介して酸性水排出口４３に接続され、アノード室４から酸性水を排出する。
【００２４】
カソード室フレーム２４に対し、環状のパッキン２５１を介してカソード電極２２が＋Ｘ方向に並べられる。カソード電極２２は、略矩形であり、カソード室フレーム２４の穴２４１を覆う。カソード電極２２には、中間室フレーム３３の後述する仕切り部３３１，３３２を避ける位置に複数の孔２２１がある。カソード電極２２は、穴２４１の周囲にある環状の第１溝内に収められ、カソード室フレーム２４内に収められる（図９参照）。パッキン２５１も、穴２４１の周囲にあり第１溝内に形成された環状の第２溝内に収められ、カソード室フレーム２４内に収められる（図９参照）。なお、アノード室フレーム４４においても、同様の第１、第２溝が穴４４１の周囲にあり、パッキン４５１およびアノード電極４２が収容されるようになっているが、図２では、第１、第２溝は省略している。
【００２５】
カソード電極２２に対し、フッ素メッシュシート２５２、環状かつシート状のパッキン２５３、陽イオン交換膜２１、環状のパッキン３１１が＋Ｘ方向に順に並べられる。ここで、中間室フレーム３３のカソード室フレーム２４側の面において、中央部側には、環状でかつ連続する第１、第２段差部９５、９６が形成されている。中央部側の第１段差部９５にパッキン３１１が収められる（図９も参照）。外側の第２段差部９６に要素２５２，２５３，２１が重ねて収められる（図９も参照）。
【００２６】
フッ素メッシュシート２５２は、カソード電極２２と略同形であり、フッ素繊維により成形される不織布である。パッキン３１１は、陽イオン交換膜２１の縁と中間室フレーム３３とに挟まれる。上述の要素２５１，２２、２５２，２５３，２１、３１１は、フレーム２４，３３に挟持される。要素２２、２５２，２１は、縁がフレーム２４，３３に挟持される。パッキン２５１，３１１は、アルカリ水に対応する素材のもの、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が使用される。
【００２７】
カソード電極２２がカソード室フレーム２４の穴２４１を閉塞することにより、カソード電極２２とカソード室フレーム２４の間にカソード室２が形成される。
【００２８】
中間室フレーム３３は、スペーサ５を少なくともＺ方向に複数収容できる。本実施形態では、中間室フレーム３３は、スペーサ５をＹ方向の２位置でそれぞれＺ方向に２つ収容する。中間室フレーム３３は、枠状であり、カソード室フレーム２４の穴２４１の周囲の枠状部分に対してＸ方向に対向する。中間室フレーム３３において、Ｙ方向の中央には、Ｚ方向両端部に亘って仕切り部３３１が延びる。仕切り部３３１は、第１段差部９５の底面と面一である。Ｚ方向の中央には、Ｙ方向両端部に亘って仕切り部３３２が延びる。仕切り部３３２は、第１段差部９５の底面よりも例えば２ｍｍと僅かに低い位置（＋Ｘ側）にあり、これは、後述するネット状クッション材３１２を、スペーサ５と陽イオン交換膜２１との間に収めるためである。仕切り部３３１，３３２は交差しており、中間室フレーム３３内に十字状に配置される。仕切り部３３１，３３２により、中間室フレーム３３の内部は４分割され、収容空間Ｓが４つ形成される。
【００２９】
各収容空間Ｓにスペーサ５が設置される。ここで、中間室３の水圧よりもアノード室２およびカソード室４の水圧は高く設定される。そのため、イオン交換膜２１，４１は、水圧差によって中間室３側に押される。そこで、スペーサ５がイオン交換膜２１，４１の中間室３側への変形を抑える。スペーサ５は、内部を塩水が通過でき、中間室３からカソード室２、アノード室４へのイオンの移動を妨げない構成になっている。スペーサ５は、カソード室２側に位置するカソード側格子５１と、カソード側格子５１とＸ方向に並びアノード室４側に位置するアノード側格子５２とを備える。格子５１，５２のＸ方向の厚みは等しく、仕切り部３３２のＸ方向の厚みの略半分である。
【００３０】
スペーサ５と陽イオン交換膜２１との間には、ネット状クッション材３１２が配置される。ネット状クッション材３１２は、Ｚ方向に並ぶスペーサ５毎に１つ配置され、本実施形態では２つ配置される。ネット状クッション材３１２は、陽イオン交換膜２１とスペーサ５の間、かつパッキン３１１の内側に位置する。ネット状クッション材３１２、中間室フレーム３３、スペーサ５についてはさらに後述する。
【００３１】
中間室フレーム３３とアノード室フレーム４４との間には、ネット状クッション材３１４、パッキン３１３、陰イオン交換膜４１、パッキン４５２、フッ素メッシュシート４５３、アノード電極４２、パッキン４５１が、中間室フレーム３３側から順に配置される。ネット状クッション材３１４は、陰イオン交換膜４１とスペーサ５の間、かつパッキン３１３の内側に配置される。ネット状クッション材３１４以外の要素３１３，４１、４５２，４５３，４２、４５１は、フレーム３３、４４に挟持される。要素４１、４５３，４２は、縁がフレーム３３，４４に挟持される。
【００３２】
中間室フレーム３３とアノード室フレーム４４との間の要素３１４，３１３，４１，４５２，４５３，４２，４５１は、中間室フレーム３３とカソード室フレーム２４との間の要素３１２、３１１，２１，２５３、２５２，２２，２５１と同様の形状である。要素３１４、４５２、４５３、４２は、要素３１２、２５３，２５２、２２と同一のものを使用できる。パッキン３１３，４５１は、酸性水に対応する素材のもの、例えばフッ素ゴム（ＦＫＭ）が使用される。中間室フレーム３３におけるアノード室フレーム４４側の面にも、前述の第１、第２段差部９５、９６が形成され、要素３１４、３１３、４１、４５２、４５３が中間室フレーム３３側に収められるようになっている（図９参照）。
【００３３】
図３は、カソード電極２２の中間室フレーム３３に対する位置関係を示す平面図である。
図３からも、カソード電極２２、フッ素メッシュシート２５２（図２）、陽イオン交換膜２１（図２）の縁がフレーム２４，３３に挟持されることがわかる。
【００３４】
（ネット状クッション材３１２の構成）
図４は、スペーサ５の−Ｘ方向側に位置するネット状クッション材３１２を示す平面図である。
ネット状クッション材３１２は、網目がひし形であり、例えばポリエチレン製で弾性を有する。ネット状クッション材３１２は、中間室フレーム３３のＺ方向両側の枠間の長さよりも短く、Ｙ方向の幅も収容スペースＳの幅よりも短い。ネット状クッション材３１２は、中間室フレーム３３の枠部にかからない位置に配置される。スペーサ５の＋Ｘ方向側に位置するネット状クッション材３１４も、上記ネット状クッション材３１２と同様の構成である。本実施形態では、ネット状クッション材３１２，３１４の厚さや、Ｘ方向に重ねる枚数を適宜設定することで、中間室３の内圧を容易に調整できる。また、ネット状クッション材３１２，３１４により、交換膜２１，４１にスペーサ５が直接あたることを防ぐことができ、交換膜２１，４１を保護できる。ネット状クッション材３１２，３１４は、スペーサ５の片側のみに設けられていてもよい。
【００３５】
図１３は、ネット状クッション材の設置位置の他の例を示す図である。
ネット状クッション材３１６は、カソード側格子５１とアノード側格子５２との間に設けられてもよい。この場合でも、ネット状クッション材３１６の厚さや、Ｘ方向に重ねる枚数を適宜設定でき、中間室３の内圧を容易に調整できる。このように、スペーサ５の少なくとも片側、または格子５１，５２間にクッション材があることが好ましい。クッション材は、弾性および透水性を有するものであればよく、ネット状クッション材３１２，３１４のほか、例えば不織布であってもよい。
【００３６】
（中間室フレーム３３の構成）
図５は、中間室フレーム３３の平面図である。
中間室フレーム３３において、−Ｚ方向（Ｚ方向の一方）側の内壁部には、塩水の供給口３３３がある。供給口３３３は、−Ｚ方向側の各収容空間ＳのＹ方向中央部に対応する位置にあり、中間室フレーム３３を貫通する。供給口３３３は、ユニオン等の継手、配管等を介して循環タンク８１の塩水供給側に接続され、−Ｚ方向側のスペーサ５に塩水を供給する。
【００３７】
中間室フレーム３３において、＋Ｚ方向側の内壁部には、塩水の排出口３３５がある。排出口３３５は、＋Ｚ方向側の各収容空間ＳのＹ方向中央部に対応する位置にあり、中間室フレーム３３を貫通する。排出口３３５は、ユニオン等の継手、配管等を介して循環タンク８１の塩水回収側に接続され、＋Ｚ方向側のスペーサ５を通過した塩水を中間室フレーム３３の外部に排出する。
【００３８】
（カソード側格子５１の構成）
図６は、カソード側格子５１の構成および製作方法を説明するための図である。
図６（Ａ）に示されるように、カソード側格子５１において、カソード側孔５１１は、平面視正方形であり、Ｚ方向およびＹ方向に直線状に並ぶ。本実施形態では、カソード側孔５１１は、Ｚ方向に６つ、Ｙ方向に４つ並ぶ。
【００３９】
カソード側格子５１において、−Ｚ方向側の端部からは、複数の第１突出部５１２が−Ｚ方向側に突出する。本実施形態では、第１突出部５１２は、カソード側孔５１１のＺ方向に延びる壁部５１６のうち、中央のカソード側孔５１１の壁部５１６Ａの両隣りの壁部５１６Ｂ，５１６Ｃに対し、Ｚ方向上にある。本明細書において、カソード側孔５１１のＺ方向に延びる壁部もＹ方向に延びる壁部も、特定の位置のものを指さない場合には、単に壁部５１６と記載する。同様に、後述の図８に示すように、アノード側孔５２１の特定の位置のものを指さない壁部も単に壁部５２６と記載する。
【００４０】
カソード側格子５１において、＋Ｚ方向側の端部からは、複数の第２突出部５１４が＋Ｚ方向側に突出する。第２突出部５１４は、第１突出部５１２と長さが異なり、本実施形態では第１突出部５１２よりも短い。第２突出部５１４は、カソード側孔５１１のＺ方向に延びる壁部５１６のうち、Ｙ方向両端部の壁部５１６Ｄ、５１６Ｅと、Ｙ方向中央の壁部５１６Ｆに対し、Ｚ方向上にある。
【００４１】
すなわち、Ｚ方向両側の第１、第２突出部５１２、５１４は、Ｙ方向において異なる位置、具体的にはＹ方向に交互に並ぶ位置にある。
【００４２】
カソード側格子５１のＹ方向の両端部からは、第５突出部５１５がＹ方向の両側に突出する。Ｙ方向の両側の第５突出部５１５は、長さが等しい。第５突出部５１５は、カソード側孔５１１のＹ方向に延びる各壁部５１６に対し、Ｙ方向上にある。
【００４３】
カソード側格子５１は、図６（Ｃ）に示す格子５１０から製作される。格子５１０は、カソード側格子５１とほぼ同じ構成であり、格子５１０のＺ方向両側において、第１、第２突出部５１２、５１４が、カソード側孔５１１のＺ方向に延びる壁部５１６毎に設けられている点がカソード側格子５１と異なる。
【００４４】
図６（Ｂ）に示すように、格子５１０の第１、第２突出部５１２、５１４を、Ｙ方向に交互に並ぶように、それぞれＹ方向に１つずつ間隔をあけて根元から切断する。これにより、カソード側格子５１が製作される。
【００４５】
（カソード側格子５１およびアノード側格子５２の組み合わさった状態）
図７（Ａ）は、カソード側格子５１を示し、図７（Ｂ）は、アノード側格子５２を示す。アノード側格子５２は、カソード側格子５１と同じものを、姿勢をＺ方向に逆にして用いられる。アノード側格子５２は、カソード側孔５１１と同様のアノード側孔５２１を備える。すなわち、アノード側孔５２１は、カソード側孔５１１とＺ方向の長さが等しく、かつＺ方向に等しい数並ぶ。また、アノード側孔５２１は、カソード側孔５１１とＹ方向の長さが等しく、かつＹ方向に等しい数並ぶ。
【００４６】
アノード側格子５２は、第５突出部５１５と同様の第６突出部５２５を備える。アノード側格子５２は、−Ｚ方向側に、カソード側格子５１の第２突出部５１４に対応する第３突出部５２２を備え、＋Ｚ方向側に、カソード側格子５１の第１突出部５１２に対応する第４突出部５２４を備える。
【００４７】
アノード側格子５２は、図７（Ｃ）において色を付けて示すように、中間室フレーム３３の収容空間Ｓにおいて、カソード側格子５１の＋Ｘ方向側に配置される。この際、カソード側格子５１のＺ方向両側の突出部５１２，５１４は、長さが互いに異なり、かつ、アノード側格子５２のＺ方向両側の突出部５２２，５２４とＺ方向の配置が逆となる。なお、カソード側格子５１とアノード側格子５２の各突出部５１２，５２２の切断処理は、突出部５１２，５２２のＹ方向の位置が逆となるように行ってもよい。各突出部５１４，５２４の切断処理も、突出部５１４，５２４のＹ方向の位置が逆となるように行ってもよい。また、収容空間Ｓへのカソード側格子５１およびアノード側格子５２の配置が上下逆でもよい。
【００４８】
そのため、カソード側孔５１１、およびカソード側孔５１１とＸ方向に並ぶアノード側孔５２１は、Ｚ方向にずれる。また、カソード側格子５１のＹ方向両側の第５突出部５１５と、アノード側格子５２のＹ方向両側の第６突出部５２５とが等しい長さのため、カソード側孔５１１およびアノード側孔５２１は、Ｙ方向において同位置となる。
【００４９】
格子５１，５２の−Ｚ方向側において、突出部５１２，５２２は、Ｙ方向に交互に配置される。格子５１，５２の＋Ｚ方向側において、突出部５１４，５２４は、Ｙ方向に交互に配置される。
【００５０】
（格子５１，５２の各通路Ｐへの塩水の出入り）
図８は、スペーサ５を収容した状態の中間室フレーム３３を示す図である。
スペーサ５の格子５１，５２において、孔５１１，５２１のＺ方向に延びる壁部５１６，５２６は、Ｙ方向に同位置にあり、Ｘ方向（図８の紙面垂直方向）において当接する。このＺ方向に延び、Ｙ方向に隣り合う壁部５１６，５２６により、塩水をＺ方向に案内する通路ＰがＹ方向に複数形成される。スペーサ５のＹ方向両端では、収容空間Ｓの壁部と、孔５１１，５２１のＺ方向に延びる壁部５１６，５２６とから通路Ｐが形成される。
【００５１】
スペーサ５における−Ｚ方向端部では、突出部５１２，５２２がＹ方向に交互に位置しており、この領域が各通路Ｐへの塩水の入り口となる。−Ｚ方向側のスペーサ５の突出部５１２，５２２が位置する領域に、供給口３３３から塩水が供給される。塩水は、該領域において、突出部５１２，５２２の間を抜けながらＹ方向両側に拡がる。そして、各通路Ｐ内に進行し、＋Ｚ方向に進む。
【００５２】
このように、本実施形態では、突出部５１２，５２２がＹ方向に交互に位置するため、塩水を供給口３３３、一か所から突出部５１２，５２２のある領域に供給しても、塩水を該領域においてＹ方向に行き渡らせることができる。
【００５３】
塩水は、通路Ｐを抜けると、仕切り部３３２に突き当たる。塩水は、仕切り部３３２と陽イオン電解膜２１との間、および仕切り部３３２と陰イオン電解膜４１との間を通って＋Ｚ方向側の収容空間Ｓに進む。本実施形態では、仕切り部３３２のＸ方向両側にネット状クッション材３１２，３１４があることにより、仕切り部３３２と各電解膜２１、４１との間の塩水の流通性が良好に確保される。
【００５４】
塩水は、＋Ｚ方向側の収容空間Ｓにおいて、Ｙ方向に並ぶ各通路Ｐ内に進行し、通路Ｐ内を＋Ｚ方向に進む。スペーサ５における＋Ｚ方向端部には、突出部５１４，５２４がＹ方向に交互に位置しており、この領域が各通路Ｐの塩水の出口となる。各通路Ｐから排出された塩水は、該領域において、突出部５１４，５２４の間を抜けながらＹ方向中央に進む。そして、塩水は、排出口３３５から排出される。
【００５５】
このように、本実施形態では、突出部５１４，５２４がＹ方向に交互に位置するため、突出部５１４，５２４があるＹ方向に亘る領域から、塩水を排出口３３５、一か所に集めることができる。
【００５６】
（格子５１，５２の塩水に対する効果）
図９は、電解槽１０の断面図である
カソード側格子５１およびアノード側格子５２は、収容空間Ｓ（中間室３）に流入する塩水を、−Ｚ方向から、Ｚ方向にずれて並ぶカソード側孔５１１およびアノード側孔５２１に交互に案内することで、Ｘ方向に蛇行させながら、＋Ｚ方向に案内する。具体的には、前述したように、＋−Ｚ方向の各スペーサ５には、格子５１，５２によって、Ｚ方向に延びる通路ＰがＹ方向に並ぶように形成され、これら各通路Ｐに塩水は進行する。各通路Ｐにおいて、塩水は、Ｚ方向にずれて並ぶカソード側孔５１１およびアノード側孔５２１に交互に案内され、Ｘ方向に蛇行しながら＋Ｚ方向に進行する。
【００５７】
この際、電気分解により、塩水中の陽イオンＮａ＋は、カソード側孔５１１および陽イオン電解膜２１を介してカソード室２に移動し、陰イオンＣｌ−は、アノード側孔５２１および陰イオン電解膜４１を介してアノード室４に移動する。
【００５８】
本実施形態では、上述のように、塩水をＸ方向に蛇行させながら排出口３３５に向かう＋Ｚ方向に案内するので、塩水を良好に撹拌でき、中間室３によるイオン供給能力を向上できる。そのうえ、スペーサ５を構成する格子５１，５２として、両者Ｚ方向の姿勢が逆なだけで同じものを使用するので、製造コストを抑えることができる。
【００５９】
スペーサ５のカソード室２に対する有効面積は、カソード側孔５１１の開口面積が大きい程、大きくなる。本実施形態では、カソード側孔５１１の４辺の壁部５１６は、断面視でカソード室２側に向かうに従って細くなる山なりの形状である。これにより、カソード側孔５１１の開口部における壁部５１６の肉厚を薄くでき、カソード側孔５１１の開口面積を大きくとることができる。そのため、本実施形態では、スペーサ５のカソード室２に対する有効面積を大きくできる。また、カソード側格子５１において、壁部５１６のカソード室２側とは反対側（＋Ｘ側）の部分は厚くなっているので、カソード室２に対する有効面積を大きくとりながら、カソード側格子５１の強度は十分な強度に維持できる。
【００６０】
同様に、アノード側孔５２１の４辺の壁部５２６は、断面視でアノード室４側に向かうに従って細くなる山なりの形状である。そのため、上記と同様に、本実施形態では、アノード側孔５２１の開口面積を大きくでき、アノード側格子５１の強度を十分な強度に維持しながらスペーサ５のアノード室４に対する有効面積を大きくできる。
【００６１】
（第２実施形態）
（電解槽１０Ａの全体構成）
図１０は、電解槽１０Ａを示す分解斜視図である。
電解槽１０Ａが電解槽１０と異なる点の一つは、スペーサ５Ａが簡素化され、これに伴い、中間室フレーム３３Ａが、スペーサ５ＡのＹ方向に亘って塩水を供給するとともに、スペーサ５Ａを通過した塩水をＹ方向に亘って集める点である。この点については後述する。
【００６２】
電解槽１０Ａでは、カソード室フレーム２４Ａ、中間室フレーム３３Ａ、アノード室フレーム４４Ａは、Ｚ方向に長い平面視矩形であり、略同じ外形、略同じ厚さである。カソード室フレーム２４Ａを水平な治具上に寝かせ、縁の孔９１にボルト９２（図１２）を通した状態で、カソード室フレーム２４Ａ上に各要素を重ねていくことで、また各要素２５４，２２Ａ，２５６，３３Ａ、４５６，４２Ａ、４５４，４４Ａの縁の孔にボルト９２を通していくことで、各要素の設置及び位置決めを行う。アノード室フレーム４４Ａまで貫通したボルト９２にナット９３（図１２）が締められることで、フレーム２４Ａ、３３Ａ、４４Ａ間に各要素が配置された状態でフレーム２４Ａ、３３Ａ、４４Ａが締結される。
【００６３】
カソード室フレーム２４Ａには、カソード室２の＋Ｚ方向端に位置しカソード室２のＹ方向に亘って開く開口２４４と、−Ｚ方向端に位置しカソード室２のＹ方向に亘って開く開口２４５とがある。なお、電解槽１０Ａの内部構造や要素の位置関係については、図１２も適宜参考にされたい。
【００６４】
開口２４４は、カソード室フレーム２４Ａの＋Ｚ方向の面の−Ｙ方向側にある孔２４６に繋がる。孔２４６は、ユニオン等の継手、配管を介してアルカリ水排出口２３に接続される。開口２４５は、カソード室フレーム２４Ａの＋Ｙ方向の面にある孔２４７に繋がる。孔２４７は、ユニオン等の継手、配管を介して原水供給口１０１に接続される。
【００６５】
アノード室フレーム４４Ａは、アノード室４の＋Ｚ方向端に位置しアノード室４のＹ方向に亘って開く開口４４４と、−Ｚ方向端に位置しアノード室４のＹ方向に亘って開く開口４４５とがある。開口４４４は、アノード室フレーム４４Ａの＋Ｚ方向の面の−Ｙ方向側にある孔４４６に繋がる。孔４４６は、ユニオン等の継手、配管を介して酸性水排出口４３に接続される。開口４４５は、アノード室フレーム４４Ａの＋Ｙ方向の面にある孔４４７に繋がる。孔４４７は、ユニオン等の継手、配管を介して原水供給口１０１に接続される。
【００６６】
カソード室フレーム２４Ａの＋Ｘ方向側には、枠状のパッキン２５４および結束バンド２５５を介してカソード電極２２Ａが並べられる。パッキン２５４は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）製であり、中間室フレーム３３Ａの平面形状と同一形状である。パッキン２５４、２５６、４５６、４５４は、同一のものを使用できる。
【００６７】
結束バンド２５５は、パッキン２５４の内側にＹ方向に間隔をあけて複数位置し、固定用のヘッドは削除されている。パッキン２５４および結束バンド２５５によって、カソード室２内の原水が流れる空間が確保される。カソード電極２２Ａにおいて、中間室フレーム３３Ａの開口部に対応する部分には、孔２２１が複数ある。カソード電極２２Ａおよび後述するアノード電極４２Ａから＋Ｚ方向に突出する部分は端子である。第１実施形態の電極２２，４２にも端子が形成されていてもよい。
【００６８】
カソード電極２２Ａと中間室フレーム３３Ａとの間には、陽イオン交換膜２１１およびパッキン２５６が位置する。陽イオン交換膜２１１は、パッキン２５６の内側に位置する。カソード電極２２Ａとカソード室フレーム２４Ａとの間にカソード室２が形成される。
【００６９】
中間室フレーム３３Ａは、枠状であり、本実施形態では、枠内にスペーサ５Ａを一つ収容する。スペーサ５Ａの大きさは、前記実施形態のスペーサ５と同じであるものとする。従って、前記実施形態の電解槽１０は、スペーサ５を平面方向に４つ収容するところ、本実施形態の電解槽１０Ａは、スペーサ５Ａを一つのみ収容するので、電解槽１０に比べて小さい。
【００７０】
中間室フレーム３３Ａの＋Ｘ方向側には、パッキン４５６を介してアノード電極４２Ａが位置する。アノード電極４２Ａにおいて、中間室フレーム３３Ａの開口部に対応する位置には複数の孔４２１がある。
【００７１】
スペーサ５Ａと、アノード電極４２Ａとの間には、スペーサ５Ａ側から順に、不織布３１５、陰イオン交換膜４１、およびプラチナメッシュシート４６が位置する。これらの要素３１５，４１，４６は、中間室フレーム３３Ａの開口部と略同一形状である。
【００７２】
不織布３１５は、パッキン４５６の内側に位置し、弾性および透水性を有するクッション材として機能する。不織布３１５の厚みやＸ方向の積層枚数を適宜設定することで、中間室３の内圧を容易に調整できる。また、不織布３１５は、陰イオン交換膜４１に対するスペーサ５Ａの当たりを緩和して陰イオン交換膜４１を保護する。不織布３１５は、スペーサ５Ａに対し、アノード室４側にのみ設けられているが、カソード室２側にも設けられてもよい。
【００７３】
アノード電極４２Ａとアノード室側フレーム４４Ａとの間には、パッキン４５４が配置され、アノード電極４２Ａとアノード室側フレーム４４Ａとの間にアノード室４が形成される。パッキン４５４の内側には、複数の結束バンド４５５が配置され、アノード室４における原水の流れる空間が確保される。
【００７４】
（格子５１Ａ，５２Ａの各通路Ｐへの塩水の出入り）
図１１は、スペーサ５Ａおよび中間室フレーム３３Ａを示す平面図である。図１１では、アノード側格子５２Ａに色を付けて描いている。
スペーサ５Ａは、カソード側格子５１Ａおよびアノード側格子５２Ａを備える。カソード側格子５１Ａは、前記実施形態のカソード側格子５１を作成するための格子５１０（図６（Ｃ））と同じものである。アノード側格子５２Ａは、カソード側格子５１Ａと同じものを使用しており、カソード側格子５１Ａと姿勢がＺ方向に逆である。従って、本実施形態では、前記実施形態とは異なり、格子５１Ａ，５２ＡのＺ方向両側の突出部５１２，５１４，５２２，５２４を削除する手間を省くことができる。
【００７５】
前記実施形態では、格子５１，５２の−Ｚ方向の突出部５１２，５２２は、Ｙ方向に交互に設けられていたところ、本実施形態では、突出部５１２，５２２は、カソード側孔５１１およびアノード側孔５２１のＺ方向に延びる壁部５１６，５２６毎に設けられている。突出部５１２，５２２は、平面視で重なり、Ｘ方向（紙面垂直方向）に当接する。
【００７６】
そのため、本実施形態では、平面視で重なる突出部５１２，５２２の組と、この組とＹ方向に隣り合い、平面視で重なる突出部５１２，５２２の組と、の間の各空間も、Ｚ方向に延びる塩水の通路Ｐとなる。すなわち、本実施形態では、Ｚ方向に延びる塩水の各通路Ｐが、カソード側孔５１１およびアノード側孔５２１の領域から−Ｚ方向の突出部５１２，５２２にまで延びて形成されている。
【００７７】
このような構造に対応するため、中間室フレーム３３Ａの−Ｚ方向側の内壁部には、Ｙ方向に亘って延びる供給溝３３６が形成されている。この供給溝３３６により、Ｙ方向に並ぶ各通路Ｐに塩水が供給される。供給溝３３６は、中間室フレーム３３Ａ内を−Ｙ方向に直線状に延び、中間室フレーム３３Ａにおける塩水の受入口３３７としてＹ方向の側面に開口する。受入口３３７は、孔であり、ユニオン等の継手、配管等を介して循環タンク８１の供給側に接続される。
【００７８】
同様に、前記実施形態では、格子５１，５２の＋Ｚ方向の突出部５１４，５２４は、Ｙ方向に交互に設けられていたところ、本実施形態では、突出部５１４，５２４は、カソード側孔５１１およびアノード側孔５２１のＺ方向に延びる壁部５１６，５２６毎に設けられている。突出部５１４，５２４は、平面視で重なり、Ｘ方向（紙面垂直方向）に当接する。
【００７９】
そのため、本実施形態では、平面視で重なる突出部５１４，５２４の組と、この組とＹに隣り合い、平面視で重なる突出部５１４，５２４の組と、の間の各空間も、Ｚ方向に延びる塩水の通路Ｐとなる。すなわち、本実施形態では、Ｚ方向に延びる塩水の各通路Ｐが、カソード側孔５１１およびアノード側孔５２１の領域から＋Ｚ方向の突出部５１４，５２４にまで延びて形成されている。
【００８０】
このような構造に対応するため、中間室フレーム３３Ａの＋Ｚ方向側の内壁部には、Ｙ方向に亘って延びる塩水の排出溝３３８が形成されている。この排出溝３３８に、Ｙ方向に並ぶ各通路Ｐから塩水が排出される。排出溝３３８は、中間室フレーム３３Ａ内を−Ｙ方向に直線状に延び、中間室フレーム３３Ａにおける塩水の排出口３７１として−Ｙ方向の側面に開口する。換言すると、排出溝３３８は、中間室フレーム３３Ａ内の流路３６１を介して排出口３７１に繋がる。排出口３７１は、孔であり、ユニオン等の継手、配管等を介して循環タンク８１の排出側に接続される。流路３６１には、排出口３７１からオリフィス３６が挿入されて設置され、これにより塩水の流圧が高められている。
【００８１】
また、排出溝３３８は、中間室フレーム３３Ａ内を＋Ｙ方向に直線状に延び、水の抜出口３３９として＋Ｙ方向の側面に開口する。抜出口３３９は、孔であり、通常時は、キャップの付いたユニオン３９で閉塞される。ここで、電解槽１０Ａの組み立て時において、フレーム２４Ａ，３３Ａ，４４Ａの締結後には、アノード室フレーム４４Ａ（図１０）には水が入れられる。そして、アノード室フレーム４４Ａにおける水の出入り口となる孔４４６，４４７のユニオンにキャップが取り付けられ、アノード室フレーム４４Ａが封をされる。
【００８２】
中間室フレーム３３Ａにも水が入れられる。抜出口３３９のユニオン３９は、キャップが取り付けられた状態のままとされる。−Ｙ方向側の側面にある受入口３３７および排出口３７１には、チューブで互いに連通した封入用のユニオンが取り付けられる。このようにして中間室フレーム３３Ａは封をされる。電槽１０Ａの設置時には、抜出口３３９のユニオン３９のキャップが取り外され、抜出口３３９を利用して水が抜かれる。受入口３３７および排出口３７１には、設置時用のユニオンが取り付けられる。
【００８３】
（格子５１Ａ，５２Ａの塩水に対する効果）
図１２は、電解槽１０Ａの断面図である。
本実施形態においても、カソード側格子５１Ａおよびアノード側格子５２Ａは、中間室３に流入する塩水をカソード側孔５１１およびアノード側孔５２１に交互に案内することで、Ｘ方向に蛇行させる。そのため、塩水を良好に撹拌でき、中間室３によるイオン供給能力を向上できる。
【００８４】
また、カソード側孔５１１の壁部５１６はカソード室２側に向かって、アノード側孔５２１の壁部５２６はアノード室４側に向かって、断面視で細くなる山なりの形状である。そのため、本実施形態では、スペーサ５のカソード室２およびアノード室４に対する有効面積を大きくとれる。
【００８５】
（変形例）
スペーサ５，５Ａは、任意の大きさのものを利用でき、スペーサ５，５Ａに対応して電解槽１０，１０Ａの大きさも任意に設計できる。第１実施形態において、スペーサ５の収容数は、平面方向に任意の数設置でき、スペーサ５の数に応じて、中間室フレーム３３に仕切り部３３１、３３２を設けることができる。
【００８６】
本発明は、その特徴から逸脱することなく、実施形態で実施できる。実施形態、変形例、効果は単なる例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。実施形態および変形例の特徴、構造は、追加でき、また代替の構成を得るために様々な方法で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００８７】
２…カソード室、３…中間室、４…アノード室、５、５Ａ…スペーサ、８…電解液循環部、１０，１０Ａ…電解槽、２１…陽イオン交換膜、２２，２２Ａ…カソード電極、３６…オリフィス、４１…陰イオン交換膜、４２，４２Ａ…アノード電極、５１，５１Ａ…カソード側格子、５２，５２Ａ…アノード側格子、８１…循環タンク（タンク）、８８…リリーフバルブ、３１２，３１４，３１６…ネット状クッション材（クッション材）、３１５…不織布（クッション材）、３３２…仕切り部、３３３…供給口、３３６…供給溝、３３７…受入口、３３８…排出溝、３７１…排出口、５１１…カソード側孔、５１２…第１突出部、５１４…第２突出部、５１５…第５突出部、５１６…カソード側孔の壁部、５２１…アノード側孔、５２２…第３突出部、５２４…第４突出部、５２５…第６突出部、５２６…アノード側孔の壁部、Ｘ方向…第１方向、Ｙ方向…第３方向、Ｚ方向…第２方向。
【要約】
【課題】本発明の目的は、中間室のイオン供給能力を向上させることができる三室型の電解槽を提供することである。
【解決手段】電解槽における中間室のスペーサにおいて、カソード側格子のカソード側孔、およびアノード側格子のアノード側孔であってカソード側孔と第１方向に並ぶアノード側孔は、第１方向と直交する第２方向にずれている。カソード側格子およびアノード側格子は、中間室に流入する電解液を、第２方向の一方側から、第２方向にずれて並ぶカソード側孔およびアノード側孔に交互に案内することで第１方向に蛇行させながら、第２方向の他方側に案内する。
【選択図】図９【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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【図１３】
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