(57)【要約】【課題】電解質液を無駄なく連続的に安定して排出できる簡易的な構成の電解水生成装置を提供することである。【解決手段】本実施形態に係る電解水生成装置は、電極が設けられ電解水を生成する少なくとも１つの電解水生成室と、電解質を含有する電解質液を充填する電解質液室と、電解水生成室と電解質液室とを仕切る少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽と、透水性を有する電解質液排水膜と、を備え、電解により電解質が消費された電解質液の水分を電解質液排水膜で透水して電解質液室から排水する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が設けられ電解水を生成する少なくとも１つの電解水生成室と、電解質を含有する電解質液を充填する電解質液室と、前記電解水生成室と前記電解質液室とを仕切る少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽と、透水性を有する電解質液排水膜と、を備え、
電解により前記電解質が消費された前記電解質液の水分を前記電解質液排水膜で透水して前記電解質液室から排水する、電解水生成装置。
【請求項２】
前記隔膜は、前記電解質液排水膜で形成され、
前記隔膜を介して前記電解質液の水分を前記電解生成室へ排水する、請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記電解質液室の上部に接続され、前記電解質液室の内部に生じるガスを排気するガス抜き用の配管を備えている請求項２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記電解質液排水膜は、表面積の１ｃｍ２当たりに１ＭＰａの水圧が印加されたときに、０．０６〜６００ｍＬ／分の透水性を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
前記電解質液室の上部に設けられ、前記電解質液室から前記電解質が消費された電解質液が流入する排水槽をさらに備え、
前記排水槽は、前記消費された電解質液が流入するガス抜き室と、当該消費された電解質液の水分を排水するための排水室と、前記ガス抜き室と排水室とを仕切る前記電解質液排水膜と、を有する、請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
前記ガス抜き室に接続され、前記ガス抜き室の内部に生じるガスを排気するガス抜き用の配管を備えている請求項５に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
前記電解質液室の前記電解質液に水圧を印加する水圧印加手段をさらに備える、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
前記水圧印加手段は、前記電解質液室に接続された循環配管と、前記循環配管に設けられ流水圧を発生させるポンプと、を備えている請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項９】
前記水圧印加手段は、前記電解質液室よりも高い位置に配置され前記電解質液を貯溜する電解質液タンクと、前記電解質液タンクから前記電解質液室へ前記電解質液を供給するとともに前記電解質液タンクの水頭圧を前記電解質液室内の電解質液に印加する供給配管と、を備えている請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項１０】
前記水圧印加手段は、前記電解質液を任意の圧力で前記電解質液室へ送り出すポンプを備えている請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
前記水圧印加手段によって印加される水圧は、前記電気生成室の水圧よりも大きい、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
前記水圧印加手段によって印加される水圧は、０．３〜３００ｋＰａである、請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項１３】
前記電解槽は、陽極を有する陽極室、陰極を有する陰極室、および前記電解質液室の３室と、前記３室を仕切る２つの隔膜と、を備え、
前記電解質液室は、前記陽極室と前記陰極室との間に位置し、
前記電解水生成室は、前記陽極室および前記陰極室のすくなくとも一方を含む、請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項１４】
電極が設けられ電解水を生成する少なくとも１つの電解水生成室と、電解質を含有する電解質液を充填する電解質液室と、前記電解水生成室と前記電解質液室とを仕切る少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽と、透水性を有する電解質液排水膜と、を備える電解質生成装置による前記電解水を生成する電解水生成方法であって、
前記電極により前記電解質液室内の前記電解質液を電解し、
前記電解により生じるガスおよびイオンにより前記電解水生成室内に前記電解水を生成し、
前記電解質液排水膜を通して前記電解により前記電解質が消費された電解質液の水分を前記電解質液室から排水する、電解水生成方法。
【請求項１５】
前記隔膜を前記電解質液排水膜で形成し、前記隔膜を介して前記電解質が消費された電解質液の水分を前記電解生成室へ排水する、請求項１４に記載の電解水生成方法。
【請求項１６】
前記電解質液室の上部に設けられる配管を介して前記電解質液室に生じるガスを排気する、請求項１５に記載の電解水生成方法。
【請求項１７】
前記電解質液排水隔膜は、表面積の１ｃｍ２当たりに１ＭＰａの水圧が印加されたときに、０．０６〜６００ｍＬ／分の透水性を有する、請求項１６に記載の電解水生成方法。
【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、および電解水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルカリイオン水、オゾン水または次亜塩素酸水などの電解水を生成する装置として、有隔膜の電解槽を有する電解水生成装置が用いられている。たとえば３室型電解槽では、陽イオン交換隔膜および陰イオン交換隔膜によって、内部空間が陽極室、中間室および陰極室の３室に区切られ、中間室に充填した電解質液を陽極室および陰極室に設置した陽極および陰極で電解することで所望の電解水を得るものである。一例としては、中間室に電解質として塩水を流し、陽極室および陰極室に水をそれぞれ流して、中間室の塩水を陰極および陽極で電解することで、陽極室に塩素ガスを発生させ、陽極室で塩素ガスと水との反応から次亜塩素酸水を生成し、同時に陰極室では水素ガスを発生させ水酸化ナトリウム水溶液を生成するものである。次亜塩素酸水は、殺菌消毒や除臭に使用され、水酸化ナトリウム水溶液は、洗浄や防錆に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５００１７３号公報
【特許文献２】特開２０１２−９１１２１号公報
【特許文献３】特開平０９−７０５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような電解水生成装置では、一般的な水道では得られない電解質を含んだ電解質液が必要であり、通常は電解質液を生成貯蔵する電解質液タンクと、これを電解槽に供給排出する専用配管が必要となる。
【０００５】
また、電解質液は貴重であり、無駄に排出することができない。このため、上述の専用配管は電解質液を循環させる方式のものが多い。しかし、電解質液を循環した場合、電解槽での電解質の消失バランスなどにより電解質液のｐＨ変動や生成した物質の混入により、配管を目詰まりさせる沈殿物や望ましくないガスを発生させる問題がある。
【０００６】
また、電解質液を循環させずに排出する方式では、電解質液を無駄に排出させないために連続的に排出することが困難で、ポンプや電磁弁の動作で間欠的に排出するものが多い。この場合、短期的な電解水の安定性や間欠動作に起因する装置不具合を招く問題がある。
【０００７】
本実施形態が解決しようとする課題は、電解質液を無駄なく連続的に安定して排出できる簡易的な構成の電解水生成装置および電解水生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る電解水生成装置は、電極が設けられ電解水を生成する少なくとも１つの電解水生成室と、電解質を含有する電解質液を充填する電解質液室と、電解水生成室と電解質液室とを仕切る少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽と、透水性を有する電解質液排水膜と、を備え、電解により電解質が消費された電解質液の水分を前記電解質液排水膜で透水して電解質液室から排水する。
【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概略的な構成図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の第１変形例に係る電解水生成装置の概略的な構成図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の第２変形例に係る電解水生成装置の概略的な構成図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る電解水生成装置の概略的な構成図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の第３変形例に係る電解水生成装置の概略的な構成図である。
【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箇所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計偏向することができる。
【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１の全体構成を概略的に示す図である。  
図１に示すように、電解水生成装置１は、２隔膜３室型の電解槽１１を備えている。電解槽１１は、ほぼ矩形箱状に形成されている。電解槽１１の内部空間は、第１隔膜１６と第２隔膜１８とによって、中間室１５ａと、中間室１５ａの両側に位置する陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃとの３室に区切られている。
【００１２】
陽極室１５ｂ内には、陽極１４が、第１隔膜１６に隣接して設けられている。陰極室１５ｃ内には、陰極２０が、第２隔膜１８に隣接して設けられている。陽極１４および陰極２０は、それぞれ、ほぼ等しい大きさの矩形板状に形成されている。陽極１４および陰極２０は、中間室１５ａを挟んで、互いに対向している。
【００１３】
電解水生成装置１は、前述の電解槽１１に加えて、供給配管１９と、原水供給部２１と、電源２３と、水圧印加部３０とを備えている。  
供給配管１９は、水圧印加部３０から送出される電解質液、例えば、飽和塩水（塩水）を中間室１５ａに供給し、充填する。供給配管１９は、水圧印加部３０と電解槽１１の中間室１５ａとを接続する配管である。
【００１４】
水圧印加部３０は、電解質液タンク２５と、送水ポンプ２９と、循環配管３２と、流量調整弁１０１とを備えている。電解質液タンク２５は、電解質液を生成および貯溜し、生成した電解質液を供給する。送水ポンプ２９は、循環配管３２の途中に設けられ、任意の圧力を印加して電解質液を送液する。循環配管３２は、送水ポンプ２９が安定動作できるように電解質液を循環させるための配管である。循環配管３２は、電解質液タンク２５から送水ポンプ２９に電解質液を導く送出配管３２ａと、送水ポンプ２９から電解質液タンク２５に電解質液を導く送入配管３２ｂとを備えている。送入配管３２ｂは、管路が途中で分岐し、分岐した管路の内の１つの管路が供給配管１９に接続されている。流量調整弁１０１は、送入配管３２ｂの途中に設けられ、弁を絞ることによって循環配管３２を流れる電解質液の流水圧力損失を調整する。流量調整弁１０１を適切に絞ることによって、中間室１５ａに印加する水圧が制御される。
【００１５】
原水供給部２１は、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃに電解原水、例えば、水を供給する。原水供給部２１は、電解原水を供給する図示しない給水源と、給水配管２１ａと、第１排水配管２１ｂと、第２排水配管２１ｃとを備えている。給水配管２１ａは、管路が途中で分岐して陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの各々に接続されている。給水配管２１ａは、図示しない流量調整部が設けられている。流量調整部は、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃに流れる水量を調整する。なお、流量調整部は、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの流量を同時に調整可能であってもよいし、別々に調整可能であってもよい。第１排水配管２１ｂは、液体を排出するために陽極室１５ｂに接続されている。第２排水配管２１ｃは、液体を排出するために陰極室１５ｃに接続されている。  
電源２３は、電解水生成装置１の各部に電圧を印加する。電源２３は、陽極１４および陰極２０の各々に接続されている。
【００１６】
上記のように構成された電解水生成装置１により、実際に電解質液、例えば、塩水を電気分解（以下、電解）して電解水を生成する動作について説明する。以下、電解質液は、飽和塩水（塩水）とし、電解原水は、水とする。
【００１７】
また、本実施形態において、第１隔膜１６および第２隔膜１８は、それぞれ、透水性隔膜である。例えば、第１および第２隔膜１６、１８は、透水性の精密ろ過膜(Microfiltration Membrane : MF膜)や限外ろ過膜（Ultrafiltration Membrane : UF膜）等の多孔質膜である。また、例えば、第１および第２隔膜１６、１８は、それぞれ、１ＭＰａ（メガパスカル）の水圧が印加された場合に１ｃｍ２（平方センチメートル）当たり６ｍＬ／分（ミリリットル／分）で透水する限外ろ過膜である。例えば、第１および第２隔膜１６、１８は、それぞれ、酸化チタンおよびポリフッ化ビニリデン（PolyVinylidene DiFuoride：PVDF）を含む素材で形成されている。
【００１８】
図１に示すように、電解水生成装置１は、送水ポンプ２９を作動させ、電解質液タンク２５から流出する塩水を電解槽１１の中間室１５ａに供給し、給水源から流入する水を陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの各々に給水する。同時に、電解水生成装置１は、電源２３から、正電圧を陽極１４に印加し、負電圧を陰極２０に印加する。
【００１９】
電解水生成装置１では、中間室１５ａの水圧が、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃよりも高くなるように設定される。  
中間室１５ａ内の飽和塩水中において電離している塩素イオンは、陽極１４に引き寄せられて、第１隔膜１６を通過して、陽極室１５ｂへ流入する。陽極室１５ｂでは、塩素イオンが陽極１４から電子を奪われて、塩素ガスが発生する。陽極室１５ｂにおいて、塩素ガスは水と反応して、電解水として酸性水（次亜塩素酸および塩酸）が生じる。このようにして生成された次亜塩素酸および塩酸は、陽極室１５ｂから第１排水配管２１ｂを通って排出される。
【００２０】
また、中間室１５ａへ流入した塩水中において電離しているナトリウムイオンは、陰極２０に引き寄せられ、第２隔膜１８を通過して、陰極室１５ｃへ流入する。陰極室１５ｃでは、ナトリウムイオンが水において電離した水酸化物イオンと反応して、電解水としてアルカリ性水（水酸化ナトリウム水溶液）が生じる。また、陰極室１５ｃでは、水において電離した水素イオンが陰極２０から電子を与えられて、水素ガスが生じる。このようにして生成された水酸化ナトリウム水溶液および水素ガスは、陰極室１５ｃから第２排水配管２１ｃを通って排出される。
【００２１】
電解水生成装置１は、中間室１５ａに印加される水圧によって、中間室１５ａで電解によって消費された塩水に含有される余分な水分（以下、余剰水分）を第１および第２隔膜１６、１８の各々を介して透水させ、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃへ排水する。電解による反応が進行すると、中間室１５ａでは、塩水に含有される塩分が消費され、中間室１５ａ内の塩水の塩分濃度が低くなり得る。電解水生成装置１は、中間室１５ａの電解によって消費された塩水に含有される余剰水分を排出することによって、中間室１５ａの塩水の塩分濃度が電解に不具合の生じない濃度に維持する。実質的には、中間室１５ａでは、電解による不具合が生じないように、塩分濃度（質量パーセント濃度）は、１０〜２５％の間に維持される。ここで、塩分濃度が１０％より小さくなると電解電圧が上昇し、電解による生成効率が劣化し得る。すなわち、電解水生成装置１は、適度な透水性を有する第１および第２隔膜１６、１８と中間室１５ａとに印加する陽圧により、透水性隔膜を介して電解による塩分消費にあわせて余剰水分を排水することで、正常に電解し続けることができる。ここで、透水性を有する第１および第２隔膜は、透水性が低すぎれば余剰水分を排水することができず塩分濃度が下がって電解に異常をきたし、透水性が高すぎれば塩分も無駄に排水してしまう。
【００２２】
以下に、本実施形態の電解水生成装置１の中間室１５ａにおいて、塩分濃度を適切に維持するための好適な条件の一例を示す。  
この一例において、第１および第２隔膜１６、１８は、それぞれ、酸化チタンおよびＰＶＤＦを含む素材で形成されている透水性の限外ろ過膜であるとする。また、第１および第２隔膜１６、１８は、それぞれ、表面積が１００ｃｍ２であるとし、１ｃｍ２当たりに１ＭＰａの水圧が印加された際に６ｍＬ／分で透水するものとする。
【００２３】
例えば、電解水生成装置１は、塩水を電解して５０ｐｐｍ（Parts per Million）の次亜塩素酸水とｐＨ１２の水酸化ナトリウム水溶液とを生成する。この場合、電解水生成装置１は、給水配管２１ａに設けられた流量調整部によって、陽極室１５ｂへの水の標準流量を２Ｌ／分に調整し、陰極室１５ｃへの水の標準流量を０．５Ｌ／分に調整する。このとき、陽極室１５ｂの水圧は、１ｋＰａであり、陰極室１５ｃの水圧は、０．２ｋＰａである。電解水生成装置１は、流量調整弁１０１で電解質液の中間室１５ａへの流量を調整して、送水ポンプ２９から中間室１５ａに１０ｋＰａの水圧で塩水を送出する。
【００２４】
前述の条件で、次亜塩素酸水と水酸化ナトリウム水溶液とを生成する場合、中間室１５ａにおいて、電解で消費される塩分は、０．３〜０．５ｇ／分（グラム／分）で、塩水に換算すると１〜３ｍＬ／分である。これに対して、実施形態では、中間室１５ａに１０ｋＰａの水圧を印加し、第１および第２隔膜の表面積を１００ｃｍ２（両方あわせて２００ｃｍ２）とし、第１および第２隔膜１６、１８を透水する全水量を１２ｍＬ／分としている。以下で、隔膜を透水する水分の量を透水量と称する。すなわち、第１および第２隔膜１６、１８の透水性は、理論的に消費される塩水量に対して４〜１２倍程度の透水量となるようにしている。実施した実験では、本実施形態の電解水生成装置１の透水量は理論的に消費される塩水量に対して４〜１２倍程度の範囲が最適であり、この範囲より透水量が低いと塩分濃度低下による次亜塩素酸生成の低下と電解電圧上昇とが確認され、逆にこの範囲より透水量が高いと無駄に塩分が流出して塩分消費が早くなることが確認された。
【００２５】
上述した好適な条件の一例では、電解時に塩分が不足することもなく、第１および第２隔膜１６、１８を介して透水するによって無駄に塩分が排出されることもない。
【００２６】
なお、中間室１５ａの水圧は、陽極室あるいは陰極室より高いことが必要であるが、高すぎると隔膜への応力問題が生じるため、実質的に、０．３〜３００ｋＰａの間で調整されることが望ましい。このとき、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの水圧も、中間室１５ａの水圧よりも小さくなるように調整される。
【００２７】
さらになお、第１隔膜１６および第２隔膜１８は、透水量が小さいと、塩分濃度が低下し電圧上昇や効率劣化が生じ得る。また、第１隔膜１６および第２隔膜１８は、透水量が大きいと、電解には支障はないが、無駄に塩水を陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃに排出する。従って、実質的に、第１隔膜１６および第２隔膜１８の各々の透水量は、１ｃｍ２当たり１ＭＰａの水圧を印加した際に０．０６〜６００ｍＬ／分の間であることが望ましい。
【００２８】
本実施形態によれば、電解槽１１は、第１隔膜１６および第２隔膜１８によって区切られた２隔膜３室型構成である。本実施形態において、電解水生成装置１は、中間室１５ａの水圧を陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの水圧より高圧にし、第１隔膜１６および第２隔膜１８を介して中間室の塩水を陽極室および陰極室に透水し、排水することができる。このような構成によって、電解水生成装置１は、中間室１５ａで電解時に塩分が不足することもなく、第１および第２隔膜１６、１８を介して透水することによって塩分が無駄に排出されることも軽減できる。すなわち、電解質液を無駄なく連続的に安定して排出できる簡易的な構成の電解水生成装置１を提供することである。
【００２９】
また、本実施形態の電解水生成装置１は、中間室１５ａに塩水タンクへの循環配管や配水管といった構造を一切無くしており、中間室で消費された塩水は、中間室に印加される水圧により陽極室あるいは陰極室に透水性隔膜を介して透水させる構成としている。その結果、電解水生成装置１は、塩水配管系が簡略化されるとともに、消費された塩水混入による塩水の水質の変動を回避することもできる。
【００３０】
なお、第１の実施形態では、中間室に水圧を印加する手段として循環配管の電解質液の流量を調整する流量調整弁と送水ポンプで制御したが、ポンプ能力の盛衰にも耐えられるのであれば、送水ポンプだけで中間室に水圧を印加してもよい。
【００３１】
また、第１の実施形態では、２隔膜３室型電解槽の第１および第２隔膜１６、１８の両方を透水性隔膜としたが、第１および第２隔膜１６、１８は、一方が透水性に乏しいイオン交換隔膜であり、もう一方が電解によって消費された塩水に含有される余剰水分を排水する透水性隔膜であってもよい。この場合、透水性を有する隔膜（例えば、透水性隔膜）で区切られた一方の室（陽極室１５ｂ、または陰極室１５ｃ）に対して中間室１５ａの水圧が、陽圧であればよく、透水性に乏しい隔膜（例えば、イオン交換膜）で区切られたもう一方の室（陽極室１５ｂ、または陰極室１５ｃ）と中間室１５ａとの水圧関係は、任意に設定されてもよい。
【００３２】
さらに、第１の実施形態では、第１および第２隔膜１６、１８の全体を透水性隔膜としたが、所望の透水性を得られるのであれば、第１および第２隔膜１６、１８は、一部が透水性隔膜で形成され、その一部以外が透水性を有していない膜で形成されていてもよい。
【００３３】
次に、種々の変形例に係る電解水生成装置の電極について説明する。なお、以下に説明する変形例において、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。
【００３４】
（第１変形例）  
図２は、第１変形例に係る電解水生成装置１の全体構成を概略的に示す図である。  
第１変形例の電解水生成装置１では、中間室１５ａの上部にガス抜き配管２７が設けられている。ガス抜き配管２７は、電磁弁１０２を備えている。
【００３５】
電磁弁１０２は、図示しない制御部によって間欠的に開放される。例えば、電磁弁１０２は、数時間に１回程度の低頻度で間欠的に開放される。好適には、電磁弁１０２は、１時間に１回程度の頻度で間欠的に開放される。
【００３６】
電解によって反応が進行すると、塩に含まれるガス成分や陰極室１５ｃで発生する水素ガス成分等の気体成分が、中間室１５ａに滞留する。電磁弁１０２が開放されることによって、中間室１５ａに滞留する気体成分が、ガス抜き配管２７を介して排気される。
【００３７】
第１変形例によれば、実用上、中間室に滞留する気体、例えば、塩に含まれるガス成分や水素ガス成分などを排気することができる。  
なお、ガス抜きの手段は、弁に限るものではなく、気体を通過し液体を遮蔽するガスベントを用いてもよい。
【００３８】
（第２変形例）  
図３は、第２変形例に係る電解水生成装置１の全体構成を概略的に示す図である。第２変形例の電解水生成装置１は、前述の実施形態の構成とほぼ同等であるが、水圧印加部３０が設けられていない点が異なる。
【００３９】
第２変形例の電解水生成装置１は、第１の実施形態の水圧印加部３０を設けずに、電解質液の水頭圧を中間室１５ａの水圧として利用する。第２変形例において、電解質液タンク２５は、中間室１５ａよりも高い位置に設置されている。また、第２変形例において、供給配管１９は、中間室１５ａの下部と電解質液タンク２５とを接続する配管である。
【００４０】
第２変形例では、電解水生成装置１は、電解質液タンク２５に充填される電解質液を水頭圧によって供給配管１９を介して中間室１５ａへ送液する。すなわち、本実施形態において、供給配管１９は、電解質液タンク２５から中間室１５ａへ電解質液を供給するとともに、電解質液タンクの水頭圧を中間室１５ａ内の電解質液に印加する。  
第２変形例によれば、水圧印加部３０を設けていないために、前述の実施形態よりも簡易な構成にすることができる。
【００４１】
次に、種々の実施形態に係る電解水生成装置の電極について説明する。なお、以下に説明する変形例において、前述した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し、前述した実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００４２】
（第２の実施形態）  
図４は、第２の実施形態に係る電解水生成装置１の全体構成を概略的に示す図である。  
第２の実施形態の電解水生成装置１は、排水槽１２を備えている。また、本実施形態の電解水生成装置１では、第１隔膜１６および第２隔膜１８が、それぞれ、透水性に乏しいイオン交換隔膜で形成されている。例えば、第１隔膜１６は、陽イオン交換隔膜であり、第２隔膜１８は、陰イオン交換隔膜である。ここで、陽イオン交換隔膜は、陽イオンを通過させ、陰イオンと通過させない隔膜であり、陰イオン交換隔膜は、陰イオンを通過させ、陽イオンを通過させない隔膜である。
【００４３】
排水槽１２は、中間室１５ａの上部に配管等を介して接続されている。図４に示すように、排水槽１２は、ほぼ矩形箱状に形成されている。排水槽１２の内部空間は、第３隔膜１７によって、ガス抜き室１２ａと排水室１２ｂとの２室に区切られている。本実施形態において、第３隔膜１７は、前述の実施形態に示すような透水性隔膜である。ガス抜き室１２ａには、ガス抜き配管２７が接続されている。なお、ガス抜き配管２７は、ガス抜き室１２ａの上部に接続される。また、排水室１２ｂには、排水配管２８が接続されている。排水配管２８は、排水室１２ｂから液体を排水するための配管である。
【００４４】
本実施形態では、中間室１５ａで電解によって消費され薄くなった塩水や中間室１５ａで発生した気体成分が、中間室１５ａの上部に設けられるガス抜き室１２ａに滞留する。気体成分は、電磁弁１０２が開放されることによって間欠的にガス抜き室１２ａから排気される。電解によって消費された塩水に含有される余剰水分は、第３隔膜１７を介して透水され、排水室１２ｂへ流入する。排水室１２ｂへ流入した水分は、排水配管２８を介して排水される。
【００４５】
本実施形態によれば、電解水生成装置１は、電解槽１１とは別に第３隔膜１７を備えた排水槽１２を備えている。中間室１５ａで電解によって消費され薄くなった塩水は、中間室１５ａの上部に設けられる排水槽１２に流入し、第３隔膜１７を介して排水室１２ｂから排水される。このような構成とすることによって、電解槽１１とは独立して第３隔膜１７として透水性隔膜を選定することができる。透水性隔膜が選定可能であることによって、例えば、精密ろ過程度の透水性の大きな膜等を作って小さなユニットとすることもできる。
【００４６】
また、第３隔膜１７を介して排水するため、絞り弁等ではできない連続的な微小量排水が可能である。このとき、弁の間欠的な動作も不要である。さらに、第３隔膜１７が異物逆流を防ぐための逆止弁構造も不要である。したがって、本実施形態の電解水生成装置１は、電解質液を循環させることなく微小量を連続して排出することができる。
【００４７】
次に、第３変形例に係る電解水生成装置の電極について説明する。なお、以下に説明する変形例において、前述した第２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し、第２の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００４８】
（第３変形例）  
図５は、第３変形例に係る電解水生成装置１の全体構成を概略的に示す図である。  
第３変形例の電解水生成装置１において、電解槽１１は、中間室１５ａの上部に突出して設けられる排水部１１ａを備えている。
【００４９】
排水部１１ａは、内部を第３隔膜１７によって中間室１５ａと排水室１５ｄとに区切られている。本実施形態において、第３隔膜１７は、前述の実施形態に示すような透水性隔膜である。排水部１１ａの中間室１５ａには、ガス抜き配管２７が接続されている。また、排水室１５ｄには、排水配管２８が接続されている。
【００５０】
本変形例では、中間室１５ａで電解によって消費され薄くなった塩水や中間室１５ａで発生した気体成分が、中間室１５ａの上部に滞留する。気体成分は、電磁弁１０２が開放されることによって間欠的に中間室１５ａの上部から排気される。電解によって消費された塩水に含有される余剰水分は、第３隔膜１７を介して透水され、排水室１５ｄへ流入する。排水室１５ｄへ流入した水分は、排水配管２８を介して排水される。  
第３変形例によれば、第２の実施形態の構成と比較して、新たに排水槽を設置する必要がなく、簡易な構成にすることができる。
【００５１】
前述の実施形態によれば、電解水生成装置１は、中間室１５ａで電解時に塩分が不足することもなく、第１および第２隔膜を介して透水することによって塩分が無駄に排出されることも軽減できる。すなわち、電解質液を無駄なく連続的に安定して排出できる簡易的な構成の電解水生成装置１を提供することである。また、前述の実施形態の電解水生成装置１は、塩水配管系が簡略化されるとともに、消費された塩水混入による塩水水質の変動を回避することもできる。
【００５２】
なお、前述の実施形態において、２隔膜３室型電解槽の電解水生成装置について説明したが、本発明の作用はこの構成に限定するものではなく、電解質液と生成水が隔膜で区切られた電解槽を有する電解水生成装置全般に展開することができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許の請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１…電解水生成装置、１１…電解槽、１２…排水槽、１２ａ…ガス抜き室、１２ｂ…排水部、１４…陽極、１５ａ…中間室、１５ｂ…陽極室、１５ｃ…陰極室、１６…第１隔膜、１７…第３隔膜、１８…第２隔膜、１９…供給配管、２０…陰極、２１…原水供給部、２１ａ…給水配管、２１ｂ…第１排水配管、２１ｃ…第２排水配管、２３…電源、２５…電解質液タンク、２７…ガス抜き配管、２８…排水配管、２９…送水ポンプ、３０…水圧印加部、３２…循環配管、３２ａ…送出配管、３２ｂ…送入配管、１０１…流量調整弁、１０２…電磁弁。
【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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