(57)【要約】【課題】電解水の生成に際し、電極全体を水没させるのに十分な水位を自動的に確保することが可能な技術を提供する。【解決手段】実施形態によれば、被電解水５の中に配置可能な電極ユニット１を有する。電極ユニットは、第１及び第２電極６,７と、第１電極を収容する電極室８と、を備える。電極室には、流通口９と、被電解水よりも比重の小さい弁体１０と、第１隔膜１２と、が設けられている。弁体は、電極室に収容された被電解水からの浮力を受けて浮き上がることで、流通口を閉塞する。【選択図】図３
2016168567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被電解水の中に配置可能な電極ユニットであって、
互いに対向して設けられた第１及び第２電極と、
前記第１電極を収容すると共に、被電解水を収容可能な電極室と、を備え、
前記電極室には、
被電解水が流通可能な流通口と、
前記第１及び第２電極の間に配置された第１隔膜と、
被電解水よりも比重の小さい弁体と、が設けられ、
前記弁体は、前記流通口を通って前記電極室に収容された被電解水からの浮力を受けて浮き上がることで、前記流通口を閉塞する電極ユニット。
【請求項２】
前記流通口は、前記電極室のうち、前記弁体が浮き上がる方向に沿って最も高い位置に設けられている請求項１に記載の電極ユニット。
【請求項３】
前記電極室には、前記流通口に向かって突出したテーパ部が設けられ、
前記テーパ部は、前記流通口に連続した先細り状のガイド面を有している請求項１又は２に記載の電極ユニット。
【請求項４】
前記電極室には、前記弁体を、前記流通口に近接し、かつ、対向した位置に支持する支持部が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項５】
前記支持部には、当該支持部を貫通して形成された少なくとも１つの水抜き通路が設けられている請求項４に記載の電極ユニット。
【請求項６】
前記電極室には、被電解水の中に水没すること無く、かつ、当該電極室内を常に外部に連通させる連通管が設けられ、
前記連通管は、前記流通口から前記電極室に被電解水が流入している間、前記電極室内の気体を外部に排出させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項７】
前記第１隔膜として、多孔質構造を有する多孔質膜を用いる請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項８】
前記第１隔膜として、陽イオン交換膜を用いる請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項９】
前記第１電極は、陰極である請求項１〜８のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項１０】
前記第１及び第２電極の相互間に、前記電極室に隣接し、かつ、電解液を収容可能な中間室を備え、
前記中間室と前記第１電極との間には、前記第１隔膜が設けられていると共に、
前記中間室と前記第２電極との間には、第２隔膜が設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項１１】
前記第２隔膜として、多孔質構造を有する多孔質膜を用いる請求項１０に記載の電極ユニット。
【請求項１２】
前記第２隔膜として、陰イオン交換膜を用いる請求項１０に記載の電極ユニット。
【請求項１３】
前記第２電極は、陽極である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項１４】
前記流通口を通って前記電極室に収容された被電解水の水位が、前記第１電極の全体を水没させる水位に達したことを報知する報知装置を備えると共に、前記弁体は、導電性を有する材料で構成され、
前記報知装置は、
報知信号を発生させることが可能な信号発生回路と、
前記流通口に設けられ、前記信号発生回路に電気的に接続された電気接点と、を有し、
前記電気接点は、前記弁体によって前記流通口が閉塞された際に、前記弁体が接触可能に構成され、
前記第１電極の全体を水没させる水位に達した状態において、前記被電解水からの浮力を受けて浮き上がった前記弁体が前記電気接点に接触した際に、前記信号発生回路から報知信号が発生される請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電極ユニット。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電極ユニットと、
被電解水を収容すると共に、前記電極ユニットを取り出し可能に収容する容器と、
前記第１及び第２電極に電力を供給する給電ユニットと、を備え、
被電解水を収容した前記容器に前記電極ユニットを配置させた状態において、前記第１及び第２電極の全体が被電解水の中に水没されるように、前記容器には、当該容器に収容すべき被電解水の水位の下限が表示されている電解水生成装置。
【請求項１６】
前記水位の下限は、前記弁体によって前記流通口が閉塞された際に、前記第１及び第２電極の全体が被電解水の中に水没されるように設定されている請求項１５に記載の電解水生成装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２電極の全体が被電解水の中に水没した後に、前記給電ユニットから前記第１及び第２電極に電力が供給される請求項１６に記載の電解水生成装置。
【請求項１８】
前記給電ユニットから前記第１及び第２電極に電力を供給するタイミングは、前記報知装置によって制御される請求項１７に記載の電解水生成装置。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の電解水生成装置を用いた電解水生成方法であって、
前記水位の下限に達するまで、前記容器に被電解水を収容させ、
被電解水が収容された前記容器に前記電極ユニットを配置させ、
前記流通口を通って前記電極室に被電解水を流入させ、
前記第１及び第２電極の全体が被電解水の中に水没した後に、前記弁体によって前記流通口が閉塞されることで、前記電極室への被電解水の流入を自動的に停止させ、
前記第１及び第２電極の全体が被電解水の中に水没した状態において、前記給電ユニットから前記第１及び第２電極に電力を供給させる電解水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極ユニット、電解水生成装置、電解水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次亜塩素酸水、アルカリイオン水、水素水などの電解水を得ることを目的として、水道水や井戸水等の水を電解することが行われている。より具体的には、例えば、水道水に塩素イオンを含む食塩（塩化ナトリウム）や塩酸を溶解させた被電解液を電解することで、陽極に塩素ガスを生成させる。生成した塩素ガスは水と反応して、次亜塩素酸水と塩酸水を生成する。このようにして得られた、次亜塩素酸水は、例えば、殺菌消毒、除臭などに用いられる。
【０００３】
次亜塩素酸水を生成する電解水生成装置としては、１枚の隔膜を挟んで陽極室と陰極室を配置した１隔膜２室型の電解槽に連続的に被電解水を通水して電解水を生成する装置、或いは、陽極室と陰極室の間に２枚の隔膜を配置し、これらの隔膜の間に中間室を設けた２隔膜３室型の電解槽に連続的に被電解水を通水して電解水を生成する装置などが知られている。また、連続通水のための給排水用配管を持たず、貯留された被電解水を電解することで、少量の電解水を手軽に生成可能な装置として、例えば、静水式電解水生成装置も知られている。
【０００４】
静水式電解水生成装置の仕様では、例えば、食塩（塩化ナトリウム）のような塩素イオンを含む被電解水を収容させた水槽に、隔膜で仕切られた電極室の内外に陽極と陰極とをそれぞれ配した電極ユニットを投入する。水槽中にて電解を行うと、陽極側で生成された電解生成物である塩素と、陰極側で生成された電解生成物である水酸化ナトリウムとが、それぞれ、周囲の被電解水に全て混合されて、酸性を呈する陽極水とアルカリ性を呈する陰極水とを生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５３３４４号公報（特許第４９２２５０８号公報）
【特許文献２】特開平１１−３１９８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の静水式電解水生成装置では、電極ユニット内の水位が不十分な状態、即ち、電極ユニット内の電極全体が水没しない状態でも、電極間の通電が可能である。しかし、かかる状態で通電すると、電極の早期劣化や、用途に適合した電解水を生成できなくなることが否めない。
【０００７】
水位を検出するための各種センサーと電解用の給電ユニットを制御する回路を設けることで、上記した不具合の発生を防止することは可能である。しかし、装置が複雑になり、装置サイズが肥大化するとともに、コストも増加してしまい、静水式電解水生成装置の特徴である、手軽さ、簡便さを損ねてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、電解水の生成に際し、簡易な構造で電極全体を水没させるのに十分な水位を自動的に確保することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態によれば、被電解水の中に配置可能な電極ユニットを有する。電極ユニットは、第１及び第２電極と、第１電極を収容する電極室と、を備える。電極室には、流通口と、被電解水よりも比重の小さい弁体と、第１隔膜と、が設けられている。弁体は、電極室に収容された被電解水からの浮力を受けて浮き上がることで、流通口を閉塞する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る電極ユニットの構成を示す断面図。
【図２】図１の電極ユニットへの被電解水の流入状態を示す断面図。
【図３】図１の電極ユニットへの被電解水の流入停止状態を示す断面図。
【図４】第２実施形態に係る電極ユニットの構成を示す断面図。
【図５】第３実施形態に係る電極ユニットの構成を示す断面図。
【図６】第４実施形態に係る電極ユニットの構成を示す断面図。
【図７】第５実施形態に係る電極ユニットにおいて、被電解水の流入状態に係る報知装置の回路図。
【図８】第５実施形態に係る電極ユニットにおいて、被電解水の流入停止状態に係る報知装置の回路図。
【図９】第５実施形態に係る電極ユニットにおいて、信号発生回路の動作を示す状態遷移図。
【図１０】第６実施形態に係る電極ユニットの構成を示す断面図。
【図１１】図１０の電極ユニットへの被電解水の流入状態を示す断面図。
【図１２】図１０の電極ユニットへの被電解水の流入停止状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
「第１実施形態」  
図１〜図３には、被電解水を電解して電解水を生成する技術（電極ユニット１、電解水生成装置２）が示されている。被電解水としては、例えば、天然水や水道水などの水を想定することができる。電解水としては、例えば、次亜塩素酸水、アルカリイオン水、水素水などを想定することができる。これら電解水の種別は、通電する給電ユニットの極性を切り替えることで容易に変更が可能である。以下、本願明細書において、次亜塩素酸水の生成を例にとって説明する。
【００１２】
本実施形態において、電解水生成装置２は、電極ユニット１と、容器３と、給電ユニット４と、を備えている。容器３は、被電解水５を収容可能に構成されている。容器３は、電極ユニット１を取り出し可能に収容することができる。給電ユニット４は、後述する第１及び第２電極６,７に電力を供給可能な直流電源として構成されている。
【００１３】
電極ユニット１は、被電解水５の中に配置可能な大きさを有している。電解水の採取量を最大化するためには、電極ユニット１は、できる限り小型に形成することが望ましい。電極ユニット１は、第１及び第２電極６,７と、電極室８と、を備えている。第１及び第２電極６,７は、互いに対向して設けられている。電極室８には、第１電極６が収容されている。電極室８は、被電解水５を収容可能に構成されている。ここでは一例として、第１電極６は、陰極に設定され、第２電極７は、陽極に設定されている。このため、電極室８は、陰極室とも称される。
【００１４】
本実施形態において、陰極とした第１電極６には、チタンを基材とし、表面に白金をめっきしたものを、また、陽極とした第２電極７には、チタンを基材とし、表面に白金と酸化イリジウムをめっきしたものを用いた。
【００１５】
電極としては、導電性金属を基材とし、電解水に耐性を有する金属で表面を覆ったものを用いることができる。基材とする導電性金属としては、チタン、クロム、ニッケル、ステンレス等の金属を用いることができるが、導電性を有し、所定の加工を施すことが可能であれば、その種類を問わない。また、表面を覆う金属としては、電解水に対する耐性と、電極反応を円滑に行わせるための電極触媒性との観点から、陽極には白金等の貴金属触媒や酸化イリジウム等の酸化物触媒を用いることが望ましい。また、陰極には白金等の貴金属触媒を用いることが望ましいが、基材が十分な耐性を有していれば、これら貴金属触媒を用いることなく、基材をそのまま用いることも可能である。
【００１６】
また、電極には、電解生成物や被電解水の流通を促進して、反応効率を改善することを目的として、多数の貫通孔を穿孔させることが望ましい。貫通孔の形状としては、円形、楕円形、矩形等種々の形状を用いることが可能である。また、貫通孔として、電極の両面の孔の大きさが等しいストレート孔、貫通孔の電極板内の壁面がテーパー形状を有し、電極両面の孔の大きさが等しくないテーパー孔を用いることも可能である。更に、貫通孔の配置も規則正しく並べるのみでなく、ランダムに並べて形成してもよい。
【００１７】
電極室８には、流通口９と、弁体１０と、支持部１１と、第１隔膜１２と、が設けられている。第１隔膜１２は、第１及び第２電極６,７の間に配置され、多孔質構造を有している。電極室８には、当該電極室８を形成する側壁８ａの一部を貫通した開口８ｂが形成されている。第１及び第２電極６,７は、当該開口８ｂの両側に対向して配置されている。第１隔膜１２は、当該開口８ｂを塞ぐように配置されている。
【００１８】
なお、本実施形態において、第１隔膜１２としては、ユアサメンブレンシステム製  Ｙ-９２１１Ｔを用いた。多孔質膜としては、化学的に安定な無機酸化物を、バインダーで固定して連続的な無機酸化物多孔質膜としたものを用いることが可能である。無機酸化物としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ニッケル等種々のものを用いることができるが、特に、酸化チタン、酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１つの無機材料を含む材料で形成することが好ましい。また、これらの無機酸化物の他に、塩素系やフッ素系のハロゲン化高分子を有する多孔質ポリマー等を用いることもできる。
【００１９】
また、上述の多孔質構造を有した多孔質膜だけでなく、陽イオンを選択的に透過させる陽イオン交換膜を用いることも可能である。陽イオン交換膜としては、例えば、ＮＡＦＩＯＮ（イー アイ デュポン社：登録商標）１１２、１１５、１１７、フレミオン（旭硝子株式会社：登録商標）、ＡＣＩＰＬＥＸ（旭化成株式会社：登録商標）、ゴアセレクト（ダブリュー．エル．ゴア  アンド  アソシエーツ社：登録商標）、等を用いることができる。
【００２０】
また、流通口９は、円形に構成されている。流通口９は、被電解水５が流通可能に構成されている。弁体１０は、球状に構成されている。弁体１０は、内部を中空にしたり、材料自体を低密度のものとすることで、被電解水５よりも比重が小さくなるように構成されている。流通口９の直径は、弁体１０の直径よりも小さく設定されている。
【００２１】
上記した構成において、予め被電解水５を満たした容器３へ電極ユニット１を収容することにより、流通口９を通して電極室８に被電解水５を流入させる。そうすると、弁体１０は、電極室８に収容された被電解水５からの浮力を受ける。これにより、弁体１０は、浮き上がる。このとき、弁体１０が流通口９に到達すると、弁体１０は、被電解水５からの浮力によって、流通口９に押圧される。弁体１０の輪郭と、流通口９の輪郭は、互いに円形に構成されている。この結果、弁体１０は、流通口９に隙間なく圧接する。かくして、流通口９は、弁体１０によって閉塞される。
【００２２】
この場合、例えば、電極室８内における流通口９の位置については、次のように設定することが好ましい。即ち、弁体１０によって流通口９が閉塞された状態において、電極室８内の第１電極６の全体が被電解水５の中に水没するように設定する。このため、流通口９は、電極室８のうち、弁体１０が浮き上がる方向に沿って最も高い位置に設けられている。
【００２３】
更に、支持部１１は、弁体１０を、流通口９に近接し、かつ、対向した位置に支持可能に構成されている。換言すると、支持部１１は、弁体１０をその下側から支えるように構成されている。これにより、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０を、流通口９に向けてスムーズかつ正確に浮上させることができる。この結果、当該弁体１０によって流通口９を確実に閉塞させることができる。
【００２４】
更に、容器３には、当該容器３に収容すべき被電解水５の水位の下限、換言すると、当該容器３に収容すべき必要最小限の水量の水位が表示されている。かかる水位は、弁体１０によって流通口９が閉塞された際に、第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没されるように設定されている。この場合、例えば、容器３を透明な樹脂材料で形成すると共に、容器３の一部に、当該水位を示すマーク（図示しない）を形成することが好ましい。これにより、ユーザは、マークを一見するだけで、容器３に収容すべき被電解水５の水量を容易にかつ正確に把握することができる。
【００２５】
ここで、ユーザが、マーク位置まで、容器３に被電解水５を注水する。次に、容器３に電極ユニット１を配置させる。そうすると、第１及び第２電極６,７の全体を被電解水５の中に水没させることができる。この結果、電解水を生成する際に、第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没したことを確認した後に、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給することができる。
【００２６】
次に、上記した電解水生成装置２を用いた電解水生成方法について説明する。
【００２７】
容器３に被電解水５を注水する。上記したマーク位置に達するまで、容器３に被電解水５を収容させる（図２参照）。被電解水５が収容された容器３に電極ユニット１を配置させる。このとき、流通口９を通って電極室８に被電解水５が流入する（図２参照）。第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没する。被電解水５からの浮力を受けた弁体１０によって流通口９が閉塞される。これにより、電極室８への被電解水５の流入が自動的に停止される。
【００２８】
このとき、第１及び第２電極６,７は、その全体が被電解水５の中に水没した状態に維持される。この状態において、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給させる。かくして、容器３内に、所望の電解水が生成される。このとき、電極室８内には、処理済みの液体が残留する。そこで、電極ユニット１を容器３から取り出す。これにより、所望の電解水のみが、容器３内に収容される。
【００２９】
以上、第１実施形態によれば、弁体１０によって流通口９が閉塞される。これにより、電極室８への被電解水５の流入を自動的に停止させることができる。このとき、第１及び第２電極６,７の全体を、被電解水５の中に水没した状態に維持させることができる。この状態において、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給させることができる。これにより、当該電極６,７の早期劣化を防止しつつ、用途に適合した電解水の生成を行うことができる。
【００３０】
第１実施形態によれば、電極室８は、その最も高い位置に流通口９が開口し、それ以外の部分が側壁８ａによって閉鎖されている。これにより、例えば、電解水の生成後に、電極ユニット１を容器３から取り出す際に、電極室８内に残留した液体が外部に漏洩することは無い。
【００３１】
第１実施形態によれば、弁体１０の輪郭と、流通口９の輪郭が、互いに円形に構成されている。これにより、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０を流通口９に隙間なく圧接させることができる。加えて、弁体１０によって流通口９を確実に閉塞させることができる。この場合、電極室８への被電解水５の流入を完全に遮断させることができる。この結果、電極室８に収容すべき被電解水５の水位を一定に維持すること、換言すると、電解水の生成に際し、第１及び第２電極６,７の全体を水没させるのに十分な水位を自動的に確保することができる。
【００３２】
第１実施形態によれば、支持部１１によって弁体１０をその下側から支えるように構成されている。これにより、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０を、流通口９に向けてスムーズかつ正確に浮上させることができる。この結果、当該弁体１０によって流通口９を確実に閉塞させることができる。
【００３３】
第１実施形態によれば、水位を示すマークが容器３に形成されている。これにより、ユーザは、当該マークを一見するだけで、容器３に収容すべき被電解水５の水量を容易にかつ正確に把握することができる。この結果、当該マーク位置まで、容器３に被電解水５を注入するだけで、第１及び第２電極６,７の全体を被電解水５の中に水没させることができる。
【００３４】
第１実施形態によれば、固定機構によって、電極ユニット１と容器３との位置関係を安定化させることができる。換言すると、固定機構によって、被電解水５が収容された容器３に電極ユニット１を配置させる際に、電極ユニット１を容器３内に位置決めして固定させることができる。これにより、流通口９を通して電極室８に被電解水５をスムーズに流入させることができる。なお、固定機構としては、例えば、電極ユニット１の一部を容器３に嵌め込む構造や、電極ユニット１と容器３とを磁気的に吸着させる構造などを適用することができる。
【００３５】
「第２実施形態」  
図４に示すように、電極室８には、流通口９に向かって突出したテーパ部１３が設けられている。テーパ部１３は、電極室８を形成する側壁８ａのうち、流通口９の周囲及びその近傍領域を、他の部分よりも同心円状に出っ張らせて構成されている。換言すると、テーパ部１３は、流通口９を頂点とした円錐台形状を有している。
【００３６】
更に、テーパ部１３は、流通口９に連続した先細り状のガイド面１３ｓを有している。ガイド面１３ｓは、電極室８の内部に対向して構成されている。換言すると、ガイド面１３ｓは、側壁８ａの内面に沿って構成されている。即ち、ガイド面１３ｓは、側壁８ａの内面を流通口９に向かって先細り状に傾斜させて構成されている。
【００３７】
第２実施形態によれば、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０は、テーパ部１３（ガイド面１３ｓ）によって、流通口９に向けて案内される。これにより、弁体１０を、流通口９に向けてスムーズかつ正確に浮上させることができる。この結果、当該弁体１０によって流通口９を確実に閉塞させることができる。
【００３８】
なお、その他の構成及び効果は、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。また、第２実施形態に係るテーパ部１３は、後述する第３〜第６実施形態にも適用可能である。
【００３９】
「第３実施形態」  
図５に示すように、電極室８には、先端１４ａ及び基端１４ｂを有する連通管１４が設けられている。連通管１４は、基端１４ｂから先端１４ａに亘って、中空の円筒状を有している。連通管１４は、電極室８の内部に連通されている。基端１４ｂは、側壁８ａに固定されている。
【００４０】
先端１４ａは、基端１４ｂから突出した位置に構成されている。この場合、先端１４ａの突出量（突出長さ）は、被電解水５が収容された容器３に電極ユニット１を配置させた状態において、先端１４ａが、常に、被電解水５の水面５ｓを越えた位置に位置付けられるように設定されている。
【００４１】
更に、連通管１４は、電極室８のうち、弁体１０が浮き上がる方向に沿って最も高い位置に設けることが好ましい。これにより、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０が、流通口９を閉塞させるまで、換言すると、第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没するまで、連通管１４は、被電解水５の中に水没することは無い。即ち、連通管１４は、電極室８内を常に外部に連通させる。
【００４２】
第３実施形態によれば、連通管１４は、流通口９から電極室８に被電解水５が流入している間、常に、電極室８内の気体を外部に排出させることができる。これにより、電極室８の内部と外部との間において、気体の置換を円滑に行うことができる。この結果、電極室８に対して被電解水５をスムーズに流入させることができる。
【００４３】
なお、その他の構成及び効果は、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。また、第３実施形態に係る連通管１４は、後述する第４〜第６実施形態にも適用可能である。
【００４４】
「第４実施形態」  
図６に示すように、支持部１１には、少なくとも１つの水抜き通路１５が設けられている。図面には一例として、複数の水抜き通路１５が示されている。水抜き通路１５は、支持部１１を貫通して形成されている。水抜き通路１５の形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、矩形など各種の形状を適用することができる。これ以外に、例えば、スリット状の隙間によって水抜き通路１５を構成してもよい。
【００４５】
第４実施形態によれば、流通口９から流入した被電解水５は、弁体１０から支持部１１に流れた後、複数の水抜き通路１５を通って電極室８に落下する。このとき、複数の水抜き通路１５を通ることで、被電解水５の落下量及び落下速度を向上させることができる。この結果、被電解水５を効率良く電極室８に収容させることができる。
【００４６】
なお、その他の構成及び効果は、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。また、第４実施形態に係る水抜き通路１５は、後述する第５〜第６実施形態にも適用可能である。
【００４７】
「第５実施形態」  
図７〜図９には、被電解水５を電解して電解水を生成する技術（電極ユニット１、電解水生成装置２）に適用された報知装置の構成が示されている。報知装置は、流通口９を通って電極室８に収容された被電解水５の水位が、第１電極６の全体を水没させる水位に達したことを報知する。
【００４８】
本実施形態において、弁体１０は、導電性を有する材料で構成されている。この場合、弁体１０自体を導電性材料で形成してもよいし、或いは、弁体１０の表面を導電性材料で被覆してもよい。いずれの場合でも、導電性材料としては、電解水に対して耐性を有する材料、例えば、カーボン、ステンレス、チタン、白金などを適用することができる。
【００４９】
更に、報知装置は、報知信号を発生させることが可能な信号発生回路１６と、一対の電気接点１７ａ,１７ｂと、を有している。電気接点１７ａ,１７ｂは、流通口９に設けられている。電気接点１７ａ,１７ｂは、信号発生回路１６に電気的に接続されている。電気接点１７ａ,１７ｂは、弁体１０によって流通口９が閉塞された際に、弁体１０が接触可能に構成されている。
【００５０】
流通口９は、その周囲の側壁８ａを先細り状に立ち上げて構成されている。電気接点１７ａ,１７ｂは、流通口９を構成する側壁８ａに設けられている。この場合、電気接点１７ａ,１７ｂは、当該側壁８ａと同一平面状に構成することが好ましい。これにより、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０を、電気接点１７ａ,１７ｂに接触させると共に、流通口９に対して隙間なく圧接させることができる（図８参照）。
【００５１】
また、信号発生回路１６において、一方の電気接点１７ａは、交流電源１８に接続されている。他方の電気接点１７ｂは、抵抗１９を介して接地されている。この場合、抵抗１９の両端に発生する電圧は、増幅器２０によって増幅される。このとき、増幅器２０から出力された増幅信号は、ダイオード２１で整流され、そして、コンデンサ２２で積分された後、出力端子２３から出力される。出力端子２３から出力された信号が、報知信号となり得る。
【００５２】
ここで、信号発生回路１６から報知信号を発生させるタイミングとしては、次のように設定することが可能である。即ち、第１電極６の全体を水没させる水位に達した状態において、被電解水５からの浮力を受けて浮き上がった弁体１０が電気接点１７ａ,１７ｂに接触した際に、信号発生回路１６から報知信号を発生させる。なお、図９には、信号発生回路１６におけるＡ点及びＢ点それぞれの電位の変化状態が示されている。
【００５３】
具体的に説明すると、流通口９を通して電極室８に被電解水５が流入している間、弁体１０は、電気接点１７ａ,１７ｂから離間した位置に位置付けられる。このとき、交流電源１８からの交流信号は、抵抗１９に流れない。増幅器２０の出力値は、ゼロとなる。この結果、出力端子２３の出力レベルは、Ｌ（０）レベルとなる（図７、図９参照）。
【００５４】
この後、被電解水５からの浮力を受けた弁体１０によって流通口９が閉塞された際に、弁体１０が電気接点１７ａ,１７ｂに接触することで、電気接点１７ａ,１７ｂが相互に短絡される。このとき、交流電源１８からの交流信号は、抵抗１９を流れる。流れる電流と抵抗値の積に対応した交流電圧が、抵抗１９の両端に発生する。この交流電圧を、増幅、整流、積分すると、出力端子２３の出力レベルは、Ｈレベルとなる（図８、図９参照）。
【００５５】
そして、かかるＨレベルの出力信号を、例えば、ブザーや発光ダイオードなどの警報器（図示しない）に入力することで、音や光によって、電極室８に収容された被電解水５の水位が、第１電極６の全体を水没させる水位に達したことを報知することができる。
【００５６】
更に、かかるＨレベルの出力信号を、上記した給電ユニット４の制御信号として利用することも可能である。即ち、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給するタイミングを、報知装置によって制御する。例えば、信号発生回路１６に制御部（図示しない）を構築する。制御部は、給電ユニット４を制御可能に構成されている。即ち、制御部は、出力端子２３からＨレベルの出力信号が出力された際に、給電ユニット４を制御する。このとき、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力が供給される。これにより、電解水の生成を開始させることができる。
【００５７】
第５実施形態によれば、報知装置を備えたことで、電極室８に収容された被電解水５の水位が、第１電極６の全体を水没させる水位に達したことを正確かつリアルタイムに把握することができる。これにより、第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没した後に、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給させることができる。
【００５８】
第５実施形態によれば、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給するタイミングを、報知装置によって制御することができる。これにより、電極室８への被電解水５の収容から電解水の生成に至るプロセスを、完全自動化させることができる。この結果、ユーザの負担を大幅に軽減させた電解水生成システムを実現することが可能である。
【００５９】
また、第５実施形態に係る報知装置では、弁体１０による流通口９の閉塞状態を電気的に検出したが、これに限定されることはなく、例えば、光学的或いは磁気的に検出するようにしてもよい。
【００６０】
なお、その他の構成及び効果は、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。また、第５実施形態に係る報知装置は、後述する第６実施形態にも適用可能である。
【００６１】
「第６実施形態」  
図１０〜図１２に示すように、電極ユニット１は、第１及び第２電極６,７の相互間に、中間室２４を備えている。中間室２４は、電極室８に隣接して設けられている。中間室２４は、電解液を収容可能に構成されている。電解液は、例えば、塩と被電解水５を混合して生成することができる。即ち、適量の塩２５を中間室２４に予め配置させる。中間室２４に被電解水５を流入させる。かくして、中間室２４内に適当な塩分濃度の電解液が収容される。
【００６２】
ここで、中間室２４に被電解水５を流入させる方法としては、例えば、第１実施形態に係る電極室８の構成、即ち、流通口９、弁体１０及び支持部１１をそのまま利用することができる。即ち、流通口９を、中間室２４のうち、弁体１０が浮き上がる方向に沿って最も高い位置に設ける。弁体１０を、被電解水５よりも比重が小さくなるように構成する。支持部１１を、弁体１０の下側から支えるように構成する。
【００６３】
この場合、適量の塩２５を中間室２４に予め配置させる。被電解水５が収容された容器３に電極ユニット１を配置させる。流通口９を通って中間室２４に被電解水５が流入する（図１１参照）。被電解水５からの浮力を受けた弁体１０によって流通口９が閉塞される。これにより、中間室２４への被電解水５の流入が自動的に停止される（図１２参照）。このとき、中間室２４には、予め設定された量の被電解水５が収容される。被電解水５と塩２５とが混じり合う。この結果、中間室２４内に、予め設定された塩分濃度の電解液を収容させることができる。
【００６４】
更に、中間室２４と第１電極６との間には、第１隔膜１２が設けられている。中間室２４と第２電極７との間には、第２隔膜２６が設けられている。隔膜としては、第１隔膜１２、第２隔膜２６とも多孔質構造を有する多孔質隔膜を用いてもよいが、陽イオンないしは陰イオンのみを通過させる陽イオン交換膜ないし陰イオン交換膜を用いること、また、一方の隔膜として多孔質膜を、他方の隔膜としてイオン交換膜を用いることも可能である。これら膜の選定は所望の電解水の性状に応じて適宜選択することが可能である。
【００６５】
中間室２４には、当該中間室２４を形成する側壁２４ａの一部を貫通した開口２４ｂが形成されている。中間室２４の開口２４ｂは、上記した電極室８の開口８ｂに対向して配置されている。第１及び第２電極６,７は、開口８ｂ,２４ｂの両外側に対向して配置されている。即ち、第１電極６は、第１隔膜１２に対向して配置されている。第２電極７は、第２隔膜２６に対向して配置されている。第２隔膜２６は、当該開口２４ｂを塞ぐように配置されている。
【００６６】
次に、本実施形態に係る電解水生成方法について説明する。
【００６７】
容器３に被電解水５を注水する。上記したマーク位置に達するまで、容器３に被電解水５を収容させる（図１１参照）。被電解水５が収容された容器３に電極ユニット１を配置させる。このとき、各々の流通口９を通って電極室８及び中間室２４に被電解水５が流入する（図１１参照）。第１及び第２電極６,７の全体が被電解水５の中に水没する。被電解水５からの浮力を受けた弁体１０によって流通口９が閉塞される（図１２参照）。これにより、電極室８及び中間室２４への被電解水５の流入が自動的に停止される。
【００６８】
第１及び第２電極６,７は、その全体が被電解水５の中に水没した状態に維持される。この状態において、給電ユニット４から第１及び第２電極６,７に電力を供給させる。このとき、中間室２４の電解液中に電離しているナトリウムイオンが、第１電極（陰極）６に引き寄せられ、第１隔膜１２を通過して電極室８に流入する。更に、中間室２４の電解液中に電離している塩素イオンが、第２電極（陽極）に引き寄せられ、第２隔膜２６を通過して容器３に流入する。
【００６９】
第６実施形態によれば、中間室２４を備えた電極ユニット１を適用することで、被電解水５に過剰な塩を溶解させる必要がない。更に、生成処理終了後、電極ユニット１を容器３から取り出す。この結果、所望の電解水のみを、容器３内に収容させることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【符号の説明】
【００７０】
１…電極ユニット、２…電解水生成装置、３…容器、４…給電ユニット、５…被電解水、
６…第１電極、７…第２電極、８…電極室、９…流通口、１０…弁体、１１…支持部、
１２…第１隔膜。
【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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