JP2017089010A - 電解装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路相互の流量の均一化を図ることが可能な電解装置を提供する。【解決手段】電解装置（電解槽１）は、電極１２,１３に沿って被電解水を流動させる流動機構１６（第１案内路２０、第２案内路２１、複数の流路２２）を有し、第１案内路及び第２案内路と、複数の流路とにおいて、流量と圧力損失の相対的関係比は、（Ｗ２／Ｘ）／（Ｙ２／Ｚ）＜６.３Ｗ：個々の流路の断面積の総和（合計）Ｘ：流路の全長Ｙ：第１案内路及び第２案内路の各々の断面積Ｚ：第１案内路及び第２案内路の全長なる関係式によって規定される。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、被電解水を電解して電解水を生成する電解装置に関する。

被電解水を電解して得られる電解水としては、例えば、次亜塩素酸水、アルカリイオン水、水素水などがある。電解水の生成方法としては、次の方法が知られている。例えば、塩水などの電解液を電解することで、陽極に塩素ガスを生成させる。塩素ガスと水を反応させて、次亜塩素酸水と塩酸水を生成する。次亜塩素酸水は、例えば、殺菌消毒、除臭などに用いられる。次亜塩素酸水を生成する電解装置としては、１隔膜２室型の電解槽を有する装置や、２隔膜３室型の電解槽を有する装置などが知られている。

１隔膜２室型の電解槽は、特定のイオンだけを通過させる隔膜の両側に、陽極を収容した陽極室と、陰極を収容した陰極室を対向させて構成されている。かかる構成によれば、例えば、塩水などの電解液を流水させることで、陽極室で酸性水が、陰極室でアルカリ性水が生成される。酸性水は、次亜塩素酸と塩酸とが混合した水であり、アルカリ性水は、水酸化ナトリウム水である。

２隔膜３室型の電解槽は、陰極室と陽極室との間に中間室を備えて構成されている。中間室には、塩水などの電解液が満たされる。中間室と陽極室との間は、陰イオン交換膜で仕切られている。中間室と陰極室との間は、陽イオン交換膜で仕切られている。ここで、電解液中に電離している陽イオンは、陰極に引き寄せられ、陽イオン交換膜を通過して、陰極室に流入する。また、電解液中に電離している陰イオンは、陽極に引き寄せられ、陰イオン交換膜を通過して、陽極室に流入する。かかる構成によれば、中間室を備えることで、陰極で生成された酸性水、及び、陽極室で生成されたアルカリ性水に、塩分が混入するのを防止することができる。

特開平５−０６２６６７号公報

ところで、電極（陰極、陽極）に対する被電解水の接触面積を大きくすべく、被電解水を電極（陰極、陽極）に沿って平面状に流動させる技術が提案されている。かかる流動技術において、電極（陰極、陽極）に沿って複数の流路が平面状に構成されている。しかしながら、流路相互の流量が均一化されないような場合には、接触面積を大きくしても、電解効率の向上は期待できない。

本発明の目的は、流路相互の流量の均一化を図ることが可能な電解装置を提供することにある。

実施形態によれば、電解装置（電解槽）は、電極に沿って被電解水を流動させる流動機構（第１案内路、第２案内路、複数の流路）を有し、第１案内路及び第２案内路と、複数の流路とにおいて、流量と圧力損失の相対的関係比は、
（Ｗ^２／Ｘ）／（Ｙ^２／Ｚ）＜６.３
Ｗ：個々の流路の断面積の総和（合計）
Ｘ：流路の全長
Ｙ：第１案内路及び第２案内路の各々の断面積
Ｚ：第１案内路及び第２案内路の全長
なる関係式によって規定される。

一実施形態に係る電解装置の電解槽の外観構成を示す斜視図。 図１の電解槽の流路機構を示す斜視図。 図１の電解槽の流路機構を示す平面図。 図１のＦ４−Ｆ４線に沿う電解槽の流路構成を示す断面図。 第１変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第２変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第３変形例に係る電解槽の流路構成を示す斜視図。 第４変形例に係る電解槽の流路構成を示す斜視図。 第５変形例に係る電解槽の流路構成を示す平面図。 第６変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第７変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第８変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第９変形例に係る電解槽の流路構成を示す平面図。 第１０変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。 第１１変形例に係る電解槽の流路構成を示す断面図。

「一実施形態」
図１〜図４には、本実施形態に係る電解装置の電解槽１が示されている。図面において、電解槽１に電力を供給する給電機構、並びに、電解槽１に被電解水及び電解液を供給する給水機構は、省略されている。なお、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。電解液としては、例えば、塩と被電解水を混合させた適当な塩分濃度を有する飽和塩水など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。

図１に示すように、電解槽１は、第１電極ユニット２と、第２電極ユニット３と、中間ユニット４と、を備えている。電解槽１において、第１電極ユニット２と第２電極ユニット３とは、互いに対向させて配置されている。中間ユニット４は、第１電極ユニット２と第２電極ユニット３との間に配置されている。これら３つのユニット２,３,４は、その周縁を貫通させた複数の固定ボルト５によって、互いに締結されている。これにより、当該３つのユニット２,３,４の内部は、外部から密封された状態に維持されている。

第１電極ユニット２には、第１流入コネクタ６と、第１流出コネクタ７と、が設けられている。給水機構から給水された被電解水は、第１流入コネクタ６から第１電極ユニット２の内部に流入した後、第１流出コネクタ７から流出する。
第２電極ユニット３には、第２流入コネクタ８と、第２流出コネクタ９と、が設けられている。給水機構から給水された被電解水は、第２流入コネクタ８から第２電極ユニット３の内部に流入した後、第２流出コネクタ９から流出する。
中間ユニット４には、中間流入コネクタ１０と、中間流出コネクタ１１と、が設けられている。給水機構から給水された電解液は、中間流入コネクタ１０から中間ユニット４の内部に流入した後、中間流出コネクタ１１から流出する。

図２〜図４に示すように、第１及び第２電極ユニット２,３の内部には、それぞれ、電極１２,１３と、電極室１４,１５と、流動機構１６と、が備えられている。電極室１４,１５は、電極１２,１３が収容可能であると共に、被電解水が流動可能に構成されている。流動機構１６は、電極１２,１３に沿って被電解水を流動させることが可能に構成されている。流動機構１６は、第１及び第２電極ユニット２,３の双方に共通の構成を有している。

本実施形態において、第１電極ユニット２の電極１２は、接続端子１２ａ（図１参照）を経由して、給電機構のプラス電源に接続されている。このため、当該電極１２は、陽極１２として機能する。第１電極ユニット２の電極室１４は、陽極１２を収容する陽極室１４として構成されている。一方、第２電極ユニット３の電極１３は、接続端子１３ａ（図１参照）を経由して、給電機構のマイナス電源に接続されている。このため、当該電源１３は、陰極１３として機能する。第２電極ユニット３の電極室１５は、陰極１３を収容する陰極室１５として構成されている。

また、上記した中間ユニット４の内部には、電解液が流動可能な中間室１７が備えられている。中間室１７は、陽極室１４と陰極室１５との間に隣接させて配置されている。中間室１７には、中間流入口１７ａと、中間流出口１７ｂと、が設けられている。中間流入口１７ａは、中間流入コネクタ１０（図１参照）に連通して接続されている。中間流出口１７ｂは、中間流出コネクタ１１（図１参照）に連通して接続されている。この場合、電解液は、中間流入コネクタ１０から中間流入口１７ａを通って中間室１７に流入した後、中間流出口１７ｂから中間流出コネクタ１１を通って流出する。

更に、中間室１７と陽極室１４との間には、陰イオン交換膜（隔膜）１８が配置されている。中間室と陰極室１５との間には、陽イオン交換膜（隔膜）１９が配置されている。陰イオン交換膜１８及び陽イオン交換膜１９は、透水性を有する多孔質膜で構成され、特定のイオンのみを通過させる特性を有している。陰イオン交換膜１８は、例えば、塩素イオンなどの陰イオンのみを通過させる。陽イオン交換膜１９は、例えば、ナトリウムイオンなどの陽イオンのみを通過させる。

次に、上記した電解装置の動作について説明する。ここでは一例として、電解液（飽和塩水）を電解することで、酸性水（次亜塩素及び塩酸）と、アルカリ性水（水酸化ナトリウム）を生成する場合を想定する。

上記したように中間室１７に飽和塩水（電解液）を供給する。このとき、第１流入コネクタ６及び第２流入コネクタ８から陽極室１４及び陰極室１５に水（被電解水）を供給する。同時に、給電機構によって陽極１２及び陰極１３に電圧を印加する。

このとき、中間室１７の塩水中に電離している塩素イオン（陰イオン）は、陽極１２に引き寄せられる。塩素イオンは、陰イオン交換膜１８を通過して陽極室１４に流入する。陽極室１４において、塩素イオンが還元されることで、塩素ガスが発生する。塩素ガスと水とが反応する。これにより、酸性水（次亜塩素及び塩酸）が生成される。生成された酸性水は、第１流出コネクタ７から流出される。

また、中間室１７の塩水中に電離しているナトリウムイオン（陽イオン）は、陰極１３に引き寄せられる。ナトリウムイオンは、陽イオン交換膜１９を通過して陰極室１５に流入する。陰極室１５において、水が電気分解される。これにより、アルカリ性水（水酸化ナトリウム）が生成される。生成されたアルカリ性水は、第２流出コネクタ９から流出される。

本実施形態の電解装置には、電極室（陽極室１４、陰極室１５）の電解効率を向上させるための構成が設けられている。この場合、上記した流動機構１６は、被電解水を電極（陽極１２、陰極１３）の面方向に沿って流動させることが可能に構成されている。即ち、流動機構１６は、当該電極に対する被電解水の接触面積（接触量）を大きくさせることが可能に構成されている。かかる構成を実現するために、流動機構１６は、後述する複数の流路２２を備えている。複数の流路２２については、流路２２相互の流量の均一化が図られている。以下、流動機構１６について、詳細に説明する。

流動機構１６は、２つの案内路２０,２１と、複数の流路２２と、を有している。流動機構１６は、陽極室１４及び陰極室１５の双方に共通の構成を有している。このため、図面では、流動機構１６の構成品について、陽極室１４及び陰極室１５の双方に共通の参照符号が付されている。

２つの案内路２０,２１のうち、一方の案内路２０（以下、第１案内路２０という）は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内に向けて被電解水を案内することができるように構成されている。他方の案内路２１（以下、第２案内路２１という）は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内の被電解水を当該電極室外に向けて案内することができるように構成されている。

電極室（陽極室１４、陰極室１５）内において、第１案内路２０と第２案内路２１は、互いに離間した位置に対向して配置されている。第１案内路２０と第２案内路２１は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内において、複数の流路２２を横断する方向（横切る方向）に沿って延びている。更に、第１案内路２０と第２案内路２１は、その内部に、被電解水が流れる流路空間が構成されている。当該流路空間は、その全長に亘って、一定の輪郭を有して真っ直ぐに延びている。換言すると、第１案内路２０と第２案内路２１は、その全長に亘って、凹凸の無い一定の断面輪郭（断面積）を有する流路空間を備えている。この場合、第１案内路２０と第２案内路２１は、互いに平行に配置させてもよいし、或いは、相対的に傾斜させてもよい。図面では一例として、第１案内路２０と第２案内路２１は、互いに平行に配置されている。

複数の流路２２は、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に配列されている。複数の流路２２は、互いに平行に配列されている。複数の流路２２は、その両端で、第１案内路２０及び第２案内路２１に連続している。換言すると、複数の流路２２は、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に亘って連続的に延びている。以下、具体的に説明する。

複数の流路２２は、流路底２３と、複数の流路壁２４と、を備えて構成されている。流路底２３は、例えば、第１及び第２電極ユニット２,３の一部を、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内に向けて突出させて構成されている。複数の流路壁２４は、流路底２３の上に構成されている。

流路底２３は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内に亘って平坦状に広がっている。流路底２３は、電極（陽極１２、陰極１３）に対向して設けられている。流路底２３は、電極（陽極１２、陰極１３）に対して平行に構成されている。

複数の流路壁２４は、流路底２３から電極（陽極１２、陰極１３）に向けて立ち上げられている。この場合、流路壁２４の立ち上げ量（即ち、高さ）は、例えば、３つのユニット２,３,４を固定ボルト５で締結させた際に、当該流路壁２４と電極（陽極１２、陰極１３）とが互いに接触するように設定することが好ましい。これにより、ボルト締結時に、電極（陽極１２、陰極１３）を好適に支持することができる。

更に、複数の流路壁２４は、流路底２３に沿って間隔を存して設けられている。図面では一例として、複数の流路壁２４は、互いに平行に延びている。複数の流路壁２４は、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に亘って、連続的に延びている。

複数の流路２２は、これら複数の流路壁２４と、上記した流路底２３とで区画されている。ここで、１つの流路２２に着目すると、当該１つの流路２２は、隣り合う２つの流路壁２４と、これら２つの流路壁２４の相互間に介在する流路底２３とで構成されている。換言すると、１つの流路２２は、隣り合う２つの流路壁２４と、これら２つの流路壁２４の相互間に介在する流路底２３とで囲まれた範囲に構成されている。

このような構成において、第１及び第２案内路２０,２１と、複数の流路２２とは、高低差を有して形成されている。即ち、第１及び第２案内路２０,２１は、電極（陽極１２、陰極１３）からの複数の流路２２の深さよりも深くなるように、複数の流路２２よりも窪ませて形成されている。換言すると、第１及び第２案内路２０,２１は、複数の流路２２を構成する流路底２３よりも凹ませて形成されている。流路２２の深さは、電極（陽極１２、陰極１３）から流路底２３方向の距離、即ち、電極（陽極１２、陰極１３）及び流路底２３の双方を直交する方向に沿った電極（陽極１２、陰極１３）と流路底２３との間の距離を指す。

第１及び第２案内路２０,２１は、複数の流路２２よりも広く設定されている。加えて、第１及び第２案内路２０,２１は、広く設定された空間領域を一定に維持しつつ、複数の流路２２を横断する方向（横切る方向）に沿って真っ直ぐに延びている。即ち、第１及び第２案内路２０,２１は、その全体に亘って凹凸の無いストレートな内面を有している。

更に、第１案内路２０には、被電解水を流入可能な案内流入口２５が、複数の流路２２を横断する方向（横切る方向）に沿って開口されている。案内流入口２５は、上記した第１流入コネクタ６（第２流入コネクタ８）に接続されている。即ち、第１電極ユニット２の陽極室１４において、案内流入口２５は、第１流入コネクタ６に接続されている。第２電極ユニット３の陰極室１５において、案内流入口２５は、第２流入コネクタ８に接続されている。

一方、第２案内路２１には、被電解水が流出可能な案内流出口２６が、複数の流路２２を横断する方向（横切る方向）に沿って開口されている。案内流出口２６は、上記した第１流出コネクタ７（第２流出コネクタ９）に接続されている。即ち、第１電極ユニット２の陽極室１４において、案内流出口２６は、第１流出コネクタ７に接続されている。第２電極ユニット３の陰極室１５において、案内流出口２６は、第２流出コネクタ９に接続されている。

上記した流動機構１６によれば、第１流入コネクタ６（第２流入コネクタ８）から供給された被電解水は、案内流入口２５を通って第１案内路２０に流入する。案内流入口２５の開口方向は、複数の流路２２を横断する方向（横切る方向）である。このとき、複数の流路２２は、第１案内路２０よりも狭いため、案内流入口２５から流入した被電解水が、ダイレクトに複数の流路２２に流れ込むことはない。

第１案内路２０は、広い空間領域を有している。このため、被電解水は、第１案内路２０に亘って徐々に広がっていく。これにより、第１案内路２０において、被電解水は、その速度が抑制される。即ち、被電解水は、複数の流路２２に沿って低速で流動していく。この結果、複数の流路２２の全体に亘って、被電解水が行き渡ることになる。

第１案内路２０の隅々まで被電解水が十分に行き渡った状態において、第１案内路２０の水圧が一定レベルを超えたとき、複数の流路２２に対して一括して、かつ、一時に被電解水が流れ込む。このとき、第１案内路２０と複数の流路２２との間の圧力損失の差が大きくなる。この結果、各々の流路２２に流れる被電解水の流量は、互いに同一となる。換言すると、流路２２相互の流量が均一化される。

これにより、被電解水を電極（陽極１２、陰極１３）に沿って平面状に流動させることができる。即ち、電極（陽極１２、陰極１３）に対する被電解水の平均通過時間を長くすることができる。この結果、電極室（陽極室１４、陰極室１５）の電解効率を向上させることができる。

なお、上記した第１及び第２案内路２０,２１と、複数の流路２２とにおいて、流量と圧力損失の相対的関係比は、以下の関係式によって規定することができる。

（Ｗ^２／Ｘ）／（Ｙ^２／Ｚ）＜６.３
Ｗ：個々の流路２２の断面積の総和（合計）
Ｘ：流路２２の全長
Ｙ：第１及び第２案内路２０,２１の各々の断面積
Ｚ：第１及び第２案内路２０,２１の全長
かかる関係を満足する限りにおいて、第１及び第２案内路２０,２１の上記した流路空間を、互いに同一寸法（輪郭）に設定してもよいし、或いは、相対的に異なる寸法（輪郭）に設定してもよい。当該関係式において、断面積とは、流路２２並びに第１及び第２案内路２０,２１を直交する方向に断面した状態の断面積を指す。

更に、本実施形態の流動機構１６によれば、案内流入口２５及び案内流出口２６の開口径を大きくすることができる。このため、被電解水の流入効率及び流出効率を向上させることができる。

「第１変形例」
第１変形例は、一実施形態に係る流動機構１６（図４参照）の改良に係るものである。図５には、案内流入口２５及び案内流出口２６の開口径を小さくした流動機構１６の構成が示されている。なお、上記した一実施形態において、案内流入口２５及び案内流出口２６は、その一部が流路２２と重なるように配置されている。

本変形例の流動機構１６において、案内流入口２５及び案内流出口２６を小径化させることで、案内流入口２５及び案内流出口２６は、流路２２から外れた位置に配置されている。換言すると、案内流入口２５及び案内流出口２６は、流路２２に重ならない位置に配置されている。

第１変形例によれば、案内流入口２５から流入した際の被電解水の流速による種々の影響（例えば、流体圧）を、第１案内路２０内において抑制させることができる。これにより、流路２２相互の流量の均一化をより確実に図ることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第２変形例」
第２変形例は、上記した一実施形態に係る流動機構１６（図４参照）の改良に係るものである。図６には、改良内容を反映させた流動機構１６の構成が示されている。

本変形例の流動機構１６において、第１及び第２案内路２０,２１は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）を規定する側壁１４ａ,１５ａを回り込むように折り返されて延出されている。この場合、側壁１４ａ,１５ａの表面側に、電極室（陽極室１４、陰極室１５）が規定され、側壁１４ａ,１５ａの背面側に、第１及び第２案内路２０,２１が回り込むように延出されている。

かかる構成において、案内流入口２５は、側壁１４ａ,１５ａの背面側において、第１案内路２０の延出端に設けられている。案内流出口２６は、側壁１４ａ,１５ａの背面側において、第２案内路２１の延出端に設けられている。なお、図面では一例として、１重の折り返し構成が示されているが、複数重の折り返し構成としてもよい。

第２変形例によれば、案内流入口２５から複数の流路２２までの距離、及び、案内流出口２６から複数の流路２２までの距離を長く確保することができる。これにより、案内流入口２５から流入した際の被電解水の流速による種々の影響（例えば、流体動圧）を、より効率良く抑制することができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第３変形例」
第３変形例は、第２変形例の構成の改良、即ち、側壁１４ａ,１５ａの背面側に回り込むように折り返されて延出された部分の改良に係るものである。図７には、改良部分の構成を模式的に反映させた電解槽１において、電極室（陽極室１４、陰極室１５）、及び、中間室１７の内部空間に沿った輪郭が実線で示されている。

本変形例の流動機構１６において、第１案内路２０は、案内流入口２５から流入した被電解水を、図示しない複数の流路（図３の符号２２参照）に向けて拡散させる拡散部２７を有している。更に、第２案内路２１は、図示しない複数の流路（図３の符号２２参照）を流動した被電解水を、案内流出口２６に向けて収集させる収集部２８を有している。

拡散部２７は、案内流入口２５から複数の流路に向けて末広がり状に広がった内部空間を有している。これにより、案内流入口２５から流入した被電解水は、当該内部空間に沿って広がりつつ流動する。この結果、被電解水は、その速度が抑制されつつ、複数の流路２２の全体に向かって低速で流動していく。この結果、上記した一実施形態と同様に、複数の流路２２の全体に亘って、被電解水が満遍無く行き渡ることになる。

収集部２８は、電極室（陽極室１４、陰極室１５）内に存在する気泡を一箇所に溜める気泡溜り２９を備えている。収集部２８は、気泡溜り２９に向けて先細り状に狭まった内部空間を有している。そして、案内流出口２６は、この気泡溜り２９に連通させて配置されている。

この場合、電解槽１の仕様に際し、収集部２８において、案内流出口２６が重力方向に沿って最も高い位置となるように設定する。これにより、複数の流路から流出した被電解水の中に含まれる気泡は、収集部２８の内部空間に沿って上昇し、気泡溜り２９に自動的に集結する。そして、集結した気泡は、全て案内流出口２６から排気される。この結果、電極室（陽極室１４、陰極室１５）の電解効率を更に向上させることができる。

第３変形例によれば、拡散部２７及び収集部２８を備えたことで、流路２２相互の流量を均一化させることができると共に、被電解水の中に含まれる気泡を効率良く排気させることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第４変形例」
第４変形例は、第３変形例の構成の改良に係るものである。図８には、拡散部２７及び収集部２８を対角線方向に延出させた電解槽１において、電極室（陽極室１４、陰極室１５）、及び、中間室１７の内部空間に沿った輪郭が実線で示されている。

第４変形例によれば、拡散部２７及び収集部２８を対角線方向に延出させることで、流入口１７ａ,２５及び流出口１７ｂ,２６の向きを一方向に揃えることが可能となる。これにより、電解槽１ないし電極室（陽極室１４、陰極室１５）及び中間室１７と、外部配管と、の間の接続を容易に行うことができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第５変形例」
第５変形例は、上記した一実施形態に係る流路２２（図３参照）の改良にかかるものである。図９には、改良内容を反映させた流路２２の構成が示されている。

本変形例において、複数の流路２２は、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に亘って、間欠的に延びている。この場合、複数の流路壁２４は、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に亘って、間欠的に延びている。各々の流路２２は、流路壁２４が有る部分と、無い部分とが交互に並んで構成されている。

かかる構成において、流路壁２４が無い部分には、被電解水が自由に出入り可能な通路部３０が構成されている。通路部３０の構成は、ニーズに応じて自由に設定することができる。例えば、第１案内路２０と第２案内路２１との相互間に亘って、複数の通路部３０を、等間隔に配置させてもよいし、異なる間隔に配置させてもよい。異なる間隔の一例としては、第２案内路２１に向かうに従って、通路部３０相互の間隔を狭めるようにしてもよい。

第５変形例によれば、間欠的な流路２２の間に通路部３０を介在させることで、被電解水の流れを分散させることができる。即ち、被電解水が通路部３０を自由に出入りできるようにすることで、流路２２相互間の流量のばらつきを緩和させることができる。これにより、特定の流路２２に被電解水が集中して流れるといった状態を未然に回避させることが可能となる。この結果、流路２２相互の流量の均一化をより効果的に実現することができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第６変形例」
第６変形例は、上記した一実施形態に係る流路２２（図３参照）の改良にかかるものである。図１０には、改良内容を反映させた流路２２の構成が示されている。なお、上記した一実施形態において、流路壁２４と電極（陽極１２、陰極１３）とは、互いに接触するように構成されている。

本変形例に係る複数の流路２２において、複数の流路壁２４と電極（陽極１２、陰極１３）との間には、間隙部３１が設けられている。間隙部３１は、被電解水が流動可能に構成されている。

かかる構成によれば、間隙部３１を設けた分だけ、電極（陽極１２、陰極１３）の有効面積を増やすことができる。換言すると、電極（陽極１２、陰極１３）に対する被電解水の接触面積（接触量）を増大させることができる。これにより、電極室（陽極室１４、陰極室１５）の電解効率を向上させることができる。

更に、本変形例において、間隙部３１には、少なくとも１つの突起部３２を設けることが好ましい。当該突起部３２は、流路壁２４から電極（陽極１２、陰極１３）に向けて突出している。図面では一例として、間隙部３１に沿って複数の突起部３２が等間隔に設けられている。

かかる構成によれば、電解槽１の締結時に、突起部３２によって電極（陽極１２、陰極１３）を好適に支持することができる。これにより、間隙部３１の隙間が狭まったり、変形することで、当該間隙部３１としての機能が損なわれるといった事態の発生を未然に防止することができる。
なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第７変形例」
第７変形例は、第６変形例の構成の改良に係るものである。第６変形例では、流路壁２４の形状について特に言及しなかったが、ニーズに応じて、当該流路壁２４の形状を設定することが可能である。

図１１には一例として、矩形の断面輪郭を有する複数の流路壁２４が示されている。かかる構成によれば、一定の肉厚で剛性の高い流路壁２４を実現することができる。これにより、被電解水を安定して流動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６変形例及び実施形態と同様であるため、その説明は省略する。更に、第７変形例に係る流路壁２４の形状については、これを上記した一実施形態に係る流路壁２４（図２、図３参照）にも適用可能であることは言うまでもない。

「第８変形例」
第８変形例は、第６変形例の構成の改良に係るものである。第６変形例では、流路壁２４の形状について特に言及しなかったが、ニーズに応じて、当該流路壁２４の形状を設定することが可能である。

図１２には一例として、三角形の断面輪郭を有する複数の流路壁２４が示されている。各々の流路壁２４は、電極（陽極１２、陰極１３）に向かう従って先細り形状を有している。かかる構成によれば、先細りにした分だけ、電極（陽極１２、陰極１３）に対する被電解水の接触面積（接触量）を大きく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６変形例及び実施形態と同様であるため、その説明は省略する。更に、第８変形例に係る流路壁２４の形状については、これを上記した一実施形態に係る流路壁２４（図２、図３参照）にも適用可能であることは言うまでもない。

「第９変形例」
第９変形例は、上記した一実施形態に係る流路２２（図３参照）の改良にかかるものである。図１３には、改良内容を反映させた流路２２の構成が示されている。

本変形例において、複数の流路２２は、ランダムに変形させた複数の流路壁２４と、流路底２３と、で区画されている。この場合、第１案内路２０に流入した被電解水が、第２案内路２１に向かって流れるように、複数の流路壁２４を配列させればよい。

第９変形例によれば、上記した一実施形態と同様に、流路２２相互の流量の均一化を図ることができる。更に、流路壁２４の存在しない領域を広範囲に確保することができる。これにより、当該領域に相当する分だけ、電極室（陽極室１４、陰極室１５）の電解効率を向上させることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「第１０変形例」
第１０変形例は、上記した一実施形態、第１〜第９変形例の構成の改良に係るものである。図１４には、改良部分に係る流動機構１６の構成が示されている。流動機構１６は、撹拌部材３３を備えている。撹拌部材３３は、電極（陽極１２、陰極１３）に沿って流動する被電解水を撹拌させることができるように構成されている。

図１４には一例として、矩形の断面輪郭を有する複数の流路壁２４が示されている。撹拌部材３３は、各々の流路壁２４の両側に配置されている。撹拌部材３３は、流路壁２４から流路２２方向に向けて突出している。この場合、突出量（長さ）については、特に限定しない。

更に、撹拌部材３３は、流路壁２４に沿って複数個所に配置させることが好ましい。図面では一例として、複数の撹拌部材３３が、電極（陽極１２、陰極１３）寄りの部分と、流路底２３寄りの部分との２か所に振り分けて配置されている。

更に、撹拌部材３３は、流路壁２４に沿って、連続的に延出させてもよいし、或いは、間欠的に延出させてもよい。加えて、撹拌部材３３は、流路底２３に対して平行に延出させてもよいし、或いは、流路底２３に対して勾配を有して（傾斜させて）延出させてもよい。

第１０変形例によれば、被電解水は、撹拌部材３３によって撹拌されながら、各々の流路２２に沿って流される。これにより、電極（陽極１２、陰極１３）の電解効率を更に向上させることができる。この場合、被電解水の全体に亘って均一に電気分解を行うことができる。この結果、電気分解効率を飛躍的に向上させることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態及び第１〜第９変形例と同様であるため、その説明は省略する。

「第１１変形例」
第１１変形例は、上記した第１０変形例の構成の改良に係るものである。図１５には、改良部分に係る流動機構１６の構成が示されている。即ち、本変形例において、三角形の断面輪郭を有する複数の流路壁２４の両側に、第１０変形例と同様の撹拌部材３３が配置されている。

第１１変形例によれば、第１０変形例と同様の効果を得ることができると共に、先細りにした分だけ、電極（陽極１２、陰極１３）に対する被電解水の接触面積（接触量）を大きくさせることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態及び第１〜第９変形例と同様であるため、その説明は省略する。

１…電解槽、２…第１電極ユニット、３…第２電極ユニット、４…中間ユニット、
１２…陽極、１３…陰極、１４…陽極室、１５…陰極室、１６…流動機構、
１７…中間室、２０…第１案内路、２１…第２案内路、２２…流路。

Claims (10)

1. 電極と、
   前記電極を収容可能であると共に、被電解水が流動可能な電極室と、
   前記電極室において、前記電極に沿って被電解水を流動させる流動機構と、を備え、
   前記流動機構は、
   前記電極室内に向けて被電解水を案内する第１案内路と、
   前記電極室内の被電解水を当該電極室外に向けて案内する第２案内路と、
   前記第１案内路及び前記第２案内路の相互間に配列され、かつ、前記第１案内路及び前記第２案内路に連続した複数の流路と、を有し、
   前記第１案内路及び前記第２案内路と、複数の前記流路とにおいて、流量と圧力損失の相対的関係比は、
   （Ｗ^２／Ｘ）／（Ｙ^２／Ｚ）＜６.３
   Ｗ：個々の前記流路の断面積の総和（合計）
   Ｘ：前記流路の全長
   Ｙ：前記第１案内路及び前記第２案内路の各々の断面積
   Ｚ：前記第１案内路及び前記第２案内路の全長
   なる関係式によって規定される電解装置。
2. 前記第１案内路及び前記第２案内路は、複数の前記流路を横断する方向に沿って延びている請求項１に記載の電解装置。
3. 複数の前記流路は、
   前記電極に対向して設けられた流路底と、
   前記流路底から前記電極に向けて立ち上げられ、かつ、前記流路底に沿って間隔を存して設けられた複数の流路壁と、で区画されている請求項１又は２に記載の電解装置。
4. 前記流路壁は、前記第１案内路及び前記第２案内路の相互間に亘って、連続的に延びている請求項３に記載の電解装置。
5. 前記複数の流路壁と前記電極との間には、被電解水が流動可能な間隙を有する間隙部が構成されている請求項３に記載の電解装置。
6. 前記第１案内路には、被電解水を流入可能な流入口が複数の前記流路を横断する方向に沿って開口され、
   前記第２案内路には、被電解水が流出可能な流出口が複数の前記流路を横断する方向に沿って開口されている請求項２に記載の電解装置。
7. 前記流出口は、前記流入口よりも上方に配置されている請求項６に記載の電解装置。
8. 前記電極は、陽極と、陰極と、から構成され、
   前記電極室は、前記陽極を収容する陽極室と、前記陰極を収容する陰極室と、から構成され、
   前記陽極室と、前記陰極室との間には、特定のイオンだけを通過させる隔膜が配置されている請求項１に記載の電解装置。
9. 前記隔膜は、陰イオンのみを通過させる陰イオン交換膜と、陽イオンのみを通過させる陽イオン交換膜と、から構成され、
   前記陽極室と、前記陰極室との間には、電解液が流動可能な中間室が配置され、
   前記中間室と前記陽極室との間には、前記陰イオン交換膜が配置され、
   前記中間室と前記陰極室との間には、前記陽イオン交換膜が配置されている請求項８に記載の電解装置。
10. 前記第１案内路及び前記第２案内路は、前記電極からの複数の前記流路の深さよりも深くなるように、複数の前記流路よりも窪ませて形成されていると共に、複数の前記流路よりも広く設定されている請求項１に記載の電解装置。

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