JP2021116459A - 電解槽および電解装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電解効率を向上させることが可能な電解槽および電解装置を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る電解槽は、筐体と、前記筐体の内部を第１電極室と第２電極室に区画する隔膜と、前記第１電極室に配置された第１電極と、前記第２電極室に配置され、前記隔膜を介して前記第１電極に対向する第２電極と、を備えている。前記筐体は、前記第１電極室に繋がる第１供給口と、前記第１供給口よりも鉛直上方において前記第１電極室に繋がる第１排出口と、前記第２電極室に繋がる第２供給口と、前記第２供給口よりも鉛直上方において前記第２電極室に繋がる第２排出口と、を備えている。さらに、前記第２電極室は、前記第２電極と前記第２排出口の間に、前記第２電極室において発生する気体を溜めることが可能なバッファを有している。【選択図】 図６

Description

本発明は、種々の用途に用いられる電解水を生成可能な電解槽および当該電解槽を備える電解装置に関する。

近年、水と電解質溶液を用いた電解により様々な機能を有する電解水、例えば次亜塩素酸水やアルカリ性水などを生成する電解装置が提供されている。

例えば特許文献１には、陽極が配置された陽極室と、陰極が配置された陰極室と、これら陽極室および陰極室を区画する隔膜とを備える２室型の電解槽を用いた電解水生成装置が開示されている。当該電解水生成装置においては、陽極室に原水が供給され、陰極室に塩水が供給される。この場合、陽極室から次亜塩素酸水が得られる。

また、特許文献２には、陽極が配置された陽極室と、陰極が配置された陰極室と、陽極室および陰極室の間の塩水室と、各室を区画する２つの隔膜とを備える３室型の電解槽を用いた電解水製造装置が開示されている。当該電解水製造装置においては、陽極室および陰極室に原水が供給され、塩水室に塩水が供給される。この場合、陽極室から次亜塩素酸水が得られ、陰極室からアルカリ性水が得られる。

特開平１１−５７７１８号公報 特開平７−１５５７６０号公報

上述の２室型および３室型の電解槽のいずれにおいても、陰極室においては水素ガスが発生する。この水素ガスが陰極室から良好に排出されずに陰極室の上部に溜ると、陰極室の水面が下がって陰極がガス中に露出し得る。この場合には、電解効率の低下を招きかねない。

また、陰極室に供給される塩水の流量が陽極室に供給される原水の流量に比べて極めて小さい場合がある。そうすると、陰極室に水素ガスが溜りやすくなるため、上記の問題が顕著となる。

その他にも、電解槽の構造に関しては、電解効率の観点から種々の改善の余地がある。そこで、本発明は、電解効率を向上させることが可能な電解槽および電解装置を提供することを目的の一つとする。

一実施形態に係る電解槽は、筐体と、前記筐体の内部を第１電極室と第２電極室に区画する隔膜と、前記第１電極室に配置された第１電極と、前記第２電極室に配置され、前記隔膜を介して前記第１電極に対向する第２電極と、を備えている。前記筐体は、前記第１電極室に繋がる第１供給口と、前記第１供給口よりも鉛直上方において前記第１電極室に繋がる第１排出口と、前記第２電極室に繋がる第２供給口と、前記第２供給口よりも鉛直上方において前記第２電極室に繋がる第２排出口と、を備えている。さらに、前記第２電極室は、前記第２電極と前記第２排出口の間に、前記第２電極室において発生する気体を溜めることが可能なバッファを有している。

前記バッファの体積は、前記第１電極および前記第２電極の間に流れる電流値をＩ［Ａ］とした場合に、１．３×Ｉ［ｃｍ^３］以上であることが好ましい。

前記バッファは、鉛直上方に向けた凸状の上面を有してもよい。この場合において、前記第２排出口は、前記上面の頂部に繋がっていてもよい。

前記電解槽は、前記隔膜を前記第１電極に密着させる手段を備えてもよい。当該密着させる手段は、前記隔膜と前記第２電極の間に配置された格子状のスペーサであってもよい。この場合において、前記スペーサは、前記隔膜を前記第１電極に押し当てるとともに、前記第２電極に接触してもよい。さらに、前記第２電極と前記スペーサが接触する面積は、前記隔膜と前記スペーサが接触する面積よりも小さいことが好ましい。

前記スペーサは、鉛直方向に延びる複数のプレートを有してもよい。この場合において、前記複数のプレートは、前記隔膜および前記第２電極の双方に接触する第１プレートと、前記隔膜に接触するとともに前記第２電極から離間した第２プレートと、を含んでもよい。前記隔膜と全体的に接触する弾性力を有する多孔質部材を前記スペーサと前記隔膜の間に配置し、この部材によって前記隔膜を前記第１電極に対して押し当ててもよい。

一実施形態に係る電解装置は、前記電解槽と、前記第１供給口に液体を送る第１給液装置と、前記第２供給口に液体を送る第２給液装置と、を備えている。

前記電解装置は、前記第２電極室の圧力を前記第１電極室の圧力よりも高くする圧力調整装置をさらに備えてもよい。

本発明によれば、電解効率を向上させることが可能な電解槽および電解装置を提供することができる。本発明のその他の効果については、後の説明により明らかとなる。

図１は、第１実施形態に係る電解装置の概略的な構造を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る電解装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図３は、第１実施形態に係る電解槽の構造の一例を示す分解斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る電解槽を構成する一要素である第２カバーの概略的な斜視図である。 図５は、図３に示した要素を結合することにより形成された電解槽の概略的な斜視図である。 図６は、図５に示す電解槽の概略的な断面図である。 図７は、第２実施形態に係る電解槽の一部の概略的な断面図である。 図８は、第３実施形態に係るフレームおよびスペーサの概略的な斜視図である。 図９は、第４実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１０は、第５実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１１は、第６実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１２は、第７実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１３は、第８実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１４は、第９実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１５は、第１０実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１６は、第１１実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。 図１７は、第１２実施形態に係る電解装置の概略的な構成を示す図である。

以下、本発明のいくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各実施形態においては、水道水である原水と、塩水である電解質溶液とを用いて次亜塩素酸水やアルカリ性水等の電解水を生成する電解装置を開示する。ただし、原水および電解質溶液は水道水および塩水に限られず、原水としては純水を用いることもできるし、電解質溶液としては塩（塩化ナトリウム）の代わりにリチウム、カリウムなどの塩化物やこれらの炭酸塩など目的の生成物に応じた様々な電解質の溶液を用いることができる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構造を示す図である。電解装置ＥＬは、電解槽１を備えている。電解槽１は、筐体２と、隔膜３と、第１電極４Ａと、第２電極４Ｂとを備えている。筐体２の内部は、隔膜３によって第１電極室ＲＡおよび第２電極室ＲＢに区画されている。本実施形態における隔膜３は、陰イオン交換膜（イオン透過膜、多孔質膜）である。第１電極４Ａは第１電極室ＲＡに配置され、第２電極４Ｂは第２電極室ＲＢに配置されている。例えば、第１電極４Ａは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板で構成され、第２電極４Ｂはチタン板またはステンレス板で構成されている。

筐体２は、第１電極室ＲＡに通じる第１供給口２１Ａおよび第１排出口２２Ａと、第２電極室ＲＢに通じる第２供給口２１Ｂおよび第２排出口２２Ｂとを有している。例えば、第１排出口２２Ａは第１供給口２１Ａの鉛直上方に位置し、第２排出口２２Ｂは第２供給口２１Ｂの鉛直上方に位置している。

電解装置ＥＬは、電解槽１への給水側の流路を構成する要素として、塩水を溜めるタンク５と、原水流入路６と、塩水流入路７とを備えている。また、電解装置ＥＬは、電解槽１からの排水側の流路を構成する要素として、第１排水路８Ａと、第２排水路８Ｂとを備えている。原水流入路６、塩水流入路７および各排水路８Ａ，８Ｂは、硬質の配管や軟質のチューブによって構成されている。

原水流入路６は、例えば水道管などの水圧が加えられた給水配管である給水源ＷＳに接続された第１部分６ａと、第１部分６ａから分岐した第２部分６ｂおよび第３部分６ｃとを含む。第２部分６ｂは第１供給口２１Ａに接続され、第３部分６ｃは第２供給口２１Ｂに接続されている。塩水流入路７は、第３部分６ｃの中腹部とタンク５とを接続している。

さらに、電解装置ＥＬは、逆止弁９と、減圧弁１０と、絞り弁１１と、第１給水弁１２Ａと、第２給水弁１２Ｂと、ポンプ１３と、調圧弁１４とを備えている。逆止弁９、減圧弁１０および絞り弁１１は、原水流入路６の第１部分６ａに設けられている。第１給水弁１２Ａは、原水流入路６の第２部分６ｂに設けられている。第２給水弁１２Ｂは、原水流入路６の第３部分６ｃに設けられている。ポンプ１３は、塩水流入路７に設けられている。調圧弁１４は、第２排水路８Ｂに設けられている。

第１給水弁１２Ａを開けることにより、給水源ＷＳからの原水が第１供給口２１Ａを通じて第１電極室ＲＡに供給される。すなわち、第１給水弁１２Ａは、第１供給口２１Ａに液体（原水）を送る第１給液装置として機能する。なお、第１給液装置は、ポンプなどの他種の装置によって構成されてもよい。

ポンプ１３は、例えばチューブポンプであり、タンク５に溜められた塩水を原水流入路６の第３部分６ｃに送る。第２給水弁１２Ｂを閉じてポンプ１３を動作させると、この塩水が第２供給口２１Ｂを通じて第２電極室ＲＢに供給される。すなわち、ポンプ１３は、第２供給口２１Ｂに塩水を送る第２給液装置として機能する。本実施形態において、第２給水弁１２Ｂは第２電極室ＲＢの洗浄時に開けられる。なお、第２給液装置は、第２部分６ｂに設けられたポンプなどの他種の装置によって構成されてもよい。

各電極室ＲＡ，ＲＢに供給される原水の流量は、絞り弁１１の開度を変えることにより調整できる。他の例として、第２部分６ｂおよび第３部分６ｃの各々に絞り弁が設けられてもよい。

調圧弁１４は、第２排水路８Ｂの開度を変えることにより第２電極室ＲＢの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。例えば、調圧弁１４は、第２電極室ＲＢの圧力が所定値を超えたときに開放する構造であってもよい。この場合における所定値は、第１電極室ＲＡの圧力よりも高い圧力であることが好ましい。

電解装置ＥＬは、コントローラＣＴをさらに備えている。コントローラＣＴは、例えば各電極４Ａ，４Ｂに印加される電圧、ポンプ１３による塩水の供給量等を制御する。コントローラＣＴには、電解開始を指示する開始スイッチＳＷ１と、電解停止を指示する停止スイッチＳＷ２とが接続されている。これらスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、１つのスイッチであってもよい。また、図１には示していないが、コントローラＣＴには各種のセンサ、変圧器等を含む電源装置、ＬＥＤ等の表示灯、スピーカ等が接続されてもよい。

本実施形態において、コントローラＣＴは、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加する。すなわち、第１電極４Ａは陽極に相当し、第２電極４Ｂは陰極に相当する。この場合においては、第１電極室ＲＡを陽極室、第２電極室ＲＢを陰極室と呼ぶこともできる。

図２は、電解装置ＥＬの動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す動作は、電解装置ＥＬの電源がオンされたことに応じて開始され、主にコントローラＣＴによって各処理が実行される。

先ず、コントローラＣＴは、システムの初期化処理を実行する（ステップＳ１）。さらに、コントローラＣＴは、前回の動作の終了が何らかの異常終了であったか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、異常終了は、各電極４Ａ，４Ｂの間の電解電流や電圧、各電極４Ａ，４Ｂの端子部の温度、各電極室ＲＡ，ＲＢの水位等に関するエラーが検知されたことによる動作の強制的な停止を意味する。

前回の動作の終了が異常終了であった場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、コントローラＣＴは、電解槽１の洗浄を実行する（ステップＳ３）。例えば、この洗浄においては、先ず第１給水弁１２Ａを開くとともに第２給水弁１２Ｂを閉じて第１電極室ＲＡに原水を流す。さらに、第１給水弁１２Ａを閉じるとともに第２給水弁１２Ｂを開いて第２電極室ＲＢに原水を流し、第１電極室ＲＡと第２電極室ＲＢを個別に洗浄する。前回の動作の終了が異常終了でなかった場合には洗浄が実行されない（ステップＳ２のＮＯ）。

続いて、コントローラＣＴは、開始スイッチＳＷ１の操作を待つ（ステップＳ４）。開始スイッチＳＷ１が操作されると（ステップＳ４のＹＥＳ）、コントローラＣＴは、ポンプ１３を駆動して第２電極室ＲＢに塩水を導入する（ステップＳ５）。さらに、コントローラＣＴは、第１給水弁１２Ａを開いて第１電極室ＲＡに原水を導入する（ステップＳ６）。

塩水および原水の導入が完了すると、コントローラＣＴは、各電極４Ａ，４Ｂ間に電位差を形成することにより、電解を開始する（ステップＳ７）。このとき、第１給水弁１２Ａは開かれており、第２給水弁１２Ｂは閉じられている。電解中の第１電極室ＲＡの流量は、絞り弁１１の開度を変えることにより調整できる。

本実施形態では、第１電極室ＲＡにおいて塩素ガスが発生し、この塩素ガスが水と２次反応することにより塩酸を含む次亜塩素酸水が得られる。この次亜塩素酸水は、第１排水路８Ａを通じて第１電極室ＲＡから排出される。排出された次亜塩素酸水は、タンクや容器に溜められてもよい。第１電極室ＲＡにおいて水と反応しきれなかった微量の塩素ガスおよび副反応で生成した酸素ガスは、第１排水路８Ａを通じて第１電極室ＲＡから排出される。

一方、第２電極室ＲＢにおいては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が混ざったアルカリ塩水が得られる。このアルカリ塩水は、第２排水路８Ｂを通じて第２電極室ＲＢから排出される。第２電極室ＲＢにおいては、電解に伴い水素ガスも発生する。この水素ガスは、第２排水路８Ｂを通じて第２電極室ＲＢから排出される。

電解中において、コントローラＣＴは、各種のエラーチェックを実行する（ステップＳ８）。ここでは例えば上述の異常終了の条件に該当するエラーがチェックされ、エラーが検知されれば動作が異常終了される。

さらに、コントローラＣＴは、塩水入替タイマがタイムアップしているかを判定する（ステップＳ９）。例えば、塩水入替タイマは、所定時間をカウントダウンするものであり、塩水導入時にリセットされる。塩水入替タイマがタイムアップした場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、コントローラＣＴは、ポンプ１３を駆動して第２電極室ＲＢに塩水を補充する（ステップＳ１０）。

ステップＳ８〜Ｓ１０を実行している間、コントローラＣＴは、停止スイッチＳＷ２の操作を待つ（ステップＳ１１）。停止スイッチＳＷ２が操作されると（ステップＳ１１のＹＥＳ）、コントローラＣＴは、電解の終了処理を実行する（ステップＳ１２）。例えば、終了処理においては、第１給水弁１２Ａが閉じられるとともに、各電極４Ａ，４Ｂへの電圧印加が停止される。その後、動作はステップＳ２に戻る。

次に、電解槽１に適用し得る構造の一例につき、図３乃至図６を用いて説明する。図３は、電解槽１の構造の一例を示す分解斜視図である。図４は、電解槽１を構成する一要素である第２カバー４０の概略的な斜視図である。図５は、図３に示した要素を結合することにより形成された電解槽１の概略的な斜視図である。図６は、図５に示す電解槽１の概略的な断面図である。各図に示すように、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。Ｚ方向は、電解槽１の使用時における鉛直方向（重力方向と平行な方向）に相当する。

図３に示すように、電解槽１は、筐体２を構成する要素として、第１カバー３０と、第２カバー４０と、Ｙ方向においてこれらカバー３０，４０の間に配置されたフレーム５０とを備えている。第１カバー３０とフレーム５０の間には、上述の第１電極４Ａおよび隔膜３が配置されている。第２カバー４０とフレーム５０の間には、上述の第２電極４Ｂが配置されている。一例として、各電極４Ａ，４ＢのＸ方向における幅は２０ｍｍであり、Ｚ方向における幅は６０ｍｍである。

さらに、電解槽１は、第１カバー３０と第１電極４Ａの間に配置された第１シール材６１と、第２電極４Ｂと第２カバー４０の間に配置された第２シール材６２と、隔膜３とフレーム５０の間に配置された第３シール材６３と、フレーム５０と第２電極４Ｂの間に配置された第４シール材６４とを備えている。

第１カバー３０は、第１電極４Ａと対向する側面に開口する凹部３１と、凹部３１を囲う環状の第１溝３２（図６参照）とを有している。図３の例においては凹部３１が直方体状であるが、この例に限られない。第１溝３２には、第１シール材６１が嵌め込まれる。さらに、第１カバー３０は、Ｚ方向における下端に設けられた上述の第１供給口２１Ａと、Ｚ方向における上端に配置された上述の第１排出口２２Ａとを有している。第１供給口２１Ａおよび第１排出口２２Ａは、凹部３１に繋がっている。

第２カバー４０は、第２電極４Ｂと対向する側面に開口するバッファ４１と、バッファ４１を囲う環状の第２溝４２とを有している。バッファ４１は、Ｚ方向における第２カバー４０の中心よりも上方に配置されている。第２溝４２には、第２シール材６２が嵌め込まれる。さらに、第２カバー４０は、Ｚ方向における上端に配置された上述の第２排出口２２Ｂを有している。第２排出口２２Ｂは、バッファ４１に繋がっている。

フレーム５０は、各電極４Ａ，４Ｂに対応する形状の開口５１と、第１電極４Ａと対向する側面において開口５１を囲う環状の第３溝５２と、第２電極４Ｂと対向する側面において開口５１を囲う環状の第４溝５３（図６参照）とを有している。第３溝５２には、第３シール材６３が嵌め込まれる。第４溝５３には、第４シール材６４が嵌め込まれる。さらに、フレーム５０は、Ｘ方向における一方の側面の下端近傍から突出する上述の第２供給口２１Ｂを有している。第２供給口２１Ｂは、開口５１に繋がっている。

フレーム５０は、開口５１に配置されたスペーサ５４を有している。例えば、スペーサ５４は、フレーム５０の枠部分と一体的に成形されている。スペーサ５４は、複数のプレート５５と、これらプレート５５を支持する複数の桟部材５６とを有している。各プレート５５は、Ｚ方向に長尺に延びているとともに、Ｘ方向に間隔を空けて並んでいる。図３の例においては、５枚のプレートが配置されるとともに、各プレート５５の上端、下端、中央部のそれぞれをＸ方向に横切る３本の桟部材５６が設けられている。

開口５１のＺ方向における下面と各プレート５５の間には、隙間が設けられている。第２供給口２１Ｂは、この隙間に繋がっている。開口５１のＺ方向における上面と各プレート５５の間にも隙間が設けられている。

第１電極４Ａは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第２電極４Ｂはチタン板またはステンレス板であり、多数の小孔Ｈを有している。第１電極４Ａは、Ｘ方向における一方の側辺から突出するリードＬＡを有している。同様に、第２電極４Ｂは、Ｘ方向における一方の側辺から突出するリードＬＢを有している。リードＬＡ，ＬＢのＺ方向における位置は、互いに相違している。

第１電極４Ａと対向するフレーム５０の側面には、第１カバー３０とフレーム５０が連結された際にリードＬＡを外部へ導出するための窪み５７Ａが設けられている。同様に、第２電極４Ｂと対向するフレーム５０の側面には、第２カバー４０とフレーム５０が連結された際にリードＬＢを導出するための窪み５７Ｂが設けられている。

第１カバー３０、第２カバー４０およびフレーム５０は、種々の方法により連結することができる。一例として、図３においては、複数のボルトＢおよび複数のナットＮによって各カバー３０，４０およびフレーム５０が連結される。

具体的には、第１カバー３０は、Ｘ方向における両側面から突出するとともに貫通孔３８ａを有した複数の連結部３８を有している。第２カバー４０は、Ｘ方向における両側面から突出するとともに貫通孔４８ａを有した複数の連結部４８を有している。フレーム５０は、Ｘ方向における両側面から突出するとともに貫通孔５８ａを有した複数の連結部５８を有している。各ボルトＢは、第１カバー３０側から貫通孔３８ａ，５８ａ，４８ａに順に通され、第２カバー４０側においてナットＮにねじ込まれる。これにより、図３に示した各要素が図５に示すように連結される。

図４に拡大して示すように、第２カバー４０のバッファ４１は、Ｘ−Ｙ平面に平行な底面４１１と、Ｙ−Ｚ平面に平行な一対の側面４１２，４１３と、Ｘ−Ｚ平面に平行な背面４１４と、上面４１５とを有している。

上面４１５は、Ｚ方向（鉛直上方）に向けた凸状である。具体的には、図４の例において上面４１５は半円状であるが、上面４１５は他の形状を有してもよい。第２排出口２２Ｂは、凸状の上面４１５の頂部に繋がっている。

図４の例においては、Ｙ方向と平行に延びる突出部４２１，４２２，４２３がバッファ４１内に設けられている。突出部４２１は、側面４１２と上面４１５の境界に配置されている。突出部４２２は、側面４１３と上面４１５の境界に配置されている。突出部４２３は、Ｘ方向において突出部４２１，４２２の間に位置し、背面４１４から突出している。

図４および図５に示すように、第２カバー４０は、薄板部４３と、薄板部４３よりもＹ方向における厚さが大きい拡幅部４４とを有している。バッファ４１は、拡幅部４４に設けられており、薄板部４３よりもＹ方向における幅が大きい。このように、第２カバー４０においてバッファ４１に対応する部分のみを厚くし、他の部分を薄くすることで、第２カバー４０のサイズや重さを低減できる。

図３に示した各要素を連結した状態においては、図６に示すように、隔膜３および第１電極４Ａの周縁が第１カバー３０とフレーム５０の間に挟み込まれる。隔膜３は、第１電極４Ａに密着している。第１電極４Ａと第１カバー３０の間は、第１溝３２に挿入された第１シール材６１によって密閉される。隔膜３とフレーム５０の間は、第３溝６３に挿入された第３シール材６３によって密閉される。

また、第２電極４Ｂの周縁が第２カバー４０とフレーム５０の間に挟み込まれる。第２電極４Ｂと第２カバー４０の間は、第２溝４２に挿入された第２シール材６２によって密閉される。第２電極４Ｂとフレーム５０の間は、第４溝５３に挿入された第４シール材６４によって密閉される。

図６の例においては、第２電極４Ｂが薄板部４３の内面に接触している。このような構成であれば、第２電極４Ｂと薄板部４３の間に水素ガスなどの気泡が溜りにくい。さらに、第２電極室ＲＢの洗浄も効率的に行うことができる。

バッファ４１に設けられる突出部４２３は、第２電極４Ｂの上端をフレーム５０および第４シール材６４に対して押し当てる。同様に、図４に示した突出部４２１，４２２も第２電極４Ｂの上端をフレーム５０および第４シール材６４に対して押し当てる。これにより、バッファ４１と重なる位置においても第２電極４Ｂが良好に支持される。

筐体２の内部には、上述の第１電極室ＲＡおよび第２電極室ＲＢが形成されている。図６の例において、第１電極室ＲＡは、第１カバー３０の凹部３１の内面と隔膜３で囲われた空間に相当する。また、第２電極室ＲＢは、第２カバー４０のバッファ４１の内面、フレーム５０の開口５１の内面および隔膜３で囲われた空間に相当する。

バッファ４１は、Ｚ方向において第２電極４Ｂと第２排出口２２Ｂの間に位置する上部分４１ａと、第２電極４Ｂに面する下部分４１ｂとを有している。上部分４１ａは、例えば凸状の上面４１５で囲われた空間である。

図６において実線で示す矢印は、第１電極室ＲＡを通る原水および電解により生成された次亜塩素酸水の流れ方向を示す。すなわち、第１供給口２１Ａから供給された原水は、第１電極室ＲＡにおいて次亜塩素酸水となり、第１排出口２２Ａから排出される。

また、図６において破線で示す矢印は、第２電極室ＲＢを通る塩水の流れ方向を示す。すなわち、第２供給口２１Ｂから第２電極室ＲＢの下方に供給された塩水は、各プレート５５の間に分岐して第２電極室ＲＢの上方に流れ、第２電極室ＲＢの上部で合流し、第２電極４Ｂの小孔Ｈを通ってバッファ４１に入り、第２排出口２２Ｂから排出される。

第２電極４Ｂにおいては上述のように水素ガスが発生する。この水素ガスは、バッファ４１および第２排出口２２Ｂを通って第２電極室ＲＢから排出される。

隔膜３と第１電極４Ａとが密着していない場合、電解効率が低下し得る。図６の例においては、プレート５５が隔膜３を第１電極４Ａに押し当てている。そのため、隔膜３が第１電極４Ａと密着し、電解効率を高めることができる。

さらに、図１に示した調圧弁１４により第２電極室ＲＢの圧力を第１電極室ＲＡの圧力よりも高くすると、この圧力差により隔膜３が第１電極４Ａに押し当てられる。これにより、電解効率を一層高めることができる。

本実施形態のようにプレート５５により隔膜３を物理的に第１電極４Ａに押し当てるとともに、第２電極室ＲＢの圧力を第１電極室ＲＡの圧力よりも高めた場合には、例えば６０％以上の電解効率を得ることが可能となる。

以上のような構造の電解槽１において、例えば各電極４Ａ，４Ｂ間に流れる電解電流が１Ａ、電解効率が６０％、第１電極室ＲＡにおける流量が１Ｌ／ｍｉｎ、第２電極室ＲＢに供給される塩水が飽和食塩水である場合、第１電極室ＲＡからは１０ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）の次亜塩素酸水を得ることができる。このとき、電解に必要な塩（塩化ナトリウム）を供給するのに第２電極室ＲＢに流し込む必要のある塩水の最低必要量は０．１２ｍＬ／ｍｉｎである。

塩水の消費量は極めて小さいので、第２電極室ＲＢの流量を高める必要はない。しかしながら、上記条件においては、第２電極室ＲＢで８ｍＬ／ｍｉｎもの水素ガスが発生する。そのため、第２電極室ＲＢの流量が小さければ、第２電極室ＲＢの上方に水素ガスが溜り、第２電極４Ｂが当該水素ガス中に露出し得る。この場合には、電解効率が低下する。

これに対し、本実施形態においては、第２電極４Ｂと第２排出口２２Ｂの間に少なくとも上部分４１ａが位置するバッファ４１が設けられている。このバッファ４１の上部分４１ａの全体が水素ガスで満たされていない間は、第２電極４Ｂが水素ガス中に露出しない。また、水素ガスがバッファ４１の下部分４１ｂに達した場合でも、この下部分４１ｂが水素ガスで満たされるまでは第２電極４Ｂの露出が限られた範囲に抑制される。

第２電極室ＲＢに滞留する水素ガスは、上述のステップＳ１０において塩水を補充する際に第２排出口２２Ｂから排出される。例えば大気圧かつ４０℃の水素ガスが最大で１０秒間滞留する場合を想定すると、バッファ４１の体積は１．３×Ｉ［ｃｍ^３］以上であることが好ましい。ここで、Ｉは各電極４Ａ，４Ｂ間に流れる電流値［Ａ］である。水素ガスの排出は、第２排出口２２Ｂ以降の配管の状態に依存する。水素ガスの排出が不連続である場合にはバッファ４１に溜まる水素ガスの体積が変動するが、体積変動に合わせて第２電極室ＲＢの内部の圧力が変動する。上述したように第２電極室ＲＢの内部の圧力は電解効率に影響を与えるため、生成した電解水の次亜塩素酸濃度は変動する。連続で電解水を使用する場合、濃度の変動周期は短いほど好ましく、実用上は１０秒以内に抑える必要がある。この観点から、本実施形態に係る電解槽１も１０秒の変動に対応する体積のバッファ４１を有する。

本実施形態においては、図３に示すようにバッファ４１のＸ方向における幅がフレーム５０の開口５１のＸ方向における幅と同等である。さらに、図６に示すように、バッファ４１のＹ方向における幅が開口５１のＹ方向における幅よりも大きい。すなわち、凸状の上面４１５のＸ方向における幅が小さくなる部分を除き、バッファ４１のＸ−Ｙ平面に沿う断面積は、第２電極室ＲＢの他の部分（開口５１）のＸ−Ｙ平面に沿う断面積よりも大きい。このようにバッファ４１の断面積を大きくすれば、より多くの水素ガスをバッファ４１に溜めることが可能となる。

また、本実施形態においては、バッファ４１の上面４１５が凸状であり、その頂部に第２排出口２２Ｂが繋がっている。この場合、バッファ４１に溜った水素ガスが第２排出口２２Ｂから排出され易くなる。図４に示したように上面４１５が半円状であれば、より円滑に水素ガスが排出される。

電解装置ＥＬにより得られた次亜塩素酸水の用途は特に限定されないが、例えば各種店舗における調理場等の殺菌に用いることができる。本実施形態のような２室型の電解槽１を採用する場合には電解装置ＥＬが小型化され、店舗への設置が容易である。また、本実施形態においては第２電極室ＲＢにのみ塩水が供給され、第１電極室ＲＡには供給されないため、生成された次亜塩素酸水には塩の混入がなく、塩による金属腐食は発生しない。したがって、第１電極室ＲＡを含む流路に高い防錆能を与える必要がない。また、次亜塩素酸水の利用環境も同様に高い防錆能を与える必要はない。

以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。本実施形態においては、フレーム５０の形状の他の例を開示する。第１実施形態と同一の構成および効果については説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る電解槽１の一部の概略的な断面図である。この断面図においては、第１電極４Ａ、第２電極４Ｂ、フレーム５０、第３シール材６３および第４シール材６４のＸ−Ｙ平面に沿う断面を示し、他の要素の図示を省略している。

フレーム５０は、第１実施形態と同じくスペーサ５４を有している。スペーサ５４は、開口５１に配置された複数のプレート５５と、これらプレート５５を支持する複数の桟部材５６とを有している。図７の例においては、Ｘ方向において等間隔で配置された６枚のプレート５５を示しているが、プレート５５の数および配置態様はこの例に限られない。

図７の例において、複数のプレート５５は、２枚の第１プレート５５ａと、４枚の第２プレート５５ｂとを含む。第１プレート５５ａは、６枚のプレート５５のうち中央の２枚に相当する。第２プレート５５ｂは、２枚の第１プレート５５ａよりも図中の左方に配置された２枚および右方に配置された２枚に相当する。

２枚の第１プレート５５ａは、隔膜３および第２電極４Ｂの双方に接触している。隔膜３は、各第１プレート５５ａによって第１電極４Ａに押し当てられている。４枚の第２プレート５５ｂは、隔膜３には接触しているが、第２電極４Ｂからは離間している。各第２プレート５５ｂは、桟部材５６と第２電極４Ｂの間の領域には延出していない。このような構造においては、第２電極４Ｂとスペーサ５４が接触する面積は、隔膜３とスペーサ５４が接触する面積よりも小さくなる。

上述のように、電解効率の観点から隔膜３と第１電極４Ａは密着していることが好ましい。一方、第２電極４Ｂの近傍においては水素ガスが発生する。この水素ガスを円滑にバッファ４１や第２排出口２２Ｂに導くためには、第２電極４Ｂの近傍にプレート５５等の部材が極力存在しないことが好ましい。仮に水素ガスがプレート５５等の部材に捕らわれると、第２電極４Ｂと塩水の接触面積が減少するために、電解効率が低下し得る。

本実施形態においては、複数のプレート５５（５５ａ，５５ｂ）によって隔膜３が第１電極４Ａに押し当てられるため、第１実施形態と同じく電解効率を向上させることができる。さらに、第２電極４Ｂにはプレート５５ａのみ接触し、プレート５５ｂが接触しないので、バッファ４１に向けた水素ガスの流れが阻害されにくい。これにより、水素ガスが効率的に排出され、電解効率を一層高めることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。本実施形態においては、フレーム５０とスペーサ５４が入れ子構造になっている例を開示する。上述の各実施形態と同一の構成および効果については説明を省略する。

図８は、本実施形態に係るフレーム５０およびスペーサ５４の概略的な斜視図である。本実施形態においては、スペーサ５４がフレーム５０とは別の部材によって形成されている。スペーサ５４は、Ｘ方向に延びる複数の横桟部材５４１と、Ｙ方向に延びる複数の縦桟部材５４２とを有している。図８の例においては、３本の横桟部材５４１が配置され、これら横桟部材５４１の間に上段６本、下段６本の縦桟部材５４２が一定間隔で並んでいる。

さらに、スペーサ５４は、Ｙ−Ｚ平面と平行な支持プレート５４３，５４４，５４５と、複数の支持棒５４６とを有している。支持プレート５４３は、スペーサ５４のＸ方向における一端に位置する縦桟部材５４２からＹ方向に延出している。支持プレート５４４は、スペーサ５４のＸ方向における他端に位置する縦桟部材５４２からＹ方向に延出している。支持プレート５４５は、Ｘ方向における中央の縦桟部材５４２からＹ方向に延出している。図８の例においては、支持プレート５４５の下端および上端からそれぞれ２本の支持棒５４６がＺ方向と平行に延出している。

フレーム５０の開口５１は、Ｙ−Ｚ平面と平行な一対の側面５１１，５１２と、Ｘ−Ｙ平面と平行な下面５１３および上面５１４とを有している。スペーサ５４を開口５１に挿入したとき、支持プレート５４３が側面５１１に接触し、支持プレート５４４が側面５１２に接触する。さらに、下方の一対の支持棒５４６が下面５１３に接触し、上方の一対の支持棒５４６が上面５１４に接触する。

支持プレート５４３と側面５１１、支持プレート５４４と側面５１２、下方の一対の支持棒５４６と下面５１３、上方の一対の支持棒５４６と上面５１４は、接着材によって接着されてもよい。

本実施形態のフレーム５０およびスペーサ５４を用いて電解槽１を組み立てた場合、各横桟部材５４１および各縦桟部材５４２が隔膜３に接触し、隔膜３を第１電極４Ａに押し当てる。また、各支持プレート５４３〜５４５が第２電極４Ｂに接触する。

すなわち、本実施形態においても、第２実施形態と同じく、第２電極４Ｂとスペーサ５４が接触する面積が隔膜３とスペーサ５４が接触する面積よりも小さくなる。したがって、隔膜３が第１電極４Ａに対して良好に密着するとともに、第２電極室ＲＢにおける水素ガスの流れがスペーサ５４によって阻害されにくい。

フレーム５０およびスペーサ５４には、第２および第３実施形態に開示した例の他にも、種々の構成を適用し得る。例えば、隔膜３と全体的に接触する弾性力を有する板状の多孔質部材をスペーサ５４と隔膜３の間に配置し、この部材によって隔膜３を第１電極４Ａに対して押し当ててもよい。この場合においては、隔膜３と第１電極４Ａとを全体的に密着させることができ、電解効率の一層の向上が期待できる。板状の多孔質部材としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの粉末やメッシュを焼結成形した連続多孔質体などを用いることができる。

［第４実施形態］
第４実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得る他の構成の概要を開示する。

図９は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例においては、第１電極４Ａがチタン板またはステンレス板で、第２電極４Ｂが白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板で構成される点、および隔膜３が陽イオン交換膜である点で第１実施形態と異なる。この場合、第１電極４Ａに負電圧を印加し、第２電極４Ｂに正電圧を印加すると、第１電極室ＲＡにおいてアルカリ性水（水酸化ナトリウム水溶液）が得られる。また、第１電極室ＲＡにおいては水素ガスが発生する。目的生成物がアルカリ性水（水酸化ナトリウム溶液）である場合、電解質は塩（塩化ナトリウム）以外に炭酸ナトリウム、重曹などを使用することができる。

一方、第２電極室ＲＢにおいて酸性塩水が生成される。また、第２電極室ＲＢにおいては塩素ガスおよび酸素ガスが、電解質に炭酸ナトリウムまたは重曹を使用した場合は炭酸ガスが発生する。第２電極室ＲＢへの塩水（電解質溶液）の流量を抑えた場合でも、これらのガスはバッファを介して排出され安定的に電解を行うことができる。

［第５実施形態］
第５実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１０（Ａ）（Ｂ）は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、第１隔膜３Ａと、第２隔膜３Ｂと、第３電極４Ｃとをさらに有している。例えば、第１隔膜３Ａは陰イオン交換膜、第２隔膜３Ｂは陽イオン交換膜であり、第１電極４Ａと第２電極４Ｂは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第３電極４Ｃはチタン板またはステンレス板である。第２電極４Ｂは第３電極４Ｃ側の面だけ白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板でも構わない。

筐体２の内部は、第１電極室ＲＡと、第２電極室ＲＢと、第３電極室ＲＣとに区画されている。第１電極室ＲＡには第１電極４Ａが配置され、第２電極室ＲＢには第２電極４Ｂが配置され、第３電極室ＲＣには第３電極４Ｃが配置されている。

筐体２は、第１電極室ＲＡに通じる第１供給口２１Ａおよび第１排出口２２Ａと、第２電極室ＲＢに通じる第２供給口２１Ｂおよび第２排出口２２Ｂと、第３電極室ＲＣに通じる第３供給口２１Ｃおよび第３排出口２２Ｃとを有している。

図１０（Ａ）に示す使用態様においては、第１電極室ＲＡに原水が供給され、第２電極室ＲＢに塩水が供給されている。第３電極室ＲＣには原水および塩水のいずれも供給されていない。この場合において第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加すると、第１電極室ＲＡからは次亜塩素酸水が得られ、第２電極室ＲＢにおいてはアルカリ塩水が生成される。また、第１電極室ＲＡには塩素ガスが発生し、第２電極室ＲＢには水素ガスが発生する。

図１０（Ｂ）に示す使用態様においては、第３電極室ＲＣに原水が供給され、第２電極室ＲＢに塩水が供給されている。第１電極室ＲＡには原水および塩水のいずれも供給されていない。この場合において第２電極４Ｂに正電圧を印加し、第３電極４Ｃに負電圧を印加すると、第２電極室ＲＢからは酸性塩水が得られ、第３電極室ＲＣからは水酸化ナトリウム水溶液が得られる。また、第２電極室ＲＢには塩素ガスと酸素ガスが発生し、第３電極室ＲＣには水素ガスが発生する。

このように、本実施形態に係る電解槽１を用いれば、生成する電解水を次亜塩素酸水と水酸化ナトリウム水溶液との間で切り替えることができる。また、第２電極室ＲＢに発生した気体（水素ガス、塩素ガス。酸素ガス）はバッファを介して排出され、塩水供給量を少なくしても安定的に電解生成物（この場合は酸性水（次亜塩素酸水）とアルカリ性水（水酸化ナトリウム溶液））を得ることができる。

［第６実施形態］
第６実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１１は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、図１０の例と同様の構造を有している。ただし、本実施形態においては、第１排出口２２Ａが第３供給口２１Ｃに接続されている。

このような構成であっても、電解槽１で生成される電解水を酸性水（例えば次亜塩素酸水）とアルカリ性水（例えば水酸化ナトリウム水溶液）の間で切り替えることができる。すなわち、酸性水を得たい場合には、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加する。これにより、第１電極室ＲＡで生成される酸性水が第３電極室ＲＣを通って第３排出口２２Ｃから排出される。

一方、アルカリ性水を得たい場合には、第２電極４Ｂに正電圧を印加し、第３電極４Ｃに負電圧を印加する。これにより、第３電極室ＲＣにおいてアルカリ性水が生成され、このアルカリ性水が第３排出口２２Ｃから排出される。

［第７実施形態］
第７実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１２は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解装置ＥＬは、第１電解槽１Ａと、第２電解槽１Ｂとを備えている。これら電解槽１Ａ，１Ｂは、いずれも図１の例と同様の構造を有している。ただし、第１電解槽１Ａの隔膜３は陰イオン交換膜、第１電極４Ａは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第２電極４Ｂはチタン板またはステンレス板であり、第２電解槽１Ｂの隔膜３は陽イオン交換膜、第１電極４Ａはチタン板またはステンレス板、第２電極４Ｂは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板である。

このような構成においては、第１電解槽１Ａの第１電極室ＲＡにて酸性水が得られ、第２電解槽１Ｂの第１電極室ＲＡにてアルカリ性水が得られる。

さらに、本実施形態においては、第１電解槽１Ａの第１排出口２２Ａから排出される酸性水と、第２電解槽１Ｂの第１排出口２２Ａから排出されるアルカリ性水とが混合される。そして、この混合水のｐＨ値が測定され、上述のコントローラＣＴが当該ｐＨ値に応じて第１電解槽１Ａおよび第２電解槽１Ｂにおける電流値や電解時間を制御する。これにより、所望のｐＨ値の酸性水やアルカリ性水を得ることができる。

［第８実施形態］
第８実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１３は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解装置ＥＬは、図１２の例と同じく２つの電解槽１Ａ，１Ｂを備えている。ただし、図１３の例においては、第１電解槽１Ａの第１排出口２２Ａが第２電解槽１Ｂの第１供給口２１Ａに接続されている。

このような構成で電解が実行されると、第１電解槽１Ａの第１電極室ＲＡで生成された酸性水が第２電解槽１Ｂの第１電極室ＲＡに供給される。この酸性水は、第２電解槽１Ｂの第１電極室ＲＡにおける電解によって中和される。

さらに、第２電解槽１Ｂの第１排出口２２Ａから排出される電解水のｐＨ値が測定され、上述のコントローラＣＴが当該ｐＨ値に応じて第１電解槽１Ａおよび第２電解槽１Ｂにおける電流値や電解時間を制御する。これにより、所望のｐＨ値の酸性水やアルカリ性水を得ることができる。

［第９実施形態］
第９実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１４は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、図１０の例と同じく３つの電極室ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有している。電極室ＲＡ，ＲＢ間に配置される第１隔膜３Ａは陰イオン交換膜であり、電極室ＲＢ，ＲＣ間に配置される第２隔膜３Ｂは陽イオン交換膜である。第１電極４Ａは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第２電極４Ｂと第３電極４Ｃはチタン板またはステンレス板である。また、図１４の例においては、第１排出口２２Ａと第３排出口２２Ｃが接続されている。

このような構成において、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加すると、第１電極室ＲＡから酸性水が得られる。このとき、第３電極４Ｃに負電圧を印加すると、第３電極室ＲＣからアルカリ性水が得られ、このアルカリ性水が酸性水と混合される。一方、第３電極４Ｃに電圧を印加しない場合には、第３電極室ＲＣから排出される中性水（原水）が酸性水と混合される。

本実施形態においては、混合水のｐＨ値が測定され、上述のコントローラＣＴが当該ｐＨ値に応じて第３電極４Ｃへの電圧印加をオン／オフする。これにより、所望のｐＨ値の酸性水を得ることができる。第１排出口２２Ａと第３排出口２２Ｃが接続されている代わりに、第１排出口２２Ａが第３供給口２１Ｃに接続されている場合でも同様に所望のｐＨ値の酸性水を得ることができる。

［第１０実施形態］
第１０実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１５は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、図１４の例と同じく３つの電極室ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有している。ただし、電極室ＲＡ，ＲＢ間に配置される第１隔膜３Ａは陰イオン交換膜であり、電極室ＲＢ，ＲＣ間に配置される第２隔膜３Ｂも陰イオン交換膜である。第１電極４Ａと第３電極４Ｃは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第２電極４Ｂはチタン板またはステンレス板である。

このような構成において、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加し、第３電極４Ｃに正電圧を印加すると、第１電極室ＲＡおよび第３電極室ＲＣの双方から酸性水が得られる。これにより、第１実施形態と比較して約２倍の量の酸性水を生成することが可能となる。

［第１１実施形態］
第１１実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１６は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、図１５の例と同じく３つの電極室ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有し、第１隔膜３Ａおよび第２隔膜３Ｂの双方が陰イオン交換膜である。第１電極４Ａと第３電極４Ｃは白金または酸化イリジウムなどを被覆したチタン板、第２電極４Ｂはチタン板またはステンレス板である。ただし、図１６の例においては、第１排出口２２Ａが第３供給口２１Ｃに接続されている。

このような構成において、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加し、第３電極４Ｃに正電圧を印加すると、第１電極室ＲＡから酸性水が得られ、この酸性水が第３電極室ＲＣに供給される。第３電極室ＲＣにおいては、酸性水の次亜塩素酸濃度がさらに増加する。これにより、次亜塩素酸濃度が高い酸性水を効率的に生成することができる。あるいは、図１のように第３電極室ＲＣを有さない場合に比べ、第１電極室ＲＡに供給される原水の流量を高めた場合でも十分な次亜塩素酸濃度の酸性水を得ることができる。

［第１２実施形態］
第１２実施形態について説明する。本実施形態においては、電解槽１ないし電解装置ＥＬに適用し得るさらに他の構成の概要を開示する。

図１７は、本実施形態に係る電解装置ＥＬの概略的な構成を示す図である。この図の例において、電解槽１は、第１実施形態と同じく第１電極室ＲＡ、第２電極室ＲＢ、陰イオン交換膜である隔膜３、第１電極４Ａおよび第２電極４Ｂを有している。さらに、電解槽１は、冷却室ＲＤを有している。

冷却室ＲＤは、第２電極４Ｂを介して第２電極室ＲＢに隣接している。本実施形態においては、第２電極４Ｂが上述の小孔Ｈのような開口を有していない。さらに、第２電極４Ｂの周縁部が全体的に筐体２の内壁と接触しており、第２電極室ＲＢと冷却室ＲＤが連通していない。

第１実施形態と同じく、第１電極室ＲＡには原水が供給され、第２電極室ＲＢには塩水が供給される。筐体２は、冷却室ＲＤに通じる供給口２１Ｄおよび排出口２２Ｄを有している。供給口２１Ｄは、例えば第１供給口２１Ａと同じ水源に接続されている。電解時には、供給口２１Ｄを通じて冷却室ＲＤに連続的に原水が供給される。冷却室ＲＤに供給された原水は、排出口２２Ｄから排出される。

このような構成において、第１電極４Ａに正電圧を印加し、第２電極４Ｂに負電圧を印加すると、第１電極室ＲＡにおいては次亜塩素酸水が得られ、第２電極室ＲＢにおいてはアルカリ塩水が生成される。また、第１電極室ＲＡには塩素ガスと酸素ガスが発生し、第２電極室ＲＢには水素ガスが発生する。

電解時には、各電極４Ａ，４Ｂで通電に伴う熱が発生する。第１電極４Ａで発生した熱は、第１電極室ＲＡにおいて生成される次亜塩素酸水とともに電解槽１から排出される。

一方、第２電極４Ｂで発生した熱は、第２電極室ＲＢで生成されたアルカリ塩水に奪われて塩水の入れ替え時に当該アルカリ塩水とともに排出される。さらに、第２電極４Ｂで発生した熱は、冷却室ＲＤを流れる原水にも奪われてこの原水とともに排出される。

例えば第１実施形態の構成において、タンク５の塩水が切れた状態で各電極４Ａ，４Ｂに電圧が印加された場合、第２電極４Ｂで発生した熱が奪われず、第２電極４Ｂが高温となる可能性がある。これに対し、本実施形態においては冷却室ＲＤを流れる原水によって第２電極４Ｂが冷却されるため、第２電極４Ｂの過熱を防ぐことができる。

排出口２２Ｄと第１供給口２１Ａを接続し、冷却室ＲＤから排出される原水が第１電極室ＲＡに供給されるようにしてもよい。この場合には、電解槽１で使用する原水を節約することができる。

以上の第４ないし第１２実施形態の構成においても、第２電極室ＲＢにバッファ４１を設ければ、第２電極４Ｂの露出を抑制して電解効率を高めることができる。バッファ４１は、第１電極室ＲＡや第３電極室ＲＣに対してさらに設けられてもよい。

第１ないし第１２実施形態は、本発明の範囲を各実施形態にて開示した構成に限定するものではない。本発明は、上記実施形態に開示した構成を種々の態様に変形して実施することができる。

例えば、第１実施形態においてはバッファ４１に溜められる気体が水素ガスである場合を想定した。しかしながら、バッファ４１に溜められる気体は水素ガスに限られず、酸素ガスや塩素ガス、炭酸ガスあるいはその他のガスであってもよい。

ＥＬ…電解装置、１…電解槽、２…筐体、３…隔膜、４Ａ…第１電極、４Ｂ…第２電極、ＲＡ…第１電極室、ＲＢ…第２電極室、２１Ａ…第１供給口、２１Ｂ…第２供給口、２２Ａ…第１排出口、２２Ｂ…第２排出口、３０…第１カバー、３１…凹部、４０…第２カバー、４１…バッファ、５０…フレーム、５１…開口、５４…スペーサ。

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部を第１電極室と第２電極室に区画する隔膜と、
   前記第１電極室に配置された第１電極と、
   前記第２電極室に配置され、前記隔膜を介して前記第１電極に対向する第２電極と、
   を備え、
   前記筐体は、前記第１電極室に繋がる第１供給口と、前記第１供給口よりも鉛直上方において前記第１電極室に繋がる第１排出口と、前記第２電極室に繋がる第２供給口と、前記第２供給口よりも鉛直上方において前記第２電極室に繋がる第２排出口と、を備え、
   前記第２電極室は、前記第２電極と前記第２排出口の間に、前記第２電極室において発生する気体を溜めることが可能なバッファを有している、
   電解槽。
2. 前記バッファの体積は、前記第１電極および前記第２電極の間に流れる電流値をＩ［Ａ］とした場合に、１．３×Ｉ［ｃｍ^３］以上である、
   請求項１に記載の電解槽。
3. 前記バッファは、鉛直上方に向けた凸状の上面を有し、
   前記第２排出口は、前記上面の頂部に繋がっている、
   請求項１又は２に記載の電解槽。
4. 前記隔膜と前記第１電極を密着させる手段を有する、
   請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の電解槽。
5. 前記隔膜と前記第２電極の間に配置された格子状のスペーサをさらに備え、
   前記スペーサは、前記隔膜を前記第１電極に押し当てるとともに、前記第２電極に接触し、
   前記第２電極と前記スペーサが接触する面積は、前記隔膜と前記スペーサが接触する面積よりも小さい、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の電解槽。
6. 前記スペーサは、鉛直方向に延びる複数のプレートを有し、
   前記複数のプレートは、前記隔膜および前記第２電極の双方に接触する第１プレートと、前記隔膜に接触するとともに前記第２電極から離間した第２プレートと、を含む、
   請求項５に記載の電解槽。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の電解槽と、
   前記第１供給口に液体を送る第１給液装置と、
   前記第２供給口に液体を送る第２給液装置と、
   を備える電解装置。
8. 前記第２電極室の圧力を前記第１電極室の圧力よりも高くする圧力調整装置をさらに備る、
   請求項７に記載の電解装置。

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