JP3434348B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水などの液体
（以下、被電解液または原水という）を電気分解するこ
とにより酸性電解水とアルカリ性電解水とに分離した
り、あるいは単に水などの液体を電気分解してイオン水
を生成するための電解水生成装置に関する。さらに詳し
くは、得られる電解水のｐＨ値と残留塩素濃度とをそれ
ぞれコントロールできる電解水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩素は、細菌類、特に消化器系病原菌に
対して微量でも迅速な殺菌効果を示すことから水道水の
消毒用として使用されており、塩素処理の結果、水中に
残留した有効塩素（以下、「残留塩素」という）は、こ
の殺菌効果の保証としての意義を有している。この残留
塩素は、次亜塩素酸などの遊離型有効塩素（遊離残留塩
素）と、クロラミンのような結合型有効塩素（結合残留
塩素）に区分される。図２８に示すように、遊離残留塩
素である次亜塩素酸水溶液は、ｐＨ８以上ではそのほと
んどが次亜塩素酸イオンＯＣｌ^- となり、次亜塩素酸Ｈ
ＣｌＯに比べて殺菌力が著しく減少する。これに対し
て、ｐＨ３〜７の範囲では次亜塩素酸ＨＣｌＯの形で保
たれ、殺菌力が飛躍的に増大することが知られている。
例えば、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水溶液は、その残留塩
素濃度が３０〜６０ｐｐｍ程度の低濃度であっても、ｐ
Ｈ８の残留塩素濃度が２００ｐｐｍ程度の次亜塩素酸水
溶液と同等の殺菌効果が得られる。すなわち、同等の殺
菌効果を得る場合、ｐＨ値を適切にコントロールすれば
塩素添加量を減少させることができる。

【０００３】この種の殺菌水を得る方法としては、例え
ば特開平５−２３７，４７８号公報に記載されたよう
に、塩化ナトリウムを添加した水と塩酸を添加した水と
を混合し、これを無隔膜電解槽で電気分解する手法が知
られている。この殺菌水の生成方法では、添加された塩
化ナトリウムの塩素イオンＣｌ^- が陽極側で、 ２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂ ＋２ｅ^- なる反応を経て塩素ガスとなり、さらにこの塩素ガスが
水に溶けることにより、 Ｃｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｈ⁺ ＋Ｃｌ^- ＋ＨＣｌＯ なる反応を経て次亜塩素酸ＨＣｌＯとなる。この場合、
いわゆる連続通水式の無隔膜電解水生成装置における残
留塩素濃度（若しくは塩素発生量）は、電極間を流れた
電流と、電極と原水との接水時間との積（すなわち電気
量）、および塩素イオンの添加量に支配されることにな
る。このようにして生成した次亜塩素酸は既述したよう
に殺菌効果を有するものの、その存在比はｐＨによって
変化することから、塩酸の添加量を調節することにより
ｐＨ値の調節が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の手法
では、電解後の次亜塩素酸水溶液中における塩素ガス、
次亜塩素酸、および次亜塩素酸イオンの存在比は、原水
への塩酸の添加量でコントロールしていたため、殺菌効
果に優れた次亜塩素酸の存在比が大きい溶液を得るため
には適しているものの、例えばｐＨ７〜８程度の弱アル
カリ性の殺菌水やｐＨ２〜３程度の強酸性の殺菌水を得
ることは困難であった。特に、弱アルカリ性の次亜塩素
酸水溶液は、次亜塩素酸ＨＯＣｌよりも次亜塩素イオン
ＯＣｌ^- の存在比が大きいため、相対的には殺菌効果は
劣るものの、殺菌水の圧送系や配管系に対する腐食性の
点では有利である。したがって、殺菌効果と防食効果と
を両立させたい場合にはｐＨ３〜７の次亜塩素酸水溶液
よりもｐＨ７〜８程度の弱アルカリ性の次亜塩素酸水溶
液の方が利用価値が大きい。また、ｐＨ２〜３程度の強
酸性の次亜塩素酸水溶液は、微生物の生存範囲（ｐＨ３
〜１０，酸化還元電位＋９００ｍＶ〜−４００ｍＶ）を
超えるｐＨ値および酸化還元電位となるため、次亜塩素
酸ＨＯＣｌの殺菌効果の他に強酸性電解水の殺菌効果が
付加される。したがって、殺菌性能をより求めたい場合
には強酸性の次亜塩素酸水溶液が有用である。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、残留塩素濃度のコントロール
とｐＨ値のコントロールとを幅広く、しかも独立して行
うことができ、例えば弱アルカリ性の次亜塩素酸水溶液
などのように、残留塩素が有する殺菌消毒性能・漂白性
能等を活用する一方で腐食性を抑制することにより用途
に適した水を生成することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電解水生成装置は、被電解液の流路となる
少なくとも２つの通孔が開設され外周縁にシール部材が
嵌合された電極板と、イオンの通過を許容する隔膜が設
けられた隔膜プレートと、前記電極板と前記隔膜プレー
トとを任意の組み合わせで積層することにより内部に電
解室が形成された電解槽と、前記電解室へ前記被電解液
を導く流入口と、前記電解室で生成された電解水を排出
する流出口とを備えた電解水生成装置において、前記電
解室に塩素を供給する塩素供給手段を備えたことを特徴
としている。このとき、前記塩素供給手段は、陽極の電
極板と陰極の電極板との間に形成された無隔膜電解室か
ら構成することができる。また、前記何れかの通孔には
前記電解室を流れる被電解液の流路を酸性電解水の流路
とアルカリ性電解水の流路とに区画するパッキンが設け
られ、前記電解室は、陽極の電極板と前記隔膜プレート
との間に形成された陽極室と、陰極の電極板と前記隔膜
プレートとの間に形成された陰極室と、前記無隔膜電解
室と、の組み合わせから構成することができる。前記陽
極室、前記陰極室、および前記無隔膜電解室は、前記被
電解液の流路上、並列的に接続されていることが好まし
い。また、前記電極板は全て同じ形状であることが好ま
しい。

【０００７】

【作用】本発明の電解水生成装置では、電極板と隔膜プ
レートとを任意の組み合わせで積層することにより形成
された電解室は、陽極の電極板と隔膜プレートとの間に
形成された陽極室と、陰極の電極板と隔膜プレートとの
間に形成された陰極室と、陽極の電極板と陰極の電極板
との間に形成された無隔膜電解室とからなる。このと
き、流入口から電解室へ被電解液を供給して流出口から
排出する間に被電解液の電気分解を行うと、陽極の電極
板と陰極の電極板との間に形成された無隔膜電解室で
は、被電解液に添加された塩化ナトリウムの塩素イオン
Ｃｌ^- が陽極側で、 ２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂ ＋２ｅ^- なる反応を経て塩素ガスとなり、さらにこの塩素ガスが
被電解液に溶けることにより、 Ｃｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｈ⁺ ＋Ｃｌ^- ＋ＨＣｌＯ なる反応を経て次亜塩素酸ＨＣｌＯとなる。この場合、
本発明に係る通水式電解水生成装置における残留塩素濃
度（若しくは塩素発生量）は、電極間を流れた電流と、
電極と被電解液との接水時間との積（すなわち電気
量）、および塩素イオンの添加量に支配されることにな
るが、本発明の電解水生成装置の無隔膜電解室は陽極の
電極板と陰極の電極板とを積層することにより構成され
ていることから、塩素イオンの添加量を一定にしたとし
ても、電極板の積層枚数を考慮することにより、あるい
は電極板の外周縁に設けられるシール部材の厚さを考慮
することにより電極板間を流れる電流や通電時間を任意
に変化させることができる。したがって、塩素イオンの
添加量の制御と相俟って、より細かい残留塩素濃度のコ
ントロールが可能となる。

【０００８】また、陽極の電極板と陰極の電極板との間
に隔膜プレートが設けられた電極室のうち、陽極の電極
板と隔膜プレートとの間に形成された陽極室では、 ２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋４ｅ^- なる反応が生じ、水素イオン濃度が高くなって酸性電解
水となる。一方、陰極の電極板と隔膜プレートとの間に
形成された陰極室では、 ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ なる反応が生じ、水酸イオン濃度が高まってアルカリ性
電解水となる。このとき、得られる酸性電解水およびア
ルカリ性電解水のｐＨ値は、被電解液に与えられる電気
量によりコントロールすることができるが、本発明の電
解水生成装置の陽極室および陰極室の何れも、陽極の電
極板と陰極の電極板との間に隔膜プレートを挟み込ん
で、これらを積層することにより構成されているため、
電極板と隔膜プレートの積層枚数を考慮することによ
り、あるいは電極板の外周縁に設けられるシール部材の
厚さを考慮することにより電極板間を流れる電流や通電
時間、すなわち電気量を任意に変化させることができ
る。したがって、塩酸などのようなｐＨコントロール用
添加剤を加えなくとも、被電解液のｐＨ値を細かく制御
することが可能となる。

【０００９】以上の無隔膜電解室と陽極室および陰極室
とを任意に組み合わせれば、無隔膜電解室で生成された
塩素（次亜塩素酸）を含む電解水のｐＨ値を陽極室およ
び陰極室でそれぞれ任意の値にコントロールすることが
できる。例えば、次亜塩素酸の存在比が大きいｐＨ３〜
７の電解水を生成する場合には、残留塩素濃度は無隔膜
電解室で制御し、この無隔膜電解室で生成された次亜塩
素酸水溶液のｐＨ値は陽極室でｐＨ３〜７に制御する。
このようにして得られた電解水は、殺菌効果に優れた次
亜塩素酸の存在比が大きいことから、少ない塩素イオン
の添加量で大きな殺菌効果を発揮することになる。ま
た、電解水の圧送系や配管系に対する腐食性を抑制した
い場合には、無隔膜電解室で得られた次亜塩素酸水溶液
のｐＨ値を陰極室でｐＨ７〜８程度の弱アルカリ性に制
御すると良い。こうすることにより圧送系や配管系に特
別な防錆処理を施す必要がなくなる。さらに、優れた殺
菌効果を得たい場合には、無隔膜電解室で得られた次亜
塩素酸水溶液のｐＨ値を陽極室でｐＨ２〜３程度の強酸
性に制御すると良い。このようにして得られた強酸性の
次亜塩素酸水溶液は、微生物の生存範囲（ｐＨ３〜１
０，酸化還元電位＋９００ｍＶ〜−４００ｍＶ）を超え
るｐＨ値および酸化還元電位となるため、次亜塩素酸Ｈ
ＯＣｌの殺菌効果の他に強酸性電解水の殺菌効果が付加
され、殺菌性能がより助長される。

【００１０】また、本発明の電解水生成装置では、陽極
の電極板と陰極の電極板とを同じ形状の電極板により形
成して、電極板とシール部材を全て汎用化しているの
で、部品点数の減少によるコストダウン効果が大きい。
しかも、電極板の周縁にシール部材を嵌合させ、これら
電極板を積層するだけで電解槽が構成されるので、従来
のように特別に電解槽の容器を設ける必要はない。さら
に、被電解液の流路は、陽極および陰極となる電極板に
被電解液が流通する通孔を開設することにより構成さ
れ、特に当該通孔に用途に応じた各種のシール部材を取
り付ければ、流路パターンを必要に応じて変更すること
ができる。

【００１１】

【実施例１】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の第１実施例に係る電解水生成
装置を示す分解斜視図、図２は同実施例の電解水生成装
置を示す要部断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ破断線
に相当する断面図である。一方、図３〜図７は同実施例
の電解水生成装置を構成する主要部品をそれぞれ示す図
であって、図３（Ａ）は電解水生成装置の電極板にシー
ルパッキンを取り付けた状態を示す正面図、図３（Ｂ）
は図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図、図
４（Ａ）は同電解水生成装置の隔膜プレートを示す正面
図、図４（Ｂ）は同じく側面図である。また、図５
（Ａ）は同電解水生成装置のフレームを示す正面図、図
５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図、図
６（Ａ）は図５に示すフレームに用いられる液導管ライ
ナを示す半断面図、図６（Ｂ）は同じくフレームに用い
られる液導管プラグを示す半断面図、図７（Ａ）は図３
に示す電極板の通孔に嵌合されるスルーパッキンを示す
半断面図、図７（Ｂ）は同じく電極板の通孔に嵌合され
るプラグパッキンを示す半断面図、図７（Ｃ）は同じく
電極板の通孔に嵌合されるターンパッキンを示す半断面
図、図７（Ｄ）は図６に示す液導管ライナや液導管プラ
グに用いられる液導管パッキンを示す半断面図である。
まず、図１に示すように、本実施例の電解水生成装置は
陽極の電極板２（以下、陽極板とも言う）、陰極の電極
板３（以下、陰極板とも言う）、およびこれら両電極板
２，３の間に設けられる隔膜プレート９を有しており、
さらに、これらの両側にはそれぞれフレーム１５ａ，１
５ａが設けられている。

【００１２】電極板６ 陽極板２および陰極板３を構成する電極板６は、図３に
示すように、例えばチタン製プレートの表面に白金若し
くは白金とイリジウムの合金を薄膜状にコーティング
（焼成によってもよい）したものであり、四隅にそれぞ
れ通孔７が開設されている。この電極板６は陽極板２と
しても陰極板３としても汎用され、また同じ極であって
も天地の区別はないように通孔７が互いに対称位置に開
設されている。また、後述するように、この電極板６は
熱交換器Ｈ，Ｃ，Ｒの仕切板６’としても汎用される。
図３において「１６」は電源１７からの端子を接続する
ためのフランジであり、当該電極板６を陽極板２として
用いる場合にはプラス極、陰極板３として用いる場合に
はマイナス極の端子がそれぞれ接続される。なお、四隅
に開設した通孔７が対称である限り、電極板６を後述す
るように積層する場合に、このフランジ１６はそれぞれ
上下何れの位置に配置してもよい。特に、フランジ１６
と電源１７の端子との接続スペースが狭小であるために
端子等が干渉するときは、積層する電極板のフランジ１
６を交互に位置せしめることが好ましいといえる。ま
た、この電極板６を熱交換器Ｈ，Ｃ，Ｒの仕切板６’と
して使用する場合にはフランジ１６は不要ではあるが、
電極板６と仕切板６’との共用化を図るとともに、長期
使用ののちに電解水生成装置の電極板６と熱交換器Ｈ，
Ｃ，Ｒの仕切板６’とを交換することを考慮すると、フ
ランジ１６には電源を接続することなくそのままにして
おくことが望ましい。

【００１３】シールパッキン（シール部材） 図３に示すように、電極板６の周縁にはシールパッキン
（シール部材）８が嵌合されており、このシールパッキ
ン８は例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴムのジエ
ンモノマー）などのゴムにより形成されている。そし
て、上述した電極板６のフランジ１６を通過させるため
の通孔１８が開設されており、電極板６にシールパッキ
ン８を嵌合させる場合には、まずシールパッキンの通孔
１８に電極板のフランジ１６を挿通させたのち、シール
パッキン８を電極板６の周縁に順次嵌合させるだけで、
容易に組み付けることができる。このシールパッキン８
は、図２に示すように電極板６と隔膜プレート９とを幾
重にも積層（図１および図２に示す実施例では４枚の電
極板と３枚の隔膜プレートを積層）したときに、その両
面が隔膜プレート９の周縁に圧着してシール性が確保さ
れる。そして、後述する各部品を組み立てたときには、
このシールパッキン８が隔膜プレート９と協働して電解
槽１の周壁を構成することになる。これは、図１および
図２に示す実施例以外の実施例（図８〜２０，２２，２
３）も同じである。ちなみに、このシールパッキン８の
内面には、図３（Ｂ）に示すように、電極板６を嵌合さ
せたときに当該電極板６に対するシール性を高めるため
の環状隆起部１９がシールパッキン８の全周にわたって
形成されている。

【００１４】パッキン 電極板６に開設された通孔７には、必要に応じて図７
（Ａ）に示すスルーパッキン１２、図７（Ｂ）に示すプ
ラグパッキン２０、若しくは図７（Ｃ）に示すターンパ
ッキン３６などの各種パッキンが選択的に取り付けられ
る。スルーパッキン１２、プラグパッキン２０、ターン
パッキン３６の選択方法の詳細については後述するが、
これらのパッキン１２，２０，３６の内面にもシールパ
ッキン８と同様な環状隆起部２１が形成されており、電
極板６とのシール性を高めている。スルーパッキン１２
は、流入口４から導入された被電解液Ｗをそのまま通過
させるが、陽極室１０および陰極室１１からスルーパッ
キン１２が取り付けられた電極板６の通孔７への流入を
阻止する。これに対して、プラグパッキン２０は、流入
口４から導入された被電解液Ｗの通過も阻止するし、ま
た、陽極室１０および陰極室１１からスルーパッキン１
２が取り付けられた電極板６の通孔７への流入も阻止す
る。一方、ターンパッキン３６は、流入口４から導入さ
れた被電解液Ｗの通過は阻止するが、このターンパッキ
ン３６が取り付けられた電極板６の一方の面から他方の
面へのターンを許容する。つまり、図７（Ｃ）に示すよ
うに、被電解液Ｗは、隔膜プレート９に開設された通孔
２２から、当該隔膜プレート９とターンパッキン３６と
の間に形成された隙間３７を通過し、電極板６の一方の
面に沿って流下する。これと同時に、他方の面に沿って
流下してきた被電解液Ｗは隔膜プレート９とターンパッ
キン３６との間の隙間３７を通過して下流側に流れて行
く。また、図２に示すように、スルーパッキン１２若し
くはプラグパッキン２０を通孔７に取り付けると、隔膜
プレート９の通孔２２の周囲に形成された環状隆起部２
３（図４参照）がこれらスルーパッキン１２若しくはプ
ラグパッキン２０に圧着することになり、これによっ
て、図１および図２に示す陽極室１０とアルカリ性電解
水用流路１４とのシール性、および陰極室１１と酸性電
解水用流路１３とのシール性がそれぞれ確保される。な
おこれは、図１および図２に示す実施例以外の実施例
（図８〜２０，２２，２３）も同じである。

【００１５】隔膜プレート 図４に示す隔膜プレート９は、例えばポリ塩化ビニルな
どの合成樹脂からなる枠体９ａと、この枠体９ａを射出
成形する際に同時に埋設された隔膜９ｂからなり、隔膜
９ｂは例えばポリエチレン系のイオン交換樹脂により構
成されている。枠体９ａは被電解液Ｗの透過性と枠体自
身の剛性を考慮して連続した正六角形の格子から構成さ
れており、さらに部分的に突起２４が形成されている。
この突起２４は、隔膜プレート９と電極板６とを積層し
たときに電極板６に当接し、当該電極板６と隔膜プレー
ト９との隙間を確保する他、乱流の発生を引き起こして
撹拌機能をも発揮するようになっている。また、枠体９
ａの剛性を高めるという効果もある。さらに、枠体９ａ
の周囲には部分的に（あるいは連続的でもよい）ガイド
２５が形成されており、電極板６の周縁に嵌合されたシ
ールパッキン８の案内機能を司る。すなわち、電極板６
と隔膜プレート９とを積層する際には、隔膜プレート９
に形成されたガイド２５を位置決めとして電極板６を重
ね合わせるだけでよい。このとき、ガイド２５の内側に
連続的に形成された環状リブ２６が電極板６のシールパ
ッキン８に押し付けられることになり、これによって電
極板６と隔膜プレート９との間のシール性が高められる
ことになる。また、隔膜プレート９の四隅には、電極板
６に開設された通孔７に応じた通孔２２が開設されてお
り、さらに当該通孔２２の周囲には環状リブ２３が形成
されている。この環状リブ２３は、既述したように、電
極板６と隔膜プレート９とを積層したときに、電極板６
に取り付けられたスルーパッキン１２やプラグパッキン
２０に押し付けられ、これにより電極板６と隔膜プレー
ト９との間に形成された陽極室１０および陰極室１１
と、被電解液Ｗの流路１３，１４との間のシール性を確
保するようになっている。ちなみに、図４に示すよう
に、隔膜プレート９に開設された通孔２２の周囲には、
当該通孔２２から吐出した被電解液Ｗを放射状に案内す
るための放射ノズル部２７が形成されている。これは、
電極板６と隔膜プレート９との間に形成された陽極室１
０および陰極室１１に被電解液Ｗを吐出する際に、当該
被電解液Ｗができるだけ均等に電極板６にゆきわたるよ
うに機能するものであり、また、陽極室１０および陰極
室１１の上部に溜まりがちなエアーポケットを除去する
機能もある。その意味で、当該放射ノズル部２７の具体
的構造は図示する実施例にのみ特に限定されることな
く、必要に応じて適宜変更することができる。

【００１６】フレーム１５ａ，液導管ライナ２９，液導
管プラグ３０ 図１，図２および図５に示すように、本実施例の電解水
生成装置では、電極板６と隔膜プレート９とを積層した
ときに、これらの一側面にフレーム１５ａを設けてい
る。このフレーム１５ａは、剛性が確保できる構造であ
れば材質や形状に特に限定されることはない。フレーム
１５ａには、電極板６と隔膜プレート９にそれぞれ開設
された通孔７，２２に応じた通孔２８が四隅に開設され
ており、この通孔２８に図６（Ａ）に示す液導管ライナ
２９若しくは図６（Ｂ）に示す液導管プラグ３０が必要
に応じて選択的に取り付けられる。液導管ライナ２９は
被電解液Ｗの流入口４若しくは流出口５を構成し、その
他の通孔２８には液導管プラグ３０を取り付けて流路を
閉塞しておく。本実施例に係るフレーム１５ａは、上下
および左右に対称的に形成されており、しかも液導管ラ
イナ２９と液導管プラグ３０は、何れも選択的に通孔２
８に取り付けることができるため、後述する熱交換器
Ｈ，Ｃ，Ｒと当該電解水生成装置とを種々に組み合わせ
て構成される熱交換器付き電解水生成装置の仕様、用
途、取り付け場所等の諸条件に応じて自由に選択するこ
とができる。これらの液導管ライナ２９や液導管プラグ
３０には、図７（Ｄ）に示す如き液導管パッキン３１が
取り付けられ、フレーム１５ａと当該フレームに隣接す
る電極板６との間のシール性を高めるようになってい
る。特に、図７（Ｄ）に示すように、液導管パッキン３
１に環状突起３２を形成しておけば、この環状突起３２
が電極板６の通孔７の周囲に密着することになり、フレ
ーム１５ａと電極板の通孔７との間のシール性が高めら
れる。また、フレーム１５ａには、電極板６に取り付け
られたシールパッキン８に当接するリブ３３が連続的に
形成されており、これによっても電極板全体とフレーム
との間のシール性が確保できるようになっている。な
お、フレーム１５ａの周囲に形成された通孔３４は、ボ
ルト挿通用の孔であり、電極板６と隔膜プレート９とを
積層して両側面にそれぞれフレーム１５ａを配置したの
ち、これらボルト挿通用孔３４にそれぞれボルト（不図
示）を挿通して締め付けることにより、本実施例の電解
水生成装置が組み立てられるようになっている。ただ
し、ボルト以外にも、例えばクランプなどの締結手段に
よってもよいことは言うまでもない。また、「３５」は
電極板６に形成されたフランジ１６に対し、一括して電
源１７の端子を接続する場合に用いられる通孔であり、
例えば電極板の陽極２を構成するフランジを同じ位置に
配置するとともに、陰極３を構成するフランジは異なる
位置に配置しておき、両フレームに形成された一対の通
孔３５，３５を陽極用として使用し、他の何れかの通孔
３５，３５を陰極用として使用すれば、電解水生成装置
に対する端子の接続を簡素化することができる。ちなみ
に、本発明では、上述したフレーム１５ａは必ずしも必
要ではなく、例えば電極板６と隔膜プレート９とを積層
して構成された電解槽１を、取り付けたい位置（壁や他
の装置など）に直接固定してもよい。

【００１７】次に作用を説明する。本実施例の電解水生
成装置を組み立てるには、まず、図３に示すように電極
板６の周縁にシールパッキン８を取り付け、必要に応じ
て通孔に図７（Ａ）に示すスルーパッキン１２、図７
（Ｂ）に示すプラグパッキン２０、若しくは図７（Ｃ）
に示すターンパッキン３６を取り付ける。このようにし
て組み付けられた電極板６と、図４に示す隔膜プレート
９とを交互に積層する。この場合、各部品は汎用性を有
しているため、積層枚数は電解水生成装置の仕様に応じ
て自由に選択することができる。図１および図２に示す
実施例では電極板を４枚、隔膜プレートを３枚積層し
た。最後に、電極板６と隔膜プレート９が積層された一
側面に、通孔２８に適宜液導管ライナ２９若しくは液導
管プラグ３０を取り付けたフレーム１５ａを配置し、他
側面にも同様のフレーム１５ａを配置するか、あるいは
後述するターミナルプレート１５ｂを配置して、ボルト
挿通用孔３４にボルトを差し込んで締め付ける。このよ
うに、本実施例の電解水生成装置の組み付け作業は極め
て容易であり、部品点数も少数であるため、コスト的メ
リットは著しく大きいといえる。そして、図２に示すよ
うに、本実施例の電解水生成装置では、フレーム１５
ａ，１５ａ間に位置する電極板６と隔膜プレート９が電
解槽そのものを構成し、陽極２と隣接する隔膜プレート
９との間が陽極室１０となる一方で、陰極３と隣接する
隔膜プレート９との間が陰極室１１となる。しかも、図
１に示すように電極板６の通孔７に対するスルーパッキ
ン１２およびプラグパッキン２０の取り付け位置を考慮
するだけで、陽極室１０と陰極室１１が隔離されること
になる。すなわち、図２に示すように、一方のフレーム
１５ａに取り付けられた液導管ライナ２９（これが被電
解液Ｗの一方の流入口４となる）から導入された被電解
液Ｗは、スルーパッキン１２が取り付けられていない電
極、つまり陽極２と隔膜プレート９との間の陽極室１０
に流入する。このとき、陰極３を構成する電極板６の通
孔７にはスルーパッキン１２が取り付けられているの
で、この流入口４から導入された被電解液Ｗは陰極室１
１に流入することはない（ただし、他の流入口から導入
された被電解液は陰極室にのみ流入する）。このように
区画された陽極室１０では、 ２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋４ｅ^- なる反応が生じ、水素イオン濃度が高くなって酸性電解
水となる。また、水道水中に含まれる（若しくは故意に
添加した）カルシウムイオン、ナトリウムイオン、マグ
ネシウムイオン、カリウムイオンなどの陽イオンは隔膜
９ｂを通過して陰極側に引き寄せられて陰極室１１に集
約する。一方、陰極室１１においては、 ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ なる反応が生じ、水酸イオン濃度が高まりアルカリ性電
解水となる。また、水道水に含まれる塩素イオンなどの
陰イオンは隔膜を通過して陽極側に引き寄せられ、陽極
室１０に集約することになる。したがって、この陽極室
１０を通過してイオン化された酸性電解水は流路１３を
通ってフレーム１５ａに取り付けられた液導管ライナ２
９（これが酸性電解水の流出口５になる）に至る。この
場合も、酸性電解水の流出口５に連通する流路１３には
陰極室１１からのアルカリ性電解水が流入することはな
い（アルカリ性電解水は他方の流出口に導かれる）。

【００１８】このように、本実施例の電解水生成装置
は、必要最小限の部品をもとに、組合せを変えることで
電気分解機能を果たすようにしているので、部品点数の
削減や部品の汎用化にともなうコストダウンのみなら
ず、必要に応じて電解水生成装置の仕様を変更すること
が可能となる。例えば、上述した図１および２に示され
た電解水生成装置は比較的大流量の装置として使用した
い場合に適しているが、それ以外にも例えば比較的小流
量の電解水生成装置として使用したい場合（図８，９参
照）、無隔膜電解水生成装置として使用したい場合（図
１０〜１３参照）、あるいは一部に無隔膜電解室を備え
た電解水生成装置として使用したい場合（図１４〜１
８）等には、以下のように応用できる。

【００１９】流量差による応用例 図８は同電解水生成装置を比較的小流量の電解水生成装
置として応用した実施例を示す分解斜視図、これに対し
て、上述した図１は同電解水生成装置を比較的大流量の
電解水生成装置として応用した実施例を示す分解斜視図
であり、互いに共通する部材には同一の符号を付してあ
る。図８に示す実施例は、図１で説明した実施例に対し
て電極板６の通孔に取り付けるパッキン１２，２０，３
６を変更したものである。図１で説明した実施例は、被
電解液の流量が大きくても、流入口４から電解槽内に導
かれた被電解液は順次分岐して各陽極室１０と各陰極室
１１を通過することになる（いわゆる並列的流路）の
で、比較的大流量の電解水生成装置として用いて好まし
といえる。また、部品点数についてもプラグパッキン２
０やターンパッキン３６を使用せずに主にスルーパッキ
ン１２のみで足りる構成である。これに対して、図８に
示す実施例は、陽極２、隔膜プレート９および陰極３の
構成は図１に示す実施例と同じであるが、陽極２および
陰極３の通孔７に取り付けるパッキン１２，２０，３６
の構成が相違している。すなわち、流入口４から電解槽
１内に導かれた被電解液Ｗは順次分岐して各陽極室１０
と各陰極室１１を通過するのではなく、流入口４側の陽
極室１０から順次蛇行して流出口５側に至る流路構成
（いわゆる直列的流路）となっている。図示する実施例
では、酸性電解水もアルカリ性電解水も、それぞれ都合
３回電解水室１０，１１を通過することになり、流通抵
抗が大きいので、比較的小流量の電解水生成装置として
用いることが好ましい。ただし、電極板６の面積が小さ
くとも、電極板６と隔膜プレート９との積層枚数を増加
させれば必要とするｐＨ値を確保することができるの
で、電解槽を小型化できるという利点がある。

【００２０】無隔膜電解水生成装置への応用 図１０は本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成装
置として応用した実施例を示す分解斜視図、図１１は図
１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図、図１２は同じく無隔
膜電解水生成装置として応用した他の実施例を示す分解
斜視図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う
断面図、図１４は本発明の電解水生成装置を無隔膜電解
室を一部に含む電解水生成装置を示す分解斜視図、図１
５は図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図、図１６は
本発明の電解水生成装置を無隔膜電解室を一部に含む他
の実施例に係る電解水生成装置を示す分解斜視図、図１
７は図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図、図１
８は本発明の電解水生成装置を無隔膜電解室を一部に含
むさらに他の実施例に係る電解水生成装置を示す断面図
である。本発明に係る電解水生成装置は、必ずしも隔膜
プレート９を必要としない。つまり、隔膜プレート９を
設ける場合は、酸性電解水とアルカリ性電解水とを分離
して取り出したい場合であり、例えばこれらが混在した
単なる電解水を生成する場合には隔膜プレート９を省略
すればよい。例えば、自然水には常に多少の塩素イオン
が含まれており、さらに飲料水には消毒殺菌用として塩
素剤が注入されている。このように塩素を含んだ原水は
消毒殺菌機能のみならず腐食性を有する液体となるので
配管系に防錆処理を施すことが必要となる。しかしなが
ら、このような原水を無隔膜で電気分解すると、水素イ
オンが水素ガスとなって液体から放出されるので、結果
的に得られる電解水は塩素を含む弱アルカリ性の液体と
なる。塩素は、上述したように酸性液体中においては強
い腐食性を有するものの、アルカリ性液体中では腐食性
が抑制され殺菌作用のみが残ることが知られている。し
たがって、塩素を含んだ水道水などを単に無隔膜で電気
分解することにより弱アルカリ性の電解水を生成する
と、例えば腐食性が少ない殺菌液として有用となる。こ
のような観点に基づいて、図１３および図１４に示す本
実施例の電解水生成装置では、隔膜プレート９を省略し
て陽極２と陰極３とを交互に積層することにより電解槽
１を構成している。被電解液の流路となる電極板２，３
の通孔７には、図１０に示すようにプラグパッキン２０
が流路に応じて取り付けられている。したがって、流入
口４から導入された被電解液Ｗは陽極２と陰極３との間
に形成された各無隔膜電解室１０ａを通過する際に電気
分解され、被電解液に含まれた塩素イオンＣｌ^- が陽極
側で、 ２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂ ＋２ｅ^- なる反応を経て塩素ガスとなり、さらにこの塩素ガスが
被電解液に溶けることにより、 Ｃｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｈ⁺ ＋Ｃｌ^- ＋ＨＣｌＯ なる反応を経て次亜塩素酸ＨＣｌＯとなる。これと同時
に、陽極側では、 ２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋４ｅ^- なる反応が生じ、陰極側では、 ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ なる反応が生じる。また、この無隔膜電解室１０ａ内で
は、原水に含まれる（若しくは故意に添加した）カルシ
ウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、
カリウムイオンなどの陽イオンと、塩素イオンなどの陰
イオンが混在した状態となる。

【００２１】ところで、隔膜プレート９を省略して陽極
２と陰極３とを積層し、いわゆる無隔膜電解水生成装置
を構成した場合、必要とされる流量に応じて流路を選択
することができる。図１０および図１１に示す実施例で
は、電極板２，３の通孔７に取り付けるパッキンをプラ
グパッキン２０とすることで、流入口４から導入される
被電解液Ｗの流路を並列的に形成し、３流路１回ターン
としている。この流路構成を採用した電解水生成装置の
電解効率は、図１２および図１３の実施例に比較して多
少劣るものの、被電解液Ｗの流量が大きい場合に適して
いる。仮に、大流量で電解効率を高めたい場合には、電
極板６の積層枚数を増加させればよい。これに対して、
図１２および図１３に示す実施例では、電極板２，３の
通孔７に取り付けるプラグパッキン２０の取付位置を考
慮することで、被電解液Ｗの流路を直列的に接続し１系
統とし、かつ無隔膜電解室１０ａに導く回数を３回、す
なわち１流路３回ターンの構成としている。この場合に
は、比較的小流量の電解水生成装置として用いることが
でき電気分解の効率の点で優れている。ちなみに、図１
０〜図１３に示す実施例では、流入口４から導入される
被電解液の系統数を１系統とし、フレーム５ａの他の通
孔２８には全て液導管プラグ３０を取り付けるようにし
ているが、これは、電解水の流通状態を理解し易くする
ために便宜的に示した実施例であって、本発明の電解水
生成装置では、他の通孔２８に液導管ライナ２９を取り
付けて、被電解液Ｗの導入系統数を２以上とすることも
可能である。また、図１０〜図１３において被電解液を
逆方向へ流すことも可能である。

【００２２】上述した塩素を含んだ水道水を被電解液Ｗ
として得られる弱アルカリ性の電解水は腐食性の少ない
殺菌液として有用であることから、残留塩素濃度とｐＨ
値のコントロールを可能としたい場合には、図１４〜図
１８に示すように構成することが好ましい。図１４およ
び図１５に示す電解水生成装置では、図３に示す電極板
６と図４に示す隔膜プレート９とを積層することにより
陽極板２と隔膜プレート９との間に陽極室１０が形成さ
れ、陰極板３と隔膜プレート９との間に陰極室１１が形
成されている。これら陽極室１０と陰極室１１のそれぞ
れは、電極板の通孔７に取り付けられるパッキン１２を
選択することでその流路が仕切られ、陽極室１０で生成
された酸性電解水と陰極室１１で生成されたアルカリ性
電解水とが生成後に混合しないようになっている。ま
た、このようにして形成された電解槽１の上流側には、
陽極板２と陰極板３とで仕切られた無隔膜電解室１０ａ
が形成されており、この無隔膜電解室１０ａで生成され
た電解水は陽極室１０と陰極室１１のそれぞれに導かれ
る。なお、この無隔膜電解室１０ａは、図１４に示すよ
うに電解槽１の上流側に設ける以外にも、下流側あるい
は電解槽１の中央に設けることもできる。また、図示す
る実施例の無隔膜電解室１０ａは一層であるが、複数の
電極板２，３を積層して複数層の無隔膜電解室１０ａ，
１０ａ，…とすることもできる。さらに、図１４に示す
実施例では一つの無隔膜電解室１０ａで生成された電解
水を陽極室１０と陰極室１１との両方に供給するように
しているが、無隔膜電解室１０ａを二室以上形成して、
陽極室１０に電解水を供給する無隔膜電解室１０ａと陰
極室１１に電解水を供給する無隔膜電解室１０ａとを分
けることもできる。このようにして構成された無隔膜電
解室１０ａを流入口４から導入された被電解液Ｗが通過
すると、電気分解され被電解液に含まれた塩素イオンＣ
ｌ^- （例えば、塩化ナトリウムＮａＣｌを被電解液に添
加する）が陽極側で、 ２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂ ＋２ｅ^- なる反応を経て塩素ガスとなり、さらにこの塩素ガスが
被電解液に溶けることにより、 Ｃｌ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｈ⁺ ＋Ｃｌ^- ＋ＨＣｌＯ なる反応を経て次亜塩素酸ＨＣｌＯとなる。これと同時
に、陽極側では、 ２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋４ｅ^- なる反応が生じ、陰極側では、 ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ なる反応が生じる。また、この無隔膜電解室１０ａ内で
は、原水に含まれる（若しくは故意に添加した）カルシ
ウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、
カリウムイオンなどの陽イオンと、塩素イオンなどの陰
イオンが混在した状態となって下流側に流れる。このと
き、無隔膜電解室１０ａで生成された電解水中の残留塩
素濃度は、塩素イオンの添加量と被電解液に作用する電
気量とでコントロールすることができ、特に本実施例の
電解水生成装置では、塩素イオンの濃度を固定したとし
ても、電極板の大きさ、電極板の距離、電流値等の諸条
件を適宜変えることにより幅広い制御を行うことができ
る。例えば、塩素イオンの添加量と電解槽の大きさを固
定したままで残留塩素濃度を高めたい場合には、無隔膜
電解室１０ａの数を増加させたり、電極板間距離を大き
くするとよい。一方、この無隔膜電解室１０ａに隣接し
て形成された陽極室では、 ２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋４ｅ^- なる反応が生じ、水素イオン濃度が高くなって酸性電解
水となる。また、陰極室では、 ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ なる反応が生じ、水酸イオン濃度が高くなってアルカリ
性電解水となる。そして、上述した無隔膜電解室１０ａ
から流下した電解水と、これらの酸性電解水アルカリ性
電解水とがそれぞれ混合し、所望のｐＨ値に調整され
る。すなわち、無隔膜電解室１０ａにおいては陽イオン
と陰イオンとを仕切る隔膜９ｂがないために得られた電
解水のｐＨ値は原水のｐＨ値とほとんど等しいが、これ
に陽極室１０あるいは陰極室１１でそれぞれ生成された
酸性電解水またはアルカリ性電解水と混合することによ
り流出口５から取り出された電解水のｐＨ値を制御でき
る。例えば、無隔膜電解室１０ａで得られる電解水に
は、既述したように次亜塩素酸ＨＣｌＯが含まれている
が、この次亜塩素酸は図２８に示すようにｐＨ値によっ
て存在比が変動し、最も消毒殺菌能力に優れた次亜塩素
酸ＨＣｌＯはｐＨ３〜７のときその存在比が大きい。し
たがって、消毒殺菌用として電解水を使用するときには
無隔膜電解室１０ａからの電解水に陽極室１０で生成さ
れた酸性電解水を混合し、ｐＨ値を３〜７に調整すると
良い。このとき、残留塩素濃度は予め無隔膜電解室１０
ａでコントロールしておくことが好ましい。また、消毒
殺菌能力はさほど必要としないが腐食性を抑制してポン
プや配管の錆の発生を防止したい場合にはｐＨ７〜８程
度の弱アルカリ性の電解水を使用することが好ましいの
で、このような場合には、無隔膜電解室１０ａで生成さ
れ次亜塩素酸を含む電解水に陰極室１１で生成されたア
ルカリ性電解水を混合し、ｐＨ値を７〜８に調整する。
逆に、優れた殺菌効果を得たい場合にはｐＨ２〜３程度
の強酸性の次亜塩素酸水溶液を使用することが好ましい
ので、このような場合には、無隔膜電解室１０ａで生成
され次亜塩素酸を含む電解水に陽極室１０で生成された
酸性電解水を混合し、ｐＨ値を２〜３に調整する。この
ように、本実施例の電解水生成装置によれば、無隔膜電
解室１０ａで残留塩素濃度を制御して塩素が有する諸特
性を引き出すことができると同時に、最終的に得られる
電解水のｐＨ値は陽極室１０で生成された酸性電解水ま
たは陰極室１１で生成されたアルカリ性電解水のｐＨ値
で制御することができる。

【００２３】なお、図１４および図１５に示された電解
水生成装置は比較的大流量の装置として使用したい場合
に適しているが、逆に比較的小流量の電解水生成装置と
して使用したい場合には、図１６および図１７に示すよ
うに電極板の通孔７に取り付けるパッキン１２，２０，
３６の位置と種類を変更する。すなわち、流入口４から
電解槽１内に導かれた被電解液は順次分岐して無隔膜電
解室１０ａと各陽極室１０と各陰極室１１を通過するの
ではなく、流入口４側の無隔膜電解室１０ａから順次蛇
行して流出口５側に至る流路構成（いわゆる直列的流
路）とする。このように流路を直列的に構成すると、流
通抵抗が大きくなるので、比較的小流量の電解水生成装
置として用いることが好ましい。ただし、電極板の面積
が小さくとも、電極板６と隔膜プレート９との積層枚数
を増加させれば必要とするｐＨ値を確保することができ
るので、電解槽１を小型化できるという利点がある。ま
た、無隔膜電解室１０ａにおける電極板間距離が大きい
と残留塩素濃度も大きくなるため、この電極板間距離を
シールパッキン８の厚さ以上に大きくしたい場合には無
隔膜電解室１０ａの陽極板２と陰極板３との間にスペー
サを介在させればよい。この場合、例えば図１８に示す
ように隔膜９ｂを省略した隔膜プレート９ｃを作製し、
これを陽極板２と陰極板３との間に積層することもでき
る。隔膜プレート９の隔膜９ｂはインサート成形により
プレートに埋設されることから、インサート成型時に隔
膜９ｂの挿入を省略すれば特別な成形型を作製する必要
なくスペーサを得ることができる。

【００２４】

【実施例２】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図１９は本発明に係る熱交換器を示す分解斜視図、
図２０は同じく本発明の熱交換器を示す要部断面図であ
って図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図、図２１（Ａ）
（Ｂ）は本発明に係るターンアタッチメントを示す斜視
図、図２１（Ｃ）は本発明に係る芯出しスリーブを示す
斜視図、図２２は他の実施例に係る熱交換器を示す分解
斜視図、図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に
沿う断面図である。仕切板６’ まず、図１９および図２０に示すように、本実施例の熱
交換器Ｈ，Ｃ，Ｒは仕切板６’を有しており、この仕切
板６’は上述した電解水生成装置の電極板６と同じ板材
から形成されている。すなわち、図３に示す電極板６と
同様に例えばチタン製プレートの表面に白金若しくは白
金とイリジウムの合金を薄膜状にコーティング（焼成に
よってもよい）したものであり、四隅にそれぞれ通孔７
が開設されている。また、この仕切板６’の通孔７は天
地の区別がないように互いに対称位置に開設されてい
る。

【００２５】シールパッキン（シール部材） この仕切板６’の周縁にはシールパッキン８が嵌合され
ており、このシールパッキン８も電解水生成装置で用い
られたシールパッキン８（図３参照）が流用されてお
り、例えばＥＰＤＭなどのゴムにより形成されている。
このシールパッキン８は、図２０に示すように仕切板
６’を幾重にも積層したときに、その両面が隣接する仕
切板６’のシールパッキン８に圧着してシール性が確保
される。そして、後述する各部品を組み立てたときに
は、このシールパッキン８が熱交換槽（２系統の熱交換
室１０’，１１’から構成される）の周壁を構成するこ
とになる。ちなみに、このシールパッキン８の内面に
は、図３（Ｂ）に示すように、仕切板６’を嵌合させた
ときに当該仕切板６’に対するシール性を高めるための
環状隆起部１９がシールパッキン８の全周にわたって形
成されている。

【００２６】パッキン，ターンアタッチメント，芯出し
スリーブ 仕切板６’に開設された通孔７には、必要に応じて図７
（Ａ）に示すスルーパッキン１２、図７（Ｄ）に示す液
導管パッキン３１、図２１（Ａ）（Ｂ）に示すターンア
タッチメント３８、および図２１（Ｃ）に示す芯出しス
リーブ３９が選択的に取り付けられる。スルーパッキン
１２は、流入口４から導入された熱交換液Ｗをそのまま
通過させるが、熱交換室１０’，１１’からスルーパッ
キン１２が取り付けられた仕切板６’の通孔７への流入
を阻止する。一方、ターンアタッチメント３８は、図２
１（Ａ）（Ｂ）に示すように筒状に形成された例えば合
成樹脂製の部材であって、図２１（Ａ）に示す表面には
放射状のスリット３８ａが形成され、図２１（Ｂ）に示
す裏面は図２０に示すように上述したスルーパッキン１
２に嵌合して取り付けることができるように形成されて
いる。そして、このターンアタッチメント３８をスルー
パッキン１２に嵌合させ仕切板６’を重ね合わせると、
図２０に示すように（左から１番目の仕切板と２番目の
仕切板，左から３番目の仕切板と４番目の仕切板，また
は右から１番目の仕切板と２番目の仕切板）、ターンア
タッチメント６’の表面が仕切板６’に当接し、当該表
面に形成されたスリット３８ａを熱交換液Ｗが通過でき
るようになっている。また、図２１（Ｃ）に示す芯出し
スリーブ３９は、表裏共にスルーパッキン１２に嵌合し
て取り付けることができるように形成された筒状の部材
であって、例えばターンアタッチメントと同じように合
成樹脂から構成されている。この芯出しスリーブは流入
口４から導入された熱交換液Ｗの通過を阻止したいスル
ーパッキンの接触面に取り付けられ（図２０に示す左か
ら２番目の仕切板と３番目の仕切板，左から４番目の仕
切板と５番目の仕切板）、スルーパッキン１２の面接触
をより確実にすべく両スルーパッキン１２，１２の芯出
しを行う。この芯出しスリーブ３９はスルーパッキン１
２のシール性能を高めるために取り付けられるものであ
るから、本発明の熱交換器では省略することも可能であ
る。このようなスルーパッキン１２、ターンアタッチメ
ント３８、および芯出しスリーブ３９の取り付け位置を
適宜選択することにより、仕切板の間に形成された熱交
換室が２系統の熱交換室１０’，１１’に区画され、一
方の熱交換室には例えば酸性電解水が供給され、他方の
熱交換室には例えば熱媒体が供給される。なお図示はし
ないが、複数枚積層されて形成された熱交換室内１
０’，１１’の撹拌性を高めるために、仕切板６’の間
に乱流を発生させるための部材を設けることが望まし
い。この場合、仕切板６’と電極板６との共用化を犠牲
にして仕切板６’を成形してもよいが、仕切板６’には
電極板６と同じ部材を用いて乱流発生部材を別体で構成
してもよい。このような乱流を発生させる部材を挟み込
むことにより、撹拌効果によって仕切板６’の表裏で行
われる熱交換機能を高めたり、熱交換室１０’，１１’
に溜まりがちなエアーポケットを除去することができ
る。

【００２７】フレーム 図１９および図２０に示すように、本実施例の熱交換器
Ｈ，Ｃ，Ｒでは、仕切板６’を積層したときにこれらの
一側面にフレーム１５ａを設けている。このフレーム１
５ａは、剛性が確保できる構造であれば材質や形状に特
に限定されることはなく、電解水生成器で用いた（図５
参照）ものを共用することが望ましい。図５に示すよう
に、このフレーム１５ａには、仕切板６’に開設された
通孔７に応じた通孔２８が４隅に開設されており、この
通孔２８に図６（Ａ）に示す液導管ライナ２９若しくは
図６（Ｂ）に示す液導管プラグ３０を必要に応じて選択
的に取り付けることができる。液導管ライナ２９は熱交
換液Ｗの流入口４若しくは流出口５を構成し、その他の
通孔２８には液導管プラグ３０を取り付けて流路を閉塞
しておく。本実施例に係るフレーム１５ａは、上下およ
び左右に対称的に形成されており、しかも液導管ライナ
２９と液導管プラグ３０は、何れも選択的に通孔２８に
取り付けることができるため、この熱交換器Ｈ，Ｃ，Ｒ
と上述した電解水生成装置とを種々に組み合わせて構成
される熱交換器付き電解水生成装置の仕様、用途、取り
付け場所等の諸条件に応じて自由に選択することができ
る。また、これらの液導管ライナ２９や液導管プラグ３
０には、図７（Ｄ）に示す如き液導管パッキン３１が取
り付けられ、フレーム１５ａと当該フレームに隣接する
仕切板６’との間のシール性を高めるようになってい
る。特に、図７（Ｄ）に示すように、液導管パッキン３
１に環状突起３２を形成しておけば、この環状突起３２
が仕切板６’の通孔７の周囲に密着することになり、フ
レーム１５ａと仕切板６’の通孔７との間のシール性が
高められる。また、フレーム１５ａには、仕切板６’に
取り付けられたシールパッキン８に当接するリブ３３が
連続的に形成されており、これによっても仕切板全体と
フレームとの間のシール性が確保できるようになってい
る。なお、フレーム１５ａの周囲に形成された通孔３４
は、ボルト挿通用の孔であり、仕切板６’を積層して両
側面にそれぞれフレーム１５ａとターミナルプレート１
５ｂを配置したのち、これらボルト挿通用孔３４にボル
トを挿通して締め付けることにより、本実施例の熱交換
器Ｈ，Ｃ，Ｒが組み立てられるようになっている。ただ
し、ボルト以外にも、例えばクランプなどの締結手段に
よってもよいことは言うまでもない。ちなみに、本発明
では、上述したフレーム１５ａは必ずしも必要ではな
く、例えば仕切板６を積層して構成された熱交換槽を、
取り付けたい位置（壁や他の装置など）に直接固定して
もよい。

【００２８】このように、本実施例の熱交換器Ｈ，Ｃ，
Ｒは既述した電解水生成装置と同様に、必要最小限の部
品をもとに、組合せを変えることで熱交換器の機能を果
たすようにしているので、部品点数の削減や部品の汎用
化にともなうコストダウンのみならず、必要に応じて熱
交換器の仕様を変更することが可能となる。例えば、比
較的大流量の熱交換器として使用したい場合（図１９お
よび図２０参照）、比較的小流量の熱交換器として使用
したい場合（図２２および図２３参照）等には、以下の
ように応用できる。図１９は同熱交換器を比較的大流量
の熱交換器として応用した実施例を示す分解斜視図であ
り、図２０は図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図であ
る。これに対して、図２２は同熱交換器を比較的小流量
の熱交換器として応用した実施例を示す分解斜視図であ
り、図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う
断面図である。なお、図１９，２０と図２２，２３にお
いて互いに共通する部材には同一の符号を付してある。
図２２および図２３に示す実施例は、図１９および図２
０に示すスルーパッキン１２、ターンアタッチメント３
８、および芯出しスリーブ３９に加え図７（Ｂ）に示す
プラグパッキン２０とともに、これらの取り付け位置を
種々に考慮して熱媒体と熱交換液との流路を改変したも
のである。図１９および図２０に示す熱交換器では、熱
交換液の流量が大きくても、流入口から熱交換槽内に導
かれた熱交換液は順次分岐して各熱交換室を並列に通過
することになるので、比較的大流量の熱交換器として用
いて好ましといえる。また、部品点数についてもプラグ
パッキンを使用せずにスルーパッキン１２、液導管パッ
キン３１、ターンアタッチメント３８、および芯出しス
リーブ３９で足りる構成である。これに対して、図２２
および図２３に示す熱交換器の仕切板等の積層構造は図
１９および図２０に示す実施例と同じ構成であるが、仕
切板６’の通孔７に取り付けるスルーパッキン１２，液
導管パッキン３１、ターンアタッチメント３８、および
芯出しスリーブ３９以外にプラグパッキン２０を採用し
ている点が相違している。つまり、熱媒体も熱交換液も
それぞれ直列的に熱交換室を通過することになる。した
がって、比較的小流量の熱交換器として用いることが好
ましく、仕切板６’の面積が小さくとも、仕切板６’の
積層枚数を増加させれば、必要とする熱交換率を確保す
ることができる点で有利である。

【００２９】熱交換器付き電解水生成装置 以上、本発明の電解水生成装置と熱交換器のそれぞれの
構成および作用について説明したが、以下では上述した
電解水生成装置と熱交換器とを種々に組み合わせた場合
の実施例について説明する。図２４（Ａ）〜（Ｄ）は本
発明に係る電解水生成装置と熱交換器とを模式的に示し
た図であって、図２４（Ａ）に記載された「ＥＴ」は上
述した電極板積層式の電解水生成装置を表す。また、図
２４（Ｂ）の「Ｈ」は熱交換器のうちの加熱器（加熱媒
体を用いたもの）、図２４（Ｃ）の「Ｃ」は熱交換器の
うちの冷却器（冷却媒体を用いたもの）、図２４（Ｄ）
の「Ｒ」は特別の加熱冷却媒体を用いない一般的な熱交
換器を表し、流される熱媒体を除いては何れの機器も仕
切板積層式の熱交換器である。まず、図２５（Ａ）〜
（Ｃ）に示された実施例では、原水を加熱器Ｈ（または
冷却器Ｃ）で所望の温度に調節したのち、このようにし
て得られた被電解液を電解水生成装置ＥＴに供給して酸
性電解水とアルカリ性電解水とを生成しようとするもの
である。この場合、図２５（Ａ）に示すように原水の全
てを熱交換器Ｈ（Ｃ）で温調したのち電気分解してもよ
いし、図２５（Ｂ）に示すように原水のうちの幾らかの
みを熱交換器Ｈ（Ｃ）で温調し、この温調された被電解
液と温調されていない電解液とを電解水生成装置ＥＴに
て電気分解してもよい。前者の場合には熱交換器Ｈ
（Ｃ）における熱交換効率は後者に比べて劣るものの熱
媒体の流量を増加させることによって電解水生成装置Ｅ
Ｔに供給される被電解液の温度を一定に維持することが
可能となり、例えば最も効果的に電気分解を行い得る温
度で電気分解を行うことができる。また、図２５（Ｃ）
に示すように、原水を最初に電解水生成装置ＥＴに供給
して酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成したのち、
必要な電解水（図２５（Ｃ）では酸性電解水）のみを熱
交換器Ｈ（Ｃ）に供給して所望の温度に調節することも
できる。この場合は、提供先に所望の温度に調節された
電解水を供給することができる。一方、図２６（Ａ）
（Ｂ）に示された電解水生成装置は、特別な熱媒体を用
いることなく原水の潜熱を利用して熱交換を行おうとす
るものである。すなわち、熱交換器Ｒを通過した原水は
電解水生成装置ＥＴに供給されて酸性電解水とアルカリ
性電解水が生成されるが、電気分解作用によって酸性電
解水とアルカリ性電解水の温度は原水に対して数度上昇
する。そこで、電解水（図２６に示す実施例では酸性電
解水）を熱交換器Ｒに供給し、原水を熱媒体として熱交
換を行えば酸性電解水は原水の温度に漸近するように冷
却されることになる。図２６（Ｂ）に示す実施例は熱交
換器Ｒに供給する原水の流量を少なくすることにより熱
交換効率を高めたものである。なお、図２６（Ａ）
（Ｂ）においては酸性電解水を冷却することとしアルカ
リ性電解水は廃棄等に供されるが、本発明では何れの電
解水を選択してもよい。図２７（Ａ）は電解水生成装置
ＥＴと熱交換器Ｈ，Ｃ，Ｒとを複数器組み合わせた実施
例であり、熱交換器Ｒを通過した原水は電解水生成装置
ＥＴによって電気分解されたのち、これにより生成され
たアルカリ性電解水を再び熱交換器Ｒに戻して、ここで
原水を熱媒体として冷却する。このようにして原水の温
度近傍まで冷却されたアルカリ性電解水を、さらに熱交
換器（冷却器）Ｃに導き、熱媒体（冷水）との間で熱交
換を行うことにより所望の温度まで冷却する。また、図
２７（Ｂ）に示す実施例も電解水生成装置ＥＴと熱交換
器Ｈ，Ｃ，Ｒとを複数器組み合わせた実施例であり、原
水を熱交換器（加熱器）Ｈに供給して一旦加熱したの
ち、この温水となった原水を電解水生成装置ＥＴに供給
して電気分解に適した温度で効率的に電気分解を行った
のち、得られたアルカリ性電解水を熱交換器（冷却器）
Ｃに導いて所望の温度まで冷却し、提供先に低温のアル
カリ性電解水として供給する。このように、本発明の電
解水生成装置は、上述した電解水生成装置ＥＴと熱交換
器Ｈ，Ｃ，Ｒとを種々に組み合わせることによって、き
わめてフレキシブルな電解水生成装置となり、用途に最
も適した温度で電解水を提供することができる。

【００３０】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、仕様
が相違する場合であっても部品点数が増加することな
く、あらゆる用途に対応できる電解水生成装置を提供す
ることが可能となる。また、これに加えて得られる電解
水および電気分解を行う際の被電解液の温度やｐＨ値を
所望の値に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解水生成装置を示す分解斜視図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】（Ａ）は同電解水生成装置の電極板にシールパ
ッキンを取り付けた状態を示す平面図、（Ｂ）は図３
（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。

【図４】（Ａ）は同電解水生成装置の隔膜プレートを示
す平面図、（Ｂ）は同じく側面図である。

【図５】（Ａ）は同電解水生成装置のフレームを示す平
面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図
である。

【図６】（Ａ）は図５に示すフレームに用いられる液導
管ライナ、（Ｂ）は液導管プラグを示す半断面図であ
る。

【図７】（Ａ）は図３に示す電極板に用いられるスルー
パッキンを示す半断面図、（Ｂ）は同じく電極板に用い
られるプラグパッキンを示す半断面図、（Ｃ）は同じく
電極板に用いられるターンパッキンを示す半断面図、
（Ｄ）は図６に示すフレームに用いられる液導管パッキ
ンを示す半断面図である。

【図８】同電解水生成装置を比較的小流量の電解水生成
装置として応用した実施例を示す分解斜視図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。

【図１０】本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成
装置として応用した実施例を示す分解斜視図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

【図１２】本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成
装置として応用した他の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図
である。

【図１４】本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成
装置として応用した他の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。

【図１６】本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成
装置として応用した他の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図
である。

【図１８】本発明の電解水生成装置を無隔膜電解水生成
装置として応用した他の実施例を示す断面図である。

【図１９】本発明に係る熱交換器を示す分解斜視図であ
る。

【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。

【図２１】（Ａ）（Ｂ）は同熱交換器に用いられるター
ンアタッチメントを示す斜視図、（Ｃ）は同熱交換器に
用いられる芯出しスリーブを示す斜視図である。

【図２２】同熱交換器の他の実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図２３】図２２に示すＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿
う断面図である。

【図２４】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の電解水生成装置を
構成する電解水生成装置と熱交換器を示す模式図であ
る。

【図２５】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の熱交換器付き電解
水生成装置の実施例を示す模式図である。

【図２６】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明の他の実施例を示す
模式図である。

【図２７】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明のさらに他の実施例
を示す模式図である。

【図２８】ｐＨ値に対する残留遊離塩素の存在比を示す
グラフである。

【符号の説明】

１…電解槽 １’…熱交換槽 ２…陽極 ３…陰極 ４
…流入口 ５…流出口 ６…電極板 ６’…仕切板 ７…通孔 ８…シールパッ
キン（シール部材） ９…隔膜プレート ９ａ…枠体 ９ｂ…隔膜 １０…陽
極室 １１…陰極室 １０’，１１’…熱交換室 １０ａ…無隔膜電解室 １
２…スルーパッキン（パッキン） １３…酸性電解水の
流路 １４…アルカリ性電解水の流路 １５ａ…フレーム １５ｂ…ターミナルプレート １６
…フランジ １７…電源 １８…通孔 １９…環状隆起部 ２０…プラグパッキン ２１…環状
隆起部 ２２…通孔 ２３…環状隆起部 ２４…突起 ２５…ガイド ２６…
環状リブ ２７…放射ノズル部 ２８…通孔 ２９…液導管ライナ
３０…液導管プラグ ３１…液導管パッキン ３２…環状突起 ３３…リブ
３４…通孔 ３５…通孔 ３６…ターンパッキン ３７…隙間 ３８…ターンアタ
ッチメント ３９…芯出しスリーブ Ｗ…被電解液 ＥＴ…電解水生
成装置 Ｈ…加熱器（熱交換器） Ｃ…冷却器（熱交換器） Ｒ
…熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被電解液の流路となる少なくとも２つの
   通孔が開設され外周縁にシール部材が嵌合された電極板
   と、イオンの通過を許容する隔膜が設けられた隔膜プレ
   ートと、前記電極板と前記隔膜プレートとを任意の組み
   合わせで積層することにより内部に電解室が形成された
   電解槽と、前記電解室へ前記被電解液を導く流入口と、
   前記電解室で生成された電解水を排出する流出口とを備
   えた電解水生成装置において、 前記電解室に塩素を供給する塩素供給手段を備えたこと
   を特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】 前記塩素供給手段は、陽極の電極板と陰
   極の電極板との間に形成された無隔膜電解室であること
   を特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 【請求項３】 前記何れかの通孔には前記電解室を流れ
   る被電解液の流路を酸性電解水の流路とアルカリ性電解
   水の流路とに区画するパッキンが設けられ、前記電解室
   は、陽極の電極板と前記隔膜プレートとの間に形成され
   た陽極室と、陰極の電極板と前記隔膜プレートとの間に
   形成された陰極室と、前記無隔膜電解室と、の組み合わ
   せからなることを特徴とする請求項２に記載の電解水生
   成装置。
4. 【請求項４】 前記陽極室、前記陰極室、および前記無
   隔膜電解室は、前記被電解液の流路上、並列的に接続さ
   れていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記
   載の電解水生成装置。
5. 【請求項５】 前記電極板は全て同じ形状であることを
   特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電解水生成
   装置。