JP3804521B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解水を生成する電解水生成装置に関し、特に還元力の強いアルカリ水を容易に生成できる電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置には、水道等の給水設備に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式がある。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットがあるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全体のコストアップとなる。一方、バッチ方式では滞留状態で電解するため長時間にわたる電解が可能であり、簡易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい。
【０００３】
従来のバッチ方式の電解水生成装置としては、特開平８−２９９９５８号公報に記載されているようなものがあった。この電解装置は図５に示すように、隔膜１によって陽極室２と陰極室３を形成するとともに陽極室２には陽極４を、また陰極室３には陰極５が隔膜１を介して対向配置されている。６は開閉自在な蓋であり、電解時の生成ガスを外部に排出する穴７が設けられている。８は制御回路であり、陽極４と陰極５に通電される。生成された電解水はそれぞれ酸性水出口９およびアルカリ水出口１０より取水される構成となっている。
【０００４】
この構成において、電解に際しては蓋６を開放して電解質としての手作業によって所定濃度に調整した食塩水を電解槽に充填し、制御回路８によって陽極４と陰極５間に電圧が印可され、電気量（電流と時間の積）に応じて所望のｐＨとなるように水が電解されて陽極室２には酸性水が、陰極室３にはアルカリ水が生成され、それぞれ酸性水出口９およびアルカリ水出口１０より取水される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の電解水生成装置では、電解槽に所定量以上の水を供給すると電装部分などに水がかかる恐れがあり、逆に所定量以下の水しか供給しないと電極の浸水した部分の電流密度が過剰に高くなり、電極寿命が著しく低下するため、使用者は水を所定量になるように注意して供給する必要があった。また、イオンの移動を促進させて電解効率を上げるため、陽極室と陰極室に水位差をつける場合、使用者が所定の水位差をつけるように供給するというわずらわしさがあった。
【０００６】
本発明では余水排水手段を設けることによって、使用者が意識をせずに容易に所定量の水を供給できること、および陽極室と陰極室に水位差を設けることでイオンの移動を促進させ、少量の電解質で効率よく強アルカリ水や強酸性水を得る電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電解水生成装置は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し水を電解する電解槽と、前記電解槽の上方に設けられ前記電解槽に水を注水するための注水口と、前記注水口よりも下方で電解槽の側面に設けられた水を排水する余水排水手段と、前記余水排水手段と連通し余水排出手段から排出された水を貯留する余水貯留部と、前記電解槽の陰極室の下方に設けられた陰極水出口と、前記電解槽の陽極室の下方に設けられた陽極水出口とを有し、前記電解槽に滞留している水の水位を、陽極室と陰極室の一方を高水位に、他方を低水位にするとともに、前記陰極水出口から排出されるアルカリ水は電解質容器に取水され、前記陽極水出口から排出される酸性水は前記余水貯留部に貯留される電解水生成装置とする。
【０００８】
これによって、使用者は水の供給過多を気にすることなく容易に給水を行える。また、余水排水手段が作用した後電解を可能とすることにより、水の供給不足を防ぐことができる。さらに、余水排水手段によって陽極室と陰極室に水位差を設ける構成にすることにより、使用者が意識することなく容易に水位差をつけることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し水を電解する電解槽と、前記電解槽の上方に設けられ前記電解槽に水を注水するための注水口と、前記注水口よりも下方で電解槽の側面に設けられた水を排水する余水排水手段と、前記余水排水手段と連通し余水排出手段から排出された水を貯留する余水貯留部と、前記電解槽の陰極室の下方に設けられた陰極水出口と、前記電解槽の陽極室の下方に設けられた陽極水出口とを有し、前記電解槽に滞留している水の水位を、陽極室と陰極室の一方を高水位に、他方を低水位にするとともに、前記陰極水出口から排出されるアルカリ水は電解質容器に取水され、前記陽極水出口から排出される酸性水は前記余水貯留部に貯留される電解水生成装置とすることにより、使用者が所定量以上の水を供給しても水が電解槽外に溢れ出ることがない。また、使用者が意識することなく容易に陽極室と陰極室の水位に差を設けることができる。そして、水位差を設けることで、隔膜間に圧力差が生じ、イオンの移動を促進することができるので、少量の電解質で効率よく強アルカリ水や強酸性水を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、注水口は、高水位側の電極室の上方に設けられ、高水位側の電極室に水を注水し、高水位側の電極室から溢れ出た水が低水位側の電極室に供給される構成とし、高水位側の電極室から低水位側の電極室に流れ出た水が、低水位側の電極室で所定量以上になると、低水位側の電極室に設けられた余水排出手段から排出する請求項１に記載の電解水生成装置とすることにより、使用者が意識をすることなくより簡単に陽極室と陰極室の水位に差を設けることができる。そして、水位差を設けることで、隔膜間に圧力差が生じ、イオンの移動を促進することができるので、少量の電解質で効率よく強アルカリ水や強酸性水を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、電解槽により生成された電解水の一部を余水貯留部に排水し、前記余水貯留部に貯留されている水と混合させる請求項１または２に記載の電解水生成装置とすることによって、使用せずに排水する電解水を余水貯留部に貯留された水によって希釈することができるので、配管などの腐食などを防ぐことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、余水排水手段から水が排水された後、電解槽の水を電解する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解水生成装置とすることによって、電解槽への給水不足による電極寿命の低下を防ぐことができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における電解水生成装置の構成図を示すものである。
【００１５】
図１において、１１は電解槽であり、隔膜１２によって陽極室１３と陰極室１４が形成されており、陽極室１３と陰極室１４の水位にはｈだけ差がついている。また、陽極１５ａおよび陰極１５ｂが隔膜１２を介して対向配置されている。なお、隔膜１２として陽イオン交換膜を用いている。電解槽の下方には陽極水出口１６ａと陰極水出口１６ｂが設けられており、上方には給水口１７を有する着脱自在の蓋１８が設けられている。
【００１６】
蓋１８には原水に含まれる異物を濾過するフィルタ部材１９が設けられており、ここでは原水のスケール成分となる陽イオンを除去して軟水化するイオン交換樹脂が設けられている。また、蓋１８には、給水口１７より供給された水を電解槽１１に注水するための注水口２０が陽極室１３の上部に設けられている。また注水口２０は、電解時に陽極室から生成される塩素ガスや酸素ガス、陰極室から生成される水素ガスを外部に排気する役割も担っている。
【００１７】
陰極室１４には、所定量以上に供給された水を排水するための余水排水口２１が設けられており、所定量以上の水は、余水排水路２２を通り、余水貯留部２３に貯留される。余水貯留部２３には、余水排水口２１から排水された水を検知するための余水検知手段２４が設けられている。余水検知手段２４としてはフロートセンサや導電率計などを用いることができる。
【００１８】
２５は着脱自在のキャップ２６および電解質床２７を有する食塩タンクであり、ここでは電解質として食塩（塩化ナトリウム）が充填されている。なお電解質としては、食塩のほかに珪酸塩、炭酸塩、重炭酸塩などの水溶性電解質を用いることができる。食塩タンク２５には陽極室１３の上部に設けられた食塩タンク給水口２８からパルスポンより構成される給液手段２９によって電解槽１１に入れられた原水が導入路３０を経て食塩タンク２５の上方に送られる。導入された水は食塩と混合して過飽和食塩水となり、電解質床２７および給塩路３１を通じて食塩供給口３２から食塩溶液が陽極室１３に供給される構成となっている。
【００１９】
ここで、給塩路３１の食塩供給口３２近傍には陽極室１３の原水の侵入を阻止する方向に逆止弁３３が設けられている。陰極水出口１６ｂの下流にはギヤードポンプなどの比較的大流量を制御する吐出手段３４が設けられており、駆動されることで吐出路３５を通じて、陰極室１４で生成されたアルカリ水が吐出口３６から電解水容器３７に取水される。また、陽極水出口１６ａの下流には酸性水排水弁３８が設けられており、陽極室１３で生成された酸性水は酸性水排水弁３８を開くことにより、余水貯留部２３に流入し、余水貯留部２３に貯留していた水（余水排水口２１より排出された水）によって希釈される。そして、排水弁３９を開くことで外部に排出される。
【００２０】
４０は後述する操作パネル４１と制御回路４２から成る制御手段であり、所定量以上の水が電解槽１１に給水され、余水排水口２１から余水貯留部２３に水が流入したことを検知する余水検知手段２４の信号が制御回路４２に入力され、余水検知手段２４によって電解槽１１に所定量以上の水が供給されたときのみ電解動作を行うように構成されている。また、同様に電解水容器３７の存在を検知する容器検知手段４３の信号が制御回路４２に入力され、容器検知手段４３によって電解水容器３７が吐出口３６の対向位置に存在する時のみ取水動作を行うように構成されている。また４４はパルスポンプからなる給液手段２７の駆動パルスをカウントするパルスカウンタであり、累積パルス数をカウントすることで食塩の消費量が擬似的に検出され、所定パルス数に達した時点で食塩補給の報知を行うように構成されている。
【００２１】
操作パネル４１は図２に示すように電源スイッチ４５と電解スイッチ４６および取水スイッチ４７を有するとともに容器検知手段４３によって電解水容器が存在することを報知する容器セット報知手段４８と、パルスカウンタ４４の累積パルスが所定値に達した時点で食塩補給を報知する食塩補給報知手段４９と、余水検知手段２４によって電解槽１１に所定量以上の水が供給されたかどうかを報知する給水不足報知手段５０を有しており、電解スイッチ４６を投入することで制御回路４２が動作して給液手段２９、陽／陰極１５ａ、１５ｂが駆動されるように構成されている。そして、取水スイッチ４７を投入することで、吐出手段３４が駆動されるように構成されている。以上のように構成された電解水生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
電解前に給水口１７から電解槽１１の所定水位まで原水を入れる。この際、原水は陽イオン交換樹脂からなるフィルタ部材１９を通過することとなり、原水に含まれる比較的大きな異物が濾過されるとともに、カルシウム、マグネシウムイオンなどの陽イオンが除去されて軟水化される。バッチ方式では水道に直結せず、食塩水生成時点で異物が混入する可能性があり、電解によってその異物が隔膜に付着して隔膜を劣化させる場合があるが、フィルタ部材１９で濾過することにより異物混入が防止されて隔膜１２の長寿命化が図れる。
【００２３】
また、水道水の硬度（導電率）には大きなばらつきがあり、例えば硬水では水酸化カルシウムなどのスケール成分を多く含み、陰極１５ｂへのスケール析出にばらつきが発生するとともに、所定時間電解した場合、硬度によってｐＨ値にばらつきが生じるが、給水時に陽イオン交換樹脂を通過することで、軟水化されるので硬度差によるｐＨ値のばらつきが解消されるとともに、陰極１５ｂへのスケール析出を低減できる。
【００２４】
そして、フィルタ部材１９を通過した水は、まず陽極室１３の上部に設けられた注水口２０を通り陽極室１３に注ぎ込まれる。そして、陽極室１３からあふれ出た水が陰極室１４に流れ込むことにより電解槽１１に水が供給される。なお、電解槽１１に供給された所定量以上の水は余水排水口２１、余水排水路２２を通り余水貯留部２３に貯留される。このことにより、使用者は水位差を付けることを意識することなく、容易に陽極室１３と陰極室１４の水位にｈだけ差をつけることができる。
【００２５】
次に、図２に示した操作パネル４１の電源スイッチ４５を投入し、電解スイッチ４６を投入することで電解動作が開始される。このとき、余水排水手段（余水排水口２１）が作用したこと、すなわち、所定量以上の水が電解槽１１に供給されて余水貯留部２３に水が貯留したことを余水検知手段２４が検知したときのみ電解動作を可能とすることで、給水不足による電極寿命の低下を防ぐことができる。また、給水不足報知手段５０によって使用者は電解槽１１に所定量以上の水が供給されたかどうか判断することができる。
【００２６】
洗浄水生成時の電解動作について図３に示したタイムチャートに基づいて説明する。電解スイッチ４６を投入すると、まず給液手段２９が所定時間ｔｐだけ駆動され、陽極室１３の原水が導入路３０を経て食塩タンク２５に送られる。食塩タンク２５は水密状態に構成されており、原水が導入されることにより飽和状態の食塩水が電解質床２９、給塩路３１、逆止弁３３を経て食塩供給口３２から陽極室１３内に所定量供給され、所定濃度の食塩希釈水となる。次いで制御回路４２が動作して陽極１５ａと陰極１５ｂ間に逆極性、つまり陽極１５ａ側を−極、陰極１５ｂ側を＋極として電流が所定時間ｔｒ印可される。これにより前回の電解によって陰極１５ｂの表面に析出したスケール成分が酸化還元されて洗浄される。すなわち、原水には各種のイオンが含まれており、特にカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンは陰極室１４側の水酸基と反応して水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムとなり、溶解限界を越えると陰極１５ｂや隔膜１２の表面に析出し、電解電流の妨害因子となるが、電解前に逆電洗浄を所定時間ｔｒ行うことで良好に洗浄されてスケール成分が分解され、電極の長寿命化が実現できる。
【００２７】
その後通常極性で所定時間ｔｅだけ電解される。電解時の陽極室１３では化式１に示した反応が生じて酸性水が生成される。
【００２８】
（化式１）
２Ｃｌ-→Ｃｌ2↑＋２ｅ-
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ
２Ｈ2Ｏ→Ｏ2↑＋４Ｈ+＋４ｅ-
一方、陰極室１４では化式２に示した反応が生じて水酸基ＯＨ-を中和するためナトリウムイオンが隔膜１２を通過して移動し、アルカリ水が生成される。
【００２９】
（化式２）
２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→Ｈ2↑＋２ＯＨ-
Ｎａ+＋ｅ-→Ｎａ
２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ2↑
ここで、陽極室１３のみに食塩溶液が供給されるので短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。すなわち、陽極１５ａと陰極１５ｂ間に電圧が印可されると被電解水に含まれるイオンは電気吸引力により陽／陰極１５ａ、１５ｂと逆極性のイオンが隔膜１２を通過して移動することとなる。したがって陽極室１３に導入された食塩に含まれるナトリウムイオンは隔膜１２を経て陰極室１４へと即座に移動する。この電気吸引力以外にも例えば拡散理論にしたがえば、ナトリウムイオンが拡散によってイオン濃度を均一にするように作用する。
【００３０】
しかし、陰極室１４内の圧力が陽極室１３内の圧力よりも高い場合、ナトリウムイオンの移動が妨げられ、陰極室１４に生成されるアルカリ水のナトリウムイオン濃度が上がらず、その結果ｐＨが低くなってしまう。２Ａの電流を１０分間流し、４００ｃｃのアルカリ水を得る場合、陰極室１４の水位を陽極室１３の水位よりも４０ｍｍ高くすると、アルカリ水のナトリウムイオン濃度は５１０ｐｐｍであり、ｐＨは１２．０であった。
【００３１】
そこで、本実施例のように陽極室１３内の圧力が陰極室１４内の圧力より高くなるように水位差をつけると、陽極室１３から陰極室１４へのナトリウムイオンの移動が促進されるため、ナトリウムイオン濃度が高く、ｐＨの高いアルカリ水を得ることができる。前述の例の場合、水位差ｈを４０ｍｍに設定すると、アルカリ水のナトリウムイオン濃度は、陰極室１４内の圧力が陽極室１３内の圧力よりも高い場合と比べ、３０％増の６７０ｐｐｍであり、ｐＨは１２．２であった。これは、電解効率で１．６倍の値である。
【００３２】
また、時間と共に陽極室１３と陰極室１４のナトリウムイオン濃度差が少なくなり、さらにナトリウムイオンは移動の際に少量の水分子を伴って移動するため、陽極室１３の水位が下がり陰極室１４の水位が上がっていく。そのため、ナトリウムイオンの移動が困難になってしまう。そこで、あらかじめ電解中は陽極室１３と陰極室１４の水位差が逆転しないような水位差にｈを設定することが望ましい。
【００３３】
この結果、短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。この還元力の強いアルカリ水は油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水分解作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面の洗浄水として利用できる。
【００３４】
また陽極室１３のみに食塩溶液が供給されることで陰極室１４には塩素イオン濃度の低いアルカリ水が生成される。塩素イオンは洗浄力を阻害する因子となるため、陽極室１３のみに食塩溶液が供給することで洗浄力の高いアルカリ水を生成できる。
【００３５】
さらに、本実施例では隔膜として陽イオン交換膜を用いることにより、陽極室１３の水位が陰極室１４の水位よりも高くても塩素イオンが陽極室１３から陰極室１４に移動することを防いでいる。しかし、陽極室１３と陰極室１４の水位差ｈが大きすぎると圧力差によって塩素イオンが陽極室１３から陰極室１４へ染み出してしまう。そこで、ｈは大きくても８０ｍｍ以下であることが望ましい。これは、水位差ｈが８０ｍｍ以上であると、水位差が無いあるいは陽極室１３の水位が陰極室１４の水位よりも高い場合に比べて３倍以上もの塩素イオンがアルカリ水中に含まれてしまうからである。
【００３６】
陽極室１３に生成される塩素ガスＣｌ2↑、酸素ガスＯ2↑および陰極室１４に生成される水素ガスＨ2↑は注水口２０、フィルタ部材１９を通過して外部に排出される。なお、電解によって生じるガスを余水貯留部２３に貯留する水に溶解させ、塩素ガスなどによる電装部分の腐食を防ぐ構成にしてもよい。
【００３７】
そして、所定時間ｔｅ電解を行った後、酸性水排水弁３８が制御手段４０によって一定時間作動することで、陽極室１３に生成された酸性水の一部を余水貯留部２３に流入させる。このことにより、電解終了後に水位差が解除されるため、隔膜１２を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入による中和が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止できる。そして、使用者が取水スイッチ４７を押すと、吐水手段３４が駆動し、吐出路３５を通過して吐出口３６から電解水容器３７に注入される。なお、この時電解水容器３７が吐出口３６に対向する位置に載置されていない場合は容器検知手段４３によって検出され、取水動作に移行しない。これにより誤って容器外に電解水を吐出することがなくなる。なお、取水スイッチを設けず、制御手段４０により、電解終了後直ちに吐水手段３４を駆動し、アルカリ水を取り出す方式にしてもよい。この場合も電解隔膜を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入による中和が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止できる。また、電解水容器３７には噴霧機構（図示せず）を設けて被洗浄面に直接スプレー噴霧して使用することもできる。
【００３８】
また、陽極室１３で生成される酸性水は、酸性水排水弁３８が開きくことで余水貯留部２３に流入し、余水貯留部２３に貯留していた水によって希釈された後、排水弁３９を開くことによって外部に排出する構成であるため、酸性水による腐食を防ぐことができる。なお、本実施例では酸性水を希釈した後排水する構成としているが、陽極室１３の陽イオンが陰極室１４に移動しているため、この酸性水は塩素イオンリッチでｐＨの低い強酸性水であるので、余水貯留部２３に貯留していた水で希釈せずに、殺菌水として利用してもよい。
【００３９】
また、パルスカウンタ４４はパルスポンプから構成される給液手段２９の駆動信号であるパルス数をカウントする。このパルス数によって食塩の消費量が決まり、所定パルス数すなわち食塩タンク２５内の食塩残量が少なくなった時点で操作パネル４１の食塩補給報知手段４９が点灯もしくは点滅し、食塩の補給が使用者に報知される。
【００４０】
また、給塩路３１に逆止弁３３を設けたので陽極室１３への給水時に食塩タンク２５側への原水の逆流が防止され、電解質溶液の原水逆流による希釈が防止される。この結果、常に所望の濃度の電解質溶液が精度良く食塩供給口３２から電解槽へ供給されることとなり、安定したｐＨ値が得られる。
【００４１】
さらに、陽極室１３側の水を食塩タンク２５に供給する構成としているので、陰極１５ｂや陰極室１４内に生成されるスケール片による給液手段２９の目詰まりを防止できる。すなわち電解を行うことで原水に含まれるカルシウムやマグネシウムイオンが水酸基と反応して水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケールとなって陰極１５ｂや陰極室１４壁面に付着し、電解槽１１に原水を入れる際の剥離作用によって微少なスケール片となって原水に混入される場合がある。したがって陰極室１４側の水を食塩タンク２５に供給する構成とした場合、微少流量を制御する給液手段２９にスケール片が堆積して目詰まりが発生し、電解質溶液が供給されなくなる場合があるが、陽極室１３側の水を食塩タンク２５に供給することで上記不具合が防止され、給液手段２９の長寿命化が図れる。
【００４２】
なお、本実施例では陽極室１３の水位を陰極室１４の水位よりもｈだけ高くし、ナトリウムイオンの移動を促進させて強アルカリ水と強酸性水を得る構成にしたが、陰極室１４の水位を陽極室１３の水位よりも高くすることで、塩素イオンの移動を促進させて強酸性水と強アルカリ水を得る構成にしてもよい。なお、この場合は隔膜として陰イオン交換膜を用いることで、より効果的に塩素イオンを移動させることができる。また、陰極室１４に供給される水道水中の塩素イオンも陽極室１３に移動するため、塩素イオン濃度の低い強アルカリ水を得ることができる。
【００４３】
（実施例２）
図４は本発明の第２の実施例の電解水生成装置の構成図である。なお、実施例１の電解水生成装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。同図において、実施例１と異なる点は、陽極室１３と陰極室１４のそれぞれに陽極室余水排水口５１と陰極室余水排水口５２が高さがｈ異なる位置に設けられ、これによって陽極室１３と陰極室１４の水位にｈだけ差を設けること、および、陽極室余水排水口５１が余水貯留部２３の下部に連通し、陽極室１３で発生した塩素ガスが余水貯留部２３に貯留した水に溶解する点である。
【００４４】
また，本実施例では水位差に加え、陽極室１３と陰極室１４にそれぞれガス抜き用の通孔である陽極通孔５３、陰極通孔５４を備えた着脱自在の陽極室蓋５５と陰極室蓋５６を設け、陽極通孔５３の孔径および陽極室余水排水口５１の口径を小さくすることで電解によって陽極室１３で生成される酸素ガスや塩素ガスを充満させて隔膜１２間に圧力差を設けている。
【００４５】
上記構成において次に動作、作用について説明する。なお、実施例１の電解水生成装置と同じ動作、作用のものは説明を省略する。
【００４６】
まず使用者は、陽極室蓋５５および陰極室蓋５６を空け、中に水を供給する。この際、実施例１のようにフィルタを通した水を供給することで、異物やスケール成分を除去することができる。そして、使用者が所定量以上の水を電解槽１１に供給した場合、余分な水は陽極室余水排水口５１と陰極室余水排水口５２から、余水貯留部２３に流れ出る。ここで，陽極室余水排水口５１と陰極室余水排水口５２はｈだけ高さが異なっているため、使用者が意識をすることなく容易に陽極室１３と陰極室１４の水位にhだけ差をつけることができる。
【００４７】
そして、電解を行うと、化式１、化式２の反応が起こり、陽極室１３からは塩素ガスと酸素ガスが、陰極室１４からは水素ガスが発生する。このガスはそれぞれ陽極通孔５３と陰極通孔５４および陽極室余水排水口５１と陰極室余水排水口５２より外部に排気されるが、本実施例では、陽極通孔５３の孔径および陽極室余水排水口５１の口径を小さく設計しているため、陽極室１３にガスが充満し陽極室１３内の圧力が増加することによって、隔膜１２間に圧力差が設けられている。
【００４８】
また、電解を行うと共に、ナトリウムイオンの移動に伴い陽極室１３と陰極室１４のナトリウムイオン濃度に差が少なくなり、ナトリウムイオンが陽極室１３から陰極室１４へ移動しにくくなるが、電解を行うと共にガスがさらに充満し、陽極室１３内の圧力が増すことで、隔膜１２間の圧力差が増していくため、ナトリウムイオン移動促進効果が持続される。
【００４９】
なお、電解終了後に陽極通孔５３を大きくし、陽極室１３内に充満したガスを開放する構成にすることで、陽極室１３内の圧力を開放し、陽極室１３内と陰極室１４内の圧力差を解除することができるので、電解終了後の隔膜１２を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入が防止できる。
【００５０】
そして、電解によって陽極室１３に発生した塩素ガスは空気よりも重いため、陽極室１３上部の陽極室蓋５５に設けられた陽極室通孔５３からではなく、陽極室余水排水口５１から余水貯留部２３に排気され、余水貯留部２３に貯留する水に溶解する。このことによって、外部に塩素ガスが流出することがないため、電装部分などの腐食を防ぐことができる。
【００５１】
なお、本実施例では，陽極室１３の水位を陰極室１４の水位よりも高くすること、および、陽極通孔５３を小さく設計して陽極室１３内の圧力を増加させることにより、ナトリウムイオンの移動を促進させて強アルカリ水と強酸性水を得る構成にしたが、逆に陰極室１４内の圧力を陽極室１３内の圧力よりも大きくすることで、塩素イオンの移動を促進させて強酸性水と強アルカリ水を得る構成にしてもよい。なお、この場合は隔膜として陰イオン交換膜を用いることで、より効果的に塩素イオンを移動させることができる。また、陰極室１４に供給される水道水中の塩素イオンも陽極室１３に移動するため、塩素イオン濃度の低い強アルカリ水を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、使用者は水の供給過多を気にすることなく容易に給水を行える。また、余水排水手段が作用した後電解を可能とすれば、水の供給不足を防ぐことができる。さらに、余水排水手段によって陽極室と陰極室に水位差を設ける構成にすれば、使用者が意識することなく容易に水位差をつけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における電解水生成装置の構成図
【図２】 本発明の実施例１における操作パネルの構成図
【図３】 本発明の実施例１における給液手段、電解電流、吐出手段の動作を示すタイムチャート
【図４】 本発明の実施例２における電解水生成装置の構成図
【図５】 従来の電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
１１ 電解槽
１２ 隔膜
１３ 陽極室
１４ 陰極室
１５ａ 陽極
１５ｂ 陰極
２１ 余水排水口（余水排水手段）
２２ 余水排水路
２３ 余水貯留部
５１ 陽極室余水排水口
５２ 陰極室余水排水口

Claims (4)

1. 隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し水を電解する電解槽と、前記電解槽の上方に設けられ前記電解槽に水を注水するための注水口と、前記注水口よりも下方で電解槽の側面に設けられた水を排水する余水排水手段と、前記余水排水手段と連通し余水排出手段から排出された水を貯留する余水貯留部と、前記電解槽の陰極室の下方に設けられた陰極水出口と、前記電解槽の陽極室の下方に設けられた陽極水出口とを有し、前記電解槽に滞留している水の水位を、陽極室と陰極室の一方を高水位に、他方を低水位にするとともに、前記陰極水出口から排出されるアルカリ水は電解質容器に取水され、前記陽極水出口から排出される酸性水は前記余水貯留部に貯留される電解水生成装置。
2. 注水口は、高水位側の電極室の上方に設けられ、高水位側の電極室に水を注水し、高水位側の電極室から溢れ出た水が低水位側の電極室に供給される構成とし、高水位側の電極室から低水位側の電極室に流れ出た水が、低水位側の電極室で所定量以上になると、低水位側の電極室に設けられた余水排出手段から排出する請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 電解槽により生成された電解水の一部を余水貯留部に排水し、前記余水貯留部に貯留されている水と混合させる請求項１または２に記載の電解水生成装置。
4. 余水排水手段から水が排水された後、電解槽の水を電解する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解水生成装置。

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