JP5883891B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、水を電気分解することによって電解水素水を生成する電解槽を備えた電解水生成装置に関する。

近年、食品関連、医療関連、農業関連等の分野において、電解水生成装置を活用するニーズが高まっている。このような分野では、大量の電解水素水を使用するため、複数の電解槽を備える電解水生成装置が用いられている。一般的に、複数の電解槽を備えた電解水生成装置では、給水路を分岐させて複数の電解槽のそれぞれに給水する方式が採用されている。

特許文献１には、電気分解ユニットをｎ段並列に接続した多段型の電解水生成装置が開示されている（例えば、特許文献１の図３参照）。特許文献１の電解水生成装置において、電解槽ユニットは、それぞれの電解槽ユニットに接続された処理水入口パイプ接続部の配置方向が同一となるように並べられて配置されている。そして、ｎ個の処理水入口パイプ接続部は、水流開閉コックを介してｎ個に分岐される総処理水入口パイプ部に接続されているものである。

また、特許文献２には、複数の電解槽が並列的に接続された電解水生成装置が開示されている（例えば、特許文献２の図５参照）。特許文献２の電解水生成装置において、電解槽は、並列的に接続されており、これらの電解槽のそれぞれの導入口に原水を供給する給水系が設けられている。この給水系は、メイン給水配管とここから分岐された複数の分岐給水配管とから構成されている。各分岐給水配管には、減圧弁および電磁弁が設けられ、その先でさらに２つに分岐されて、その各分岐先に定流量弁および手動バルブが設けられているものである。

特開２００５−１７７５９７号公報 国際公開第９９／１０２８６号

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された電解水生成装置では、原水は、給水路の上流端に近い側の電解槽から順に流入するため、給水路の上流端に近い側の電解槽と、遠い側の電解槽とでは、電解槽の給水口における原水の入水圧が異なる、すなわち各電解槽への原水の入水量に差が生じる。

ここで、電解水素水のｐＨ値や、溶存水素濃度の値は、電解槽の電極に印加する電流と、電解槽への原水の入水量（電解槽内の流水量）とに応じて定まる値である。そのため、各電解槽の電極に同じ電流を印加したとしても、それぞれの電解槽への原水の入水量が異なれば、各電解槽から出水される電解水素水のｐＨ等の値も異なることになる。そうすると、使用者が所望する特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）を有する電解水素水を取水できない可能性がある。電解水生成装置で生成された水は、飲用水や調理用水としてそのまま人体に取り込まれる場合も多く、電解水素水の特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）が所望の特性と異なることは好ましくない。

上記問題に対して、各電解槽に流入する原水の流量をそれぞれ検出するために、各電解槽用に流量センサと電源とを設け、各流量センサが検出した各電解槽への原水の入水量に応じて、各電源から各電解槽に印加する電流を制御する方法が考えられる。しかしながら、その場合、複数の流量センサおよび各電解槽の電流を制御するための複数の電源が必要となるため、電解水生成装置の製造コストが高くなってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、複数の電解槽を有する電解水生成装置において、製造コストの増加を抑制しつつ、所望の特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）の電解水素水を生成する電解水生成装置を提供することにある。

本発明に係る３個以上の電解槽を備えた電解水生成装置において、各電解槽に接続される第１給水路と、電解水生成装置の外部からの原水を受ける第２給水路と間を２つ以上に分岐された分岐給水路で接続するものとした。

すなわち、本発明の第１態様では、３個の電解槽を備えた電解水生成装置において、前記３個の電解槽は、順に並べられて配列された第１電解槽、第２電解槽及び第３電解槽を含み、前記各電解槽に下流端部が接続された複数の下流側給水路と、該複数の下流側給水路の上流端同士を一本で接続する接続給水路と、からなる電解槽側給水路と、電解水生成装置の外部からの原水を受ける原水側給水路と、前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第１電解槽及び前記第２電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第１分岐給水路と、前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第２電解槽及び前記第３電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第２分岐給水路とを備え、前記第１分岐給水路の下流端部から前記第１電解槽までの水路長さと、前記第１分岐給水路の下流端部から前記第２電解槽までの水路長さとを等しく、かつ、前記第２分岐給水路の下流端部から前記第２電解槽までの水路長さと、前記第２分岐給水路の下流端部から前記第３電解槽までの水路長さとを等しく設定したことを特徴とする。

本態様によると、原水側給水路と電解槽側給水路との間は、第１分岐給水路及び第２分岐給水路によって接続されている。これにより、電解水生成装置の外部から入水された原水は、原水側給水路を介して第１分岐給水路及び第２分岐給水路に分岐され、その後、電解槽側給水路を介して各電解槽に供給される。このような給水路構成とすることによって、各電解槽入口における入水圧のばらつきを低減することができる。これにより、各電解槽への原水の入水量のばらつきが低減されるため、所望の特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）の電解水素水を得ることができる。すなわち、本態様の電解水生成装置は、電解槽毎の電流制御のための流量センサや電源を設けることなしに、所望の特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）の電解水素水を得ることができる。

さらに、本態様によると、第１電解槽に接続された下流側給水路の上流端部および第２電解槽に接続された下流側給水路の上流端部から第１分岐給水路の下流端部までの相互の水路長さが等しく設定されている、すなわち、第１電解槽及び第２電解槽から第１分岐給水路の下流端部までの相互の長さが等しくなっている。同様に、第２電解槽および第３電解槽から第２分岐給水路の下流端部までの相互の長さが等しくなっている。これにより、各電解槽入口における入水圧のばらつきをより効果的に低減することができる。

本発明の第２態様では、第１態様記載の電解水生成装置において、前記３個の電解槽に加えて、前記第１乃至第３電解槽の配列方向に沿って配列された第４電解槽を含み、前記電解槽側給水路は、下流端部が前記第４電解槽に接続された下流側給水路を含み、前記第４電解槽に接続された下流側給水路の上流端部は、前記接続給水路と接続されており、前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第３電解槽及び前記第４電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記第２分岐給水路の途中部、又は前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第３分岐給水路とを備え、前記第３分岐給水路の下流端部から前記第３電解槽までの水路長さと、前記第３分岐給水路の下流端部から前記第４電解槽までの水路長さとを等しく設定したことを特徴とする。

本発明の第３態様では、順に並べられて配設された３個以上の電解槽を備えた電解水生成装置であって、前記各電解槽に各々の下流端部が接続された複数の下流側給水路と、前記複数の下流側給水路の上流端同士を一本で接続する接続給水路と、からなる電解槽側給水路と、前記電解水生成装置の外部からの原水を受ける原水側給水路と、前記原水側給水路の下流端に上流端が接続され、途中部分が少なくとも１回分岐され、分岐後の下流端部が、隣接する前記電解槽に接続された前記下流側給水路の上流端部間の前記接続給水路にそれぞれ接続される分岐給水路とを備え、前記分岐給水路の下流端から前記隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されていることを特徴とする。

本態様によると、電解水生成装置は、分岐給水路の下流端から隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されている。これにより、各電解槽入口における入水圧のばらつきをより効果的に低減することができる。

本発明の第４態様では、第１態様記載の電解水生成装置において、前記各電解槽に上流端部が接続された複数の上流側出水路と、該複数の上流側出水路の下流端同士を一本で接続する接続出水路と、からなる電解槽側出水路と、前記電解水生成装置の出水口に接続された利用側出水路と、上流端部が、前記第１及び第２電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端間において前記接続出水路に接続され、下流端部が、前記利用側出水路の上流端に接続される第１分岐出水路と、上流端部が、前記第２及び第３電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端間において前記接続出水路に接続され、下流端部が、前記利用側出水路の上流端に接続される第２分岐出水路と、前記第１電解槽から前記第１分岐出水路の上流端部までの水路長さと、前記第２電解槽から前記第１分岐出水路の上流端部までの水路長さとを等しく、かつ、前記第２電解槽から前記第２分岐出水路の上流端部までの水路長さと、前記第３電解槽から前記第２分岐出水路の下流端部までの水路長さとを等しく設定したことを特徴とする。

本発明の第５態様では、第３態様記載の電解水生成装置において、前記各電解槽に各々の上流端部が接続された複数の上流側出水路と、前記複数の上流側出水路の下流端同士を一本で接続する接続出水路と、からなる電解槽側出水路と、前記電解水生成装置の出水口に接続された利用側出水路と、前記利用側出水路の上流端に下流端が接続され、途中部分が少なくとも１回分岐され、分岐後の上流端部が、隣接する前記電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端部間の前記接続出水路にそれぞれ接続される分岐出水路とを備え、前記分岐出水路の上流端から前記隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されていることを特徴とする。

本態様によると、電解槽側出水路と利用側出水路との間は、分岐出水路によって接続されている。また、分岐出水路の上流端から隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されている。このような出水路構成とすることによって、各電解槽出口における出水圧のばらつきを低減することができる。各電解槽の出口から各電解槽の入口までは連通しているため、出水圧のばらつきを低減することによって、入水圧のばらつきを低減することができる。すなわち各電解槽入口における入水圧のばらつきをより効果的に低減することができる。

本発明によれば、３個以上の電解槽を備えた電解水生成装置において、各電解槽入口における入水圧のばらつきを低減することができるため、所望の特性（ｐＨ値や溶存水素濃度の値）の電解水素水を得ることができる。

実施形態に係る電解水生成装置を左斜め上側から見た一部分解斜視図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）の領域Ｘを拡大した図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 電解水生成装置の水路図である。 電解水生成装置内の水の流れを模式的に示した図である。 電解水生成装置の給水路のバリエーション例を模式的に示した図である。 電解水生成装置の他の取水路のバリエーション例を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用範囲あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

図１および図２に示すように、電解水生成装置１０は、３つの電解槽ユニット２０，２０，２０と、給水路６１と、出水路としての取水路６２と、出水路としての排水路６３と、電源などを含む電装部１９と、３つのダブルクロスライン弁５０，５０，５０と、各電解槽ユニット２０とダブルクロスライン弁５０とを接続固定するための３つのユニット固定具７０，７０，７０と、各ダブルクロスライン弁５０を駆動する３つのモータ６０，６０，６０と、これらを収容するためのハウジング１１とを備えている。

ハウジング１１は、前後方向において、互いに対向して配置された前面パネル１１ａおよび背面パネル１１ｂと、前面パネル１１ａおよび背面パネル１１ｂの上端同士、下端同士および右端同士をそれぞれ一体に接続する上面パネル１１ｃ、底パネル１１ｄおよび右面パネル１１ｅとを備えている。ハウジング１１の左右方向の中間部分には、ハウジング１１の左側の３つの電解槽ユニット２０，２０，２０を収容する取付空間１５と、ハウジングの右側の給水路６１、取水路６２、排水路６３（以下、これらをまとめて通水路ともいう）、電装部１９を収容する空間とを区画する板状の第１分割フレーム１３が設けられている。また、ハウジング１１の右側上部の電装部１９を収容する空間と、ハウジング１１の右側下部の給水路６１、取水路６２および排水路６３を収容する空間とは、ハウジングの右側における上下方向の中間に設けられた板状の第２分割フレーム１４で区画されている。これにより、３つの電解槽ユニット２０，２０，２０が収容された取付空間１５および通水路等と、電装部１９とは物理的に完全に分離されており、仮に電解槽ユニット２０や通水路等からハウジング１１内に水が吐出されたとしても、その水が電装部１９に浸入しないようにすることができる。なお、本実施形態の説明において、「前」とは前面パネル１１ａ側を、「後」とは背面パネル１１ｂ側を指すものとする。

３つの電解槽ユニット２０，２０，２０は、取付空間１５内において、第１分割フレーム１３に沿うように前後方向に並べて配置されている。各電解槽ユニット２０は、電解槽２１を備えている。なお、以下の説明において、説明の便宜上、後側の電解槽２１を「第１電解槽２１ａ」といい、中間の電解槽２１を「第２電解槽２１ｂ」といい、前側の電解槽２１を「第３電解槽２１ｃ」ということがある。

第１分割フレーム１３には、前後方向の中間に左右方向に貫通する６つの電解槽支持孔１３ａ，１３ａ，…と、各電解槽ユニット２０を第１分割フレーム１３に固定するための各２個のねじ孔１３ｂ，１３ｂとが前後方向に並べて形成されている。電解槽支持孔１３ａ，１３ａは、各電解槽２１を前記ねじ孔１３ｂ，１３ｂにねじ３６，３６によってねじ止め固定する際に、電解槽２１を一時的に係止するための孔である。さらに、図２に示すように、第１分割フレーム１３の下側部分には、後述する比率調整ユニット６１ｅ、接続取水路６２ｂ、接続排水路６３ｂを通すための左右方向に貫通する貫通孔が形成されている。

また、このハウジング１１の左側の開口は、着脱可能な板状の取付扉１２によって閉塞されており、この取付扉１２は、その前後方向および上下方向の隅角部をねじ止めすることによりハウジング１１に固定されている（図１参照）。また、取付扉１２の下側における前後方向の両側には、凹陥する把持部１２ａ，１２ａが形成され、作業者は、把持部１２ａ，１２ａを持って、取付扉１２の取り付け／取り外しを行う。

ハウジング１１の前面パネル１１ａの上側には、使用者の操作を受ける操作部７１ａと、使用水量、使用時間、電解槽の交換時期等の表示を行う表示部７１ｂとを備えた制御パネル７１が設けられている（図１参照）。

ハウジング１１の底パネル１１ｄの左後側には、ハウジング１１内に吐水された水を排出するためのスリット８１が形成されている。スリット８１は、底パネル１１ｄの左端部から右方向に延びている（図２（ｂ）参照）。図示しないが、スリット８１は、前後方向に並べて形成された複数本の長孔からなり、各長孔は、底パネル１１ｄの上下方向に貫通している。

図２（ｂ）に示すように、ハウジング１１内の左側において、底パネル１１ｄの上には、固定パネル１３ｆが設けられている。固定パネル１３ｆは、断面視でＵ字形状のベース部１３ｇと、そのベース部の左側端部から左側に延びるように折り曲げられた板状の固定部１３ｈとを有している。固定パネル１３ｆのベース部１３ｇの底部と底パネル１１ｄとは、ねじ止め固定されている。固定部１３ｈには、上下方向に貫通するねじ孔が形成されており、ユニット固定具７０は、固定部１３ｈに形成されたねじ孔を通るねじによって固定部１３ｈにねじ止め固定されている。また、固定部１３ｈには、Ｌ字状のＬ字スリット８２が形成されている。なお、図示しないが、Ｌ字スリット８２は、スリット８１と対応する位置に、複数本、前後方向に並べて形成されている。これにより、ハウジング１１内に水漏れ等が発生した場合でも、水は、Ｌ字スリット８２およびスリット８１を介してハウジング１１外に排出される。

ユニット固定具７０は、図１に示すように、平面視において、裏側に向かって凹陥するＵ字状板であり、この凹陥部分には、前後方向に延びる円筒状のダブルクロスライン弁５０が収納されている。また、ユニット固定具７０の後側の側板は、ダブルクロスライン弁５０の後側（図１の左側）にあたる部分が矩形状に切り欠かれている。

ダブルクロスライン弁５０は、第１および第２切替弁５１，５２（図６参照）と、第１および第２流量制御弁５３，５４（図６参照）とを備えている。また、ダブルクロスライン弁５０の左側には、左端部が開口した４つの筒状の接続部５７，５７，…が突設するように一体に形成されている（図１参照）。

モータ６０は、ユニット固定具７０の後側（図１の左側）側板の後側に設けられており、上記矩形状の切り欠き部分を介してダブルクロスライン弁５０に駆動連結されている。モータ６０は、ダブルクロスライン弁５０の第１および第２切替弁５１，５２（図６参照）と、第１および第２流量制御弁５３，５４（図６参照）とを駆動する。なお、第１切替弁５１と第２切替弁５２（図６参照）は、同期して作動（すなわち、連動）する弁であり、第１流量制御弁５３と第２流量制御弁５４（図６参照）とは同期して作動（すなわち、連動）する弁である。なお、第１切替弁５１と第２切替弁５２（図６参照）とが連動せずに、それぞれ別々に駆動されるようにしてもよい。同様に、第１流量制御弁５３と第２流量制御弁５４（図６参照）とが連動せずに、それぞれ別々に駆動されるようにしてもよい。

［電解槽ユニット］
次に、電解槽ユニット２０について詳細に説明する。

図１に示すように、電解槽ユニット２０は、水を電気分解する箱型状（樹脂製）の電解槽２１と、２つの給水管２４と、２つの出水管２５と、固定具２６とを備えている。

図２および図６に示すように、電解槽２１は、矩形箱状のケーシング本体２２と、ケーシング本体２２内に収納された隔膜４１と、隔膜４１によって区画された第１および第２電極室４５ａ，４６ａと、第１電極室４５ａ内に設けられた電極板４５ｂと、第２電極室４６ａ内に設けられた電極板４６ｂとを備えている。

出水管２５，２５の上流端部は、ケーシング本体２２の幅方向（図１の前後方向）の両上端付近において、それぞれ、ケーシング本体２２に抜け止め固定されている。これにより、出水管２５，２５は、ケーシング本体２２の内部に連通する水路に接続される。同様に、給水管２４，２４の下流端部は、ケーシング本体２２の下面において、それぞれ、ケーシング本体２２に抜け止め固定されている。これにより、給水管２４，２４は、ケーシング本体２２の内部に連通する水路に接続される。

固定具２６は、出水管２５，２５の下流端部および給水管２４，２４の上流端部を固定するためのものであり、出水管２５，２５の下流端部および給水管２４，２４の上流端部は、その開口端面が同一方向を向くように固定される（図１参照）。そして、固定具２６は、出水管２５，２５の下流端部および給水管２４，２４の上流端部を固定した状態でそれらの各端部がダブルクロスライン弁５０の接続部５７に挿入されるように左から右に押し込まれて、ねじ３３，３３によってユニット固定具７０に形成されたねじ孔７０ｅにねじ止め固定されている。

［給水路］
次に、図１〜図３を用いて、給水路６１について詳細に説明する。なお、給水路６１とは、後述の給水口６１ｄから各電解槽２１までの水路のことを指している。

ハウジング１１の背面パネル１１ｂには、前後方向に貫通する貫通孔１１ｆが形成されている（図３参照）。電解水生成装置１０には、平面視において、上記貫通孔１１ｆから、後側に向かってＬ字状に形成された円筒状の給水路端部６１ｃが取り付けられており、給水路端部６１ｃの後端には、給水口６１ｄが形成されている。

図３に示すように、第２給水路６１ａは、給水路端部６１ｃの下流端部と液密状に一体的に接続された円筒状の水路（配管）であり、上記貫通孔１１ｆから電解水生成装置１０の内方、すなわち前側に延びるとともに、その下流端部が左側に折り曲げられている。分岐給水路６４は、円筒状の水路（配管）であり、その上流端部は、配管継手６７によって第２給水路６１ａの下流端部に液密状に一体的に接続されている。分岐給水路６４は、上記の配管継手６７によって、第１および第２分岐給水路６４ａ，６４ｂの２つに分岐された円筒状の水路（配管）である。第１分岐給水路６４ａは、上記の配管継手６７から後側に延びた後、左側に折り曲げられている。第２分岐給水路６４ｂは、第２給水路６１ａの下流端部と同軸上に延びている、すなわち、上記の配管継手６７から左側に延びている。

第１給水路６１ｂは、円筒状の水路（配管）であり、下流端部が各電解槽２１に接続された下流側給水路６６と、第１分割フレーム１３に沿うように前後方向に延びており、下流側給水路６６の上流端部が接続された上流側給水路６５とによって構成されている。下流側給水路６６は、給水管２４，２４と、ダブルクロスライン弁５０と、ダブルクロスライン弁５０の下側から第１分割フレーム１３の貫通孔（図２参照）を介して右側に延びるように構成された円筒状の比率調整ユニット６１ｅとによって構成されている（図６参照）。すなわち、下流側給水路６６の上流端部は、第１分割フレーム１３の貫通孔（図２参照）を通って左右方向に延びている。なお、以下の説明において、説明の便宜上、第１電解槽２１ａに接続されている下流側給水路６６を「第１下流側給水路６６ａ」といい、第２電解槽２１ｂに接続されている下流側給水路６６を「第２下流側給水路６６ｂ」といい、第３電解槽２１ｃに接続されている下流側給水路６６を「第３下流側給水路６６ｃ」ということがある。

第１および第２下流側給水路６６ａ，６６ｂは、それぞれ、配管継手６７，６７によって、上流側給水路６５に液密状に一体的に接続されている。第３下流側給水路６６ｃは、上流側給水路６５の前端部に液密状に一体的に接続されている。

上流側給水路６５は、第１下流側給水路６６ａの上流端部と、第２下流側給水路６６ｂの上流端部とを接続する第１上流側給水路６５ａと、第２下流側給水路６６ｂの上流端部と、第３下流側給水路６６ｃの上流端部とを接続する第２上流側給水路６５ｂとによって構成されている。そして、第１分岐給水路６４ａの下流端部は、第１上流側給水路６５ａの前後方向における中央に配管継手６７によって接続されている。これにより、第１分岐給水路６４ａの下流端部から第１下流側給水路６６ａの上流端部および第２下流側給水路６６ｂの上流端部までの相互の長さが等しくなっている。同様に、第２分岐給水路６４ｂの下流端部は、第２上流側給水路６５ｂの前後方向における中央に配管継手６７によって接続されている。これにより、第２分岐給水路６４ｂの下流端部から第２下流側給水路６６ｂの上流端部および第３下流側給水路６６ｃの上流端部までの相互の長さが等しくなっている。ここで、第１〜第３下流側給水路６６ａ〜６６ｃは、実質的に同じ構成であるため、上記のように給水路６１を構成することにより、各電解槽（第１〜第３電解槽２１ａ〜２１ｃ）入口における入水圧のばらつきを低減することができる。

［出水路（取水路および排水路）］
次に、図１，図２および図４を用いて、出水路（取水路６２および排水路６３）について詳細に説明する。

ハウジング１１前側の下端寄りの部位には、前後方向に貫通する左貫通孔１１ｇおよび右貫通孔１１ｈが左右方向に並べて形成されている。

取水路６２は、前後方向に延びる円筒状の主取水路６２ａを有しており（図２または図４参照）、主取水路６２ａと一体的に接続された取水路端部６２ｃが上記の左貫通孔１１ｇから前側に向かって突出するように設けられている（図１参照）。ダブルクロスライン弁５０と主取水路６２ａとの間は、比率調整ユニット６１ｅおよび接続取水路６２ｂ（フレキシブル管）を介して、逆止弁付きの配管継手６８（以下、単に配管継手６８ともいう）によって接続されている（図４参照）。また、取水路端部６２ｃの下流端部には、ハウジング１１の前側に向かって開口する取水口６２ｄが形成されている（図１参照）。

排水路６３は、前後方向に延びる円筒状の主排水路６３ａを有しており（図２または図４参照）、主排水路６３ａと一体的に接続された排水路端部６３ｃが上記の右貫通孔１１ｈから前側に向かって突出するように設けられている（図１参照）。ダブルクロスライン弁５０と主排水路６３ａとの間は、接続排水路６３ｂ（フレキシブル管）を介して、逆止弁付きの配管継手６８によって接続されている（図４参照）。また、排水路端部６３ｃの下流端部には、ハウジング１１の前側に向かって開口する排水口６３ｄが形成されている（図１参照）。

上流側給水路６５と主排水路６３ａとの間は、円筒状のバイパス管６９を介して接続されており、バイパス管６９には、電磁弁５９が設けられている（図３参照）。電磁弁５９は、電解水生成装置１０の使用時には閉塞され、不使用時には開放される弁である。すなわち、電磁弁５９は、電解水生成装置１０の不使用時に第２給水路６１ａ、第１および第２分岐給水路６４ａ，６４ｂおよび上流側給水路６５内に残っている水を排出するための弁である。

［電解水生成装置の水の電気分解動作］
図５は、給水口６１ｄから供給された原水が、取水口６２ｄおよび排水口６３ｄから出水するまでの水路の概念図である。

給水口６１ｄおよび給水路端部６１ｃを介してハウジング外部から給水された原水は、図５に示すように、電磁弁５５、減圧弁５６および流量センサ５８を介して第２給水路６１ａに供給される。電磁弁５５は、電解水生成装置１０の使用時には開放され、不使用時には閉塞される弁である。減圧弁５６は、ハウジング外部から給水された原水を所定の圧力に減圧する弁であり、流量センサ５８は、給水路６１に通水される流量を計測するセンサである。

第２給水路６１ａを流れる水は、第１および第２分岐給水路６４ａ，６４ｂによって２つに分岐され、第１および第２分岐給水路６４ａ，６４ｂのそれぞれから上流側給水路６５に給水される。なお、上述のとおり、第１および第２分岐給水路６４ａ，６４ｂの上流端部は、第２給水路６１ａの下流端部と接続される一方、第１分岐給水路６４ａの下流端部は、第１上流側給水路６５ａの中央に接続され、第２分岐給水路６４ｂの下流端部は、第２上流側給水路６５ｂの中央に接続されている。これにより、第２給水路６１ａに給水された原水が分岐給水路６４，６４および配管継手６７を介して、実質的に均等に分配されて上流側給水路６５（第１上流側給水路６５ａ、第２上流側給水路６５ｂ）に供給され、その後、実質的に均等に分配されて各電解槽２１に供給される。

次に、給水路６１から給水された水が電解槽２１で電気分解されて取水路６２および排水路６３に出水されるまでの動作について、図５，図６を用いて詳細に説明する。

まず、電解槽２１内において、第１電極室４５ａが陰極室であり、第２電極室４６ａが陽極室である場合について説明する。このとき、電極板４５ｂは陰極であり、電極板４６ｂは陽極である。また、第１切替弁５１および第２切替弁５２は、図６の実線の状態に切り替えられている。

第１給水路６１ｂから給水された水は、比率調整ユニット６１ｅで２つに分岐されて、ダブルクロスライン弁５０に流入する。比率調整ユニット６１ｅの一方の経路から流入された水は、第１切替弁５１および一方の給水管２４（以下、説明の便宜上「第１給水管２４」という）を介して、第１電極室（陰極室）４５ａに流入する。そして、第１電極室４５ａで生成された電解水素水は、一方の出水管２５（以下、説明の便宜上「第１出水管２５」という）および第２切替弁５２および第２流量制御弁５４を介して、接続取水路６２ｂおよび主取水路６２ａを経由して、取水口６２ｄから取り出される（図５参照）。一方で、比率調整ユニット６１ｅの他方の経路から流入された水は、第１流量制御弁５３、第１切替弁５１および他方の給水管２４（以下、説明の便宜上「第２給水管２４」という）を介して、第２電極室（陽極室）４６ａに流入する。そして、第２電極室４６ａで生成された酸性水は、他方の出水管２５（以下、説明の便宜上「第２出水管２５」という）、第２切替弁５２を介して出水され、接続排水路６３ｂおよび主排水路６３ａを経由して、排水口６３ｄから排出される（図５参照）。

次に、電解槽２１内において、第１電極室４５ａが陽極室であり、第２電極室４６ａが陰極室である場合について説明する。このとき、電極板４５ｂは陽極であり、電極板４６ｂは陰極である。また、第１切替弁５１および第２切替弁５２は、図６の破線の状態に切り替えられている。

比率調整ユニット６１ｅの一方の経路から流入された水は、第１切替弁５１および第２給水管２４を介して、第２電極室（陰極室）４６ａに流入する。そして、第２電極室４６ａで生成された電解水素水は、第２出水管２５、第２切替弁５２および第２流量制御弁５４を介して、接続取水路６２ｂおよび主取水路６２ａを経由して、取水口６２ｄから取り出される（図５参照）。一方で、比率調整ユニット６１ｅの他方の経路から流入された水は、第１流量制御弁５３、第１切替弁５１および第１給水管２４を介して、第１電極室（陽極室）４５ａに流入する。そして、第１電極室４５ａで生成された酸性水は、第１出水管２５および第２切替弁５２を介して出水され、接続排水路６３ｂおよび主排水路６３ａを経由して、排水口６３ｄから排出される（図５参照）。

なお、使用者の要求に応じて、第１および第２流量制御弁５３，５４を作動させることにより、主取水路６２ａに出水する電解水素水と、主排水路に出水する酸性水との流量調整を行うことができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明を好ましい実施形態により説明してきたが、種々の改変が可能である。

例えば、実施形態では、電解槽２１ａ，２１ｂ，２１ｃを３個備える例について説明したが、電解槽は４個以上でも本発明は適用が可能である。図７では、電解水生成装置１０が電解槽を４個備える例について示している。

図７（ａ）では、４個の第１〜第４電解槽２１ａ〜２１ｄが並べて配置されており、第１〜第４電解槽２１ａ〜２１ｄと上流側給水路６５とが、それぞれ第１〜第４下流側給水路６６ａ〜６６ｄによって接続されている。第２給水路６１ａと上流側給水路６５との間は、３つに分岐された分岐給水路６４（第１〜第３分岐給水路６４ａ〜６４ｃ）によって接続されている。具体的には、第１分岐給水路６４ａの下流端部は、第１下流側給水路６６ａの上流端部と第２下流側給水路６６ｂの上流端部とを接続する第１上流側給水路６５ａの中央に接続されている。同様に、第２分岐給水路６４ｂの下流端部は、第２下流側給水路６６ｂの上流端部と第３下流側給水路６６ｃの上流端部とを接続する第２上流側給水路６５ｂの中央に接続されている。また、第３分岐給水路６４ｃの下流端部は、第３下流側給水路６６ｃの上流端部と第４下流側給水路６６ｄの上流端部とを接続する第３上流側給水路６５ｃの中央に接続されている。これにより、各電解槽（第１〜第４電解槽２１ａ〜２１ｄ）入口における入水圧のばらつきを低減することができる。

なお、図７（ａ）の構成において、第１〜第３分岐給水路６４ａ〜６４ｃのうちのいずれか１つを省いてもかまわない。ただし、３つに分岐された分岐給水路６４（第１〜第３分岐給水路６４ａ〜６４ｃ）を設けた方が、より効果的に各電解槽（第１〜第４電解槽２１ａ〜２１ｄ）入口における入水圧のばらつきを低減することができる。

また、図７（ａ）の構成において、第２給水路６１ａの下流端部と分岐給水路６４との接続位置は、第２給水路６１ａの下流端部と第３分岐給水路６４ｃとが同軸上になるような構成としたがこれに限定されない。例えば、図７（ａ）において、第２給水路６１ａの下流端部と第２分岐給水路６４ｂの下流端部とが同軸上になるように構成してもかまわない。

また、分岐給水路６４と上流側給水路６５との接続位置は、図７（ａ）に限定されない。例えば、図７（ａ）において、第２分岐給水路６４ｂと、第２下流側給水路６６ｂまたは第３下流側給水路６６ｃとが同軸上になるように構成してもかまわない。

また、図７（ａ）の構成において、第２給水路６１ａの下流端部と分岐給水路６４との上流端部との間を、図７（ｂ）に示すように、第４および第５分岐給水路６４ｄ，６４ｅによって、さらに２つに分岐してもよい。このような構成にすることにより、分岐給水路６４の上流端部から第１〜第４下流側給水路６６ａ〜６６ｄの各上流端部までの長さが相互に等しくなる。これにより、より効果的に各電解槽（第１〜第４電解槽２１ａ〜２１ｄ）入口における入水圧のばらつきを低減することができる。

また、図８（ａ），（ｂ）に示すように、取水路６２を２つ以上に分岐する構成にしてもよい。図８（ａ）は電解槽が３個の場合の例であり、図８（ｂ）は電解槽が４個の場合の例である。図８（ａ）では、各電解槽（第１〜第３電解槽２１ａ〜２１ｃ）の接続取水路６２ｂ，６２ｂ，６２ｂと主取水路６２ａとの間において、各電解槽（第１〜第３電解槽２１ａ〜２１ｃ）の接続取水路６２ｂ，６２ｂ，６２ｂに接続された下流側出水路９０と、主取水路６２ａとの間を２つ以上に分岐する分岐出水路９１（第１および第２分岐出水路９１ａ，９１ｂ）とを設けている。具体的には、第１分岐出水路９１ａの上流端部は、第１電解槽２１ａに接続された接続取水路６２ｂの下流端部と、第２電解槽２１ｂに接続された接続取水路６２ｂの下流端部とを接続する第１下流側出水路９０ａの中央に接続されている。同様に、第２分岐出水路９１ｂの上流端部は、第２電解槽２１ｂに接続された接続取水路６２ｂの下流端部と、第３電解槽２１ｃに接続された接続取水路６２ｂの下流端部とを接続する第２下流側出水路９０ｂの中央に接続されている。このような構成とすることにより、各電解槽取水出口における出水圧のばらつきを低減することができる。各電解槽の出口から各電解槽の入口までは連通しているため、出水圧のばらつきを低減することによって、入水圧のばらつきを低減することができる。図８（ｂ）に示すように、第４電解槽２１ｄが増えた場合においても、第３電解槽２１ｃに接続された接続取水路６２ｂの下流端部と第４電解槽２１ｄに接続された接続取水路６２ｂの下流端部とを接続する第３下流側出水路９０ｃと、第３下流側出水路９０ｃの中央に接続される第３分岐出水路９１ｃとを設けることによって、図８（ａ）と同様の効果を得ることができる。なお、図８（ａ），（ｂ）の出水路構成を、排水路６３に適用しても同様の効果が得られる。

また、実施形態では、各電解槽２１と上流側給水路６５との間に、ダブルクロスライン弁５０および比率調整ユニット６１ｅが設けられているものとしたが、ダブルクロスライン弁５０や比率調整ユニット６１ｅを省いて、例えば、各電解槽２１と上流側給水路６５とをフレキシブル管や金属製配管等で直接接続してもかまわない。

また、実施形態では、各電解槽２１は、給水管２４，２４および出水管２５，２５をそれぞれ２つずつ備える例について説明したが、給水管および出水管はそれぞれ１つずつであってもよい。

本開示に係る電解水生成装置は、３個以上の電解槽を備えた電解水生成装置において、所望の特性を有する電解水素水を大量に得ることができるため、例えば、食品関連、医療関連、農業関連等の分野において有用である。

１０ 電解水生成装置
２１ａ 電解槽（第１電解槽）
２１ｂ 電解槽（第２電解槽）
２１ｃ 電解槽（第３電解槽）
６１ａ 第２給水路（原水側給水路）
６１ｂ 第１給水路（電解槽側給水路）
６２ａ 主取水路（利用側出水路）
６２ｂ 接続取水路（上流側出水路、第１出水路）
６４ａ 第１分岐給水路（分岐給水路）
６４ｂ 第２分岐給水路（分岐給水路）
６５ 上流側給水路（接続給水路）
６６ 下流側給水路
９０ 下流側出水路（接続出水路）
９１ａ，９１ｂ，９１ｃ 分岐出水路

Claims (5)

1. ３個の電解槽を備えた電解水生成装置において、
   前記３個の電解槽は、順に並べられて配列された第１電解槽、第２電解槽及び第３電解槽を含み、
   前記各電解槽に下流端部が接続された複数の下流側給水路と、該複数の下流側給水路の上流端同士を一本で接続する接続給水路と、からなる電解槽側給水路と、
   前記電解水生成装置の外部からの原水を受ける原水側給水路と、
   前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第１電解槽及び前記第２電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第１分岐給水路と、
   前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第２電解槽及び前記第３電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第２分岐給水路とを備え、
   前記第１分岐給水路の下流端部から前記第１電解槽までの水路長さと、前記第１分岐給水路の下流端部から前記第２電解槽までの水路長さとを等しく、かつ、
   前記第２分岐給水路の下流端部から前記第２電解槽までの水路長さと、前記第２分岐給水路の下流端部から前記第３電解槽までの水路長さとを等しく設定した
   ことを特徴とする電解水生成装置。
2. 請求項１記載の電解水生成装置において、
   前記３個の電解槽に加えて、前記第１乃至第３電解槽の配列方向に沿って配列された第４電解槽を含み、
   前記電解槽側給水路は、下流端部が前記第４電解槽に接続された下流側給水路を含み、
   前記第４電解槽に接続された下流側給水路の上流端部は、前記接続給水路と接続されており、
   前記電解槽側給水路の前記接続給水路に、前記第３電解槽及び前記第４電解槽に接続された前記２つの下流側給水路の上流端の間において、下流端部が接続され、前記第２分岐給水路の途中部、又は前記原水側給水路の下流端に、上流端部が接続される第３分岐給水路を備え、
   前記第３分岐給水路の下流端部から前記第３電解槽までの水路長さと、前記第３分岐給水路の下流端部から前記第４電解槽までの水路長さとを等しく設定した
   ことを特徴とする電解水生成装置。
3. 順に並べられて配設された３個以上の電解槽を備えた電解水生成装置であって、
   前記各電解槽に各々の下流端部が接続された複数の下流側給水路と、前記複数の下流側給水路の上流端同士を一本で接続する接続給水路と、からなる電解槽側給水路と、
   前記電解水生成装置の外部からの原水を受ける原水側給水路と、
   前記原水側給水路の下流端に上流端が接続され、途中部分が少なくとも１回分岐され、分岐後の下流端部が、隣接する前記電解槽に接続された前記下流側給水路の上流端部間の前記接続給水路にそれぞれ接続される分岐給水路とを備え、
   前記分岐給水路の下流端から前記隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されている
   ことを特徴とする電解水生成装置。
4. 請求項１記載の電解水生成装置において、
   上流端部が前記各電解槽に接続された複数の上流側出水路と、該複数の上流側出水路の下流端同士を一本で接続する接続出水路と、からなる電解槽側出水路と、
   前記電解水生成装置の出水口に接続された利用側出水路と、
   上流端部が、前記第１及び第２電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端間において前記接続出水路に接続され、下流端部が、前記利用側出水路の上流端に接続される第１分岐出水路と、
   上流端部が、前記第２及び第３電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端間において前記接続出水路に接続され、下流端部が、前記利用側出水路の上流端に接続される第２分岐出水路と、
   前記第１電解槽から前記第１分岐出水路の上流端部までの水路長さと、前記第２電解槽から前記第１分岐出水路の上流端部までの水路長さとを等しく、かつ、
   前記第２電解槽から前記第２分岐出水路の上流端部までの水路長さと、前記第３電解槽から前記第２分岐出水路の下流端部までの水路長さとを等しく設定した
   ことを特徴とする電解水生成装置。
5. 請求項３記載の電解水生成装置において、
   前記各電解槽に各々の上流端部が接続された複数の上流側出水路と、該複数の上流側出水路の下流端同士を一本で接続する接続出水路と、からなる電解槽側出水路と、
   前記電解水生成装置の出水口に接続された利用側出水路と、
   前記利用側出水路の上流端に下流端が接続され、途中部分が少なくとも１回分岐され、分岐後の上流端部が、隣接する前記電解槽に接続された前記上流側出水路の下流端部間の前記接続出水路にそれぞれ接続される分岐出水路とを備え、
   前記分岐出水路の上流端から前記隣接する電解槽の各々までの水路長さが相互に等しくなるように構成されている
   ことを特徴とする電解水生成装置。

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