JP6154859B2 - 電解槽及び電解水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、水を電気分解して電解水素水を生成する電解槽及びそれを備えた電解水生成装置に関する。

従来から、隔膜で仕切られた陽極室と陰極室を有する電解槽を備え、電解槽内に導入された水道水等の原水を電気分解して電解水素水を生成する電解水生成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

電解水生成装置の陰極室で生成される水素ガスが溶け込んだ還元性の電解水素水は、胃腸症状の改善に優れた効果を発揮することが期待されている。また、近年、電解水生成装置で生成された電解水素水は、活性酸素の除去に適しているとして注目されている。

ところで、電解水素水の溶存水素濃度を高めるためには、電解槽での水素ガスの発生量を多くすること、及び、発生した水素ガスを効率よく電解水に溶け込ませることが必要とされる。水素ガスを効率よく電解水に溶け込ませるためには、電解槽内での水の流速の分布を均一化することが重要である。

特許第５６３９７２４号公報

図８は、特許文献１に示される電解槽と同等の構成の電解槽１０４を水の流れに直交する断面で切断し、拡大して示している。電解槽１０４では、陽極給電体４１、隔膜４３及び陰極給電体４２の積層体４５は、電解室内での水の流れに直交する断面で波形状に形成されている。これに対して、電解槽１０４の内面１５１、１６１は、積層体４５を挟んで互いに平行に対向する一対の平面Ｐ１、Ｐ２上に形成されている。このため、陽極給電体４１から内面１５１までの距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３は、第２凸状部６３からの距離に応じて変動し、陰極給電体４２から内面１６１までの距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３も、第１凸状部５３からの距離に応じて変動する。その結果、陽極給電体４１から内面１５１までの距離及び陰極給電体４２から内面１６１までの距離が不均一となり、各給電体４１、４２と内面１５１、１６１との間を流れる水の流速が不均一となる。

より具体的には、第１凸状部５３の近傍では、陰極給電体４２から内面１６１までの距離Ｄ２１が小さいため、陰極給電体４２の表面での水の流れが遅くなり、局所的に十分な量の水が供給され難くなる。その結果、例えば、各給電体４１、４２に供給する電解電流を大きくして、陰極給電体４２の表面で大量の水素ガスを発生させる場合にあっては、第１凸状部５３の近傍で、陰極室４０Ｂの電解水素水の溶存水素濃度が局所的に飽和値に近づくおそれがある。このような場合、陰極給電体４２の表面で発生した水素ガスが水に溶け込みにくく、電解水素水と共に気泡状の水素ガスが陰極室４０Ｂから流出されることがあり、陰極室４０Ｂ全体での溶存水素濃度の向上を妨げるおそれがあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、各給電体と電解槽の内面との間を流れる水の流速を均一化することにより、溶存水素濃度を容易に高めることができる電解槽及び電解水生成装置を提供することを主たる目的としている。

本発明の第１発明は、電気分解される水が供給される電解室が形成され、前記電解室内で、互いに対向して配置された陽極給電体及び陰極給電体と、前記陽極給電体と前記陰極給電体とによって挟持され、かつ、前記電解室を前記陽極給電体側の陽極室と、前記陰極給電体側の陰極室とに区分する隔膜とが装着される電解槽であって、前記陽極給電体、前記陰極給電体及び前記隔膜は、前記電解室内での水の流れに直交する断面で波形状に形成され、前記電解槽の前記電解室側を向く内面は、前記陽極給電体側で前記陽極給電体から前記電解槽の外方に離れて設けられ、前記陽極給電体に沿って波形状に形成された第１内面部と、前記陰極給電体側で前記陰極給電体から前記電解槽の外方に離れて設けられ、前記陰極給電体に沿って波形状に形成された第２内面部とを有することを特徴とする。

本発明に係る前記電解槽において、前記内面には、前記第１内面部から前記陽極給電体側に突出し、前記陽極給電体と当接する第１凸状部と、前記第２内面部から前記陰極給電体側に突出し、前記陰極給電体と当接する第２凸状部とが形成されていることが望ましい。

本発明に係る前記電解槽において、前記第１凸状部は、前記第２内面部と対向し、前記第２凸状部は、前記第１内面部と対向することが望ましい。

本発明に係る前記電解槽において、前記第１凸状部は、前記陽極室内での水の流れに沿ってのび、前記第２凸状部は、前記陰極室内での水の流れに沿ってのびることが望ましい。

本発明に係る前記電解槽において、前記第１凸状部は、前記陽極室の一端部から他端部にわたって連続して形成され、前記第２凸状部は、前記陰極室の一端部から他端部にわたって連続して形成されていることが望ましい。

本発明に係る前記電解槽において、前記第１内面部は、前記隔膜の厚さ方向で、前記陽極給電体から一定の距離に形成され、前記第２内面部は、前記隔膜の厚さ方向で、前記陰極給電体から一定の距離に形成されていることが望ましい。

本発明の第２発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電解槽を備えたことを特徴とする電解水生成装置である。

本発明の第１発明の電解槽は、隔膜が陽極給電体と陰極給電体とによって挟持され、陽極給電体、陰極給電体及び隔膜は、電解室内での水の流れに直交する断面で波形状に形成されている。そして、電解槽の電解室側を向く内面は、陽極給電体側で陽極給電体から電解槽の外方に離れて設けられた第１内面部と、陰極給電体側で前記陰極給電体から前記電解槽の外方に離れて設けられた第２内面部とを有する。第１内面部は、陽極給電体に沿って波形状に形成され、第２内面部は、陰極給電体に沿って波形状に形成されている。従って、陽極給電体から第１内面までの距離及び陰極給電体から第２内面部までの距離が均一化され、各給電体と各内面部との間を流れる水の流速が均一化される。これにより、電解室で発生したガスが電解室の全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存水素濃度を容易に高めることが可能となる。

本発明の第２発明の電解水生成装置によれば、上記第１発明と同様に、電解室で発生したガスが電解室の全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存水素濃度を容易に高めることが可能となる。

本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１の電解槽の組立斜視図である。 図２の第１ケース片及び第２ケース片を示す斜視図である。 図２の電解槽を水の流れに直交する断面で切断した断面図である。 図４の電解槽を拡大して示す断面図である。 図２の電解槽を水の流れに直交する断面で切断した断面図である。 図２の電解槽の変形例を拡大して示す断面図である。 従来の電解槽の主要部を水の流れに直交する断面で切断した断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の電解水生成装置１の概略構成を示している。電解水生成装置１は、家庭の飲料用及び料理用の水の生成や血液透析の透析液の生成に用いられてもよい。

電解水生成装置１は、電気分解される水が供給される電解室４０が形成された電解槽４と、電解室４０内で、互いに対向して配置された陽極給電体４１及び陰極給電体４２と、陽極給電体４１と陰極給電体４２との間に配された隔膜４３とを備えている。電解槽４の上流側又は下流側に、別の電解槽が設けられていてもよい。また、電解槽４と並列に、別の電解槽が設けられていてもよい。別に設けられた電解槽についても、電解槽４と同等の構成が適用されうる。

隔膜４３は、電解室４０を陽極給電体４１側の陽極室４０Ａと、陰極給電体４２側の陰極室４０Ｂとに区分する。電解室４０の陽極室４０Ａ及び陰極室４０Ｂの両方に水が供給され、陽極給電体４１及び陰極給電体４２に直流電圧が印加されることにより、電解室４０内で水が電気分解される。

隔膜４３は、電気分解で生じたイオンを通過させ、隔膜４３を介して陽極給電体４１と、陰極給電体４２とが電気的に接続される。隔膜４３には、例えば、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂からなる固体高分子材料等が用いられている。

電解水生成装置１は、電解槽４を制御する制御手段６と、電解槽４の上流側に設けられた入水部７と、電解槽４の下流側に設けられた出水部８とをさらに備えている。

制御手段６は、例えば、各種の演算処理、情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＣＰＵの動作を司るプログラム及び各種の情報を記憶するメモリ等を有している。

陽極給電体４１と制御手段６との間の電流供給ラインには、電流検出手段４４が設けられている。電流検出手段４４は、陰極給電体４２と制御手段６との間の電流供給ラインに設けられていてもよい。電流検出手段４４は、給電体４１、４２に供給する電解電流を検出し、その値に相当する信号を制御手段６に出力する。

制御手段６は、電流検出手段４４から入力される信号に基づいて、陽極給電体４１と陰極給電体４２との間に印加する電圧をフィードバック制御する。例えば、電解電流が過大である場合、制御手段６は、上記電圧を減少させ、電解電流が過小である場合、制御手段６は、上記電圧を増加させる。これにより、給電体４１、４２に供給する電解電流が適切に制御されうる。

入水部７は、給水管７１と、流量センサー７２と、分岐部７３と、流量調整弁７４等を有している。給水管７１は、例えば、浄水カートリッジ（図示せず）に接続され、浄水カートリッジによって浄化された水が供給された水を電解室４０に導く。流量センサー７２は、給水管７１に設けられている。流量センサー７２は、電解室４０に供給される水の単位時間あたりの流量（以下、単に「流量」と記すこともある）Ｆを定期的に検出し、その値に相当する信号を制御手段６に出力する。

分岐部７３は、給水管７１を給水管７１ａ、７１ｂの二方に分岐する。流量調整弁７４は、給水管７１ａ、７１ｂを陽極室４０Ａ又は陰極室４０Ｂに接続する。陽極室４０Ａ及び陰極室４０Ｂに供給される水の流量は、制御手段６の管理下で、流量調整弁７４によって調整される。流量調整弁７４は、水の利用効率を高めるために、陽極室４０Ａ及び陰極室４０Ｂに供給される水の流量を調整する。これにより、陽極室４０Ａと陰極室４０Ｂとの間で圧力差が生ずる場合がある。

本実施形態では、流量センサー７２は、分岐部７３の上流側に設けられているので、陽極室４０Ａに供給される水の流量と陰極室４０Ｂに供給される水の流量との総和、すなわち、電解室４０に供給される水の流量Ｆを検出する。

出水部８は、流路切替弁８１と、吐水管８２と、排水管８３等を有している。流路切替弁８１は、陽極室４０Ａ、陰極室４０Ｂを吐水管８２又は排水管８３に選択的に接続する。電解水生成装置１が血液透析の透析液の生成に用いられる場合、陰極室４０Ｂで生成された電解水素水が吐水管８２を介して、濾過処理用の逆浸透膜モジュール及び透析原液を希釈する希釈装置等に供給される。

制御手段６は、陽極給電体４１及び陰極給電体４２に印加する直流電圧の極性を制御する。例えば、制御手段６は、流量センサー７２から入力される信号に基づいて、電解室４０に供給される水の流量Ｆを積算し、所定の流量に達すると陽極給電体４１及び陰極給電体４２に印加する直流電圧の極性を切り替える。これに伴い、陽極室４０Ａと陰極室４０Ｂとが相互に入れ替わる。直流電圧の極性の切り替えにあたっては、制御手段６は、流量調整弁７４及び流路切替弁８１を同期して動作させる。これにより、陰極室４０Ｂと吐水管８２とが常に接続され、陰極室４０Ｂで生成された電解水素水が吐水管８２から吐出される。

図２は、電解槽４の組立て前の主要部品を配置した組立斜視図である。電解槽４は、陽極給電体４１側の第１ケース片５０と、陰極給電体４２側の第２ケース片６０とを有している。互いに対向して配置された第１ケース片５０と第２ケース片６０とが固着されることにより、その内部に電解室４０（図１参照）が形成される。

電解槽４は、電解室４０内に、陽極給電体４１、隔膜４３及び陰極給電体４２が重ねられてなる積層体４５を収容している。

陽極給電体４１及び陰極給電体４２は、それぞれ、シート状に形成されている。このような陽極給電体４１及び陰極給電体４２によって、大きな面積で水を電気分解することができ、水素ガスの発生効率が高められる。

陽極給電体４１及び陰極給電体４２は、それぞれ、その厚さ方向で水が行き来可能に構成されている。陽極給電体４１及び陰極給電体４２には、例えば、エクスパンドメタル等の網状金属が適用されうる。このような、網状の陽極給電体４１及び陰極給電体４２は、隔膜４３を挟持しながら、隔膜４３の表面に水を行き渡らせることができ、電解室４０内での電気分解を促進する。また、網状の陽極給電体４１及び陰極給電体４２は、隔膜４３と共に柔軟に変形することにより、隔膜４３の損傷を抑制する。このため、陽極給電体４１及び陰極給電体４２は、厚さ及びストランド幅の小さい網状金属から形成されるのが望ましい。本実施形態では、陽極給電体４１及び陰極給電体４２として、チタニウム製のエクスパンドメタルの表面に白金のめっき層が形成されたものが適用されている。白金のめっき層は、チタニウムの酸化を防止する。

陽極給電体４１には、第１ケース片５０を貫通して電解槽４の外部に突出する給電端子４１ａが設けられている。給電端子４１ａには、例えば、封止部材４１ｂ、ブッシュ４１ｃ、ナット４１ｄ、４１ｅを介して端子４１ｆが装着される。同様に、陰極給電体４２にも、第２ケース片６０を貫通して電解槽４の外部に突出する給電端子４２ａが設けられている。給電端子４２ａには、例えば、封止部材４２ｂ、ブッシュ４２ｃ、ナット４２ｄ、４２ｅを介して端子４２ｆが装着される。端子４１ｆ、４２ｆは、図１に示される制御手段６に接続されている。給電端子４１ａ、４２ａ及び端子４１ｆ、４２ｆを介して、陽極給電体４１及び陰極給電体４２に直流電圧が印加される。

固体高分子材料を用いた隔膜４３を有する電解槽４では、中性の電解水が生成される。電解室４０内で水が電気分解されることにより、陰極室４０Ｂでは、水素ガスが溶け込んだ電解水素水が得られ、陽極室４０Ａでは酸素ガスが溶け込んだ電解酸素水が得られる。隔膜４３の両面には、白金からなるめっき層４３ａが形成されている。めっき層４３ａと陽極給電体４１及び陰極給電体４２とは、当接し、電気的に接続される。

隔膜４３は、電解室４０内で、陽極給電体４１及び陰極給電体４２によって挟持されている。従って、隔膜４３の形状は陽極給電体４１及び陰極給電体４２によって保持されている。このような、隔膜４３の保持構造によれば、陽極室４０Ａと陰極室４０Ｂとの間に生ずる圧力差に起因する応力の大部分は、陽極給電体４１及び陰極給電体４２によって負担され、隔膜４３にかかる応力は減少する。これにより、陽極室４０Ａと陰極室４０Ｂとの間で大きな圧力差が生ずる状態で電解水生成装置１を動作させても、隔膜４３には大きな応力が生じない。従って、隔膜４３の損傷を抑制し、水の利用効率を容易に高めることが可能となる。

また、隔膜４３が陽極給電体４１及び陰極給電体４２で挟持されているので、隔膜４３のめっき層４３ａと陽極給電体４１との間及びめっき層４３ａと陰極給電体４２との間での接触抵抗が減少し、電圧降下が抑制される。これにより、十分な電解電流Ｉによって電解室４０内での電気分解が促進され、高い溶存水素濃度の電解水素水が生成可能となる。

図２に示されるように、陽極給電体４１及び陰極給電体４２の外周縁の外側には、第１ケース片５０と第２ケース片６０との合わせ面からの水漏れを防止するための封止部材４６が設けられている。隔膜４３の外周部は、封止部材４６によって挟持されている。

各ケース片５０及び６０は、例えば、合成樹脂によって形成されている。各ケース片５０及び６０は、電解室４０内での水の流れに沿う縦方向Ｖに長い長方形状に形成されている。これに伴い、電解室４０は、縦方向Ｖに長い長方形状に形成されている。このような縦長形状の電解室４０によって、電解槽４内での流路が長くなる。その結果、陰極室４０Ｂで発生した水素ガスが、陰極室４０Ｂ内の水に溶け込みやすくなり、溶存水素濃度を高めることができる。

図３（ａ）は、電解室４０側を向く内面側から視た第１ケース片５０の斜視図であり、図３（ｂ）は、電解室４０側を向く内面側から視た第２ケース片６０の斜視図である。

第１ケース片５０は、第１内面部５１を有している。第１内面部５１は、陽極給電体４１から電解槽４の外方に離れて設けられている。陽極給電体４１と第１内面部５１との間の空間が、陽極室４０Ａを構成する。同様に、第２ケース片６０は、第２内面部６１を有している。第２内面部６１は、陰極給電体４２から電解槽４の外方に離れて設けられている。陰極給電体４２と第２内面部６１との間の空間が、陰極室４０Ｂを構成する。

第１内面部５１の外縁部には合わせ面５１Ａが、第２内面部６１の外縁部には合わせ面６１Ａがそれぞれ形成されている。合わせ面５１Ａ及び６１Ａを互いに突き合わせて密着させることにより、第１ケース片５０と第２ケース片６０とが固着される。合わせ面５１Ａの内側には、電解部５２が設けられている。電解部５２は、第１内面部５１が合わせ面５１Ａから第１ケース片５０の厚さ方向に陥没して形成されている。同様に、合わせ面６１Ａの内側には、電解部６２が設けられている。電解部６２は、第２内面部６１が合わせ面６１Ａから第２ケース片６０の厚さ方向に陥没して形成されている。電解部５２は陽極室４０Ａを構成し、電解部６２は陰極室４０Ｂを構成する。

図４は、電解室４０内での水の流れに沿う縦方向Ｖに直交する横方向Ｈで、電解槽４を切断した断面を示している。図５は、図４の断面で、積層体４５、第１内面部５１及び第２内面部６１を拡大して示している。

図４及び５に示されるように陽極給電体４１、陰極給電体４２及び隔膜４３は、電解室４０内での水の流れに直交する横方向Ｈの断面で、波形状に形成されている。

第１内面部５１は、陽極給電体４１に沿って波形状に形成されている。従って、陽極給電体４１から第１内面部５１までの距離が均一化され、陽極給電体４１と第１内面部５１との間を流れる水の流速が均一化される。これにより、陽極室４０Ａで発生した酸素ガスが陽極室４０Ａの全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存酸素濃度を容易に高めることが可能となる。

一方、第２内面部６１は、陰極給電体４２に沿って波形状に形成されている。従って、陰極給電体４２から第２内面部６１までの距離が均一化され、陰極給電体４２と第２内面部６１との間を流れる水の流速が均一化される。これにより、陰極室４０Ｂで発生した水素ガスが陰極室４０Ｂの全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存水素濃度を容易に高めることが可能となる。

図３乃至５に示されるように、第１ケース片５０の内面には、複数の第１凸状部５３が配設されている。各第１凸状部５３は、第１内面部５１から陽極給電体４１の側に突出して電解部５２を縦方向Ｖにのび、縦方向Ｖに垂直な横方向Ｈに並べて配設されている。一方、第２ケース片６０の内面には、複数の第２凸状部６３が配設されている。各第２凸状部６３も、第２内面部６１から陰極給電体４２の側に突出して電解部６２を縦方向Ｖにのび、縦方向Ｖに垂直な横方向Ｈに並べて配設されている。

各第１凸状部５３の先端部は、陽極室４０Ａで陽極給電体４１と当接し、陽極給電体４１を第２ケース片６０の側に押圧する。一方、各第２凸状部６３の先端部は、陰極室４０Ｂで陰極給電体４２と当接し、陰極給電体４２を第１ケース片５０の側に押圧する。従って、各第１凸状部５３及び各第２凸状部６３によって、積層体４５は、その両面から挟持される。

第１凸状部５３と第２凸状部６３とは、互いに電解槽４の横方向Ｈに交互かつ等間隔に設けられている。これにより、第１ケース片５０と第２ケース片６０とが固着されたとき、第１凸状部５３及び第２凸状部６３によって、積層体４５、すなわち、陽極給電体４１、陰極給電体４２及び隔膜４３が略同一波長の波形状に矯正され、支持されうる。

第１凸状部５３及び第２凸状部６３の形状及び配置は、任意である。例えば、各第１凸状部５３は、陽極室４０Ａ内での水の流れる縦方向Ｖに沿ってのびている。そして、各第１凸状部５３は、横方向Ｈに並べて配設されている。このような第１凸状部５３は、陽極室４０Ａ内を縦方向Ｖに流れる水の移動を阻害しない。

同様に、各第２凸状部６３は、陰極室４０Ｂ内での水の流れる縦方向Ｖに沿ってのびている。そして、各第２凸状部６３は、横方向Ｈに並べて配設されている。このような第２凸状部６３は、陰極室４０Ｂ内を縦方向Ｖに流れる水の移動を阻害しない。

さらに、第１凸状部５３は、陽極室４０Ａの一端部（図３中、電解部５２の上端部すなわち第１集水路５６の近傍領域）から他端部（図３中、電解部５２の下端部すなわち第１分水路５４の近傍領域）にわたって連続するリブ状に形成されている。一方、第２凸状部６３も、陰極室４０Ｂの一端部（図３中、電解部６２の上端部すなわち第２集水路６６の近傍領域）から他端部（図３中、電解部６２の下端部すなわち第２分水路６４の近傍領域）にわたって連続するリブ状に形成されている。このような第１凸状部５３及び第２凸状部６３によって、陽極給電体４１及び陰極給電体４２が縦方向Ｖで広範にわたって均等に押圧されうる。これにより、隔膜４３と各給電体４１、４２との接触圧力が十分に確保され、隔膜４３と各給電体４１、４２との間の接触抵抗が低減される。また、隔膜４３と各給電体４１、４２との接触圧力の分布が均一化されるので、電解電圧が均一化され、発生する水素ガスの分布が均一となる。従って、各給電体４１、４２に印加する電解電圧を過度に大きくすることなく、十分な電解電流Ｉが得られ易くなり、水素ガスの発生効率を容易に高めることが可能となる。

第１凸状部５３及び第２凸状部６３は、上述したリブ状に形成されるのが望ましいが、上記特許文献１の図９又は図１０に示されるような離散化された形態であってもよい。

図５に示されるように、この第１ケース片５０及び第２ケース片６０では、第１凸状部５３は、積層体４５を介して第２内面部６１と対向し、第２凸状部６３は、積層体４５を介して第１内面部５１と対向する。第１凸状部５３によって積層体４５が第２ケース片６０の側に押圧されて突出するので、陰極給電体４２は、陰極室４０Ｂの側に突出している。さらに、本発明では、第２内面部６１は、陰極給電体４２に沿って波形状に形成されているので、第２内面部６１は、第１凸状部５３と対向する箇所で第２ケース片６０の厚さ方向に陥没する。一方、第２凸状部６３によって積層体４５が第１ケース片５０の側に押圧されて突出するので、陽極給電体４１は、陽極室４０Ａの側に突出している。さらに、本発明では、第１内面部５１は、陽極給電体４１に沿って波形状に形成されているので、第１内面部５１は、第２凸状部６３と対向する箇所で第１ケース片５０の厚さ方向に陥没する。

本実施形態では、隣り合う第１凸状部５３に挟まれた全領域に第１内面部５１が形成されているのが、隣り合う第１凸状部５３に挟まれた一部領域に第１内面部５１が形成されていてもよい。第２内面部６１についても、第１内面部５１と同様である。

図５に示されるように、第１内面部５１は、隔膜４３の厚さ方向で、陽極給電体４１から一定の距離Ｄ１となるように形成されるのが望ましい。このような第１内面部５１によれば、陽極室４０Ａで横方向Ｈの単位長さあたりの流路断面積の分布が均一となり、陽極給電体４１と第１内面部５１との間を流れる水の流速がより一層均一化される。これにより、陽極室４０Ａで発生した酸素ガスが陽極室４０Ａの全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存酸素濃度を容易に高めることが可能となる。

同様に、第２内面部６１は、隔膜４３の厚さ方向で、陰極給電体４２から一定の距離Ｄ２となるように形成されるのが望ましい。このような第２内面部６１によれば、陰極室４０Ｂで横方向Ｈの単位長さあたりの流路断面積の分布が均一となり、陰極給電体４２と第２内面部６１との間を流れる水の流速がより一層均一化される。これにより、陰極室４０Ｂで発生した水素ガスが陰極室４０Ｂの全体で電解水に溶け込み易くなり、溶存水素濃度を容易に高めることが可能となる。

本実施形態では、電解室４０に供給される水の流量Ｆの積算値等に基づいて、給電体４１、４２の極性が切り替えられるので、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが互いに等しく設定されているのが望ましい。

図６は、電解室４０内での水の流れに沿う縦方向Ｖで、電解槽４を切断した断面を示している。第１ケース片５０は、電解部５２の上流側に第１分水路５４及び第１斜面部５５を、電解部５２の下流側に第１集水路５６及び第１斜面部５７をそれぞれ有している。第１分水路５４は、継手９１から流入した水を分岐して電解部５２に供給する。第１斜面部５５は、第１分水路５４と電解部５２との間に設けられている。第１斜面部５５によって、第１分水路５４から電解部５２に流入する水の流れが円滑化される。第１集水路５６は、電解部５２から流出する水を集めて継手９３に供給する。第１斜面部５７は、第１集水路５６と電解部５２との間に設けられている。第１斜面部５７によって、電解部５２から第１集水路５８に流出する水の流れが円滑化される。

同様に、第２ケース片６０は、電解部６２の上流側に第２分水路６４及び第２斜面部６５を、電解部６２の下流側に第２集水路６６及び第２斜面部６７をそれぞれ有している。第２分水路６４、第２斜面部６５、第２集水路６６及び第２斜面部６７については、第１分水路５４、第１斜面部５５、第１集水路５６及び第１斜面部５７と同等であるので、その説明を省略する。

図７は、電解槽４の変形例である電解槽４Ａを示している。同図に示される変形例のうち、以下で説明されてない部分については、上述した電解槽４の構成が採用されうる。電解槽４Ａは、積層体４５を介して第２凸状部６３と対向する位置に第１凸状部５３が、積層体４５を介して第１凸状部５３と対向する位置に第２凸状部６３がそれぞれ追加されている点で、図４に示される電解槽４とは異なる。

電解槽４Ａでは、積層体４５を介して互いに対向する位置に配された第１凸状部５３と第２凸状部６３とによって積層体４５が両面から挟持される。これにより、隔膜４３と各給電体４１、４２との接触圧力が十分に確保され、隔膜４３と各給電体４１、４２との間の接触抵抗が低減される。従って、各給電体４１、４２に印加する電解電圧を過度に大きくすることなく、十分な電解電流Ｉが得られ易くなり、水素ガスの発生効率を容易に高めることが可能となる。

以上、本実施形態の電解水生成装置１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、電解水生成装置１は、少なくとも、電気分解される水が供給される電解室４０が形成された電解槽４と、電解室４０内で、互いに対向して配置された陽極給電体４１及び陰極給電体４２と、陽極給電体４１と陰極給電体４２とによって挟持され、電解室４０を陽極給電体４１側の陽極室４０Ａと、陰極給電体４２側の陰極室４０Ｂとに区分する隔膜４３とを備え、陽極給電体４１、陰極給電体４２及び隔膜４３は、電解室４０内での水の流れに直交する断面で波形状に形成され、電解槽４の電解室４０側を向く内面は、陽極給電体４１側で陽極給電体４１から電解槽４の外方に離れて設けられ、陽極給電体４１に沿って波形状に形成された第１内面部５１と、陰極給電体４２側で陰極給電体４２から電解槽４の外方に離れて設けられ、陰極給電体４２に沿って波形状に形成された第２内面部６１とを有していればよい。

１ 電解水生成装置
４ 電解槽
４０ 電解室
４０Ａ 陽極室
４０Ｂ 陰極室
４１ 陽極給電体
４２ 陰極給電体
４３ 隔膜
５１ 第１内面部
５３ 第１凸状部
６２ 第２内面部
６３ 第２凸状部

Claims (7)

1. 電気分解される水が供給される電解室が形成され、
   前記電解室内で、互いに対向して配置された陽極給電体及び陰極給電体と、
   前記陽極給電体と前記陰極給電体とによって挟持され、かつ、前記電解室を前記陽極給電体側の陽極室と、前記陰極給電体側の陰極室とに区分する隔膜とが装着される電解槽であって、
   前記陽極給電体、前記陰極給電体及び前記隔膜は、前記電解室内での水の流れに直交する断面で波形状に形成され、
   前記電解槽の前記電解室側を向く内面は、
   前記陽極給電体側で前記陽極給電体から前記電解槽の外方に離れて設けられ、前記陽極給電体に沿って波形状に形成された第１内面部と、
   前記陰極給電体側で前記陰極給電体から前記電解槽の外方に離れて設けられ、前記陰極給電体に沿って波形状に形成された第２内面部とを有することを特徴とする電解槽。
2. 前記内面には、
   前記第１内面部から前記陽極給電体側に突出し、前記陽極給電体と当接する第１凸状部と、
   前記第２内面部から前記陰極給電体側に突出し、前記陰極給電体と当接する第２凸状部とが形成されている請求項１記載の電解槽。
3. 前記第１凸状部は、前記第２内面部と対向し、前記第２凸状部は、前記第１内面部と対向する請求項２記載の電解槽。
4. 前記第１凸状部は、前記陽極室内での水の流れに沿ってのび、
   前記第２凸状部は、前記陰極室内での水の流れに沿ってのびる請求項２又は３に記載の電解槽。
5. 前記第１凸状部は、前記陽極室の一端部から他端部にわたって連続して形成され、
   前記第２凸状部は、前記陰極室の一端部から他端部にわたって連続して形成されている請求項４記載の電解槽。
6. 前記第１内面部は、前記隔膜の厚さ方向で、前記陽極給電体から一定の距離に形成され、
   前記第２内面部は、前記隔膜の厚さ方向で、前記陰極給電体から一定の距離に形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の電解槽。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電解槽を備えたことを特徴とする電解水生成装置。

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