JP6646826B2 - 電解水生成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水を電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置に関する。
従来から、たとえば、家庭の飲用水の生成に用いられる電解水生成装置の開発が行われている。このような従来の電解水生成装置においては、以下に記載された特許文献1に開示されているように、第1の電解槽と第2の電解槽とが流路において直列に接続されているものがある。
上記した従来の電解水生成装置においては、第1の電解槽は、第1の陰極を有する第1の陰極室と第1の陽極を有する第1の陽極室とを備えている。また、第1の電解槽は、第1の陰極室と第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜を備えている。一方、第2の電解槽は、第2の陰極を有する第2の陰極室と第2の陽極を有する第2の陽極室とを備えている。また、第2の電解槽は、第2の陰極室と第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜を備えている。
上記のような電解水生成装置においては、第1の電解槽に流水が流れ込むと、陽イオン交換膜の水素イオン(H+)と、流水中の水素イオン以外の他の陽イオン(たとえば、K+、Ca2+、Na+、Mg2+)との交換が行われる。以下、本明細書においては、水素イオン以外の陽イオンを「他の陽イオン」と呼ぶ。
イオン交換作用により、水素イオンが陽イオン交換膜から第1の陰極室内の流水中へ放出され、流水中の他の陽イオンが陽イオン交換膜に吸着される。この陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜は、陽イオンを第1の陽極室から第1の陰極室へ通過させるが、陰イオンを第1の陰極室から第1の陽極室へ通過させない選択透過性を有している。
上記の電解水生成装置の使用時には、他の陽イオン交換が陽イオン交換膜に蓄積された状態で、直流電圧が第1の陰極と第1の陽極との間に印加される。この時、水が電気分解されることにより、第1の陰極槽内では水酸化物イオン(OH−)と水素ガス(H2)が生成され、かつ、第1の陽極槽内では水素イオン(H+)と酸素ガス(O2)が生成される。また、前述の直流電圧の印加により、第1の陰極室内の水素イオンを含む陽イオンが第1の陰極へ引き寄せられるだけでなく、第1の陽極室内の水素イオンを含む陽イオンも、陽イオン交換膜を通過し、第1の陰極へ引き寄せられる。それにより、第1の陰極室においては、水酸化物イオン(OH−)の一部は第1の陰極へ引き寄せられた水素イオンによって中和される。その結果、水素ガス(H2)が溶け込んだ電解水素水が得られる。電解水素水は、ある程度の水酸化物イオンを含むため、一般に、アルカリイオン水と呼ばれる。
また、第2の電解槽においては、直流電圧が第2の陽極と第2の陰極との間に印加される。それにより、第2の電解槽において、水の電気分解が生じる。その結果、第2の陰極室において、水素ガス(H2)および水酸化物イオン(OH−)が溶け込んだ電解水素水が得られる。つまり、第2の陰極室においても、アルカリイオン水が生成される。
上記した従来の電解水生成装置によれば、第1の電解槽の第1の陰極室および第2の電解槽の第2の陰極室の双方において、水素ガス(H2)および水酸化物イオン(OH−)が流水中に生成される。これにより得られたアルカリイオン水は、飲用水として適した水素濃度およびpHを有している。
一般に、水の電気分解を行う第2の電解槽のみを用いて、アルカリイオン水を生成すること、すなわち、流水のpHおよび水素ガス濃度の双方を高めるこが可能である。しかしながら、上記のような電解水生成装置においては、流水中のpHの値を増加させる程度に比較して、流水中の水素ガス濃度を増加させる程度を相対的に大きくするために、第2の電解槽に加えて、第1の電解槽が設けられている。
上記した従来の電解水生成装置を使用しているときに、アルカリイオン水ではなく、たとえば、単に濾過部を通過しただけの浄化水が必要となる場合がある。この場合、流水に第1の電解槽および第2の電解槽の双方を通過させるが、第1の陰極と第1の陽極との間および第2の陰極と第2の陽極との間のいずれにも直流電圧を印加しない。これによれば、第1の陰極室および第2の陰極室のいずれにおいても、アルカリイオン水の生成に関連した処理が流水に対して施されない。したがって、第1の陰極室および第2の陰極室の双方を通過した流水は、濾過処理が施されただけの浄化水である。
ただし、上記の電解水生成装置によって浄化水を得る場合にも、流水が第1の電解槽を通過する。このとき、第1の電解槽において、水素イオン(H+)が陽イオン交換膜から流水中に放出され、流水中に含まれる他の陽イオン(たとえば、K+、Ca2+、Na+、Mg2+)が陽イオン交換膜に吸着される。
この場合、第1の陰極と第1の陽極との間には直流電圧は印加されていない。そのため、流水中において、他の陽イオンは、第1の陰極へ引き寄せられない。したがって、電解水生成装置から浄化水を取り出す時間が長ければ、多量の他の陽イオンが陽イオン交換膜に蓄積される。つまり、電解水生成装置から浄化水を取出し続けている場合に陽イオン交換膜に蓄積された他の陽イオンの量は、電解水生成装置から電解水を取出し続けている場合に陽イオン交換膜に蓄積された他の陽イオンの量に比較して、かなり多い。
この状態で、アルカリイオン水が必要となった場合には、上述のように、第1の陽極と第1の陰極との間および第2の陽極と第2の陰極の間のそれぞれに直流電圧が印加される。このとき、陽イオン交換膜に蓄積された多量の他の陽イオン(たとえば、K+、Ca2+、Na+、Mg2+)が、第1の陰極室の第1の陰極へ引き寄せられる。このときの他の陽イオンの量は、アルカリイオン水を取出すために想定されている他の陽イオンの量よりもかなり多い。一般に、他の陽イオン(たとえば、Ca2+)が水分子(H2O)から水酸基(−OH)を奪い取ることにより、水酸化物(たとえば、Ca(OH)2)が生成される。この水酸化物の一部は、流水中では、電離度に応じて、陽イオン(たとえば、Ca2+)と水酸化物イオン(OH−)とに電離し、流水のpHの値を増加させる。そのため、第1の陰極室においては、陽イオン(たとえば、Ca2+)が想定される量よりも多く陽イオン交換膜に蓄積されていると、第1の陰極室内の流水のpHが想定される値よりも高められてしまう。
その結果、第1の陽極と第1の陰極との間および第2の陽極と第2の陰極の間のそれぞれに直流電圧が印加された直後の所定時間においては、第1の陰極室から流れ出た流水のpHが想定されている値よりも高くなってしまう。したがって、アルカリイオン水を取出し始めた直後の初期段階においては、第1の陰極室および第2の陰極室の双方を通過した後のアルカリイオン水のpHは、一時的に、想定された範囲を超えた値になってしまうことがある。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、アルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値を超えた値になることを抑制することができる電解水生成装置を提供する。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る電解水生成装置は、第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、幹入力流路と、前記幹入力流路から分岐し、前記第1の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、前記幹入力流路から分岐し、前記第1の陽極室の入口に接続された陽極側入力流路と、前記第1の陰極室の出口と前記第2の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記第1の陽極室の出口と前記第2の陽極室の入口との接続された陽極側中継流路と、前記幹入力流路に接続された幹バイパス流路と、前記幹バイパス流路から分岐し、前記陰極側中継流路に接続された陰極側バイパス流路と、前記幹バイパス流路から分岐し、前記陽極側中継流路に接続された陽極側バイパス流路と、前記幹入力流路と前記幹バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記幹入力流路から前記陰極側入力流路および前記陽極側入力流路のそれぞれへ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室および前記第1の陽極室を通過させた後、前記第2の陰極室および前記第2の陽極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記幹入力流路から前記幹バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室および前記第1の陽極室を通過させることなく、前記第2の陰極室および前記第2の陽極室を通過させる第2の状態に切替えられる。
本発明の第2の態様に係る電解水生成装置は、第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、前記第1の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、前記第1の陰極室の出口と前記第2の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記陰極側入力流路と前記陰極側中継流路とに接続されたバイパス流路と、前記陰極側入力流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記陰極側入力流路から前記第1の陰極室へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室を通過させた後、前記第2の陰極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記陰極側入力流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室を通過させることなく、前記第2の陰極室を通過させる第2の状態に切替えられる。
本発明の第3の態様に係る電解水生成装置は、第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、前記第2の陰極室の出口と前記第1の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、前記第1の陰極室の出口に接続された陰極側出力流路と、前記陰極側中継流路と前記陰極側出力流路とを接続するバイパス流路と、前記陰極側中継流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、前記流路切替弁は、流水を前記陰極側中継流路から前記第1の陰極室へ導くことにより、前記第2の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第1の陰極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、前記流水を前記陰極側中継流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記第2の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第1の陰極室を通過させることなく、前記陰極側出力流路を通過させる第2の状態に切替えられる。
本発明によれば、アルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
以下、図面を参照しながら、実施の形態の電解水生成装置を説明する。
各実施の形態において、同一の参照符号が付されている部位は、同一の機能を有するものとする。したがって、特に必要がなければ、同一参照符号が付された部位の機能の説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1〜図6を用いて、実施の形態1の電解水生成装置300を説明する。
図1〜図6を用いて、実施の形態1の電解水生成装置300を説明する。
図1および図2に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置300は、互いに直列に接続された第1の電解槽100および第2の電解槽200を備えている。本実施の形態においては、第1の電解槽100が流水の流路の上流側に設けられ、第2の電解槽200が流水の流路の下流側に設けられている。そのため、アルカリイオン水を得る場合には、流水は、第1の電解槽100を通過した後に、第2の電解槽200を通過する。
前述のように、第2の電解槽200のみを用いて、電解水素水を生成すること、すなわち、流水のpHおよび水素ガス濃度の双方を高めるこが可能である。ただし、本実施の形態においては、流水中のpHの値を増加させる程度に比較して、流水中の水素ガス濃度を増加させる程度を相対的に大きくするために、第2の電解槽200に加えて、第1の電解槽100が設けられている。
第1の電解槽100は、第1の陰極1Cを有する第1の陰極室10Cおよび第1の陽極1Aを有する第1の陽極室10Aを含んでいる。第1の陰極1Cおよび第1の陽極1Aは、いずれも、白金系金属が被覆されたメッシュ状、ポーラス状、またはソリッド状の平板によって構成されており、互いに平行に配置されている。第1の電解槽100は、第1の陰極室10Cと第1の陽極室10Aとを仕切る陽イオン交換膜10を含んでいる。陽イオン交換膜10としては、たとえば、スルホン酸基(−SO3H)を有するフッ素系の樹脂材料からなる固体高分子材料が用いられている。第1の陰極1Cおよび第1の陽極1Aは、それぞれ、陽イオン交換膜10の一方の主表面および他方の主表面に接するように設けられている。ただし、必要とされる陽イオンの交換作用を生じさせることができるのであれば、第1の陰極1Cおよび第1の陽極1Aは、それぞれ、陽イオン交換膜10の一方の主表面および他方の主表面から離れた位置に配置されてもよい。
図3には、陽イオン交換膜10を構成する陽イオン交換樹脂の置換作用が模式的に描かれている。図3に示されるように、陽イオン交換膜10が流水中に設置された場合には、陽イオン交換膜10のスルホン酸基(−SO3H)の水素イオン(H+)と、流水中の他の陽イオンとが交換される。それにより、少なくとも一部の水素イオンが他の陽イオンに置き換えられた陽イオン交換膜10が得られる。
流水中の他の陽イオンの例としては、カリウムイオン(K+)、カルシウムイオン(Ca2+)、ナトリウムイオン(Na+)、およびマグネシウムイオン(Mg2+)等が挙げられる。そのため、陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜10は、たとえば、スルホン酸カリウム(−SO3K)を有する化合物、および、スルホン酸カルシウム(−(SO3)2Ca)を有する化合物を含んでいる。また、陽イオンの交換が行われた陽イオン交換膜10は、たとえば、スルホン酸ナトリウム(−SO3Na)を有する化合物、および、スルホン酸マグネシウム(−(SO3)2Mg)を有する化合物を含んでいる。
流水が第1の電解槽100に流れ込むと、陽イオン交換膜10の水素イオン(H+)と流水中の他の陽イオン(たとえば、K+、Ca2+、Na+、Mg2+)とが交換される。このとき、既に図3を用いて説明されたように、水素イオンが陽イオン交換膜10から第1の陰極室10Cの流水へ放出され、流水中の他の陽イオンが陽イオン交換膜10に吸着される。それにより、陽イオンの交換が行われた後の陽イオン交換膜10は、図4に示されるように、陽イオンを第1の陽極室10Aから第1の陰極室10Cへ通過させるが、陰イオンを第1の陰極室10Cから第1の陽極室10Aへ通過させない選択透過性を有している。
この状態で、第1の電解槽100において、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加される。それにより、第1の陰極1Cの近傍では、水が電気分解されため、水酸化物イオン(OH−)と水素ガス(H2)が生成される。一方、第1の陽極1Aの近傍でも、水が電気分解されるため、水素イオン(H+)と酸素ガス(O2)が生成される。電気分解の際には、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間の流水中において直接電子が流れるわけではなく、陽イオンおよび陰イオンが流水中を移動することによって、流水中を電子が流れた状況と同様の状況が作り出される。しかしながら、陰イオンの移動は陽イオン交換膜10によって制限されている。この状態で、図4に示されるように、第1の陰極室10C内の他の陽イオン(たとえば、Ca2+)だけでなく、第1の陽極室10A内の陽イオンも、第1の陰極1Cへ引き寄せられる。その結果、見かけ上、第1の電解槽100内では、電子が第1の陰極1Cから流水を経由して第1の陽極1Aへ向かって流れたときの状況と同様の状況が作り出される。また、第1の陽極1Aの近傍で生成された水素イオンは、陽イオン交換膜10を通過して、第1の陰極1Cへ向かって流れる。その結果、第1の陰極室10Cにおいては、第1の陰極1Cの近傍で生成された水酸化物イオン(OH−)と第1の陽極室10Aから第1の陰極室10Cへ流入してきた水素イオン(H+)とが中和するため、第1の陰極室10C内のpHの上昇が抑制される。その結果、第1の陰極室10C内では、過剰な水酸化物イオンが中和されるため、pHが想定された範囲内の値よりも高くなることが抑制されながら、水素ガスが溶解した電解水素水、すなわち、アルカリイオン水が得られる。
一方、電解水生成装置300から浄化水を得る場合には、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加されない。この場合、第1の電解槽100内においては、陽イオン交換膜10に蓄積された他の陽イオン(Ca2+,Na+,K+,Mg2+)は、第1の陰極1Cへ引き寄せられない。この状態で、流水に第1の電解槽100を通過させると、図5から分かるように、第1の電解槽100内の陽イオン交換膜10に蓄積された他の陽イオンの量は、電解水生成装置300によって電解水を得る場合に比較して、多くなってしまう。したがって、本実施の形態においては、電解水生成装置300から浄化水を得る場合に、流水に第1の電解槽100を通過させない。電解水生成装置300から浄化水を得る場合の電解水生成装置300の動作については、以下で詳細に説明される。
図1および図2に示されるように、第2の電解槽200は、第2の陰極2Cを有する第2の陰極室20Cおよび第2の陽極2Aを有する第2の陽極室20Aを含んでいる。第2の陰極2Cおよび第2の陽極2Aは、いずれも、白金系金属が被覆されたメッシュ状、ポーラス状、またはソリッド状の平行な平板からなる。
第2の電解槽200は、第2の陰極室20Cと第2の陽極室20Aとを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜20を含んでいる。「中性隔膜20が分子の通過を抑制する」とは、流水中の分子のほとんど全ての分子の通過を防止するが、中性隔膜20が流水中の100%の分子の通過を完全に防止できなくてもよいこと意味している。すなわち、「中性隔膜20が分子の通過を抑制する」とは、中性隔膜20が分子全体のうちのいくらかの分子を通過させてもよいことを意味している。中性隔膜20は、第2の陰極室20Cでの生成物と第2の陽極室20Aでの生成物とが混合してしまうことを防止するために、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に設けられている。中性隔膜20は、たとえば、親水化処理されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜によって構成されている。
第2の電解槽200において、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に直流電圧が印加される。それにより、一般的には、図6に示されるように、カリウムイオン(K+)、マグネシウムイオン(Mg2+)、カルシウムイオン(Ca2+)、およびナトリウムイオン(Na+)等の陽イオンは第2の陰極2Cに引き寄せられる。また、一般的には、図6に示されるように、炭酸イオン(CO3 2−)、硫酸イオン(SO3 2−)、硝酸イオン(NO3 −)、および塩化物イオン(Cl−)等の陰イオンは第2の陽極2Aに引き寄せられる。第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間の直流電圧が十分に大きければ、第2の陰極2Cおよび第2の陽極2Aのそれぞれの表面において水が電気分解される。それにより、第2の陰極2Cおよび第2の陽極2Aのそれぞれで、次の反応が生じる。
陰極; 2H2O+2e− → H2+2OH−
陽極; 2H2O → O2+4H++4e−
したがって、第2の陰極2Cの近傍で、水酸化物イオン(OH−)および水素ガス(H2)が生成される。その結果、水素ガスを含み、pHの値が高いアルカリイオン水が得られる。一方、第2の陽極2Aの近傍では、水素イオン(H+)および酸素ガス(O2)が生成される。その結果、酸素ガスを含み、pHの値が低い酸性水が得られる。
陽極; 2H2O → O2+4H++4e−
したがって、第2の陰極2Cの近傍で、水酸化物イオン(OH−)および水素ガス(H2)が生成される。その結果、水素ガスを含み、pHの値が高いアルカリイオン水が得られる。一方、第2の陽極2Aの近傍では、水素イオン(H+)および酸素ガス(O2)が生成される。その結果、酸素ガスを含み、pHの値が低い酸性水が得られる。
図1および図2に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置300は、第1の電解槽100へ流水を導く入力流路3を含んでいる。入力流路3は、幹入力流路3M、陰極側入力流路3C、および陽極側入力流路3Aを含んでいる。陰極側入力流路3Cは、幹入力流路3Mから分岐し、第1の陰極室10Cの入口に接続されている。陽極側入力流路3Aは、幹入力流路3Mから分岐し、第1の陽極室10Aの入口に接続されている。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第1の電解槽100から第2の電解槽200へ流水を導く中継流路4を備えている。中継流路4は、陰極側中継流路4Cおよび陽極側中継流路4Aを含んでいる。陰極側中継流路4Cは、第1の陰極室10Cの出口と第2の陰極室20Cの入口とに接続されている。陽極側中継流路4Aは、第1の陽極室10Aの出口と第2の陽極室20Aの入口との接続されている。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第2の電解槽200から流水を受け取る出力流路5を備えている。出力流路5は、陰極側出力流路5Cおよび陽極側出力流路5Aを有する。陰極側出力流路5Cは、第2の陰極室20Cの出口に接続されている。陽極側出力流路5Aは、第2の陽極室20Aの出口に接続されている。
電解水生成装置300を用いてアルカリイオン水を生成する場合には、流水は、幹入力流路3M、陰極側入力流路3C、第1の陰極室10C、陰極側中継流路4C、第2の陰極室20C、および陰極側出力流路5Cをこの順序で通過する。また、電解水生成装置300を用いて酸性水を生成する場合には、流水は、幹入力流路3M、陽極側入力流路3A、第1の陽極室10A、陽極側中継流路4A、第2の陽極室20A、および陽極側出力流路5Aをこの順序で通過する。
本実施の形態の電解水生成装置300は、バイパス流路Bを備えている。バイパス流路Bは、幹バイパス流路BM、陰極側バイパス流路BC、および陽極側バイパス流路BAを含んでいる。幹バイパス流路BMは、幹入力流路3Mに接続されている。陰極側バイパス流路BCは、幹バイパス流路BMから分岐し、陰極側中継流路4Cに接続されている。陽極側バイパス流路BAは、幹バイパス流路BMから分岐し、陽極側中継流路4Aに接続されている。
本実施の形態の電解水生成装置300は、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に設けられた流路切替弁30を備えている。流路切替弁30は、図1に示される直線状の流路を有する第1のブロックB1(第1の状態)と、図2に示されるL字状の流路を有する第2のブロックB2(第2の状態)とを有している。この第1のブロックB1および第2のブロックB2のそれぞれが、後述される制御部50に制御される電磁駆動部の動作によって、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に位置付けられたり、その分岐部から退避したりする。
図1に示されるように、流路切替弁30は、直線状の流路を有する第1のブロックB1を、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が幹入力流路3Mから陰極側入力流路3Cおよび陽極側入力流路3Aのそれぞれへ導かれる第1の状態に切替えられる。第1の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aのそれぞれを通過させた後、第2の陰極室20Cおよび第2の陽極室20Aのそれぞれを通過させる。
図2に示されるように、流路切替弁30は、L字状の流路を有する第2のブロックB2を、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が幹入力流路3Mから幹バイパス流路BMへ導かれる第2の状態に切替えられる。第2の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aのいずれをも通過させることなく、第2の陰極室20Cおよび第2の陽極室20Aのそれぞれを通過させる。
上記の構成によれば、電解水生成装置300から浄化水を得る場合に、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加されない状態において、流水は第1の電解槽100の第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aを通過しない。そのため、陽イオン交換膜10に他の陽イオンが蓄積することが抑制される。その結果、電解水生成装置300からアルカリイオン水を得る場合に、多量の他の陽イオンが陽イオン交換膜10に蓄積されていることに起因して生じる第1の陰極室10C内の流水のpHの想定外の上昇が抑制される。したがって、陰極側出力流路5Cから流れ出るアルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
上記した流路切替弁30の切替の制御および第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に印加される直流電圧の制御は、それぞれ、電解水生成装置300の使用者のスイッチ操作によって行われてもよい。しかしながら、これらの制御は自動化されていることが好ましい。したがって、本実施の形態の電解水生成装置300は、第1の電解槽100、第2の電解槽200、および流路切替弁30を制御する制御部50をさらに備えている。
制御部50は、電解水生成装置300からアルカリイオン水を取出す場合、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧を印加し、かつ、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に直流電圧を印加する制御を実行する。この場合には、制御部50は、流路切替弁30を第1の状態に切替える制御を実行する。また、制御部50は、電解水生成装置300から浄化水を取出す場合、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧を印加しない制御を実行する。この場合には、制御部50は、流路切替弁30を第2の状態に切替える制御を実行する。上記の制御部50により実行される制御によれば、陰極側出力流路5Cから流れ出るアルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることを自動的に抑制することができる。
アルカリイオン水とは、pHが約9〜10の電解水のことである。一般に、アルカリイオン水は、飲用水として使用された場合には、消化不良、胃酸過多、腸内異常発酵、および、慢性下痢または便秘等の便通異常といった腹部不定愁訴に対して改善効果を発揮すると言われている。
また、アルカリイオン水は、美味しい水としても知られている。アルカリイオン水の飲用範囲は、おおよそ、前述のpH9〜10であり、pH10を超える強アルカリ性の電解水は直接の飲用水には適していない。本実施の形態においては、アルカリイオン水のpHが想定された範囲は、9〜10である。ただし、想定されている範囲のアルカリイオン水のpHは、9〜10に限定されるものではなく、アルカリイオン水の用途に応じて決定される。
第1の陽極室10Aと第2の陽極室20Aとの双方を通過した電解酸素水は、酸素に加えて水素イオンを含むため、酸性となっている。一般に、陽極側出力流路5Aから流れ出るpHが4〜6の電解水は、酸性水と呼ばれる。酸性水は、飲用水として使用されることはなく、肌を引き締めるアストリンゼント水もしくは工業用水として使用されるか、または、使用されずに廃棄される。
本実施の形態においては、制御部50は、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧を印加しない場合に、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に直流電圧を印加しない制御を実行する。この場合、流水は、第1の電解槽100および第2の電解槽200のいずれにおいても何ら処理されていない。したがって、第2の電解槽200の第2の陰極室20Cを通過した流水は、後述される濾過部Fを通過しただけの単なる浄化水である。
また、上記の制御の代わりに、制御部50は、流路切替弁30を第2の状態に切替え、かつ、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧を印加しない場合に、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に直流電圧を印加する制御を実行してもよい。この制御によれば、第1の電解槽100は、流水に対して何ら処理を施さないが、第2の電解槽200は、流水に対して電気分解処理を施す。そのため、第2の電解槽200の第2の陰極室20Cを通過した流水は、水素の溶解量が低く、かつ、想定された範囲内の値よりも低いpHのアルカリイオン水になる。つまり、陰極側出力流路5Cから流れ出た流水は、第1の電解槽100によって水素濃度およびpHの値を増加させられていない分だけ低い水素濃度およびpHの値を有するアルカリイオン水になる。
本実施の形態においては、制御部50は、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間を流れる第1の直流電流の値、および、第2の陰極2Cと第2の陽極2Aとの間に第2の直流電流の値を変更することができる。第1の直流電流の値は、第1の陰極室10C内の流水のpHの値に対応している。また、第2の直流電流の値は、第2の陰極室20C内の流水のpHの値に対応している。したがって、制御部50は、第1の直流電流の値および第2の直流電流の値のそれぞれを変更することにより、陰極側出力流路5Cから流れ出るアルカリイオン水の水素溶解量およびpHの値の増減を調節することができる。
本実施の形態の電解水生成装置300によれば、流水中に含まれる他の陽イオンの量の変動に依存して、陽イオン交換膜10を有する第1の陰極室10Cで生成される水酸化物イオンの量が変動する。そのため、電解水生成装置300から得られるアルカリイオン水のpHの値は、ある程度の範囲内でばらつく。
一般に、電解水生成装置300が使用される地域ごとに、原水に含まれる他の陽イオンの量は、限定された狭い範囲内でしか変動しない。そのため、前述の第1の直流電流の値および第2の直流電流の値は、所望の範囲内のpHの値を有するアルカリイオン水が得られるように予め設定されている。これにより、電解水生成装置300から流れ出るアルカリイオン水のpHの値が、想定される範囲から大きくずれることはほぼない。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第1の電解槽100の上流側に、原水を濾過する濾過部Fを備えている。したがって、濾過部Fによって濾過された水が第1の電解槽100および第2の電解槽200を通過する流水として使用される。そのため、流水の電気分解が実行されるか否かに関わらず、陰極側出力流路5Cから濾過された水を得ることができる。濾過部Fでは、原水に含まれる不要な成分および所定の大きさ以上の異物がフィルタによって除去される。濾過された水は、一般に上述した浄化水と呼ばれる。なお、原水そのものを流水として用いる場合には、濾過部Fは設けられていなくてもよい。
(実施の形態2)
図7および図8を参照して、実施の形態2の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
図7および図8を参照して、実施の形態2の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
本実施の形態の電解水生成装置300においても、図7に示されるように、流路切替弁30は、直線状の流路を有する第1のブロックB1を、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が幹入力流路3Mから陰極側入力流路3Cおよび陽極側入力流路3Aのそれぞれへ導かれる第1の状態に切替えられる。第1の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aのそれぞれを通過させた後、第2の陰極室20Cおよび第2の陽極室20Aのそれぞれを通過させる。
また、本実施の形態の電解水生成装置300においても、図8に示されるように、流路切替弁30は、L字状の流路を有する第2のブロックB2を、幹入力流路3Mと幹バイパス流路BMとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が幹入力流路3Mから幹バイパス流路BMへ導かれる第2の状態に切替えられる。第2の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aのいずれをも通過させることなく、第2の陰極室20Cおよび第2の陽極室20Aのそれぞれを通過させる。
本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1の電解水生成装置300の構成に加えて、陰極側バイパス流路BCに設けられ、流水の逆流を防止する逆止弁40を備えている。この点のみが実施の形態1の電解水生成装置300と異なる。
図7に示されるように、流路切替弁30が第1の状態になっている場合を考える。この場合には、逆止弁40は、流水が陰極側中継流路4Cから、陰極側バイパス流路BC、陽極側バイパス流路BA、および陽極側中継流路4Aを経由して、第2の陽極室20Aへ向かって流れることを防止する。
図8に示されるように、流路切替弁30が第2の状態になっている場合を考える。この場合には、逆止弁40は、流水が、幹入力流路3Mから、幹バイパス流路BM、陰極側バイパス流路BC、および陰極側中継流路4Cを経由して、第2の陰極室20Cおよび第2の陽極室20Aのそれぞれへ向って流れることを許容する。
上記の逆止弁40によれば、陰極側中継流路4Cへ流れ込んだアルカリ性の流水が、陰極側バイパス流路BC、陽極側バイパス流路BA、陽極側中継流路4A、および第2の陽極室20Aを経由して、陽極側出力流路5Aへ流れ込むことを防止できる。そのため、第1の陰極室10Cで生成されたアルカリイオン水が、第1の陽極室10Aで生成された酸性水と混合された後、陽極側出力流路5Aから流れ出て、廃棄されてしまうことを防止することができる。
(実施の形態3)
図9および図10を参照して、実施の形態3の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
図9および図10を参照して、実施の形態3の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
図9および図10に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置300は、バイパス流路Bおよび流路切替弁30の構成において、実施の形態1の電解水生成装置300と異なっている。本実施の形態においては、バイパス流路Bが、陰極側入力流路3Cと陰極側中継流路4Cとに接続されている。また、本実施の形態の電解水生成装置300においては、流路切替弁30が、陰極側入力流路3Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に設けられている。
図9に示されるように、流路切替弁30は、直線状の流路を有する第1のブロックB1を、陰極側入力流路3Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が陰極側入力流路3Cから第1の陰極室10Cへ導かれる第1の状態に切替えられる。第1の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cを通過させた後、第2の陰極室20Cを通過させる。一方、陽極側入力流路3Aから第1の陽極室10Aへ導かれた流水は、陽極側中継流路4Aを経由して、第2の陽極室20Aへ流れ込む。
図10に示されるように、流路切替弁30は、L字状の流路を有する第2のブロックB2を、陰極側入力流路3Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が陰極側入力流路3Cからバイパス流路Bへ導かれる第2の状態に切替えられる。第2の状態では、流路切替弁30は、流水に、第1の陰極室10Cを通過させることなく、第2の陰極室20Cを通過させる。この場合も、陽極側入力流路3Aから第1の陽極室10Aへ導かれた流水は、陽極側中継流路4Aを経由して、第2の陽極室20Aへ流れ込む。
本実施の形態においても、電解水生成装置300から浄化水を得る場合に、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加されない。この状態において、流水は、第1の陰極室10Cを通過しないが、第1の陽極室10Aを通過する。そのため、陽イオン交換膜10の第1の陰極室10C側の表面に蓄積された他の陽イオンの量は極めて少ない。一方、陽イオン交換膜10の第1の陽極室10A側の表面には、多量の他の陽イオンが蓄積される。その後、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に電圧が印加される。
ここで、陽イオン交換膜10の第1の陽極室10A側の表面に蓄積された他の陽イオンが、陽イオン交換膜10を通過して第1の陰極1Cまで移動する単位時間あたりの量を、第1の移動量/時間とする。また、陽イオン交換膜10の第1の陰極室10C側の表面に蓄積された他の陽イオンが、第1の陰極室10C内において第1の陰極1Cまで移動する単位時間あたりの量を、第2の移動量/時間とする。第1の移動量/時間は、第2の移動量/時間に比較して、かなり少ない。その理由は、第1の陽極1Aの近傍で生成された水素イオンが陽イオン交換膜10を通過して第1の陰極1Cまで移動する単位時間の量を第3の移動量/時間とすると、第1の移動量/時間は、第3の移動量/時間よりも圧倒的に少ないからである。つまり、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加された状態で、第1の陽極室10Aから陽イオン交換膜10を通過して第1の陰極室10Cへ移動する陽イオンの大部分は、他の陽イオンではなく、水素イオンであるためである。
この状態で、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加された場合を考える。この場合、上記した理由のため、陽イオン交換膜10の第1の陰極室10C側の表面での他の陽イオンの蓄積量を低減できさえすれば、第1の陰極1Cへ向かって移動する他の陽イオンの単位時間あたりの量を極めて少なくすることができる。そのため、流水が、第1の陰極室10Cを通過しなければ、第1の陽極室10Aを通過したとしても、第1の陰極室10C内でのpHの想定以上の上昇を抑制する効果はかなり大きい。その結果、本実施の形態においては、上記した実施の形態1および2と異なり、電解水生成装置300から浄化水を得る場合に、流水に、第1の陽極室10Aを通過させるが、第1の陰極室10Cを通過させない。
本実施の形態の電解水生成装置300によれば、実施の形態1および2の電解水生成装置300のpHの値の想定外の上昇を抑制する効果と同一の効果が得られるとまでは言えないまでも、その効果に極めて近い効果が得られる。
なお、上記した本実施の形態の電解水生成装置300の構成に加えて、流水に、第1の陰極室10Cを通過させないときに、第1の陽極室10Aを通過させないように、他のバイパス流路と他の流路切替弁とがさらに設けられていてもよい。他のバイパス流路は、陽極側入力流路3Aと陽極側中継流路4Aとに接続されている。また、他の流路切替弁は、陽極側入力流路3Aと他のバイパス流路とが接続された分岐部に設けられている。これによれば、電解水生成装置300から浄化水を取り出すときに、流水が第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aの双方を通過しない。そのため、第1の陰極1Cと第1の陽極1Aとの間に直流電圧が印加しない場合にも、陽イオン交換膜10の第1の陰極室10C側の表面だけでなく、陽イオン交換膜10の第1の陽極室10A側の表面にも必要以上の多量の他の陽イオンが蓄積されることはない。したがって、前述の他のバイパス流路および他の流路切替弁が用いられる場合には、バイパス流路Bおよび流路切替弁30のみが用いられる場合に比較して、アルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることをより確実に抑制できる。
(実施の形態4)
図11および図12を参照して、実施の形態4の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1〜3の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1〜3の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
図11および図12を参照して、実施の形態4の電解水生成装置300を説明する。本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1〜3の電解水生成装置300とほぼ同様である。そのため、以下、本実施の形態の電解水生成装置300と実施の形態1〜3の電解水生成装置300との相違点を主に説明する。
本実施の形態の電解水生成装置300は、互いに直列に接続された第1の電解槽100および第2の電解槽200を備えている。本実施の形態の電解水生成装置300の第1の電解槽100の構造および第2の電解槽200の構造は、それぞれ、実施の形態1〜3の第1の電解槽100の構造および第2の電解槽200の構造と同一である。
ただし、図11および図12に示されるように、本実施の形態の電解水生成装置300においては、第2の電解槽200が流水の流路の上流側に設けられ、第1の電解槽100が流水の流路の下流側に設けられている。そのため、電解水生成装置300からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、第2の電解槽200を通過した後に、第1の電解槽100を通過する。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第2の電解槽200へ流水を導く入力流路3を含んでいる。入力流路3は、幹入力流路3M、陰極側入力流路3C、および陽極側入力流路3Aを含んでいる。本実施の形態の入力流路3の構造は、実施の形態1〜3の入力流路3の構造と同一である。ただし、陰極側入力流路3Cは、幹入力流路3Mから分岐し、第2の陰極室20Cの入口に接続されている。また、陽極側入力流路3Aは、幹入力流路3Mから分岐し、第2の陽極室20Aの入口に接続されている。
また、本実施の形態の電解水生成装置300は、実施の形態1〜3の電解水生成装置300と以下の点において異なっている。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第2の電解槽200から第1の電解槽100へ流水を導く中継流路4を備えている。中継流路4は、陰極側中継流路4Cおよび陽極側中継流路4Aを含んでいる。陰極側中継流路4Cは、第2の陰極室20Cの出口と第1の陰極室10Cの入口とに接続されている。陽極側中継流路4Aは、第2の陽極室20Aの出口と第1の陽極室10Aの入口とに接続されている。
本実施の形態の電解水生成装置300は、第1の電解槽100から流水を受け取る出力流路5を備えている。出力流路5は、陰極側出力流路5Cおよび陽極側出力流路5Aを含んでいる。陰極側出力流路5Cは、第1の陰極室10Cの出口に接続されている。陽極側出力流路5Aは、第1の陽極室10Aの出口に接続されている。
本実施の形態においては、電解水生成装置300からアルカリイオン水を得る場合において、流水が通過する2つの電解槽の順序が上記した実施の形態1〜3の電解水生成装置300と異なっている。電解水生成装置300からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、幹入力流路3M、陰極側入力流路3C、第2の陰極室20C、陰極側中継流路4C、第1の陰極室10C、および陰極側出力流路5Cをこの順序で通過する。また、電解水生成装置300からアルカリイオン水を得る場合には、流水は、幹入力流路3M、陽極側入力流路3A、第2の陽極室20A、陽極側中継流路4A、第1の陽極室10A、および陽極側出力流路5Aをこの順序で通過する。
本実施の形態の電解水生成装置300は、陰極側中継流路4Cと陰極側出力流路5Cとを接続するバイパス流路Bを備えている。また、本実施の形態の電解水生成装置300は、陰極側中継流路4Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に設けられた流路切替弁30を備えている。
図11に示されるように、流路切替弁30は、直線状の流路を有する第1のブロックB1を、陰極側中継流路4Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が陰極側中継流路4Cから第1の陰極室10Cへ導かれる第1の状態に切替えられる。第1の状態では、流路切替弁30は、第2の陰極室20Cを通過した後の流水に、第1の陰極室10Cを通過させる。この場合、陽極側入力流路3Aから第2の陽極室20Aへ導かれた流水は、陽極側中継流路4Aを経由して、第1の陽極室10Aへ流れ込む。
図12に示されるように、流路切替弁30は、L字状の流路を有する第2のブロックB2を、陰極側中継流路4Cとバイパス流路Bとが接続された分岐部に位置付けることができる。それにより、流路切替弁30は、流水が陰極側中継流路4Cからバイパス流路Bへ導かれる第2の状態に切替えられる。第2の状態では、流路切替弁30は、第2の陰極室20Cを通過した後の流水に、第1の陰極室10Cを通過させることなく、陰極側出力流路5Cを通過させる。この場合も、陽極側入力流路3Aから第2の陽極室20Aへ導かれた流水は、陽極側中継流路4Aを経由して、第1の陽極室10Aへ流れ込む。
上記の構成によっても、実施の形態3の電解水生成装置300とほぼ同様の理由のため、第2の陰極室20Cおよび第1の陰極室10Cの双方を通過した後のアルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることを抑制することができる。
なお、上記した本実施の形態の電解水生成装置300の構成に加えて、流水に、第1の陰極室10Cを通過させないときに、第1の陽極室10Aを通過させないように、他のバイパス流路と他の流路切替弁とがさらに設けられていてもよい。他のバイパス流路は、陽極側中継流路4Aと陽極側出力流路5Aとに接続されている。また、他の流路切替弁は、陽極側中継流路4Aと他のバイパス流路とが接続された分岐部に設けられている。これによれば、電解水生成装置300から浄化水を取り出すときに、流水が第1の陰極室10Cおよび第1の陽極室10Aの双方を通過しない。そのため、前述の他のバイパス流路および他の流路切替弁を設ける場合には、バイパス流路Bおよび流路切替弁30のみを設ける場合に比較して、アルカリイオン水のpHが想定された範囲内の値よりも高くなることをより確実に抑制できる。
1A 第1の陽極
1C 第1の陰極
2A 第2の陽極
2C 第2の陰極
3 入力流路
3A 陽極側入力流路
3C 陰極側入力流路
3M 幹入力流路
4 中継流路
4A 陽極側中継流路
4C 陰極側中継流路
5 出力流路
5A 陽極側出力流路
5C 陰極側出力流路
10 陽イオン交換膜
10A 第1の陽極室
10C 第1の陰極室
20 中性隔膜
20A 第2の陽極室
20C 第2の陰極室
30 流路切替弁
40 逆止弁
50 制御部
100 第1の電解槽
200 第2の電解槽
300 電解水生成装置
B バイパス流路
BA 陽極側バイパス流路
BC 陰極側バイパス流路
BM 幹バイパス流路
F 濾過部
1C 第1の陰極
2A 第2の陽極
2C 第2の陰極
3 入力流路
3A 陽極側入力流路
3C 陰極側入力流路
3M 幹入力流路
4 中継流路
4A 陽極側中継流路
4C 陰極側中継流路
5 出力流路
5A 陽極側出力流路
5C 陰極側出力流路
10 陽イオン交換膜
10A 第1の陽極室
10C 第1の陰極室
20 中性隔膜
20A 第2の陽極室
20C 第2の陰極室
30 流路切替弁
40 逆止弁
50 制御部
100 第1の電解槽
200 第2の電解槽
300 電解水生成装置
B バイパス流路
BA 陽極側バイパス流路
BC 陰極側バイパス流路
BM 幹バイパス流路
F 濾過部
Claims (5)
- 第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、
第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、
幹入力流路と、
前記幹入力流路から分岐し、前記第1の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、
前記幹入力流路から分岐し、前記第1の陽極室の入口に接続された陽極側入力流路と、
前記第1の陰極室の出口と前記第2の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記第1の陽極室の出口と前記第2の陽極室の入口との接続された陽極側中継流路と、
前記幹入力流路に接続された幹バイパス流路と、
前記幹バイパス流路から分岐し、前記陰極側中継流路に接続された陰極側バイパス流路と、
前記幹バイパス流路から分岐し、前記陽極側中継流路に接続された陽極側バイパス流路と、
前記幹入力流路と前記幹バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記幹入力流路から前記陰極側入力流路および前記陽極側入力流路のそれぞれへ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室および前記第1の陽極室を通過させた後、前記第2の陰極室および前記第2の陽極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記幹入力流路から前記幹バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室および前記第1の陽極室を通過させることなく、前記第2の陰極室および前記第2の陽極室を通過させる第2の状態に切替えられる、電解水生成装置。 - 前記陰極側バイパス流路に設けられ、前記流水の逆流を防止する逆止弁をさらに備え、
前記逆止弁は、前記流路切替弁が前記第1の状態になっている場合に、前記流水が、前記陰極側中継流路から、前記陰極側バイパス流路、前記陽極側バイパス流路、および前記陽極側中継流路を経由して、前記第2の陽極室へ向かって流れることを防止する、請求項1に記載の電解水生成装置。 - 第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、
第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、
前記第1の陰極室の入口に接続された陰極側入力流路と、
前記第1の陰極室の出口と前記第2の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記陰極側入力流路と前記陰極側中継流路とに接続されたバイパス流路と、
前記陰極側入力流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記陰極側入力流路から前記第1の陰極室へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室を通過させた後、前記第2の陰極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記陰極側入力流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記流水に、前記第1の陰極室を通過させることなく、前記第2の陰極室を通過させる第2の状態に切替えられる、電解水生成装置。 - 第1の陰極室と、第1の陽極室と、前記第1の陰極室と前記第1の陽極室とを仕切る陽イオン交換膜と、を含む第1の電解槽と、
第2の陰極室と、第2の陽極室と、前記第2の陰極室と前記第2の陽極室とを仕切り、分子の通過を抑制するが、陽イオンおよび陰イオンを通過させる中性隔膜と、を含む第2の電解槽と、
前記第2の陰極室の出口と前記第1の陰極室の入口とに接続された陰極側中継流路と、
前記第1の陰極室の出口に接続された陰極側出力流路と、
前記陰極側中継流路と前記陰極側出力流路とを接続するバイパス流路と、
前記陰極側中継流路と前記バイパス流路とが接続された分岐部に設けられた流路切替弁と、を備え、
前記流路切替弁は、
流水を前記陰極側中継流路から前記第1の陰極室へ導くことにより、前記第2の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第1の陰極室を通過させる第1の状態に切替えられるか、または、
前記流水を前記陰極側中継流路から前記バイパス流路へ導くことにより、前記第2の陰極室を通過した後の前記流水に、前記第1の陰極室を通過させることなく、前記陰極側出力流路を通過させる第2の状態に切替えられる、電解水生成装置。 - 前記第1の陰極室、前記第1の陽極室、前記第2の陰極室、および前記第2の陽極室は、それぞれ、第1の陰極、第1の陽極、第2の陰極、および第2の陽極を含み、
前記第1の電解槽、前記第2の電解槽、および前記流路切替弁を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第1の陰極と前記第1の陽極との間および前記第2の陰極と前記第2の陽極との間のそれぞれに直流電圧を印加する制御を実行する場合に、前記流路切替弁を前記第1の状態に切替える制御を実行し、
前記第1の陰極と前記第1の陽極との間に前記直流電圧を印加しない制御を実行する場合に、前記流路切替弁を前記第2の状態に切替える制御を実行する、請求項1〜4のいずれかに記載の電解水生成装置。
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