WO2017135207A1 - 電解水生成装置並びにそれを用いた透析液調製用水の製造装置及び電解水生成方法 - Google Patents

電解水生成装置並びにそれを用いた透析液調製用水の製造装置及び電解水生成方法 Download PDF

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chamber
electrolysis
electrolyzed water
chambers
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孝士 橘
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株式会社日本トリム
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods

Definitions

  • the present invention relates to an electrolyzed water generating device that electrolyzes water to generate electrolyzed water.
  • Patent Document 1 discloses an electrolyzed water generating device including two electrolyzers connected in series in order to increase the dissolved hydrogen concentration.
  • electrolyzed hydrogen water is generated in the cathode chamber in which the cathode feeder is arranged.
  • oxygen gas is generated by electrolysis in the anode chamber in which the anode feeder is disposed. Oxygen gas dissolves in the electrolyzed water in the anode chamber and is discharged from the anode chamber together with the electrolyzed water.
  • the electrolyzed water generated in the cathode chamber is used, the electrolyzed water generated as a secondary in the anode chamber is discarded. Therefore, in the electrolyzed water generating apparatus, the use efficiency of water is enhanced by providing a flow rate adjusting valve or the like for limiting the water supplied to the anode chamber.
  • the dissolved oxygen concentration of the electrolyzed water is saturated in the anode chamber, and a large amount of bubbled oxygen gas that cannot be dissolved in the electrolyzed water is generated. Further, in this case, since the water flow in the anode chamber is suppressed, the bubbled oxygen gas is difficult to be discharged from the anode chamber together with the electrolyzed water, and the bubbled oxygen gas stays in the anode chamber. If such bubbled oxygen gas stays attached to the surface of the anode power supply body and the like, water supplied to the surface of the power supply body decreases, and therefore electrolysis in the electrolysis chamber may be significantly suppressed. is there.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and has as its main object to provide an electrolyzed water generating apparatus capable of increasing the dissolved hydrogen concentration while increasing the water utilization efficiency.
  • the first invention of the present invention is an electrolyzed water generating device comprising a plurality of electrolysis chambers for electrolyzing water, wherein each electrolysis chamber has a first power feeding body and a second power feeding arranged opposite to each other. And a diaphragm that divides the electrolysis chamber into a first electrode chamber on the first power feeding body side and a second electrode chamber on the second power feeding body side, and at least two of the electrolysis chambers include the first electrolysis chamber It is connected by the parallel water channel which connects a polar chamber in parallel, and the serial water channel which connects the said 2nd polar chamber in series.
  • the apparatus further includes a flow rate adjusting means for adjusting the amount of water supplied to the first electrode chambers communicated in parallel.
  • the electrolyzed water generating device further includes an exhaust unit for separating and discharging gas from the electrolyzed water generated in the first electrode chambers communicated in parallel.
  • the electrolyzed water generating apparatus it is preferable that at least two electrolysis chambers are arranged in the vertical direction.
  • the apparatus for producing dialysate preparation water of the second invention of the present invention comprises the electrolyzed water generating device and a filtering means for filtering electrolyzed water generated in the second electrode chamber communicated in series.
  • a third invention of the present invention is a method of electrolyzing water using a plurality of electrolysis chambers to generate electrolyzed water, wherein each electrolysis chamber has a first power feeding body and a Two power feeders, and a diaphragm that divides the electrolysis chamber into a first electrode chamber on the first power feeder side and a second electrode chamber on the second power feeder side, and at least two of the electrolysis chambers, It has the 1st process of supplying water in parallel to a 1st pole chamber, and the 2nd process of supplying water in series to each 2nd pole chamber, It is characterized by the above-mentioned.
  • the electrolyzed water generating apparatus includes a plurality of electrolysis chambers, and each electrolysis chamber includes a first power feeding body and a second power feeding body arranged to face each other, and the electrolysis chamber as a first electrode chamber. And a diaphragm that is divided into a second electrode chamber.
  • the at least two electrolysis chambers are connected by a parallel water channel that connects the first electrode chambers in parallel and a serial water channel that connects the second electrode chambers in series.
  • the water channel on the first pole side is shortened. Therefore, the gas generated at the first pole is quickly discharged from the first pole chamber. Therefore, sufficient water is supplied to the surface of the first power feeder, and electrolysis in the electrolytic chamber is efficiently performed. Thereby, similarly to the above, the dissolved concentration of the gas generated in the second electrode chamber can be easily increased.
  • the apparatus for producing dialysate preparation water according to the second invention of the present invention includes the electrolyzed water generating apparatus, it is possible to easily produce dialysate preparation water having a high dissolved concentration of gas generated in the second electrode chamber. It becomes possible.
  • the electrolyzed water generating method of the third invention of the present invention generates electrolyzed water by electrolyzing water using a plurality of electrolysis chambers.
  • Each electrolysis chamber is provided with a first power feeding body and a second power feeding body that are arranged to face each other, and a diaphragm that divides the electrolysis chamber into a first electrode chamber and a second electrode chamber. And it has the 1st process of supplying water in parallel to each 1st electrode chamber in at least two electrolysis chambers, and the 2nd process of supplying water in series to each 2nd electrode chamber.
  • the dissolved concentration of gas generated in the second electrode chamber can be easily increased. Further, since water is supplied in parallel to at least two first electrode chambers by the first step, sufficient water is supplied to the surface of the first power feeder, and electrolysis in the electrolytic chamber is efficiently performed, The dissolved concentration of gas generated in the second electrode chamber is easily increased.
  • FIG. 1st invention It is a figure which shows schematic structure of the flow path of the electrolyzed water generating apparatus which is one Embodiment of this 1st invention. It is a block diagram which shows the electrical structure of the electrolyzed water generating apparatus of FIG. It is a figure which shows the electrolyzed water generating apparatus of the state which is electrolyzing water. It is a figure which shows schematic structure of the flow path of the modification of an electrolyzed water generating apparatus. It is a figure which shows schematic structure of the flow path of another modification of an electrolyzed water generating apparatus. It is a figure which shows schematic structure of the flow path of another modification of an electrolyzed water generating apparatus. It is a block diagram which shows schematic structure of one Embodiment of the manufacturing apparatus of the dialysate preparation water which is one Embodiment of this 2nd invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a flow path of an electrolyzed water generating apparatus 1 according to an embodiment of the first invention.
  • the electrolyzed water generator 1 is widely used, for example, for producing drinking water for home use as well as for producing dialysate preparation water.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 includes a plurality of electrolytic cells 3, 4,.
  • an electrolyzed water generating apparatus 1 including a pair of electrolytic cells 3 and 4 is shown.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 may include three or more electrolytic cells 3, 4,.
  • the electrolytic cell 3 includes an electrolysis chamber 30 for electrolyzing water, a first power feeding body 31 and a second power feeding body 32 arranged to face each other in the electrolysis chamber 30, and the electrolysis chamber 30 as a first power feeding body.
  • the diaphragm 33 is divided into a first pole chamber 30A on the 31 side and a second pole chamber 30B on the second power feeder 32 side.
  • first power supply body 31 and the second power supply body 32 for example, a surface in which a platinum plating layer is formed on a surface of a net-like metal such as an expanded metal made of titanium or the like is applied.
  • a net-like first power supply body 31 and second power supply body 32 can distribute water to the surface of the diaphragm 33 while sandwiching the diaphragm 33, and promote electrolysis in the electrolytic chamber 30.
  • One of the first power supply 31 and the second power supply 32 is applied as an anode power supply, and the other is applied as a cathode power supply.
  • Water is supplied to both the first electrode chamber 30 ⁇ / b> A and the second electrode chamber 30 ⁇ / b> B of the electrolysis chamber 30, and a direct-current voltage is applied to the first power supply body 31 and the second power supply body 32, thereby causing water in the electrolysis chamber 30. Electrolysis occurs.
  • the diaphragm 33 for example, a solid polymer film made of a fluororesin having a sulfonic acid group is used. A plating layer made of platinum is formed on both surfaces of the diaphragm 33. The plating layer of the diaphragm 33 and the first power supply 31 and the second power supply 32 abut and are electrically connected. The diaphragm 33 allows ions generated by electrolysis to pass through. The first power feeder 31 and the second power feeder 32 are electrically connected through the diaphragm 33.
  • the diaphragm 33 made of a solid polymer material is applied, the dissolved hydrogen concentration can be increased without increasing the pH value of the electrolytic hydrogen water. Such electrolytic hydrogen water is suitable for reducing oxidative stress of patients in dialysis treatment.
  • Electrolysis of water in the electrolysis chamber 30 generates hydrogen gas and oxygen gas.
  • the first power supply 31 is applied as an anode power supply
  • oxygen gas is generated in the first electrode chamber 30A, and electrolytic oxygen water in which the oxygen gas is dissolved is generated.
  • the second electrode chamber 30B hydrogen gas is generated, and electrolytic hydrogen water in which the hydrogen gas is dissolved is generated.
  • the first power supply 31 is applied as a cathode power supply
  • hydrogen gas is generated in the first electrode chamber 30A, and electrolytic hydrogen water in which the hydrogen gas is dissolved is generated.
  • the second electrode chamber 30B oxygen gas is generated, and electrolytic oxygen water in which the oxygen gas is dissolved is generated.
  • the electrolytic cell 4 includes a first power feeding body 41 and a second power feeding body 42 that are disposed to face each other in an electrolysis chamber 40 for electrolyzing water, and the electrolysis chamber 40 on the first power feeding body 41 side.
  • the diaphragm 43 is divided into a first pole chamber 40A and a second pole chamber 40B on the second power feeding body 42 side.
  • the configurations of the first power feeding body 41, the second power feeding body 42, and the diaphragm 43 are the same as those of the first power feeding body 31, the second power feeding body 32, and the diaphragm 33 described above.
  • One of the first power supply 41 and the second power supply 42 is applied as an anode power supply, and the other is applied as a cathode power supply.
  • Water is supplied to both the first electrode chamber 40 ⁇ / b> A and the second electrode chamber 40 ⁇ / b> B of the electrolysis chamber 40, and a direct current voltage is applied to the first power supply body 41 and the second power supply body 42. Electrolysis occurs.
  • one of the diaphragms 33 or 43 may be constituted by, for example, a polytetrafluoroethylene (PTFE) hydrophilic film.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the polarity of the first power feeding body 41 is equivalent to that of the first power feeding body 31, and the polarity of the second power feeding body 42 is equivalent to that of the second power feeding body 32.
  • the operation of the electrolytic cell 4 when the first power supply 41 is applied as an anode power supply and when the first power supply 41 is applied as a cathode power supply is the same as that of the electrolytic cell 3.
  • the electrolysis chambers 30 and 40 are connected by a parallel water channel 51 and a series water channel 55.
  • the parallel water channel 51 connects the first polar chamber 30A and the first polar chamber 40A in parallel.
  • the parallel water channel 51 includes a parallel water channel 52 that connects the first polar chamber 30A and the first polar chamber 40A on the upstream side, and a parallel water channel 53 that connects the first polar chamber 30A and the first polar chamber 40A on the downstream side.
  • the parallel water channel 52 is connected to the lower end of the first pole chamber 30A and the lower end of the first pole chamber 40A.
  • the parallel water channel 53 is connected to the upper end portion of the first polar chamber 30A and the upper end portion of the first polar chamber 40A.
  • the serial water channel 55 connects the upper end of the first polar chamber 30A and the lower end of the first polar chamber 40A.
  • the serial water channel 55 connects the second polar chamber 30B and the second polar chamber 40B in series.
  • the water that has flowed out of the upstream second polar chamber 30B passes through the serial water channel 55 and flows into the downstream second polar chamber 40B.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 has a water supply channel 20 for supplying water to be electrolyzed to the electrolysis chambers 30 and 40, and drainage channels 61 and 65 for discharging the electrolyzed water from the electrolysis chambers 30 and 40. ing.
  • Raw water is supplied from the water supply channel 20 to the electrolyzed water generator 1.
  • the raw water tap water is generally used, but well water, ground water, and the like can be used.
  • a water purification cartridge or the like for purifying raw water is appropriately provided in the water supply channel 20.
  • the water supply channel 20 branches into a water supply channel 21 and a water supply channel 22.
  • the water supply channel 21 is connected to the upstream parallel water channel 52.
  • the water supply path 22 is connected to the lower end of the second electrode chamber 30B. The water flowing into the water supply channel 20 passes through the water supply channels 21 and 22 and the parallel water channel 52 and flows into the first polar chamber 30A, the second polar chamber 30B, and the first polar chamber 40A.
  • the drainage channel 61 is connected to the parallel water channel 53 on the downstream side.
  • the water that flows out from the first polar chamber 30 ⁇ / b> A and the first polar chamber 40 ⁇ / b> A merges in the parallel water channel 53 and flows into the drainage channel 61.
  • the drainage channel 65 is connected to the upper end of the second electrode chamber 40B.
  • the water that has flowed out of the second electrode chamber 40B flows into the drainage channel 65.
  • the direction of the water flow in the second electrode chambers 30B and 40B and the direction in which the hydrogen gas generated in the second electrode chambers 30B and 40B moves coincide with each other. It is discharged from the chambers 30B and 40B.
  • the hydrogen gas generated in the second electrode chambers 30B and 40B is suppressed from staying on the surfaces of the second power feeding bodies 32 and 42. Therefore, water is sufficiently supplied also to the surfaces of the second power feeders 32 and 42, and electrolysis is efficiently performed in the electrolysis chambers 30 and 40, so that the dissolved hydrogen concentration can be increased.
  • FIG. 2 shows a circuit for supplying an electrolytic current to the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42.
  • the electrolytic current I supplied to the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 is controlled by the control unit 10.
  • the control unit 10 is connected to the power supply unit 11.
  • the power supply unit 11 supplies power to the control unit 10 and the power feeders 31, 32, 41, 42 and the like.
  • the power feeders 31 and 32 and the power feeders 41 and 42 are connected in series. That is, the control unit 10 and the power supply body 41 are connected, the power supply body 42 and the power supply body 31 are connected, and the power supply body 32 and the control unit 10 are connected.
  • the control unit 10 controls each unit such as the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42.
  • the control unit 10 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes various arithmetic processes, information processing, and the like, a program that controls the operation of the CPU, a memory that stores various information, and the like.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the control unit 10 controls, for example, the polarities of the first power feeders 31 and 41 and the second power feeders 32 and 42.
  • first power feeders 31 and 41 are applied as anode power feeders will be described unless otherwise specified, but the same applies to the case where the first power feeders 31 and 41 are applied as cathode power feeders. .
  • Current detection means 12 is provided on the current supply line between the first power feeder 41 and the control unit 10.
  • the current detection unit 12 may be provided in a current supply line between the second power supply body 42 and the first power supply body 31 or a current supply line between the second power supply body 32 and the control unit 10.
  • the current detection unit 12 detects the electrolytic current I supplied to the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 and outputs an electric signal corresponding to the value to the control unit 10.
  • the control unit 10 controls the DC voltage applied to the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 based on, for example, the electrical signal output from the current detection means 12. More specifically, the control unit 10 determines that the electrolysis current I detected by the current detection means 12 has a desired value according to the preset dissolved hydrogen concentration, and the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding body. The DC voltage applied to 41 and 42 is feedback controlled. For example, when the electrolysis current I is excessive, the control unit 10 decreases the voltage, and when the electrolysis current I is excessive, the control unit 10 increases the voltage. Thereby, the electrolysis current I supplied to the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 is appropriately controlled.
  • the equivalent electrolysis current I is supplied by the two electrolysis chambers 30 and 40. Thereby, operation
  • movement of the control part 10 can be simplified.
  • FIG. 3 shows the electrolyzed water generator 1 in a state where water is electrolyzed.
  • the electrolysis chambers 30 and 40 in the first electrode chambers 30A and 40A, oxygen gas is generated and dissolved in the electrolysis water, and electrolysis oxygen water is generated. Discharged from.
  • the second electrode chambers 30 ⁇ / b> B and 40 ⁇ / b> B hydrogen gas is generated and dissolved in the electrolytic water, and electrolytic hydrogen water is generated and discharged from the drainage channel 65.
  • the electrolytic hydrogen water moves from the upstream second electrode chamber 30B to the downstream second electrode chamber 40B.
  • the dissolved hydrogen concentration of the electrolytic hydrogen water can be easily increased.
  • Such electrolytic hydrogen water having a high dissolved hydrogen concentration is suitable for production of dialysate preparation water and production of domestic drinking water.
  • generation apparatus 1 when the electrolyzed water production
  • the two first electrode chambers 30A and 40A are connected in parallel by the parallel water channel 51, the water channel on the anode side is shortened. Therefore, the oxygen gas O generated in the first pole chamber 30A and the oxygen gas O generated in the first pole chamber 40A are quickly discharged from the downstream parallel water channel 53 to the drain channel 61. Accordingly, the oxygen gas O is prevented from staying in the first electrode chambers 30A and 40A, sufficient water is supplied to the surfaces of the first power feeders 31 and 41, and the electrolysis in the electrolysis chambers 30 and 40 is efficient. Well executed. Thereby, similarly to the above, the dissolved concentration of the hydrogen gas generated in the second electrode chambers 30B and 40B can be easily increased.
  • each 2nd electrode chamber 30B, 40B, ... is connected in parallel.
  • the oxygen gas O is quickly discharged from each of the second electrode chambers 30B, 40B,..., And the electrolysis in each of the electrolysis chambers 30, 40,.
  • FIG. 4 shows an electrolyzed water generating device 1 ⁇ / b> A that is a modification of the electrolyzed water generating device 1.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1A separates and discharges gas from the flow rate adjusting means 71 for adjusting the amount of water supplied to the first electrode chambers 30A and 40A and the electrolyzed water generated in the first electrode chambers 30A and 40A. It differs from the electrolyzed water production
  • the portion of the electrolyzed water generating apparatus 1A that is not described below the configuration of the electrolyzed water generating apparatus 1 described above can be employed.
  • the flow rate adjusting means 71 is provided in the water supply channel 21.
  • the flow rate adjusting means 71 can be configured by, for example, a valve that adjusts the amount of water flowing through the water supply channel 21 by using electromagnetic force as a power source or manually.
  • the flow rate adjusting means 71 By providing the flow rate adjusting means 71, the amount of water supplied to the first pole chambers 30A and 40A can be accurately adjusted. Therefore, it is possible to suppress the water discharged to the drainage channel 61 and increase the water use efficiency.
  • the flow rate adjusting means 71 may be provided in the drainage channel 61. In this case, the flow rate adjusting means 71 adjusts the amount of water supplied to the first pole chambers 30 ⁇ / b> A and 40 ⁇ / b> A by adjusting the amount of flowing water in the drainage channel 61.
  • the exhaust means 72 includes a so-called gas vent valve that separates and discharges the oxygen gas O from the electrolyzed water generated in the first electrode chambers 30A and 40A.
  • the oxygen gas O generated in the first electrode chambers 30 ⁇ / b> A and 40 ⁇ / b> A is suppressed from staying on the surfaces of the first power feeding bodies 31 and 41. Therefore, water is sufficiently supplied also to the surfaces of the first power feeders 31 and 41, electrolysis is performed efficiently, and the dissolved hydrogen concentration can be increased.
  • the exhaust means 72 is provided in the drainage channel 61 connected to the downstream side of the parallel water channel 51, the oxygen gas O generated in the first electrode chambers 30 ⁇ / b> A and 40 ⁇ / b> A by the single exhaust means 72 is generated. It is discharged quickly. Therefore, the dissolved hydrogen concentration can be easily increased with an inexpensive and simple configuration.
  • either the flow rate adjusting means 71 or the exhaust means 72 may be discarded.
  • FIG. 5 shows an electrolyzed water generating apparatus 1B which is another modification of the electrolyzed water generating apparatus 1.
  • the electrolysis chambers 30 and 40 are arranged in the vertical direction.
  • the structure of the electrolyzed water generating apparatus 1 or 1A mentioned above can be employ
  • the hydrogen gas generated in the second electrode chamber 30 ⁇ / b> B is suppressed from staying on the surface of the second power feeding body 32. Therefore, water is sufficiently supplied also to the surface of the second power feeder 32, electrolysis is performed efficiently, and the dissolved hydrogen concentration can be increased.
  • FIG. 6 shows an electrolyzed water generating apparatus 1 ⁇ / b> C that is still another modified example of the electrolyzed water generating apparatus 1.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1C includes a plurality of electrolysis chamber groups X, Y,.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1C of the present embodiment includes a pair of electrolysis chamber groups X and Y.
  • the configuration of the electrolyzed water generating devices 1 to 1B described above may be employed.
  • the electrolysis chamber groups X and Y are connected in parallel as flow paths.
  • Such an electrolyzed water generating device 1C can generate a large amount of electrolyzed hydrogen water having a high dissolved hydrogen concentration.
  • the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 of the electrolysis chamber group X and the power feeding bodies 31 and 32 and the power feeding bodies 41 and 42 of the electrolysis chamber group Y are connected in series as an electric circuit. Accordingly, an equivalent electrolysis current I is supplied in the electrolysis chambers 30 and 40 of the electrolysis chamber group X and the electrolysis chambers 30 and 40 of the electrolysis chamber group Y. Thereby, operation
  • the number of electrolytic chamber groups X, Y,... Connected in parallel as flow paths may be 3 or more.
  • the power feeders 31 and 32 and the power feeders 41 and 42 of all the electrolysis chamber groups X, Y,... May be connected in series, and for each of the electrolysis chamber groups X, Y,.
  • Each power feeder 31, 32 and power feeders 41, 42 may be connected in series.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1C may further include a flow rate adjusting means 71 and an exhaust means 72.
  • the flow rate adjusting means 71 is provided in the water supply channel 21 or the drainage channel 61.
  • the configuration of the water generator 1C is simplified.
  • the exhaust means 72 is provided in the drainage channel 61.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration of an embodiment of the apparatus for producing dialysate preparation water according to the second invention of the present invention.
  • the manufacturing apparatus 200 includes an electrolyzed water generating apparatus 1 that is an embodiment of the first invention.
  • the manufacturing apparatus 200 manufactures dialysate preparation water in which the dialysis raw material is mixed using the hydrogen water generated by the electrolyzed water generation apparatus 1.
  • any one of the electrolyzed water generating apparatuses 1A to 1C may be applied instead of the electrolyzed water generating apparatus 1.
  • the manufacturing apparatus 200 includes an electrolyzed water generation apparatus 1, a water softening apparatus 201, an activated carbon treatment apparatus 202, a pressure pump 203, a reverse osmosis membrane module 204, and the like.
  • the raw water such as tap water is supplied to the water softening device 201.
  • the water softening device 201 removes hardness components such as calcium ions and magnesium ions from the raw water to soften the water.
  • the activated carbon treatment device 202 has activated carbon that is a fine porous material, and adsorbs and removes chlorine and the like from the water supplied from the water softening device 201.
  • the water that has passed through the activated carbon treatment apparatus 202 is sent to the electrolyzed water generation apparatus 1 and electrolyzed.
  • the pressurizing pump 203 pumps the hydrogen water generated in the second electrode chamber 40B of the electrolyzed water generating apparatus 1 to the reverse osmosis membrane module 204.
  • the reverse osmosis membrane module 204 has a reverse osmosis membrane (filtration means: not shown).
  • the reverse osmosis membrane filters water pumped by the pressure pump 203. That is, the reverse osmosis membrane removes a trace amount of impurities such as metals from the electrolytic hydrogen water pumped by the pressure pump 203 and filters the electrolytic hydrogen water.
  • the electrolytic hydrogen water that has been filtered through the reverse osmosis membrane is supplied to the diluting device 300.
  • the dilution apparatus 300 is provided outside the manufacturing apparatus 200, for example.
  • the diluting device 300 dilutes the dialysis raw material using the electrolytic hydrogen water purified by the reverse osmosis membrane module 204.
  • a dialysate is prepared.
  • the manufacturing apparatus 200 includes the electrolyzed water generating apparatus 1, it is possible to easily manufacture dialysate preparation water having a high dissolved hydrogen concentration.
  • the electrolyzed water generation method generates electrolyzed water by electrolyzing water using a plurality of electrolysis chambers 30, 40,.
  • the electrolysis chambers 30, 40 For the electrolysis chambers 30, 40,..., The configuration of the electrolysis chambers 30, 40,.
  • the first step S1 and the second step S2 are performed simultaneously.
  • 1st process S1 and 2nd process S2 are implemented simultaneously with the electrolysis in electrolysis chamber 30,40, ....
  • 2nd process S2 may be implemented after 1st process S1, and 1st process S1 may be implemented after 2nd process S2.
  • the second electrode chambers 30B, 40B since water is supplied in series to at least two second electrode chambers 30B, 40B,... By the second step S2, the second electrode chambers 30B, 40B,.
  • the dissolved concentration of hydrogen gas generated in ... is easily increased.
  • water is supplied in parallel to at least two first electrode chambers 30A, 40A,...
  • the first step S1 since water is supplied in parallel to at least two first electrode chambers 30A, 40A,... By the first step S1, the water channel on the anode side is shortened. Therefore, the oxygen gas O generated in the first pole chamber 30A and the oxygen gas O generated in the first pole chamber 40A are quickly discharged from the downstream parallel water channel 53 to the drain channel 61.
  • the oxygen gas O is prevented from staying in the first electrode chambers 30A and 40A, sufficient water is supplied to the surfaces of the first power feeders 31 and 41, and the electrolysis in the electrolysis chambers 30 and 40 is efficient. Well executed. Thereby, the dissolved concentration of the hydrogen gas generated in the second electrode chambers 30B, 40B,... Is easily increased.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 includes at least a plurality of electrolysis chambers 30, 40,... For electrolyzing water, and each electrolysis chamber 30, 40,. ... and the second power feeding bodies 32, 42, ..., and the electrolysis chambers 30, 40, ..., the first electrode chambers 30A, 40A, ... on the side of the first power feeding bodies 31, 41, ..., and the second , Which are divided into second electrode chambers 30B, 40B,...
  • the power feeding bodies 32, 42,..., are arranged, and at least two electrolysis chambers 30, 40 are provided in the first electrode chambers 30A, 40A. Need only be connected by a parallel water channel 51 that allows the second polar chambers 30B and 40B to communicate in series.

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Abstract

電解水生成装置１は、水を電気分解するための電解室３０、４０、…を複数備える。各電解室３０、４０、…には、互いに対向して配置された第１給電体３１、４１、…及び第２給電体３２、４２、…と、電解室３０、４０、…を第１給電体３１、４１、…側の第１極室３０Ａ、４０Ａ、…と、第２給電体３２、４２、…側の第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…とに区分する隔膜３３、４３、…とが配される。隔膜３３、４３、…には、固体高分子膜が適用される。少なくとも２つの電解室３０、４０は、第１極室３０Ａ、４０Ａを並列に連通させる並列水路５１と、第２極室３０Ｂ、４０Ｂを直列に連通させる直列水路５５とによって接続されている。

Description

電解水生成装置並びにそれを用いた透析液調製用水の製造装置及び電解水生成方法
　本発明は、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置等に関する。
　従来、隔膜で仕切られた電解室を有する電解槽を備え、電解室に供給される水道水等を電気分解して水素が溶け込んだ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には、溶存水素濃度を高めるために、直列に接続された２つの電解槽を備えた電解水生成装置が開示されている。
特許第４４１７７０７号公報
　上記電解水生成装置では、陰極給電体が配された陰極室で電解水素水が生成される。このとき、陽極給電体が配された陽極室では電気分解によって酸素ガスが発生する。酸素ガスは、陽極室内の電解水に溶け込み、電解水と共に陽極室から排出される。
　通常、陰極室で生成された電解水素水が利用される場合、陽極室で副次的に生成される電解水は廃棄される。従って、電解水生成装置では、陽極室に供給される水を制限する流量調整弁等を設けることにより、水の利用効率が高められている。
　流量調整弁によって陽極室に供給される水が制限された場合、陽極室では電解水の溶存酸素濃度が飽和して、電解水に溶け込めなかった気泡状態の酸素ガスが大量に発生する。さらにこの場合、陽極室の水流が抑制されるので、気泡状態の酸素ガスは、電解水と共に陽極室から排出され難くなり、陽極室には気泡状態の酸素ガスが滞留することとなる。このような気泡状態の酸素ガスが陽極給電体の表面等に付着した状態で滞留すると、給電体の表面に供給される水が減少するため、電解室での電気分解が著しく抑制されるおそれがある。
　特に、上記特許文献１に示されるような直列に接続された２つの電解槽を備えた電解水生成装置にあっては、２つの陽極室を含む陽極側の水路が長くなるため、陽極室に気泡状態の酸素ガスが滞留する傾向が助長され、溶存水素濃度を高めることが困難となる。
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、水の利用効率を高めつつ、溶存水素濃度を高めることが可能な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、水を電気分解するための電解室を複数備えた電解水生成装置であって、各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室と、前記第２給電体側の第２極室とに区分する隔膜とが配され、少なくとも２つの前記電解室は、前記第１極室を並列に連通させる並列水路と前記第２極室を直列に連通させる直列水路とによって接続されていることを特徴とする。
　本発明に係る前記電解水生成装置において、並列に連通された前記第１極室に供給される水量を調整するための流量調整手段をさらに備えることが望ましい。
　本発明に係る前記電解水生成装置において、並列に連通された前記第１極室で生成された電解水から気体を分離して排出するための排気手段をさらに備えることが望ましい。
　本発明に係る前記電解水生成装置において、少なくとも２つの前記電解室は、上下方向に配列されていることが望ましい。
　本発明の第２発明の透析液調製用水の製造装置は、前記電解水生成装置と、直列に連通された前記第２極室で生成された電解水を濾過する濾過手段とを備えたことを特徴とする。
　本発明の第３発明は、複数の電解室を用いて水を電気分解して電解水を生成する方法であって、各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室と、前記第２給電体側の第２極室とに区分する隔膜とが配され、少なくとも２つの前記電解室で、各第１極室に並列的に水を供給する第１工程と、各第２極室に直列的に水を供給する第２工程とを有することを特徴とする。
　本発明の第１発明の電解水生成装置は、電解室を複数備え、各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、電解室を第１極室と第２極室とに区分する隔膜とが配される。そして、少なくとも２つの電解室は、第１極室を並列に連通させる並列水路と第２極室を直列に連通させる直列水路とによって接続されている。
　水が電気分解されることにより、第１極室及び第２極室では、気体が発生し電解水に溶け込む。このとき、直列水路によって少なくとも２つの第２極室が直列に連通されているので、電解水が上流側の第２極室から下流側の第２極室に移動するにつれ、第２極室で生ずる気体の溶存濃度が容易に高められる。例えば、第２給電体が陰極給電体である場合、陰極室で生ずる水素ガスの溶存濃度が容易に高められる。
　また、並列水路によって少なくとも２つの第１極室が並列に連通されているので、第１極側の水路が短縮される。従って、第１極で生じた気体が第１極室から速やかに排出される。従って、第１給電体の表面に十分な水が供給され、電解室内での電気分解が効率よく実行される。これにより、上記と同様に、第２極室で生ずる気体の溶存濃度が容易に高められる。
　本発明の第２発明の透析液調製用水の製造装置は、上記電解水生成装置を備えているので、第２極室で生ずる気体の溶存濃度が高い透析液調製用水を容易に製造することが可能となる。
　本発明の第３発明の電解水生成方法は、複数の電解室を用いて水を電気分解して電解水を生成する。各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、電解室を第１極室と第２極室とに区分する隔膜とが配される。そして、少なくとも２つの電解室で、各第１極室に並列的に水を供給する第１工程と、各第２極室に直列的に水を供給する第２工程とを有する。
　従って、第１発明と同様に、第２工程によって少なくとも２つの第２極室に直列的に水が供給されるので、第２極室で生ずる気体の溶存濃度が容易に高められる。また、第１工程によって少なくとも２つの第１極室に並列的に水が供給されるので、第１給電体の表面に十分な水が供給され、電解室内での電気分解が効率よく実行され、第２極室で生ずる気体の溶存濃度が容易に高められる。
本第１発明の一実施形態である電解水生成装置の流路の概略構成を示す図である。 図１の電解水生成装置の電気的構成を示すブロック図である。 水を電気分解している状態の電解水生成装置を示す図である。 電解水生成装置の変形例の流路の概略構成を示す図である。 電解水生成装置の別の変形例の流路の概略構成を示す図である。 電解水生成装置のさらに別の変形例の流路の概略構成を示す図である。 本第２発明の一実施形態である透析液調製用水の製造装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
（第１発明）
　図１は、本第１発明の実施形態である電解水生成装置１の流路の概略構成を示している。電解水生成装置１は、例えば、透析液調製用水の製造の他、家庭の飲用水の生成にも広く用いられる。
　電解水生成装置１は、電解槽３、４、…を複数備える。図１では、一対の電解槽３、４を備えた電解水生成装置１が示されている。電解水生成装置１は、３以上の電解槽３、４、…を備えていてもよい。
　電解槽３は、水を電気分解するための電解室３０と、電解室３０内で互いに対向して配置された第１給電体３１及び第２給電体３２と、電解室３０を第１給電体３１側の第１極室３０Ａと、第２給電体３２側の第２極室３０Ｂとに区分する隔膜３３とを有する。
　第１給電体３１及び第２給電体３２には、例えば、チタニウム等からなるエクスパンドメタル等の網状金属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。このような網状の第１給電体３１及び第２給電体３２は、隔膜３３を挟持しながら、隔膜３３の表面に水を行き渡らせることができ、電解室３０内での電気分解を促進する。
　第１給電体３１及び第２給電体３２の一方は陽極給電体として適用され、他方は陰極給電体として適用される。電解室３０の第１極室３０Ａ及び第２極室３０Ｂの両方に水が供給され、第１給電体３１及び第２給電体３２に直流電圧が印加されることにより、電解室３０内で水の電気分解が生ずる。
　隔膜３３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膜が用いられている。隔膜３３の両面には、白金からなるめっき層が形成されている。隔膜３３のめっき層と第１給電体３１及び第２給電体３２とは、当接し、電気的に接続される。隔膜３３は、電気分解で生じたイオンを通過させる。隔膜３３を介して第１給電体３１と第２給電体３２とが電気的に接続される。固体高分子材料からなる隔膜３３が適用される場合、電解水素水のｐＨ値を上昇させることなく、溶存水素濃度を高めることができる。このような電解水素水は、透析治療での患者の酸化ストレスの低減に好適とされている。
　電解室３０内で水が電気分解されることにより、水素ガス及び酸素ガスが発生する。例えば、第１給電体３１が陽極給電体として適用される場合、第１極室３０Ａでは、酸素ガスが発生し、酸素ガスが溶け込んだ電解酸素水が生成される。一方、第２極室３０Ｂでは、水素ガスが発生し、水素ガスが溶け込んだ電解水素水が生成される。第１給電体３１が陰極給電体として適用される場合、第１極室３０Ａでは、水素ガスが発生し、水素ガスが溶け込んだ電解水素水が生成される。一方、第２極室３０Ｂでは、酸素ガスが発生し、酸素ガスが溶け込んだ電解酸素水が生成される。
　電解槽４は、水を電気分解するための電解室４０内に、互いに対向して配置された第１給電体４１及び第２給電体４２と、電解室４０を第１給電体４１側の第１極室４０Ａと、第２給電体４２側の第２極室４０Ｂとに区分する隔膜４３とを有する。
　第１給電体４１、第２給電体４２及び隔膜４３の構成は、上述した第１給電体３１、第２給電体３２及び隔膜３３と同等である。第１給電体４１及び第２給電体４２の一方は陽極給電体として適用され、他方は陰極給電体として適用される。電解室４０の第１極室４０Ａ及び第２極室４０Ｂの両方に水が供給され、第１給電体４１及び第２給電体４２に直流電圧が印加されることにより、電解室４０内で水の電気分解が生ずる。
　電解水生成装置１が飲用の電解水素水の生成に用いられる場合、隔膜３３又は４３のうち一方は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）親水膜によって構成されていてもよい。
　第１給電体４１の極性は第１給電体３１と同等であり、第２給電体４２の極性は第２給電体３２と同等である。第１給電体４１が陽極給電体として適用される場合、及び、第１給電体４１が陰極給電体として適用される場合の電解槽４の動作については、上記電解槽３と同様である。
　電解室３０及び４０は、並列水路５１と直列水路５５とによって接続されている。
　並列水路５１は、第１極室３０Ａと第１極室４０Ａとを並列に連通させる。並列水路５１は、第１極室３０Ａと第１極室４０Ａとを上流側で接続する並列水路５２と、第１極室３０Ａと第１極室４０Ａとを下流側で接続する並列水路５３とを有する。
　並列水路５２は、第１極室３０Ａの下端部と第１極室４０Ａの下端部とに接続されている。並列水路５３は、第１極室３０Ａの上端部と第１極室４０Ａの上端部とに接続されている。電解水生成装置１では、第１極室３０Ａ及び４０Ａでの水流の方向と第１極室３０Ａ及び４０Ａで生成される酸素ガスの移動する方向が一致するため、酸素ガスが効率よく第１極室３０Ａ及び４０Ａから排出される。これにより、第１極室３０Ａ及び４０Ａで発生する酸素ガスが第１給電体３１及び４１の表面に滞留することが抑制される。従って、第１給電体３１及び４１の表面にも水が十分に供給され、効率よく電気分解が行なわれ、溶存水素濃度を高めることが可能となる。
　直列水路５５は、第１極室３０Ａの上端部と第１極室４０Ａの下端部とを接続する。直列水路５５は、第２極室３０Ｂと第２極室４０Ｂとを直列に連通させる。図１に示される電解水生成装置１では、上流側の第２極室３０Ｂから流出した水は、直列水路５５を通過して、下流側の第２極室４０Ｂに流れ込む。
　電解水生成装置１は、電解室３０及び４０に電気分解される水を供給するための給水路２０と、電解室３０及び４０から電解水を排出するための排水路６１及び６５とを有している。
　電解水生成装置１には、給水路２０から原水が供給される。原水には、一般的には水道水が利用されるが、その他、例えば、井戸水、地下水等を用いることができる。電解水生成装置１が飲用の電解水素水の生成に用いられる場合等では、原水を浄化する浄水カートリッジ等が給水路２０に適宜設けられる。
　給水路２０は、給水路２１及び給水路２２に分岐する。給水路２１は、上流側の並列水路５２に接続されている。給水路２２は、第２極室３０Ｂの下端部に接続されている。給水路２０に流入した水は、給水路２１、２２及び並列水路５２を通過して、第１極室３０Ａ、第２極室３０Ｂ及び第１極室４０Ａに流れ込む。
　排水路６１は、下流側の並列水路５３に接続されている。第１極室３０Ａ及び第１極室４０Ａから流出した水は、並列水路５３で合流し、排水路６１に流れ込む。排水路６５は、第２極室４０Ｂの上端部に接続されている。第２極室４０Ｂから流出した水は、排水路６５に流れ込む。電解水生成装置１では、第２極室３０Ｂ及び４０Ｂでの水流の方向と第２極室３０Ｂ及び４０Ｂで生成される水素ガスの移動する方向が一致するため、水素ガスが効率よく第２極室３０Ｂ及び４０Ｂから排出される。これにより、第２極室３０Ｂ及び４０Ｂで発生する水素ガスが第２給電体３２及び４２の表面に滞留することが抑制される。従って、第２給電体３２及び４２の表面にも水が十分に供給され、電解室３０及び４０で効率よく電気分解が行なわれ、溶存水素濃度を高めることが可能となる。
　図２は、給電体３１、３２及び給電体４１、４２に電解電流を供給するための回路を示している。給電体３１、３２及び給電体４１、４２に供給される電解電流Ｉは、制御部１０によって制御される。制御部１０は、電源部１１に接続されている。電源部１１は、制御部１０及び給電体３１、３２、４１、４２等に電力を供給する。
　本実施形態では、給電体３１、３２と給電体４１、４２とは、直列に接続されている。すなわち、制御部１０と給電体４１とが接続され、給電体４２と給電体３１とが接続され、給電体３２と制御部１０とが接続されている。
　制御部１０は、給電体３１、３２及び給電体４１、４２等の各部の制御を司る。制御部１０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。
　制御部１０は、例えば、第１給電体３１、４１及び第２給電体３２、４２の極性を制御する。
　第１給電体３１、４１及び第２給電体３２、４２の極性を相互に変更することにより、電解水素水又は電解酸素水のうち所望の電解水が排水路６５から吐水され、不要な電解水が排水路６１から排出されうる。
　以下、特に断りのない限り、第１給電体３１、４１が陽極給電体として適用される場合について説明するが、第１給電体３１、４１が陰極給電体として適用される場合についても同様である。
　第１給電体４１と制御部１０との間の電流供給ラインには、電流検出手段１２が設けられている。電流検出手段１２は、第２給電体４２と第１給電体３１との間の電流供給ライン又は第２給電体３２と制御部１０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１２は、給電体３１、３２及び給電体４１、４２に供給する電解電流Ｉを検出し、その値に相当する電気信号を制御部１０に出力する。
　制御部１０は、例えば、電流検出手段１２から出力された電気信号に基づいて、給電体３１、３２及び給電体４１、４２に印加する直流電圧を制御する。より具体的には、制御部１０は、予め設定された溶存水素濃度に応じて、電流検出手段１２によって検出される電解電流Ｉが所望の値となるように、給電体３１、３２及び給電体４１、４２に印加する直流電圧をフィードバック制御する。例えば、電解電流Ｉが過大である場合、制御部１０は、上記電圧を減少させ、電解電流Ｉが過小である場合、制御部１０は、上記電圧を増加させる。これにより、給電体３１、３２及び給電体４１、４２に供給する電解電流Ｉが適切に制御される。
　本実施形態では、給電体３１、３２と給電体４１、４２とは、直列に接続されているので、２つの電解室３０、４０で同等の電解電流Ｉが供給される。これにより、制御部１０の動作が簡素化されうる。
　図３は、水を電気分解している状態の電解水生成装置１を示している。既に述べたように、電解室３０、４０で水が電気分解されることにより、第１極室３０Ａ、４０Ａでは、酸素ガスが発生し電解水に溶け込み、電解酸素水が生成され、排水路６１から排出される。一方、第２極室３０Ｂ、４０Ｂでは、水素ガスが発生し電解水に溶け込み、電解水素水が生成され、排水路６５から排出される。
　本実施形態では、直列水路５５によって２つの第２極室３０Ｂ、４０Ｂが直列に連通されているので、電解水素水が上流側の第２極室３０Ｂから下流側の第２極室４０Ｂに移動するにつれ、電解水素水の溶存水素濃度が容易に高められる。このような、溶存水素濃度の高い電解水素水は、透析液調製用水の製造及び家庭の飲用水の生成に好適とされる。なお、電解水生成装置１が、３以上の電解槽３、４、…を備える場合にあっては、各第１極室３０Ａ、４０Ａ、…が直列に接続されていてもよい。このような電解水生成装置１では、電解水素水の溶存水素濃度がより一層高められる。
　ところで、第２極室３０Ｂ及び第２極室４０Ｂでは電解水の溶存酸素濃度が飽和した場合、電解水に溶け込めなかった気泡状態の酸素ガスＯが発生する。水の利用効率を高めるために、給水路２１又は並列水路５２の流路断面積が小さく設定された場合、気泡状態の酸素ガスＯが発生する傾向が助長される。このような気泡状態の酸素ガスＯが第１給電体３１及び４１の表面等に滞留すると、水が十分に供給され難くなり、電解槽での電気分解が抑制されるおそれがある。
　本実施形態では、並列水路５１によって２つの第１極室３０Ａ、４０Ａが並列に連通されているので、陽極側の水路が短縮される。従って、第１極室３０Ａで生じた酸素ガスＯ及び第１極室４０Ａで生じた酸素ガスＯは、速やかに下流側の並列水路５３から排水路６１に排出される。従って、酸素ガスＯが第１極室３０Ａ、４０Ａで滞留することが抑制され、第１給電体３１、４１の表面に十分な水が供給され、電解室３０、４０内での電気分解が効率よく実行される。これにより、上記と同様に、第２極室３０Ｂ、４０Ｂで生ずる水素ガスの溶存濃度が容易に高められる。なお、電解水生成装置１が、３以上の電解槽３、４、…を備える場合にあっては、各第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…が並列に接続されるのが望ましい。このような電解水生成装置１では、各第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…から迅速に酸素ガスＯが排出され、各電解室３０、４０、…内での電気分解が効率よく実行される。
　図４は、電解水生成装置１の変形例である電解水生成装置１Ａを示している。電解水生成装置１Ａは、第１極室３０Ａ、４０Ａに供給される水量を調整するための流量調整手段７１と、第１極室３０Ａ、４０Ａで生成された電解水から気体を分離して排出するための排気手段７２とをさらに備えている点で、電解水生成装置１とは異なる。電解水生成装置１Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した電解水生成装置１の構成が採用されうる。
　流量調整手段７１は、給水路２１に設けられている。流量調整手段７１は、例えば、電磁力を動力源として又は手動により、給水路２１の流水量を調整する弁等によって構成されうる。流量調整手段７１が設けられることにより、第１極室３０Ａ、４０Ａに供給される水量が正確に調整されうる。従って、排水路６１に排出される水を抑制し、水の利用効率を高めることが可能となる。なお、流量調整手段７１は、排水路６１に設けられていてもよい。この場合、流量調整手段７１は、排水路６１の流水量を調整することにより、第１極室３０Ａ、４０Ａに供給される水量を調整する。
　排気手段７２は、第１極室３０Ａ、４０Ａで生成された電解水から酸素ガスＯを分離して排出するいわゆるガス抜き弁を含む。これにより、第１極室３０Ａ、４０Ａで発生する酸素ガスＯが第１給電体３１、４１の表面に滞留することが抑制される。従って、第１給電体３１、４１の表面にも水が十分に供給され、効率よく電気分解が行なわれ、溶存水素濃度を高めることが可能となる。本実施形態では、並列水路５１の下流側に接続された排水路６１に排気手段７２が設けられているので、単一の排気手段７２によって第１極室３０Ａ、４０Ａで発生する酸素ガスＯが迅速に排出される。従って、安価かつ簡素な構成で容易に溶存水素濃度を高めることが可能となる。
　なお、電解水生成装置１Ａにあっては、流量調整手段７１又は排気手段７２のいずれかが廃されていてもよい。
　図５は、電解水生成装置１の別の変形例である電解水生成装置１Ｂを示している。電解水生成装置１Ｂでは、電解室３０、４０が上下方向に配列されている。電解水生成装置１Ｂのうち、以下で説明されてない部分については、上述した電解水生成装置１又は１Ａの構成が採用されうる。
　電解水生成装置１Ｂでは、直列水路５５内での水流の方向と第２極室３０Ｂで生成された水素ガスの移動する方向が一致するため、水素ガスが効率よく第２極室３０Ｂから排出される。これにより、第２極室３０Ｂで発生する水素ガスが第２給電体３２の表面に滞留することが抑制される。従って、第２給電体３２の表面にも水が十分に供給され、効率よく電気分解が行なわれ、溶存水素濃度を高めることが可能となる。
　図６は、電解水生成装置１のさらに別の変形例である電解水生成装置１Ｃを示している。電解水生成装置１Ｃは、電解室３０、４０を含む複数の電解室群Ｘ、Ｙ、…を備える。本実施形態の電解水生成装置１Ｃは、１対の電解室群Ｘ、Ｙを備える。電解水生成装置１Ｃのうち、以下で説明されてない部分については、上述した電解水生成装置１乃至１Ｂの構成が採用されうる。
　各電解室群Ｘ、Ｙは、流路として並列に接続されている。このような電解水生成装置１Ｃによって、溶存水素濃度の高い電解水素水を大量に生成することが可能となる。
　電解室群Ｘの給電体３１、３２及び給電体４１、４２と電解室群Ｙの給電体３１、３２及び給電体４１、４２とは、電気回路として直列に接続されている。これにより、電解室群Ｘの電解室３０、４０及び電解室群Ｙの電解室３０、４０で同等の電解電流Ｉが供給される。これにより、制御部１０の動作が簡素化されうる。
　流路として並列に接続される電解室群Ｘ、Ｙ、…の個数は、３以上でもよい。この場合、全ての電解室群Ｘ、Ｙ、…の各給電体３１、３２及び給電体４１、４２がそれぞれ直列に接続されていてもよく、一部の電解室群Ｘ、Ｙ、…毎に各給電体３１、３２及び給電体４１、４２が直列に接続されていてもよい。
　電解水生成装置１Ａと同様に、電解水生成装置１Ｃは、流量調整手段７１及び排気手段７２をさらに備えていてもよい。この場合、流量調整手段７１は、給水路２１又は排水路６１に設けられる。流量調整手段７１が排水路６１に設けられる構成によれば、単一の流量調整手段７１によって複数の電解室群Ｘ、Ｙ、…で給水路２１の流水量を調整することが可能となり、電解水生成装置１Ｃの構成が簡素化される。排気手段７２は、排水路６１に設けられる。
（第２発明）
　図７は、本発明の第２発明である透析液調製用水の製造装置の一実施形態の概略構成を示す。製造装置２００は、第１発明の実施形態である電解水生成装置１を備えている。製造装置２００は、電解水生成装置１で生成された水素水を用いて透析原剤を混合する透析液調製用水を製造する。製造装置２００では、電解水生成装置１に替えて、電解水生成装置１Ａ乃至１Ｃのいずれかが適用されていてもよい。
　製造装置２００は、電解水生成装置１と、軟水化装置２０１と、活性炭処理装置２０２と、加圧ポンプ２０３と逆浸透膜モ　ジュール２０４等を備えている。
　軟水化装置２０１には、水道水等の原水が供給される。軟水化装置２０１は、原水からカルシウムイオン及びマグネシウムイオン等の硬度成分を除去して軟水化する。
　活性炭処理装置２０２は、微細な多孔質物質である活性炭を有し、軟水化装置２０１から供給される水から塩素等を吸着・除去する。活性炭処理装置２０２を通過した水は、電解水生成装置１に送られ、電気分解される。
　加圧ポンプ２０３は、電解水生成装置１の第２極室４０Ｂで生成された水素水を逆浸透膜モジュール２０４に圧送する。逆浸透膜モジュール２０４は、逆浸透膜（濾過手段：図示せず）を有している。逆浸透膜は、加圧ポンプ２０３によって圧送された水を濾過する。すなわち、逆浸透膜は、加圧ポンプ２０３によって圧送された電解水素水から微量な金属類等の不純物を取り除き、電解水素水を濾過する。逆浸透膜を透過して濾過処理された電解水素水は、希釈装置３００に供給される。
　希釈装置３００は、例えば、製造装置２００の外部に設けられている。希釈装置３００は、逆浸透膜モジュール２０４によって浄化された電解水素水を用いて透析原剤を希釈する。希釈装置３００が電解水素水を用いて透析原剤を希釈することにより、透析液が調製される。
　製造装置２００は、電解水生成装置１を備えているので、溶存水素濃度が高い透析液調製用水を容易に製造することが可能となる。
（第３発明）
　以下、本発明の第３発明である電解水生成方法の一実施形態について説明する。図１乃至３に示されるように、電解水生成方法は、複数の電解室３０、４０、…を用いて水を電気分解して電解水を生成する。電解室３０、４０、…については、上述した電解水生成装置１乃至１Ｂにおける電解室３０、４０、…の構成が採用されうる。
　図３に示されるように、本実施形態では、少なくとも２つの電解室３０、４０、…で、各第１極室３０Ａ、４０Ａ、…に並列的に水を供給する第１工程Ｓ１と、各第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…に直列的に水を供給する第２工程Ｓ２とを有する。本実施形態では、第１工程Ｓ１と第２工程Ｓ２とは、同時的に実施される。そして、第１工程Ｓ１及び第２工程Ｓ２は、電解室３０、４０、…での電気分解と同時的に実施される。なお、第１工程Ｓ１の後、第２工程Ｓ２が実施されてもよく、第２工程Ｓ２の後、第１工程Ｓ１が実施されてもよい。
　本実施形態によれば、第１発明と同様に、第２工程Ｓ２によって少なくとも２つの第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…に直列的に水が供給されるので、第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…で生ずる水素ガスの溶存濃度が容易に高められる。また、第１工程Ｓ１によって少なくとも２つの第１極室３０Ａ、４０Ａ、…に並列的に水が供給されるので、陽極側の水路が短縮される。従って、第１極室３０Ａで生じた酸素ガスＯ及び第１極室４０Ａで生じた酸素ガスＯは、速やかに下流側の並列水路５３から排水路６１に排出される。従って、酸素ガスＯが第１極室３０Ａ、４０Ａで滞留することが抑制され、第１給電体３１、４１の表面に十分な水が供給され、電解室３０、４０内での電気分解が効率よく実行される。これにより、第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…で生ずる水素ガスの溶存濃度が容易に高められる。
　以上、本発明の実施形態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、水を電気分解するための電解室３０、４０、…を複数備え、各電解室３０、４０、…には、互いに対向して配置された第１給電体３１、４１、…及び第２給電体３２、４２、…と、電解室３０、４０、…を第１給電体３１、４１、…側の第１極室３０Ａ、４０Ａ、…と、第２給電体３２、４２、…側の第２極室３０Ｂ、４０Ｂ、…とに区分する隔膜３３、４３、…とが配され、少なくとも２つの電解室３０、４０は、第１極室３０Ａ、４０Ａを並列に連通させる並列水路５１と、第２極室３０Ｂ、４０Ｂを直列に連通させる直列水路５５とによって接続されていればよい。
　１　　電解水生成装置
３０　　電解室
３０Ａ　第１極室
３０Ｂ　第２極室
３１　　第１給電体
３２　　第２給電体
３３　　隔膜
４０　　電解室
４０Ａ　第１極室
４０Ｂ　第２極室
４１　　第１給電体
４２　　第２給電体
４３　　隔膜
５１　　並列水路
５５　　直列水路
７１　　流量調整手段
７２　　排気手段
 
 
 
 
 

Claims (6)

  1. 　水を電気分解するための電解室を複数備えた電解水生成装置であって、
    　各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室と、前記第２給電体側の第２極室とに区分する隔膜とが配され、
    　少なくとも２つの前記電解室は、前記第１極室を並列に連通させる並列水路と前記第２極室を直列に連通させる直列水路とによって接続されていることを特徴とする電解水生成装置。
  2. 　並列に連通された前記第１極室に供給される水量を調整するための流量調整手段をさらに備える請求項１記載の電解水生成装置。
  3. 　並列に連通された前記第１極室で生成された電解水から気体を分離して排出するための排気手段をさらに備える請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
  4. 　少なくとも２つの前記電解室は、上下方向に配列されている請求項１乃至３のいずれかに記載の電解水生成装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載の電解水生成装置と、
    　直列に連通された前記第２極室で生成された電解水を濾過する濾過手段とを備えたことを特徴とする透析液調製用水の製造装置。
  6. 　複数の電解室を用いて水を電気分解して電解水を生成する方法であって、
    　各電解室には、互いに対向して配置された第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室と、前記第２給電体側の第２極室とに区分する隔膜とが配され、
    　少なくとも２つの前記電解室で、各第１極室に並列的に水を供給する第１工程と、各第２極室に直列的に水を供給する第２工程とを有することを特徴とする電解水生成方法。
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