JP2017070920A - 電解水の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の手を煩わせることなく陽極室内又は陰極室内の液体を抜くことができる電解水の製造装置を提供する。【解決手段】原水と塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって電解水を生成する電解水の製造装置には、陽極が配置される陽極室１１４と陰イオン交換膜を介して仕切られ、陰極が配置される陰極室１０２と陽イオン交換膜を介して仕切られる、循環する塩素系電解質水溶液が供給される中間室１１０、が設けられている。陽極室１１４で原水と塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られる酸性電解水の流路、又は、陰極室１０２で原水と塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られるアルカリ性電解水の流路がフィルタ８０と連通している。【選択図】図４Ａ

Description

本開示は、電解水の製造装置に関する。

例えば特許文献１に記載されているような、陽極が配置される陽極室と、循環する塩素系電解質水溶液が供給される中間室と、陰極が配置される陰極室と、が設けられた電解水の製造装置が知られている。当該製造装置では、陽極室と中間室とが陰イオン交換膜を介して仕切られ、中間室と陰極室とが陽イオン交換膜を介して仕切られている。また当該製造装置では、陽極室に供給される原水から酸性電解水が得られ、陰極室に供給される原水からアルカリ性電解水が得られる。

特開２０００−２４６２４９号公報

特許文献１に記載されているような電解水の製造装置では、停止しても陽極室内に原水が滞留した状態が維持されると、陽極室と中間室との間の浸透圧によって陽極室から中間室に液体が浸透する。すると循環する塩素系電解質水溶液の体積が増えるとともに濃度が下がってしまう。そのため当該製造装置では、陽極室から中間室への液体の浸透を防ぐためには、停止した際に陽極室内の原水を抜く作業を利用者が行う必要があった。

同様に当該製造装置では、陰極室から中間室への液体の浸透を防ぐためには、停止した際に陰極室内の液体を抜く作業を利用者が行う必要があった。

本開示では、利用者の手を煩わせることなく陽極室内又は陰極室内の液体を抜くことができる電解水の製造装置を提案する。

上記課題を解決するための電解水の製造装置は、原水と塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって電解水を生成する電解水の製造装置であって、陽極が配置される陽極室と陰イオン交換膜を介して仕切られ、陰極が配置される陰極室と陽イオン交換膜を介して仕切られる、循環する塩素系電解質水溶液が供給される中間室、が設けられており、前記陽極室で前記原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られる酸性電解水の流路、又は、前記陰極室で原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られるアルカリ性電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部と連通している。

本開示の一態様では、前記電解水の製造装置は、１次電解槽と、２次電解槽と、を含み、前記１次電解槽に、前記陽極室、前記陰極室、及び、前記中間室が設けられており、前記２次電解槽は、前記陽極室で前記原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られる酸性電解水の電気分解、又は、アルカリ性電解水が添加された当該酸性電解水の電気分解を行って２次電解水を生成し、前記流入部は、前記酸性電解水を前記１次電解槽から前記２次電解槽へ案内する流路と連通している。

また本開示の一態様では、前記流入部は、気液分離フィルタである。

本開示で提案する電解水の製造装置の内部部品の一部を示す分解斜視図である。 本開示で提案する電解水の製造装置の内部部品の残りを示す分解斜視図である。 外ケースを外した状態の、本開示で提案する電解水の製造装置を示す外観斜視図である。 外ケースを取り付けた状態の、本開示で提案する電解水の製造装置を示す外観斜視図である。 外ケースを外した状態の、本開示で提案する電解水の製造装置の断面図である。 外ケースを外した状態の、本開示で提案する電解水の製造装置の部分拡大断面図である。 案内板が収容された陽極室ケースを示す斜視図である。 図５に示す陽極室ケース及び案内板の分解斜視図である。 図５に示す陽極室ケース及び案内板の、図６Ａとは別の方向から見た様子を示す分解斜視図である。 １次電解水の流路を説明する説明図である。 本開示で提案する電解水の製造装置で生成される２次電解水中における化学平衡式を示す図である。 本開示で提案する別の電解水の製造装置を示す外観斜視図である。 本開示で提案するさらに別の電解水の製造装置の断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１Ａは、本開示で提案する電解水の製造装置の内部部品の一部を示す分解斜視図である。図１Ｂは、本開示で提案する電解水の製造装置の内部部品の残りを示す分解斜視図である。但し、全体構造の理解の容易のため、いずれの図にも後述するガスケット４２、陽極室ケース４４及び案内板４６が表されている。図２は、外ケース１４ａ，１４ｂを外した状態の電解水の製造装置を示す外観斜視図であり、図３は、外ケース１４ａ，１４ｂを取り付けた状態の電解水の製造装置を示す外観斜視図である。図４Ａは、外ケース１４ａ，１４ｂを外した状態の電解水の製造装置の縦断面図である。図４Ｂは、外ケース１４ａ，１４ｂを外した状態の電解水の製造装置の部分拡大断面図である。

なお、以下の説明では、図１Ｂにおいて有底箱状に示される電極収容ケース５０の開口の向きを右方向（Ｘ２方向）とし、その逆向きを左方向（Ｘ１方向）する。また、その手前側面の向きを前方（Ｙ１方向）とし、その逆向きを後方（Ｙ２方向）とする。さらに、上面の向きを上方向（Ｚ１方向）とし、その逆向きを下方向（Ｚ２方向）とする。

本実施形態に係る製造装置１には、１次電解槽１０、２次電解槽１２、外ケース１４ａ、及び、外ケース１４ｂが含まれている。外ケース１４ａ及び外ケース１４ｂは樹脂製である。本実施形態に係る１次電解槽１０と２次電解槽１２とは一体化されており、図３に示すように、外ケース１４ａ及び外ケース１４ｂに収容されることでまとめて密封されることとなる。

以下、１次電解槽１０についてさらに説明する。

１次電解槽１０には、樹脂製である板状の陰極室ケース２０が含まれている。陰極室ケース２０の左側面の中央には、陰極室１０２の内壁となる陰極室凹部２０ａが形成されている。陰極室ケース２０の右側面の中央上部には陰極室排液口１０４が凸設されており、当該陰極室排液口１０４の内部には陰極室凹部２０ａの中央上部に至る排出路１０４ａが形成されている。同様に、陰極室ケース２０の右側面の中央下部には陰極室給液口１００が凸設されており、当該陰極室給液口１００の内部には陰極室凹部２０ａの中央下部に至る流入路１００ａが形成されている。

陰極室ケース２０の左側面に形成された陰極室凹部２０ａの周縁には溝が形成されており、この溝にガスケット２２が収容される。陰極室凹部２０ａ及びガスケット２２を覆うように、陰極室ケース２０の左側面には板状の第１陰極２４が配置される。

第１陰極２４には前方に突出するようタブ状の端子２４ａが形成されている。また第１陰極２４には液体を通すための多数の孔がメッシュ状に形成されている。第１陰極２４の材質としては、水素原子よりもイオン化傾向が低い金属であることが好ましく、例えば、白金電極、ダイヤモンド電極が挙げられる。

第１陰極２４の左側には柔軟性のある薄膜である陽イオン交換膜２６が第１陰極２４に添うよう配置され、陽イオン交換膜２６と陰極室凹部２０ａとにより陰極室１０２が液密に区画されている。なお陽イオン交換膜２６は薄膜であるため、図４Ａ及び図４Ｂにおいては図示を省略している。陰極室給液口１００から後述する原水が流入すると、当該原水は陰極室１０２で後述する１次電解工程によって後述するアルカリ性電解水となり、陰極室排液口１０４から排出される。このとき、陽イオン交換膜２６は後述するメッシュパーツ３０に添うよう設けられており、当該メッシュパーツ３０の表面に形成された凹凸に対応して、陽イオン交換膜２６は波状となる。これにより、陽イオン交換膜２６と第１陰極２４との間にも原水が流通するようになっている。

また１次電解槽１０には、樹脂製で矩形枠状の中間室ケース３２が含まれている。中間室ケース３２は、その開口３３が左右方向を向くよう配置されている。中間室ケース３２の上面中央には、円筒状の中間室排液口１１０が上方に突出するように形成されている。図４Ｂに示すように、中間室排液口１１０の内部には、開口３３から当該中間室排液口１１０の先端に至る排出路１１０ａが形成されている。同様に、中間室ケース３２の底面中央には、円筒状の中間室給液口１０６が下方に突出するように形成されている。中間室給液口１０６の内部には、その先端から開口３３に至る流入路１０６ａが形成されている。

中間室ケース３２の右側面には内外二重の溝が形成されており、それらの溝に外側ガスケット２８及び内側ガスケット２９がそれぞれ収容される。中間室ケース３２の左側面にも、内外二重の溝が形成されており、それらの溝に外側ガスケット３６及び内側ガスケット３７がそれぞれ収容される。

中間室ケース３２の内部には、薄膜である陰イオン交換膜３８、板状のメッシュパーツ３４、既に説明したメッシュパーツ３０及び陽イオン交換膜２６がこの順で重ねられて収容されている。なお陰イオン交換膜３８も薄膜であるため、図４Ａ及び図４Ｂにおいては図示を省略している。メッシュパーツ３０の左側面には、複数の突起部３０ａが形成されており、同様にメッシュパーツ３４の右側面における対応する位置にも、複数の突起部３４ａが形成されている。そして突起部３０ａと突起部３４ａとが当接することにより、メッシュパーツ３０とメッシュパーツ３４との間の空間が確保される。陽イオン交換膜２６と陰イオン交換膜３８とにより液密に区画された中間室１０８には、中間室給液口１０６から後述する塩素系電解質水溶液が流入し、中間室排液口１１０から排出される。

また１次電解槽１０には、樹脂製である板状の陽極室ケース４４も含まれている。陽極室ケース４４の右側面の中央には、陽極室１１４の内壁となる陽極室凹部４４ａが形成されている。陽極室凹部４４ａの下部中央には孔が開設されている。また陽極室ケース４４には、当該孔から陽極室ケース４４の下部に形成された陽極室給液口１１２の先端に至る原水の流入路１１２ａが形成されている。また、陽極室凹部４４ａの上側中央には左右方向に貫通する孔である陽極室排液口１１６が形成されている。

陽極室ケース４４の右側面には、陽極室凹部４４ａを取り囲むように溝が形成されており、この溝にガスケット４２が収容される。陽極室凹部４４ａ及びガスケット４２を覆うように、陽極室ケース４４の右側面には板状の第１陽極４０が収容される。第１陽極４０にはタブ状の端子４０ａが前方に突出するように形成されている。また第１陽極４０には液体を通すための多数の孔がメッシュ状に形成されている。第１陽極４０の材質としては、例えば、酸化イリジウム、白金が挙げられる。以下、第１陰極２４及び第１陽極４０を、まとめて第１電極と呼ぶこととする。

第１陽極４０の右側には板状の陰イオン交換膜３８が添うように配置され、陰イオン交換膜３８及び陽極室凹部４４ａにより陽極室１１４が液密に区画されている。陽極室給液口１１２から原水が流入すると、当該原水は陽極室１１４で後述する１次電解工程によって後述する酸性電解水（１次電解水）となって陽極室排液口１１６から排出される。なお、陰イオン交換膜３８はメッシュパーツ３４に隣接しており、メッシュパーツ３４の表面に形成された凹凸に対応して、陰イオン交換膜３８は波状とすることができる。これにより、陰イオン交換膜３８と第１陽極４０との間にも原水が流通するようになっている。

陽極室ケース４４の左側面には、案内板収容凹部４４ｂが形成されており、この案内板収容凹部４４ｂに、樹脂製である板状の案内板４６が収容される。案内板４６の詳細については後述する。

本実施形態では、１次電解槽１０に含まれる板状の部材は平行に配置される。例えば陰極室ケース２０及び中間室ケース３２は、その面がＸ１−Ｘ２方向に対して垂直な方向となるよう平行に配置される。また中間室ケース３２及び陽極室ケース４４は、その面がＸ１−Ｘ２方向に対して垂直な方向となるよう平行に配置される。そして、陰極室ケース２０と中間室ケース３２とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。また中間室ケース３２と陽極室ケース４４とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。

そして陽イオン交換膜２６を介して陰極室１０２と中間室１０８とは仕切られ、陰イオン交換膜３８を介して中間室１０８と陽極室１１４とは仕切られる。陽イオン交換膜２６よりも右側の空間が陰極室１０２であり、陽イオン交換膜２６と陰イオン交換膜３８との間の空間が中間室１０８であり、陰イオン交換膜３８よりも左側の空間が陽極室１１４である。そして陽イオン交換膜２６によって、陰極室１０２と中間室１０８との間は陽イオンが通過可能となり、陰イオン交換膜３８によって中間室１０８と陽極室１１４との間は陰イオンが通過可能となる。

そして本実施形態では、第１陰極２４の端子２４ａに形成された孔及び第１陽極４０の端子４０ａに形成された孔に接続される配線を介して、第１陰極２４及び第１陽極４０は、直流電源（図示せず）と電気的に接続される。そして１次電解槽１０では、第１陰極２４と第１陽極４０との間に電圧が印加されて、原水及び塩素系電解質水溶液を電気分解の対象とする１次電解工程が行われる。

本実施形態では、陰極室給液口１００から原水が陰極室１０２に供給され、陽極室給液口１１２から原水が陽極室１１４に供給される。本実施形態に係る原水としては、例えば、水道水、井戸水、イオン交換水、蒸留水あるいはＲＯ水などを用いることができる。また本実施形態に係る原水は、電解質の合計濃度が１５ｐｐｍ以下の水であってもよい。また例えば、原水における金属イオン濃度（ナトリウムイオン濃度）が例えば、２ｐｐｍ以下であってもよい。

そして本実施形態では、中間室１０８の下方に形成された中間室給液口１０６から高濃度の塩素系電解質水溶液が中間室１０８に供給される。ここで本実施形態に係る塩素系電解質とは、水に溶解すると塩化物イオンを生じる電解質のことをいう。塩素系電解質としては、例えば、アルカリ金属の塩化物（例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム）、アルカリ土類金属（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム）の塩化物が挙げられる。

本実施形態において中間室給液口１０６から中間室１０８に供給される高濃度の塩素系電解質水溶液の濃度は、調製される電解水の質に大きな影響を及ぼさないが、可能な限り高濃度であることが好ましい。なお塩素系電解質水溶液に含まれる塩素系電解質が塩化ナトリウムの場合、当該塩素系電解質水溶液に含まれる塩化ナトリウムの濃度は２６質量％以下であることが好ましい。

本実施形態では、中間室１０８の下方に形成された、中間室１０８に連通する中間室給液口１０６及び中間室１０８の上方に形成された、中間室１０８に連通する中間室排液口１１０は、閉水路を構成する配管に接続されている。そしてポンプ（図示せず）によって、当該閉水路内を塩素系電解質水溶液が循環する。中間室１０８は、当該閉水路の一部ということとなる。

１次電解工程では中間室１０８中の塩素イオンが陰イオン交換膜３８を通過して陽極室１１４へと移動し、第１陽極４０にて塩素イオンが塩素に変換される。これにより、陽極室１１４にて酸性電解水（１次電解水）が生じる。一方、中間室１０８中の陽イオンが陽イオン交換膜２６を通過して陰極室１０２へと移動する。これにより、陰極室１０２にてアルカリ性電解水が生じる。

本実施形態に係る１次電解水を得るためには、電気分解において、第１電極（第１陽極４０および第１陰極２４）に供給される電流は１．０Ａ〜１．５Ａであることが好ましい。

陰極室１０２で生成されたアルカリ性電解水は陰極室１０２に上方に形成された、陰極室１０２に連通する陰極室排液口１０４から排出される。陽極室１１４で生成された１次電解水は、案内板４６によって２次電解槽１２に案内される。

図５は、案内板４６が収容された陽極室ケース４４を示す斜視図である。図６Ａは、図５に示す陽極室ケース４４及び案内板４６の分解斜視図である。図６Ｂは、図５に示す陽極室ケース４４及び案内板４６の、図６Ａとは別の方向から見た様子を示す分解斜視図である。図７は、案内板４６によって２次電解槽１２に案内される１次電解水の流路を説明する説明図である。

図６Ｂに示すように案内板収容凹部４４ｂの下側面前方及び下側面後方には、１次電解水出口１２０が下に突出するように形成されている。案内板収容凹部４４ｂに案内板４６が収容されても１次電解水出口１２０は案内板４６に覆われることなく露出する。図６Ａに示すように、案内板４６の右側面には、逆Ｕ字型の案内流路１１８が形成されている。陽極室排液口１１６から流入する１次電解水は案内流路１１８を経由して１次電解水出口１２０から排出される。１次電解水出口１２０は後述する２次電解槽１２の反応室１２２と接続されているため、１次電解水出口１２０から排出された１次電解水は２次電解槽１２の下側に供給されることとなる。以上のように、本実施形態に係る案内板４６は、１次電解水を１次電解槽１０の上側から２次電解槽１２の下側に案内する案内部としての役割を果たす。

本実施形態では、陰極室１０２、中間室１０８、及び、陽極室１１４の３室が形成された１次電解槽１０によって酸性電解水（１次電解水）が生成される。そのため、本実施形態に係る１次電解槽１０で生成される酸性電解水（１次電解水）は、隔膜で区画された陰極室及び陽極室の２室が形成された電解槽によって生成される酸性電解水よりも、含まれる電解質の濃度が低くなる。このようにして本実施形態に係る１次電解槽１０によれば、純度の高い１次電解水を製造することができる。

以下、２次電解槽１２について説明する。

２次電解槽１２には、略直方体形状の電極収容ケース５０が含まれている。電極収容ケース５０の右側面には開口部５０ａが形成されている。開口部５０ａの底には、第２陰極５４及び第２陽極５６の左側の縁を支持する電極支持部７８が収容される。また開口部５０ａには、複数の板状の第２陰極５４、及び、複数の板状の第２陽極５６が収容される。また開口部５０ａには、第２陰極５４の間隔を保つための金属製のリング状の第２陰極スペーサ６２、第２陽極５６の間隔を保つための金属製のリング状の第２陽極スペーサ７０も収容される。また電極収容ケース５０の右側面に形成された開口部５０ａの周縁には溝が形成されており、この溝にガスケット５２が収容される。以下、第２陰極５４及び第２陽極５６を、まとめて第２電極と呼ぶこととする。

図１Ｂには、７個の板状の第２陽極５６及び６個の板状の第２陰極５４が交互に配置されている様子が示されている。第２陰極５４の左上、右上、及び、左下には小さな切り欠きが形成されており、右下には大きな切り欠きが形成されている。また第２陰極５４の右上には孔５４ａも形成されている。そして陰極棒５８が、第２陰極５４に形成された孔５４ａと第２陰極スペーサ６２に形成された孔とを交互に貫通する。また第２陽極５６の左上、左下、及び、右下には、小さな切り欠きが形成されており、右上には大きな切り欠きが形成されている。また第２陽極５６の右下には孔５６ａも形成されている。そして陽極棒６０が、第２陽極５６に形成された孔５６ａと第２陽極スペーサ７０に形成された孔とを交互に貫通する。なお本実施形態では第２陽極５６と第２陰極５４が第２陽極５６を外側にして交互に配置されているが、第２陰極５４が外側になっていても良く、第２陰極５４と第２陽極５６とが交互に配置されていれば両側の極の配置は限定されない。

陰極棒５８の両端にはねじが形成されており、陰極棒５８の後方の端には、内側面にねじが形成されたナット６４ｃが取り付けられる。また陰極棒５８の前方の端は、ナット６４ｂの内側面及びガスケット６６に形成された孔を貫通して、陰極棒固定部６８の後方側の内側面に挿入される。なお、ナット６４ｂの内側面にはねじが形成されている。また陰極棒固定部６８には、フランジが形成されており、フランジよりも後方については内側面にねじが形成されている。電極収容ケース５０の前面上方には底に孔が形成された凹部が形成されている。この凹部の底面と陰極棒固定部６８に形成されたフランジとでガスケット６６が挟まれるようにした上で、ナット６４ｂを締めることで、陰極棒固定部６８は、電極収容ケース５０にしっかりと固定されることとなる。また陰極棒固定部６８の、フランジよりも前方については、外側面にねじが形成されている。そして陰極棒固定部６８の前方の端には、ナット６４ａが取り付けられる。

陽極棒６０の両端にはねじが形成されており、陽極棒６０の後方の端には、内側面にねじが形成されたナット７２ｃが取り付けられる。また陽極棒６０の前方の端は、ナット７２ｂの内側面及びガスケット７４に形成された孔を貫通して、陽極棒固定部７６の後方側の内側面に挿入される。なお、ナット７２ｂの内側面にはねじが形成されている。また陽極棒固定部７６には、フランジが形成されており、フランジよりも後方については内側面にねじが形成されている。電極収容ケース５０の前面下方には底に孔が形成された凹部が形成されている。この凹部と陽極棒固定部７６に形成されたフランジとでガスケット７４が挟まれるようにした上で、ナット７２ｂを締めることで、陽極棒固定部７６は、電極収容ケース５０にしっかりと固定されることとなる。また陽極棒固定部７６の、フランジよりも前方については、外側面にねじが形成されている。そして陽極棒固定部７６の前方の端には、ナット７２ａが取り付けられる。

そして電極収容ケース５０の開口部５０ａは、陽極室ケース４４によって左方向に圧接される。また図５及び図６Ｂに示されている陽極室ケース４４の左側の圧接面４４ｃは、電極収容ケース５０によって、右方向に圧接される。このように本実施形態では、陽極室ケース４４は、２次電解槽１２の開口部５０ａと圧接される、１次電解槽１０の外壁としての役割を担っていることとなる。また本実施形態では、陽極室ケース４４と開口部５０ａとにより反応室１２２が液密に区画されている。

そして本実施形態では、図１Ｂに示すように電極支持部７８の右側面の上側及び下側には、上下方向に延伸する複数の溝が一定の間隔で形成されている。また図５及び図６Ｂに示すように、案内板４６の開口部５０ａ側の面、すなわち、左側面には、上下方向に延伸する複数の溝４６ａが一定の間隔で形成されている。そして、案内板４６に形成された溝４６ａには、第２陰極５４及び第２陽極５６のそれぞれの右側の縁が係合され、電極支持部７８に形成された溝には、第２陰極５４及び第２陽極５６のそれぞれの左上及び左下の端が係合される。

電極収容ケース５０の上面左側には、反応室１２２で生成される２次電解水が排出される円筒状の２次電解水排液口１２４が上方に突出するように形成されている。図４Ａに示すように、２次電解水排液口１２４の内部には、反応室１２２から当該２次電解水排液口１２４の先端に至る排出路１２４ａが形成されている。電極収容ケース５０の上面中央には、反応室１２２で発生する気体を反応室１２２の外へと排気するための円筒状の通気口１２６が上方に突出するように形成されている。図４Ａに示すように、通気口１２６の内部には、反応室１２２から当該通気口１２６の先端に至る通気路１２６ａが形成されている。通気口１２６には、ガスケット８２及びフィルタ８０が収容されたキャップ８４が取り付けられ、フィルタ８０によって通気路１２６ａがふさがれる。本実施形態に係るフィルタ８０は気液分離フィルタであり、外から反応室１２２へは空気が流入可能となっており、また反応室１２２で発生する気体は反応室１２２の外へと流出可能となっている。図４Ａには、反応室１２２で発生する気体の外への流出経路が二点鎖線の矢印Ａ１で示されている。本実施形態では、反応室１２２に供給される液体はフィルタ８０を通過しないため、通気口１２６から液体は漏洩しない。また電極収容ケース５０の底面右側には、反応室１２２から電極収容ケース５０の下部に形成されたアルカリ性電解水給液口１２８の先端に至る、アルカリ性電解水の流入路１２８ａが形成されている。

本実施形態では、ナット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ、陰極棒固定部６８、陰極棒５８、第２陰極スペーサ６２、第２陰極５４は、互いに電気的に接続されている。また、ナット７２ａ，７２ｂ，７２ｃ、陽極棒固定部７６、陽極棒６０、第２陽極スペーサ７０、第２陽極５６は、互いに電気的に接続されている。そして本実施形態では、陰極棒固定部６８とナット６４ａとの間、及び、陽極棒固定部７６とナット７２ａとの間に挟まれる配線を介して、第２陰極５４及び第２陽極５６は、直流電源（図示せず）と電気的に接続される。そしてそのため、２次電解槽１２では、第２陰極５４と第２陽極５６との間に電圧が印加されて、１次電解水を電気分解の対象とする２次電解工程が行われる。

本実施形態では、２次電解工程での電気分解の対象となる電解水は、例えば、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、所定濃度（例えば、上記有効塩素濃度に対して１．２３以上２．５４以下（モル当量比）の濃度）の金属イオン（ここで、上記金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の陽イオンである。）を含む。１次電解槽１０で有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記所定濃度の金属イオンを含む電解水が１次電解水として生成される場合には、当該１次電解水が２次電解工程での電気分解の対象となる。

ここで、１次電解槽１０で生成される電解水が、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記所定濃度の金属イオンを含む電解水でない場合がある。この場合に、例えば陰極室排液口１０４と、電極収容ケース５０の底面に形成されたアルカリ性電解水給液口１２８とが配管で接続されるようにしてもよい。そして１次電解槽１０で生成される電解水に陰極室排液口１０４から排出されるアルカリ性電解水が添加されるようにして、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記所定濃度の金属イオンを含む電解水が調製されるようにしてもよい。この場合は、アルカリ性電解水が添加された１次電解水が、２次電解工程での電気分解の対象となる。なおこの場合は、２次電解工程での電気分解の対象となる電解水が上記所定の濃度の金属イオンを含む電解水となるよう、アルカリ性電解水給液口１２８から供給されるアルカリ性電解水の量を調整する必要がある。なお陰極室排液口１０４とアルカリ性電解水給液口１２８とが配管で接続されない場合には、栓などによりアルカリ性電解水給液口１２８をふさぐことで、反応室１２２内の液体の漏洩が防止されるようにしてもよい。

以下、２次電解工程での電気分解の対象となる電解水（１次電解水、又は、アルカリ性電解水が添加された１次電解水）を原料酸性電解水と呼ぶこととする。

ここで、最終的に得られる２次電解水における固形分を少なくすることができる点で、アルカリ性電解水に含まれる、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩に由来する金属イオン（陽イオン）であることが好ましい。

この場合、アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられ、アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが挙げられ、アルカリ金属の炭酸水素塩としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムが挙げられ、これらを単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。これらのアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩および炭酸水素塩は例えば、医療、食品、化粧品等の用途に使用される場合、安全性が高いうえに、自然環境への負担が少ない。

アルカリ土類金属の水酸化物としては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムが挙げられ、アルカリ土類金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられ、アルカリ土類金属の炭酸水素塩としては、例えば、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウムが挙げられ、これらを単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。これらのアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩および炭酸水素塩は例えば、医療、食品、化粧品等の用途に使用される場合、安全性が高いうえに、自然環境への負担が少ない。

そして本実施形態では、２次電解工程によって、反応室１２２で、例えば、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記有効塩素濃度に対して０．４６以上１．９５以下（モル当量比）の濃度の金属イオンを含む２次電解水が生成される。そして生成された２次電解水は、２次電解水排液口１２４から排出される。

本実施形態に係る２次電解水を得るためには、電気分解において、第２電極（第２陽極５６および第２陰極５４）に供給される電流は５Ａ〜１０Ａであることが好ましい。

図４Ａには、供給される原水がアルカリ性電解水となって排出される流路が二点鎖線の矢印Ｂ１で示されている。また、循環する塩素系電解質水溶液の流路が二点鎖線の矢印Ｂ２で示されている。そして、図４Ａ及び図７には、１次電解槽１０に供給される原水が１次電解水となった上で２次電解槽１２に案内され、２次電解水となって排出される流路が二点鎖線の矢印Ｂ３で示されている。

本実施形態に係る２次電解水は、殺菌力を発揮できる観点から、有効塩素濃度が通常１０ｐｐｍ以上であり、２０ｐｐｍ以上であることが好ましく、通常、１，０００ｐｐｍ以下である。なお、本開示において、酸性電解水中の有効塩素濃度は、市販の塩素濃度測定装置を用いて測定することができる。

本実施形態に係る２次電解水に含まれる金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の陽イオンである。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられ、ナトリウムまたはカリウムであることが好ましい。また、アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウムが挙げられ、カルシウムであることが好ましい。

本実施形態において、上述の有効塩素濃度に対する上述の金属イオンのモル当量比濃度とは、例えば、有効塩素濃度が１モル／Ｌである場合において、（１）当該金属が１価である場合（例えば、アルカリ金属）、当該金属イオンのモル濃度は１モル／Ｌであり、有効塩素濃度に対する当該金属イオンのモル当量濃度の比は１であり、または、（２）当該金属が２価である場合（例えば、アルカリ土類金属）、当該金属イオンのモル濃度は０．５モル／Ｌであり、有効塩素濃度に対する当該金属イオンのモル当量濃度の比は１である。

本実施形態に係る２次電解水において、有効塩素濃度に対する金属のモル当量比濃度が０．４６より小さいと、当該２次電解水のｐＨが小さくなりすぎることがあり、一方、有効塩素濃度に対する金属のモル当量比濃度が１．９５より大きいと、当該２次電解水が塩基性になり、安全性が低下することがあるうえ、当該２次電解水に含まれる固形分が多くなることがある。本実施形態に係る２次電解水のｐＨ値を３．０以上７．０未満にすることができ、かつ、当該２次電解水に含まれる固形分が少ない点で、本実施形態に係る２次電解水では、有効塩素濃度に対して０．４６以上１．９５以下（モル当量比）の金属イオン濃度であることが好ましい。

本実施形態に係る２次電解水では、金属イオン含有量は通常、０．０００１ｐｐｍ以上１，０００ｐｐｍ以下（好ましくは０．００１ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下）であり、固形分含量がより少なくなる点で、より好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

金属イオンは例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、または炭化水素塩の形態で１次電解水に添加されているものであってもよい。

本実施形態において、水酸化物とは、水酸化物イオン（ＯＨ⁻）を含む化合物であり、炭酸塩とは、炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）を含む化合物であり、炭酸水素塩とは、炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）を含む化合物である。

すなわち、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩は、水中において、水および二酸化炭素から選ばれる少なくとも１種を生じ得る陰イオンと、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属イオン（陽イオン）とからなる電解質である。塩素イオンと、当該陰イオンおよび当該陽イオンとを含む水溶液を電気分解することにより、本実施形態に係る２次電解水を得ることができる。

本実施形態に係る２次電解水のｐＨ値は、２次電解水の安定性を確保でき、かつ、トリハロメタンの発生を抑制できる観点から、７．０未満であることが好ましく、ｐＨ３．０以上７．０未満であることがより好ましい。なお、本実施形態に係る２次電解水のｐＨ値は、市販のｐＨ測定器を用いて測定することができる。

また本実施形態では上記１次電解工程と上記２次電解工程の両方を行うことが必要である。例えば、上記１次電解工程の時間を長くしても、上記２次電解工程で得られる、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記有効塩素濃度に対して０．４６以上１．９５以下（モル当量比）の濃度の上記金属イオンを含み、かつ、酸性（特にｐＨが３以上７以下）の２次電解水を得ることは困難である。なぜなら、上記１次電解工程を長時間続けると、電解水中の塩素イオンが塩素として消費されてしまい、有効塩素濃度が低下するからである。

これに対して本実施形態では、上記２次電解工程で原料酸性電解水が電気分解される際に、原料酸性電解水に含まれる電解質を利用して電気分解が行われて、２次電解水が得られる。すなわち、上記２次電解工程では、原料酸性電解水に含まれる塩素イオンが電気分解で消費される。このため、２次電解水に含まれる塩素イオン濃度は、原料酸性電解水に含まれる塩素イオン濃度よりも低くなる。一方、上記金属イオンはイオン化傾向が高いため、電解水中で金属イオンとして存在し続けるので、２次電解水に含まれる金属イオン濃度は、原料酸性電解水に含まれる金属イオン濃度とあまり変わらない。その結果、塩素イオン濃度が低くなる一方で、上記金属イオンの濃度がほぼ変化しないことに起因して、固形分含量が少ない２次電解水を得ることができる。

図８は、本実施形態に係る製造装置１で生成される２次電解水における化学平衡式を示している。本実施形態に係る２次電解水中では、図８の式（ａ）が平衡を保っている。また、塩化水素（ＨＣｌ）は、図８の式（ａ）と図８の式（ｂ）との間で矢印（１）および（２）にて平衡を保っており、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）は、図８の式（ａ）と図８の式（ｃ）との間で矢印（３）および（４）にて平衡を保っている。塩化水素（ＨＣｌ）は極めて強い酸であるので電離しやすく、矢印（２）が優位である。一方、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）は塩化水素の影響を受けてほとんど電離しないため、矢印（３）が優位である。

本実施形態に係る２次電解水が、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、有効塩素濃度に対して０．４６以上１．９５以下（モル当量比）の濃度の金属イオンを含むことにより、電気分解による陰極での副反応を抑制することができる。これにより、ＨＣｌＯの消費を抑えることができるため、当該２次電解水の殺菌効果を維持することができる。

このような理由により、本実施形態に係る２次電解水では、ＨＣｌＯの濃度が維持されているため、殺菌力に優れていると推測される。

金属の腐食を抑えることができ、かつ、本実施形態に係る２次電解水から塩素ガスが遊離するのを抑えることができる観点から、本実施形態に係る２次電解水は、塩素系電解質の含有量が塩化ナトリウム換算で０．１質量％以下であることが好ましく、塩化ナトリウム換算で０．０５質量％以下であることがより好ましく、０．０２５質量％以下であることがさらに好ましい。

本実施形態に係る２次電解水において、塩素系電解質の含有量（添加量）が塩化ナトリウム換算で０．１質量％を超えると、塩化物イオンと当該２次電解水に含まれる水素イオンとが結合する結果、図８に示される式（ａ）と式（ｂ）との平衡が矢印（１）の方向に偏り、そして、図８に示される式（ａ）の平衡が左に偏る。その結果、塩化物イオンが塩素として系外に放出されることにより、当該２次電解水の有効塩素濃度が低下して、殺菌効果が低減することがある。

本実施形態に係る２次電解水は、医療、獣畜産業、食品加工業、製造業等の各種産業において、殺菌および／または洗浄のために、殺菌剤および／または洗浄剤として用いることができる。医療および獣畜産業では、器具や患部の殺菌および／または洗浄に使用することができる。また、本実施形態に係る２次電解水は、ハロゲン臭等の刺激臭を有さないため、使用時に不快感を催すことがない。

また、本実施形態に係る２次電解水は安定性が高いため、容器に収容して、容器入り酸性電解水とすることもできる。

また、本実施形態に係る２次電解水を大気中に蒸発させることにより、大気中に含まれる菌を殺菌することができる。より具体的には、本実施形態に係る２次電解水を加湿器の水源として使用することにより、大気中に含まれる菌を効果的に殺菌することができる。

本実施形態に係る２次電解水は、上述したように、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記有効塩素濃度に対して０．４６以上１．９５以下（モル当量比）の濃度の金属イオン（ここで、上記金属イオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の陽イオンである。）を含む。このことにより、電気分解により、２次電解水を酸性（例えば、ｐＨ値を３以上７以下）に導くことができるうえ、陰極での副反応を抑制することができるため、ＨＣｌＯの消費を抑えることができる。また、本実施形態に係る２次電解水は酸性（例えばｐＨが３以上７以下）であることにより、長期間にわたって殺菌力を有するため、長期間の保存が可能であり、かつ、水分を蒸発させた後の固形分の残留が低減されている。

すなわち、本実施形態に係る２次電解水では、有効塩素濃度に対応する範囲の金属イオン濃度を有する。このため、例えば、本実施形態に係る２次電解水において、有効塩素濃度が低い場合（例えば、１０ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下）、相対的に、その金属イオン濃度も当該有効塩素濃度と同様に低い。また、本実施形態に係る２次電解水において、有効塩素濃度が高い場合（例えば、１００ｐｐｍ以上）、その金属イオン濃度も高くなるが、使用時に水で希釈して使用することができる。

特に、金属イオンが、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩の陽イオン（金属イオン）に由来するものである場合、当該水酸化物を構成する水酸化物イオン（ＯＨ⁻）、当該炭酸塩を構成する炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）、または当該炭酸水素塩を構成する炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）に由来して、本実施形態に係る２次電解水から水分を蒸発させた場合、水および／または気体（例えば二酸化炭素）が生じ得るため、水分を蒸発させた後の固形分の残留が低減されている。

このため、本実施形態に係る２次電解水は生体への負担が少なく、安全性が高いうえに、自然環境への負担が少ない。また、直射日光を避ければ遮光下で保存しなくても殺菌力が持続するため、保存が簡便である。

本実施形態に係る２次電解水が長期間にわたって殺菌力を有することの指標として、本実施形態に係る２次電解水は、当該２次電解水を温度２２℃、湿度４０％の大気中に１４日間静置した後の残留塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であることができ、２０ｐｐｍ以上であることが好ましい。

また、本実施形態に係る２次電解水に含まれる固形分が少ないことの指標として、本実施形態に係る２次電解水は、固形分が３００ｐｐｍ以下であることができる。ここで、本実施形態に係る２次電解水における固形分は、当該２次電解水２０ｍｌを温度６０℃、湿度３０％の大気中で４８時間静置した後の残留物の質量のことをいう。

さらに、一般に、有機酸や有機酸の塩等の有機物が２次電解水中に存在すると、当該有機物が塩素により酸化されて塩素が消費される結果、殺菌力が低下することがある。これに対して、本実施形態に係る２次電解水に含まれる金属イオンは有機物でないため、塩素による酸化を受け難いので、殺菌力を長期間にわたって保持することができる。

第１陽極４０、第１陰極２４、第２陽極５６、及び、第２陰極５４では、以下の反応が生じている。
［第１陽極４０及び第２陽極５６における反応］
２Ｃｌ⁻ ⇒ Ｃｌ_２＋２ｅ⁻ ・・・（ｉ） （主反応）
４ＯＨ⁻ ⇒ Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻ ・・・（ｉｉ） （副反応）
［第１陰極２４及び第２陰極５４における反応］
２Ｈ^＋＋２ｅ⁻ ⇒ Ｈ_２ ・・・（ｉｉｉ） （主反応）
Ｈ^＋＋２ｅ⁻＋ＨＣｌＯ ⇒ ２Ｈ_２Ｏ＋Ｃｌ⁻ ・・・（ｉｖ）（副反応）

酸性電解水の殺菌力は、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）に起因する（図８の式（ａ））。一方、次亜塩素酸の素となる塩素は、常温で気体であるので蒸発しやすい。このため、通常、酸性電解水は、塩素の損失によって徐々に殺菌力を失う。

本実施形態は、塩素の損失を抑制するために、ＨＣｌを減らすことにより、図８の式（ａ）の平衡を右に偏らせて、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度を増加させるという独創的な着想に基づく。

なお、ＨＣｌが減ることは、酸性電解水のｐＨ上昇の一因である。これに対して、本実
施形態によれば、ｐＨの上昇を抑えつつ、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度を増加させることができる。

本実施形態では、２次電解槽１２において、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、上記所定濃度の上記金属イオン（陽イオン）を含む原料酸性電解水が電気分解される。このことにより、上記陽イオンの存在により、上記陽イオンよりもイオン化傾向が低い水素イオン（Ｈ^＋）が水素（Ｈ_２）へと変換されやすくなる（上記式（ｉｉｉ）が右に進行する）。これにより、電解効率を向上させることができる。

また、上記式（ｉｖ）で生成したＣｌ⁻がＣｌ_２に変換されるため、Ｃｌ⁻の減少に伴い、図８の式（ａ）から図８の式（ｂ）へと平衡が移動し、ＨＣｌからＨ^＋およびＣｌ⁻が生成する。これにより、図８の式（ａ）の平衡を右に偏らせることができる。その結果、最終的に得られる本実施形態に係る酸性電解水における次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の含量を増加させることができる。

一方、上記２次電解工程において、有効塩素濃度が１０ｐｐｍ以上であり、かつ、金属イオンの濃度が、有効塩素濃度に対して１．２３未満（モル当量比）である酸性電解水を電気分解した場合、金属イオンの濃度が低いため、電気分解が十分に進行しない。

本実施形態において、第２電極についても第１電極と同様に、１次電解槽１０の外壁である陽極室ケース４４と電極収容ケース５０の開口部５０ａとの圧接面（電極収容ケース５０の圧接面５０ｂ及び陽極室ケース４４の圧接面４４ｃ）と平行になるよう配置することが考えられる。このようにした上で、隣接するケース部品同士を互いに圧接させて製造装置１を製造するようにすると、１次電解槽１０と２次電解槽１２とをまとめて容易に密封できる。しかしこのように密封すると、２次電解槽１２に収容される第２電極のうち、１次電解槽１０に近い電極と１次電解槽１０から遠い電極との間で電解条件に偏りが生じてしまい、２次電解水の生産効率が低減してしまう。

そこで本実施形態では、図１Ｂ及び図４Ａに示すように、第２電極のそれぞれは、第２電極の縁が１次電解槽１０における１次電解水出口１２０側、すなわち案内板４６が収容された陽極室ケース４４の左側面を向くよう設けられている。そのため本実施形態では、複数の２次電極につき、電解条件に偏りが生じない。そのため本実施形態では、電解水の生産効率が確保されることとなる。

以上のようにして、本実施形態に係る、１次電解槽１０と２次電解槽１２とが一体化された製造装置１によれば、電解水の生産効率を確保しつつ、１次電解槽１０と２次電解槽１２とをまとめて容易に密封できることとなる。

また本実施形態では、複数の第２電極のそれぞれは、電極面の法線方向が、鉛直方向（Ｚ１−Ｚ２方向）にも、１次電解槽の外壁である陽極室ケース４４と電極収容ケース５０の開口部５０ａとの圧接方向（Ｘ１−Ｘ２方向）にも垂直である方向となるよう設けられている。すなわち本実施形態では、複数の第２電極のそれぞれは、電極面の法線方向がＹ１−Ｙ２方向となるよう設けられている。そのため、２次電解槽１２で発生した気体が、第２電極に邪魔されることなくスムーズに外に排出されることとなる。

また本実施形態では、複数の第１電極のなかで最も陽極室ケース４４に近い位置に設けられている電極が陽極である。そのため、陽極室１１４で生成される１次電解水が２次電解槽１２に案内されるまでの流路の長さを短くすることができる。

また本実施形態では上述したように、案内板４６の開口部５０ａ側の面、すなわち、左側面には、複数の第２電極のそれぞれの縁が係合される溝４６ａが形成されている。そのため案内板４６に、１次電解水を２次電解槽１２に案内する役割だけでなく、第２電極が配置される間隔を制御する役割も持たせることができることとなる。

また本実施形態では溝４６ａは一定の間隔で形成されているので、案内板４６によって第２電極の幅が一定である状態を確保できることとなる。

また本実施形態では、ガスケット２２、外側ガスケット２８、内側ガスケット２９、外側ガスケット３６、内側ガスケット３７、ガスケット４２、及び、ガスケット５２の反発力を外ケース１４ａ及び外ケース１４ｂが受ける構造となっている。そのためねじ等の共締め部材によって１次電解槽１０と２次電解槽１２とを共締めするよりもシンプルな構造となり、製造装置１を安価に製造できることとなる。

また本実施形態では、図４Ａ、図５、及び、図６Ｂに示すように、案内板４６の、左側から見た際に陽極室排液口１１６と重なる位置に、孔４６ｂが形成されている。そして図４Ａに示すように、孔４６ｂによって、１次電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部（本実施形態では例えばフィルタ８０）と連通することとなる。

本実施形態に係る製造装置１が停止しても陽極室１１４内に液体が滞留した状態が維持されると、陽極室１１４と中間室１０８との間の浸透圧によって陽極室１１４から中間室１０８に液体が浸透する。すると循環する塩素系電解質水溶液の体積が増えるとともに濃度が下がってしまう。本実施形態に係る製造装置１では、上述したように、１次電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部と連通しているので、停止した際に外から流入する空気の空気圧によって陽極室１１４から液体が抜ける。図４Ａには、停止した際に外から流入する空気の流入経路が二点鎖線の矢印Ａ２で示されている。そのため本実施形態に係る製造装置１では、利用者の手を煩わせることなく陽極室１１４内の液体を抜くことができることとなる。

なお陰極室１０２で生成されるアルカリ性電解水の流路が、上記流入部と連通していてもよい。この場合は、製造装置１が停止した際に外から流入する空気の空気圧によって陰極室１０２から液体が抜けることとなる。この場合は、利用者の手を煩わせることなく陰極室１０２内の液体を抜くことができることとなる。

また本実施形態では、上記流入部は、１次電解水を１次電解槽１０から２次電解槽１２へと案内する流路と連通している。そのため、本実施形態に係る製造装置１が停止した際に陽極室１１４内の液体は抜けるが、２次電解槽１２内の液体は抜けない。そのため本実施形態に係る製造装置１によれば、停止した際に、２次電解槽１２内の液体が、陽極室１１４内の液体とともに抜けてしまうことを防ぐことができる。

また本実施形態では、上記流入部として気液分離フィルタであるフィルタ８０を用いている。そのため本実施形態によれば、外から反応室１２２への空気の流入、及び、反応室１２２で発生する気体の反応室１２２の外への排出を可能にしつつ、通気口１２６からの液体の漏洩を防ぐことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

図９は、本開示で提案する別の電解水の製造装置１００１の一例を示す斜視図である。図９に示す製造装置１００１は、１次電解槽１０と同様の構成である１次電解槽１０１０を含んでいる。また製造装置１００１は、２次電解槽１２と同様の構成である２次電解槽１０１２を含んでいる。図９に示す製造装置１００１では、ねじ等の共締め部材１０１４によって、１次電解槽１０１０と２次電解槽１０１２とが共締めされている。

そして共締め部材１０１４によって、１次電解槽１０１０に含まれる陰極室ケース１０２０と中間室ケース１０３２とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。また１次電解槽１０１０に含まれる中間室ケース１０３２と陽極室ケース１０４４とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。そして２次電解槽１０１２に含まれる、電極収容ケース５０と同様の電極収容ケース１０５０の右側に形成された開口部は、１次電解槽１０１０に含まれる陽極室ケース１０４４によって左方向に圧接される。また１次電解槽１０１０に含まれる陽極室ケース１０４４は、電極収容ケース１０５０によって、右方向に圧接される。

図９に示す製造装置１００１においても、電極収容ケース１０５０に収容される第２電極のそれぞれは、第２電極の縁が１次電解槽１０１０における１次電解水出口側、すなわち陽極室ケース１０４４の左側面を向くよう設けられている。そのため図９に示す製造装置１００１についても、複数の２次電極につき、電解条件に偏りが生じない。そのため図９に示す製造装置１００１についても、電解水の生産効率が確保されることとなる。

このように図９に示す、１次電解槽１０１０と２次電解槽１０１２とが一体化された製造装置１００１においても、製造装置１と同様、電解水の生産効率を確保しつつ、１次電解槽１０１０と２次電解槽１０１２とをまとめて容易に密封できることとなる。

図１０は、本開示で提案するさらに別の電解水の製造装置２００１の一例を示す断面図である。図１０には、Ｙ１−Ｙ２方向に対して垂直な方向に沿って製造装置２００１の中央を切断した面を前方（Ｙ１方向）から見た様子が示されている。

図１０に示す製造装置２００１は、陰極室ケース２０と同様の構成である陰極室ケース２０２０、中間室ケース３２と同様の構成である中間室ケース２０３２、及び、陽極室ケース４４とほぼ同様の構成である陽極室ケース２０４４を含む。陰極室ケース２０２０と中間室ケース２０３２とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。また中間室ケース２０３２と陽極室ケース２０４４とは、Ｘ１−Ｘ２方向を圧接方向として互いに圧接される。

陽極室ケース２０４４の右側面の中央には、陽極室２１１４の内壁となる陽極室凹部２０４４ａが形成されている。陽極室ケース２０４４の左側面の中央上部には通気口２１２６及び陽極室排液口２１１６が左右に並んでこの順に凸設されている。陽極室排液口２１１６の内部には陽極室凹部２０４４ａの中央上部に至る排出路２１１６ａが形成されている。通気口２１２６の内部には、排出路２１１６ａから通気口２１２６の先端に至る通気路２１２６ａが形成されている。

そして陽イオン交換膜を介して陰極室２１０２と中間室２１０８とは仕切られ、陰イオン交換膜を介して中間室２１０８と陽極室２１１４とは仕切られる。陽イオン交換膜よりも右側の空間が陰極室２１０２であり、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との間の空間が中間室２１０８であり、陰イオン交換膜よりも左側の空間が陽極室２１１４である。

陰極室給液口２１００から後述する原水が流入すると、当該原水は陰極室２１０２で１次電解工程によってアルカリ性電解水となり、陰極室排液口２１０４から排出される。陽極室給液口２１１２から原水が流入すると、当該原水は陽極室２１１４で１次電解工程によって酸性電解水となって陽極室排液口２１１６から排出される。

中間室２１０８の下方に形成された、中間室２１０８に連通する中間室給液口２１０６及び中間室２１０８の上方に形成された、中間室２１０８に連通する中間室排液口２１１０は、閉水路を構成する配管に接続されている。そしてポンプ（図示せず）によって、当該閉水路内を塩素系電解質水溶液が循環する。中間室２１０８は、当該閉水路の一部ということとなる。

中間室２１０８中の塩素イオンが陰イオン交換膜を通過して陽極室２１１４へと移動し、陽極室２１１４に配置された第１陽極にて塩素イオンが塩素に変換される。これにより、陽極室２１１４にて酸性電解水が生じる。一方、中間室２１０８中の陽イオンが陽イオン交換膜を通過して陰極室２１０２へと移動する。これにより、陰極室２１０２にてアルカリ性電解水が生じる。

そして陰極室２１０２で生成されたアルカリ性電解水は陰極室２１０２に上方に形成された、陰極室２１０２に連通する陰極室排液口２１０４から排出される。陽極室２１１４で生成された酸性電解水は陽極室２１１４に上方に形成された、陽極室２１１４に連通する陽極室排液口２１１６から排出される。

図１０には、供給される原水がアルカリ性電解水となって排出される流路が二点鎖線の矢印Ｂ２００１で示されている。また、循環する塩素系電解質水溶液の流路が二点鎖線の矢印Ｂ２００２で示されている。また、供給される原水が酸性電解水となって排出される流路が二点鎖線の矢印Ｂ２００３で示されている。

そして図１０に示すように、酸性電解水の流路Ｂ２００３が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部（図１０の例ではフィルタ２０８０）と連通していることとなる。

図１０に示す製造装置２００１についても、酸性電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部と連通しているので、停止した際に外から流入する空気の空気圧によって陽極室２１１４から液体が抜ける。そのため図１０に示す製造装置２００１では、利用者の手を煩わせることなく陽極室２１１４内の液体を抜くことができることとなる。

なお陰極室２１０２で生成されるアルカリ性電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部と連通していてもよい。この場合は、製造装置２００１が停止した際に外から流入する空気の空気圧によって陰極室２１０２から液体が抜けることとなる。この場合は、利用者の手を煩わせることなく陰極室２１０２内の液体を抜くことができることとなる。

なお、上述した、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部は気液分離フィルタである必要はない。例えば、上記流入部として、液体及び気体が外から流入可能で、液体及び気体の外への流出が防止される逆止弁が用いられても構わない。

１ 製造装置、１０ １次電解槽、１２ ２次電解槽、１４ａ，１４ｂ 外ケース、２０ 陰極室ケース、２０ａ 陰極室凹部、２２ ガスケット、２４ 第１陰極、２４ａ 端子、２６ 陽イオン交換膜、２８ 外側ガスケット、２９ 内側ガスケット、３０ メッシュパーツ、３０ａ 突起部、３２ 中間室ケース、３３ 開口、３４ メッシュパーツ、３４ａ 突起部、３６ 外側ガスケット、３７ 内側ガスケット、３８ 陰イオン交換膜、４０ 第１陽極、４０ａ 端子、４２ ガスケット、４４ 陽極室ケース、４４ａ 陽極室凹部、４４ｂ 案内板収容凹部、４４ｃ 圧接面、４６ 案内板、４６ａ 溝、４６ｂ 孔、５０ 電極収容ケース、５０ａ 開口部、５０ｂ 圧接面、５２ ガスケット、５４ 第２陰極、５４ａ 孔、５６ 第２陽極、５６ａ 孔、５８ 陰極棒、６０ 陽極棒、６２ 第２陰極スペーサ、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ ナット、６６ ガスケット、６８ 陰極棒固定部、７０ 第２陽極スペーサ、７２ａ，７２ｂ，７２ｃ ナット、７４ ガスケット、７６ 陽極棒固定部、７８ 電極支持部、８０ フィルタ、８２ ガスケット、８４ キャップ、１００ 陰極室給液口、１００ａ 流入路、１０２ 陰極室、１０４ 陰極室排液口、１０４ａ 排出路、１０６ 中間室給液口、１０６ａ 流入路、１０８中間室、１１０ 中間室排液口、１１０ａ 排出路、１１２ 陽極室給液口、１１２ａ 流入路、１１４ 陽極室、１１６ 陽極室排液口、１１８ 案内流路、１２０ １次電解水出口、１２２ 反応室、１２４ ２次電解水排液口、１２４ａ 排出路、１２６ 通気口、１２６ａ 通気路、１２８ アルカリ性電解水給液口、１２８ａ 流入路、１００１ 製造装置、１０１０ １次電解槽、１０１２ ２次電解槽、１０１４ 共締め部材、１０２０ 陰極室ケース、１０３２ 中間室ケース、１０４４ 陽極室ケース、１０５０ 電極収容ケース、２００１ 製造装置、２０２０ 陰極室ケース、２０３２ 中間室ケース、２０４４ 陽極室ケース、２０４４ａ 陽極室凹部、２０８０ フィルタ、２１００ 陰極室給液口、２１０２ 陰極室、２１０４ 陰極室排液口、２１０６ 中間室給液口、２１０８ 中間室、２１１０ 中間室排液口、２１１２ 陽極室給液口、２１１４ 陽極室、２１１６ 陽極室排液口、２１１６ａ 排出路、２１２６ 通気口、２１２６ａ 通気路。

Claims (3)

1. 原水と塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって電解水を生成する電解水の製造装置であって、
   陽極が配置される陽極室と陰イオン交換膜を介して仕切られ、陰極が配置される陰極室と陽イオン交換膜を介して仕切られる、循環する塩素系電解質水溶液が供給される中間室、が設けられており、
   前記陽極室で前記原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られる酸性電解水の流路、又は、前記陰極室で原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られるアルカリ性電解水の流路が、液体の流出を抑制しつつ空気の流入が可能な流入部と連通している、
   ことを特徴とする電解水の製造装置。
2. 前記電解水の製造装置は、１次電解槽と、２次電解槽と、を含み、
   前記１次電解槽に、前記陽極室、前記陰極室、及び、前記中間室が設けられており、
   前記２次電解槽は、前記陽極室で前記原水と前記塩素系電解質水溶液とを電気分解することによって得られる酸性電解水の電気分解、又は、アルカリ性電解水が添加された当該酸性電解水の電気分解を行って２次電解水を生成し、
   前記流入部は、前記酸性電解水を前記１次電解槽から前記２次電解槽へ案内する流路と連通している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電解水の製造装置。
3. 前記流入部は、気液分離フィルタである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水の製造装置。

Images