電解槽及び電解水生成装置
【課題】製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る電解槽１００は、電解間隔膜１２４を挟んで対向する陰極板１１，１２及び陽極板２１を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能である。電解槽１００は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間において、原水を電気分解可能な主流路３０と、原水を電気分解しない副流路４０とを有する。
【解決手段】本発明に係る電解槽１００は、電解間隔膜１２４を挟んで対向する陰極板１１，１２及び陽極板２１を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能である。電解槽１００は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間において、原水を電気分解可能な主流路３０と、原水を電気分解しない副流路４０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極（陰極板及び陽極板）を有する電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電解水生成装置では、電極（陰極板及び陽極板）を有する電解槽で生成されたアルカリイオン水は、胃もたれや胃の不快感をやわらげたり、胃腸の働きを助けお通じを良好にするといった胃腸症状の改善に効果があるが、現在アルカリイオン水に溶存する水素が作用していると考えられているため、溶存水素濃度を高めることが望まれている。
【０００３】
しかし、溶存水素は、強アルカリ性水にほど多く存在するため、所望する溶存水素量を確保使用とすると、アルカリイオン水のｐＨ値が高くなる。従って、アルカリイオン水として、飲用に適するｐＨ７〜８値（以下、中性域）で生成しようとすると、溶存水素量を確保できなかった。
【０００４】
そこで、電解槽で生成されたアルカリイオン水が通過するイオン流出管に、電解槽の上流側から分岐した原水バイパス流路が連通した電解水生成装置が知れられている（例えば、特許文献１参照）。この電解水生成装置によれば、溶存水素濃度が高められたアルカリイオン水を、原水バイパス流路を通過する原水が合流して希釈することによって、溶存水素濃度が高く且つ飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６０５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の電解水生成装置では、原水バイパス流路を配設する必要があるため、複雑な構成となることに伴い製造作業（組立作業）が煩雑になってしまうという問題があった。また、従来の電解水生成装置では、原水バイパス流路によって、製品が大型化してしまうという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、隔膜（電解間隔膜１２４）を挟んで対向する陰極板（陰極板１１，１２）及び陽極板（陽極板２１）を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能な電解槽（例えば、電解槽１００）であって、前記陰極板と前記陽極板との間において、前記原水を電気分解可能な主流路（主流路３０）と、前記原水を電気分解しない副流路（副流路４０）とを有することを要旨とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、電解槽は、原水を電気分解可能な主流路と、原水を電気分解しない副流路とを有する。これにより、従来のように電解槽の外部に原水バイパス流路を設けることなく、電解槽内のみで、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できる。このため、電解槽の外部に流路を設ける必要がなくなり、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方には、前記原水が通過可能な開口部（例えば、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａ）が形成されることを要旨とする。
【００１１】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板の少なくとも一方には、開口部が形成される。これにより、主流路（陰極板と陽極板との間）で原水が電気分解された際に発生する気泡を開口部から副流路側（陰極板又は陽極板の背面側）に排出できる。具体的には、主流路を流れる原水は、陰極板と陽極板とによる電気分解によって、副流路を流れる原水よりも遅く流れている。このため、主流路で発生した気泡は、開口部を介して主流路よりも早い副流路を流れる原水に引き込まれる。従って、主流路内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板と陽極板とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記陰極板と前記陽極板との間隔は、前記原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定されることを要旨とする。
【００１３】
かかる特徴によれば、陰極板と陽極板との間隔は、原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定される。これにより、主流路（陰極板と陽極板との間）で原水が電気分解された際に発生する気泡が原水の流れ方向上流側から下流側に向かって流れやすくなる。このため、上記気泡は、陰極板や陽極板の表面に付着しにくくなり、陰極板や陽極板の表面に滞留しにくくなる。従って、主流路内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板と陽極板とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方は、複数設けられており、前記陰極板及び前記陽極板には、前記陰極板及び前記陽極板に印加する電圧を制御するリレー（リレーＲｙ１，Ｒｙ２）が接続され、前記主流路及び前記副流路は、前記リレーの切替動作により前記陰極板と前記陽極板との間に形成されることを要旨とする。
【００１５】
かかる特徴によれば、主流路及び副流路は、リレーの切替動作により陰極板と陽極板との間に形成される。これにより、副流路を敢えて設けずに、電解槽内の広範囲で陰極板と陽極板とによる電気分解を行うことも可能となる。このため、飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成することができることは勿論、溶存水素濃度の高いアルカリイオン水を生成することもできる。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面から離間した状態で配設され、前記副流路は、前記陰極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陰極側副流路（陰極側副流路４１）と、前記陽極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陽極側副流路（陽極側副流路４２）とによって構成されることを要旨とする。
【００１７】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板は、電解槽の壁面から離間した状態で配設される。これにより、電解槽の厚み方向において、主流路及び副流路が形成される。このため、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できることは勿論、電解槽の短手方向（幅方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００１８】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面に隣接し、前記電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設され、前記副流路は、前記陰極板及び前記陽極板が配設されていない領域に形成されることを要旨とする。
【００１９】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板は、電解槽の壁面に隣接し、電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設される。これにより、電解槽の壁面における短手方向（幅方向）において、主流路及び副流路が形成され、陰極板と陽極板とによる電気分解を局所的に行うことができる。このため、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できることは勿論、電解槽の厚み方向へのコンパクト化を実現できる。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第６の特徴に係る電解槽を備える電解水生成装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の特徴によれば、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る電解槽１００内部の断面（図１のＡ矢視からの断面）を示す構成図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る電解槽１００内部の断面（図１のＢ矢視方向からの断面）を示す構成図である。
【図４】図４（ａ）は、電解間隔膜１２４近傍におけるアルカリイオン水のｐＨ値の挙動を示すグラフであり、図４（ｂ）は、副流路４０の有無での水質を違いによるｐH制御結果を示すグラフである。
【図５】図５は、第１実施形態の変更例に係る電解槽１００Ａを示す構成図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す構成図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａ内の陰極板１１（陽極板２１）のみを示す正面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａを示す構成図である。
【図８】図８は、第２実施形態の変更例２に係る電解槽２００Ｂを示す構成図である。
【図９】図９（ａ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る電解水生成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）第３実施形態、（４）その他の実施形態について説明する。
【００２４】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２５】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００２６】
（１）第１実施形態
（１．１）電解水生成装置の概略構成
まず、第１実施形態に係る電解水生成装置１の概略構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す分解斜視図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、電解水生成装置１は、原水を電気分解（電極に電圧を印加）することによって、原水からアルカリイオン水及び酸性水に取水可能とするものである。なお、第１実施形態では、原水として、水道水や井戸水などが不図示の浄水フィルター（例えば、活性炭などの吸着手段や砂濾過、イオン交換樹脂）を通過して浄化されることによって生成される浄水であるものとする。
【００２８】
この電解水生成装置１は、不図示の浄水フィルターよりも下流側に配設される略矩形状の電解槽１００を備えている。この電解槽１００は、電解間隔膜１２４を挟んで対向する複数の陰極板１１，１２及び陽極板２１を有する。具体的には、電解槽１００は、上側ケース１１１と下側ケース１１２とに分割可能な電解槽ケース１１０と、電解槽ケース１１０内に収容される矩形箱状の隔膜ケース１２０（図２参照）とによって構成される。
【００２９】
電解槽ケース１１０内には、陰極板１１，１２を内蔵する陰極室１０と、陰極板１１，１２と対向する陽極板２１を内蔵する陽極室２０とが設けられる。この陽極板２１は、隔膜ケース１２０の内部に内臓されており、この陽極板２１（陽極室２０）の両側に、陰極板１１，１２が配設されている。
【００３０】
陰極板１１，１２及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）における短手方向略中央に配設される。この陰極板１１，１２及び陽極板２１には、電解槽ケース１１０の下側から外部に突出する電極端子Ｔ（図７（ａ）参照）がそれぞれ設けられている。それぞれの電極端子Ｔは、Oリングにより水密にシールされ、陰極板１１，１２及び陽極板２１に印加する電圧を制御する電極式のリレー（不図示）などが接続されている。
【００３１】
このような電解槽ケース１１０には、浄水供給管１３０と、アルカリ水流出管１４０と、酸性水流出管１５０とが配設されている。
【００３２】
浄水供給管１３０には、上側ケース１１１側において浄水を電解槽１００内に供給すｖる供給口１３１が形成されている。この浄水供給管１３０の途中には、電気分解を促進するカルシウム添加剤などの電解補助剤が充填される電解補助剤添加筒１６０が配設される。また、浄水供給管１３０は、電解補助剤添加筒１６０の下流側（上側ケース１１１と下側ケース１１２との分割部分近傍）において、陰極供給管１３０Ａと、陽極供給管１３０Ｂとに分岐する。
【００３３】
陰極供給管１３０Ａは、下側ケース１１２の下側（すなわち、陰極室１０の下部）に連通する。一方、陽極供給管１３０Ｂは、隔膜ケース１２０の下側（すなわち、陽極室２０の下部）に連通する。
【００３４】
アルカリ水流出管１４０は、陰極室１０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を流出する。このアルカリ水流出管１４０は、上側ケース１１１の上側に連通している。また、酸性水流出管１５０は、隔膜ケース１２０（陽極室２０）を通過することによって生成される酸性水を流出する。
【００３５】
隔膜ケース１２０は、電解間隔膜１２０Ａを有し、電解間隔膜１２０Ａ及び樹脂がインサート成型されることにより形成される。この隔膜ケース１２０は、陽極室２０を構成する。また、隔膜ケース１２０には、浄水を流入する流入口１２１Ａと、隔膜ケース１２０内で生成される酸性水を流出する流出口１２１Ｂが形成されている。流出口１２１Ｂは、酸性水流出管１５０に連通する。
【００３６】
（１．２）電解槽の内部構成
次に、上述した電解槽１００の内部構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、第１実施形態に係る電解槽１００の平面視（図１のＡ矢視）を示す構成図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る電解槽１００の側面視（図１のＢ矢視）を示す構成図である。
【００３７】
図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、陰極板１１，１２及び陽極板２１は、それぞれ板状をなしており、電解槽ケース１１０の壁面１１３と略平行に配設されている。陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０（陽極板２１）から離間した状態で配設されている。
【００３８】
具体的には、隔膜ケース１２０には、陰極板１１，１２の側部に対応するように電極長手方向（図面では、上下方向）に沿って位置決め用リブ１２２（図２及び図３（ａ）参照）と、陰極板１１，１２を支持する支持リブ１２３とが形成される。この位置決め用リブ１２２は、陰極板１１，１２を電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０から離間させた状態で位置決めする。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、隔膜ケース１２０から陰極板１１，１２までの離間距離Ｄ１に対して、陰極板１１，１２から電解槽ケース１１０の壁面１１３までの離間距離Ｄ２が２倍に設定されている（Ｄ１：Ｄ２＝１：２）。
【００４０】
このような電解槽１００は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間において浄水供給管１３０から導入される浄水を電気分解可能な主流路３０と、浄水供給管１３０から導入される浄水を電気分解しない副流路４０とを有している。
【００４１】
主流路３０は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間に設けられる。一方、副流路４０は、陰極板１１，１２と電解槽ケース１１０の壁面１１３との間に設けられる。つまり、副流路４０を通過する浄水は、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解が行われない。
【００４２】
（１．３）浄水の動き
次に、上述した電解槽１００内で流れる浄水の動きについて、図１〜３を参照しながら説明する。
【００４３】
図１及び図２に示すように、浄水フィルター（不図示）を通過した浄水は、浄水供給管１３０に導入され、電解補助剤添加筒１６０を通過する。この電解補助剤添加筒１６０を通過した浄水は、陰極供給管１３０Ａ及び陽極供給管１３０Ｂに分岐し、陰極室１０及び陽極室２０（隔膜ケース１２０）にそれぞれ導入される。
【００４４】
そして、図３に示すように、陰極供給管１３０Ａから陰極室１０に導入された浄水は、主流路３０を通過する浄水と、副流路４０を通過する浄水とに分岐する。主流路３０を通過する浄水は、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解され、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解が行われなかった副流路４０を通過する浄水と合流し、アルカリ水流出管１４０からアルカリイオン水として吐出される。
【００４５】
一方で、陽極供給管１３０Ｂから陽極室２０（隔膜ケース１２０）に導入された水は、陽極板２１と隔膜ケース１２０との間を通過して酸性水流出管１５０から酸性水として吐出される。
【００４６】
（１．４）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、電解槽１００は、原水（浄水）を電気分解可能な主流路３０と、原水（浄水）を電気分解しない副流路４０とを有する。これにより、従来のように電解槽１００の外部に原水バイパス流路を設けることなく、電解槽１００内のみで、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できる。このため、電解槽１００の外部に流路を設ける必要がなくなり、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる。
【００４７】
ここで、図４（ａ）には、電解間隔膜１２４近傍におけるアルカリイオン水のｐＨ値の挙動を示している。図４（ａ）に示すように、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解時では、浄水の流れに伴い主流路３０において電解反応が局所的に行われている。このため、陽極板２１表面におけるｐＨが低いと、電解間隔膜１２４で濃度勾配（イオンＨ＋が多く）が生じて、アルカリイオン水を中性域（ｐＨ７〜８）にし易くなる中和効果が促進される。
【００４８】
従って、例えば炭酸成分をあまり含まない水質では、陰極板１１，１２側でｐＨ値が上がりやすく、陽極板２１側ではｐＨ値が下がりやすくなるため、電解間隔膜１２４でのｐＨ勾配は大きくなり、中和効果が大きく働くことによって、アルカリイオン水のｐＨ値の過度の上昇が抑制される。
【００４９】
一方、例えば炭酸成分を多く含む水質では、陰極板１１，１２側でｐＨ値があまり上がらず、陽極板２１側ではｐＨ値が下がりにくいため、電解間隔膜１２４でのｐＨ勾配は小さくなり、中和効果が余り働かないことによって、アルカリイオン水のｐＨ値の上昇を抑制することによる影響が少なくなる。
【００５０】
また、図４（ｂ）には、副流路４０の有無での水質を違いによるｐH制御結果を示している。図４（ｂ）に示すように、副流路４０が無いと、印加電流に対して傾きが急であること、及び、水質のばらつき（炭酸成分の含有量のばらつき）の影響が大きい。これにより、アルカリイオン水のｐＨ値が８．６を超えてしまい、浄水の制御が難しい。
【００５１】
一方、本願発明のように、副流路４０を設けると、印加電流に対する傾きが緩やかであり、且つ、水質のバラツキによる影響も小さい。このため、浄水を制御し易くなり、ｐＨが約８．０〜８．５の弱アルカリ性のアルカリイオン水を得ることが可能となる。
【００５２】
第１実施形態では、陰極板１１，１２及び陽極板２１は、電解槽１００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）から離間した状態で配設される。これにより、電解槽１００の厚み方向において、主流路３０及び副流路４０が形成される。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽１００の短手方向（幅方向；図面では左右方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００５３】
第１実施形態では、隔膜ケース１２０から陰極板１１，１２までの離間距離Ｄ１に対して、陰極板１１，１２から電解槽ケース１１０の壁面１１３までの離間距離Ｄ２が２倍に設定されている（Ｄ１：Ｄ２＝１：２）。これにより、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈し易くなる。
【００５４】
（１．５）変更例
次に、上述した第１実施形態に係る電解槽１００の変更例について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の変更例に係る電解槽１００Ａを示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５５】
上述した第１実施形態では、陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０から離間した状態で配設されている。これに対して、変更例では、図５に示すように、陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３に隣接した状態で配設されている。
【００５６】
具体的には、陰極板１１，１２（電極端子Ｔ）には、陰極板１１，１２及び陽極板２１に印加する電圧を制御する電極式のリレーＲｙ１，Ｒｙ２が接続されている。このリレーＲｙ１，Ｒｙ２の切替動作により、低ｐＨの電気分解時には、陰極板１１，１２の一方のみに電圧が印加され、高ｐＨの電気分解時を得る場合には、陰極板１１，１２の両方に電圧が印加される。
【００５７】
例えば、弱アルカリ水を得る場合、リレーＲｙ１のみを作動させる。この場合、陰極板１１と陽極板２１との間が主流路３０となり、陰極板１２と陽極板２１との間が副流路４０となる。また、強アルカリ水を得る場合、リレーＲｙ１，Ｒｙ２を作動させる。この場合、副流路４０を設けずに、陰極板１１，１２と陽極板２１との間が主流路３０となる。つまり、副流路４０は、リレーの切替動作により、陰極板１２と陽極板２１との間に形成されることとなる。
【００５８】
このような変更例では、主流路３０及び副流路４０は、リレーＲｙ１，Ｒｙ２の切替動作により陰極板１１，１２と陽極板２１との間に形成される。これにより、副流路４０を敢えて設けずに、電解槽１００Ａ内の広範囲で陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解を行うことも可能となる。このため、飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成することができることは勿論、溶存水素濃度の高いアルカリイオン水を生成することもできる。
【００５９】
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る電解槽２００について、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００６０】
（２．１）電解槽の内部構成
第１実施形態では、陽極室２０（陽極板２１）の両側に、陰極板１１，１２が配設されている。これに対して、第２実施形態では、陽極室２０（陽極板２１）の片側に、陰極板１１が配設されている。
【００６１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、陰極板１１が内蔵される陰極室１０と、陽極板２１が内蔵される陽極室２０とは、板状の電解間隔膜１２４によって区画されている。この陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）及び電解間隔膜１２４から離間した状態で配設される。なお、第２実施形態においても、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）の短手方向略中央に配設される。
【００６２】
そして、主流路３０は、陰極板１１，１２と電解間隔膜１２４との間に配設される陰極側主流路３１と、陽極板２１と電解間隔膜１２４との間に配設される陽極側主流路３２とによって構成される。
【００６３】
一方、副流路４０は、陰極板１１，１２と電解槽ケース１１０（陰極室１０）の壁面１１３との間に配設される陰極側副流路４１と、陽極板２１と電解槽ケース１１０（陽極室２０）の壁面１１３との間に配設される陽極側副流路４２とによって構成される。
【００６４】
以上説明した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）から離間した状態で配設される。これにより、電解槽３００の厚み方向（図面では、奥行き方向）において、主流路３０及び副流路４０が形成される。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽３００の短手方向（幅方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００６５】
（２．２）変更例
次に、上述した第２実施形態に係る電解槽２００の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００６６】
（２．２．１）変更例１
まず、第２実施形態に係る電解槽２００Ａの変更例１について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａ内の陰極板１１（又は陽極板２１）のみを示す正面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａを示す構成図である。
【００６７】
上述した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、開口などが形成されていない板状をなしている。これに対して、変更例１では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、陰極板１１には、陰極板１１を貫通する開口部１１Ａが複数形成され、陽極板２１には、陽極板２１を貫通する開口部２１Ａが複数形成される。この開口部１１Ａ及び開口部２１Ａでは、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解により発生した気泡が通過可能である。また、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されている。
【００６８】
このような変更例１では、陰極板１１及び陽極板２１の少なくとも一方には、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａが形成される。これにより、主流路３０（陰極板１１と陽極板２１との間）で浄水が電気分解された際に発生する気泡を開口部から副流路４０側（陰極板１１又は陽極板２１の背面側）に排出できる。具体的には、主流路３０を流れる浄水は、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解によって、副流路４０を流れる浄水よりも遅く流れている。このため、主流路３０で発生した気泡は、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａを介して主流路３０よりも早い副流路４０を流れる浄水に引き込まれる。従って、主流路３０内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板１１と陽極板２１とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００６９】
変更例１では、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されている。これにより、主流路３０で発生した気泡は、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａを介して主流路３０よりも早い副流路４０を流れる浄水に引き込まれ易くなり、主流路３０内により存在し難くなる。
【００７０】
ここで、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、配列方法については任意に設定できる。
【００７１】
（２．２．２）変更例２
次に、第２実施形態に係る電解槽２００Ｂの変更例２について、図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態の変更例２に係る電解槽２００Ｂを示す構成図である。
【００７２】
上述した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、開口などが形成されていない板状をなしている。これに対して、変更例２では、上述した変更例１と同様に、陰極板１１に開口部１１Ａが複数形成され、陽極板２１に開口部２１Ａが複数形成されている。
【００７３】
また、図８に示すように、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３に対して傾斜した状態で配設されている。具体的には、陰極板１１と陽極板２１との間隔Ｄは、浄水の流れ方向上流側から下流側（図面では、下方から上方）に向かって徐々に広くなるように設定される。
【００７４】
このような変更例２では、陰極板１１と陽極板２１との間隔は、浄水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定される。これにより、主流路３０（陰極板１１と陽極板２１との間）で浄水が電気分解された際に発生する気泡が浄水の流れ方向上流側から下流側に向かって流れやすくなる。このため、上記気泡は、陰極板１１や陽極板２１の表面に付着しにくくなり、陰極板１１や陽極板２１の表面に滞留しにくくなる。従って、主流路３０内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板１１と陽極板２１とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００７５】
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電解槽３００について、図面を参照しながら説明する。図９（ａ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００（１００Ａ）や第２実施形態に係る電解槽２００（２００Ａ,Ｂ）と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００７６】
（３．１）電解槽の内部構成
第１実施形態及び第２実施形態では、陰極板１１（１２）及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）の短手方向略中央に配設される。これに対して、第３実施形態では、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）の短手方向において偏在された状態で配設される。
【００７７】
この場合、主流路３０は、陰極板１１と陽極板２１との間に配設され、副流路４０は、陰極板１１と陽極板２１が配設されていない領域に形成されることになる。
【００７８】
以上説明した第３実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）に隣接し、壁面１１３における短手方向に偏在された状態で配設される。これにより、壁面１１３における短手方向（幅方向）において、主流路３０及び副流路４０が形成され、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解を局所的に行うことができる。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽３００の厚み方向へのコンパクト化を実現できる。
【００７９】
（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００８０】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、電解水生成装置１は、浄水フィルターを有しているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、浄水フィルターを有していない装置（例えば、飲料水を貯水するボトルウォーターサーバー）などであってもよい。
【００８１】
また、電解槽ケース１１０は、上側ケース１１１と下側ケース１１２とに分割可能であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、一つのケース及び蓋体とによって構成されていてもよい。
【００８２】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００８３】
１…電解水生成装置
１０…陰極室
１１，１２…陰極板
１１Ａ…開口部
２０…陽極室
２１…陽極板
２１Ａ…開口部
３０…主流路
３１…陰極側主流路
３２…陽極側主流路
４０…副流路
４１…陰極側副流路
４２…陽極側副流路
１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，２００Ｂ，３００…電解槽
１１０…電解槽ケース
１１３…壁面
１２０…隔膜ケース
１２０Ａ，１２４…電解間隔膜
１３０…浄水供給管
１４０…アルカリ水流出管
１５０…酸性水流出管
１６０…電解補助剤添加筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極（陰極板及び陽極板）を有する電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電解水生成装置では、電極（陰極板及び陽極板）を有する電解槽で生成されたアルカリイオン水は、胃もたれや胃の不快感をやわらげたり、胃腸の働きを助けお通じを良好にするといった胃腸症状の改善に効果があるが、現在アルカリイオン水に溶存する水素が作用していると考えられているため、溶存水素濃度を高めることが望まれている。
【０００３】
しかし、溶存水素は、強アルカリ性水にほど多く存在するため、所望する溶存水素量を確保使用とすると、アルカリイオン水のｐＨ値が高くなる。従って、アルカリイオン水として、飲用に適するｐＨ７〜８値（以下、中性域）で生成しようとすると、溶存水素量を確保できなかった。
【０００４】
そこで、電解槽で生成されたアルカリイオン水が通過するイオン流出管に、電解槽の上流側から分岐した原水バイパス流路が連通した電解水生成装置が知れられている（例えば、特許文献１参照）。この電解水生成装置によれば、溶存水素濃度が高められたアルカリイオン水を、原水バイパス流路を通過する原水が合流して希釈することによって、溶存水素濃度が高く且つ飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６０５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の電解水生成装置では、原水バイパス流路を配設する必要があるため、複雑な構成となることに伴い製造作業（組立作業）が煩雑になってしまうという問題があった。また、従来の電解水生成装置では、原水バイパス流路によって、製品が大型化してしまうという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、隔膜（電解間隔膜１２４）を挟んで対向する陰極板（陰極板１１，１２）及び陽極板（陽極板２１）を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能な電解槽（例えば、電解槽１００）であって、前記陰極板と前記陽極板との間において、前記原水を電気分解可能な主流路（主流路３０）と、前記原水を電気分解しない副流路（副流路４０）とを有することを要旨とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、電解槽は、原水を電気分解可能な主流路と、原水を電気分解しない副流路とを有する。これにより、従来のように電解槽の外部に原水バイパス流路を設けることなく、電解槽内のみで、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できる。このため、電解槽の外部に流路を設ける必要がなくなり、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方には、前記原水が通過可能な開口部（例えば、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａ）が形成されることを要旨とする。
【００１１】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板の少なくとも一方には、開口部が形成される。これにより、主流路（陰極板と陽極板との間）で原水が電気分解された際に発生する気泡を開口部から副流路側（陰極板又は陽極板の背面側）に排出できる。具体的には、主流路を流れる原水は、陰極板と陽極板とによる電気分解によって、副流路を流れる原水よりも遅く流れている。このため、主流路で発生した気泡は、開口部を介して主流路よりも早い副流路を流れる原水に引き込まれる。従って、主流路内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板と陽極板とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記陰極板と前記陽極板との間隔は、前記原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定されることを要旨とする。
【００１３】
かかる特徴によれば、陰極板と陽極板との間隔は、原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定される。これにより、主流路（陰極板と陽極板との間）で原水が電気分解された際に発生する気泡が原水の流れ方向上流側から下流側に向かって流れやすくなる。このため、上記気泡は、陰極板や陽極板の表面に付着しにくくなり、陰極板や陽極板の表面に滞留しにくくなる。従って、主流路内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板と陽極板とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方は、複数設けられており、前記陰極板及び前記陽極板には、前記陰極板及び前記陽極板に印加する電圧を制御するリレー（リレーＲｙ１，Ｒｙ２）が接続され、前記主流路及び前記副流路は、前記リレーの切替動作により前記陰極板と前記陽極板との間に形成されることを要旨とする。
【００１５】
かかる特徴によれば、主流路及び副流路は、リレーの切替動作により陰極板と陽極板との間に形成される。これにより、副流路を敢えて設けずに、電解槽内の広範囲で陰極板と陽極板とによる電気分解を行うことも可能となる。このため、飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成することができることは勿論、溶存水素濃度の高いアルカリイオン水を生成することもできる。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面から離間した状態で配設され、前記副流路は、前記陰極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陰極側副流路（陰極側副流路４１）と、前記陽極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陽極側副流路（陽極側副流路４２）とによって構成されることを要旨とする。
【００１７】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板は、電解槽の壁面から離間した状態で配設される。これにより、電解槽の厚み方向において、主流路及び副流路が形成される。このため、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できることは勿論、電解槽の短手方向（幅方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００１８】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面に隣接し、前記電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設され、前記副流路は、前記陰極板及び前記陽極板が配設されていない領域に形成されることを要旨とする。
【００１９】
かかる特徴によれば、陰極板及び陽極板は、電解槽の壁面に隣接し、電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設される。これにより、電解槽の壁面における短手方向（幅方向）において、主流路及び副流路が形成され、陰極板と陽極板とによる電気分解を局所的に行うことができる。このため、主流路を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路を通過した原水によって希釈できることは勿論、電解槽の厚み方向へのコンパクト化を実現できる。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第６の特徴に係る電解槽を備える電解水生成装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の特徴によれば、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる電解槽、及び、電解槽を備える電解水生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る電解槽１００内部の断面（図１のＡ矢視からの断面）を示す構成図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る電解槽１００内部の断面（図１のＢ矢視方向からの断面）を示す構成図である。
【図４】図４（ａ）は、電解間隔膜１２４近傍におけるアルカリイオン水のｐＨ値の挙動を示すグラフであり、図４（ｂ）は、副流路４０の有無での水質を違いによるｐH制御結果を示すグラフである。
【図５】図５は、第１実施形態の変更例に係る電解槽１００Ａを示す構成図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す構成図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａ内の陰極板１１（陽極板２１）のみを示す正面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａを示す構成図である。
【図８】図８は、第２実施形態の変更例２に係る電解槽２００Ｂを示す構成図である。
【図９】図９（ａ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る電解水生成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）第３実施形態、（４）その他の実施形態について説明する。
【００２４】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２５】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００２６】
（１）第１実施形態
（１．１）電解水生成装置の概略構成
まず、第１実施形態に係る電解水生成装置１の概略構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る電解水生成装置１に設けられる電解槽１００を示す分解斜視図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、電解水生成装置１は、原水を電気分解（電極に電圧を印加）することによって、原水からアルカリイオン水及び酸性水に取水可能とするものである。なお、第１実施形態では、原水として、水道水や井戸水などが不図示の浄水フィルター（例えば、活性炭などの吸着手段や砂濾過、イオン交換樹脂）を通過して浄化されることによって生成される浄水であるものとする。
【００２８】
この電解水生成装置１は、不図示の浄水フィルターよりも下流側に配設される略矩形状の電解槽１００を備えている。この電解槽１００は、電解間隔膜１２４を挟んで対向する複数の陰極板１１，１２及び陽極板２１を有する。具体的には、電解槽１００は、上側ケース１１１と下側ケース１１２とに分割可能な電解槽ケース１１０と、電解槽ケース１１０内に収容される矩形箱状の隔膜ケース１２０（図２参照）とによって構成される。
【００２９】
電解槽ケース１１０内には、陰極板１１，１２を内蔵する陰極室１０と、陰極板１１，１２と対向する陽極板２１を内蔵する陽極室２０とが設けられる。この陽極板２１は、隔膜ケース１２０の内部に内臓されており、この陽極板２１（陽極室２０）の両側に、陰極板１１，１２が配設されている。
【００３０】
陰極板１１，１２及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）における短手方向略中央に配設される。この陰極板１１，１２及び陽極板２１には、電解槽ケース１１０の下側から外部に突出する電極端子Ｔ（図７（ａ）参照）がそれぞれ設けられている。それぞれの電極端子Ｔは、Oリングにより水密にシールされ、陰極板１１，１２及び陽極板２１に印加する電圧を制御する電極式のリレー（不図示）などが接続されている。
【００３１】
このような電解槽ケース１１０には、浄水供給管１３０と、アルカリ水流出管１４０と、酸性水流出管１５０とが配設されている。
【００３２】
浄水供給管１３０には、上側ケース１１１側において浄水を電解槽１００内に供給すｖる供給口１３１が形成されている。この浄水供給管１３０の途中には、電気分解を促進するカルシウム添加剤などの電解補助剤が充填される電解補助剤添加筒１６０が配設される。また、浄水供給管１３０は、電解補助剤添加筒１６０の下流側（上側ケース１１１と下側ケース１１２との分割部分近傍）において、陰極供給管１３０Ａと、陽極供給管１３０Ｂとに分岐する。
【００３３】
陰極供給管１３０Ａは、下側ケース１１２の下側（すなわち、陰極室１０の下部）に連通する。一方、陽極供給管１３０Ｂは、隔膜ケース１２０の下側（すなわち、陽極室２０の下部）に連通する。
【００３４】
アルカリ水流出管１４０は、陰極室１０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を流出する。このアルカリ水流出管１４０は、上側ケース１１１の上側に連通している。また、酸性水流出管１５０は、隔膜ケース１２０（陽極室２０）を通過することによって生成される酸性水を流出する。
【００３５】
隔膜ケース１２０は、電解間隔膜１２０Ａを有し、電解間隔膜１２０Ａ及び樹脂がインサート成型されることにより形成される。この隔膜ケース１２０は、陽極室２０を構成する。また、隔膜ケース１２０には、浄水を流入する流入口１２１Ａと、隔膜ケース１２０内で生成される酸性水を流出する流出口１２１Ｂが形成されている。流出口１２１Ｂは、酸性水流出管１５０に連通する。
【００３６】
（１．２）電解槽の内部構成
次に、上述した電解槽１００の内部構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、第１実施形態に係る電解槽１００の平面視（図１のＡ矢視）を示す構成図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る電解槽１００の側面視（図１のＢ矢視）を示す構成図である。
【００３７】
図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、陰極板１１，１２及び陽極板２１は、それぞれ板状をなしており、電解槽ケース１１０の壁面１１３と略平行に配設されている。陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０（陽極板２１）から離間した状態で配設されている。
【００３８】
具体的には、隔膜ケース１２０には、陰極板１１，１２の側部に対応するように電極長手方向（図面では、上下方向）に沿って位置決め用リブ１２２（図２及び図３（ａ）参照）と、陰極板１１，１２を支持する支持リブ１２３とが形成される。この位置決め用リブ１２２は、陰極板１１，１２を電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０から離間させた状態で位置決めする。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、隔膜ケース１２０から陰極板１１，１２までの離間距離Ｄ１に対して、陰極板１１，１２から電解槽ケース１１０の壁面１１３までの離間距離Ｄ２が２倍に設定されている（Ｄ１：Ｄ２＝１：２）。
【００４０】
このような電解槽１００は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間において浄水供給管１３０から導入される浄水を電気分解可能な主流路３０と、浄水供給管１３０から導入される浄水を電気分解しない副流路４０とを有している。
【００４１】
主流路３０は、陰極板１１，１２と陽極板２１との間に設けられる。一方、副流路４０は、陰極板１１，１２と電解槽ケース１１０の壁面１１３との間に設けられる。つまり、副流路４０を通過する浄水は、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解が行われない。
【００４２】
（１．３）浄水の動き
次に、上述した電解槽１００内で流れる浄水の動きについて、図１〜３を参照しながら説明する。
【００４３】
図１及び図２に示すように、浄水フィルター（不図示）を通過した浄水は、浄水供給管１３０に導入され、電解補助剤添加筒１６０を通過する。この電解補助剤添加筒１６０を通過した浄水は、陰極供給管１３０Ａ及び陽極供給管１３０Ｂに分岐し、陰極室１０及び陽極室２０（隔膜ケース１２０）にそれぞれ導入される。
【００４４】
そして、図３に示すように、陰極供給管１３０Ａから陰極室１０に導入された浄水は、主流路３０を通過する浄水と、副流路４０を通過する浄水とに分岐する。主流路３０を通過する浄水は、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解され、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解が行われなかった副流路４０を通過する浄水と合流し、アルカリ水流出管１４０からアルカリイオン水として吐出される。
【００４５】
一方で、陽極供給管１３０Ｂから陽極室２０（隔膜ケース１２０）に導入された水は、陽極板２１と隔膜ケース１２０との間を通過して酸性水流出管１５０から酸性水として吐出される。
【００４６】
（１．４）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、電解槽１００は、原水（浄水）を電気分解可能な主流路３０と、原水（浄水）を電気分解しない副流路４０とを有する。これにより、従来のように電解槽１００の外部に原水バイパス流路を設けることなく、電解槽１００内のみで、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できる。このため、電解槽１００の外部に流路を設ける必要がなくなり、製造作業を簡素化できるとともに、製品の大型化を抑制できる。
【００４７】
ここで、図４（ａ）には、電解間隔膜１２４近傍におけるアルカリイオン水のｐＨ値の挙動を示している。図４（ａ）に示すように、陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解時では、浄水の流れに伴い主流路３０において電解反応が局所的に行われている。このため、陽極板２１表面におけるｐＨが低いと、電解間隔膜１２４で濃度勾配（イオンＨ＋が多く）が生じて、アルカリイオン水を中性域（ｐＨ７〜８）にし易くなる中和効果が促進される。
【００４８】
従って、例えば炭酸成分をあまり含まない水質では、陰極板１１，１２側でｐＨ値が上がりやすく、陽極板２１側ではｐＨ値が下がりやすくなるため、電解間隔膜１２４でのｐＨ勾配は大きくなり、中和効果が大きく働くことによって、アルカリイオン水のｐＨ値の過度の上昇が抑制される。
【００４９】
一方、例えば炭酸成分を多く含む水質では、陰極板１１，１２側でｐＨ値があまり上がらず、陽極板２１側ではｐＨ値が下がりにくいため、電解間隔膜１２４でのｐＨ勾配は小さくなり、中和効果が余り働かないことによって、アルカリイオン水のｐＨ値の上昇を抑制することによる影響が少なくなる。
【００５０】
また、図４（ｂ）には、副流路４０の有無での水質を違いによるｐH制御結果を示している。図４（ｂ）に示すように、副流路４０が無いと、印加電流に対して傾きが急であること、及び、水質のばらつき（炭酸成分の含有量のばらつき）の影響が大きい。これにより、アルカリイオン水のｐＨ値が８．６を超えてしまい、浄水の制御が難しい。
【００５１】
一方、本願発明のように、副流路４０を設けると、印加電流に対する傾きが緩やかであり、且つ、水質のバラツキによる影響も小さい。このため、浄水を制御し易くなり、ｐＨが約８．０〜８．５の弱アルカリ性のアルカリイオン水を得ることが可能となる。
【００５２】
第１実施形態では、陰極板１１，１２及び陽極板２１は、電解槽１００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）から離間した状態で配設される。これにより、電解槽１００の厚み方向において、主流路３０及び副流路４０が形成される。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽１００の短手方向（幅方向；図面では左右方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００５３】
第１実施形態では、隔膜ケース１２０から陰極板１１，１２までの離間距離Ｄ１に対して、陰極板１１，１２から電解槽ケース１１０の壁面１１３までの離間距離Ｄ２が２倍に設定されている（Ｄ１：Ｄ２＝１：２）。これにより、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈し易くなる。
【００５４】
（１．５）変更例
次に、上述した第１実施形態に係る電解槽１００の変更例について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の変更例に係る電解槽１００Ａを示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５５】
上述した第１実施形態では、陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３及び隔膜ケース１２０から離間した状態で配設されている。これに対して、変更例では、図５に示すように、陰極板１１，１２は、電解槽ケース１１０の壁面１１３に隣接した状態で配設されている。
【００５６】
具体的には、陰極板１１，１２（電極端子Ｔ）には、陰極板１１，１２及び陽極板２１に印加する電圧を制御する電極式のリレーＲｙ１，Ｒｙ２が接続されている。このリレーＲｙ１，Ｒｙ２の切替動作により、低ｐＨの電気分解時には、陰極板１１，１２の一方のみに電圧が印加され、高ｐＨの電気分解時を得る場合には、陰極板１１，１２の両方に電圧が印加される。
【００５７】
例えば、弱アルカリ水を得る場合、リレーＲｙ１のみを作動させる。この場合、陰極板１１と陽極板２１との間が主流路３０となり、陰極板１２と陽極板２１との間が副流路４０となる。また、強アルカリ水を得る場合、リレーＲｙ１，Ｒｙ２を作動させる。この場合、副流路４０を設けずに、陰極板１１，１２と陽極板２１との間が主流路３０となる。つまり、副流路４０は、リレーの切替動作により、陰極板１２と陽極板２１との間に形成されることとなる。
【００５８】
このような変更例では、主流路３０及び副流路４０は、リレーＲｙ１，Ｒｙ２の切替動作により陰極板１１，１２と陽極板２１との間に形成される。これにより、副流路４０を敢えて設けずに、電解槽１００Ａ内の広範囲で陰極板１１，１２と陽極板２１とによる電気分解を行うことも可能となる。このため、飲用に適する中性域のアルカリイオン水を生成することができることは勿論、溶存水素濃度の高いアルカリイオン水を生成することもできる。
【００５９】
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る電解槽２００について、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る電解槽２００を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００６０】
（２．１）電解槽の内部構成
第１実施形態では、陽極室２０（陽極板２１）の両側に、陰極板１１，１２が配設されている。これに対して、第２実施形態では、陽極室２０（陽極板２１）の片側に、陰極板１１が配設されている。
【００６１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、陰極板１１が内蔵される陰極室１０と、陽極板２１が内蔵される陽極室２０とは、板状の電解間隔膜１２４によって区画されている。この陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）及び電解間隔膜１２４から離間した状態で配設される。なお、第２実施形態においても、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）の短手方向略中央に配設される。
【００６２】
そして、主流路３０は、陰極板１１，１２と電解間隔膜１２４との間に配設される陰極側主流路３１と、陽極板２１と電解間隔膜１２４との間に配設される陽極側主流路３２とによって構成される。
【００６３】
一方、副流路４０は、陰極板１１，１２と電解槽ケース１１０（陰極室１０）の壁面１１３との間に配設される陰極側副流路４１と、陽極板２１と電解槽ケース１１０（陽極室２０）の壁面１１３との間に配設される陽極側副流路４２とによって構成される。
【００６４】
以上説明した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）から離間した状態で配設される。これにより、電解槽３００の厚み方向（図面では、奥行き方向）において、主流路３０及び副流路４０が形成される。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽３００の短手方向（幅方向）へのコンパクト化を実現できる。
【００６５】
（２．２）変更例
次に、上述した第２実施形態に係る電解槽２００の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００６６】
（２．２．１）変更例１
まず、第２実施形態に係る電解槽２００Ａの変更例１について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａ内の陰極板１１（又は陽極板２１）のみを示す正面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態の変更例１に係る電解槽２００Ａを示す構成図である。
【００６７】
上述した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、開口などが形成されていない板状をなしている。これに対して、変更例１では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、陰極板１１には、陰極板１１を貫通する開口部１１Ａが複数形成され、陽極板２１には、陽極板２１を貫通する開口部２１Ａが複数形成される。この開口部１１Ａ及び開口部２１Ａでは、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解により発生した気泡が通過可能である。また、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されている。
【００６８】
このような変更例１では、陰極板１１及び陽極板２１の少なくとも一方には、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａが形成される。これにより、主流路３０（陰極板１１と陽極板２１との間）で浄水が電気分解された際に発生する気泡を開口部から副流路４０側（陰極板１１又は陽極板２１の背面側）に排出できる。具体的には、主流路３０を流れる浄水は、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解によって、副流路４０を流れる浄水よりも遅く流れている。このため、主流路３０で発生した気泡は、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａを介して主流路３０よりも早い副流路４０を流れる浄水に引き込まれる。従って、主流路３０内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板１１と陽極板２１とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００６９】
変更例１では、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されている。これにより、主流路３０で発生した気泡は、開口部１１Ａ又は開口部２１Ａを介して主流路３０よりも早い副流路４０を流れる浄水に引き込まれ易くなり、主流路３０内により存在し難くなる。
【００７０】
ここで、開口部１１Ａ及び開口部２１Ａは、陰極板１１及び陽極板２１の正面視において、格子状に配列されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、配列方法については任意に設定できる。
【００７１】
（２．２．２）変更例２
次に、第２実施形態に係る電解槽２００Ｂの変更例２について、図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態の変更例２に係る電解槽２００Ｂを示す構成図である。
【００７２】
上述した第２実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、開口などが形成されていない板状をなしている。これに対して、変更例２では、上述した変更例１と同様に、陰極板１１に開口部１１Ａが複数形成され、陽極板２１に開口部２１Ａが複数形成されている。
【００７３】
また、図８に示すように、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３に対して傾斜した状態で配設されている。具体的には、陰極板１１と陽極板２１との間隔Ｄは、浄水の流れ方向上流側から下流側（図面では、下方から上方）に向かって徐々に広くなるように設定される。
【００７４】
このような変更例２では、陰極板１１と陽極板２１との間隔は、浄水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定される。これにより、主流路３０（陰極板１１と陽極板２１との間）で浄水が電気分解された際に発生する気泡が浄水の流れ方向上流側から下流側に向かって流れやすくなる。このため、上記気泡は、陰極板１１や陽極板２１の表面に付着しにくくなり、陰極板１１や陽極板２１の表面に滞留しにくくなる。従って、主流路３０内に気泡が存在し難くなり、気泡が電気分解を阻害することなく、陰極板１１と陽極板２１とによって安定した電気分解を行うことが可能となる。
【００７５】
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電解槽３００について、図面を参照しながら説明する。図９（ａ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第３実施形態に係る電解槽３００を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る電解槽１００（１００Ａ）や第２実施形態に係る電解槽２００（２００Ａ,Ｂ）と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００７６】
（３．１）電解槽の内部構成
第１実施形態及び第２実施形態では、陰極板１１（１２）及び陽極板２１は、電解槽ケース１１０の壁面１１３（陰極室１０の壁面及び陽極室２０の壁面）の短手方向略中央に配設される。これに対して、第３実施形態では、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）の短手方向において偏在された状態で配設される。
【００７７】
この場合、主流路３０は、陰極板１１と陽極板２１との間に配設され、副流路４０は、陰極板１１と陽極板２１が配設されていない領域に形成されることになる。
【００７８】
以上説明した第３実施形態では、陰極板１１及び陽極板２１は、電解槽３００（電解槽ケース１１０の壁面１１３）に隣接し、壁面１１３における短手方向に偏在された状態で配設される。これにより、壁面１１３における短手方向（幅方向）において、主流路３０及び副流路４０が形成され、陰極板１１と陽極板２１とによる電気分解を局所的に行うことができる。このため、主流路３０を通過することによって生成されるアルカリイオン水を、副流路４０を通過した浄水によって希釈できることは勿論、電解槽３００の厚み方向へのコンパクト化を実現できる。
【００７９】
（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００８０】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、電解水生成装置１は、浄水フィルターを有しているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、浄水フィルターを有していない装置（例えば、飲料水を貯水するボトルウォーターサーバー）などであってもよい。
【００８１】
また、電解槽ケース１１０は、上側ケース１１１と下側ケース１１２とに分割可能であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、一つのケース及び蓋体とによって構成されていてもよい。
【００８２】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００８３】
１…電解水生成装置
１０…陰極室
１１，１２…陰極板
１１Ａ…開口部
２０…陽極室
２１…陽極板
２１Ａ…開口部
３０…主流路
３１…陰極側主流路
３２…陽極側主流路
４０…副流路
４１…陰極側副流路
４２…陽極側副流路
１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，２００Ｂ，３００…電解槽
１１０…電解槽ケース
１１３…壁面
１２０…隔膜ケース
１２０Ａ，１２４…電解間隔膜
１３０…浄水供給管
１４０…アルカリ水流出管
１５０…酸性水流出管
１６０…電解補助剤添加筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜を挟んで対向する陰極板及び陽極板を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能な電解槽であって、
前記陰極板と前記陽極板との間において前記原水を電気分解可能な主流路と、前記原水を電気分解しない副流路とを有することを特徴とする電解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方には、前記原水が通過可能な開口部が形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電解槽であって、
前記陰極板と前記陽極板との間隔は、前記原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定されることを特徴とする電解槽。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方は、複数設けられており、
前記陰極板及び前記陽極板には、前記陰極板及び前記陽極板に印加する電圧を制御するリレーが接続され、
前記主流路及び前記副流路は、前記リレーの切替動作により前記陰極板と前記陽極板との間に形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面から離間した状態で配設され、
前記副流路は、
前記陰極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陰極側副流路と、
前記陽極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陽極側副流路と
によって構成されることを特徴とする電解槽。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面に隣接し、前記電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設され、
前記副流路は、前記陰極板及び前記陽極板が配設されていない領域に形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の電解槽を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項１】
隔膜を挟んで対向する陰極板及び陽極板を有し、流入される原水を電気分解することによって、アルカリイオン水及び酸性水に取水可能な電解槽であって、
前記陰極板と前記陽極板との間において前記原水を電気分解可能な主流路と、前記原水を電気分解しない副流路とを有することを特徴とする電解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方には、前記原水が通過可能な開口部が形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電解槽であって、
前記陰極板と前記陽極板との間隔は、前記原水の流れ方向上流側から下流側に向かって広く設定されることを特徴とする電解槽。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板の少なくとも一方は、複数設けられており、
前記陰極板及び前記陽極板には、前記陰極板及び前記陽極板に印加する電圧を制御するリレーが接続され、
前記主流路及び前記副流路は、前記リレーの切替動作により前記陰極板と前記陽極板との間に形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面から離間した状態で配設され、
前記副流路は、
前記陰極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陰極側副流路と、
前記陽極板と前記電解槽の壁面との間に配設される陽極側副流路と
によって構成されることを特徴とする電解槽。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解槽であって、
前記陰極板及び前記陽極板は、前記電解槽の壁面に隣接し、前記電解槽の壁面における短手方向に偏在された状態で配設され、
前記副流路は、前記陰極板及び前記陽極板が配設されていない領域に形成されることを特徴とする電解槽。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の電解槽を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４００３７（Ｐ２０１２−２４００３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６２５８（Ｐ２０１１−１１６２５８）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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