電解水生成装置
【課題】電解水に溶解する気体濃度が低下してしまうのを抑制することのできる電解水生成装置を得る。
【解決手段】電解水生成装置１は、隔膜２１で仕切られた陰極室２２と陽極室２３とを有する電解槽２を備えており、原水供給経路５から電解槽２内に導入された原水を電気分解することで電解水が生成され、電解槽２で生成された電解水が電解水取出経路６１を介して吐水口６４ａから取り出されるようになっている。そして、電解水取出経路６１に、電解槽２内の水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段８を設けた。
【解決手段】電解水生成装置１は、隔膜２１で仕切られた陰極室２２と陽極室２３とを有する電解槽２を備えており、原水供給経路５から電解槽２内に導入された原水を電気分解することで電解水が生成され、電解槽２で生成された電解水が電解水取出経路６１を介して吐水口６４ａから取り出されるようになっている。そして、電解水取出経路６１に、電解槽２内の水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段８を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水生成装置として、隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、電解槽内に導入された水道水等の原水を電気分解することで、陰極側で水素と水酸化物イオンを生成するとともに、陽極側で酸素と水素イオンを生成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、この特許文献１に記載の電解水生成装置によれば、陰極室ではアルカリイオン水が電極水として生成され、陽極室では酸性水が電極水として生成される。
【０００４】
このとき、電極表面で生成される気体、例えば、陰極表面で生成される水素は陰極室内を流れている水に溶解するが、電流量に比例した水素量が生成されて水に溶解するため、電極表面の近傍では大気圧における飽和溶解量よりも過剰に溶解することとなり過飽和状態となる。
【０００５】
そこで、上述の特許文献１では、電解槽に圧力測定器、電解槽の下流側に調整弁を設置し、圧力測定器で電解槽の内圧をモニタリングしながら調整弁を制御することで電解槽の内圧をコントロールしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６―１５９０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように電解槽の内圧をコントロールした場合であっても、電解槽内の水圧は大気圧よりも高くなっている。そして、この特許文献１に記載の電解水生成装置には、内圧が高くなった電解槽から吐水口に至るまでの経路に関しての制限が設けられていない。そのため、高い内圧の場所から大気圧に放出される時に急激な圧力低下が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
そして、過飽和水素溶解条件において急激な圧力低下が生じると、瞬間的に水素濃度の揺らぎなどが生じ、それにより、溶解水素分子が集合し、相転移して小さな気泡核が形成されてしまう。その結果、溶解している水素（気体）が気泡として出現して水中から放出されることとなり、溶解水素濃度が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、電解水に溶解する気体濃度が低下してしまうのを抑制することのできる電解水生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にあっては、隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、原水供給経路から前記電解槽内に導入された原水を電気分解して電解水を生成し、前記電解槽で生成された電解水を電解水取出経路を介して吐水口から取り出すようにした電解水生成装置であって、前記電解水取出経路に、前記電解槽内の水圧から前記吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電解水取出経路に、電解槽内の水圧から吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けているため、電解槽で生成されて電解水取出経路を介して吐水口から取り出される電解水の水圧を連続的かつ緩速に低下させることができる。これにより、流水中に気泡核が生成されてしまうのを抑制することができ、過飽和溶解している気体が溶解状態から気泡へと相転移して水中に流出してしまう量を減少させることができる。その結果、吐水口から取り出される電解水の溶解気体濃度が低下してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の第５実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本発明の第６実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本発明の第７実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図８】図８は、本発明の第８実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、浄化部で浄化された浄水についても原水として説明する。すなわち、本発明では、電解槽に導入される水（電解水が生成される前の水）を原水と定義する。
【００１４】
また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１は、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。電解槽２は、隔膜２１で仕切られた陰極室２２と陽極室２３とを有しており、陰極室２２には陰極２４が設けられているとともに、陽極室２３には陽極２５が設けられている。これら陰極２４および陽極２５は、隔膜２１を挟んで相互に対向した位置に設けられている。
【００１６】
そして、電解槽２には、原水導入管（原水供給経路）５を介して水道水や井戸水などの飲用に適した原水が導入される。この原水導入管５は、電解槽２の上流側で２つに分岐されており、一方の分岐管５１は陰極室２２の入口２２ａに連通して原水を専ら陰極室２２に供給するとともに、他方の分岐管５２は陽極室２３の入口２３ａに連通して原水を専ら陽極室２３に供給している。このとき、各分岐管５１、５２には、余剰原水を放出するための放出管５１ａ、５２ａが接続されている。
【００１７】
そして、電解槽２内に原水を導入した状態で、陰極２４と陽極２５との間に一定の電圧を印加することで、原水が電解槽２内で電気分解され、陰極室２２内で電解水としてのアルカリイオン水が生成されるとともに、陽極室２３内で電解水としての酸性水が生成される。
【００１８】
なお、陰極室２２内では水の電気分解による水素の生成とＯＨ−イオンの生成が行なわれるため、陰極室２２内の水はアルカリ性となる。一方、陽極室２３内では水の電気分解による酸素の生成とＨ＋イオンの生成が行なわれるため、陽極室２３内の水は酸性となる。
【００１９】
生成された陰極室２２内のアルカリイオン水は、陰極室２２の出口２２ｂに連通する電解水取出経路としてのアルカリイオン水供給管６１および吐水管６４を介してケース４の外方に取り出されるとともに、陽極室２３内の酸性水は、陽極室２３の出口２３ｂに連通する電解水取出経路としての酸性水排水管６２を介してケース４の外方に取り出される。アルカリイオン水供給管６１から供給されるアルカリイオン水は飲用として用いられる一方、酸性水排水管６２から排水される酸性水は他の目的に用いられたり廃棄されたりする。
【００２０】
アルカリイオン水供給管６１は、ケース４の上面に設置された中継部６３を介してケース４の外方に配置した上述の吐水管６４に接続されている。この吐水管６４はケース４の上方の中継部６３から下方に向かって配管されており、アルカリイオン水は吐水管６４の下端の吐水口６４ａから取り出されるようになっている。
【００２１】
原水導入管５は、上流側先端がケース４の外方に引き出されており、蛇口７に取り付けられた水切替え器７１に接続されている。この水切替え器７１のレバー操作で蛇口７から流出する水を電解水生成装置１へと供給できるようになっている。
【００２２】
また、原水導入管５の途中には、上述した浄化部３が配設されており、この浄化部３で浄化した浄水が各分岐管５１，５２へと供給される。本実施形態では、浄化部３は、前段に活性炭収納部３１が設けられるとともに、後段に中空糸膜収納部３２が設けられた構造をしている。ただし、浄化部はこれに限定されることはなく、原水を浄化する機能を有していれば他の構造をしていてもよい。
【００２３】
ここで、本実施形態では、陰極室２２側のアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に、電解槽２内の高い水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下部（圧力低下手段）８を設けている。なお、水圧を徐々に低下させるとは、流水中で気相の相転移を起こさずに気泡核を生成しにくい範囲での連続的な圧力低下を意味し、急激に圧力を低下させるのではなく緩速に圧力を低下させることを意味するものである。このことは、以下の各実施形態においても同様である。
【００２４】
かかる構成の電解水生成装置１を用い、蛇口７に付属の水切替え器７１のレバーを切り替えると、蛇口７から流出する水が原水導入管５を通って電解水生成装置１に供給される。
【００２５】
そして、電解水生成装置１に供給された原水は、浄水部３に入り、活性炭収納部３１にて遊離塩素が除去され、中空糸膜収納部３２にて固形不純物の除去等が行なわれて浄水が生成される。
【００２６】
そして、浄化部３で浄化された浄水は、各分岐管５１，５２を通ってそれぞれ電解槽２の陰極室２２および陽極室２３へと導入されて、陰極２４と陽極２５との間に一定の電圧を印加することで、浄水（原水）が電解槽２内で電気分解される。
【００２７】
こうして、陰極室２２内でアルカリイオン水が生成されるとともに、陽極室２３内で酸性水が生成され、生成されたアルカリイオン水は、アルカリイオン水供給管６１および吐水管６４を介して吐水口６４ａから取り出されるとともに、酸性水は、酸性水排水管６２からケース４の外方に排出される。
【００２８】
このとき、陰極室２２内で生成されたアルカリイオン水の水圧は、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に設けられた圧力低下部（圧力低下手段）８を通過することで、電解槽２内における高い水圧から吐水口６４ａの大気圧へと徐々に低下する。
【００２９】
具体的には、電解槽２内における高い水圧状態にあるアルカリイオン水は、圧力低下部（圧力低下手段）８が設けられたアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を通過して吐水口６４ａから大気圧中に放出されるまでの間に、水圧が流水中で気相の相転移を起こさずに気泡核が生成されにくい範囲で徐々に（連続的に）低下し、吐水口６４ａ付近では、大気圧に近い水圧となる。そして、大気圧に近い水圧状態のアルカリイオン水が吐水口６４ａから大気圧中に放出されることとなる。
【００３０】
すなわち、本実施形態にかかる電解水生成装置１を用いれば、陰極室２２内で生成されたアルカリイオン水が吐水口６４ａから大気圧中に放出される時に、急激な圧力低下が生じてしまうのを抑制することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に、電解槽２内の水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下部（圧力低下手段）８を設けているため、電解槽２で生成されてアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を介して吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の水圧を連続的かつ緩速に低下させることができる。これにより、アルカリイオン水（電解水）の流水中に気泡核が生成されてしまうのを抑制することができ、過飽和溶解している水素（気体）が溶解状態から気泡へと相転移して水中に流出してしまう量を減少させることができる。その結果、吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度が低下してしまうのを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、溶解気体濃度の高いアルカリイオン水（電解水）を吐水口６４ａから得ることができるため、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ａは、図２に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００３３】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ａも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００３４】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ａが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、圧力低下部（圧力低下手段）８を、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる長い流水管路８１で形成したことにある。この場合、長い流水管路８１は、図２に示すように、蛇行させてコンパクトにまとめておくことが好ましい。
【００３５】
このように、本実施形態では、長い流水管路８１の管径を調整することで流水に生じる管摩擦抵抗を調整し、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。具体的には、長い流水管路８１においてその管径を維持することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ（流水管路８１の長さ）当たりの圧力低下度をコントロールしている。すなわち、本実施形態では、長い流水管路８１の管径および長さを調整することで、電解槽２で生成されてアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を介して吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の水圧を連続的かつ緩速に低下させている。なお、大気圧へと徐々に低下させる条件を満足するために、本実施形態では流水管路８１の管径（内径）をφ０．１〜１０ｍｍかつ流路長を０．１〜１０ｍに設定している。
【００３６】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、圧力低下部（圧力低下手段）８を、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる長い流水管路８１で形成したため、構造の簡素化を図ることができる。
【００３８】
また、上記第１実施形態の電解水生成装置１にあっても本実施形態を適用することが可能である。
【００３９】
（第３実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｂは、図３に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００４０】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｂも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００４１】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｂが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に断面積の小さな箇所を設けるとともに、当該断面積の小さな箇所から吐水口６４ａ側（下流側）に向かって断面積が除々に大きくなる部位を設けたことにある。
【００４２】
本実施形態では、圧力低下部（圧力低下手段）８を、開口部の断面積が下流側に向かって滑らかに増大する絞り部８２で形成することで、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に断面積の小さな箇所を設けている。この絞り部８２は、例えばオリフィスとして構成することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管６１に開口部の断面積が下流側に向かって滑らかに増大する絞り部８２を設け、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。具体的には、絞り部８２の断面積の小さな箇所の管径を調整することで電解槽２の内圧を調整するとともに、絞り部８２の開口面積、断面積の大きな箇所における管径および長さを調整することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ当たりの圧力低下度をコントロールしている。また、絞り部８２の開口部の断面積を下流側に向かって滑らかに増大させるようにすることで、流水の圧力が瞬間的に減少してしまうのを抑制している。なお、大気圧へと徐々に低下させる条件を満足するために、本実施形態ではオリフィス径（内径）をφ０．１〜１０ｍｍに設定している。
【００４４】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、圧力低下部（圧力低下手段）８を絞り部８２で形成したため、構造の簡素化を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、絞り部８２をアルカリイオン水供給管６１に１箇所設けたものを例示したが、絞り部８２を複数箇所に設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記第１および第２実施形態の電解水生成装置１，１Ａにあっても本実施形態を適用することが可能である。
【００４８】
（第４実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｃは、図４に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００４９】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｃも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００５０】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｃが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、圧力低下部（圧力低下手段）８を、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３で形成したことにある。なお、流水管路８３は、電解水を下方から上方に流水させることができればよく、鉛直に配置させる必要はない。
【００５１】
本実施形態では、流水管路８３を、長さがＬ、管径Ｄが、アルカリイオン水供給管６１の管径ｄよりも大径となるように形成している。なお、流水管路８３の管径Ｄは、アルカリイオン水供給管６１の管径ｄと同一の径となるようにしてもよい。
【００５２】
このように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管６１に、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３を設けることで、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。かかる構成とすることで、アルカリイオン水供給管６１から流水管路８３の入口８３ａに流入した流水は、流水管路８３を下方から上方へとゆっくりと移動し、出口８３ｂから下流側のアルカリ供給管６１に流出する。このとき、流水管路８３内の流水が下方から上方に流れる際に流水自体に働く重力（自重）により、出口８３ｂから流出する圧力を緩速に低減させることができる。なお、流水管路８３の管径Ｄや長さＬを調節することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ（流水管路８１の長さ）当たりの圧力低下度をコントロールすることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、流水管路８３よりも下流側のアルカリイオン水供給管６１、具体的には、吐水管６４に繋がる中継部６３に、大気開放口６５を設けることで、吐水管６４に作用する水の重力によって引き起こされる下方への引力による電解槽２の内圧低下を抑制している。この場合、大気開放口６５を完全に解放させることが望ましいが、流水の増大時に大気開放口６５から水が流出してしまうおそれがあるため、大気開放口６５を水を通さない疎水性を有するガス通過膜などで閉塞するのが好ましい。
【００５４】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、アルカリイオン水供給管６１に、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３を設けたため、構造の簡素化を図ることができる。
【００５６】
また、上記第１〜第３実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂにあっても、本実施形態を適用することが可能である。
【００５７】
例えば、アルカリイオン水供給管６１に、長い流水管路８１、絞り部８２および流水管路８３のうち少なくとも２つ以上をアルカリイオン水供給管６１に設けることができる。こうすれば、流水の圧力低減効果をより一層向上させることができる。この場合、それぞれを直列に配置するのが好ましい。
【００５８】
（第５実施形態）
本実施形態にかかる電解槽２Ｄは、図５に示すように、基本的に上記第１実施形態の電解槽２と同様の構成を備えている。
【００５９】
ここで、本実施形態の電解槽２Ｄが上記第１実施形態の電解槽２と主に異なる点は、電解槽２Ｄの内部に、生成した気体を電解槽２Ｄ内の流水中に混合促進する気体混合部１０を設けたことにある。
【００６０】
気体混合部１０は、陰極室２２内に面した隔膜２１の片面２１ａに突設した複数のフィン１０ａによって構成されている。フィン１０ａは、隔膜２１の片面２１ａに流水Ｗｆに沿って間隔をあけて複数配置されており、それぞれのフィン１０ａは突出側が流水Ｗｆに沿った方向にやや傾斜している。したがって、フィン１０ａの先端部近傍に沿って流れる流水Ｗｆは、各フィン１０ａの下流側で渦流Ｖを生成し、この渦流Ｖによって隔膜２１の片面２１ａ側が撹拌されるようになっている。
【００６１】
ところで、電解槽２Ｄ内の陰極室２２側では、水の電気分解によって、陰極２４の表面上で水素の生成が行われる。このとき、水素が水への溶解量よりも過剰に生成された場合、陰極２４の表面は過飽和状態となるが、溶液中に次第に拡散するため陰極２４の表面から離れるに従って水素の溶解量や過飽和度は減少する。なお、電解槽２Ｄ内の流水Ｗｆ中では、陰極２４表面から離れた領域、特に隔膜２１の近傍での溶解量が低くなる。
【００６２】
この場合に、本実施形態では、隔膜２１にフィン１０ａを設けているため、内圧の高い電解槽２Ｄ内でフィン１０ａにより流水Ｗｆが撹拌され、生成した水素を混合させることができる。これにより、陰極２４の表面で極端に過飽和度が上昇している部分の過飽和度が下げられ、気泡核の生成をより効率的に抑制することができる。このように、溶解度の高い条件下で流水Ｗｆ中における水素濃度の均一化を促進することで、すなわち、電解槽２Ｄ内におけるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度を略均一にすることで、アルカリイオン水供給管６１を通ってアルカリイオン水（電解水）の圧力を緩速に低減させる際に、気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのをより一層抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度が低下してしまうのをより一層抑制することができる。
【００６３】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００６４】
（第６実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｅは、図６に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００６５】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｅも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００６６】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｅが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、電解槽２と圧力低下部（圧力低下手段）８との間のアルカリイオン水供給管６１の上部に、流水から気体を分離する気液分離部１１を設けたことにある。
【００６７】
すなわち、電解槽２から供給されるアルカリイオン水に気泡が混入してしまった場合に、この気泡を気液分離部１１で分離して取り除いた状態で圧力低下部８に送ることができるようにしている。
【００６８】
このような気液分離部１１を設けない場合、過飽和度が高い流水で何らかの刺激によって電解槽２内で気泡核が生成され、圧力低下部８を通過する過程で水素過飽和水中に気泡が漂った際に、水中に溶解している水素がその気泡に取り込まれて水素濃度の低いアルカリイオン水となってしまう。
【００６９】
しかしながら、本実施形態のように気液分離部１１を設ければ、圧力低下部８に至る前に気液分離部１１によって気泡を取り除くことができるため、流水中に溶解された気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのを効果的に抑制することができる。その結果、流水に溶解している水素が減少してしまうのを効率よく抑制することができるため、溶解気体濃度の高いアルカリイオン水（電解水）を吐水口６４ａから得ることができ、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００７０】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる気液分離部１１を適用することが可能である。
【００７１】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００７２】
（第７実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｆは、図７に示すように、基本的に上記第６実施形態と同様の構成を備えている。
【００７３】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｆも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００７４】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｆが上記第６実施形態の電解水生成装置１Ｅと主に異なる点は、気液分離部１１を、流水の流れ方向に沿って配置した気液分離膜１２で構成したことにある。
【００７５】
気液分離膜１２は、疎水性を有する膜または疎水処理を行った膜で形成されており、水を通すことなく気体を通過させる性質を有している。この気液分離膜１２は、電解槽２と圧力低下部８との間のアルカリイオン水供給管６１内の上部に、所定長さに亘って流水と接触するように配設されている。このときに、流水に接触する気液分離膜１２の長さは、電解槽２と圧力低下部８との間で可能な限り長くすることが好ましい。
【００７６】
このように、電解槽２と圧力低下部８との間で可能な限り長く気液分離膜１２を設けることで、アルカリイオン水供給管６１内の流水を長い距離に亘って気液分離膜１２に接触させることができるため、気泡の除去効率をより一層高めることができる。その結果、流水中に溶解した気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００７７】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる気液分離部１１を適用することが可能である。
【００７８】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００７９】
（第８実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｇは、図８に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００８０】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｇも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００８１】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｇが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、原水導入管５、特に、本実施形態では陰極室２２に原水を供給する一方の分岐管５１に、流水中に溶け込んでいる空気を除去する脱気部１３を設けたことにある。
【００８２】
このように、陰極室２２に原水を供給する一方の分岐管５１に脱気部１３を設けることで、電解槽２の陰極室２２に供給する原水に溶け込んでいる空気を効率よく除去することができる。すなわち、本実施形態のように、脱気部１３を設けることで、陰極室２２に導入される原水を脱気水とすることができ、陰極２４で生成した水素を流水に溶解させ易くすることができる。その結果、陰極２４で生成された水素の過飽和度を減少させることができ、気泡核の生成をより効率的に抑制することができるようになる。また、流水中に溶解した水素が気泡化してしまうのを抑制することで、水素の溶解濃度が低下してしまうのを抑制することができ、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００８３】
なお、上記第１〜第４、第６および第７実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｆのいずれであっても、本実施形態にかかる脱気部１３を適用することが可能である。
【００８４】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００８６】
例えば、上記各実施形態では、アルカリイオン水を生成する電解槽の陰極室側に本発明を適用した場合を例示したが、陽極室側に本発明を適用することも可能である。
【００８７】
また、電解槽や浄化部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ 電解水生成装置
２，２Ｄ 電解槽
５ 原水導入管（原水供給経路）
８ 圧力低下部（圧力低下手段）
１０ 気体混合部
１１ 気液分離部
１２ 気液分離膜
１３ 脱気部
２１ 隔膜
２２ 陰極室
２３ 陽極室
２４ 陰極
２５ 陽極
６１ アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）
６４ 吐水管
６４ａ 吐水口
８１ 流水管路
８２ 絞り部
８３ 流水管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水生成装置として、隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、電解槽内に導入された水道水等の原水を電気分解することで、陰極側で水素と水酸化物イオンを生成するとともに、陽極側で酸素と水素イオンを生成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、この特許文献１に記載の電解水生成装置によれば、陰極室ではアルカリイオン水が電極水として生成され、陽極室では酸性水が電極水として生成される。
【０００４】
このとき、電極表面で生成される気体、例えば、陰極表面で生成される水素は陰極室内を流れている水に溶解するが、電流量に比例した水素量が生成されて水に溶解するため、電極表面の近傍では大気圧における飽和溶解量よりも過剰に溶解することとなり過飽和状態となる。
【０００５】
そこで、上述の特許文献１では、電解槽に圧力測定器、電解槽の下流側に調整弁を設置し、圧力測定器で電解槽の内圧をモニタリングしながら調整弁を制御することで電解槽の内圧をコントロールしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６―１５９０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように電解槽の内圧をコントロールした場合であっても、電解槽内の水圧は大気圧よりも高くなっている。そして、この特許文献１に記載の電解水生成装置には、内圧が高くなった電解槽から吐水口に至るまでの経路に関しての制限が設けられていない。そのため、高い内圧の場所から大気圧に放出される時に急激な圧力低下が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
そして、過飽和水素溶解条件において急激な圧力低下が生じると、瞬間的に水素濃度の揺らぎなどが生じ、それにより、溶解水素分子が集合し、相転移して小さな気泡核が形成されてしまう。その結果、溶解している水素（気体）が気泡として出現して水中から放出されることとなり、溶解水素濃度が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、電解水に溶解する気体濃度が低下してしまうのを抑制することのできる電解水生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にあっては、隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、原水供給経路から前記電解槽内に導入された原水を電気分解して電解水を生成し、前記電解槽で生成された電解水を電解水取出経路を介して吐水口から取り出すようにした電解水生成装置であって、前記電解水取出経路に、前記電解槽内の水圧から前記吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電解水取出経路に、電解槽内の水圧から吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けているため、電解槽で生成されて電解水取出経路を介して吐水口から取り出される電解水の水圧を連続的かつ緩速に低下させることができる。これにより、流水中に気泡核が生成されてしまうのを抑制することができ、過飽和溶解している気体が溶解状態から気泡へと相転移して水中に流出してしまう量を減少させることができる。その結果、吐水口から取り出される電解水の溶解気体濃度が低下してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の第５実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本発明の第６実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本発明の第７実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【図８】図８は、本発明の第８実施形態にかかる電解水生成装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、浄化部で浄化された浄水についても原水として説明する。すなわち、本発明では、電解槽に導入される水（電解水が生成される前の水）を原水と定義する。
【００１４】
また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１は、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。電解槽２は、隔膜２１で仕切られた陰極室２２と陽極室２３とを有しており、陰極室２２には陰極２４が設けられているとともに、陽極室２３には陽極２５が設けられている。これら陰極２４および陽極２５は、隔膜２１を挟んで相互に対向した位置に設けられている。
【００１６】
そして、電解槽２には、原水導入管（原水供給経路）５を介して水道水や井戸水などの飲用に適した原水が導入される。この原水導入管５は、電解槽２の上流側で２つに分岐されており、一方の分岐管５１は陰極室２２の入口２２ａに連通して原水を専ら陰極室２２に供給するとともに、他方の分岐管５２は陽極室２３の入口２３ａに連通して原水を専ら陽極室２３に供給している。このとき、各分岐管５１、５２には、余剰原水を放出するための放出管５１ａ、５２ａが接続されている。
【００１７】
そして、電解槽２内に原水を導入した状態で、陰極２４と陽極２５との間に一定の電圧を印加することで、原水が電解槽２内で電気分解され、陰極室２２内で電解水としてのアルカリイオン水が生成されるとともに、陽極室２３内で電解水としての酸性水が生成される。
【００１８】
なお、陰極室２２内では水の電気分解による水素の生成とＯＨ−イオンの生成が行なわれるため、陰極室２２内の水はアルカリ性となる。一方、陽極室２３内では水の電気分解による酸素の生成とＨ＋イオンの生成が行なわれるため、陽極室２３内の水は酸性となる。
【００１９】
生成された陰極室２２内のアルカリイオン水は、陰極室２２の出口２２ｂに連通する電解水取出経路としてのアルカリイオン水供給管６１および吐水管６４を介してケース４の外方に取り出されるとともに、陽極室２３内の酸性水は、陽極室２３の出口２３ｂに連通する電解水取出経路としての酸性水排水管６２を介してケース４の外方に取り出される。アルカリイオン水供給管６１から供給されるアルカリイオン水は飲用として用いられる一方、酸性水排水管６２から排水される酸性水は他の目的に用いられたり廃棄されたりする。
【００２０】
アルカリイオン水供給管６１は、ケース４の上面に設置された中継部６３を介してケース４の外方に配置した上述の吐水管６４に接続されている。この吐水管６４はケース４の上方の中継部６３から下方に向かって配管されており、アルカリイオン水は吐水管６４の下端の吐水口６４ａから取り出されるようになっている。
【００２１】
原水導入管５は、上流側先端がケース４の外方に引き出されており、蛇口７に取り付けられた水切替え器７１に接続されている。この水切替え器７１のレバー操作で蛇口７から流出する水を電解水生成装置１へと供給できるようになっている。
【００２２】
また、原水導入管５の途中には、上述した浄化部３が配設されており、この浄化部３で浄化した浄水が各分岐管５１，５２へと供給される。本実施形態では、浄化部３は、前段に活性炭収納部３１が設けられるとともに、後段に中空糸膜収納部３２が設けられた構造をしている。ただし、浄化部はこれに限定されることはなく、原水を浄化する機能を有していれば他の構造をしていてもよい。
【００２３】
ここで、本実施形態では、陰極室２２側のアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に、電解槽２内の高い水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下部（圧力低下手段）８を設けている。なお、水圧を徐々に低下させるとは、流水中で気相の相転移を起こさずに気泡核を生成しにくい範囲での連続的な圧力低下を意味し、急激に圧力を低下させるのではなく緩速に圧力を低下させることを意味するものである。このことは、以下の各実施形態においても同様である。
【００２４】
かかる構成の電解水生成装置１を用い、蛇口７に付属の水切替え器７１のレバーを切り替えると、蛇口７から流出する水が原水導入管５を通って電解水生成装置１に供給される。
【００２５】
そして、電解水生成装置１に供給された原水は、浄水部３に入り、活性炭収納部３１にて遊離塩素が除去され、中空糸膜収納部３２にて固形不純物の除去等が行なわれて浄水が生成される。
【００２６】
そして、浄化部３で浄化された浄水は、各分岐管５１，５２を通ってそれぞれ電解槽２の陰極室２２および陽極室２３へと導入されて、陰極２４と陽極２５との間に一定の電圧を印加することで、浄水（原水）が電解槽２内で電気分解される。
【００２７】
こうして、陰極室２２内でアルカリイオン水が生成されるとともに、陽極室２３内で酸性水が生成され、生成されたアルカリイオン水は、アルカリイオン水供給管６１および吐水管６４を介して吐水口６４ａから取り出されるとともに、酸性水は、酸性水排水管６２からケース４の外方に排出される。
【００２８】
このとき、陰極室２２内で生成されたアルカリイオン水の水圧は、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に設けられた圧力低下部（圧力低下手段）８を通過することで、電解槽２内における高い水圧から吐水口６４ａの大気圧へと徐々に低下する。
【００２９】
具体的には、電解槽２内における高い水圧状態にあるアルカリイオン水は、圧力低下部（圧力低下手段）８が設けられたアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を通過して吐水口６４ａから大気圧中に放出されるまでの間に、水圧が流水中で気相の相転移を起こさずに気泡核が生成されにくい範囲で徐々に（連続的に）低下し、吐水口６４ａ付近では、大気圧に近い水圧となる。そして、大気圧に近い水圧状態のアルカリイオン水が吐水口６４ａから大気圧中に放出されることとなる。
【００３０】
すなわち、本実施形態にかかる電解水生成装置１を用いれば、陰極室２２内で生成されたアルカリイオン水が吐水口６４ａから大気圧中に放出される時に、急激な圧力低下が生じてしまうのを抑制することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に、電解槽２内の水圧から吐水口６４ａの大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下部（圧力低下手段）８を設けているため、電解槽２で生成されてアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を介して吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の水圧を連続的かつ緩速に低下させることができる。これにより、アルカリイオン水（電解水）の流水中に気泡核が生成されてしまうのを抑制することができ、過飽和溶解している水素（気体）が溶解状態から気泡へと相転移して水中に流出してしまう量を減少させることができる。その結果、吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度が低下してしまうのを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、溶解気体濃度の高いアルカリイオン水（電解水）を吐水口６４ａから得ることができるため、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ａは、図２に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００３３】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ａも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００３４】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ａが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、圧力低下部（圧力低下手段）８を、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる長い流水管路８１で形成したことにある。この場合、長い流水管路８１は、図２に示すように、蛇行させてコンパクトにまとめておくことが好ましい。
【００３５】
このように、本実施形態では、長い流水管路８１の管径を調整することで流水に生じる管摩擦抵抗を調整し、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。具体的には、長い流水管路８１においてその管径を維持することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ（流水管路８１の長さ）当たりの圧力低下度をコントロールしている。すなわち、本実施形態では、長い流水管路８１の管径および長さを調整することで、電解槽２で生成されてアルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１を介して吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の水圧を連続的かつ緩速に低下させている。なお、大気圧へと徐々に低下させる条件を満足するために、本実施形態では流水管路８１の管径（内径）をφ０．１〜１０ｍｍかつ流路長を０．１〜１０ｍに設定している。
【００３６】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、圧力低下部（圧力低下手段）８を、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる長い流水管路８１で形成したため、構造の簡素化を図ることができる。
【００３８】
また、上記第１実施形態の電解水生成装置１にあっても本実施形態を適用することが可能である。
【００３９】
（第３実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｂは、図３に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００４０】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｂも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００４１】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｂが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に断面積の小さな箇所を設けるとともに、当該断面積の小さな箇所から吐水口６４ａ側（下流側）に向かって断面積が除々に大きくなる部位を設けたことにある。
【００４２】
本実施形態では、圧力低下部（圧力低下手段）８を、開口部の断面積が下流側に向かって滑らかに増大する絞り部８２で形成することで、アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）６１に断面積の小さな箇所を設けている。この絞り部８２は、例えばオリフィスとして構成することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管６１に開口部の断面積が下流側に向かって滑らかに増大する絞り部８２を設け、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。具体的には、絞り部８２の断面積の小さな箇所の管径を調整することで電解槽２の内圧を調整するとともに、絞り部８２の開口面積、断面積の大きな箇所における管径および長さを調整することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ当たりの圧力低下度をコントロールしている。また、絞り部８２の開口部の断面積を下流側に向かって滑らかに増大させるようにすることで、流水の圧力が瞬間的に減少してしまうのを抑制している。なお、大気圧へと徐々に低下させる条件を満足するために、本実施形態ではオリフィス径（内径）をφ０．１〜１０ｍｍに設定している。
【００４４】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、圧力低下部（圧力低下手段）８を絞り部８２で形成したため、構造の簡素化を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、絞り部８２をアルカリイオン水供給管６１に１箇所設けたものを例示したが、絞り部８２を複数箇所に設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記第１および第２実施形態の電解水生成装置１，１Ａにあっても本実施形態を適用することが可能である。
【００４８】
（第４実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｃは、図４に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００４９】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｃも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００５０】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｃが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、圧力低下部（圧力低下手段）８を、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３で形成したことにある。なお、流水管路８３は、電解水を下方から上方に流水させることができればよく、鉛直に配置させる必要はない。
【００５１】
本実施形態では、流水管路８３を、長さがＬ、管径Ｄが、アルカリイオン水供給管６１の管径ｄよりも大径となるように形成している。なお、流水管路８３の管径Ｄは、アルカリイオン水供給管６１の管径ｄと同一の径となるようにしてもよい。
【００５２】
このように、本実施形態では、アルカリイオン水供給管６１に、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３を設けることで、電解槽２の高い内圧から大気圧へと徐々に圧力を低下させるようにしている。かかる構成とすることで、アルカリイオン水供給管６１から流水管路８３の入口８３ａに流入した流水は、流水管路８３を下方から上方へとゆっくりと移動し、出口８３ｂから下流側のアルカリ供給管６１に流出する。このとき、流水管路８３内の流水が下方から上方に流れる際に流水自体に働く重力（自重）により、出口８３ｂから流出する圧力を緩速に低減させることができる。なお、流水管路８３の管径Ｄや長さＬを調節することで、圧力低下過程における単位時間または単位長さ（流水管路８１の長さ）当たりの圧力低下度をコントロールすることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、流水管路８３よりも下流側のアルカリイオン水供給管６１、具体的には、吐水管６４に繋がる中継部６３に、大気開放口６５を設けることで、吐水管６４に作用する水の重力によって引き起こされる下方への引力による電解槽２の内圧低下を抑制している。この場合、大気開放口６５を完全に解放させることが望ましいが、流水の増大時に大気開放口６５から水が流出してしまうおそれがあるため、大気開放口６５を水を通さない疎水性を有するガス通過膜などで閉塞するのが好ましい。
【００５４】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、アルカリイオン水供給管６１に、上下方向（鉛直方向）に配置して電解水を下方から上方に流水させ、流水の自重で圧力を低下させる流水管路８３を設けたため、構造の簡素化を図ることができる。
【００５６】
また、上記第１〜第３実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂにあっても、本実施形態を適用することが可能である。
【００５７】
例えば、アルカリイオン水供給管６１に、長い流水管路８１、絞り部８２および流水管路８３のうち少なくとも２つ以上をアルカリイオン水供給管６１に設けることができる。こうすれば、流水の圧力低減効果をより一層向上させることができる。この場合、それぞれを直列に配置するのが好ましい。
【００５８】
（第５実施形態）
本実施形態にかかる電解槽２Ｄは、図５に示すように、基本的に上記第１実施形態の電解槽２と同様の構成を備えている。
【００５９】
ここで、本実施形態の電解槽２Ｄが上記第１実施形態の電解槽２と主に異なる点は、電解槽２Ｄの内部に、生成した気体を電解槽２Ｄ内の流水中に混合促進する気体混合部１０を設けたことにある。
【００６０】
気体混合部１０は、陰極室２２内に面した隔膜２１の片面２１ａに突設した複数のフィン１０ａによって構成されている。フィン１０ａは、隔膜２１の片面２１ａに流水Ｗｆに沿って間隔をあけて複数配置されており、それぞれのフィン１０ａは突出側が流水Ｗｆに沿った方向にやや傾斜している。したがって、フィン１０ａの先端部近傍に沿って流れる流水Ｗｆは、各フィン１０ａの下流側で渦流Ｖを生成し、この渦流Ｖによって隔膜２１の片面２１ａ側が撹拌されるようになっている。
【００６１】
ところで、電解槽２Ｄ内の陰極室２２側では、水の電気分解によって、陰極２４の表面上で水素の生成が行われる。このとき、水素が水への溶解量よりも過剰に生成された場合、陰極２４の表面は過飽和状態となるが、溶液中に次第に拡散するため陰極２４の表面から離れるに従って水素の溶解量や過飽和度は減少する。なお、電解槽２Ｄ内の流水Ｗｆ中では、陰極２４表面から離れた領域、特に隔膜２１の近傍での溶解量が低くなる。
【００６２】
この場合に、本実施形態では、隔膜２１にフィン１０ａを設けているため、内圧の高い電解槽２Ｄ内でフィン１０ａにより流水Ｗｆが撹拌され、生成した水素を混合させることができる。これにより、陰極２４の表面で極端に過飽和度が上昇している部分の過飽和度が下げられ、気泡核の生成をより効率的に抑制することができる。このように、溶解度の高い条件下で流水Ｗｆ中における水素濃度の均一化を促進することで、すなわち、電解槽２Ｄ内におけるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度を略均一にすることで、アルカリイオン水供給管６１を通ってアルカリイオン水（電解水）の圧力を緩速に低減させる際に、気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのをより一層抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、吐水口６４ａから取り出されるアルカリイオン水（電解水）の溶解気体濃度が低下してしまうのをより一層抑制することができる。
【００６３】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００６４】
（第６実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｅは、図６に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００６５】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｅも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００６６】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｅが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、電解槽２と圧力低下部（圧力低下手段）８との間のアルカリイオン水供給管６１の上部に、流水から気体を分離する気液分離部１１を設けたことにある。
【００６７】
すなわち、電解槽２から供給されるアルカリイオン水に気泡が混入してしまった場合に、この気泡を気液分離部１１で分離して取り除いた状態で圧力低下部８に送ることができるようにしている。
【００６８】
このような気液分離部１１を設けない場合、過飽和度が高い流水で何らかの刺激によって電解槽２内で気泡核が生成され、圧力低下部８を通過する過程で水素過飽和水中に気泡が漂った際に、水中に溶解している水素がその気泡に取り込まれて水素濃度の低いアルカリイオン水となってしまう。
【００６９】
しかしながら、本実施形態のように気液分離部１１を設ければ、圧力低下部８に至る前に気液分離部１１によって気泡を取り除くことができるため、流水中に溶解された気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのを効果的に抑制することができる。その結果、流水に溶解している水素が減少してしまうのを効率よく抑制することができるため、溶解気体濃度の高いアルカリイオン水（電解水）を吐水口６４ａから得ることができ、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００７０】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる気液分離部１１を適用することが可能である。
【００７１】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００７２】
（第７実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｆは、図７に示すように、基本的に上記第６実施形態と同様の構成を備えている。
【００７３】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｆも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００７４】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｆが上記第６実施形態の電解水生成装置１Ｅと主に異なる点は、気液分離部１１を、流水の流れ方向に沿って配置した気液分離膜１２で構成したことにある。
【００７５】
気液分離膜１２は、疎水性を有する膜または疎水処理を行った膜で形成されており、水を通すことなく気体を通過させる性質を有している。この気液分離膜１２は、電解槽２と圧力低下部８との間のアルカリイオン水供給管６１内の上部に、所定長さに亘って流水と接触するように配設されている。このときに、流水に接触する気液分離膜１２の長さは、電解槽２と圧力低下部８との間で可能な限り長くすることが好ましい。
【００７６】
このように、電解槽２と圧力低下部８との間で可能な限り長く気液分離膜１２を設けることで、アルカリイオン水供給管６１内の流水を長い距離に亘って気液分離膜１２に接触させることができるため、気泡の除去効率をより一層高めることができる。その結果、流水中に溶解した気体が溶解状態から気泡へと相転移してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００７７】
なお、上記第１〜第４実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれであっても、本実施形態にかかる気液分離部１１を適用することが可能である。
【００７８】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００７９】
（第８実施形態）
本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｇは、図８に示すように、基本的に上記第１実施形態と同様の構成を備えている。
【００８０】
すなわち、本実施形態の電解水生成装置１Ｇも、電解槽２や浄化部３および各種配管がケース４内に収納されて構成されている。
【００８１】
ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｇが上記第１実施形態の電解水生成装置１と主に異なる点は、原水導入管５、特に、本実施形態では陰極室２２に原水を供給する一方の分岐管５１に、流水中に溶け込んでいる空気を除去する脱気部１３を設けたことにある。
【００８２】
このように、陰極室２２に原水を供給する一方の分岐管５１に脱気部１３を設けることで、電解槽２の陰極室２２に供給する原水に溶け込んでいる空気を効率よく除去することができる。すなわち、本実施形態のように、脱気部１３を設けることで、陰極室２２に導入される原水を脱気水とすることができ、陰極２４で生成した水素を流水に溶解させ易くすることができる。その結果、陰極２４で生成された水素の過飽和度を減少させることができ、気泡核の生成をより効率的に抑制することができるようになる。また、流水中に溶解した水素が気泡化してしまうのを抑制することで、水素の溶解濃度が低下してしまうのを抑制することができ、アルカリイオン水（電解水）としての効能を高めることができる。
【００８３】
なお、上記第１〜第４、第６および第７実施形態の電解水生成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｆのいずれであっても、本実施形態にかかる脱気部１３を適用することが可能である。
【００８４】
また、本実施形態にあっても、上記第５実施形態にかかる電解槽２Ｄを適用することが可能である。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００８６】
例えば、上記各実施形態では、アルカリイオン水を生成する電解槽の陰極室側に本発明を適用した場合を例示したが、陽極室側に本発明を適用することも可能である。
【００８７】
また、電解槽や浄化部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ 電解水生成装置
２，２Ｄ 電解槽
５ 原水導入管（原水供給経路）
８ 圧力低下部（圧力低下手段）
１０ 気体混合部
１１ 気液分離部
１２ 気液分離膜
１３ 脱気部
２１ 隔膜
２２ 陰極室
２３ 陽極室
２４ 陰極
２５ 陽極
６１ アルカリイオン水供給管（電解水取出経路）
６４ 吐水管
６４ａ 吐水口
８１ 流水管路
８２ 絞り部
８３ 流水管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、原水供給経路から前記電解槽内に導入された原水を電気分解して電解水を生成し、前記電解槽で生成された電解水を電解水取出経路を介して吐水口から取り出すようにした電解水生成装置であって、
前記電解水取出経路に、前記電解槽内の水圧から前記吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
前記圧力低下手段は、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる流水管路であることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記圧力低下手段は、開口部の断面積が下流側に向かって徐々に増大する絞り部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記圧力低下手段は、上下方向に配置されて電解水を下方から上方に流水させる流水管路であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
前記電解槽内部に、生成した気体を電解槽内の流水中に混合する気体混合部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
前記電解水取出経路における前記電解槽と前記圧力低下手段との間に、流水から気体を分離する気液分離部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
前記気液分離部が気液分離膜であることを特徴とする請求項６に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
前記原水供給経路に、流水中に溶け込んでいる空気を除去する脱気部を設けたことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項１】
隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とを有する電解槽を備え、原水供給経路から前記電解槽内に導入された原水を電気分解して電解水を生成し、前記電解槽で生成された電解水を電解水取出経路を介して吐水口から取り出すようにした電解水生成装置であって、
前記電解水取出経路に、前記電解槽内の水圧から前記吐水口の大気圧へと水圧を徐々に低下させる圧力低下手段を設けたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
前記圧力低下手段は、管摩擦抵抗で流水の圧力を低下させる流水管路であることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記圧力低下手段は、開口部の断面積が下流側に向かって徐々に増大する絞り部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記圧力低下手段は、上下方向に配置されて電解水を下方から上方に流水させる流水管路であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
前記電解槽内部に、生成した気体を電解槽内の流水中に混合する気体混合部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
前記電解水取出経路における前記電解槽と前記圧力低下手段との間に、流水から気体を分離する気液分離部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
前記気液分離部が気液分離膜であることを特徴とする請求項６に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
前記原水供給経路に、流水中に溶け込んでいる空気を除去する脱気部を設けたことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１５７８００（Ｐ２０１２−１５７８００Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１５１（Ｐ２０１１−１８１５１）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【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８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【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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