(57)【要約】【課題】生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及び電解水生成方法を提供する。【解決手段】電解水生成装置１０は、隔膜１２で仕切られた第１電解室１４及び第２電解室１６を有する電解槽１８と、第１電極２０及び第２電極２２からなる第１の電極対２４と、第３電極２６及び第４電極２８からなる第２の電極対３０と、第１の電極対２４間に電圧を印加する第１の電源３２と、第２の電極対３０間に電圧を印加する第２の電源３４と、第１の電極対２４及び第２の電極対３０のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段４０と、を備えている。【選択図】図１
2014046227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜で仕切られた第１電解室及び第２電解室を有する電解槽と、
前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第３電極及び第４電極からなる第２の電極対と、
前記第１の電極対間に電圧を印加する第１の電源と、
前記第２の電極対間に電圧を印加する第２の電源と、
前記第１の電極対及び前記第２の電極対のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低くなることを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低く、かつ、前記第１の運転モードにおいて前記第１の電極対間に流れる電流値よりも高くなることを特徴とする請求項２記載の電解水生成装置。
【請求項４】
第３の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となることを特徴とする請求項１から請求項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】
第４の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となることを特徴とする請求項１から請求項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】
隔膜で仕切られた第１電解室及び第２電解室を有する電解槽と、前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極からなる第１の電極対と、前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第３電極及び第４電極からなる第２の電極対と、前記第１の電極対間に電圧を印加する第１の電源と、前記第２の電極対間に電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電極対及び前記第２の電極対のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段と、を備える電解水生成装置を用いて電解水を生成する方法であって、
第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低くなることを特徴とする電解水生成方法。
【請求項７】
第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低く、かつ、前記第１の運転モードにおいて前記第１の電極対間に流れる電流値よりも高くなることを特徴とする請求項６記載の電解水生成方法。
【請求項８】
第３の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の電解水生成方法。
【請求項９】
第４の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となることを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか１項に記載の電解水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置及び電解水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電解水生成装置において生成される電解水には、アルカリ水、弱酸性水、強酸性水等がある。アルカリ水は、脱脂、洗浄、防錆等の効果を有するといわれている。強酸性水は、洗浄、殺菌、アストリンゼント（収れん）等の効果を有するといわれている。弱酸性水は、洗浄、殺菌、漂白、脱臭、アストリンゼント等の効果を有するといわれている。
【０００３】
次亜塩素酸は、ｐＨによって状態が変化することが知られている。例えば、ｐＨが２．０〜３．５程度の領域では、下記式（１）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が溶存塩素ガス（Ｃｌ２）に変化する。
【数１】
2014046227.tif 000003
【０００４】
ｐＨが８〜９程度の領域では、下記式（２）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）と水素イオン（Ｈ＋）に解離する。
【数２】
2014046227.tif 000004
【０００５】
ｐＨが５．０〜６．５程度の領域では、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が高比率（約９０％以上）で存在する。
【０００６】
水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）の中で最も殺菌力が強く安全性が高いのは、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、次亜塩素酸の濃度の高いｐＨ５．０〜６．５の次亜塩素酸水は、口腔内の洗浄、衣類の洗浄殺菌、漂白、野菜類等の洗浄殺菌、哺乳瓶等の食器の洗浄殺菌、手指の除菌、近年においては歯科用殺菌水(例えば、特許文献１、２)として使用されている。
【０００７】
一般的に、電解水生成装置には、陽極と陰極の間に隔膜のない一室型電解槽を用いるものと、陽極と陰極がイオン交換膜等の隔膜で仕切られた二室型電解槽を用いるものと、両方を併用するものとがある。例えば、特許文献３には、一室型の無隔膜電解槽を用いて、所定濃度の塩酸（ＨＣｌ）水溶液に所定量の食塩（ＮａＣｌ）を溶解させてなる水溶液を電解して、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水を生成することのできる電解水生成装置が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、二室型電解槽を用いた電解水生成装置であって、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物塩と、メタケイ酸ナトリウム等の水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む溶液を添加した水を電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させて、強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成することのできる電解水生成装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、二室型の有隔膜電解槽で水を電解し、得られたアルカリ水と酸性水を一対の排水管から各別に排出し、一室型の無隔膜電解槽で塩化物水溶液を電解して次亜塩素酸を含む水を調整し、この次亜塩素酸を含む水を排出する排出管を、有隔膜電解槽からの排出管に接続して、アルカリ水、酸性水、及び次亜塩素酸水を適宜混合し、ｐＨが３〜７程度で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を多く含むソフト殺菌水と、ｐＨが３以下で塩素（Ｃｌ２）を多く含むハード殺菌水とを供給する装置が開示されている。
【００１０】
さらに、特許文献６には、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム等の塩化物塩を含む水溶液を電解して、陰極側でｐＨ１０．５〜１３．５の強アルカリ水を生成し、陽極側で塩素ガス（Ｃｌ２）を含む強酸性水を生成して、この強酸性水を水と混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水を調整する、強アルカリ水、強酸性水、次亜塩素酸水の同時生成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／０９８８７０
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０７２６９７
【特許文献３】特開平４−１３１１８４号公報
【特許文献４】特開平９−２６２５８７号公報
【特許文献５】特開平６−３１２１８９号公報
【特許文献６】特開平１０−７６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
例えば上記特許文献４に開示された電解水生成装置では、電解槽の陰極側で生成されたアルカリ水と、陽極側で生成された酸性水とを混合して、ｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水を調製することができる。しかし、このようにアルカリ水と酸性水を混合する方式の場合、電解槽における電気分解の程度に応じてアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならないため、安定したｐＨを有する弱酸性次亜塩素酸水の供給は困難であった。
【００１３】
また、上記特許文献５に開示された電解水生成装置では、無隔膜電解槽における電気分解の程度に応じて、有隔膜電解槽で生成したアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならないため、安定したｐＨを有する弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難であった。
【００１４】
一方、アルカリ水、強酸性水、弱酸性水は、それぞれ適用する用途が異なり、例えば先ずアルカリ水で脂肪分等の汚れ成分の除去（脱脂）を行ってから、次に用途に応じて、弱酸性水又は強酸性水で除菌、殺菌等を行う場合がある。このような場合に、アルカリ水、弱酸性水、強酸性水を一つの装置で供給することができると利便性が高い。
【００１５】
そこで、本発明は、生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及び電解水生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の電解水生成装置は、以下の構成を有している。
隔膜で仕切られた第１電解室及び第２電解室を有する電解槽と、
前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第３電極及び第４電極からなる第２の電極対と、
前記第１の電極対間に電圧を印加する第１の電源と、
前記第２の電極対間に電圧を印加する第２の電源と、
前記第１の電極対及び前記第２の電極対のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【００１７】
上記電解水生成装置において、第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低くなることが好ましい。
【００１８】
上記電解水生成装置において、第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低く、かつ、前記第１の運転モードにおいて前記第１の電極対間に流れる電流値よりも高くなることが好ましい。
【００１９】
上記電解水生成装置において、第３の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となることが好ましい。
【００２０】
上記電解水生成装置において、第４の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となることが好ましい。
【００２１】
本発明の電解水生成方法は、以下の通りである。
隔膜で仕切られた第１電解室及び第２電解室を有する電解槽と、前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極からなる第１の電極対と、前記第１電解室及び前記第２電解室にそれぞれ配置された第３電極及び第４電極からなる第２の電極対と、前記第１の電極対間に電圧を印加する第１の電源と、前記第２の電極対間に電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電極対及び前記第２の電極対のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段と、を備える電解水生成装置を用いて電解水を生成する方法であって、
第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低くなることを特徴とする電解水生成方法。
【００２２】
上記電解水生成方法において、第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となり、前記第１の電極対間に流れる電流値が、前記第２の電極対間に流れる電流値よりも低く、かつ、前記第１の運転モードにおいて前記第１の電極対間に流れる電流値よりも高くなることが好ましい。
【００２３】
上記電解水生成方法において、第３の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極となることが好ましい。
【００２４】
上記電解水生成方法において、第４の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及び電解水生成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の電解水生成装置の概略構成を示す図である。
【図２】他の実施形態に係る電解水生成装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の電解水生成装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、電解水生成装置１０は、隔膜１２で仕切られた第１電解室１４及び第２電解室１６を有する電解槽１８と、第１電解室１４及び２電解室１６にそれぞれ配置された第１電極２０及び第２電極２２からなる第１の電極対２４と、第１電解室１４及び２電解室１６にそれぞれ配置された第３電極２６及び第４電極２８からなる第２の電極対３０と、第１の電極対２４間に電圧を印加する第１の電源３２と、第２の電極対３０間に電圧を印加する第２の電源３４と、第１の電極対２４間に印加される電圧の極性を切り替える第１の極性切り替え手段３６と、第２の電極対３０間に印加される電圧の極性を切り替える第２の極性切り替え手段３８と、第１の電極対２４及び第２の電極対３０のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流を調整する電流調整手段４０と、を備えている。
【００２８】
隔膜１２は、第１電解室１４と第２電解室１６を仕切る膜である。隔膜１２は、陽イオン及び陰イオンの両方を透過させることのできる中性膜（フィルター膜）を使用することが可能である。隔膜１２としては、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂製の膜を使用することが可能である。また、隔膜１２としては、例えば、日本ゴア株式会社製の電解隔膜や、株式会社ユアサメンブレンシステム製の電解隔膜等を使用することが可能である。
【００２９】
第１電極２０、第２電極２２、第３電極２６、及び第４電極２８は、公知の電極を用いることが可能であり、例えばチタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる１種又は２種以上の金属を含む膜を被覆した電極を用いることが可能である。電極の形状は特に制限するものではなく、例えば長方形の板状の電極を用いることが可能である。次亜塩素酸の生成効率を考慮した場合、例えばチタン又はチタン合金からなる基材に、白金とイリジウムの混合メッキを被覆した電極を用いることが最も好ましい。
【００３０】
第１の電源３２及び第２の電源３４は、公知の直流電源を用いることが可能であり、例えば定電流又は低電圧スイッチング電源を用いることが可能である。
【００３１】
第１の極性切り替え手段３６及び第２の極性切り替え手段３８は、電極対に印加する電圧の極性を切り替える（陽極と陰極を反転させる）公知の装置を用いることが可能であり、例えば極性切り替えリレースイッチを用いることが可能である。
【００３２】
電流調整手段４０は、電極対間に流れる電流（値）を調整することのできる機器であれば、どのような機器を用いることも可能である。電流調整手段４０は、第１の電極対２４間に流れる電流値を調整してもよいし、第２の電極対３０間に流れる電流値を調整してもよいし、両方の電極対間に流れる電流値を調整してもよい（図１では、電流調整手段４０が、第１の電極対２４間に流れる電流値を調整する例を示している）。
【００３３】
図１に示すように、第１電解室１４には、導入口４２ａ及び排出口４４ａが設けられている。導入口４２ａと排出口４４ａは、循環用配管４６によって接続されている。循環用配管４６の途中には、循環ポンプ４８が設けられている。また、循環用配管４６の途中には、電解水の生成によって消費された電解質を電解槽１８内の水に補充するための電解質補充タンク５０が設けられている。
【００３４】
第１電解室１４に貯留されている水は、循環ポンプ４８の吸引力によって排出口４４ａから排出された後、電解質補充タンク５０に流入する。そして、電解質補充タンク５０を通過することで電解質が補充された水は、導入口４２ａより第１電解室１４内に再び流入する。つまり、第１電解室１４に貯留されている水は、循環用配管４６を介して電解質補充タンク５０との間で循環するようになっている。
【００３５】
電解質補充タンク５０に充填しておく電解質としては、例えば塩化物塩を用いることができる。例えば、厚生労働省で食品添加物として定められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。中でも、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。
【００３６】
第２電解室１６には、導入口４２ｂ及び排出口４４ｂが設けられている。導入口４２ｂには、第２電解室１６に原水を導入するための原水導入配管５２が接続されている。原水導入配管５２の途中には、流量調整バルブ５４が設けられている。一方、排出口４４ｂには、第２電解室１６において生成した電解水を排出するための電解水排出配管５６が接続されている。電解水排出配管５６の途中には、排出される電解水のｐＨを測定するためのｐＨセンサ５８が設けられている。
【００３７】
原水導入配管５２より第２電解室１６に導入される原水としては、どのような水を用いてもよいが、例えば、水道水、軟水、純水等を用いることが可能である。
流量調整バルブ５４としては、例えば手動又は自動の流量調整バルブを用いることが可能である。
【００３８】
第１の極性切り替え手段３６、第２の極性切り替え手段３８、及び電流調整手段４０は、電気配線を介して制御手段６０に接続されている。制御手段６０は、第１の極性切り替え手段３６、第２の極性切り替え手段３８、及び電流調整手段４０をそれぞれ制御することができる。なお、制御手段６０は、シーケンス制御回路を備えた制御盤や、パーソナルコンピュータ等の公知の制御手段を用いて構成することができる。
【００３９】
本実施形態の電解水生成装置１０は、第１〜第４の運転モードを有している。それぞれの運転モードでは、第１の極性切り替え手段３６、第２の極性切り替え手段３８、及び電流調整手段４０が、制御手段６０によって以下のように制御される。
【００４０】
（１）第１の運転モードでは、第１電極２０が陽極、第２電極２２が陰極、第３電極２６が陰極、第４電極２８が陽極となるように第１の極性切り替え手段３６及び第２の極性切り替え手段３８を制御する。また、第１の電極対２４間に流れる電流値が、第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くなるように電流調整手段４０を制御する。
【００４１】
（２）第２の運転モードでは、第１電極２０が陽極、第２電極２２が陰極、第３電極２６が陰極、第４電極２８が陽極となるように第１の極性切り替え手段３６及び第２の極性切り替え手段３８を制御する。また、第１の電極対２４間に流れる電流値が、第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くなるように電流調整手段４０を制御する。さらに、第１の電極対２４間に流れる電流値が、第１の運転モードにおいて第１の電極対２４間に流れる電流値よりも高くなるように電流調整手段４０を制御する。
【００４２】
（３）第３の運転モードでは、第１電極２０が陰極、第２電極２２が陽極、第３電極２６が陰極、第４電極２８が陽極となるように第１の極性切り替え手段３６及び第２の極性切り替え手段３８を制御する。
【００４３】
（４）第４の運転モードでは、第１電極２０が陽極、第２電極２２が陰極、第３電極２６が陽極、第４電極２８が陰極となるように第１の極性切り替え手段３６及び第２の極性切り替え手段３８を制御する。
【００４４】
電解水生成装置１は、上記第１〜第４の運転モードの切り替えを行うための運転モード切替えスイッチを備えることが好ましい。運転モード切替えスイッチとしては、例えば押釦スイッチやタッチパネル等を用いることができる。ユーザは、運転モード切替えスイッチにより、第１〜第４の運転モードのうちいずれかの運転モードを選択して、その選択した運転モードを制御手段６０に入力することができる。
【００４５】
つぎに、上述のように構成された電解水生成装置１０によって電解水を生成する方法について詳しく説明する。なお、以下の説明では、電解質補充タンク５０に電解質として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が充填されており、電解槽１８内の水に塩化ナトリウムを補充する場合について説明する。
【００４６】
電解水生成装置１０によって電解水を生成するためには、流量調整バルブ５４を開くことによって、第２電解室１６に原水を導入する。また、循環ポンプ４８を起動することによって、第１電解室１４内の水を電解質補充タンク５０との間で循環させる。さらに、第１の電極対２４間及び第２の電極対３０間に電圧を印加することによって、第１電解室１４及び第２電解室１６内の水の電気分解を開始する。これにより、第２電解室１６の排出口４４ｂからは、第２電解室１６において生成した電解水が排出される。なお、第２電解室１６への原水の導入、及び、第２電解室１６からの電解水の排出は、連続的に行うことが好ましい。
【００４７】
第１の運転モードでは、第２電極２２（陰極）及び第４電極２８（陽極）において、以下の反応が発生する。
（第２電極での反応）
水素の生成    ２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−
アルカリ水の生成    Ｎａ＋  ＋  ＯＨ−  ⇔  ＮａＯＨ
（第４電極での反応）
酸素の生成    ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２  ＋  ４Ｈ＋  ＋  ４ｅ−  （酸性水が生成）
塩素の生成    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２ｅ−
次亜塩素酸の生成    Ｃｌ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＣｌ  ＋  ＨＣｌＯ
【００４８】
第２の運転モードでは、第２電極２２（陰極）及び第４電極２８（陽極）において、以下の反応が発生する。
（第２電極での反応）
水素の生成    ２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−
アルカリ水の生成    Ｎａ＋  ＋  ＯＨ−  ⇔  ＮａＯＨ
（第４電極での反応）
酸素の生成    ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２  ＋  ４Ｈ＋  ＋  ４ｅ−  （酸性水が生成）
塩素の生成    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２ｅ−
次亜塩素酸の生成    Ｃｌ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＣｌ  ＋  ＨＣｌＯ
【００４９】
第３の運転モードでは、第２電極２２（陽極）及び第４電極２８（陽極）において、以下の反応が発生する。
（第２電極での反応）
酸素の生成    ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２  ＋  ４Ｈ＋  ＋  ４ｅ−  （酸性水が生成）
塩素の生成    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２ｅ−
次亜塩素酸の生成    Ｃｌ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＣｌ  ＋  ＨＣｌＯ
（第４電極での反応）
酸素の生成    ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２  ＋  ４Ｈ＋  ＋  ４ｅ−  （酸性水が生成）
塩素の生成    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２ｅ−
次亜塩素酸の生成    Ｃｌ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＣｌ  ＋  ＨＣｌＯ
【００５０】
第４の運転モードでは、第２電極２２（陰極）及び第４電極２８（陰極）において、以下の反応が発生する。
（第２電極での反応）
水素の生成    ２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−
アルカリ水の生成    Ｎａ＋  ＋  ＯＨ−  ⇔  ＮａＯＨ
（第４電極での反応）
水素の生成    ２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−
アルカリ水の生成    Ｎａ＋  ＋  ＯＨ−  ⇔  ＮａＯＨ
【００５１】
第１の運転モードでは、第２電極２２ではアルカリ水が生成される一方、第４電極２８では酸性水が生成される。第２電極２２と第４電極２８はともに第２電解室１６内に配置されているため、酸性水とアルカリ水が混合して中和される。ここで、第１の電極対２４間に流れる電流値は、第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くなるように制御されているため、第４電極２８において生成する酸性水のｐＨ値が、第２電極２２において生成するアルカリ水のｐＨ値に対して低くなっている。このため、第２電解室１６において弱酸性水が生成される。したがって、電解水排出配管５６からは、例えばｐＨが２．７よりも大きく５．０以下の弱酸性水（電解水）が排出される。
【００５２】
第２の運転モードでは、第２電極２２ではアルカリ水が生成される一方、第４電極２８では酸性水が生成される。第２電極２２と第４電極２８はともに第２電解室１６内に配置されているため、酸性水とアルカリ水が混合して中和される。ここで、第１の電極対２４間に流れる電流値は、第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くなるように制御されている。また、第１の電極対２４間に流れる電流値は、第１の運転モードにおいて第１の電極対２４間に流れる電流値よりも高くなるように制御されている。このため、第４電極２８において生成する酸性水のｐＨ値が、第２電極２２において生成するアルカリ水のｐＨ値に対して低くなっている。また、第２電極２２において生成するアルカリ水のｐＨ値が、第１の運転モードにおいて第２電極２２で生成するアルカリ水のｐＨ値よりも高くなっている。したがって、第２電解室１６において微酸性水が生成される。この結果、電解水排出配管５６からは、例えばｐＨが５．０よりも大きく６．５以下の微酸性水（電解水）が排出される。
【００５３】
第３の運転モードでは、第２電極２２及び第４電極２８の両方において酸性水が生成され、第２電解室１６において強酸性水が生成される。したがって、電解水排出配管５６からは、例えばｐＨ２．７以下の強酸性水（電解水）が排出される。
【００５４】
第４の運転モードでは、第２電極２２及び第４電極２８の両方においてアルカリ水が生成され、第２電解室１６においてアルカリ水が生成される。したがって、電解水排出配管５６からは、例えばｐＨ９．０以上のアルカリ水（電解水）が排出される。
【００５５】
例えば、第１の運転モードにおいて、原水通水量が１Ｌ／ｍｉｎの場合に、第２電極２２においてｐＨ値が９．５のアルカリ水が生成され、第４電極２８においてｐＨ値が２．２の酸性水が生成される。その結果、第２電解室１６においてｐＨ２．７〜５．０の弱酸性水が生成される。
【００５６】
例えば、第２の運転モードにおいて、原水通水量が１Ｌ／ｍｉｎの場合に、第２電極２２においてｐＨ値が１１．７のアルカリ水が生成され、第４電極２８においてｐＨ値が２．２の酸性水が生成される。その結果、第２電解室１６においてｐＨ５．０〜６．５の微酸性水が生成される。
【００５７】
このように、本実施形態の電解水生成装置１０によれば、運転モードを第１〜第４の運転モードに切り替えることによって、（１）ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、（２）ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水、（３）ｐＨが２．７以下の強酸性水、及び（４）ｐＨが９．０以上のアルカリ水を任意に選択して生成することができる。このため、用途に応じて生成する電解水の切り替えを容易に行うことができるために、極めて利便性の高い電解水生成装置を実現することができる。
【００５８】
また、本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１の電極対２４及び第２の電極対３０に流れる電流をそれぞれ調整することによって、強酸性水から強アルカリ性水までの任意のｐＨをもつ電解水を容易に製造することができる。具体的には、第１の電極対２４間に流れる電流値を第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くすることによって、第２電解室１６において弱酸性水を生成することができる。また、第１の電極対２４間に流れる電流値を第２の電極対３０間に流れる電流値よりも低くするとともに、第１の電極対２４間に流れる電流値を第１の運転モードにおいて第１の電極対２４間に流れる電流値よりも高くすることによって、第２電解室１６において微酸性水を生成することができる。
【００５９】
また、第２電解室１６から排出される電解水のｐＨをｐＨセンサ５８にて測定し、その測定したｐＨ値を制御手段６０に送信してもよい。そして、制御手段６０は、測定されたｐＨ値と目標とするｐＨ値を比較し、この比較結果に基づいて、電流調整手段４０を用いて第１の電極対２４間に流れる電流値を調整するようにしてもよい。これにより、第２電解室１６において任意のｐＨをもつ電解水を容易に生成することができる。
【００６０】
また、本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１の電極対２４及び第２の電極対３０に印加する電圧の極性を切り替えることによって、強酸性水から強アルカリ性水までの任意のｐＨをもつ電解水を容易に製造することができる。また、第１の電極対２４及び第２の電極対３０のうち少なくとも一方の電極対間に流れる電流の量を調整することによって、強酸性水から強アルカリ性水までの任意のｐＨをもつ電解水を容易に製造することができる。つまり、本実施形態の電解水生成装置１０によれば、電気的な制御のみによって広範囲のｐＨ領域の電解水を容易に製造することができる。このため、従来の電解水生成装置のように酸性水とアルカリ水とを混合してｐＨを調整するための複雑な機構が不要であり、従来よりも安価な電解水生成装置を実現することが可能である。
【００６１】
また、本実施形態の電解水生成装置１０によれば、中和剤（塩酸、次亜塩素酸ソーダなど）を使用せずに、厚生労働省が定めた食品添加物（殺菌料）であるｐＨ２．７以下の強酸性水、ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、及び、ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水を任意に選択して生成することができる。また、ｐＨが９．０以上のアルカリ水を生成することもできる。したがって、例えば食品の消毒・殺菌に使用することのできる安全な電解水を生成することが可能である。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例では、表面積３００ｃｍ２の２つの電極（第１電極及び第２電極）からなる第１の電極対と、表面積９００ｃｍ２の２つの電極（第３電極及び第４電極）からなる第２の電極対を準備した。また、電解質として、塩化ナトリウム及び塩化カリウムの２種類を準備した。
【００６３】
実施例では、以下の表１に示す条件で、電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
【００６４】
【表１】
2014046227.tif 000005
【００６５】
実施例１〜１６の結果を、以下の表２に示す。
【００６６】
【表２】
2014046227.tif 000006
【００６７】
比較例として、以下の表３に示す条件で、電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
【００６８】
【表３】
2014046227.tif 000007
【００６９】
比較例１〜４の結果を、以下の表４に示す。
【００７０】
【表４】
2014046227.tif 000008
【００７１】
上記の実施例と比較例を比較すればわかる通り、第１の電極対と第２の電極対に流れる電流値が同一の場合、強酸性水とアルカリ水の生成は可能であるが、弱酸性水(ｐＨ２．７〜５．０)と微酸性水（ｐＨ５．０〜６．５）の生成はできなかった。
【００７２】
［他の実施形態］
上記実施形態では、第１電解室１４及び第２電解室１６がそれぞれ１つの部屋によって構成されている例を示したが、例えば図２に示すように、第２電解室１６が２つの部屋１６ａ、１６ｂによって構成されてもよい。
【００７３】
図２に示す電解水生成装置１０は、図１に示す電解水生成装置１０とほぼ同じ構成を有しているが、第２電解室１６が２つの部屋１６ａ、１６ｂに分割されている点が異なっている。一方の部屋１６ａと第１電解室１４は、隔膜１２ａによって仕切られている。他方の部屋１６ｂと第１電解室１４は、隔膜１２ｂによって仕切られている。これら２つの部屋１６ａ、１６ｂは、接続管６２によって互いに接続されており、一方の部屋１６ａから他方の部屋１６ｂへ水が流れることが可能となっている。つまり、図２に示す電解水生成装置１０において、第２電解室１６は２つの部屋１６ａ、１６ｂに分割されているが、実質的には１つの部屋として機能することが可能となっている。
【００７４】
このように、第１電解室１４及び／又は第２電解室１６を２つ以上の部屋に分割した場合であっても、図１に示す電解室生成装置１０と同様の作用効果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    電解水生成装置
１２    隔膜
１４    第１電解室
１６    第２電解室
１８    電解槽
２０    第１電極
２２    第２電極
２４    第１の電極対
２６    第３電極
２８    第４電極
３０    第２の電極対
３２    第１の電源
３４    第２の電源
３６    第１の極性切り替え手段
３８    第２の極性切り替え手段
４０    電流調整手段
６０    制御手段
【図１】
2014046227.tif 000009
【図２】
2014046227.tif 000010