(57)【要約】【課題】１つの装置でアルカリ性電解水及び電解次亜水を個別にまたは同時に生成することができ、小型化、省スペース化及び低コスト化を図ることのできる洗浄水生成装置を提供する。【解決手段】洗浄水生成装置１００は、ケーシング１０と、陽イオン交換膜２１と、陽イオン交換膜２１の一方の面に設けられた陽極２２と、他方の面に設けられた第１の陰極２３と、陽極２２の陽イオン交換膜２１と反対側の面に対して所定距離をあけて設けられた第２の陰極２４と、原水用タンク４１と、食塩水用タンク４２と、制御部５０とを備える。制御部５０は、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合、陽極２２及び第１の陰極２３に食塩水を供給し、第１の陰極２３に原水または食塩水を供給するとともに、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に直流電圧を印加するよう制御する。【選択図】図１
2014100649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた陽イオン交換膜と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた第１の陰極と、
前記ケーシング内で、前記陽極の前記陽イオン交換膜と反対側の面に対して所定距離をあけて対向して設けられた第２の陰極と、
原水が収容された原水用タンクと、
食塩水が収容された食塩水用タンクと、
アルカリ性電解水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極に食塩水を供給し、前記原水用タンクまたは前記食塩水用タンクから前記第１の陰極に原水または食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第１の陰極間に直流電圧を印加し、
電解次亜水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第２の陰極間に直流電圧を印加し、
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給し、前記原水用タンクまたは前記食塩水用タンクから前記第１の陰極に原水または食塩水を供給するとともに、前記陽極、前記第１の陰極及び前記第２の陰極に直流電圧を印加するよう制御する制御部と、を備えることを特徴とする洗浄水生成装置。
【請求項２】
前記陽極と前記第２の陰極との間の空間に、絶縁性でかつ通水性を有し、前記陽極を前記陽イオン交換膜側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水生成装置。
【請求項３】
前記陽極が、導電性ダイヤモンド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ性電解水と電解次亜水とを生成することのできる洗浄水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食品や農業、医療、介護等の分野において、水の電気分解により生成される電解水が、殺菌や洗浄等に優れた作用があるとして期待されている。
このような電解水としては、一般に以下に示す種類の電解水が知られており、これら電解水は、各電解水のｐＨ、電解水を生成するための電解槽（二室型（隔膜あり）、一室型（無隔膜））、生成される生成極及び被電解液の種類によって分類されている。
（１）強酸性電解水：ｐＨ２．２〜２．７、二室型で生成極は陽極、被電解液が０．２％未満の食塩水
（２）アルカリ性電解水：ｐＨ１１〜１１．５、二室型で生成極は陰極、被電解液が０．２％未満の食塩水
（３）弱酸性電解水：ｐＨ２．７〜５、二室型、被電解液が０．１％未満の食塩水
（４）微酸性電解水：ｐＨ５〜６．５、一室型、被電解液が２〜６％の希塩酸または塩酸／食塩水
（５）電解次亜水：ｐＨ７．５より大きい、一室型、被電解液が０．１％未満の食塩水
（６）アルカリイオン水：ｐＨ８〜１０、二室型で生成極は陰極、被電解液が水道水
【０００３】
また、強酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成することのできる装置として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。
ところで、例えば、食品洗浄や歯科治療等において、有機物除去に優れた電解次亜水と、油分除去に優れたアルカリ性電解水とを併用することがある。しかしながら、電解次亜水は一室型の電解槽から生成されるものであり、アルカリ性電解水は二室型の電解槽から生成されるものであるため、電解次亜水やアルカリ性電解水を生成するための生成装置が個別に必要となる。そのため、装置の設置場所の確保やコスト高となるという問題がある。また、電解次亜水生成装置と、アルカリ性電解水生成装置の２つの装置を操作しなければならないので、操作が煩雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５０８４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、１つの装置でアルカリ性電解水及び電解次亜水を個別にまたは同時に生成することができ、また、小型化、省スペース化及び低コスト化を図ることのできる洗浄水生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた陽イオン交換膜と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた第１の陰極と、
前記ケーシング内で、前記陽極の前記陽イオン交換膜と反対側の面に対して所定距離をあけて対向して設けられた第２の陰極と、
原水が収容された原水用タンクと、
食塩水が収容された食塩水用タンクと、
アルカリ性電解水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極に食塩水を供給し、前記原水用タンクまたは前記食塩水用タンクから前記第１の陰極に原水または食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第１の陰極間に直流電圧を印加し、
電解次亜水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第２の陰極間に直流電圧を印加し、
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給し、前記原水用タンクまたは前記食塩水用タンクから前記第１の陰極に原水または食塩水を供給するとともに、前記陽極、前記第１の陰極及び前記第２の陰極に直流電圧を印加するよう制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水生成装置が提供される。
【０００７】
請求項２の発明によれば、前記陽極と前記第２の陰極との間の空間に、絶縁性でかつ通水性を有し、前記陽極を前記陽イオン交換膜側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水生成装置が提供される。
【０００８】
請求項３の発明によれば、前記陽極が、導電性ダイヤモンド電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄水生成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１つの装置でアルカリ性電解水及び電解次亜水を個別にまたは同時に生成することができる。また、生成したアルカリ性電解水及び電解次亜水を使用することによって洗浄効果を高めることができる。さらに、小型化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水を生成する場合を示した概略図である。
【図２】第１の実施形態の洗浄水生成装置であって、電解次亜水を生成する場合を示した概略図である。
【図３】第１の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合を示した概略図である。
【図４】押圧部材の外観斜視図である。
【図５】第２の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水を生成する場合を示した概略図である。
【図６】第２の実施形態の洗浄水生成装置であって、電解次亜水を生成する場合を示した概略図である。
【図７】第２の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合を示した概略図である。
【図８】第３の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水を生成する場合を示した概略図である。
【図９】第３の実施形態の洗浄水生成装置であって、電解次亜水を生成する場合を示した概略図である。
【図１０】第３の実施形態の洗浄水生成装置であって、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図３は、第１の実施形態の洗浄水生成装置の概略図であり、図１はアルカリ性電解水を生成する場合、図２は電解次亜水を生成する場合、図３は、アルカリ性電解水と電解次亜水を同時に生成する場合を示している。
図１に示すように、本発明の洗浄水生成装置１００は、アルカリ性電解水と電解次亜水とをそれぞれ個別にまたは同時に生成して排出することができる装置である。
具体的に、洗浄水生成装置１００は、ケーシング１０と、ケーシング１０内に設けられた陽イオン交換膜２１と、ケーシング１０内で陽イオン交換膜２１の一方の面に圧接された陽極２２と、ケーシング１０内で陽イオン交換膜２１の他方の面に圧接された第１の陰極２３と、ケーシング１０内で陽極２２の陽イオン交換膜２１と反対側の面に対して所定距離をあけて対向して設けられた第２の陰極２４と、陽極２２と第２の陰極２４との間の空間に設けられた押圧部材３０と、原水が収容された原水用タンク４１と、食塩水が収容された食塩水用タンク４２と、制御部５０と、電源装置６０等を備えている。
そして、制御部５０は、アルカリ性電解水生成時に、食塩水用タンク４２から陽極２２に食塩水を供給し、原水用タンク４１または食塩水用タンク４２から第１の陰極２３に原水または食塩水を供給するとともに、陽極２２及び第１の陰極２３間に直流電圧を印加する。また、電解次亜水生成時に、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するとともに、陽極２２及び第２の陰極２４間に直流電圧を印加する。さらに、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する時に、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給し、原水用タンク４１または食塩水用タンク４２から第１の陰極２３に原水または食塩水を供給するとともに、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に直流電圧を印加するよう制御する。
なお、図１に示す実施形態では、第１の陰極２３に原水を供給する場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
以下、各構成部材について詳細に説明する。
＜ケーシング＞
ケーシング１０は、直方体状をなしている。
ケーシング１０の下面には、第１の供給流路１１と、第２の供給流路１２とが形成されている。
第１の供給流路１１は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の第１の陰極２３に原水を供給するための流路である。
第２の供給流路１２は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２に食塩水を供給したり、電解次亜水を生成する際に、陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するための流路である。さらに、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するための流路でもある。
ケーシング１０の上面には、第１の排出流路１３と、第２の排出流路１４とが形成されている。
第１の排出流路１３は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の第１の陰極２３側で生成されたアルカリ性電解水を排出するための流路である。
第２の排出流路１４は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２側で生成された強酸性電解水を排出したり、電解次亜水を生成する際に、陽極２２及び第２の陰極２４で生成された電解次亜水を排出するための流路である。また、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する際には、強酸性電解水及び電解次亜水を排出するための流路となる。
【００１３】
このようなケーシング１０内において、第１の供給流路１１と第２の供給流路１２の間に陽イオン交換膜２１の下端部が位置し、第１の排出流路１３と第２の排出流路１４の間に陽イオン交換膜２１の上端部が位置するように、陽イオン交換膜２１が保持されている。
そして、陽イオン交換膜２１の一方の面（図１では左側面）に陽極２２が設けられ、他方の面（図１では右側面）に第１の陰極２３が設けられている。
さらに、陽極２２の陽イオン交換膜２１と反対側の面（図１では左側面）にグレーチング材２５が設けられ、第１の陰極２３の陽イオン交換膜２２と反対側の面（図１では右側面）にグレーチング材２６が設けられている。グレーチング材２６は、ケーシング１０内の右側内壁面に当接している。
さらに、ケーシング１０内の左側内壁面に、第２の陰極２４が、陽極２２と所定距離を空けて対向して設けられている。第２の陰極２４は、ケーシング１０内の左側内壁面に当接している。
また、第２の陰極２４とグレーチング材２５との間には、グレーチング材２５を介して陽極２２、陽イオン交換膜２１及び第１の陰極２３を適度に押圧するための押圧部材３０が設けられている。
【００１４】
このようにケーシング１０内には、陽イオン交換膜２１、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４が設けられており、アルカリ性電解水を生成する場合には、陽極２２と第１の陰極２３とが使用されるので、陽イオン交換膜２１によってケーシング１０内が分割されて二室型となる。
一方、電解次亜水を生成する場合には、陽極２２と第２の陰極２４とが使用されるので、無隔膜となり、一室型となる。
【００１５】
このようなケーシング１０において、第１の供給流路１１から供給された原水は、第１の陰極２３及びグレーチング材２６に接触するようになっており、生成されたアルカリ性電解水は第１の排出流路１３から排出される。
第２の供給流路１２から供給された食塩水は、陽極２２、グレーチング材２５及び第２の陰極２４に接触するようになっており、生成された強酸性電解水や電解次亜水は第２の排出流路１４から排出される。
【００１６】
また、第１の排出流路１３の下流側には、バルブＶ１が設けられている。バルブＶ１は、アルカリ性電解水を生成する際に開放して第１の陰極２３側で生成されたアルカリ性電解水を排出し、電解次亜水を生成する際には閉じて、生成された電解次亜水を外部に排出しない。
【００１７】
＜陽イオン交換膜＞
陽イオン交換膜２１としては、従来公知のものを使用することができ、フッ素系陽イオン交換膜を使用することができる。例えば、厚さ１００〜３００μｍの範囲が好ましい。
【００１８】
＜陽極＞
陽極２２は、陽イオン交換膜２１を全面的に覆い隠すように密着されるものではなく、多数の通孔を設けて、陽イオン交換膜２１に接触部と非接触部とを有して重ねられる形状のものが好ましい。具体的には、陽極２２はグレーチング状またはパンチングメタル状のものを使用することができる。グレーチング状とは線材を溶接した格子状で、パンチングメタル状とは平板に多数の通孔を形成した多孔板状である。
【００１９】
陽極２２としては、本実施形態では、第１の陰極２３側に原水を供給する構成であるので、シリコンウェハにホウ素をドープしたダイヤモンドを成膜した導電性ダイヤモンド電極を使用する。
ホウ素をドープしたダイヤモンドの成膜方法としては、例えば、多数の通孔２２１が形成されたシリコンウェハにプラズマＣＶＤ法や熱フェラメントＣＶＤ法を用いて成膜することができる。
【００２０】
＜第１の陰極＞
第１の陰極２３としては、安定性が良い点で、白金、金又はその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる。また、陽極２２と同様に、シリコンウェハにホウ素をドープしたダイヤモンドを成膜した導電性ダイヤモンド電極を使用しても良い。図１〜図３では、導電性ダイヤモンド電極を使用した場合を示している。
【００２１】
＜第２の陰極＞
第２の陰極２４としては、電解次亜塩素発生触媒機能を有する金属を使用する。具体的には、安定性が良い点で、白金、金又はその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる。また、シリコンウェハにホウ素をドープしたダイヤモンドを成膜した導電性ダイヤモンド電極を使用しても良い。図１〜図３では、導電性ダイヤモンド電極を使用した場合を示している。
【００２２】
＜グレーチング材＞
グレーチング材２５，２６は、陽極２２の陽イオン交換膜２１と反対側の面や、第１の陰極２３の陽イオン交換膜２１と反対側の面に設けられていて乱流を起こすためのものであり、例えば、チタン製等とすることが好ましい。
【００２３】
＜押圧部材＞
押圧部材３０は、第２の陰極２４とグレーチング材２５との間の空間に設けられて、陽イオン交換膜２１、陽極２２及び第１の陰極２３を適度に押圧するとともに、グレーチング材２５（陽極２２）と第２の陰極２４との間に空間を確保して絶縁するためのものである。また、グレーチング材２５の反りを防止するためのものでもある。
押圧部材３０としては、絶縁性で通水性を有し、かつ、耐電解次亜水性を有する材料からなる。具体的には、塩化ビニル製やテフロン（登録商標）製からなるものが好ましい。
また、押圧部材３０は、上述の通り、陽イオン交換膜２１、陽極２２及び第１の陰極２３を適度に押圧するとともに、グレーチング材２５（陽極２２）と第２の陰極２４との間に空間を確保して絶縁するためのものであるので、例えば、図４に示すように、矩形枠３１の内部に十字型の支持部３２が設けられた構造とすることが好ましい。なお、この構造に限らず、少なくとも第２の陰極２４及びグレーチング材２５に当接する矩形枠３１を有していれば良い。
【００２４】
＜原水用タンク＞
原水用タンク４１は、バルブＶ２を介して第１の供給流路１１に接続されている。
原水用タンク４１には、水道水、純水、精製水等の原水が収容されている。
バルブＶ２は、開閉動作によって原水用タンク４１からケーシング１０内へ原水を供給したり、その供給量を調整する。バルブＶ２としては、例えば、電磁弁や電動式ボールバルブ等が挙げられる。
バルブＶ２は、制御部５０に電気的に接続され、制御部５０によって開閉動作やケーシング内への原水の供給量が制御されている。具体的には、図示しない流量計及び圧力計がバルブＶ２に設けられており、これら流量計及び圧力計に基づいて、制御部５０はバルブＶ２の開閉動作及び原水供給量を制御している。
【００２５】
＜食塩水用タンク＞
食塩水用タンク４２は、バルブＶ３を介して第２の供給流路１２に接続されている。
食塩水用タンク４２には、食塩水が収容されている。食塩水は、０．１％未満の濃度とすることが好ましい。
バルブＶ３は、開閉動作によって食塩水用タンク４２からケーシング１０内へ食塩水を供給したり、その供給量を調整する。バルブＶ３としては、例えば、電磁弁や電動式ボールバルブ等が挙げられる。
バルブＶ３は、制御部５０に電気的に接続され、制御部５０によって開閉動作やケーシング１０内への食塩水の供給量が制御されている。具体的には、図示しない流量計及び圧力計がバルブＶ３に設けられており、これら流量計及び圧力計に基づいて、制御部５０はバルブＶ３の開閉動作及び食塩水供給量を制御している。
【００２６】
＜電源装置＞
陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４には、電源装置５０の出力端が電気的に接続され、直流電圧がそれぞれ印加されるようになっている。すなわち、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４は、各電極２２，２３，２４に導線を介して電源装置６０に接続されている。
印加する直流電圧は、アルカリ性電解水を生成する場合は、陽極２２と第１の陰極２３との間に、例えば１．５〜４．０ボルトの範囲で印加することが好ましく、電解次亜水を生成する場合は、陽極２２と第２の陰極２４との間に、例えば１．５〜４．０ボルトの範囲で印加することが好ましく、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合は、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４の間に、例えば、１．５〜４．０ボルトの範囲で印加することが好ましい。
【００２７】
＜制御部＞
制御部５０は、アルカリ性電解水を生成する場合には、図１に示すように、食塩水用タンク４２から陽極２２に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放し、第１の陰極２３に原水を供給するようバルブＶ２を開放する。さらに、電源装置６０を制御して、陽極２２と第１の陰極２３との間に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１を開放しておく。
一方、電解次亜水を生成する場合には、図２に示すように、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放し、さらに、電源装置６０を制御して、陽極２２と第２の陰極２４との間に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１及びバルブＶ２は閉じておく。
さらに、アルカリ性電解水と電解次亜水とを同時に生成する場合には、図３に示すように、原水用タンク４１から第１の陰極２３に原水を供給するようバルブＶ２を開放し、
さらに、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放する。また、電源装置６０を制御して、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１は開放しておく。
以上のようにして、制御部５０は、アルカリ性電解水を生成する場合と、電解次亜水を生成する場合と、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合とで、各バルブＶ１〜Ｖ３の開閉を制御するとともに、各電極２２，２３，２４への電圧の印加を適宜切り替えるように制御する。
【００２８】
次に、上述の構成からなる洗浄水生成装置１００を使用して、アルカリ性電解水や電解次亜水を生成する方法について説明する。
＜アルカリ性電解水を生成する場合＞
図１に示すように、まず、バルブＶ２を開放して原水用タンク４１から第１の供給流路１１を介してケーシング１０内に原水を供給し、バルブＶ３を開放して食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介してケーシング１０内に食塩水を供給する。このとき、バルブＶ１は開放しておく。
供給された原水は、ケーシング１０内において第１の陰極２３に接触し、食塩水は、ケーシング１０内において陽極２２に接触する。さらに、電源装置６０を駆動させて陽極２２及び第１の陰極２３間に所定の電圧を印加する。この通電により食塩水が電気分解されて、第１の陰極２３側にはアルカリ性電解水が生成され、第１の排出流路１３を流れて排出され、陽極２２側には強酸性電解水が生成され、第２の排出流路１４を流れて排出される。なお、第２の供給流路１２から供給された食塩水は、第２の陰極２４に接触するが、第２の陰極２４には電圧が印加されていないので、第２の陰極２４によっては電気分解されない。
【００２９】
＜電解次亜水を生成する場合＞
図２に示すように、まず、バルブＶ３を開放して食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介してケーシング１０内に食塩水を供給する。このとき、バルブＶ１及びバルブＶ２を閉じておく。
供給された食塩水は、ケーシング１０内において、グレーチング材２５を通過して陽極２２及び第２の陰極２４に接触する。さらに、電源装置６０を駆動させて陽極２２及び第２の陰極２４間に所定の電圧を印加する。この通電により食塩水が電気分解されて、電解次亜水となって第２の排出流路１４を流れて排出される。なお、第２の供給流路１２から供給された食塩水は、陽イオン交換膜２１を介して第１の陰極２３にも接触するが、第１の陰極２３には電圧が印加されていないので、第１の陰極２３によっては電気分解されない。
【００３０】
＜アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合＞
図３に示すように、まず、バルブＶ２を開放して原水用タンク４１から第１の供給流路１１を介してケーシング１０内に原水を供給し、バルブＶ３を開放して食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介してケーシング１０内に食塩水を供給する。このとき、バルブＶ１を開放しておく。
供給された原水は、ケーシング１０内において第１の陰極２３に接触し、供給された食塩水は、ケーシング１０内において陽極２２及び第２の陰極２４に接触する。さらに、電源装置６０を駆動させて陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に所定の電圧を印加する。この通電により食塩水が電気分解されて、第１の陰極２３側にはアルカリ性電解水が生成され、第１の排出流路１３を流れて排出され、陽極２２側には強酸性電解水及び電解次亜水が生成され、第２の排出流路１４を流れて排出される。
【００３１】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、ケーシング１０と、ケーシング１０内に設けられた陽イオン交換膜２１、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４と、原水用タンク４１と、食塩水用タンク４２と、制御部５０と、を備え、アルカリ性電解水を生成する場合には、制御部５０によって陽極２２に食塩水が供給され、第１の陰極２３に原水が供給されるとともに、陽極２２及び第１の陰極２３間に直流電圧が印加される。また、電解次亜水を生成する場合には、制御部５０によって陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水が供給されるとともに、陽極２２及び第２の陰極２４に直流電圧が印加される。さらに、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合には、第１の陰極２３に原水が供給され、陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水が供給されるとともに、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に直流電圧が印加される。
このようにして、アルカリ性電解水や電解次亜水を個別に生成する場合と、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合とで、ケーシング１０内に供給する水を適宜切り替えるとともに、電圧を印加する電極２２〜２４も適宜切り替えることによって、所望の洗浄水を容易に生成することができる。
したがって、アルカリ性電解水によって油分を除去することができ、電解次亜水によって有機物を除去することができるので、生成したアルカリ性電解水及び電解次亜水を交互にまたは同時に使用することによって、洗浄効果を高めることができる。特に、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に洗浄水として使用した場合は、一度に洗浄効果が得られ、効率が良い。
また、１つのケーシング１０内に各電極２２〜２４や陽イオン交換膜２１が設けられた単純な構成であるため、装置の小型化を図ることができる。さらに、アルカリ性電解水用と電解次亜水用の生成装置を個別に使用する必要もなくなるので、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。さらに、１つの装置を操作するだけで良いので操作面でも優れる。
【００３２】
陽極２２と第２の陰極２４との間の空間に、絶縁性でかつ通水性を有し、陽極２２を陽イオン交換膜２１側に押圧する押圧部材３０が設けられているので、陽イオン交換膜２１、陽極２２及び第１の陰極２３を均一かつ確実に押圧することができ、アルカリ性電解水生成効率を向上させることができる。また、第２の陰極２４と陽極２２とを確実に絶縁することができる。
また、陽極２２に、導電性ダイヤモンド電極を使用するので、第１の陰極２３側に供給する水を原水とすることができ、食塩水を使用する必要がなくなるので、装置の小型化がきる点で好ましい。また、導電率が大きくなり、電流効率が向上することから、高効率でアルカリ性電解水を生成することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
図５〜図７は、第２の実施形態の洗浄水生成装置の概略図であり、図５はアルカリ性電解水を生成する場合、図６は電解次亜水を生成する場合、図７は、アルカリ性電解水と電解次亜水を同時に生成する場合を示している。
第２の実施形態の洗浄水生成装置１００Ａは、第１の実施形態の洗浄水生成装置１００と異なり、第１の陰極２３側に食塩水を供給するように構成されている。
すなわち、第１の供給流路１１は、食塩水用タンク４２にバルブＶ２Ａを介して接続されている。
また、陽極２２としては、第１の実施形態と同様に導電性ダイヤモンド電極を使用しても良いし、白金、金又はその被覆金属を使用しても良い。特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる点で好ましい。
なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様のため、同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
第２の実施形態の洗浄水生成装置１００Ａを使用して、アルカリ性電解水を生成する場合は、図５に示すように、食塩水用タンク４２から第１の供給流路１１を介して第１の陰極２３側に食塩水を供給し、食塩水用タンク４２から第２の供給流路１１を介して陽極２２側に食塩水を供給するとともに、陽極２２及び第１の陰極２３に所定の電圧を印加する。
電解次亜水を生成する場合は、図６に示すように、食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介して陽極２２及び第２の陰極２４側に食塩水を供給するとともに、陽極２２及び第２の陰極２４に所定の電圧を印加する。
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合は、図７に示すように、食塩水用タンク４２から第１の供給流路１１を介して第１の陰極２３側に食塩水を供給し、第２の供給流路１２を介して陽極２２及び第２の陰極２４側に食塩水を供給するとともに、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に所定の電圧を印加する。
【００３５】
以上、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、アルカリ性電解水や電解次亜水を個別に生成する場合と、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合とで、ケーシング１０内に供給する水を適宜切り替えるとともに、電圧を印加する電極２２〜２４も適宜切り替えることによって、所望の洗浄水を容易に生成することができる。その結果、生成したアルカリ性電解水及び電解次亜水を交互にまたは同時に使用することによって、洗浄効果を高めることができる。また、装置の小型化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。さらに、操作面でも優れる。
【００３６】
また、第１の陰極２３側に食塩水を供給する構成であるので、陽極２２として導電性ダイヤモンド電極を使用しなくとも良く、第１の実施形態に比較して低コスト化を図ることができる。
【００３７】
［第３の実施形態］
図８〜図１０は、第３の実施形態の洗浄水生成装置の概略図であり、図８はアルカリ性電解水を生成する場合、図９は電解次亜水を生成する場合、図１０はアルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合を示している。
第３の実施形態の洗浄水生成装置１００Ｂは、第１及び第２の実施形態の洗浄水生成装置１００，１００Ａとは異なり、陽極２２と第２の陰極２４との間に空間１７Ｂが設けられており、第１及び第２の実施形態のように押圧部材３０が設けられていない。
また、陽イオン交換膜２１、陽極２２及び第１の陰極２３はケーシング１０の内周面に設けられた保持部１８Ｂにグレーチング材２５の外周が嵌め込まれることによって押圧される構成となっている。さらに、第２の陰極２４の左側面とケーシング１０の左側壁面との間にも空間１９Ｂが形成されるように、第２の陰極２４がケーシング１０内に設けられている。
以下、具体的に説明する。
【００３８】
＜ケーシング＞
ケーシング１０は、直方体状をなしている。
ケーシング１０の下面には、第１の供給流路１１と、第２の供給流路１２と、が形成されている。
第１の供給流路１１は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の第１の陰極２３に原水を供給するための流路である。
第２の供給流路１２は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２に食塩水を供給したり、電解次亜水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するための流路である。さらに、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するための流路でもある。
ケーシング１０の上面には、第１の排出流路１３と、第２の排出流路１４と、が形成されている。
第１の排出流路１３は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の第１の陰極２３側で生成されたアルカリ性電解水を排出するための流路である。
第２の排出流路１４は、アルカリ性電解水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２側で生成された強酸性電解水を排出したり、電解次亜塩水を生成する際に、ケーシング１０内の陽極２２及び第２の陰極２４で生成された電解次亜水を排出したり、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する際に、陽極２２及び第２の陰極２４で生成された電解次亜水及び強酸性電解水を排出するための流路である。
【００３９】
このようなケーシング１０内において、第１の供給流路１１と第２の供給流路１２の間に陽イオン交換膜２１の下端部が位置し、第１の排出流路１３と第２の排出流路１４の間に陽イオン交換膜２１の上端部が位置するように、陽イオン交換膜２１が保持されている。
そして、陽イオン交換膜２１の一方の面（図６では左側面）に陽極２２が設けられ、他方の面（図６では右側面）に第１の陰極２３が設けられている。
さらに、陽極２２の陽イオン交換膜２１と反対側の面（図６では左側面）にグレーチング材２５が設けられ、第１の陰極２３の陽イオン交換膜２１と反対側の面（図６では右側面）にグレーチング材２６が設けられている。グレーチング材２６は、ケーシング１０内の右側内壁面に当接している。
グレーチング材２５は、ケーシング１０の内周面に設けられた保持部１８Ｂに、グレーチング材２５の外周が嵌め込まれることによって保持されており、グレーチング材２５が、陽イオン交換膜２１、陽極２２及び第１の陰極２３をグレーチング材２６側に押圧している。
【００４０】
さらに、ケーシング１０内の左側内壁面に、第２の陰極２４が、陽極２２と所定距離をあけて対向して設けられるとともに、ケーシング１０内の左側内壁面に対しても所定距離をあけて対向して設けられている。すなわち、第２の陰極２４は、その上下端部がケーシング１０の上下面に形成された挿入孔に挿入されることによって保持されている。
第２の陰極２４とグレーチング材２５との間には、空間１７Ｂが形成され、グレーチング材２５及び陽極２２と、第２の陰極２４とが絶縁される構成となっている。また、第２の陰極２４の左側面が、ケーシング１０の左側内壁面に当接しないように所定距離をあけて保持され、第２の陰極２４の左側面と、ケーシング１０の左側内壁面との間に空間１９Ｂが形成されているので、第２の陰極２４の右側面だけでなく、左側面にも食塩水が確実に接触し、その結果、電解次亜水の生成効率が向上するようになっている。
【００４１】
このようにケーシング１０内には、陽イオン交換膜２１、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４が設けられており、アルカリ性電解水を生成する場合には、陽極２２と第１の陰極２３とが使用されるので、陽イオン交換膜２１によってケーシング１０内が分割されて二室型となる。
一方、電解次亜水を生成する場合には、陽極２２と第２の陰極２４とが使用されるので、無隔膜となり、一室型となる。
【００４２】
このようなケーシング１０において、第１の供給流路１１から供給された原水は、第１の陰極２３及びグレーチング材２６に接触するようになっており、生成されたアルカリ性電解水は第１の排出流路１３から排出される。
第２の供給流路１２から供給された食塩水は、陽極２２、グレーチング材２５及び第２の陰極２４に接触するようになっており、生成された強酸性電解水及び／または電解次亜水は第２の排出流路１４から排出される。
【００４３】
＜原水用タンク＞
原水用タンク４１は、バルブＶ２を介して第１の供給流路１１に接続されている。
【００４４】
＜食塩水用タンク＞
食塩水用タンク４２は、バルブＶ３を介して第２の供給流路１２に接続されている。
【００４５】
＜制御部＞
制御部５０は、アルカリ性電解水を生成する場合には、図８に示すように、食塩水用タンク４２から陽極２２に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放し、原水用タンク４１から第１の陰極２３に原水を供給するようバルブＶ２を開放する。さらに、電源装置６０を制御して、陽極２２と第１の陰極２３との間に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１は開放しておく。
一方、電解次亜水を生成する場合には、図９に示すように、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放し、さらに、電源装置６０を制御して、陽極２２と第２の陰極２４との間に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１及びバルブＶ２は閉じておく。
また、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合には、図１０に示すように、原水用タンク４１から第１の陰極２３に原水を供給するようバルブＶ２を開放し、食塩水用タンク４２から陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するようバルブＶ３を開放する。さらに、電源装置６０を制御して、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に所定電圧を印加する。このとき、バルブＶ１は開放しておく。
以上のようにして、制御部５０は、アルカリ性電解水を生成する場合と、電解次亜水を生成する場合と、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合とで、各バルブＶ１〜Ｖ３の開閉を制御するとともに、各電極２２〜２４への電圧の印加を適宜切り替えるように制御する。
【００４６】
なお、＜陽イオン交換膜２１＞、＜陽極２２＞、＜第１の陰極２３＞、＜第２の陰極２４＞、＜グレーチング材２５，２６＞、＜電源装置６０＞は、上述した第１の実施形態と同様のため、同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
第３の実施形態の洗浄水生成装置１００Ｂを使用して、アルカリ性電解水を生成する場合は、図８に示すように、食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介して陽極２２側に食塩水を供給し、原水用タンク４１から第１の供給流路１１を介して第１の陰極２３側に原水を供給するとともに、陽極２２及び第１の陰極２３に所定の電圧を印加する。
電解次亜水を生成する場合は、図９に示すように、食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介して陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するとともに、陽極２２及び第２の陰極２４に所定の電圧を印加する。
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合は、図１０に示すように、原水用タンク４１から第１の供給流路１１を介して第１の陰極２３に原水を供給し、食塩水用タンク４２から第２の供給流路１２を介して陽極２２及び第２の陰極２４に食塩水を供給するとともに、陽極２２、第１の陰極２３及び第２の陰極２４に所定の電圧を印加する。
【００４８】
以上、本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、アルカリ性電解水や電解次亜水を個別に生成する場合と、アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する場合とで、ケーシング１０内に供給する水を適宜切り替えるとともに、電圧を印加する電極２２〜２４も適宜切り替えることによって、所望の洗浄水を容易に生成することができる。その結果、生成したアルカリ性電解水及び電解次亜水を交互にまたは同時に使用することによって、洗浄効果を高めることができる。また、装置の小型化、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。さらに、操作面でも優れる。
【００４９】
また、第１及び第２の実施形態のように押圧部材３０を設けない構成であるので、部材点数が減り、よりコスト削減を図ることができる。
【００５０】
なお、図示しないが、第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様にして、第１の陰極２３側に食塩水を供給するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ケーシング
２１  陽イオン交換膜
２２  陽極
２３  第１の陰極
２４  第２の陰極
３０  押圧部材
４１  原水用タンク
４２  食塩水用タンク
１００，１００Ａ，１００Ｂ  洗浄水生成装置
【図１】
2014100649.tif 000003
【図２】
2014100649.tif 000004
【図３】
2014100649.tif 000005
【図４】
2014100649.tif 000006
【図５】
2014100649.tif 000007
【図６】
2014100649.tif 000008
【図７】
2014100649.tif 000009
【図８】
2014100649.tif 000010
【図９】
2014100649.tif 000011
【図１０】
2014100649.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月29日(2013.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項１の発明によれば、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた陽イオン交換膜と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の一方の面に圧接された陽極と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の他方の面に圧接された第１の陰極と、
前記ケーシング内で、前記陽極の前記陽イオン交換膜と反対側の面に対して所定距離をあけて対向して設けられた第２の陰極と、
純水または精製水である原水が収容された原水用タンクと、
食塩水が収容された食塩水用タンクと、
アルカリ性電解水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極に食塩水を供給し、前記原水用タンクから前記第１の陰極に原水を供給するとともに、前記陽極及び前記第１の陰極間に直流電圧を印加し、
電解次亜水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第２の陰極間に直流電圧を印加し、
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給し、前記原水用タンクから前記第１の陰極に原水を供給するとともに、前記陽極、前記第１の陰極及び前記第２の陰極に直流電圧を印加するよう制御する制御部と、を備え、
前記陽極及び前記第１の陰極が、導電性ダイヤモンド電極であり、
前記陽極と前記第２の陰極との間の空間に、絶縁性でかつ通水性を有し、前記陽極を前記陽イオン交換側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする洗浄水生成装置が提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
＜原水用タンク＞
原水用タンク４１は、バルブＶ２を介して第１の供給流路１１に接続されている。
原水用タンク４１には、純水または精製水である原水が収容されている。
バルブＶ２は、開閉動作によって原水用タンク４１からケーシング１０内へ原水を供給したり、その供給量を調整する。バルブＶ２としては、例えば、電磁弁や電動式ボールバルブ等が挙げられる。
バルブＶ２は、制御部５０に電気的に接続され、制御部５０によって開閉動作やケーシング内への原水の供給量が制御されている。具体的には、図示しない流量計及び圧力計がバルブＶ２に設けられており、これら流量計及び圧力計に基づいて、制御部５０はバルブＶ２の開閉動作及び原水供給量を制御している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
［第２の実施形態］
図５〜図７は、第２の実施形態の洗浄水生成装置の概略図であり、図５はアルカリ性電解水を生成する場合、図６は電解次亜水を生成する場合、図７は、アルカリ性電解水と電解次亜水を同時に生成する場合を示している。
第２の実施形態の洗浄水生成装置１００Ａは、参考例であって、第１の実施形態の洗浄水生成装置１００と異なり、第１の陰極２３側に食塩水を供給するように構成されている。
すなわち、第１の供給流路１１は、食塩水用タンク４２にバルブＶ２Ａを介して接続されている。
また、陽極２２としては、第１の実施形態と同様に導電性ダイヤモンド電極を使用しても良いし、白金、金又はその被覆金属を使用しても良い。特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる点で好ましい。
なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様のため、同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた陽イオン交換膜と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の一方の面に圧接された陽極と、
前記ケーシング内で、前記陽イオン交換膜の他方の面に圧接された第１の陰極と、
前記ケーシング内で、前記陽極の前記陽イオン交換膜と反対側の面に対して所定距離をあけて対向して設けられた第２の陰極と、
純水または精製水である原水が収容された原水用タンクと、
食塩水が収容された食塩水用タンクと、
アルカリ性電解水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極に食塩水を供給し、前記原水用タンクから前記第１の陰極に原水を供給するとともに、前記陽極及び前記第１の陰極間に直流電圧を印加し、
電解次亜水生成時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給するとともに、前記陽極及び前記第２の陰極間に直流電圧を印加し、
アルカリ性電解水及び電解次亜水を同時に生成する時に、前記食塩水用タンクから前記陽極及び前記第２の陰極に食塩水を供給し、前記原水用タンクから前記第１の陰極に原水を供給するとともに、前記陽極、前記第１の陰極及び前記第２の陰極に直流電圧を印加するよう制御する制御部と、を備え、
前記陽極及び前記第１の陰極が、導電性ダイヤモンド電極であり、
前記陽極と前記第２の陰極との間の空間に、絶縁性でかつ通水性を有し、前記陽極を前記陽イオン交換側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする洗浄水生成装置。