(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン透過能を有する２枚の隔膜にて内部を互いに並列する中央隔室および両側方隔室の３つの隔室に区画された電解槽と、同電解槽の一方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、同電解槽の他方の側方隔室に配設された電極と、前記中央隔室に接続されて同室へ塩水を供給する塩水供給管路と、前記各側方隔室に接続されてこれら各側方隔室へ略中性の水を供給する水供給管路を備え、前記一方の側方隔室を電解室に構成し、かつ前記他方の側方隔室を電気透析室に構成したことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
イオン透過能を有する２枚の隔膜にて内部を互いに並列する中央隔室および両側方隔室に区画された電解槽と、同電解槽の一方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、同電解槽の他方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、前記中央隔室に接続されて同室へ塩水を供給する塩水供給管路と、前記各側方隔室に接続されてこれら各側方隔室へ略中性の水を供給する水供給管路を備え、前記各電極に印加する電圧の極性を切替えることにより、前記一方の側方隔室を電解室および電気透析室に選択的に構成することを可能とし、かつ前記他方の側方隔室を電気透析室および電解室に選択的に構成することを可能としたことを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム等を含有し殺菌作用、消毒作用を有するｐＨ３〜７の範囲の酸性〜中性で、かつ高濃度の有効成分を有する電解水を製造するための電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム等を含有し殺菌作用、消毒作用を有する電解水を製造するための電解水生成装置の一形式として、特公平４−４２０７７号公報に示されているように、電解槽内をイオン透過能を有する隔膜にて区画して形成された一対の隔室にそれぞれ電極を配置して陽極室と陰極室とを構成し、これら両電極室に供給される希薄食塩水を両電極間で電解する電解水生成装置がある。当該電解水生成装置においては、陽極室内で生成され陽極室側生成水が次亜塩素酸を含む酸性水であり、また陰極室内で生成される陰極室側生成水がアルカリ性水である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該電解水生成装置においては、陽極室側生成水はｐＨが２〜３という強い酸性となる。次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム等を含む水溶液においてはｐＨが低い程殺菌力は高く、殺菌力の点からすれば低いｐＨ程好ましいが、処理すべき食品等の特性の点から最適なｐＨは異なる。このため、電解水生成装置においては、運転条件を変更することにより、陽極室側生成水のｐＨを酸性〜中性程度の範囲で任意に変更し得ることが望ましく、またこの場合には有効成分が高濃度であることも好ましい。
【０００４】
本出願人は、運転条件を適宜変更することにより陽極室側生成水のｐＨを酸性〜中性程度の範囲で任意に変更し得る電解水生成装置を特願平６−２４５６０２号出願にて提供しており、また陽極室側生成水の有効成分を高濃度にし得る電解水生成装置を特願平６−２００８９０号出願にて提供している。
【０００５】
しかしながら、これら両出願に係る電解水生成装置は、ｐＨの任意の変更と高濃度の有効成分を得ることの両方の要請には応じることができない。従って、本発明の目的はこれらの要請に同時に対応し得る電解水生成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、イオン透過能を有する２枚の隔膜にて内部を互いに並列する中央隔室および両側方隔室の３つの隔室に区画された電解槽と、同電解槽の一方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、同電解槽の他方の側方隔室に配設された電極と、前記中央隔室に接続されて同室へ塩水を供給する塩水供給管路と、前記各側方隔室に接続されてこれら各側方隔室へ略中性の水を供給する水供給管路を備え、前記一方の側方隔室を電解室に構成し、かつ前記他方の側方隔室を電気透析室に構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の第２の発明は、イオン透過能を有する２枚の隔膜にて内部を互いに並列する中央隔室および両側方隔室に区画された電解槽と、同電解槽の一方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、同電解槽の他方の側方隔室にて所定間隔を保持して配設された一対の電極と、前記中央隔室に接続されて同室へ塩水を供給する塩水供給管路と、前記各側方隔室に接続されてこれら各側方隔室へ略中性の水を供給する水供給管路を備え、前記各電極に印加する電圧の極性を切替えることにより、前記一方の側方隔室を電解室および電気透析室に選択的に構成することを可能とし、かつ前記他方の側方隔室を電気透析室および電解室に選択的に構成することを可能としたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の作用・効果】
本発明の第１の発明に係る電解水生成装置においては、運転時には中央隔室に高濃度の食塩水が供給されるとともに、両側方隔室には水道水等略中性の水が供給される。また、各隔室に配設した電極に対しては電圧が印加されるが、一方の側方隔室に配設した一方の電極に対しては正の極性、他方の側方隔室に配設した電極には負の極性の電圧が印加されるとともに、一方の側方隔室に配設した一方の電極と他方の側方隔室に配設した電極間に位置する他方の電極にはこれら両電極に印加される電圧の中間の電位の電圧が印加される。
【０００９】
これにより、一方の側方隔室は電解室に構成されるとともに、他方の側方隔室は電気透析室に構成され、一方の側方隔室には中央隔室内の食塩水中の塩素イオン等の陰イオンが隔膜を透過して侵入するとともに、他方の側方隔室には中央隔室内の食塩水中のナトリウムイオン等の陽イオンが隔膜を透過して侵入して、一方の側方隔室内にて電解がなされる。これにより、一方の側方隔室内では塩素イオンに起因する次亜塩素酸を含有する酸性の電解水が生成され、また他方の側方隔室内ではナトリウムイオンに起因するアルカリ性水が生成される。
【００１０】
この場合、中央隔室から他方の側方隔室内へのナトリウムイオン等の陽イオンの移動量に応じて電解水のｐＨが調整されるが、陽イオンの移動量は一方の側方隔室内の他方の電極と他方の側方隔室内の電極間の付与される電流の増減に応じて増減することから、これら両電極に付与する電流を調整することにより電解水のｐＨを任意に調整し得て、電解水を酸性〜中性の範囲の任意のｐＨに調整することができる。
【００１１】
また、中央隔室へ供給する食塩水の濃度の増減に応じて一方の側方隔室への塩素イオン等の陰イオンの移動量が増減することから、中央隔室へ供給する食塩水の濃度を調整することにより電解水中の有効成分の濃度を調整することができ、食塩水の濃度を高めることにより高濃度の有効成分を含有する電解水を生成することができる。
【００１２】
本発明の第２の発明に係る電解水生成装置においては、運転時には一方の側方隔室を電解室とし他方の側方隔室を電気透析室とする第１の電解態様と、これとは逆に他方の側方隔室を電解室とし一方の側方隔室を電気透析室とする第２の電解態様を選択的に切替ることができる。これらの各電解態様においては、第１の発明に係る電解水生成装置と作動は同様であるが、一方の電解態様での運転中に電解室および各電極にスケール等が発生して電解効率が低下した場合に、他方の電解態様に切替えて運転することができる。
【００１３】
これにより、一方の電解態様で発生したスケールを除去することができて、電解効率を向上させることができる。この場合、他方の電解態様をこのまま続行するようにすれば、電解効率を一層向上させることができるとともに、長期間の連続運転を行うことができるという利点がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて説明するに、図１には本発明に係る電解水生成装置の第１の実施の形態が示されている。当該電解水生成装置１０は電解槽１１と、第１，第２隔膜１２ａ，１２ｂと、第１，第２，第３電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃを備えている。第１隔膜１２ａは陰イオン透過能を有し、かつ第２隔膜１２ｂは陽イオン透過能を有するもので、これら両隔膜１２ａ，１２ｂは電解槽１１内に配設されて、電解槽１１内を中央の第１隔室１４ａと、これに並列する両側方の第２，第３隔室１４ｂ，１４ｃの３つの隔室に区画している。
【００１５】
第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂは、第２隔室１４ｂ内にて所定の間隔を保持して配設されて対向している。第１電極１３ａは平板状のものであって、第１隔膜１２ａより離れて位置し、また第２電極１３ｂはラスメタル等の多孔質で通水性の板状のもので、第１隔膜１２ａに近接して位置している。一方、第３電極１３ｃは平板状のもので、第３隔室１４ｃ内にて第２隔膜１２ｂから離れて位置している。各電極においては、直流電源１５に対して、第１電極１３ａが陽極側に接続されているとともに第３電極１３ｃが陰極側に接続され、かつ第２電極１３ｂは直流電源の中間の電位の部位に接続されている。
【００１６】
第１隔室１４ａには、高濃度の食塩水を貯溜する塩水タンク１６ａに接続された塩水供給管路１６ｂと、塩水タンク１６ａに接続された流出管路１６ｃとが接続されている。また、第２隔室１４ｂには、水道水の供給源に接続された水供給管路１７ａと図示しない貯溜タンクに接続された流出管路１７ｂが接続され、同様に第３隔室１４ｃには、水道水の供給源に接続された水供給管路１８ａと図示しない貯溜タンクに接続された流出管路１８ｂが接続されている。
【００１７】
なお、図中、符号１６ｄは供給ポンプ、符号１６ｅは開閉バルブを示し、また符号１７ｃおよび１８ｃは開閉バルブを示している。
【００１８】
このように構成した電解水生成装置１０においては、運転時には第１隔室１４ａに１０重量％〜２０重量％の高濃度の食塩水が供給されるとともに、第２，第３隔室１４ｂ，１４ｃには水道水が供給される。また、各隔室に配設した電極に対しては電圧が印加されるが、第２隔室１４ｂに配設した第１電極１３ａには正の極性、第３隔室１４ｃに配設した第３電極１３ｃには負の極性の電極が印加されるとともに、第２隔室１４ｂに配設した第２電極１３ｂには第１電極１３ａに対しては負の極性で第３電極１３ｃに対しては正の極性の電圧が印加される。
【００１９】
これにより、第２隔室１４ｂは電解室に構成されるともとに、第３隔室１４ｃは電気透析室に構成され、第２隔室１４ｂには第１隔室１４ａ内の食塩水中の塩素イオン等の陰イオンが第１隔膜１２ａを透過して侵入するとともに、第３隔室１４ｃには第１隔室１４ａ内の食塩水中のナトリウムイオン等の陽イオンが第２隔膜１２ｂを透過して侵入する。しかして、第１隔室１４ｂでは電解がなされ、かつ第３隔室１４ｃでは電気透析がなされる。これにより、第２隔室１４ｂ内では塩素イオンに起因する次亜塩素酸を含有する酸性の電解水が生成され、また第３隔室１４ｃ内ではナトリウムイオンに起因するアルカリ性水が生成される。
【００２０】
第２隔室１４ｂ内にて生成された酸性水は流出管路１７ｂを経て貯溜タンクへ流出され、また第３隔室１４ｃ内にて生成されたアルカリ性水は流出管路１８ｂを経て貯溜タンクへ流出される。なお、第１隔室１４ａに対しては、食塩水を塩水タンク１６ａを経由して循環供給してもよく、また食塩水を一旦供給した後所定時間経過して食塩水の濃度が所定濃度に低下した際に流出管路１６ｃが流出させて排出するか、または塩水タンク１６ａへ還流するようにしてもよい。
【００２１】
この運転時には、第１隔室１４ａから第３隔室１４ｃ内へのナトリウムイオン等の陽イオンの移動量に応じて第２隔室１４ｂ内で生成される電解水のｐＨが調整されるが、陽イオンの移動量は第２電極１３ｂと第３電極１３ｃ間に付与される電流の増減に応じて増減することから、これら両電極１３ｂ，１３ｃに付与する電流を調整することにより電解水のｐＨを任意に調整し得て、電解水を酸性〜中性の範囲の任意のｐＨに調整することができる。
【００２２】
また、第１隔室１４ａへ供給する食塩水の濃度の増減に応じて第２隔室１４ｂへの塩素イオン等の陰イオンの移動量が増減することから、第１隔室１４ａへ供給する食塩水の濃度を調整することにより、第２隔室１４ｂ内で生成される電解水中の有効成分の濃度を調整することができ、食塩水の濃度を高めることにより高濃度の有効成分を含有する電解水を生成することができる。
【００２３】
図２には本発明に係る電解水生成装置の第２の実施の形態が示されている。当該電解水生成装置２０は電解槽２１と、第１，第２隔膜２２ａ，２２ｂと、第１，第２，第３，第４電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを備えている。第１隔膜２２ａは陰イオン透過能を有し、かつ第２隔膜２２ｂは陽イオン透過能を有するもので、これら両隔膜２２ａ，２２ｂは電解槽２１内に配設されて、電解槽２１内を中央の第１隔室２４ａと、これに並列する両側方の第２，第３隔室２４ｂ，２４ｃの３つの隔室に区画している。
【００２４】
第１電極２３ａおよび第２電極２３ｂは第２隔室２４ｂ内にて所定の間隔を保持して配設されて対向し、また第３電極２３ｃおよび第４電極２３ｄは第２隔室２４ｂ内にて所定の間隔を保持して配設されて対向している。第１電極２３ａおよび第４電極２３ｄは平板状のもので、第１隔膜２２ａまたは第２隔膜２２ｂから離れて位置し、また第２電極２３ｂおよび第３電極２３ｃはラスメタル等の多孔質で通水性の板状のもので、第１隔膜２２ａまたは第２隔膜２２ｂに近接して位置している。
【００２５】
第１隔室２４ａには、高濃度の食塩水を貯溜する塩水タンク２６ａに接続された塩水供給管路２６ｂと、塩水タンク２６ａに接続された流出管路２６ｃとが接続されている。また、第２隔室２４ｂには、水道水の供給源に接続された水供給管路２７ａと図示しない貯溜タンクに接続された流出管路２７ｂが接続され、同様に第３隔室２４ｃには、水道水の供給源に接続された水供給管路２８ａと図示しない貯溜タンクに接続された流出管路２８ｂが接続されている。なお、図中、符号２６ｄは供給ポンプ、符号２６ｅは開閉バルブを示し、また符号２７ｃおよび２８ｃは開閉バルブを示している。
【００２６】
しかして、各電極２３ａ〜２３ｄは３つの切替スイッチ２９ａ〜２９ｃを介して直流電源２５に接続されている。各切替スイッチ２９ａ〜２９ｃは図２に示す実線の接続状態と２点鎖線の接続状態とに切替え動作可能に構成されており、各切替スイッチ２９ａ〜２９ｃの切替え動作により、第１電極２３ａ、第２電極２３ｂおよび第３電極２３ｃに電圧を同時に印加することができるとともに（実線の接続状態を参照）、第２電極２３ｂ、第３電極２３ｃおよび第４電極２３ｄに電圧を同時に印加することができる（２点鎖線の接続状態を参照）。
【００２７】
各切替スイッチ２９ａ〜２９ｃが実線の接続状態では、第２隔室２４ｂが電解室として機能するとともに第３隔室２４ｃが電気透析室として機能する第１の電解態様が構成される。また、各切替スイッチ２９ａ〜２９ｃが２点鎖線の接続状態では、第３隔室２４ｃが電解室として機能するとともに第２隔室２４ｂが電気透析室として機能する第２の電解態様が構成される。これら両電解態様は各切替スイッチ２９ａ〜２９ｃの切替え動作により、選択的に構成される。
【００２８】
このように構成した電解水生成装置２０においては、運転時には第２隔室２４ｂを電解室とし第３隔室２４ｃを電気透析室とする第１の電解態様と、これとは逆に第３隔室２４ｃを電解室とし第２隔室２４ｂを電気透析室とする第２の電解態様とを選択的に切替えることができる。これらの各電解態様においては、上記した電解水生成装置１０と同様の条件で運転され、電解室内では酸性の電解水が生成されるとともに、電気透析室内ではアルカリ性水が生成され、同様の作用効果を奏するものである。
【００２９】
ところで、当該電解水生成装置２０においては、一方の電解態様での運転中に電解室および各電極にスケール等が発生して電解効率が低下した場合に、他方の電解態様に切替えて運転する。これにより、一方の電解態様で発生したスケールを除去することができて、電解効率を向上させることができる。この場合、他方の電解態様を所定時間続行し、その後電解態様を切替える運転を繰り返し行うようにすれば、電解効率を一層向上させることができるとともに、長期間の連続運転を行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電解水生成装置の概略的構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電解水生成装置の概略的構成図である。
【符号の説明】
１０，２０…電解水生成装置、１１，２１…電解槽、１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ…隔膜、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…電極、１４ａ，２４ａ…第１隔室（中央隔室）、１４ｂ，２４ｂ…第２隔室（側方隔室）、１４ｃ，２４ｃ…第３隔室（側方隔室）、１５，２５…直流電源、１６ｂ，２６ｂ…塩水供給管路、１７ａ，１８ａ，２７ａ，２８ａ…水供給管路、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…切替スイッチ。
【図１】
0003568289.tif 000002
【図２】
0003568289.tif 000003