(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の供給口から下流側の排出口に向けて流体を流動させる流路が設けられ、実質的に連続的に、前記供給口から供給される原液を電気分解し、生成した気体と電解水との気液混合流体である電気分解生成物を前記排出口より排出する電解部と、
前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出する検出部とを備えた電解装置であって、
前記電解部は、前記流路中に電解用電極を備え、
前記検出部は、前記流路中であって前記電解用電極よりも下流側に、原液を電気分解して生成した気体と電解水との気液混合流体である電気分解生成物の電気的特性を測定するように設けられた検出用電極を備え、
前記電解用電極及び前記検出用電極は、傾斜して配置されるように設けられ、
前記電解用電極は、陽極が上側となり陰極が下側となるように配置されたことを特徴とする電解装置。
【請求項２】
上流側の供給口から下流側の排出口に向けて流体を流動させる流路が設けられ、実質的に連続的に、前記供給口から供給される原液を電気分解し、生成した気体と電解水との気液混合流体である電気分解生成物を前記排出口より排出する電解部と、
上記排出口に接続され、前記排出口から排出された電気分解生成物を流動させる配管と、
前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出する検出部とを備えた電解装置であって、
前記電解部は、前記流路中に電解用電極を備え、
前記検出部は、前記配管中に、原液を電気分解して生成した気体と電解水との気液混合流体である電気分解生成物の電気的特性を測定するように設けられた検出用電極を備え、
前記電解用電極及び前記検出用電極は、傾斜して配置されるように設けられ、
前記電解用電極は、陽極が上側となり陰極が下側となるように配置されたことを特徴とする電解装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記検出用電極により測定される電気的特性が一定時間以上高抵抗状態が続いた場合に、前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電解装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記検出用電極により測定される電気的特性が一定時間以上上下動がなくなったことを検出した場合に、前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出することを特徴とする請求項１から３いずれか１つに記載の電解装置。
【請求項５】
上流側の供給口から下流側の排出口に向けて流体を流動させる流路が設けられ、実質的に連続的に、前記供給口から供給される原液を電気分解し、生成した気体と電解水との気液混合流体である電気分解生成物を前記排出口より排出する電解部と、
前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出する検出部とを備えた電解装置であって、
前記電解部は、前記流路中に電解用電極を備え、
前記検出部は、前記流路中であって前記電解用電極よりも上流側に設けられた検出用電極を備え、
前記電解用電極及び前記検出用電極は、傾斜して配置されるように設けられ、
前記電解用電極は、陽極が上側となり陰極が下側となるように配置されたことを特徴とする電解装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記検出用電極により測定される電気的特性に基づいて、定常状態において原液に近い電気的特性が、定常状態と比較して電解生成物に近い電気的特性となる場合に、前記電解部に供給される原液の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出することを特徴とする請求項５に記載の電解装置。
【請求項７】
前記流路は下方の供給口から上方の排出口に向けて伸びることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電解装置。
【請求項８】
前記検出用電極は、少なくとも一組の電極対を備え、
前記検出用電極の電極対の一方の電極は、前記電解用電極と電気的に接続した請求項１又は５に記載の電解装置。
【請求項９】
前記検出用電極は、少なくとも一組の電極対を備え、
前記検出用電極の電極対の一方の電極は、前記電解用電極と一体として成形された請求項１又は５に記載の電解装置。
【請求項１０】
前記電解部は、原液を電気分解し次亜塩素酸類を含む電解水を生成する請求項１〜９のいずれか１つに記載の電解装置。
【請求項１１】
電解液供給部をさらに備え、
前記電解液供給部は、タンクに貯留した原液を前記電解部に供給するように設けられた請求項１〜１０のいずれか１つに記載の電解装置。
【請求項１２】
前記電解部により生成された電解水を希釈する希釈部をさらに備える請求項１〜１１のいずれか１つに記載の電解装置。
【請求項１３】
前記電解部を冷却する冷却部をさらに備え、
前記冷却部は、電解水を希釈する水により前記電解部を冷却するように設けられた請求項１２に記載の電解装置。
【請求項１４】
前記原液は、酸性物質及びアルカリ金属塩化物を含む水溶液である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の電解装置。
【請求項１５】
前記酸性物質は、塩酸であり、
前記アルカリ金属塩化物は、塩化ナトリウム及び塩化カリウムのうち少なくとも一方である請求項１４に記載の電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解装置は電気化学反応を利用して様々な電解質を変換して別の物質を生成する事ができる。例えば、塩化物イオンを含む水溶液を電解分解する事で、次亜塩素酸類を含む水溶液、いわゆる電解水を生成する事ができる。電解水は除菌効果を有するため、感染症の予防、生鮮食品の鮮度維持、洗濯物の消臭などの目的で利用されている。
また、電解水を生成する電解装置が知られている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−７４８７９号公報
【特許文献２】特開平５−２３７４７８号公報
【特許文献３】特開平６−２９２８９２号公報
【特許文献４】特開平９−２５３６５０号公報
【特許文献５】特開２００１−２９９５５号公報
【特許文献６】特開２００１−４８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電解装置は化学プラントのような通常の化学反応に比べると手軽かつ安全に機能性の物質を生成する事ができる。ただし、誤って規定外の電解質を供給したり、何らかの理由で電解質の供給がなされなかったりする場合は、予想外の物質が生成する恐れがある。そのため、電解電極に印加する電圧や電流を監視し、所定値から外れると電解を停止する仕組みを設けている電解装置がある。例えば定電圧を供給し、その他の条件が同一であれば電流値は一意に決まるため、ある一定の電流値を上回ったり、下回ったりした場合は、異常と判断する事ができる。
【０００５】
しかしながら、同一の電解質を用いていても、環境温度の変化つまり電解質の温度によって印加電圧が同じであっても電流値が異なったり、電解初期としばらく経った後では電流値が異なったりする。したがって、許容できる電流値の変動幅を比較的大きくとっておく必要がある。
このように許容できる電流値の幅が大きい場合では、原液の供給が何らかの原因で途絶えた時に電流値が許容範囲を超えて電解を停止するまでに、液温が上昇し、電解槽の耐熱温度近くまで上昇して変形してしまったり、最悪の場合は液や電極を保持する電解槽を破損して高温の電解水が漏洩したり、電解槽で発生したガスが漏洩する危険性がある。
特に次亜塩素酸を生成する電解槽の場合は、電解槽に樹脂を用いるため耐熱温度が比較的低く変形や破損の恐れが高くなる。
【０００６】
また、電解槽に実質的に連続的に原液（電解質）を供給して連続的に電解水を生成する装置の場合は、いわゆる希薄な電解質を貯留して時間をかけて電解する貯留式に比べると、電解槽内の容積が小さく流す電流密度も高いため、原液供給が停止してからの液温上昇が早いために過熱状態になりやすい。
特に、原液を節約するために電解槽に単位時間当たり供給される原液の量が少ない場合は、定常状態でも液温が比較的高い状態になるため、電解槽の耐熱温度を超え易く、安全性が十分でなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電解槽内の異常を検出する検出部を備えて異常の発生を迅速に検出することができるとともに、環境変化によって正常状態であるのに誤って異常と判断して電解を停止してしまう誤動作を起こす事の少ない電解装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、供給される電解物質を電気分解し電気分解生成物を排出するように設けられた電解部と、検出部とを備え、前記電解部は、電解用電極を備え、前記検出部は、前記電解物質又は前記電気分解生成物又はその両方の混合物の電気的特性を測定する検出用電極を備え、かつ、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出することを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、前記電解用電極の上方に設けられたことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、前記電解用電極よりも上流側に設けられたことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、前記電解用電極よりも下流側に設けられ、かつ、前記電解部中又は前記電解部に接続した配管中に設けられたことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、少なくとも一組の電極対を備え、前記検出用電極の電極対の一方の電極は、前記電解用電極と電気的に接続したことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、少なくとも一組の電極対を備え、前記検出用電極の電極対の一方の電極は、前記電解用電極と一体として成形されたことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記電解用電極及び前記検出用電極は、傾斜して配置されるように設けられたことを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記電解物質は、電解液であり、前記電解部は、電解液を電気分解し次亜塩素酸類を含む電解水を生成することを特徴とする電解装置を提供する。
更に前記検出用電極は、電解液の電気分解により生成した気体と電解水との気液混合流体の電気的特性を測定することを特徴とする電解装置を提供する。
更に、前記検出部は、前記検出用電極に印加する電流―電圧特性の経時変化の変化量に基づき、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする電解装置も提供する。
更に前記検出部は、前記検出用電極に印加された電圧の変化量の微分値又は前記検出用電極を流れる電流の変化量の微分値に基づき、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする電解装置も提供する。
また、本発明は、電解物質を電気分解する電解部と検出部とを備え、前記電解部は、電解用電極を備え、前記検出部は、前記電解用電極に印加する電流―電圧特性の経時変化の変化量に基づき、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする電解装置も提供する。
更に前記検出部は、前記電解用電極に印加された電圧の変化量の微分値又は前記電解用電極を流れる電流の変化量の微分値に基づき、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする電解装置も提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電解装置は検出部を備えるため、検出部により電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することができ、電解用電極への電圧の印加を早期に停止することができる。このため、電解用電極が電解物質に接触していない状態で、電解用電極に電圧が印加されることを防止することができる。このことにより、電解用電極が異常過熱することを防止することができ、電解装置の安全性を向上させることができる。また、電解用電極が傷むことを抑制することができ、電解装置の寿命特性を向上させることができる。
本発明の電解装置に含まれる検出器は、従来より素早く異常を検出できるので、安全で信頼性の高い電解装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の電解装置の概略断面図である。（第１実施形態）
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態の電解装置の一部の概略断面図である。
【図３】検出システムＡの説明図である。（第２実施形態）
【図４】検出システムＢの説明図である。（第３実施形態）
【図５】検出システムＢの説明図である。（第３実施形態）
【図６】検出システムＢの説明図である。（第３実施形態）
【図７】検出システムＣの説明図である。（第４実施形態）
【図８】検出システムＣの説明図である。（第４実施形態）
【図９】検出システムＤの説明図である。（第５実施形態）
【図１０】検出システムＤの説明図である。（第５実施形態）
【図１１】電解部の傾斜角度と検出システムとの説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態の電解装置の一部の概略断面図である。（第６実施形態）
【図１３】電解水検出実験の実験結果を示すグラフである。
【図１４】電解水検出実験の実験結果を示すグラフである。
【図１５】有効塩素濃度測定の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の電解装置は、供給される電解物質を電気分解し電気分解生成物を排出するように設けられた電解部と、検出部とを備え、前記電解部は、電解用電極を備え、前記検出部は、前記電解物質又は前記電気分解生成物の電気的特性を測定する検出用電極を備え、かつ、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする。
また、本発明の電解装置は、電解物質を電気分解する電解部と検出部とを備え、前記電解部は、電解用電極を備え、前記検出部は、前記電解用電極に印加する電流―電圧特性の経時変化の変化量に基づき、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電解装置において、前記電解物質は、電解液であり、前記電解部は、電解液を電気分解し次亜塩素酸類を含む電解水を生成することが好ましい。
電解部において電気分解する電解液は、酸性物質及びアルカリ金属塩化物を含む水溶液であることが好ましい。
このことにより、次亜塩素酸類を含む電解水を生成することができる。また、生成する電解水を微酸性〜中性にすることができ、電解水の除菌性を高くすることができる。
【００１２】
電解部において電気分解する電解液に含まれる酸性物質は塩酸であり、アルカリ金属塩化物は塩化ナトリウム及び塩化カリウムのうち少なくとも一方であることが好ましい。
このことにより、次亜塩素酸類を含む電解水を生成することができる。また、生成する電解水を微酸性〜中性にすることができ、電解水の除菌性を高くすることができる。また、電解水の有効塩素濃度を高くすることができる。
本発明の電解装置に含まれる電解水生成部は、電解液供給部と、電解液供給部から供給された電解液を電気分解し電解水を生成する電解部と、電解部により生成された電解水を希釈する希釈部とを有することが好ましい。
このような構成によれば、適切な有効塩素濃度を有する電解水を連続的に生成することができる。また、電解部により生成した電解水を希釈部で希釈することにより、製造する電解水の量を多くすることができる。
【００１３】
本発明の電解装置は、電解液供給部は、タンクに貯留した電解液を前記電解部に供給するように設けられ、電解部は、電解液を電気分解し電解水を生成する電解用電極対を備え、検出部は、前記電解用電極対の下流側に設けられ、かつ、前記電解液供給部から前記電解部に供給される電解液の供給量の減少を検出することが好ましい。
このような構成によれば、検出部によりタンクが空になったことを検出することができ、電解用電極対への電圧の印加を早期に停止することができる。このため、電解用電極対が傷むことを抑制することができる。
【００１４】
本発明の電解装置に含まれる検出部は、検出用電極を備え、検出用電極は、電解液の電気分解により生成した気体と電解水との気液混合流体の電気的特性を測定するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電解部において電解水が生成されているか否かを検出用電極により検出することができる。
本発明の電解装置は、電解部を冷却する冷却部をさらに備えることが好ましく、冷却部は、電解水を希釈する水により電解部を冷却するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電気分解反応の反応熱により電解部の温度が高くなることを抑制することができ、電解効率が変化して濃度ばらつきが生じたり、電解部が過熱して電解部の部材が変形や変質して液漏れ等の不具合が生じたりすることを抑制することができる。
【００１５】
本発明の電解装置は、検出部を備え、電解液供給部は、タンクに貯留した電解液を前記電解部に供給するように設けられ、電解部は、電解液を電気分解し電解水を生成する電解用電極対を備え、検出部は、前記電解用電極対の下流側に設けられ、かつ、前記電解液供給部から前記電解部に供給される電解液の供給量の減少を検出することが好ましい。
このような構成によれば、何らかの原因で電解槽に電解液が供給されないか、液漏れ等により電解槽内が異常状態になったことを検出部により検出することができ、電解用電極対への電圧の印加を早期に停止することができる。このため、電解用電極対が傷むことを抑制することができる。
また、早期に電解部を停止及び異常をランプまたはブザーで知らせる事ができる。このため、所望の濃度やｐＨとは異なる電解水で、除菌処理してしまう事が防げる。例えば、電解液の供給量が少なすぎて電解水濃度が所望よりも低くなったりｐＨが高く（よりアルカリ性に）なったりして除菌不足になってしまったり、電解液の供給量が多すぎて電解水濃度が所望よりも高くなったりｐＨが低く（より酸性に）なったりして繊維を傷めたり色落ちしてしまったりする事を、防ぐ事ができる。
【００１６】
本発明の電解装置に含まれる検出部は、検出用電極を備え、検出用電極は、電解液の電気分解により生成した気体と電解水との気液混合流体の電気的特性を測定するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電解部において電解水が生成されているか否かを検出用電極により検出することができる。
本発明の電解装置は、電解部を冷却する冷却部をさらに備えることが好ましく、冷却部は、電解水を希釈する水により電解部を冷却するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電気分解反応の反応熱により電解部の温度が高くなることを抑制することができ、電解効率が変化して濃度ばらつきが生じたり、電解部が過熱変形して液漏れ等の問題が生じたりすることを抑制することができる。また万が一検出器が故障して過熱状態となっても冷却されていれば、電解部が発火、発煙したり電解部周辺の他の部材に熱が伝搬して不具合を生じたりする事を抑制できる。
【００１７】
また、本発明は水溶液を電解する電解装置のみならず、電極間に電圧を印加して、電極間の空間におかれた物質から、別の物質を生成する様々な装置に応用できる。例えば液体のみならず、気体に対して電圧印加していわゆる放電によって別の物質を生成できる。本明細書中では、そのような生成装置を物質変換装置、物質変換に用いる電極を物質変換用電極、変換される物質を被変換物質または未変換物質、生成された物質を生成物質または既変換物質と称する。
【００１８】
本発明の物質変換装置は、物質変換用電極対の間に物質（未変換物質）を供給し電圧を印加することで供給した物質とは異なる物質（既変換物質）を生成する装置であって、物質変換用電極に一定の電圧を印加し、流れる電流値を監視するか、電流を一定になるように制御して電極に所定の電流を流すのに必要な電圧値を監視するとともに、物質変換用の電極に印加される電圧値や電流値とは別の値を用いて正常時と異常時で区別する事で異常を検出する検出システムを備える。
【００１９】
本発明は、物質に電圧を印加することで前記物質を他の物質に変換する装置（物質変換装置）の状態を検出し、正常状態と異常状態を判別するための検出器及び検出システムを提供する。例えば物質変換装置は、物質変換用電極の間の供給した様々な物質に電気的エネルギーを与える事により様々な化学反応を生じさせる事で、他の物質に変換し、有用な物質を生成したり、有害な物質を無害化したりすることができる。電解装置は分かり易い物質変換装置の一例である。
【００２０】
従来は物質変換用（電解用）電極に一定の電圧を印加し、流れる電流値を監視する。（又は電流制御して電極に所定の電流を流すのに必要な電圧値）を監視する。物質変換状況が一定なら、外部環境が一定ならば電圧と電流一定となる。したがって、正常な定常状態での電圧または電流の値を範囲は設定し、その設定値の範囲（許容範囲）から逸脱した時を異常として判定する事ができる。この方法は従来から行われているが、課題として、あまりに設定値の範囲が狭い（プロセスウインドウが狭い）と、使用する環境（温度等の外部環境）や装置を構成する部品公差、物質変換の進行による条件変動によって、すぐに製品が動作しなくなるので実用的ではなく、許容範囲を大きくしていた。その反面、異常状態が始まっていても異常と判断するまでに時間がかかる場合があり、装置や製品（生成される物質）に問題を生じてしまう場合があった。
【００２１】
本発明では、異常が発生した時に正確に素早く異常と判断できる検出器及び検出システムを提供する。
本発明の検出システムは物質変換用の電極に印加される電圧値または電流値以外の第２の値を正常時と異常時で区別する事で異常を検出する。
検出用電極は、物質変換用の電極が兼ねても良い場合がある。この場合、部品点数が少なくなりコストが安くなるので実用性が高まる。
更に本願発明では、電解槽は傾けると検出感度が向上するので好ましい。
更に本願発明では、電解槽は冷却システムの特に水冷システムを備えると更に好ましい。
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００２３】
本実施形態の電解装置は、第１〜第６実施形態の電解装置を含む。また、図１は第１実施形態の電解装置の概略断面図である。
本実施形態の電解装置６０は、供給される電解物質を電気分解し電気分解生成物を排出するように設けられた電解部５と、検出部２５とを備え、電解部５は、電解用電極１を備え、検出部２５は、前記電解物質又は前記電気分解生成物の電気的特性を測定する検出用電極２６を備え、かつ、電解部５に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする。よって検出部２５は検出電極２６やその他電子部品を含む検出用回路である。
また、本実施形態の電解装置６０は、電解物質を電気分解する電解部５と検出部２５とを備え、電解部５は、電解用電極１を備え、検出部２５は、電解用電極１に印加する電流―電圧特性の経時変化の変化量に基づき、電解部５に供給される電解物質の供給量の減少を検出することを特徴とする。
電解物質は、電解部５により電気分解される物質であればよく、電解液であってもよい。また、電解物質は、電解部５により電気分解される気体であってもよい。ここでは、電解物質が、電解液１２であり、電解部５において電解液１２から電解水１８を生成する電解装置６０について説明する。
【００２４】
電解水生成部２は、電解液１２から電解水１８を生成する部分である。
電解水生成部２は、電解液供給部１０と、電解液供給部１０から供給された電解液１２を電気分解し電解水１８を生成する電解部５と、電解部５により生成された電解水１８を希釈する希釈部２０とを有することができる。
電解液供給部１０は、電解液タンク７に貯留した電解液１２をポンプ８により電解部５に供給するように設けることができる。電解液タンク７は、電解装置６０に内蔵されてもよく、電解装置６０に外付けされてもよい。電解液タンク７が電解装置６０に外付けされる場合、電解装置６０は、電解液流入口４２を有することができる。このことにより、電解液流入口４２と外付け電解液タンク７とを配管で接続することができる。電解液供給部１０は、大容量の電解液タンク７と通常容量の電解液タンク７とのうち少なくとも一方を備えることができる。このことにより、電解装置６０の用途に合わせて電解液タンク７の容量を変更することができる。
なお、電解液タンク７を電解部５よりも高い部分に配置し、重力により電解液１２を電解部５に供給できる場合、ポンプ８の代わりに弁を設けることができる。
【００２５】
電解部５は、電解液１２を電気分解し電解水１８を生成する部分である。また、電解部５は、陽極３と陰極４とを含む電解用電極１を有することができる。また、電解液供給部１０により電極対１間に電解液１２が供給されるように電解部５を設けることができる。このことにより、電解液１２から電解水１８を連続的に製造することができる。
電解液供給部１０が電解部５に供給する電解液１２は、酸性物質及びアルカリ金属塩化物を含む水溶液とすることができる。また、電解液１２は、塩酸と、塩化ナトリウム及び塩化カリウムのうち少なくとも一方とを含む水溶液であってもよい。このことにより、電解部５により、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸塩（ＮａＣｌＯ、ＫＣｌＯなど）及びアルカリ金属塩化物を含む電解水１８を生成することができる。
【００２６】
例えば、電解部５における電解処理では、化学反応式（１）、（３）のような陽極反応が進行し、化学反応式（４）のような陰極反応が進行すると考えられる。また、化学反応式（２）のような反応が、電解部５内、希釈部２０、電解水流路、攪拌部１９などで進行すると考えられる。従って、電解部５で電解液が電解生成された直後の電解水１８は、塩素ガス、水素ガスなどの気泡が塩素分子や水素分子が溶存した電解水に混合された気液混合流体となる。また、化学反応式（２）のような反応が進行すると、気泡は減少し電解水の次亜塩素酸類の濃度が高くなる。（２）の反応は比較的素早いので、生成した塩素分子の多くは電解部５の中で次亜塩素酸類に変換される。未変換の塩素分子は希釈部２０で大量の水（Ｈ2Ｏ）に晒されるので電解水流路を流れる間に塩素ガスの気泡は殆ど消滅する。
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-・・・（１）
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ・・・（２）
Ｈ2Ｏ→１／２Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-・・・（３）
２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→Ｈ2＋２ＯＨ-・・・（４）
なお、アルカリ金属塩化物を含む水溶液を電気分解すると次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸塩が生じ電解水１８がアルカリ性となる場合があるが、本実施形態では電解液１２が酸性物質を含むため、電解水１８はほぼ中性となる。
電解装置６０により製造する電解水１８のｐＨは、例えば、６．５〜７．５とすることができる。また、電解水１８のｐＨが６．５〜７．５となるように電解液１２のアルカリ金属塩化物と酸性物質との割合を調整することができる。
更に、ｐＨをより酸性にしたい場合は電解液１２に含まれる酸性物質の割合や、電解部５への電解液１２の供給量や、電解用電極１に印加する電圧や、電解用電極１を流れる電流量を、調整する事で、電解水１８のｐＨを調整する事ができる。
【００２７】
電解部５は、電解液供給部１０から供給される電解液１２が流入する流入口と、電解用電極対１による電解処理により生成された電解水１８が流出する流出口とを有することができる。このことにより、電解部５により連続的に電解水１８を製造することができる。この流出口から流出した電解水１８は、希釈部２０に流入してもよい。
【００２８】
陽極３及び陰極４は、それぞれ板状とすることができ、陽極３と陰極４とが無隔膜で対向するように設けることができる。このことにより、電極間距離を短くすることができ、電解効率を向上させることができる。また、陽極３及び陰極４は、略平行で電極間距離が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内となるように配置することができる。
電解用電極対１は、一枚の陽極３と一枚の陰極４とが対向するように設けられてもよく、陽極３と陰極４とが交互に間隔をおいて積層されるように設けられてもよく、複数の電極が積層され中間の電極の一方の面が陽極３となり他方の面が陰極４となるように設けられてもよい。
【００２９】
電極対１は、陽極３が上側となり陰極４が下側となるように傾斜して配置されてもよい。なお、図１１は、本実施形態の電解水生成器６０に含まれる傾斜させた電極対１の説明図である。
また、陽極３の電極面と陰極４の電極面との間に形成される電解液流路は、電解液１２が下側から電解液流路に流入するように設けられ、かつ、電解液１２が電極対１により電解され生成した次亜塩素酸類を含む電解水が電解液流路の上側から流出するように設けられてもよい。このことにより、陰極４の電極面で生じる気泡の浮上による流体の流れにより、陰極４付近の流体と陽極３付近の流体とを攪拌・混合することができ、陽極３における電極反応を促進することができると考えられる。このため、有効塩素濃度の高い電解水を生成することができる。
また、陰極４を下側に配置し陰極４から陽極３に向かう流れを生じさせることにより、陽極反応により生じる塩素ガス、酸化性物質、次亜塩素酸などが陰極４の電極面を酸化することを抑制することができ、次亜塩素酸類を含む電解水を効率よく生成することができると考えられる。また、陰極４の電極面の酸化を抑制することができるため、陰極４にＴｉ電極を利用することができ、電解装置６０の製造コストを低減することができる。
また、陰極４を下側に配置することにより陰極反応により生じる水素ガスが陰極４の電極面から脱離しやすくなるため、陰極４の電極面に気泡が滞留することによる陰極実効面積の低下を抑制でき、電解効率の低下を抑制することができる。また、陰極４にＴｉ電極を用いた場合、Ｔｉ電極に水素分子が吸蔵され陰極４の反りが発生することを抑制することができる。
【００３０】
電極対１は、鉛直方向に対する傾斜角度が１０度以上８５度以下となるように配置されてもよい。また、電極対１は、鉛直方向に対する傾斜角度が５０度以上８０度以下となるように配置されることが好ましい。このため、次亜塩素酸類を含む電解水を効率よく生成することができる。このことは、本発明者等が行った実験により実証された。また、電極対１を十分に傾斜して配置するため、電解装置６０の高さを低くすることができ、安定して設置できる電解装置６０を実現できる。このことにより、電解装置６０の転倒などのリスクを低減することができる。
【００３１】
陽極３は、実質的に長方形の電極面を有し、かつ、電極面の長手方向の一方の端が上側となり、他方の端が下側となるように配置されることが好ましい。また、陰極４は、実質的に長方形の電極面を有し、かつ、電極面の長手方向の一方の端が上側となり、他方の端が下側となるように配置されることが好ましい。このことにより、電解液流路を長くすることができ、電解効率を高くすることができる。
電極対１は、陽極３と陰極４の間隔と、陽極３の電極面又は陰極４の電極面の長手方向の長さとの比が１：１００〜１：１０となるように設けられることが好ましい。このことにより、陰極反応により生じた気泡が浮上して陽極３に近づくことができ、電解効率を高くすることができる。
【００３２】
例えば、電解用電極対１は、チタン板からなる電極（Ｔｉ電極という）と、チタン板にイリジウムや白金を焼結法によりコーティングした電極（Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極という）とを含むことができる。また、Ｔｉ電極が陰極４となり、Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極が陽極３となるように電源部６と電解用電極対１とを接続することができる。
【００３３】
電解用電極対１の下流側に検出部２５を設けることができる。検出部２５は、電解液供給部１０から電解部５に供給される電解液１２の供給量の減少を検出するように設けられる。また、検出部２５は、電解用電極対１よりも高い位置に設けることができる。
検出部２５は、電解水１８の電気的特性（電流、電圧、抵抗、静電容量など）を測定する検出用電極２６であってもよく、電解水１８の状態を光学的に検出する光検出部であってもよいが、検出用電極が簡単なシステムで好ましい。静電容量や光学的に検出する方法は非接触のため電解水による影響を考えなくてよいため検出手段として容易に採用できるが、別途特殊な部品や制御回路が必要になる。検出用電極の場合は、対象によって適切な電圧や電流の条件は異なり更に、本発明においては電解質を含む電解液が対象のため当業者の一般常識として電極による検出は困難と考えられており実用化されていなかった。つまり電解液が検出のための電圧または電流によって電解されてしまうので、電解液そのものの電気特性が得られない事、更に電解によって生成される電解水が反応性の液（例えば次亜塩素酸水や次亜塩素酸塩水のような酸化力のある液）の場合、電極自体が酸化されて変化すると考えられる事などから、安定性に欠けたり実用的な寿命が確保できなかったりすると考えられていた。そのため長期間常用するために生成器に搭載する用途として安価で長寿命な検出器を、電極を用いて実現する事は困難と考えられていた。実際に、発明者らの検討においても電極の設置位置と、設置位置の流路の大きさを適切に選ばなければならず、容易に発明には至らなかった。例えば流路中に電極を設置するために少し流路の断面積が大きな検出用エリアを設けた所、気液が分離されてしまい液膜が形成されずうまく液体（気泡と気泡の間の液膜）を検出できなかった）。また液膜が切れないように流路径を小さくしたり、電極間を狭めて設置したりした場合には、表面張力で電極間に液膜が張ったままになり、気泡を検出できなかった。いずれも明確な電流ピークが検出できず、定常状態と異常状態を早期に判別できなかった。
【００３４】
タンク７に貯留した電解液１２をポンプ８により電解部５に供給し電解水１８を製造する場合、電解水１８の製造を続けると、タンク７に貯留した電解液１２が徐々に減少し、タンク７が空になる。タンク７が空になると、電解部５に電解液１２が供給されなくなり、電極対１間に電解液１２が減少したり、なくなったりする場合がある。または、タンク７が空でなくても、ポンプ８が故障したりタンク７と電解部５の間で液漏れが生じたりして、電解部５に電解液１２が十分供給されなくなり、電極対１間に電解液１２が減少したり、なくなったりする場合がある。このような状態において電極対１に電圧を印加すると、連続的に供給される電解液による冷却効果や生成した電解水と一緒に放出される熱がなくなるため電解部５内の熱が上昇したり、電極の一部にしか電流が流れないために定電流の場合は電流密度が高くなったりして、電解部５や電極対１が傷む場合がある。従って、電極対１間の電解液１２の供給が不十分になったことを検出し、電極対１への電圧の印加を停止する必要がある。
【００３５】
電極対１に供給する電圧や電流をモニタリングする事で電極対１間の電解液１２の異常を検出し、供給が止まっているか不十分である事を検出できる。正常な供給が続いている通常の状態では、電圧と電流はその他の条件が一定であれば、おおよそ一定の状態を保つ。
電極対１に共通電源また電解用電源から定電圧で電力を供給していれば供給が止まったり不十分だったりする場合には、温度上昇によって電解反応が促進されて電流値が上昇したのち、沸騰状態になって大量の気泡が発生する事で電流が流れにくくなって電流値が低下する。電極対１の間の電解液が蒸発すると電流が流れなくなる。したがって、電流値をモニタリングし、ある一定の電流値以上になれば過熱状態と判断して電圧印加を停止する事ができる。または、電流値の変化量を算出し得る一定以上の電流増大速度になれば異常な温度上昇が始まっていると判断してより事前に電圧印加を停止する事ができる。
【００３６】
定電流で電力を供給していれば、供給が止まったり不十分だったりする場合には、温度上昇によって電解反応が促進されて電圧値が下降したのち、沸騰状態になって大量の気泡が発生する事で電流が流れにくくなって電圧値が上昇する。電極対１の間の電解液が蒸発すると定電流源が供給できる最大電圧でも電流が流れなくなる。したがって、電圧値をモニタリングし、ある一定の電圧値以下になれば過熱状態と判断して電圧印加を停止する事ができる。または、電圧値の変化量を算出し有る一定以上の電圧低下速度になれば異常な温度上昇が始まっていると判断してより事前に電圧印加を停止する事ができる。
なお定電流の方が、外部環境が変化しても電解水の濃度が安定しており好ましい。
【００３７】
検出部２５を設けると、検出部２５によりタンク７が空になったりポンプ８が不調だったりタンクと電解部の間の配管に漏れや詰まりが生じたことを検出することができ、電極対１への電圧の印加を早期に停止することができる。このため、電極対１が傷むことを抑制することができる。
なお、タンク７が空になり電解部５に電解液１２が十分に供給されなくなると、流路の高い箇所から電解液１２又は電解水１８がなくなっていく。従って、検出部２５を電解用電極対１よりも高い位置に設けることにより、電解部５に電解液１２が十分に供給されなくなったことを早期に検出することができる。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本実施形態の電解装置６０の一部の概略断面図である。検出用電極２６は、例えば、図２（ａ）のように電解部５と希釈部２０との間の配管に設けた電極対であってもよく、図２（ｂ）のように電解部５内の流路に設けた電極対であってもよく、図２（ｃ）のように電解用電極対１の上部に設けられた電極対であってもよい。また、検出部２５は、図２（ｄ）（ｅ）のように、電解用電極対１に含まれる１つの電極と検出用電極２６とで電解水１８の電気的特性を測定するものであってもよい。
【００３９】
電解用電極対１により電解液１２を電気分解すると、化学反応式（１）〜（４）のような化学反応が進行するため、電極対１により生成された電解水１８は、気液混合流体となる。検出用電極２６により気液混合流体の電気的特性を測定する場合、気泡が検出用電極２６を通過すると電極間の電気抵抗は大きくなり電極間に流れる電流は大きくなる。また、液体が検出用電極２６を通過すると電極間の電気抵抗は小さくなり電極間に流れる電流は小さくなる。このため、電解用電極対１により正常に電解水１８が生成されている場合、検出用電極２６で測定される電気抵抗などは、上下動する。従って、この上下動を検出することにより正常に電解水１８が生成されていることを確認することができる。また、この上下動がなくなったことを検出することにより、タンクが空になったか、送液ポンプが故障したか、配管つまりが生じたか、液漏れを起こしているか等の異常を検出することができる。
検出用電極２６の電極間の幅は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。このことにより、電解水１８の流れを確認することができる。
なお、ここでは検出用電極２６を用いて電解水１８の流れを検出しているが、検出部２５は電解水１８の流れを光学的に検出する光検出部であってもよい。
【００４０】
図３は、第２実施形態の電解装置に含まれる検出システムＡの説明図である。検出部２５は、検出システムＡのように異常時を検出するシステムを有することができる。検出システムＡでは、電解用電極１の電圧または電流の許容範囲（設定値）に加えて、電解用電極１の電圧または電流またはその両方の経時変化の変化量に許容範囲を設ける。検出部２５は、電解用電極１の電圧値または電流値の微分値（ここで微分値とは時間当りの平均変化量を指す）に基づき、異常時を検出することができる。なお、この場合、検出部２５は、制御部６に含まれる。他の検出システムの検出部においても、制御部に含む方が一つの基板回路にまとめる事ができて、小型化及び低コスト化できるので好ましい。
例えば、検知用の電極に定電流源または定電圧源が接続されており、その時の電圧値または電流値のある一定時間内での変化量を正常時と異常時で区別する事で異常を検出する。電圧または電流またはその両方の経時変化の変化量に許容範囲を設ける。つまり電圧値または電流値の微分値（ここで微分値とは時間当りの平均変化量を指し、傾きと言いかえる事もできる）を検出する。電圧値や電流値の検出方法は従来の方法で検出できる。微分値は、前記電圧値または電流値をある一定時間間隔でサンプリングし、差分を取る事で微分値とする事ができる。ただし、あまり短い時間だとノイズ等の影響で異常を誤検出してしまうので、例えば１０秒〜１分などの時間で差分を出す事が好ましい。
本検出システムの検知用電極は、定常状態では微分値がほぼ０である事を利用している。例えば、電解用電極に比べて電解液の供給口に近い位置に検出用電極を備えていれば電解液の電気特性に応じた電圧と電流の関係が維持される。例えば電解液の供給が異常停止した場合、電解槽内でかつ電解液の供給口に近い位置に備えていれば、電解用電極により電解液の電解がすすんだ電解水の電気特定の電圧と電流の関係に近づいていく。この過程で、微分値が０でない状態が生じるので、異常を検出できる。電解槽よりもさらに電解液のタンクに近い配管内や配管途中に検知用電極を備える場合は、検知用電極付近の電解液が検知用電極によって電解が進む事で同様に微分値が０でない状態が生じるので異常を検出できる。
電解用電極に比べて電解液の排出口に近い位置に検出用電極を備えていれば、電解水の電気特性に応じた電圧と電流の関係が維持される。例えば電解液の供給が異常停止した場合、電解槽内でかつ電解液の排出口に近い位置に備えていれば、電解用電極により電解液の電解が過剰にすすんだ電解水の電気特定の電圧と電流の関係に近づいていく。この過程で、微分値が０でない状態が生じるので、異常を検出できる。電解槽よりもさらに電解水の吐出口に近い配管内や配管途中に検知用電極を備える場合は、検知用電極付近の電解水が途切れるか、検知用電極によって電解が更に進む事で同様に微分値が０でない状態が生じるので異常を検出できる。
電解用電極と同様の近い位置に検出用電極を備えていれば、電解中の電解液の電気特性に応じた電圧と電流の関係が維持される。例えば電解液の供給が異常停止した場合、電解用電極により電解液の電解が過剰にすすんだ電解水の電気特定の電圧と電流の関係に近づいていく。この過程で、微分値が０でない状態が生じるので、異常を検出できる。
なお電解槽内に検知用電極を備える場合は、一部または全部を電解用電極と共用する事ができ、電源についても電解用電源と共用することもできる。
【００４１】
図４〜６は、第３実施形態の電解装置に含まれる検出システムＢの説明図である。検出部２５は、検出システムＢのように異常時を検出するシステムを有することができる。検出システムＢでは、電解用電極１とは別の検出用電極２６を検出部２５として備える。検出用電極２６は電解用電極１より上方に備える。電解液の供給が途絶えたり不十分だったりする場合に検出用電極２６付近の電気伝導度等の変化を検出する。具体的には電解部５内の電解液の水位が低下した時の電流値の低下を検出する。１対の検出用電極２６を設けてもよいが、電解用電極１の片方を、電解用電極１と検出用電極２６とで共用すると部品点数が少なくすむ。更に電源部も共用すると検出部用の電源を省く事ができる。電解用電極１でも水位低下によって、電極の有効面積が減るため電流値が下がったり、電圧値が上がったりするが、変化の割合（全体の値に対する変化値の割合）やＳ/Ｎ値が小さく、従来の方法と同様の問題ある。したがって、例えば電解用電極１の上の方にスリット設けて一部分離し、別途配線を設けてその配線を流れる電流値を測定することで異常を検出することができる。電流値は例えばシャント抵抗の電圧を測定するなど、従来の様々な方法で測定する事ができる。
【００４２】
図７、８は、第４実施形態の電解装置に含まれる検出システムＣの説明図である。検出部２５は、検出システムＣのように異常時を検出するシステムを有することができる。検出システムＣでは、検出部２５は、同様に検出用電極２６を検出器として備えるが、電解用電極１より電解物質（電解液）の供給口（電解部の電解液供給口）に近い方に備える。これにより電解物質の電気特性と、電解生成物（電解水）の電気特性の違いを検出する事で、電解物質（電解液）の供給が途絶えたか不十分な事を検出できる。定常状態では電解物質（電解液）の電気特性に比較的近い値を得られるが、異常状態では電解生成物（電解水）の電気特性に比較的近い値となり、異常を検出できる。
【００４３】
図９、１０は、第５実施形態の電解装置に含まれる検出システムＤの説明図である。検出部２５は、検出システムＤのように異常時を検出するシステムを有することができる。検出システムＤでは、検出部２５は、同様に検出用電極２６を検出器として備えるが、電解用電極より電解生成物の排出口に近い方（電解の場合の電解部５の吐出口）または排出口、または排出口に繋がる配管または、配管の途中に備える。
これにより電解生成物（電解水）が連続的に検出器に送られている正常時と、そうでない時（つまり電解水が送られていない時）の電気特性との違いを検出する事で、電解物質（電解液）の供給が途絶えた事を検出できる。また、電解液が送られていても、電解部が破損している等により、電解部から電解水が通常より排出されている量が少なかったり、全く排出されていなかったりするような異常も検出できる。
更に電解生成物（電解水）が連続的に検出器に送られている正常時の電気特性と、電解物質（電解液）が送られている時の電気特性との、違いを検出する事で、電解物質（電解液）の供給が正常であっても、電解が不十分であったり電解できていなかったりするような異常を検出できる。
また、検出用電極は、電解用の電極と少なくとも一部を兼ねる事ができる。この場合、部品点数が少なくなりコストが安くなるので実用性が高まり好ましい。更に検出用電極対は傾けて備えると検出感度が向上するので好ましい。更に電解槽は冷却システムの特に水冷システムを備えると更に好ましい。
電解部内に、検出用電極対と電解用電極対が平行になるように備えるようにすると、検出用電極対と電解用電極対を保持するための保持部を電解部として同時に成型できるので低コスト化できる。更に検出用電極対と電解用電極対を共に平行に備える電解部を、傾けて設置する事で、検出感度の向上と電解効率の向上が同時に行えるので好ましい。更に水冷システムを備える事で、検出用電極と電解用電極の温度が安定化されるためと信頼性の高い検出システムと電解システムが実現される。これは物質の電気的特性や化学反応が一般に温度依存性を持つ事による。電極を用いる検出器は物質の電気的特性を利用し、電解は電気化学反応を利用しているため、温度が安定している方が好ましく、冷却システムを備える事が好ましい。
【００４４】
希釈部２０は、電解部５により生成した電解水１８を水で希釈するように設けられる。このことにより、適切な有効塩素濃度を有する電解水１８を生成することができ、この電解水１８を吐出口１４から吐出させることができる。
また、電解部５により生成した電解水１８を希釈部２０で希釈することにより、製造する電解水１８の量を多くすることができる。希釈に用いる水は例えば、水道水である。電解水１８を水道水で希釈する場合、蛇口に接続した電磁弁２３により水道水を希釈部２０に供給することができる。電解液を希釈した後に電解する方法も可能であるが、希釈水の含まれるミネラル成分等が電解用電極に析出して電解能力が低下したり、希釈水に含まれる成分を電解してしまって電解水の濃度やｐＨがばらついたりする事がある。よって、本実施例のように電解部で電解液を電解した後に、水道水等の希釈水で希釈する事は好ましい。
【００４５】
希釈部２０は、電解部５で生成した電解水１８の流れが希釈する水の流れに合流するように設けられてもよい。この場合、希釈部２０は、実質的に水平方向に流れる水の流れに電解部５で生成した電解水１８の流れが合流するように設けることができる。また、希釈部２０は、希釈する水の流れにより生じるベンチュリー効果により電解部５で生成した電解水１８が吸引されるように設けられてもよい。
また、希釈部２０は、電解部５で生成した電解水１８及び希釈する水が流入する希釈槽において希釈するように設けられてもよい。
【００４６】
希釈部２０において希釈する水の量を変えることができるように電解装置６０を設けてもよい。例えば、希釈部２０に供給する水の量を変化させることができるように、電磁弁２３を設けることができる。このことにより、有効塩素濃度の異なる電解水１８を生成することができ、電解水１８の用途により電解水の有効塩素濃度を変えることができる。
また、通常濃度の電解水１８と、高濃度の電解水１８とを切り替えることができるように制御部６を設けることができる。制御部６は、電磁弁２３を制御することにより電解水１８の濃度を切り替えることができる。例えば、通常濃度の電解水１８の有効塩素濃度は、１５〜２５ｐｐｍとすることができ、高濃度の電解水１８の有効塩素濃度は、４５〜５５ｐｐｍとすることができる。
更に切替式の電磁弁に替えて電動ニードルバルブを備える事は更に好ましい。電動ニードルバルブであれば、流量を連続的に変化させる事ができるので最大流量時の最低濃度から連続的に任意のより高い濃度の電解水を生成する事ができる。
【００４７】
電解水１８を希釈する水により電解部５を冷却する冷却部５４を設けることができる。このことにより、電極の電気抵抗や電解液の液抵抗による発熱や電解部内で生じる各種化学反応の反応熱により電解部５の温度が高くなることを抑制することができ、電解効率が変化して濃度ばらつきを生じたり、熱によって電解部や電極の寿命が低下したりすることを抑制することができる。冷却部５４は、例えば、希釈する水が流れる冷却水流路５３とすることができる。これにより、冷却水が流れる流路を一体として電解部として製造する事ができ、余分な部品や取り付け作業が増える事を抑制できるので好ましい。
【００４８】
図１２は、第６実施形態の電解装置６０の一部の概略断面図である。冷却水流路５３は、例えば、図１２のように、希釈部２０の上流部に設けられた冷却水流入口５６から水道水が冷却水流路５３に流入し、電解用電極対１の周りを水道水が流れた後、希釈部２０の下流部に設けられた冷却水流出口５７から水道水が流出するように設けることができる。このように冷却水流路５３を設けることにより、電解水１８の希釈に用いる水道水を利用して電解部５を冷却することができる。
冷却水流路５３は、図１２のように電解部５の構造部材５２に設けられてもよく、電解部５の周りに設けられた配管であってもよい。
【００４９】
電解装置６０は、攪拌部１９を備えることができる。攪拌部１９は、希釈部２０により希釈された電解水１８が攪拌部１９に流入し、攪拌部１９から流出した電解水１８が吐出口１４に供給されるように設けられる。このような攪拌部１９を備えることにより、電解部５及び希釈部２０で次亜塩素酸類に転換しきれなかった塩素ガスを次亜塩素酸類に転換することができる。このことにより、吐出口１４から吐出する電解水１８のｐＨや有効塩素濃度を安定化することができ、安定した品質の電解水１８を生成することができる。攪拌部１９は、乱流が生じる水槽であってもよく、攪拌子を備えた攪拌槽であってもよい。
【００５０】
攪拌部１９はなくても構わないが、備える方が濃度がより安定する。また、万が一何らかの原因で、電解部５、希釈部２０、電解水流路で、塩素分子が次亜塩素酸類に変換されないような事があっても、攪拌部１９を備える事で塩素分子の次亜塩素酸類への変換が促進されるため塩素ガスの放出抑制及び次亜塩素酸濃度をより高める効果がある。例えば電解部５で生成される塩素ガスが電解部５内の水溶液に対して比較的大量であって希釈部２０から吐出口までの電解水流路が極端に短い場合には未変換の塩素ガスが吐出される場合がある。このような場合には攪拌部１９を備えて、電解水流路の実効長さを長くすると共に、塩素ガスの気泡を攪拌部１９の乱流によって細かい気泡にして単位塩素ガス量当りの気泡表面積を増大するとともに、希釈水分子との接触回数を増やす事で、塩素ガスを効率よく次亜塩素酸類に変換できる。これにより塩素ガスが大気中に放出される事を抑制し、電解水の有効塩素濃度を高める事ができる。
【００５１】
吐出口１４は、注ぎ口部材２４に接続することができる。このことにより、電解装置６０で生成した電解水１８を注ぎ口に供給することができ、この注ぎ口からバケツ５１などに電解水１８を注水することにより、電解水１８をさまざまな用途に使用することが可能になる。例えば、注ぎ口部材２４はフレキシブルホースとすることができる。なお、吐出口１４が注ぎ口であってもよい。
【００５２】
制御部６は、電解水生成部２を制御する。制御部６は、ポンプ８、電解用電極対１、電磁弁２３又は検出用電極２６と信号線又は電力供給線により接続することができる。また、制御部６は、検出部２５を含んでもよい。また、制御部６は、検出用電極２５に接続してもよく、検出用電極２５と共に検出部２５を構成してもよい。
制御部６は、操作部１１からの信号を入力できるように設けられる。操作部１１は、操作ボタンであってもよく、タッチパネルであってもよい。また、操作部１１は、制御部６と信号線で接続されてもよく、電解装置６０を遠隔操作するものであってもよい。
【００５３】
電解水検出実験
図２（ｃ）かつ図１０のような電解部５を作製し、電解用電極１で生成した電解水１８を検出用電極２６で検出する実験を行った。検出用電極の有効面の大きさは３ｍｍ×３ｍｍで、電極間の距離は２ｍｍである。また、電極の材料としては電解用の電極と同じものを使用した。実験結果を図１３、１４に示す。
図１３は、電解部５に供給された電解液１２を電解用電極１により電気分解し電解水１８を生成する際の検出用電極２６の検出電流の変化を示したグラフである。電解水１８が正常に生成されている場合、検出用電極２６の検出電流は上下動することがわかった。また、検出電流が小さい状態が続く時間は５秒以下であることがわかった。これは、電気分解により生成した塩素ガスや水素ガスの気泡と、電解水とが交互に検出用電極２６を通過するためと考えられる。従って、このような検出電流の上下動が生じているか否かを検出することにより、電解水１８が正常に生成されているか否かを検出できることがわかった。また、検出電流が小さい状態が５秒以上続くことを検出することにより、電解部５に電解液１２が供給されていないことを検出することができることがわかった。
【００５４】
図１４は、電解部５への電解液１２の供給を停止した場合の検出用電極２６の検出電流の変化を示したグラフである。電解液１２の供給を停止すると、供給停止後約５秒で検出電流の上下動が測定されなくなった。このことから電解液１２の供給停止を検出用電極２６により早期に検出できることがわかった。
同様に、図２（a）かつ図９のように電解部から吐出口までの配管中に検知用電極を備えた構造とする事もできる。配管の内径は約３ｍｍとして実験を行った所、同様の結果が得られた。
なお検出用の電極の引き出し端子（ポスト）は、供給口に近い方に設置する事が好ましい。このように設置すれば、端子部及び端子部近傍の電極は反応性の高い気体や濃度の高い電解水に晒される事が比較的少なくなるので端子及び端子と電極の接合部に不具合が生じにくい。
本発明の電解装置に含まれる検出部は特に電解用電極を傾斜して用いる電解装置に適している。傾斜して設置した電解用電極は電解効率が向上する半面、電解液の供給状態の変化に対して生成される電解水の濃度が急激に変化しやすい。したがって、早期に異常検出できる本発明の検出部を用いる事は好ましい。更に、検知用電極も傾斜して備える方が感度が良くなるため、傾斜した電解用電極と傾斜した検知用電極を備える電解装置は、電解性能とともに安全性や信頼性を高くすることができる。
【００５５】
有効塩素濃度測定実験
図１に示した電解装置６０に含まれる電解部５のような電解装置を作製し電極対１の鉛直方向に対する傾斜角度を変化させて電解実験を行った。電極対１には、長辺８ｃｍ、短辺３ｃｍの１ｍｍ厚のチタン板からなる電極（Ｔｉ電極という）と、長辺８ｃｍ、短辺３ｃｍの１ｍｍ厚のチタン板に白金とイリジウムを焼結法によりコーティングした電極（Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極という）とを用いた。Ｔｉ電極とＰｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極とが略平行で電極間距離が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内となるように電極対１を塩化ビニル樹脂製の構造部材２０に固定し電解装置を作製した。また、Ｔｉ電極が陰極となり、Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極が陽極となるように電源装置と電極対１とを接続した。
電極対１の鉛直方向に対する傾斜角度が約−８０度〜約＋８０度となるように、設置角度を変えて作製した電解装置を設置し、電解液流路７に２〜４％の塩化ナトリウムと０．３〜０．４％の塩酸の混合水溶液を下側から一定流量で供給した。なお、電極対１が鉛直であるとき傾斜角度は０度であり、Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極（陽極）が上側となるように電極対１を傾斜させたとき傾斜角度はプラスの角度であり、Ｐｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極が下側となるように電極対１を傾斜させたとき傾斜角度はマイナスの角度である。
そして、電源装置により電極対１に５Ａの定電流を供給し、塩化ナトリウムと塩酸の混合水溶液を電解処理した。また、印加電圧は、約４〜５Ｖの間であった。また、電解処理後の水溶液の有効塩素濃度（ｍｇ／Ｌ）の測定を行った。有効塩素濃度の測定法は酸化による呈色反応により評価したので、本実施例における有効塩素濃度は、酸化力のある全反応性物質の量を有効塩素濃度として評価した値を指す。
【００５６】
有効塩素濃度実験の測定結果を図１５に示す。なお、図１５に示した有効塩素濃度は、１Ｌ希釈に規格化した場合の有効塩素濃度である。本結果によると、陽極であるＰｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極が上側となるように電極対１を傾けると、傾斜角度が２０度〜８５度の範囲で電解処理後の水溶液の有効塩素濃度を高めることができ特に５０度〜８０度が高かった。
逆に、陽極であるＰｔ−Ｉｒ被覆Ｔｉ電極が下側となるように電極対１を傾けると、電解処理後の水溶液の有効塩素濃度は低下した。
従って、電極対１を陽極が上側となり陰極が下側となるように傾斜して配置することにより、生成する電解水の有効塩素濃度を高くすることができることがわかった。
また、０度付近よりマイナス側では少しの角度変化で大きく有効塩素濃度が低下する。したがって０度よりプラス側、すなわち電極対１を陽極が上側となり陰極が下側となるように傾斜して配置しておいた方が、設置角度のばらつきに対して安定的であり、有効塩素濃度も高くできるので、実用上好ましく、特に２０度以上８０度以下が更に好ましい。
【符号の説明】
【００５７】
１： 電解用電極又は電解用電極対    ２：電解水生成部    ３：陽極    ４：陰極    ５：電解部    ６：制御部・電源部    ７：電解液タンク    ８：電解液用ポンプ    １０：電解液供給部    １１：操作部    １２：電解液    １４：吐出口    １８：電解水    １９：攪拌部    ２０：希釈部    ２３：電磁弁    ２４：注ぎ口部材    ２５：検出部    ２６：検出用電極    ２８：筐体    ４１：水道水流入口    ４２：電解液流入口    ５１：バケツ    ５２：構造部材    ５３：冷却水流路    ５４：冷却部    ５６：冷却水流入口    ５７：冷却水流出口    ６０：電解装置
【要約】
【課題】本発明は、電解槽内の異常を検出する検出器を備えて異常の発生を迅速に検出することができるとともに、環境変化によって正常状態であるのに誤って異常と判断して電解を停止してしまう誤動作を起こす事の少ない電解装置を提供する。
【解決手段】本発明の電解装置は、供給される電解物質を電気分解し電気分解生成物を排出するように設けられた電解部と、検出部とを備え、前記電解部は、電解用電極を備え、前記検出部は、前記電解物質又は前記電気分解生成物又はその両方の混合物の電気的特性を測定する検出用電極を備え、かつ、前記電解部に供給される電解物質の供給量の減少又は前記電解部から排出される電気分解生成物の排出量の減少を検出することを特徴とする。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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