(57)【要約】【課題】長期安定した生成水を得られ、簡素に構成された電解水生成装置を提供する。【解決手段】電解槽２９において電解槽供給管１７より供給された塩水が１０℃以下の場合には、陽極３１ａおよび陰極３１ｂの貴金属コーティングの消耗が激しくなる。このため、電解水ラインには加温機構２３を配設し、この加温機構２３により、電解槽供給管１７を流れる原水を加温することでこの低温による電極の劣化を抑制する。一方、電解次亜水吐出管４１における生成水温度を食品洗浄等に適した水温である０〜１０℃程度にする場合には、冷却機構１８により希釈水供給管１５を流れる原水を冷却する。そして、次亜水希釈部３９において、冷却された原水を電解槽２９から吐出された高濃度電解次亜水と混合し、得られる生成水の温度を所望の温度に制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内で食塩水を電解することで次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水で希釈して所定の塩素濃度の電解水を得る電解水生成装置において、原水を前記電解槽に供給する給水ラインと、食塩水を前記電解槽に供給する食塩水供給ラインと、前記電解槽より吐出された次亜塩素酸ナトリウム水溶液に対し原水を加えることで該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を希釈する希釈ラインと、前記給水ラインに供給された前記原水を加温若しくは冷却する第１の熱交換手段を備えたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
前記希釈ラインに加えられた原水を加温若しくは冷却する第２の熱交換手段を備えた請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
電解槽内で食塩水を電解することで次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水で希釈して所定の塩素濃度の電解水を得る電解水生成装置において、原水を前記電解槽に供給する給水ラインと、食塩水を前記電解槽に供給する食塩水供給ラインと、前記電解槽より吐出された次亜塩素酸ナトリウム水溶液に対し原水を加えることで該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を希釈する希釈ラインと、該希釈ラインに加えられた原水を加温若しくは冷却する第２の熱交換手段を備えたことを特徴とする電解水生成装置。
【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係わり、特に長期安定した生成水を得られ、簡素に構成された電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電解水生成装置のうち、電解次亜水（電解次亜塩素酸ナトリウム水溶液）生成装置は食品等の殺菌洗浄又は上水道やプール等の滅菌消毒用に用いられている。そして、このような電解次亜水生成装置としては、例えば特許文献１に示すような電解水生成装置がある。
【０００３】
電解次亜塩素酸ナトリウム水溶液の生成装置は、主として被電解溶液の入れられる電解槽、電気分解に必要な直流電源を供給する電源装置、原水に高濃度の食塩水を添加する高濃度食塩添加装置及び配管部から構成される。
【０００４】
この特許文献１に記載の装置では、装置に供給された原水が、電解槽に向かう給水ライン経路と電解槽で生成された電解次亜水を希釈する希釈ライン経路とに分配して供給されるようになっている。そのため、電解槽内では高濃度の電解次亜水が生成され、これが原水により希釈される。従って、原水に添加される食塩等を有効に利用することができる。
【特許文献１】特願２００３−９７８７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この電解水生成装置に供給される原水としては、一般に水道水や井戸水等が使用される。そして、この原水温度が低温になると（一般的に白金イリジウム焼成電極で１０℃以下、白金メッキ電極で４℃以下、ルテニウム系電極で１３℃以下）、電極の消耗が著しく激しくなるという問題があった。
【０００６】
水温と電極消耗速度の関係を白金イリジウム焼成電極について説明する。白金イリジウム焼成電極の消耗速度は、水温２０℃における値で電極消耗速度を１とすると、１０℃では１．３倍程度、８℃では約２倍、５℃では約３倍となる。電極寿命は電極の消耗速度に反比例するので、２０℃での電極寿命を１とすると１０℃では０．７５倍程度、８℃では０．５倍程度、５℃では０．３〜０．４倍程度となる。
【０００７】
このように、原水温度が低温になった場合に電極寿命が下がるのは、電極部に塩素発生以外の反応が起こることに起因すると一般的には考えられている。このため、寒冷地等、原水の温度が低い地域では、原水を加温する等の必要があるが、従来は原水全量を加温することで対処していた。
【０００８】
一方、電解次亜水を食品洗浄等に用いる場合には、菌の繁殖を抑えるため０〜１０℃程度の水温で洗浄することが好ましいとされている。この場合、前述の通り電解槽で生成した水温が高くなっている場合には、生成水を冷却して使用する必要がある。しかしながら、このためには、電解水生成装置の出口部に耐食性に優れた高価な冷却装置（例えば配管にチタンを利用したもの等）を用いる必要があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、長期間安定に電解水を製造できる、簡素に構成された電解水生成装置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】
【００１０】
このため本発明（請求項１）は、電解槽内で食塩水を電解することで次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水で希釈して所定の塩素濃度の電解水を得る電解水生成装置において、原水を前記電解槽に供給する給水ラインと、食塩水を前記電解槽に供給する食塩水供給ラインと、前記電解槽より吐出された次亜塩素酸ナトリウム水溶液に対し原水を加えることで該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を希釈する希釈ラインと、前記給水ラインに供給された前記原水を加温若しくは冷却する第１の熱交換手段を備えて構成した。
【００１１】
原水の温度（原水温）が低い場合（一般的に１０℃以下）は、電極寿命が短くなるおそれがある。従って、原水温が低い場合は、電解槽への給水ラインに加温機構を設けることにより電解槽内の水温を上昇させ、低温による電極の劣化を抑制する。この際、電極寿命に影響を与えるのは電解槽内の水温だけであるので、希釈ラインの加温は行なわくてもよい。このことにより加温機構の小型化、若しくは加温量の低減を図ることができる。
【００１２】
一方、原水温が高い場合（一般的には３０℃以上）は、炭酸カルシウムの溶解度が下がり、カルシウムスケールの付着が著しくなる、若しくは次亜塩素酸ナトリウムが分解し、所定の濃度の電解次亜水が得られなくなる等のおそれがある。従って、原水温が高い場合は、電解槽への給水ラインに冷却機構を設けることにより電解槽内の水温を降下させ、高温によるスケール付着の増加を抑制する。この際、スケールに影響を与えるのは電解槽内の水温だけであるので、希釈ラインの加温は行わなくてもよい。このことにより冷却機構の小型化、若しくは冷却量の低減を図ることができる。
【００１３】
また、本発明（請求項２）は、前記希釈ラインに加えられた原水を加温若しくは冷却する第２の熱交換手段を備えて構成した。
【００１４】
生成水の水温を低温化して使用する場合は、従来生成水全体を冷却するという方法が一般的であるが、生成水には塩分及び次亜塩素酸分を含有するので、耐食性に優れた高価な冷却装置を用いる必要があった。本発明においては、希釈ラインに加えられた原水のみを冷却し、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を希釈して低温化をはかるため、生成水全体の冷却を行う必要がない。
【００１５】
以上により、必要な温度の生成水を簡素な構造で得ることができる。なお、生成水を高温で使用したい場合には、希釈ラインに加えられた原水のみを加温することで、同様の効果を得ることができる。
【００１６】
更に、本発明（請求項３）は、電解槽内で食塩水を電解することで次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水で希釈して所定の塩素濃度の電解水を得る電解水生成装置において、原水を前記電解槽に供給する給水ラインと、食塩水を前記電解槽に供給する食塩水供給ラインと、前記電解槽より吐出された次亜塩素酸ナトリウム水溶液に対し原水を加えることで該次亜塩素酸ナトリウム水溶液を希釈する希釈ラインと、該希釈ラインに加えられた原水を加温若しくは冷却する第２の熱交換手段を備えて構成した。
【００１７】
例えば、食品洗浄等を行う際の生成水の好ましい水温は０〜１０℃程度であるが、この水温の原水を電解槽に供給すると電極の劣化が激しくなる。一般的に原水として使用される水道水、井戸水、工業用水等の水温は１０℃から３０℃程度であるが、電解槽への供給水としては、１０℃から３０℃のそのままの温度の方が望ましい。よって、希釈ラインのみに冷却機構を設け、電解槽への供給水にはそのままの原水を使用することにより、生成水の水温を上記範囲に制御する。なお、生成水を高温で使用したい場合には、希釈ラインに加えられた原水のみを加温することで、同様の効果を得ることができる。
【００１８】
本発明（請求項３）によれば、請求項２と同様に、必要な温度の生成水を簡素な構造で得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、給水ラインに第１の熱交換手段を備えて構成したので、加温若しくは冷却機構の小型化、加温量若しくは冷却量の低減を図ることができる。また、希釈ラインに加えられた原水を加温若しくは冷却する第２の熱交換手段を備えることにより、所望の温度の生成水を簡素な構造で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態である電解水生成装置の構成図を図１に示す。なお、図中、実線で示す線は通常の電解水生成時に使用される配管を示し、点線で示す線は電気系統を示すものとする。
【００２１】
まず、通常の電解水生成時に使用される配管（実線）について説明する。図１において、原水供給管１１には、主バルブ１を介して水道や井戸等から原水が供給されるようになっている。また、この原水供給管１１には、原水分岐部１３が連結されており、この原水分岐部１３には、希釈水供給管１５と電解槽供給管１７とが連結されている。
【００２２】
そして、希釈水供給管１５は、水量調節弁１６及び冷却機構１８を介して、次亜水希釈部３９に連結されている。冷却機構１８は、希釈水供給管１５を流れる原水を冷却するようになっている。流量検出器２２で検出された流量は制御部３５に入力され、設定流量との間で演算が行われる。この演算結果は、弁制御信号として制御部３５から出力される。ここに、水量調節弁１６は、この弁制御信号に基づいて、希釈水供給管１５を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００２３】
一方、電解槽供給管１７は、水量調節弁１９及び加温機構２３を介して、塩水添加部４９に連結されている。ここに、加温機構２３は、電解槽供給管１７を流れる原水に対し加温するようになっている。流量検出器３２で検出された流量は制御部３５に入力され、設定流量との間で演算が行われる。この演算結果は、弁制御信号として制御部３５から出力される。ここに、水量調節弁１９は、この弁制御信号に基づいて、電解槽供給管１７を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００２４】
塩水添加部４９には、食塩水供給ライン４５が連結されている。そして、この食塩水供給ライン４５は、塩水供給ポンプ４７を介して飽和塩水タンク４３まで至るようになっている。
【００２５】
ここに、飽和塩水タンク４３には、塩水添加部４９で添加される飽和塩水が納置されている。この飽和塩水は、一般に、固体の食塩に対して水道水等が給水されることで生成されている（図示略）。また、塩水供給ポンプ４７は、飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水を塩水添加部４９まで圧送するようになっている。
【００２６】
そして、この電解槽供給管１７は、電解槽２９に連結されている。電解槽２９には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂが対向して配設されている。そして、陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、直流電源３３から所定値の電解電圧が印加されるようになっている。また、電解槽２９は無隔膜の例である。
なお、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを構成する電極の材質としては、例えば白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又は酸化物からなるものが挙げられる。
【００２７】
更に、この電解槽２９には、電解槽吐出管３７が連結されており、この電解槽吐出管３７は、次亜水希釈部３９に連結されている。
そして、次亜水希釈部３９には、電解次亜水吐出管４１と上述した希釈水供給管１５とが連結されており、この電解次亜水吐出管４１からは、この装置で生成した電解次亜水が、装置外部に吐出されるようになっている。
【００２８】
次に、電気系統（点線）について説明する。
電解槽２９の陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、上述したように、直流電源３３から電解電圧が印加されるようになっている。そのため、陽極３１ａ及び陰極３１ｂと直流電源３３との間は、電源線により接続されている。
また、制御部３５には流量検出器２２、３２から流量検出信号が入力され、また制御部３５からは、水量調節弁１６、１９へ弁制御信号が出力されている。
【００２９】
次に、本発明の実施形態である電解水生成装置の動作について説明する。
図１において、水道や井戸等から原水供給管１１に供給された原水は、原水分岐部１３で、希釈水供給管１５に向かう流路（以下、希釈水ラインという）と電解槽２９に向かう流路（以下、電解水ラインという）とに所定水量ずつ分配供給される。ここに、原水の温度が１０℃以下の場合についてまず説明する。
【００３０】
電解槽２９に供給される塩水の濃度は一般的に５〜４０ｇ／Ｌの範囲であるが、本実施例では２０ｇ／Ｌとした。陽極３１ａおよび陰極３１ｂとして白金イリジウム焼成電極を用い、電解次亜水吐出管４１における生成水有効塩素濃度は３ｇ／Ｌとした。電解槽吐出管３７を流れる流量は８００ｍＬ／分とした。詳細条件は表１の通りである。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
電解槽２９において電解槽供給管１７より供給された塩水が１０℃以下の場合には、陽極３１ａおよび陰極３１ｂの貴金属コーティングの消耗が激しくなる。このため、電解水ラインには加温機構２３を配設し、この加温機構２３により、電解槽供給管１７を流れる原水を加温することでこの低温による電極の劣化を抑制する。なお、加温機構２３は、塩水添加部４９の前後のいずれに設けてもよい。電解槽２９内の水温は１０〜３０℃が望ましく、１５〜２５℃が更に望ましい。この際、電極の寿命に影響を与えるのは電解槽２９内の水温だけであるので、希釈水ラインを加温する必要はない。このことにより、加温機構２３の小型化、及び加温量の低減を図ることができる。
【００３３】
一方、電解次亜水吐出管４１における生成水温度を食品洗浄等に適した水温である０〜１０℃程度にする場合には、冷却機構１８により希釈水供給管１５を流れる原水を冷却する。そして、次亜水希釈部３９において、冷却された原水を電解槽２９から吐出された高濃度電解次亜水と混合し、得られる生成水の温度を所望の温度に制御する。このことにより、冷却機構の小型化、および冷却量の低減が可能となる。
【００３４】
次に、上記とは逆に、電解槽供給管１７より供給された塩水の温度が高い場合（一般的には３０℃以上）は、電解槽２９における炭酸カルシウムの溶解度が下がり、カルシウムスケールの付着が著しくなる、若しくは次亜塩素酸ナトリウムが分解し、所定の濃度の電解次亜水が得られなくなる等のおそれがある。この場合、電解槽２９への給水ラインである電解槽供給管１７に加温機構２３に代えて冷却機構１８を設けることにより電解槽２９内の水温を降下させ、高温によるスケール付着の増加を抑制する。なお、冷却機構１８は、塩水添加部４９の前後のいずれに設けてもよい。この際、スケールに影響を与えるのは電解槽２９内の水温だけであるので、希釈ラインの冷却は行わなくてもよい。このことにより、冷却機構の小型化、若しくは冷却量の低減を図ることができる。
【００３５】
このように、原水の温度と必要とされる生成水の温度如何により給水ライン若しくは希釈ラインを冷却若しくは加温することが望まれるが、この間の関係を表２にまとめて示す。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２において、例えば、原水温度が７℃で必要とされる生成水の温度が２０℃の場合には、給水ライン及び希釈ラインの双方に加温機構を配設する。なお、原水温度が７℃で必要とされる生成水の温度も７℃（原水温と同程度）の場合には、給水ラインにのみ加温機構を配設し、希釈ラインには加温機構、冷却機構のいずれも配設する必要はない。
【００３８】
また、例えば、原水温度が２０℃で必要とされる生成水の温度が１０℃の場合には、給水ラインには加温機構、冷却機構のいずれも配設する必要はないが、希釈ラインには冷却機構を配設する。更に、例えば、原水温度が３５℃で必要とされる生成水の温度が１０℃の場合には、給水ライン及び希釈ラインの双方に冷却機構を配設する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態である電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
【００４０】
１３    原水分岐部
１８    冷却機構
２３    加温機構
２９    電解槽
３１ａ  陽極
３１ｂ  陰極
３９    次亜水希釈部
４３    飽和塩水タンク
４９    塩水添加部
【図１】
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