(57)【要約】【課題】互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして有隔膜電解する電解生成水の製造方法および製造装置であって、特定された特性が互いに同一特性である電解生成水を選択的に製造する。【解決手段】各被電解水を使用して有隔膜電解された場合に特定された特性が同一特性となる電解条件を予め設定しておき、各被電解水の選択的な切替えに応じて、電解条件を設定された電解条件に切替えることを特徴とする電解生成水の製造方法および製造装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被電解水を有隔膜電解槽にて電解して電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水をそれぞれ同期的に製造する電解生成水の製造方法であって、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性の電解生成水を生成する電解生成水の製造方法であり、各被電解水を使用して有隔膜電解された場合に特定された特性が同一特性となる電解条件を予め設定しておき、前記各被電解水の選択的な切替えに応じて、電解条件を設定された電解条件に切替えることを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電解生成水の製造方法において、前記各被電解水は、電解助剤が塩化ナトリウムを主要成分とする被電解水と、電解助剤が塩化カリウムを主要成分とする被電解水であることを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電解生成水の製造方法において、電解生成水の特定された特性は、電解生成酸性水のｐＨまたは残留塩素濃度であることを特徴とする電解水製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解生成水の製造方法において、予め設定される電解条件は電解電流値であることを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電解生成水の製造方法を実施するための電解生成水の製造装置であり、有隔膜電解槽と、同有隔膜電解槽の各電解室に被電解水を導入する導入管路と、前記有隔膜電解槽の各電解室で生成された各電解生成水を導出する一対の導出管路と、互いに異なる電解助剤を含有する各被電解水を前記被電解水の導入管路に選択的に導入する被電解水切替手段と、同被電解水切替手段の切替えに応じて電解条件を切替える電解条件切替手段を備えることを特徴とする電解生成水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被電解水を有隔膜電解槽にて電解して電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水をそれぞれ同期的に製造する電解生成水の製造方法および製造装置であって、特に、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性の電解生成水を製造する電解生成水の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解助剤を含有する被電解水を有隔膜電解槽にて電解して、同期的にそれぞれ生成される電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水は、それぞれが有する機能に応じて広い分野で使用されている。特に、電解生成酸性水は、殺菌能、雑菌駆除能、植物の生育補助能等を有することから、たとえば、各種の機器、機具の洗浄殺菌処理用水として、各種の使用水の雑菌処理用水として、各種植物の栽培途中の病害駆除処理用水として、各種植物の栽培途中の生育補助処理用水として使用される。また、電解生成アルカリ性水は、有機物等に起因する汚染に対する洗浄能、食品の品質改良能等を有することから、各種機器の清浄化処理用水として、食品の品質を改良する処理用水として使用される。
【０００３】
ところで、当該電解生成水の製造方法では、被電解水の電解助剤としては、コストの面から、塩化ナトリウム、具体的には食塩を使用しているのが一般である。しかしながら、例えば、農業分野向けの電解生成水の製造においては、特に植物の栄養分や、植物に対するナトリウムの影響等を考慮して、電解助剤として、食塩に比較して極めて高価格である塩化カリウムが使用されている。
【０００４】
例えば、各電解生成水の農業分野での使用態様を考慮すると、電解生成水の使用態様としては、電解生成水を、栽培する植物の根、茎、葉等に直接触れるような栽培植物に直接接触する使用態様と、農機具、その他の資材、施設等の洗浄殺菌処理や清浄化処理に使用するような使用態様とがある。これらの使用態様のうち、栽培植物に直接接触することがない使用態様である後者の使用態様では、被電解水が含有する電解助剤としては、塩化カリウムである必要はなく、塩化カリウムに比較して極めて安価な食塩で十分である。このため、これらの両使用態様を有する電解生成水の製造では、１台の電解水製造装置で、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けできる装置や、このような複数種類の被電解水を使い分けして有隔膜電解を実施することができれば、経済的に有利である。
【０００５】
この場合、電解生成水である電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水には、用途に応じた特性が要求されることから、少なくとも特定された特性については、被電解水の種類を切替えても、同一特性の電解生成水が製造されることが要請される。かかる要請に対応する電解生成水の製造方法や製造装置については、未だ提案されていないのが実状である。
【０００６】
但し、１台の電解生成水の製造装置によって、互いに異なる電解助剤を含有する２種類の被電解水を使用することができる製造方法および製造装置については、「電解整水方法及び装置」なる名称で特許出願されている（特許文献１参照）。
【０００７】
当該電解整水方法および装置は、生成される電解生成酸性水のｐＨを、強力な殺菌能を有するのに必要な低い値に低下することができるように意図したものである。当該電解整水製造装置は、有隔膜電解槽と無隔膜電解槽、および、電解助剤（ＮａＣｌ＋ＣａＣｌ2）を含有する被電解水を収容する被電解水貯留槽と、電解助剤（ＮａＣｌ＋ＨＣｌ）を含有する被電解水を収容する貯留槽を備えている。当該電解整水装置を使用する電解整水方法では、有隔膜電解槽で生成された電解生成酸性水を無隔膜電解槽で再度電解することによって、有隔膜電解槽にて生成された電解生成酸性水のｐＨを低下させるもので、かかる２度の電解において、必要により、いずれか一方の被電解水を有隔膜電解槽に導入し、かつ、いずれか他方の被電解水を無隔膜電解槽に導入する方式を採っている。
【特許文献１】特開平６−２３８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、当該電解整水方法および装置は、互いに異なる電解助剤を含有する２種類の被電解水を使用することができる製造方法および製造装置ではあるが、各被電解水を選択的に使い分けるためのものではなく、必要時に各被電解水を任意に使用して、有隔膜電解にて生成された電解生成酸性水のｐＨを無隔膜電解することによって、大幅に低下させようとするものである。また、当該電解整水方法および装置では、互いに異なる電解助剤を含有する２種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性である電解生成水を選択的に製造するものではなく、また、このような電解生成水を製造することはできないものである。
【０００９】
本発明の目的は、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして有隔膜電解する電解生成水の製造方法および製造装置であって、特定された特性が互いに同一特性である電解生成水を選択的に製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被電解水を有隔膜電解槽にて電解して電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水をそれぞれ同期的に製造する電解生成水の製造方法および製造装置に関し、特に、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性の電解生成水を選択的に製造する電解生成水の製造方法および製造装置に関するものである。
【００１１】
しかして、本発明に係る電解生成水の製造方法においては、各被電解水を使用して有隔膜電解された場合に、特定された特性が同一特性となる電解条件を予め設定しておき、前記各被電解水の選択的な切替えに応じて、電解条件を設定された電解条件に切替えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る電解生成水製造方法においては、前記各被電解水としては、電解助剤が塩化ナトリウム（食塩）を主要成分とする被電解水と、電解助剤が塩化カリウムを主要成分とする被電解水を採用することが好ましい。また、本発明に係る電解生成水の製造方法においては、電解生成水の特定の特性としては、電解生成酸性水のｐＨまたは残留塩素濃度であることが好ましい。また、本発明に係る電解生成水の製造方法においては、予め設定される電解条件としては、電解電流値であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る電解生成水の製造装置は、本発明に係る電解生成水の製造方法を実施するための製造装置であって、有隔膜電解槽と、同有隔膜電解槽の各電解室に被電解水を導入する水導入管路と、前記有隔膜電解槽の各電解室で生成された各電解生成水を導出する一対の電解生成水導出管路と、互いに異なる電解助剤を含有する被電解水を前記被電解水の導入管路に選択的に導入する被電解水切替手段と、同被電解水切替手段の切替えに応じて電解条件を切替える電解条件切替手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電解生成水の製造方法は、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性の電解生成水を選択的に製造する電解生成水の製造方法であり、また、本発明に係る電解生成水の製造装置は、本発明に係る電解生成水の製造方法を実施するための製造装置である。
【００１５】
本発明に係る電解生成水の製造方法は、各被電解水を使用する有隔膜電解において、特定の特性が同一特性である電解生成水が生成される電解条件を予め設定しておき、前記各被電解水の選択的な切替えに応じて前記設定された電解条件に切替えるものである。
【００１６】
これにより、互いに異なる電解助剤を含有する各被電解水を使い分けして、所望の特性が同一特性である電解生成水（電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水）を製造することができる。このため、高価な電解助剤の使用が要求される使用態様向けの電解生成水の製造では、被電解水を、高価な電解助剤を含有する被電解水に切替え、かつ、廉価な電解助剤で十分である使用態様向けの電解生成水の製造では、被電解水を、廉価な電解助剤を含有する被電解水に切替えることができる。
【００１７】
このため、本発明に係る電解生成水製造方法および製造装置によれば、１台の電解生成水の製造装置によって、互いに異なる電解助剤を含有する複数の被電解水を使い分けして、所望の電解生成水を経済的に有利に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る電解生成水製造方法は、互いに異なる電解助剤を含有する複数種類の被電解水を使い分けして、特定された特性が同一特性の電解生成水を選択的に製造する電解生成水の製造方法である。また、本発明に係る電解生成水の製造装置は、本発明に係る電解生成水の製造方法を実施するのに好適な製造装置である。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る電解生成水の製造装置は、農業の各分野向け使用態様の電解生成水を製造する装置であり、電解助剤である食塩（塩化ナトリウム）を含有する被電解水と、電解助剤である塩化カリウムを含有する被電解水を任意に使い分けて、電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水を製造することができるものである。従って、当該電解生成水の製造装置は、本発明に係る電解生成水の製造方法を実施することができるものである。
【００２０】
農業の分野での電解生成水の使用態様では、電解生成酸性水の殺菌能、雑菌駆除能、植物の生育補助能等を利用する使用態様と、電解生成アルカリ性水の洗浄能、植物の生育補助能等を利用する使用態様とがある。これらの使用態様のうち、植物の根、茎または葉に直接接触する使用態様を採る電解生成水、例えば電解生成酸性水では、電解助剤である塩化カリウムに起因するＫ分を栄養分として利用し、かつ、電解助剤である食塩に起因するＮａの影響を回避する必要がある。このため、当該電解生成酸性水を生成するための被電解水として、塩化カリウムを電解助剤として含有する被電解水が採用される。但し、塩化カリウムは、食塩（塩化ナトリウム）に比較して極めて高価な電解助剤である。
【００２１】
一方、各種の農機具、機器、施設の清浄化を意図する使用態様では、電解助剤が塩化カリウムであることの有利性や食塩であることの不利といった問題がないことから、当該電解生成酸性水を生成するための被電解水として、食塩を電解助剤として含有する被電解水が採用される。食塩は、塩化カリウムに比較して極めて廉価であることから、食塩を電解助剤とする被電解水を使用することは、経済的に極めて有利である。
【００２２】
従って、生成される電解生成水が農業分野向けの使用態様を採る場合には、１台の電解生成水の製造装置で、電解助剤が食塩である被電解水と、電解助剤が塩化カリウムである被電解水を、必要により、任意に使い分けできるようにすることが経済的に有利である。この場合、電解生成水は使用態様に応じた特性を有することが重要なことである。例えば、電解生成酸性水の使用態様では、電解生成酸性水が有する殺菌能が重要な要素であり、当該殺菌能は電解生成酸性水のｐＨや残留塩素濃度に大きく依存する。このため、電解生成酸性水の使用態様では、被電解水が含有する電解助剤が食塩や塩化カリウムに関わらず、選択的に製造される両電解生成酸性水には、ｐＨまたは残留塩素濃度が略同一値であることが要求される。
【００２３】
本発明に係る電解生成水の製造方法の一実施形態では、電解生成酸性水の特定の一特性であるｐＨに着目し、電解助剤が食塩である被電解水を使用して生成される電解生成酸性水のｐＨと、電解助剤が塩化カリウムである被電解水を使用して生成される電解生成酸性水のｐＨが略同一値になる電解条件を設定して、有隔膜電解において、使用する被電解水の選択的な切替え時にその切替えの応じて、電解条件を、予め設定された電解条件に切替えるようにしている。本発明に係る一実施形態の製造方法おいては、両電解生成酸性水のｐＨ値が略同一値となる電解条件を、後述する電解実験に基づいて設定している。
【００２４】
これにより、互いに異なる電解助剤（食塩と塩化カリウム）を含有する各被電解水を使い分けして、ｐＨが略同一値である電電解生成酸性水を選択的に製造することができる。このため、高価な電解助剤の使用が要求される使用態様の電解生成酸性水の製造では、被電解水を、高価な電解助剤（塩化カリウム）を含有する被電解水に切替え、かつ、廉価な電解助剤（食塩）で十分である使用態様の電解生成酸性水の製造では、被電解水を、廉価な電解助剤（食塩）を含有する被電解水に切替えることができる。
【００２５】
本発明に係る電解生成水の製造方法は、図１に示す電解生成水の製造装置を使用して実施することができる。図１には、本発明に係る電解生成水の製造装置の一実施形態を示している。当該電解生成水の製造装置は、有隔膜電解槽１０、被電解水の調製機構２０、および制御装置３０を主要構成部としている。
【００２６】
有隔膜電解槽１０は、それ自体公知のもので、槽本体１１は、中央部にてイオン透過能を有する隔膜１２により区画されて形成されている陽極側電解室Ｒ1と陰極側電解室Ｒ2を備えている。有隔膜電解槽１０においては、陽極側電解室Ｒ1と陰極側電解室Ｒ2に配設されている各電極１３ａ，１３ｂには、制御装置３０から所定電圧の電解電流が印加されるようになっている。制御装置３０は、各電極１３ａ，１３ｂの対する電圧および電流の印加を制御する。また、槽本体１１は、陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に連通する被電解水の導入管路１４ａ，１４ｂと、陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に連通する電解生成水の導出管路１５ａ，１５ｂを備えている。
【００２７】
当該有隔膜電解槽１０においては、電解運転時に、導入管路１４ａ，１４ｂを通して陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に導入される被電解水は、陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2にて所定の電解電圧で所定の電解電流（電解条件）により有隔膜電解される。陽極側電解室Ｒ1にて生成された電解生成水（電解生成酸性水）は、導出管路１５ａから導出されて所望の用途に利用される。また、陰極側電解室Ｒ2にて生成された電解生成水（電解生成アルカリ水）は、導出管路１５ａから導出されて所望の用途に利用される。制御装置３０は、各電解室Ｒ１，Ｒ2の電極１３ａ，１３ｂに印加する電圧および電流を制御する。
【００２８】
被電解水の調製機構２０は、互いに異なる電解助剤を含有する被電解水原液の原液タンク２１ａ，２１ｂ、各原液タンク２１ａ，２１ｂと水道水の導入管路２２とを連結する原液供給管路２３、原液供給管路２３の途中に介装されている切替弁２４および定量ポンプ２５を備えている。各原液タンク２１ａ，２１ｂのうち、第１原液タンク２１ａは食塩の濃厚な水溶液を収容し、第２原液タンク２１ｂは塩化カリウムの濃厚な水溶液を収容している。
【００２９】
当該調製機構２０においては、当該電解生成水の製造装置の電解運転時には、各原液タンク２１ａ，２１ｂに収容されている被電解水の原液を、切替弁２４および定量ポンプ２５を通して、所定量づつ継続して、水道水の導入管路２２の途中に導入する。導入管路２２内に導入された被電解水の原液は、導入管路２２内で水道水と均一に混合して希釈され、設定された濃度の希薄塩水となる。当該希薄塩水は、被電解水として、槽本体１１の陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に継続して導入される。
【００３０】
また、当該調製機構２０においては、切替弁２４の切替操作によって、槽本体１１の陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に導入される被電解水を、食塩の希薄水溶液および塩化カリウムの希薄水溶液に任意に切替えることができる。切替弁２４の切替操作は、制御装置３０によって制御される。
【００３１】
なお、本発明に係る電解生成水の製造装置においては、上記した各原液タンク２１ａ，２１ｂを、設定されている希薄塩水である被電解水を調製するための調製槽に変更することもできる。これにより、当該調製槽に収容されている希薄塩水を被電解水として、直接、槽本体１１の陽極側電解室Ｒ1および陰極側電解室Ｒ2に導入する手段を採ることができる。
【００３２】
制御装置３０は、当該電解生成水の製造装置における電解運転の全てを制御するものであるが、特別の制御機能として、所定電圧で所定電流を電極１３ａ，１３ｂに印加する機能、予め設定された電解条件に基づいて電圧値および電流値を変更する機能、切替弁２４を切替る機能を備えている。これらの機能は、制御装置３０の操作パネル３１に配設されている切替スイッチ３２ａ，３２ｂによるスイッチ操作により動作する。
【００３３】
当該電解生成水の製造装置においては、電解運転には、生成される電解生成水（電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水）の所望の特性に応じて被電解水が選択され、かつ、選択された被電解水に応じた電解条件が設定されて、当該電解条件に応じた設定電圧および設定電流が電極１３ａ，１３ｂに印加される。また、被電解水の種類を変更したい場合には、制御装置３０の操作パネル３１に配設されている各操作スイッチ３２ａ，３２ｂを選択してスイッチ操作する。
【００３４】
当該電解生成水の製造装置において、各操作スイッチ３２ａ，３２ｂを選択的にスイッチ操作すると、切替弁２４は切替動作して被電解水が切替えられるとともに、電極１３ａ，１３ｂに印加される電解電流が、予め設定された電解電流値に切替えられる。当該電解条件による電解運転では、被電解水が切替えられる前に生成されている電解生成酸性水のｐＨ値に略同一のｐＨ値で、かつ、有効塩素濃度が近似する電解生成酸性水を製造することかできる。
【実施例】
【００３５】
本実施例では、被電解水が食塩の希薄水溶液である有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水と、被電解水が塩化カリウムの希薄水溶液である有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水とにおいて、特定の特性であるｐＨ値が同一となる電解条件を確認するための実験を試みた。
【００３６】
第１の実験では、水道水に食塩１００ｇを添加して１Ｌとした食塩水溶液（１．７１ｍｏｌ／Ｌ）と、水道水に塩加カリウム１００ｇを添加して１Ｌとした塩化カリウム水溶液（１．３４ｍｏｌ／Ｌ）を調製し、これら各被電解水を、電解電圧１２Ｖでかつ電解電流１０Ａの電解条件で有隔膜電解し、電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水を生成した。電解条件と得られた各電解生成水の特性を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2006035007.tif 000003
【００３８】
次いで、塩化カリウム水溶液を被電解水とする有隔膜電解において、生成される電解生成酸性水の特性の一であるｐＨ値が、食塩水溶液を被電解水とする有隔膜にて生成される電解生成酸性水のｐＨ値（２．６１）と同一となる電解条件を確認すべく第２の実験を試みた。第２の実験では、塩化カリウム水溶液を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水のｐＨ値が２．６１となる電解条件は、電解電圧１２Ｖで電解電流１３Ａの電解条件であることを確認した。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2006035007.tif 000004
【００４０】
本発明の一実施形態に係る電解生成水製造装置では、食塩を電解助剤とする被電解水と塩化カリウムを電解助剤とする被電解水とを任意に使い分けする場合、被電解水の種類の切替えに応じて電解条件である電解電流を予め設定された電解電流に切替えるようにしている。このため、被電解水を切替えた場合に有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水の一特性であるｐＨ値を、切替え前の被電解水による有隔膜電解にて生成されていた電解生成酸性水のｐＨ値と同一の値にすることができる。また、ｐＨ値に関連する残留塩素濃度の値を近似する値にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電解生成水の製造装置を概略的に示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…有隔膜電解槽、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ，１３ｂ…電極、１４ａ，１４ｂ…導入管路、１５ａ，１５ｂ…導出管路、２０…被電解水の調製機構、２１ａ，２１ｂ…原液タンク、２２…水道水の導入管路、２３…原液供給管路、２４…切替弁、２５…定量ポンプ、３０…制御装置、３１…操作パネル、３２ａ，３２ｂ…切替スイッチ、Ｒ1…陽極側電解室、Ｒ2…陰極側電解室。
【図１】
2006035007.tif 000005