(57)【要約】【課題】電解水生成装置の隔膜の給水圧による変形，損傷を防止する。【解決手段】この発明は、電解槽１内の中央に電解質を収容する中間室２を形成し、該中間室２の両側には電解液を収容する陰極室３と陽極室４とを形成するとともに、中間室２とその両側の各室３，４との間には、隔膜６，７と電極８，９とを互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置した装置の改良に関する。  このため両隔膜６，７間には内側より各隔膜６，７をパネル状に保持する支持部材４８，４８を設け、両支持部材４８，４８の間隔を一定に保持する突起４８ａを設けている。  上記突起４８ａが各支持部材４８，４８の内面に突設され、組立状態で互いに先端が突合わせ状態となるピン状に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽（１）内の中央に電解質を収容する中間室（２）を形成し、該中間室（２）の両側には電解液を収容する陰極室（３）と陽極室（４）とを形成するとともに、中間室（２）とその両側の各室（３），（４）との間には、隔膜（６），（７）と電極（８），（９）とを互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置した装置において、両隔膜（６），（７）間には内側より各隔膜（６），（７）をパネル状に保持する支持部材（４８），（４８）を設け、両支持部材（４８），（４８）の間隔を一定に保持する突起（４８ａ）を設けてなる電解水生成装置。
【請求項２】
突起（４８ａ）が各支持部材（４８），（４８）の内面に突設され、組立状態で互いに先端が突合わせ状態となるピン状である請求項１の電解水生成装置。
【請求項３】
各室を仕切る状態の各パネル状の隔膜（６），（７）及び電極（８），（９）の外側には陰極室（３）と陽極室（４）内に突出し、電解槽（１）の組立状態で上記電極（８），（９）を外側に当接して支持する案内壁（３ｃ），（４ｃ）を設けてなる請求項１又は２の電解水生成装置。
【請求項４】
案内壁（３ｃ），（４ｃ）が、陰極室（３）及び陽極室（４）内の電解水を蛇行させながら通過させるように配置されてなる請求項１，２又は３の電解水生成装置。
【請求項５】
陰電極（８）側の隔膜（イオン交換膜）（６）としてガラス繊維製クロス材を、陽電極側の隔膜として化学繊維製クロス材をそれぞれ使用してなる請求項１，２，３又は４の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は食品，衣類，各種器材類や工業製品等の殺菌や洗浄等に利用される電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来電解質としての食塩水と真水を用い、塩水の供給を受ける中間室、その両側に陰・陽の各電極及び隔膜壁を介して設置される陰極室及び陽極室を備えた電解槽からなる電解装置として、例えば特許文献１に示す装置がある。
【特許文献１】特開平７−２９９４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような従来の装置は電解質を収容する中間室とその両側の陰極室及び陽極室との電極や隔膜が給水圧の影響によって変形，破損等する欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような問題点を解決するための本発明の装置は、第１に電解槽１内の中央に電解質を収容する中間室２を形成し、該中間室２の両側には電解液を収容する陰極室３と陽極室４とを形成するとともに、中間室２とその両側の各室３，４との間には、隔膜６，７と電極８，９とを互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置した装置において、両隔膜６，７間には内側より各隔膜６，７をパネル状に保持する支持部材４８，４８を設け、両支持部材４８，４８の間隔を一定に保持する突起４８ａを設けてなることを特徴としている。
【０００５】
第２に、突起４８ａが各支持部材４８，４８の内面に突設され、組立状態で互いに先端が突合わせ状態となるピン状であることを特徴としている。
【０００６】
第３に、各室を仕切る状態の各パネル状の隔膜６，７及び電極８，９の外側には陰極室３と陽極室４内に突出し、電解槽１の組立状態で上記電極８，９を外側に当接して支持する案内壁３ｃ，４ｃを設けてなることを特徴としている。
【０００７】
第４に、案内壁３ｃ，４ｃが、陰極室３及び陽極室４内の電解水を蛇行させながら通過させるように配置されてなることを特徴としている。
【０００８】
第５に、陰電極８側の隔膜（イオン交換膜）６としてガラス繊維製クロス材を、陽電極側の隔膜として化学繊維製クロス材をそれぞれ使用してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
中間室両側の隔膜間に介挿された支持部材により、陰極室，陽極室からの給水圧の影響により電極や隔膜が変形するのを防止する。
【００１０】
また陰極室，陽極室内にはリブ状の案内壁が突出しているので、各電極の外側面よりこれらを支持するとともに、流入した水を左右に蛇行させながら室内を通過させることにより、電解効率を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図示する実施形態につき説明する。図１は本発明装置の全体構成を示し、電解槽１内の中央には電解質としての食塩水を収容する中間室２が形成され、その両側には水（真水）を収容する陰極室３と陽極室４とが形成されている。中間室２と両側の各室３，４との間には、イオン透過性の隔膜６，７と陰電極８，陽電極９とが互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置されている。
【００１２】
上記電解槽１に対しては、下部より陰極室３，陽極室４にそれぞれ給水する給水管１１が分岐管１１ａ，１１ｂに分岐して接続され、各分岐管１１ａ，１１ｂには、それぞれ給水量を停止し又は流量を調節するためのバルブを備えた流量調節部１２，１３が設けられている。１４は全体の給水を制御する開閉バルブである。
【００１３】
電解槽１の上方位置には液面センサ又は水位計付の電解質供給タンク１６が設置され、この電解質供給タンク１６からは中間室２に対し、水の落差を利用した自然流水によって供給するバルブ１５付の給水管１７を介して飽和又は飽和状態に近い食塩水が供給される。上記電解質供給タンク１６にはその上方（流）に設けられた電解質（貯留）タンク１８が配管１９及びバルブ２１を介して接続される。
【００１４】
２２，２３はそれぞれ陰極室３，陽極室４で生成されたアルカリ水又は酸性水を収容する電解水タンクで、それぞれ排出管２４，２６で陰極室３，陽極室４に接続され、各タンク２２，２３の下部には取出バルブ２７，２８を付した電解水取出管２９，３１が付設され、合流した取出口３２よりアルカリ水又は酸性水が各別に又は必要に応じ混合されて取り出される。各タンク１６，１８，２２，２３にはそれぞれ液面センサ３３，３４，３５，３６が付設されている。
【００１５】
上記中間室２の下部には電解質である塩水が落差又は内部の水圧によって自然流出する排水口３７と、該排水を受け止めて貯留する受水タンク３８が設けられる。該受水タンク３８の使用済塩水は返送管３９及びポンプ４１により電解質供給タンク１６に返送される。
【００１６】
電解質となる塩水は電解作用により塩分濃度が低下し、酸性化することはよく知られているが、その一部が電解質供給タンク１６，中間室２，受水タンク３８の間を循環する過程で電解質供給タンク１６内で飽和塩水と混合されて略飽和状態に戻されて再使用される。
しかし、この塩分濃度が低く、酸性度が高くなった場合（例えばｐＨ０．５〜０．６位）は、電解質供給タンク１６と電解水（酸性水）タンク２３との間に設けられたバルブ４２付の排水管４３を介して、酸性電解水としてタンク２３に貯留される。４４は中間室２内にエアが流入又は発生した際に、これを抜き取ることにより、エアによる電解効率の低下や中間室２のオーバーフローを防止するための空気（ガス）抜きである。
【００１７】
前述した電極８，９は直流電源４６の陰極と陽極に接続されており、その電力供給回路中には、供給電力の電流と一定に保つためのホイートストンブリッジ等を利用した定電流装置４７が設けられている。この定電流装置としては定電流ダイオードＣＲＤ等を使用することも可能である。なお直流電源４６は交流電源を整流して得たものが使用されている。
【００１８】
電解槽１内電極８，９はいずれもラスメタル状のチタンメッシュ材よりなり、陰電極８には白金がコーティングされたものを、陽電極９には白金とイリジウムがコーティングされたものをそれぞれ用いた。また陰電極８側の隔膜６にはガラス繊維製クロス材を、陽電極９側の隔膜（イオン交換膜）７には化学繊維製クロス材（商品名「ゴアテックス」）を用いた。また両側の隔膜６，７間には、陰極室３，陽極室４からの給水圧の影響により電極や隔膜が変形するのを防止する支持部材４８が介挿されている。
【００１９】
図２，図３は上記電解槽１の具体例を示す構成図で、この例では中間室２，陰極室３及び陽極室４はいずれも合成樹脂材からなり、図示しない陰極室３側（左側）の構成は、後述する組立構造を含めて図示した陽極室４側（右側）の構成と同一（回転対称）構造となっており、中間室２は繰り抜き中空部（室２ａ）枠状をなし、上下端面に突出したボス部には給水管１７、空気抜き管４４，排水口３７を接続する接続孔１７′，４４′，３７′がそれぞれ設けられている。
【００２０】
陰極室３と陽極室４は、共に内側に凹部（室３ａ，４ａ）を形成するように外面壁３ｂ，４ｂを備えた角皿状に形成され、上下端面の前後逆位置に突設したボス部には、排出管２４，２６及び給水管（分岐管）１１ａ，１１ｂの接続孔２４′，２６′，１１ａ′，１１ｂ′がそれぞれ設けられている。
【００２１】
また各室３，４内の前後壁内周面からはリブ状の案内壁３ｃ，４ｃが交互に水平方向に突出するように、且つ外面壁３ｂ，４ｂと一体をなして突出している。上記案内壁３ｃ，４ｃは、電解槽１の組立状態において共に電極８，９の外側面に当接してこれらを支持するとともに、給水管１１ａ，１１ｂより流入した水を左右に蛇行させながら室３ａ，４ａ内を通過させることにより、電解効率を高める作用を行わせるものである。
【００２２】
さらに陽極室４の前方の重ね合せ面内（陰極室３では後方の重ね合せ面内）には電極リード端子板９ａが縦方向に挿入され、電極９の端部に接続される構造となっている。電極９と隔膜７との間には、電極９を保護するためにシリコンゴム等の柔軟材よりなる網目シート状のクッション材５１が介挿され、さらに隔膜７と中間室２の合せ面との間には、ＡＢＳ等の硬質樹脂材よりなる網目状の隔膜押え用の支持部材４８が介挿される。
【００２３】
左右の支持部材４８の内面には、組立締着状態でその先端が突合され又は突合せ状態で互いに嵌合し合うピン状の突起４８ａが突設されている。このように左右の突起が突合されることにより、電極８，９及び隔膜６，７は、組立状態において支持部材４８と室内壁３ｃ，４ｃとによって押圧挟持されてパネル状に保持され、中間室２と左右の各室３，４との圧力差による変形、破損等の防止が図られている。電解槽１は各室が外周においてボルト等になり締着されており、中間室２の両側にはＯリング５２が嵌挿されて水密性が図られている。
【００２４】
上記装置により電解水を生成する実施例につき説明すると、給水管１１より陰極室３，陽極室４に真水（水道水）をそれぞれ１．５〜３．０ｌ／ｍ供給し、中間室２には飽和食塩水５０〜１００ｃｃ／ｍを供給し、電極には２〜３０Ｖの電圧で電流が約１２Ａに一定制御された電力を供給する。ちなみにこの例では電解質供給タンク１６の容量は３ｌの容量であるのに対し、中間室２の容量は約３００ｃｃ，中間室２への食塩水供給量は約１０ｃｃ／ｍ程度である。さらに各電解水タンク２２，２３が５０ｌであるのに対し、塩水タンク１８は約３０ｌ程度である。
【００２５】
中間室２内における食塩水の電気抵抗は約０．５Ω位を示し、陰極室３及び陽極室４から排出される電解水はそれぞれｐＨ１２，ｐＨ３．１のアルカリ水及び酸性水となった。したがって通常運転においてきわめてアルカリ度、酸度の高い電解水が得られることが判明した。
【００２６】
ちなみに本実施例によって生成電解水の陰極室３，陽極室４及び中間室２におけるｐＨその他のデータは表１に示す通りであり、各２種類の電極及び隔膜の組合せは前述した組合せのものが酸性，アルカリ性共に最も強い値を示した。
【００２７】
【表１】
2006043707.tif 000003
【００２８】
表２は上記によるアルカリイオン水とその他の液体による白布地（木綿）を洗浄した場合のハンター白色度の差を示しており、本実施例によるもの（改良電解水）が最も洗浄力及び漂白度共に高いことが明らかである。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表３は陽極室４側の酸性水（Ｉ）と中間室２より生成された酸性水（II）及び陰極室３側のアルカリ水を用いた殺菌試験の結果を示し、アルカリ水を除き、いずれの酸性水も十分な殺菌力があることが確認された。
【００３１】
【表３】
2006043707.tif 000005
【００３２】
そして上記装置によれば流量調節部１２，１３を調節することにより、いずれか一方の電解水を多く、他方を少なくすることもでき、さらにいずれか一方の給水を停止した場合、停止側の電解水は生成されないが、停止された側の真水は、陰極室３側で約ｐＨ１２，陽極室４側で約ｐＨ２．５前後の値で均衡停止する。上記流量の選択調整装置は、いずれか一方の電解水が少なくてすむ場合、或いは不要の場合の対応に便利である。
【００３３】
なおこの実施例での確認によれば、真水の給水量が１．５〜３．０ｌ／ｍの範囲であれば、通常運転或いは一方の給水量を制限しても電解水のｐＨ濃度は殆ど変化せず、３．０ｌ／ｍを越えると濃度の低下を生じる。さらにこの実施例では電解質として飽和食塩水を使用したが、これと混合し又は単独で炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を用いることができ、その使用により生成アルカリ水の洗浄力を相当程度高めることができる。その他電解質として塩化カリウム（ＫＣｌ），塩酸（ＨＣｌ）等を用いることも可能である。
【００３４】
また図示しないが、各タンクの水量や電化水生成量の調節に際し、それぞれのタンクのセンサ検出値等に応じ、それぞれのバルブ類を制御して給排水の過不足を補うが、この制御を自動的に行うには各センサによる検出信号を入力し、バルブ制御信号等に変換して出力制御する制御装置が必要なことは言うまでもない。その他前記実施例によれば、給水用の水圧とポンプ４１による電解質の循環以外の液体の流れは、すべて落差を利用した自然流水で補うことが可能であり、液体の流れを形成するための動力やエネルギーの節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の全体構成を示す配置及び配管図である。
【図２】本発明に係る電解槽の具体的構成を示す分解斜視図である。
【図３】同じく電解槽の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    電解槽
２    中間室
３    陰極室
３ｃ，４ｃ  案内壁
４    陽極室
６，７    隔膜
８，９    電極
１２，１３    流量調節部
１６    電解質供給タンク
１７    給水路
３９    循環回路
４３    排出回路
４６    直流電源
４７    定電流装置
４８    支持部材
４８ａ  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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