(57)【要約】【課題】  次亜塩素酸ソーダの生成能力を可変とすることで、次亜塩素酸ソーダの生成能力が足りなくなる非定常時にも対応可能な電解装置及びその運転方法を提供する。【解決手段】  本発明では、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件からなる定常モードで運転を行い、定常モードよりも次亜塩素酸ソーダの生成能力を上げたい場合、定常モードよりも電極に流す電流値を上げ且つ電解槽に供給する食塩の量を増やす運転条件からなる非定常モードでの運転に切り替えるようにする。【選択図】  図３
2006205073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分解用の電極を有し、供給された食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解槽を備える電解装置において、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件からなる定常モードと、定常モードよりも前記電極に流す電流値を上げ且つ前記電解槽に供給する食塩の量を増やす運転条件からなる非定常モードとの間で運転が切り替え可能に構成されてなることを特徴とする電解装置。
【請求項２】
前記電解槽に食塩水を供給する第１の供給手段と、電解槽に給水する第２の供給手段と、二つの供給手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段が第１の供給手段及び／又は第２の供給手段を制御することにより、非定常モードにおいて電解槽に供給する食塩の量を増やすことを特徴とする請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の供給手段は、ＯＮ−ＯＦＦ制御されるポンプを含み、それぞれポンプのＯＮ時間を定常モードよりも長く且つ第２の供給手段におけるポンプのＯＮ時間に対する第１の供給手段におけるポンプのＯＮ時間の比率を定常モードよりも大きくすることにより、非定常モードにおいて前記電解槽に供給する食塩の量を増やすことを特徴とする請求項２に記載の電解装置。
【請求項４】
前記電解槽に食塩水を順次供給しながら電気分解を行う連続式であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電解装置。
【請求項５】
電気分解用の電極を有し、供給された食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解槽を備える電解装置の運転方法であって、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件からなる定常モードで運転を行い、定常モードよりも次亜塩素酸ソーダの生成能力を上げたい場合、定常モードよりも前記電極に流す電流値を上げ且つ前記電解槽に供給する食塩の量を増やす運転条件からなる非定常モードでの運転に切り替えることを特徴とする電解装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解槽中の塩化ナトリウム水溶液（食塩水）に浸漬した電極に所定レベルの電流を流して塩化ナトリウム水溶液を電気分解することにより次亜塩素酸ソーダを生成し、この電解水を殺菌水として供給可能な電解装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水施設の一形態である公衆浴場や屋内／屋外プールは、多くの施設利用者が入水や入湯することで、湯や水（以下、貯水という）の中に大腸菌等の雑菌や分泌有機物が含まれた状態になりやすい。従って、施設利用者がこれらの施設を快適に利用できるようにするためには、貯水の浄化処理を定期的に行なう必要が生じる。
【０００３】
この貯水の浄化処理には、次亜塩素酸ソーダを使用するのが一般的である。次亜塩素酸ソーダは、殺菌作用と酸化作用を兼ね備えており、この殺菌作用を利用して貯水中の雑菌を殺菌すると共に、酸化作用を利用して貯水中の分泌有機物を凝集させて貯水の透明度を向上させることができるからである。
【０００４】
次亜塩素酸ソーダを生成するための装置（電解装置）は、連続式（流動式）とバッチ式とに大きく分けられる。連続式は電解槽に塩化ナトリウム水溶液を順次供給しながら電気分解を行う方式（特許文献１）であり、一方、バッチ式は電解槽に塩化ナトリウム水溶液を滞留させた状態で電気分解を行う方式（特許文献２〜５）であるが、次亜塩素酸ソーダを大量且つ連続的に生成できる点で、上記した貯水施設向けの業務用としては連続式が優れている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３２３７１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２１５８号公報
【特許文献３】特開２００１−２１９１６９号公報
【特許文献４】特開２０００−１５７８０８号公報
【特許文献５】特開２００３−２２５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、とりわけ業務用の電解装置は、ランニングコストを抑えるという目的で、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率（反応効率）が高くなるような運転条件が設定される。そして、これを前提として、装置メーカーは、生成能力（生成量）が異なる各種装置をラインナップし、ユーザー（施設提供者）は、自分のところの施設に合った生成能力の装置を選択・購入する。
【０００７】
しかしながら、生成能力が固定（若干の調整代による変動はあるにしても）であると、営業上のサービスキャンペーンや気候変化、突発的な集団客の来場等、種々の理由で施設利用者が予定利用者数を上回る場合、電解装置の能力が追いつかなくなる事態が起こり得る。そのため、施設によっては、電解装置の予備が必要となるところも出てきてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、次亜塩素酸ソーダの生成能力を可変とすることで、次亜塩素酸ソーダの生成能力が足りなくなる非定常時にも対応可能な電解装置及びその運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電解装置は、電気分解用の電極を有し、供給された食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解槽を備える電解装置において、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件からなる定常モードと、定常モードよりも前記電極に流す電流値を上げ且つ前記電解槽に供給する食塩の量を増やす運転条件からなる非定常モードとの間で運転が切り替え可能に構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明に係る電解装置の運転方法は、電気分解用の電極を有し、供給された食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解槽を備える電解装置の運転方法であって、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件からなる定常モードで運転を行い、定常モードよりも次亜塩素酸ソーダの生成能力を上げたい場合、定常モードよりも前記電極に流す電流値を上げ且つ前記電解槽に供給する食塩の量を増やす運転条件からなる非定常モードでの運転に切り替えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電解装置は、前記電解槽に食塩水を供給する第１の供給手段と、電解槽に給水する第２の供給手段と、二つの供給手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段が第１の供給手段及び／又は第２の供給手段を制御することにより、非定常モードにおいて電解槽に供給する食塩の量を増やす構成、例えば、前記第１及び第２の供給手段は、ＯＮ−ＯＦＦ制御されるポンプを含み、それぞれポンプのＯＮ時間を定常モードよりも長く且つ第２の供給手段におけるポンプのＯＮ時間に対する第１の供給手段におけるポンプのＯＮ時間の比率を定常モードよりも大きくすることにより、非定常モードにおいて電解槽に供給する食塩の量を増やす構成を採用することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る電解装置は、前記電解槽に食塩水を順次供給しながら電気分解を行う連続式であるのがより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上の如く、本発明によれば、通常は、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率を重視した運転条件で電解装置が運転され、最良のランニングコストを実現することができつつ、次亜塩素酸ソーダの生成能力を可変とすることで、電解装置の能力が追いつかなくなった場合、あるいは、そうなると予想される場合に対応可能であるため、設備投資面でユーザーに大きなメリットがある。また、装置メーカーとしてもラインナップの数を減らすことができるので、開発コストを抑えることができる等、メリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本実施形態に係る電解装置を含んで全体装置として構成される浄化装置の概略構成について説明する。該浄化装置は、図１に示す如く、大別すると、食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダの電解水を生成する連続式の電解装置１と、該電解装置１により得られた電解水を浴槽（貯水槽）２５に注入する注入装置２０とで構成されている。
【００１５】
電解装置１は、供給された水道水を貯留する給水タンク３と、食塩水を生成する塩溶解槽８と、次亜塩素酸ソーダの電解水を生成する無隔膜の電解槽１１と、供給された貯水（浴水）を貯留する定水槽１３とを備えている。
【００１６】
そして、給水タンク３と塩溶解槽８とは、配管５を介して接続され、給水タンク３と電解槽１１とは、配管６を介して接続され、塩溶解槽８と電解槽１１とは、配管９を介して接続されている。また、配管６の途中位置には、ポンプ（給水手段）７が介装されており、給水タンク３内の水道水を電解槽１１に供給可能となっている。さらに、配管９の途中位置には、ポンプ（食塩水供給手段）１０が介装されており、塩溶解槽８内の食塩水を電解槽１１に供給可能となっている。
【００１７】
電解槽１１は、図２に示す如く、筐体１１０の内部空間が適宜間隔で配置された複数の仕切体１１１，…によって上方空間を除いて並列的に仕切られ、各仕切空間に電気分解用の電極１１２が配置された構成である。
【００１８】
また、一端側の仕切空間に連通される副室１１３には、水道水用と食塩水用のそれぞれ受入口１１４（図では、一つしか図示していない）が設けられ、それぞれに前記配管６，９が接続される一方、他端側の仕切空間には、排出口１１５が設けられ、ここに前記配管１６が接続される。
【００１９】
そして、ポンプ７によって配管６を介して供給される水道水と、ポンプ１０によって配管９を介して供給される食塩水は、副室１１３で混合されてから一端側の仕切空間に送られて電解処理を受け、ここでオーバーフローした電解水が隣の仕切空間に送られてさらに電解処理を受け、これを仕切空間毎に繰り返して最後の仕切空間からオーバーフローした電解水が注入装置２０に送られるようになっている。
【００２０】
図１に戻り、定水槽１３内には、残留塩素濃度計１４が配設されており、該定水槽１３内に供給された貯水中の残留塩素濃度を測定することが可能である。
【００２１】
尚、電解装置１において、２は、図示しない水道配管に接続され、水道水を給水タンク３内に供給するための配管であり、４は、給水タンク３内に貯留された水道水を外部に排出するための排水管であり、１５は、定水槽１３内に貯留された貯水を浴槽２５に戻すための返送管であり、１７は、電解槽１１内で発生したガスを外部に排出するための排気管である。
【００２２】
一方、注入装置２０は、電解装置１の電解槽１１と配管１６を介して接続され、該電解槽１１から送られてくる電解水を貯蔵する貯蔵タンク２１と、該貯蔵タンク２１内に一端が挿入された供給管２２と、該供給管２２の途中位置に介装された注入ポンプ２３とを備えており、該注入ポンプ（注入手段）２３を作動させることで、供給管２２の他端側から電解水を吐出させることが可能である。
【００２３】
そして、上述したポンプ７，１０、配管５上に設けられた電磁弁、電解槽１１における電極１１２，…に流す電流値、その他の構成要素は、制御部１８によって制御が行なわれるようになっている。
【００２４】
以上の構成からなる浄化装置は、浴場に設けられた循環装置２８に接続される。具体的には、循環装置２８は、浴槽２５の底部の一端側と他端側とを連絡する配管２９と、該配管２９の途中位置に介装された循環ポンプ３０及び該循環ポンプ３０よりも下流側の濾過器３１とから構成されているが、定水槽１３に接続された配管１２が循環ポンプ３０と濾過器３１との間における配管２９に接続されると共に、同じく定水槽１３に接続された配管１５が濾過器３１よりも下流側における配管２９に接続される一方、貯蔵タンク２１に接続された配管２２が濾過器３１よりも上流側（より詳しくは、循環ポンプ３０と濾過器３１との間における配管２９）における配管２９に接続されている。
【００２５】
浄化装置は、以上の構成からなり、次に、流体の流通態様について説明すると、浴場施設において、循環ポンプ３０が作動し、浴槽２５に貯えられる貯水は、浴槽２５の底部の一端側から抜かれて配管２９を通り、濾過器３１で濾過されてから浴槽２５の底部の他端側に戻される。この時、配管２９内を流通する貯水の一部は、配管２９から分岐する配管１２に流入し、しかる後、定水槽１３に貯留される。定水槽１３内では、残留塩素 濃度計１４によって貯水中の残留塩素濃度が測定される。
【００２６】
一方、電解装置１において、配管２を介して給水タンク３に貯留された水道水は、所望量分が配管５を通って塩溶解槽８内に送られる。従って、塩溶解槽８内に投入された食塩はこの水道水に溶解され、得られた食塩水は、配管９を通って電解槽１１に定量供給される。さらに、電解槽１１内では、食塩水が電気分解されて電解水が生成され、得られた電解水は、配管１６を介して注入装置２０の貯蔵タンク２１に送られる。
【００２７】
そして、注入装置２０において、制御部１８から送られた信号を注入ポンプ２３が受信したならば、この注入ポンプ２３が作動し、貯蔵タンク２１内の電解水は、配管２２を通って循環装置２８の配管２９（より詳しくは、濾過器３１の上流側における配管２９）に送られる。そこで、貯水は、次亜塩素酸ソーダの添加によってその残留塩素濃度が上昇することとなる。
【００２８】
ここで、電解装置の運転方法としては、食塩を最も効率良く次亜塩素酸ソーダに変換する設定にしてある定常モードと、該定常モードよりも次亜塩素酸ソーダの生成能力（生成量）が上がる非定常モードとが用意されている。定常モードは、デフォルトとして設定され、営業上のサービスキャンペーンや気候変化、突発的な集団客の来場等、種々の理由で浴場施設利用者が予定利用者数を上回り、電解装置の能力が追いつかなくなった場合、あるいは、そうなると予想される場合、自動的あるいは人為的操作によって非定常モードに切り替わるようになっている。
【００２９】
非定常モードにおける運転条件を設定する上での基本的な考え方は、定常モードにおける電流値よりも高い電流値にすることである。しかし、それだけならば、電極表面での電流密度が上がり、電極の寿命低下に繋がる。本発明者らは、電解槽に供給する食塩の量を増やせば、電極の寿命低下を阻止できることを知見した。これらを踏まえ、本発明者らが度重なる実験を行った結果、図３に示す運転条件が好ましいとわかった。
【００３０】
図３から、非定常モードでは、電極１１２に流す電流値を定常モードよりも上げ、且つ食塩水量及び食塩水濃度を上げることにより電解槽１１に供給する食塩の量を増やせば、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率は下がるものの、生成能力は上がることがわかる（１２％換算ＮａＣｌＯ欄参照）。尚、水量が増える分、有効塩素濃度は下がっている。
【００３１】
具体的には、定常モードから非定常モードに切り替えるに際しては、電流値を上げると共に、通常ＯＮ−ＯＦＦの切換により流量調整している給水用のポンプ７及び食塩供給用のポンプ１０のそれぞれＯＮ時間を定常モードよりも長く且つ給水用のポンプ７のＯＮ時間に対する食塩供給用のポンプ１０のＯＮ時間の比率を定常モードよりも大きくする。これらの制御は、上述の如く、制御部１８が行う。
【００３２】
このように、本実施形態に係る電解装置及びその運転方法によれば、通常は、塩化ナトリウムから次亜塩素酸ソーダへの生成効率が高くなるような運転条件で電解装置が運転され、最良のランニングコストを実現できているが、電解装置の能力が追いつかなくなった場合、あるいは、そうなると予想される場合は、モードを非定常モードに切り替えることにより、次亜塩素酸ソーダの生成能力を上げることが可能となる。この場合、生成効率は低下するが、非定常モードでの運転はあくまでも一時的であり、従って、ランニングコストが大きく左右されることはない。
【００３３】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態においては、連続式の電解装置１について言及したが、これに限定されず、バッチ式の電解装置にも適用することができる。また、電解装置の具体的な構成についても適宜設計的事項の範囲内で選択可能である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、給水ライン６と食塩水供給ライン９とを分け、電解槽１１において所望の濃度に調整するようにしているが、これに限定されず、予め濃度調整された食塩水を電解槽に供給するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態においては、食塩水量及び食塩水濃度を上げることにより、非定常モードにおいて電解槽１１に供給する食塩の量を定常モードよりも増やすようにしているが、これに限定されず、何れか一方だけを上げるようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態においては、浴場設備について言及したが、プール設備であってもよいし、その他の貯水設備をも対象とする。プール設備であれば、特に規制が無いため、貯蔵タンク２１内の電解水を濾過器３１の上流側に注入するのでなく、濾過器３１の下流側に注入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る電解装置を含んで全体装置として構成される浄化装置の概略構成図を示す。
【図２】同実施形態に係る電解装置における電解槽の概略断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る電解装置の諸元データ表を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１  電解装置
３  給水タンク
７  給水用のポンプ
８  塩溶解槽
１０  食塩供給用のポンプ
１１  電解槽
１８  制御部
２０  注入装置
２１  貯蔵タンク
２５  浴槽（貯水槽）
２８  循環装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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