(57)【要約】      （修正有）【課題】塩素イオン溶液を電解酸化して、次亜塩素酸を含む殺菌用水を生成する装置が内包している電極の短寿命、装置の高価格、高ランニングコスト、低電解効率、不純物の生成などの問題点を解消し、安価、低ランニングコスト、高電界効率で、不純物を含まない殺菌用水を生成できる回分式電解次亜塩素酸溶液生成装置を提供する。【解決手段】殺菌用水生成装置を、原水貯留タンク、回分式電解槽、それらを結合する２系統の配管および、配管の一方の途中に配置された送液ポンプから構成し、このように構成することによって、回分式電解槽に塩素イオン溶液を注入し、電解酸化が行われた後、貯留タンクの原水を、送液ポンプによって電解槽に還流させ、電解酸化し、貯留タンクに貯留された原水に合一希釈されることにより、回分式に次亜塩素酸を成分とする殺菌用水を生成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素イオン溶液を電気分解して得られた液を水で稀釈し、次亜塩素酸を含んだ殺菌用水を生成するために、装置が、原水を貯留するタンク、回分式電解槽、原水を貯留するタンクと回分式電解槽を結合する２系統の配管、および、２系統の配管の一方の途中に配置された送液ポンプから構成されていることを特徴とする次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の送液ポンプがチューブポンプであることを特徴とする請求項１記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項３】
請求項１記載の電解槽が、上部に塩素イオン溶液の注入口を持ち、塩素イオン溶液の注入操作時以外は、該注入口が自動的に閉塞される構造であることを特徴とする、請求項１又は同２記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項４】
請求項３記載の塩素イオン溶液の注入口の閉塞方法が、切れ目の入った弾力性のある膜であり、該膜の切れ目を通して塩素イオン溶液の注入用具を自由に挿入可能で、該注入用具を取り外すと該切れ目が閉じる仕組みであることを特徴とする、請求項１又は同２又は同３記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項５】
請求項１記載の、２系統の配管の内、送液ポンプが配置されていない方の配管に外気吸引用の分岐が配置されており、さらに該分岐上には開閉弁が配置されており、該分岐を通しての外気吸引の有無が選択可能である構造を備えていることを特徴とする、請求項１又は同２又は同３又は同４記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項６】
請求項１記載の原水を貯留するタンクが工具不要で着脱可能であることを特徴とする、請求項１又は同２又は同３又は同４又は同５記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項７】
請求項１記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置が、原水を貯留するタンクに原水を入れ、回分式電解槽に塩素イオン溶液を注入し、生成を開始すると次の順序の動作、
▲１▼回分式電解槽に直流電流を印加し、一定時間電解酸化後、通電を停止し、
▲２▼送液ポンプを駆動し、電解生成物を回分式電解槽から、送液ポンプの配置された配管を通して原水を貯留するタンクに搬出しながら、原水を貯留するタンクから新たな水を、外気吸引用の分岐が配置された配管を通して、回分式電解槽に還流し、回分式電解槽の内部を洗い、
▲３▼一定時間還流後、外気吸引用の分岐に配置された開閉弁を開にし、外気吸引用の分岐を通して外気を吸引し、回分式電解槽内と配管内の液の全てを抜き出し、原水を貯留するタンクに合一させ、
▲４▼送液ポンプを停止し、次いで外気吸引用の分岐に配置された開閉弁を閉にする、
によって、次亜塩素酸を含んだ殺菌用水を、原水を貯留するタンク内に生成することを特徴とする、請求項１又は同２又は同３又は同４又は同５又は同６記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項８】
請求項１記載の原水を貯留するタンクの水位を検出する水位計が配置してあり、原水を貯留するタンク内の水位が一定以上である場合のみ、請求項７記載の動作が開始する構造であることを特徴とする請求項１又は同２又は同３又は同４又は同５又は同６または同７記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項９】
請求項１記載の塩素イオン溶液の塩素イオン濃度が、０．１％以上であること、より望ましくは０．５％以上であることを特徴とする、請求項１又は同２又は同３又は同４又は同５又は同６又は同７又は同８記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【請求項１０】
請求項１記載の塩素イオン溶液が、少なくとも、塩酸、食塩、塩化カリウム、塩化カルシウムのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１又は同２又は同３又は同４又は同５又は同６又は同７又は同８又は同９記載の次亜塩素酸を含んだ殺菌用水生成装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、塩素イオン溶液を電解酸化し、生成した液を水で希釈することによって、回分式に、殺菌力のある殺菌用水を生成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】    塩素イオン溶液を電気分解することによって殺菌効果を持つ殺菌用水を生成することは以前から広く行われている。塩素イオンを電解酸化し塩素分子を生成し、塩素分子と水との反応により生成する次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの殺菌効果を利用するものである。その場合に生成した溶液の液性を微酸性にすると次亜塩素酸分子の比率が増加し殺菌効果が高くなるとされている。また塩素イオン源として塩酸のように金属を含まないものを使うと蒸発後も残渣が残らず使用性が良いとされる。これまでにこのような目的に使用される装置としては、特許文献１に示したように、十分に希薄な塩素イオン溶液を連続的に供給し、連続的に電解酸化し、生成した溶液をそのまま殺菌用水として使用するもの、あるいはそれより濃い塩素イオン溶液を同様に連続供給し、連続電解酸化し、さらに水で連続的に希釈して殺菌用水を生成する特許文献２のような装置、および、十分に希薄な塩素イオン溶液を貯留した容器に電極を浸漬し、電解酸化を行い、貯留された塩素イオン溶液を殺菌用水に変換し、回分式に殺菌用水を生成する特許文献３のような装置が知られている。【０００３】  しかし、これまで知られている各装置にはいくつかの問題があった。まず、これまで知られている装置は全て、停止中も塩素イオン溶液と電解酸化液の中に電極が浸漬された状態であるため、電解用の電気の供給を断っても電池化現象を起こし、電極の消耗を早める欠点があった。これらの装置は電極の寿命を極力延ばす目的で電極材質に貴金属など高価な材料を使用しており、電極の消耗が早くなることはランニングコストの上昇を意味する。この点は特許文献２の装置のように、高濃度の塩素イオン溶液を電解酸化した後に希釈する装置においてはより深刻である。また、特許文献１や同２のように、塩素イオン溶液を連続的に供給し連続的に電解酸化し殺菌用水を生成する装置においては、塩素イオン溶液の流量や電流値、電圧を常時適正に制御する仕組みが必要であるので、その分装置の価格が高くなるという欠点がある。また、十分希薄な塩素イオン溶液を電解酸化し、そのまま殺菌用水として利用する装置は、電解酸化の効率が悪くなるため、能力に対して電解槽が大きくなり、装置全体も大きくなる傾向があった。さらに、希薄溶液を電解酸化するために電気抵抗が大きくなり電解電圧を高める必要が生じ、そのことによる電極寿命の短縮や、有害な塩素酸化物である、塩素酸や過塩素酸の生成の危険性があった。
つまりこれまでの塩素イオン溶液を電解水酸化し殺菌用水を精製する装置は、電極の短寿命、装置の高価格、高ランニングコスト、低電解効率、不純物の生成の少なくとも一つの問題を内包しているのである。
【特許文献１】特開閉０９−１０３７８６
【特許文献２】特開２００４−２９８８３２
【特許文献３】特開２００３−１５９５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明の課題は、塩素イオン溶液を電解酸化して、次亜塩素酸を含む殺菌用水を生成する装置が内包している電極の短寿命、装置の高価格、高ランニングコスト、低電解効率、有害物の生成などの問題点を解消し、安価、低ランニングコスト、高電界効率で、有害物を含まない殺菌用水を生成できる回分式電解次亜塩素酸含有殺菌用水生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】本発明者は次に記述した手段によってこの課題を解決した。【０００５】先ず、殺菌用水生成装置が、原水を貯留するタンク（１）、回分式電解槽（２）、（１）と（２）を結合する２系統の配管および、２系統の配管の一方（３）の途中に配置された送液ポンプ（５）から構成されることとした。このように構成することによって、回分式電解槽に塩素イオン溶液を注入し、電解酸化が行われた後、原水の貯留タンク（１）に貯留された原水が、送液ポンプ（５）によって電解槽（２）に還流され、電解酸化された液を洗い出し、貯留タンク（１）に貯留された原水に合一希釈されることにより、回分式に次亜塩素酸を成分とする殺菌用水が原水タンク（１）内に生成されるのである。【０００６】さらに、送液ポンプ（５）がチューブポンプであることを一態様とした。これにより、配管（３）上に別途開閉弁を配置することなくポンプ（４）の稼動、停止によって配管（３）の開閉も行うことが可能になり、装置の簡略化が可能になった。【０００７】さらに、電解槽（２）が、上部に塩素イオン溶液の注入口を持ち、そこに閉塞用の蓋（８）を備えており、もし、電解酸化中にその蓋（８）が外されると、電解槽への電気の供給が断たれる仕組みも一態様とした。さらに、その上部の蓋（８）に加えて、注入操作時以外は、注入口が自動的に閉塞される構造（９）を備えることも一態様とし、その自動閉塞方法が、切れ目の入った弾力性の膜を配置し、その膜の切れ目を通して塩素イオン溶液の注入用具を自由に挿入可能で、注入用具を取り外すと切れ目がその膜の弾力で自動的に閉じる仕組みであることも一態様とした。これにより、もし電解酸化中に誤って上部の蓋が開放された場合でも電解は停止し、また電解槽内に生成しているガスは自動閉塞構造により外部に放出されることが防止されるのである。【０００８】さらに、原水を貯留するタンク（１）と回分式電解槽（２）を結合する２系統の配管のうち、途中に送液ポンプ（５）が配置されていないほうの配管（４）に外気吸引用の分岐（６）が配置されており、その分岐上には開閉弁（７）が配置されており、（６）を通しての外気吸引の有無が選択可能である構造を備えていることも一態様とした。この構造により、開放弁（７）を開放して、分岐（６）を通して外気を吸引するように送液ポンプ（５）を運転することで、分岐内および電解槽内の全ての液体を原水タンク（１）内に回収することが可能で、かつ電解酸化中に発生した水素などの不要ガスの排気を行うことが可能になる。このように、電解酸化が終了すると、電解層（２）内の電極は原水で洗浄され、かつ全ての液が排除されるため、電極に無用な付加をかけることが避けられるのである。【０００９】さらに、原水を貯留するタンク（１）が容易に着脱可能であることを一態様とすることによって、生成した殺菌用水の持ち出しを容易にし、かつ原水の持ち込みを容易にした。【００１０】さらに、本発明装置が、原水タンク（１）に原水を入れ、電解槽（２）に塩素イオン溶液を注入し、生成を開始すると、以下自動的に、▲１▼電解槽（２）に直流電流を印加し、一定時間電解酸化後、通電を停止し、▲２▼送液ポンプ（５）を駆動し、電解生成物を電解槽（２）から配管（３）を通して原水タンク（１）に搬出しながら、原水タンク（１）から新たな水を、配管（４）を通して電解槽（２）に還流し、電解槽（２）の内部を洗い、▲３▼一定時間還流後、開閉弁（７）を開にし、分岐（６）を通して外気を吸引し、電解槽（２）内の液の全てを引き出し原水タンク（１）の内容物と合一し、▲４▼送液ポンプ（５）を停止し、次いで開閉弁（６）を閉にするように順次動作することよって、次亜塩素酸を含む殺菌用水を原水タンク（１）内に生成する仕組みであることも一態様する。この仕組みにより、原水の入ったタンク（１）を装着することと、電解槽（２）に塩素イオン原液を注入する操作のみで、誰でも容易に次亜塩素酸を含んだ殺菌用水を調製できるのである。【００１１】さらに、原水を貯留するタンク（１）の水位をチェックする水位計（１２）を配置し、原水を貯留するタンク（１）内の水位が一定以上でないと、殺菌用水生成の動作が開始しない構造であることも一態様である。これにより、稀釈用の原水が無い状態あるいは過少の状態で電解酸化が進み、異常な濃度の殺菌用水が生成されることを防止できるのである。【００１２】さらに、塩素イオン溶液として、希塩酸、食塩溶液、塩化カリウム溶液、塩化カルシウム溶液のうち１以上を使用すること、塩素イオン濃度が０．１％以上であること、より望ましくは０．５％以上であることも一態様とした。これによって電解酸化時の塩素イオン溶液の電気抵抗が小さくなり、電解酸化電圧を塩素のみの発生に適した値に設定することが可能になり、電解効率の悪化や、塩素酸や過塩素酸など有害物の生成を避けることができるのである。
【発明の効果】
【００１３】本発明者は本発明によって、塩素イオン溶液を電解酸化することによって、簡便に、次亜塩素酸を含む殺菌用水を回分的に生成する装置を提供した。具体的には、構造や仕組みが簡略であるために、安価で操作が容易でだれでも使用でき、電解酸化の効率が良く低電圧で運転されるために、装置は小型で、有害な不純物の生成がなく、さらに一回毎に電解槽を洗浄し、電極から液を排除するために電極の寿命が長くランニングコストが低いなどの特徴を持つ殺菌用水の生成装置を提供することによって、殺菌用水の幅広い利用を可能にし、衛生の向上に大きく寄与するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。
殺菌用水生成装置は、原水を貯留するタンク（１）、回分式電解槽（２）、（１）と（２）を結合する２系統の配管および、２系統の配管の一方（３）の途中に配置された送液ポンプ（５）、２系当配管の他の一方（４）に配置された外気吸引用の分岐（６）、その分岐上に配置された開閉弁（７）から構成される。送液ポンプ（５）にはチューブポンプを使用する。【００１５】さらに、電解槽（２）は、上部に塩素イオン溶液の注入口を持ち、そこに閉塞用の蓋（８）を備えており、もし、電解酸化中にその蓋（８）が外されると、電解槽への電気の供給が断たれる仕組みとする。また、その上部の蓋（８）に加えて、その下部に、注入操作時以外は、注入口が自動的に閉塞される構造（９）を設ける。そのような構造としては、切れ目の入った弾力性の膜を例示できる。その膜の切れ目は、そこを通して塩素イオン溶液の注入用具を自由に挿入可能で、注入用具を取り外すと切れ目がその膜の弾力で自動的に閉じる構造とする。この構造は、もし電解酸化中に誤って上部の蓋が開放された場合でも電解酸化動作は停止し、かつ電解槽内に生成しているガスが外部に放出されることを防止するためである。具体的な切れ目の構造としては、円盤状の膜の中心から円周に向かって放射状に入れた切れ込みや、円形膜の中央部に入れた１本の切れ込みなど、塩素イオン溶液の容器の先端が挿入可能で、引き抜くと閉塞する構造が考えられる。また、膜の材質は、弾力があり、耐薬品性のものが利用可能である。塩素イオン溶液は予め一定量充填された吐出ノズル付きのアンプル（１６）で供給するのが簡便であるが、バルク容器からスポイト等を利用して計量注入する方法でもよい。【００１６】次に、異常濃度の殺菌用水が生成されることを防ぐために、原水を貯留するタンク（１）の水位をチェックする水位計（１２）を配置し、原水を貯留するタンク（１）内の水位が一定以上でないと、殺菌用水生成の動作が開始しない構造とする。これにより、稀釈用の原水が無い状態あるいは過少の状態で電解酸化が進み、異常な濃度の電解酸化液が生成されることが防止されるのである。【００１７】生成した殺菌用水の持ち出しを容易にし、かつ原水の持ち込みを容易にするためには、原水を貯留するタンク（１）が容易に着脱可能な構造とする。そのような構造としては、本体（１５）側に、先端にＯリングを配置した凸状取合（１０）を付けて、原水タンク側にそれを受ける凹状取合（１１）を付け、両者を嵌合させることにより、両者の配管を接合させる仕組みが例示できる。【００１８】次に、この装置の最良の動作形態を例示する。まず準備として、原水タンク（１）に所定量の原水を入れ、本体に装着する。つぎに電解槽（２）に塩素イオン溶液を注入し、電解槽上部の蓋を閉める。その後生成を開始すると自動的に次のステップに従って生成を行う。
▲１▼電解槽（２）に直流電流を印加し、一定時間電解酸化後、通電を停止する
▲２▼送液ポンプ（５）を駆動し、電解生成物を電解槽（２）から配管（３）を通して原水タンク（１）に搬出しながら、原水タンク（１）から新たな水を配管（４）を通して電解槽（２）に還流し、電解槽（２）の内部を洗う
▲３▼一定時間還流後、開閉弁（７）を開にし、分岐（６）を通して外気を吸引し、電解槽（２）内の液の全てを引き出し原水タンク（１）内の液に合一する
▲４▼送液ポンプ（５）を停止し、次いで開閉弁（６）を閉にする
これらの動作によって、次亜塩素酸を含む殺菌用水を原水タンク（１）内に生成される。【００１９】塩素イオン溶液としては０．５％以上、５％以下の希塩酸が最適である。これによって電解酸化時の塩素イオン溶液の電気抵抗が小さくなり、電解酸化電圧を塩素のみの発生に適した値に設定することが可能になり、電解効率の悪化や、塩素酸や過塩素酸など有害物の生成を避けることができ、さらに生成した殺菌水が塩を含まないために使用後乾燥しても結晶が析出し、汚れや発錆の原因になることがないのである。
【実施例１】
【００２０】次に実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、その趣旨は本発明に関する理解の一助とするもので、本発明の範囲をこの実施例に限るものではない。
図１に実施例のフロー図を、図２に原水タンクおよび取合の模式図を、図３に電解槽の断面図を、図４に製作図面を示した。
原水タンク（１）は透明硬質塩化ビニールで直方体に形成し上面は開放とした。内容量は２０００ｍＬで、取手を付けその反対面に２個の配管取合を設けた。図２に示したような方向に本体に押し込むと、２個の配管取合が本体のそれぞれの取合と水密状態で嵌合し、配管がけ結合する。また上面は本体の一部で密閉される。このとき、原水タンクの蓋になる本体の部分には水位計（１２）を配置した。
電解槽は図３に示した構造で、本体は硬質塩化ビニールで製作し、頭部には捩じ込み式の蓋（８）を設け、その下方には、自働的に閉塞する、フッ素ゴム製の膜（９）を配置した。電極は２枚で、チタン基板に白金を被覆したもの（田中貴金属社製）を図のように配置した。また本体には２個の配管（２）、（３）を図のように配置した。塩素イオン溶液は１．１％の希塩酸７ｍｌを予め樹脂製アンプル（１６）に充填して使用した。電解槽に希塩酸を注入する手順は、まず上部の捩じ込み式蓋（８）を外し、蓋を外したアンプル（１６）を図に示したように、そのノズルの先端をゴム膜（９）の下まで押し込んで、アンプル（１６）の胴部を押し潰し、希塩酸を電解槽の本体内に押し出す。
原水タンク（１）と電解槽（２）を結合する配管（３）上にはチューブポンプ（（株）ホクエツ社製ＨＧ−Ｐ３５）（５）を配置した。またもう一方の配管（４）には分岐（６）を設け、その分岐配管上には開閉弁（（株）ホクエツ社製、ＨＧ−ＳＶ６）（７）を配置した。
これら以外の主な部品は、電解酸化用直流電源（（株）ホクエツ社製）、５Ｖ，３Ａ（図示せず）、制御回路（ホクティー社製）（図示せず）、筐体（ホクティー社製）（図示せず）等である。原水タンクに原水２０００ｍＬを入れ、本体に装着し、電解槽に１．１％希塩酸７ｍｌを注入し、５Ｖで１０分間電解し、自動的に稀釈洗浄を行なったところ、有効塩素濃度１５ｐｐｍの殺菌用水が２０００ｍＬ調製された。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体フロー図
【図２】  原水タンク取り付け図
【図３】  電解槽断面図
【図４】  実施例製作図面
【符号の説明】
１  原水タンク
２  電解槽
３  送液ポンプ側配管
４  外気吸引分岐側配管
５  送液ポンプ
６  外気吸引用分岐
７  外気吸引用開閉弁
８  電解槽蓋
９  電解槽内部閉止膜
１０  配管嵌合凸部
１１  配管嵌合凹部
１２  水位計
１３  Ｏリング
１４  原水タンクの取手
１５  本体部分
１６  希塩酸用アンプル
１７  電極板
【図１】
2006205144.tif 000002
【図２】
2006205144.tif 000003
【図３】
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【図４】
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