(57)【要約】【課題】装置の小型化を図る。【解決手段】本実施形態に係る電解水製造装置は、電極が配置される電極室を備える電解槽と、正転及び逆転が可能で、電解槽に対して送液及び吸液するポンプと、ポンプによって送液される液体を供給する供給系と、ポンプによって吸液される液体を排出する排出系と、を備える。これにより、１つのポンプで、電解槽に対する送液と吸液を行うことができる。したがって、装置を小型化することが可能となる。【選択図】図１
2018051430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が配置される電極室を備える電解槽と、
正転及び逆転が可能で、前記電解槽に対して送液及び吸液するポンプと、
前記ポンプによって送液される液体を供給する供給系と、
前記ポンプによって吸液される液体を排出する排出系と、
を備える電解水製造装置。
【請求項２】
前記供給系は、前記ポンプへの液体の流れを許容する第１逆止弁を有し、
前記排出系は、前記ポンプからの液体の流れを許容する第２逆止弁を有する請求項１に記載の電解水製造装置。
【請求項３】
前記供給系と前記ポンプとの間に配置される第１電磁弁と、
前記排出系と前記ポンプとの間に配置される第２電磁弁と、
を備える請求項１に記載の電解水製造装置。
【請求項４】
前記供給系は、少なくとも第１の供給系と第２の供給系とを備え、
記第１の供給系及び前記第２の供給系のうちの一方を、前記ポンプに接続する第１の弁機構を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項５】
隔壁によって区画されることにより前記電解槽に規定される複数の室と、
複数の前記室のいずれかを、前記ポンプと連通させるための第２の弁機構を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項６】
前記電解槽は、陽極室と陰極室を備える２室型の電解槽であり、
前記ポンプは、前記陰極室に対して、電解質を含有する水溶液を送液する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項７】
前記ポンプは、前記陰極室に対して、酸性水を送液する請求項６に記載の電解水製造装置。
【請求項８】
前記電解槽は、陽極室と、陰極室と、前記陽極室及び前記陰極室に隔膜を介して隣接する中間室と、を備える３室型の電解槽であり、
前記ポンプは、前記中間室に対して、電解質を含有する水溶液を送液する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項９】
前記ポンプは、前記陰極室に対して、水を送液する請求項８に記載の電解水製造装置。
【請求項１０】
前記ポンプは、前記陰極室に対して、酸性水を送液する請求項８又は９に記載の電解水製造装置。
【請求項１１】
前記ポンプは、前記中間室に対して、酸性水を送液する請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項１２】
前記酸性水は、電解により前記陽極室で生成されたものである請求項７，１０，１１のいずれか一項に記載の電解水製造装置
【請求項１３】
隔膜を介して陽極に対抗するように配置される陰極と、
前記陰極が配置される陰極室と、
正転及び逆転が可能で、前記陰極室に対して送液及び吸液するポンプと、
前記ポンプによって送液される液体を供給する供給系と、
前記ポンプによって吸液される液体を排出する排出系と、
を備えるセルユニット。
【請求項１４】
ポンプを正転させて、電解槽へ送液される液体を供給するための供給系から、前記液体を電解槽へ移送する工程と、
前記ポンプを逆転させて、前記電解槽から吸液される液体を排出するための排出系へ、前記液体を移送する工程と、
を含む電解水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水製造装置、セルユニット、及び電解水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塩素イオンを含有する水に通電すると、陽極側に酸性水が生成され、陰極側にアルカリ性水が生成される。陽極側に生成される酸性水は、次亜塩素酸を含み殺菌作用を有している。このため、酸性水は、消毒や殺菌に使用される。また、近年では、脱臭手段としての利用が検討されている。
【０００３】
塩素イオンを含有する水を電気分解して電解水を生成する電解水製造装置としては、電解槽へ連続的に水を通水しながら電解水を生成する通水式の電解水製造装置や、容器に貯留された水を電気分解することで、所定量の電解水を生成する貯留式の電解水製造装置などが実用化されている。
【０００４】
通水式の電解水製造装置は、装置の起動とともに電解水を連続的に供給することができる。しかしながら、電解水製造装置では、電解槽への給水管路に水圧変動が生じたり、電解槽からの排水管路に背圧変動が生じたときにも、電解水に含有される次亜塩素酸の濃度を、一定の範囲に維持する必要がある。そのため、給水管路を介して電解槽へ供給される水の量や、排水管路を介して電解槽から排出される水の量を一定に維持するための機構が必要となる。したがって、通水式の電解水製造装置では、腐食性に富む電解水の通水系統に、通水量を制御するための制御弁やセンサなどを設置する必要がある。また、通水装置の規模や用途によっては、これらの制御弁を制御するためのアルゴリズムが複雑になることがある。このような場合には、装置の構成が複雑化したり、装置が大型化することが考えられる。
【０００５】
貯留式の電解水製造装置は、貯留容器に貯留された水を電気分解することにより電解水を生成するため、電気分解を行っているときに、電解槽に対する給水や排水を行う必要がない。そのため、通水式の電解水製造装置とは異なり、貯留式の電解水製造装置は、電解槽の通水制御を行うための制御弁やセンサなどを必要としない。したがって、装置構成を簡素化することができ、結果的に装置の小型化や、低コスト化を実現することができる。
【０００６】
上述した貯留式の電解水製造装置や、通水式の電解水製造装置が備える電解槽への給水や排水を行う場合には、給水用のポンプや、排水用のポンプが用いられるのが一般的である。電解水製造装置に、上述した２台のポンプを設けると、装置が大型化するとともに、製造コストも増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９２２５０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、装置の小型化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本実施形態に係る電解水製造装置は、電極が配置される電極室を備える電解槽と、正転及び逆転が可能で、電極室に対して送液及び吸液するポンプと、ポンプによって送液される液体を供給する供給系と、ポンプによって吸液される液体を排出する排出系と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【図４】制御装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【図６】制御装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。
【図７】制御装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【図１０】制御装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。
【図１１】変形例に係る電解水製造装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電解水製造装置１０の概略構成を示す図である。電解水製造装置１０は、塩水を電気分解することにより、酸性の次亜塩素酸を含む酸性水を生成する装置である。
【００１２】
図１に示されるように、電解水製造装置１０は、電解槽１１、貯留タンク１２、直流電源３１、移送ポンプＰ１及び制御装置５０を備えている。
【００１３】
電解槽１１は、樹脂やステンレス鋼などからなる容体である。電解槽１１は、例えば注ぎ口１１ｃが形成されたケーシング１１ａと、ケーシング１１ａの内部に配置されるケーシング１１ｂから構成されている。
【００１４】
ケーシング１１ａの内部空間と、ケーシング１１ｂの内部空間は、イオン交換膜２１を介して通じている。電解槽１１では、ケーシング１１ａとケーシング１１ｂとが組み合わされることで、ケーシング１１ｂの内部空間が陰極室Ｓ２となり、残るケーシング１１ａの内部空間が陽極室Ｓ１となる。
【００１５】
陽極室Ｓ１の内部には、酸性水を生成するための電極２３が配置されている。電解水製造装置１０で電解を行う際には、陽極室Ｓ１に、水道水などの原水を供給する。陽極室Ｓ１に供給される原水としては、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの堆積を防止する観点から、アルカリ成分が少ない軟水を用いることが好ましい。この種の軟水は、例えば、イオン交換樹脂を利用した軟水器を用いることで、生成することができる。
【００１６】
陰極室Ｓ２は、ケーシング１１ｂに包囲される空間であり、内部には電極２４が配置されている。陰極室Ｓ２の内部には、管路１１０を介して供給される塩水が充填される。塩水としては、例えば、水（Ｈ２Ｏ）に、電解質として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を加えることにより生成される塩水、或いは、水に、塩素を含む塩化カリウム（ＫＣｌ）などの塩を加えることにより生成される塩水が用いられる。塩水の濃度は特に制限されるものではないが、電解時の安定性を考慮すると、ある程度濃度が高い方が好ましい。なかでも塩水として飽和塩化ナトリウムを用いることが好ましい。
【００１７】
陰極室Ｓ２の水位は、例えば液面センサＷ１によって検出される。液面センサＷ１としては、例えば導電率式水位センサ、超音波式センサやフロート式センサなど、種々の方式のセンサを用いることができる。
【００１８】
イオン交換膜２１は、例えば塩素イオンＣｌ−などの陰イオンを通過させる性質を有する陰イオン交換膜である。陰イオン交換膜としては、アストム社のネオセプタ（登録商標）、ＡＧＣエンジニアリング社のセレミオン（登録商標）などを用いることができる。
【００１９】
また、イオン交換膜２１に代えて、多孔質膜を用いることもできる。多孔質膜としては、ポリオレフィンやフッ素化合物のような化学的に安定な有機高分子材料薄膜に、微多孔を形成して得られる有機微多孔膜や、無機酸化物多孔質膜などを用いることができる。無機酸化物としては種々のものを用いることができる。例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ニッケル等の微粉末を支持体に塗布したものを用いることができる。特に、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムを用いることが好ましい。その他の多孔質膜としては、塩素、フッ素系のハロゲン化高分子を有する多孔質ポリマー等を用いることもできる。
【００２０】
陽極となる電極２３は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、或いはこれらの合金、クラッド材からなる。電極２３は、長方形板状に整形されており、原水を流通させるとともに表面積を増加させるために、複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、開口径が一定のストレート孔であっても、電極２３の一側の面と他側の面とで径が異なるテーパー形状に整形されていてもよく、内壁面が曲面になるように整形されていてもよい。
【００２１】
貫通孔の形状は、矩形、円形、楕円形など、任意の形状とすることができる。また、貫通孔は、マトリクス状、或いはハニカム状に規則的に配列されていてもよく、不規則に配列されていてもよい。
【００２２】
電極２３の表面には、例えば、白金（Ｐｔ）などの貴金属触媒や、酸化イリジウムなどの酸化物触媒が添着されている。
【００２３】
陰極となる電極２４も、電極２３と同様に構成されている。電極２４では、触媒を添着させることなく、チタンやステンレス鋼などの耐食性を有する金属を、そのまま用いることもできる。
【００２４】
貯留タンク１２は、例えば、樹脂や、ステンレス鋼などの金属からなるタンクである。貯留タンク１２には、陰極室Ｓ２に供給される塩水が貯留されている。
【００２５】
陰極室Ｓ２と貯留タンク１２との間には、管路１１０が敷設されている。管路１１０は、一端が、電解槽１１の陰極室Ｓ２に引き込まれ、他端が管路１１０ａと管路１１０ｂに分岐した管路である。管路１１０ａは、外部の例えば下水道などに通じており、送液される液体を排出するため排出系を構成する。また、管路１１０ｂは、貯留タンク１２に引き込まれており、貯留タンク１２とともに塩水を送液するための送液系を構成する。
【００２６】
管路１１０ａ，１１０ｂには、それぞれ逆止弁ＣＶ１，ＣＶ２が設けられている。逆止弁ＣＶ１は、陰極室Ｓ２から外部へ向かう液体の流れを許容し、外部から陰極室Ｓ２へ向かう液体の流れを阻止する。また、逆止弁ＣＶ２は、貯留タンク１２から陰極室Ｓ２へ向かう液体の流れを許容し、陰極室Ｓ２や外部から貯留タンク１２へ向かう液体の流れを阻止する。
【００２７】
移送ポンプＰ１は、管路１１０に設けられている。移送ポンプＰ１は、正転及び逆転が可能なポンプである。移送ポンプＰ１が正転すると、電解槽１１を構成する陰極室Ｓ２に対する送液が行われ、移送ポンプＰ１が逆転すると、電解槽１１を構成する陰極室Ｓ２に対する吸液が行われる。移送ポンプＰ１と逆止弁ＣＶ１，ＣＶ２が協働することにより、移送ポンプＰ１が正転すると、貯留タンク１２の塩水が、陰極室Ｓ２へ供給される。また、移送ポンプＰ１が逆転すると、陰極室Ｓ２から塩水が外部へ排出される。正転及び逆転が可能な移送ポンプとしては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプ、チューブポンプなどを用いることが考えられる。本実施形態では、特にチューブポンプを用いることが好ましい。
【００２８】
直流電源３１は、制御装置５０の指示に基づいて、電極２３と電極２４に電圧を印加する。電解水製造装置１０では、電極２３が陽極となり、電極２４が陰極となるように、それぞれの電極２３，２４に電圧が印加される。
【００２９】
制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵの作業領域となる主記憶部、プログラムや各種パラメータを記憶する補助記憶部などを有するコンピュータである。制御装置５０は、補助記憶に記憶されたプログラムに基づいて、上述した、直流電源３１、及び移送ポンプＰ１を駆動する。
【００３０】
次に、上述のように構成される電解水製造装置１０の動作について説明する。図２は、制御装置５０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。電解水製造装置１０は、制御装置５０が、図２のフローチャートに準じた処理を行うことで動作する。以下、図２を参照して、制御装置５０が実行する処理について説明する。
【００３１】
説明の前提として、陽極室Ｓ１には、あらかじめ水道水が自動的に、又はユーザにより充填されており、陰極室Ｓ２は空になっているものとする。また、直流電源３１は停止しているものとする。
【００３２】
まず、制御装置５０は、ユーザからの電解開始指示を待ち受ける（ステップＳ１０１）。制御装置５０は、電解開始指示を受け付けると（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１を正転運転する（ステップＳ１０２）。これにより、貯留タンク１２から塩水が汲み上げられ、陰極室Ｓ２への送液が行われる。
【００３３】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が満水になっているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていないと判断した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の正転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていると判断した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止する（ステップＳ１０４）。これによって、陰極室Ｓ２への送液が停止する。
【００３４】
次に、制御装置５０は、直流電源３１を運転する（ステップＳ１０５）。これにより、直流電源３１によって、電極２３，２４に電圧が印加される。電極２３，２４に電圧が印加されると、陰極室Ｓ２に貯留された塩水中の塩素イオンＣｌ−が、イオン交換膜２１を通過して、陽極室Ｓ１へ移動する。陽極室Ｓ１へ移動した、塩素イオンＣｌ−は酸化されるとともに、陽極室Ｓ１の水（Ｈ２０）と反応する。これにより、次式（１）に示されるように、陽極室Ｓ１では、次亜塩素酸と塩酸を含有し、酸性を呈する酸性水が生成される。
【００３５】
２Ｃｌ−＋Ｈ２０→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ＋２ｅ−  …（１）
【００３６】
また、陰極室Ｓ２では、ナトリウムイオンＮａ＋が生成される。ナトリウムイオンＮａ＋は、陰極室Ｓ２の水酸イオンＯＨ−と反応する。これにより、水酸化ナトリウムが生成される。また、陰極室Ｓ２では、水酸イオンＯＨ−の対イオンである水素イオンＨ＋が還元されて水素ガスが生成される。次式（２）に示されるように、陰極室Ｓ２では、水酸化ナトリウムを含有し、アルカリ性を呈するアルカリ性水と、水素ガスが生成される。
【００３７】
２Ｎａ＋＋２ｅ−＋２Ｈ２０→２ＮａＯＨ＋Ｈ２  …（２）
【００３８】
次に、制御装置５０は、直流電源３１の運転を開始してから、所定の時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。直流電源３１の１回あたりの運転時間ＤＴは、陽極室Ｓ１の水量や、陰極室Ｓ２に貯留された塩水の濃度、直流電源３１の出力電流、電解槽の電解効率などによって規定される。制御装置５０は、直流電源３１の運転を開始してから運転時間ＤＴが経過していないと判断した場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、直流電源３１の運転を継続する。
【００３９】
一方、制御装置５０は、直流電源３１の運転を開始してから運転時間ＤＴが経過したと判断した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、直流電源３１の運転を停止する（ステップＳ１０７）。これにより、陽極室Ｓ１は、所定濃度の次亜塩素酸水が生成された状態になっている。
【００４０】
次に、制御装置５０は、カウンタ値Ｎを１繰り上げる（ステップＳ１０８）。カウンタ値Ｎは、電解水を生成するための通電を行った回数を示す。
【００４１】
次に、制御装置５０は、カウンタ値Ｎと閾値ＴＨとを比較する（ステップＳ１０９）。閾値ＴＨは、陰極室Ｓ２の塩水を交換することなく実施できる電解の回数の上限を示す。例えば、閾値ＴＨが５である場合には、陰極室Ｓ２の塩水を交換することなく、５回の電解が許容されることになる。
【００４２】
制御装置５０は、カウンタ値Ｎが閾値ＴＨより小さいと判断した場合には（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を繰り返す。一方、制御装置５０は、カウンタ値Ｎが閾値ＴＨ以上であると判断した場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１を逆転運転する（ステップＳ１１０）。これにより、陰極室Ｓ２の塩水が吸液され、管路１１０ａを介して外部へ排出される。
【００４３】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が空になっているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていないと判断した場合には（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の逆転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていると判断した場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止する（ステップＳ１１２）。これにより、陰極室Ｓ２からの塩水の排出が終了する。
【００４４】
次に、制御装置５０は、カウンタ値Ｎを零にリセットし（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０１〜Ｓ１１３の処理を繰り返し実行する。
【００４５】
以上説明したように本実施形態に係る電解水製造装置１０では、陰極室Ｓ２への塩水の送液と、陰極室Ｓ２からの塩水の排出とを、１つの移送ポンプＰ１によって行うことができる。このため、陰極室Ｓ２への送液と陰極室Ｓ２からの吸液とを、別々の２つのポンプで行う場合に比較して、装置を小型化するとともに、装置の構成を簡略化することができる。したがって、装置を小型化することが可能になるとともに、その製造コストを削減することができる。
【００４６】
陽極室Ｓ１の電解水に含まれる次亜塩素酸等の濃度は、電解時の電流値、電解槽の電解効率のほか、陽極室Ｓ１の水の量でなどの影響で変化するだけでなく、陰極室Ｓ２の塩水の濃度によっても変化する。電解時の電流値は直流電源３１の設定値として所定の値に制御することが可能である。電解効率はあらかじめ測定することで求めることが可能であり、陽極室Ｓ１の水の量も一定にすることができる。
【００４７】
一方、陰極室Ｓ２の塩水の濃度は電解を行った時間とともに低下し、塩水の濃度が所定の閾値を下回ると急激に電解効率が低下する。そのため、理想的には電解を行うごとに、陰極室Ｓ２の塩水を交換することが好ましく、実用的には数回おきに、陰極室Ｓ２の塩水を交換することが好ましい。
【００４８】
しかしながら、陰極室Ｓ２は有底の容体であり、内部には電極や補強材料としての構造部材が配置される。このため、陰極室Ｓ２を構成する容体を、開口部が下になるように逆さにしても、塩水を抜き出すには時間がかかり、面倒な作業となっている。
【００４９】
本実施形態では、移送ポンプＰ１を使用して、定期的に陰極室Ｓ２に対する塩水の注入と排出が行われる。このため、装置の大型化を招くことなく、塩水の交換を容易に行うことが可能となる。また、定期的に、陰極室Ｓ２への塩水の注入と排出が繰り返されることで、高品質な電解水を供給することが可能となる。
【００５０】
本実施形態では、陰極室Ｓ２が満水であるか空であるかの判断を（ステップＳ１０３，Ｓ１１１）、液面センサＷ１の検出結果に基づいて行うこととした。これに限らず、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を正転運転した後、タイマーによる計測時間が所定時間に達したときに、陰極室Ｓ２が満水になったと判断してもよい。また、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を逆転運転した後、タイマーによる計測時間が所定時間に達したときに、陰極室Ｓ２が空になったと判断してもよい。制御装置５０は、液面センサの検出結果と、タイマーの計測結果の双方に基づいて、陰極室Ｓ２の状態を判断してもよい。
【００５１】
本実施形態では、制御装置５０が塩水を排出した後（ステップＳ１１２）、移送ポンプを停止して（ステップＳ１１２）、次の電解開始指示を待ち受けることとした（ステップＳ１０１）。これに限らず、次の電解開始指示を待ち受ける前に、陰極室Ｓ２に塩水を送液しておくこととしてもよい。
【００５２】
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態を図面に基づいて説明する。第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
【００５３】
図３は、第２の実施形態に係る電解水製造装置１０Ａの概略構成を示す図である。電解水製造装置１０Ａは、塩水を電気分解することにより、酸性の次亜塩素酸を含む酸性水と、アルカリ性の水酸化ナトリウムを含むアルカリ性水と、を生成する装置である。電解水製造装置１０Ａは、電解槽１１が陽極室Ｓ１，陰極室Ｓ２，中間室Ｓ３に区画されている点で、第１の実施形態に係る電解水製造装置１０と相違している。
【００５４】
図３に示されるように、電解水製造装置１０Ａは、電解槽１１、貯留タンク１２、直流電源３１、及び制御装置５０を備えている。
【００５５】
電解槽１１は、樹脂やステンレス鋼などからなる容体である。電解槽１１の内部は、１組のイオン交換膜２１，２２によって、陽極室Ｓ１，陰極室Ｓ２，中間室Ｓ３に区分されている。イオン交換膜２１は、例えば塩素イオンＣｌ−などの陰イオンを通過させる性質を有する陰イオン交換膜である。また、イオン交換膜２２は、例えばナトリウムイオンＮａ＋などの陽イオンを通過させる性質を有する陽イオン交換膜である。
【００５６】
陰イオン交換膜としては、アストム社のネオセプタ（登録商標）、ＡＧＣエンジニアリング社のセレミオン（登録商標）などを用いることができる。陽イオン交換膜としては、例えば、イー・アイ・デュポン社のＮＡＦＩＯＮ（登録商標）１１２，１１５，１１７や、旭硝子株式会社のフレミオン（登録商標）、旭化成株式会社のＡＣＩＰＬＥＸ（登録商標）などを用いることができる。また、イオン交換膜２１，２２の双方、或いは一方に代えて、多孔質膜を用いることもできる。
【００５７】
中間室Ｓ３は、２つのイオン交換膜２１，２２によって挟まれる空間である。中間室Ｓ３は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を電解質とする水が充填される。
【００５８】
陽極室Ｓ１は、イオン交換膜２１を介して、中間室Ｓ３に隣接する空間である。陽極室Ｓ１には、酸性水を生成するための電極２３が配置される。また、陰極室Ｓ２は、イオン交換膜２２を介して、中間室Ｓ３に隣接する空間である。陰極室Ｓ２は、アルカリ性水を生成するための電極２４が配置される。
【００５９】
陽極室Ｓ１及び陰極室Ｓ２は、管路１１１を介して、商用の水道設備に接続されている。また、陽極室Ｓ１は、管路１１２を介して、不図示のタンクに接続され、陰極室Ｓ２は、管路１１３を介して、不図示のタンクに接続されている。
【００６０】
管路１１１には、電磁弁Ｖ３が設けられている。電磁弁Ｖ３は、例えばノーマル閉の電磁弁であり、この電磁弁Ｖ３がオンになることにより、水道設備から陽極室Ｓ１及び陰極室Ｓ２に水道水が供給される。水道設備から陽極室Ｓ１に供給される水道水の流量は、流調弁Ｒ１によって調整され、水道設備から陰極室Ｓ２に供給される水道水の流量は、流調弁Ｒ２によって調整される。
【００６１】
中間室Ｓ３と貯留タンク１２との間には、管路１１０が敷設されている。管路１１０は、一端が、電解槽１１の中間室Ｓ３に引き込まれ、他端が管路１１０ａと管路１１０ｂに分岐した管路である。管路１１０ａは、外部の例えば下水道などに通じており、送液される液体を排出するため排出系を構成する。また、管路１１０ｂは、貯留タンク１２に引き込まれており、貯留タンク１２とともに塩水を送液するための送液系を構成する。
【００６２】
管路１１０ａ，１１０ｂには、それぞれ電磁弁Ｖ１，Ｖ２が設けられている。電磁弁Ｖ１，Ｖ２は、例えばノーマル閉の電磁弁である。電磁弁Ｖ１，Ｖ２がオンのときに、管路１１０ａ，１１０ｂを塩水が流通可能になる。
【００６３】
移送ポンプＰ１は、管路１１０に設けられている。移送ポンプＰ１は、正転及び逆転が可能なポンプである。移送ポンプＰ１が正転すると、電解槽１１を構成する陰極室Ｓ２に対する送液が行われ、移送ポンプＰ１が逆転すると、電解槽１１を構成する陰極室Ｓ２に対する吸液が行われる。
【００６４】
制御装置５０は、補助記憶に記憶されたプログラムに基づいて、上述した、直流電源３１、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ３を駆動する。
【００６５】
次に、上述のように構成される電解水製造装置１０Ａの動作について説明する。図４は、制御装置５０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。電解水製造装置１０Ａは、制御装置５０が、図４のフローチャートに準じた処理を行うことで動作する。以下、図４を参照して、制御装置５０が実行する処理について説明する。
【００６６】
説明の前提として、中間室Ｓ３は空になっているものとする。また、直流電源３１は停止しているものとする。
【００６７】
まず、制御装置５０は、ユーザからの電解開始指示を待ち受ける（ステップＳ２０１）。制御装置５０は、電解開始指示を受け付けると（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、電磁弁Ｖ２をオンにするとともに（ステップＳ２０２）、移送ポンプＰ１を正転運転する（ステップＳ２０３）。これにより、貯留タンク１２から塩水が汲み上げられ、中間室Ｓ３への送液が行われる。
【００６８】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、中間室Ｓ３が満水になっているか否かを判断する（ステップＳ２０４）。制御装置５０は、中間室Ｓ３が満水になっていないと判断した場合には（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の正転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていると判断した場合には（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ２０５）、電磁弁Ｖ２をオフにする（ステップＳ２０６）。
【００６９】
次に、制御装置５０は、電磁弁Ｖ３をオンにするとともに、直流電源３１を運転する（ステップＳ２０７）。これにより、陽極室Ｓ１及び陰極室Ｓ２に、水道水の供給が開始され、電解槽１１で電解が行われる。
【００７０】
電解が行われると、電極２３と電極２４の間にある中間室Ｓ３から、塩水中の塩素イオンＣｌ−が、イオン交換膜２１を通過して、陽極室Ｓ１へ移動する。陽極室Ｓ１へ移動した、塩素イオンＣｌ−は酸化されるとともに、陽極室Ｓ１の水（Ｈ２０）と反応する。これにより、次式（３）に示されるように、陽極室Ｓ１では、次亜塩素酸と塩酸を含有し、酸性を呈する酸性水が生成される。
【００７１】
２Ｃｌ−＋Ｈ２０→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ＋２ｅ−  …（３）
【００７２】
また、中間室Ｓ３から、ナトリウムイオンＮａ＋が、イオン交換膜２２を通過して、陰極室Ｓ２へ移動する。陰極室Ｓ２へ移動したナトリウムイオンＮａ＋は、陰極室Ｓ２の水酸イオンＯＨ−と反応する。これにより、水酸化ナトリウムが生成される。また、陰極室Ｓ２では、水酸イオンＯＨ−の対イオンである水素イオンＨ＋が還元されて水素ガスが生成される。次式（４）に示されるように、陰極室Ｓ２では、水酸化ナトリウムを含有し、アルカリ性を呈するアルカリ性水と、水素ガスが生成される。
【００７３】
２Ｎａ＋＋２ｅ−＋２Ｈ２０→２ＮａＯＨ＋Ｈ２  …（４）
【００７４】
陽極室Ｓ１及び陰極室Ｓ２で生成された電解水は、原水の供給にともなって、順次電解槽１１から排出される。
【００７５】
次に、制御装置５０は、電解水製造装置１０Ａの運転時間が閾値ＴＨ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。運転時間は、中間室Ｓ３への塩水の供給が完了してから、最初の電解が開始された時刻を基準としたときの時間である。制御装置５０は、運転時間が閾値ＴＨを超えていないと判断した場合は（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、直流電源３１の運転を継続する。
【００７６】
一方、制御装置５０は、運転時間が閾値ＴＨ以上であると判断した場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、電磁弁Ｖ３をオフにするとともに、直流電源３１の運転を停止する（ステップＳ２０９）。これにより、陽極室Ｓ１及び陰極室Ｓ２への水道水の供給と、電解槽１１で電解が停止する。
【００７７】
次に、制御装置５０は、電磁弁Ｖ１をオンにして（テップＳ２１０）、移送ポンプＰ１を逆転運転する（ステップＳ２１１）。これにより、中間室Ｓ３の塩水が吸液され、管路１１０ａを介して外部へ排出される。
【００７８】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、中間室Ｓ３が空になっているか否かを判断する（ステップＳ２１２）。制御装置５０は、中間室Ｓ３が空になっていないと判断した場合には（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の逆転運転を継続する。一方、制御装置５０は、中間室Ｓ３が空になっていると判断した場合には（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ２１３）、電磁弁Ｖ１をオフにする。これにより、中間室Ｓ３からの塩水の排出が終了する。
【００７９】
以降、制御装置５０は、ステップＳ２０２へ戻り、ステップＳ２０２〜２１４の処理を繰り返し実行する。
【００８０】
以上説明したように本実施形態に係る電解水製造装置１０Ａでは、中間室Ｓ３への塩水の送液と、中間室Ｓ３からの塩水の排出とを、１つの移送ポンプＰ１によって行うことができる。このため、中間室Ｓ３への送液と中間室Ｓ３からの吸液とを、別々の２つのポンプで行う場合に比較して、装置を小型化するとともに、装置の構成を簡略化することができる。したがって、装置の製造コストを削減することができる。
【００８１】
中間室を塩水が循環しない電解水製造装置においては、連続運転によって、中間室の塩水濃度が時間とともに低下する。そのため、通常は外部に設置した大容量の塩水タンクと中間室との間で塩水を循環させて、中間室の塩水濃度を一定に維持することが行われている。この種の電解水製造装置では、塩水タンクの容量が小さいと塩水濃度の回復効果が低下するため、塩水タンクをある程度大型にすることが必要となる。しかしながら、塩水タンクが大型化すると、装置自体が大型化するため、スペースに限りがある電解水製造装置では、塩水タンクの設置が設計上のネックとなる。また、中間室と塩水タンクの間で塩水を循環させると、消費電力が増加するという問題もある。
【００８２】
本実施形態に係る電解水製造装置１０Ａでは、電解水製造装置１０Ａの運転時間に応じて、中間室Ｓ３に対する塩水の入れ替えが行われる。したがって、塩水を常時循環させる場合に比較して、電解水製造装置の消費電力を削減することができる。また、中間室Ｓ３に対する塩水の交換を、間欠的に行う場合には、塩水を貯留する貯留タンク１３の容量を、塩水の交換回数に応じた量にすることができる。したがって、貯留タンク１３を小型化することが可能となる。
【００８３】
また、中間室を塩水が循環する電解水製造装置においては、長時間の電解水製造装置の運転で塩水のｐＨが変化し、生成される電解水の性状が変化することがある。本実施形態に係る電解水製造装置１０Ａでは、定期的に中間室Ｓ３の塩水の交換が行われるため、性状が一定の電解水を供給することが可能となる。
【００８４】
本実施形態では、移送ポンプＰ１の用途に応じて、電磁弁Ｖ１，Ｖ２が操作される。このため、逆止弁を用いる場合に比較して、精度よく塩水の交換を行うことができる。例えば、移送ポンプＰ１の送水圧力が低い場合には、逆止弁の開放が不十分になることがあるが、電磁弁Ｖ１，Ｖ２を備える本装置では、移送ポンプＰ１の送水圧力が低い場合などにも、確実な塩水の交換が可能になる。
【００８５】
なお、移送ポンプＰ１の送水圧力が十分で、逆止弁の作動に支障がない条件においては、電磁弁Ｖ１、Ｖ２に代えて、逆止弁を用いることに何ら問題はない。
【００８６】
また、図４に記載のフローチャートにおいては、電解を停止する処理が記載されていないが、例えば、電解水製造装置本体に設けられた電解停止スイッチを押すことで、制御装置が実行する処理へ割り込みを発生させ、割込み処理によって電解処理を停止することとしてもよい。また、図４のステップＳ２０８の処理で、運転時間の判断とともに、電解停止スイッチの操作を検出し、制御装置５０が、電解停止スイッチが操作されたと判断した場合に、電解処理を停止することとしてもよい。
【００８７】
《第３の実施形態》
次に、第３の実施形態を図面に基づいて説明する。上記実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
【００８８】
図５は、第３の実施形態に係る電解水製造装置１０Ｂの概略構成を示す図である。電解水製造装置１０Ｂは、酸性水を貯留するための貯留タンク１３を備えている点で、第１の実施形態に係る電解水製造装置１０と相違している。
【００８９】
貯留タンク１３は、例えば陽極室Ｓ１で生成される酸性水などを貯留するためのタンクである。貯留タンク１３には、管路１１０から分岐する管路１１０ｃが引き込まれている。管路１１０ｃには電磁弁Ｖ３が設けられており、この電磁弁Ｖ３がオンのときに、管路１１０ｃを酸性水が流通可能になる。
【００９０】
次に、上述のように構成される電解水製造装置１０Ｂの動作について説明する。図６は、制御装置５０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。電解水製造装置１０Ｂは、制御装置５０が、図６のフローチャートに準じた処理を行うことで動作する。以下、図６を参照して、制御装置５０が実行する処理について説明する。
【００９１】
説明の前提として、陽極室Ｓ１には、あらかじめ水道水が自動的に、またはユーザにより充填されており、陰極室Ｓ２は空になっているものとする。また、直流電源３１は停止しているものとする。
【００９２】
まず、制御装置５０は、ユーザからの電解開始指示を待ち受ける（ステップＳ３０１）。制御装置５０は、電解開始指示を受け付けると（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、電磁弁Ｖ２をオンにするとともに（ステップＳ３０２）、移送ポンプＰ１を正転運転する（ステップＳ３０３）。これにより、貯留タンク１２から塩水が汲み上げられ、陰極室Ｓ２への送液が行われる。
【００９３】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が満水になっているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていないと判断した場合には（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の正転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていると判断した場合には（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ３０５）、電磁弁Ｖ２をオフにする（ステップＳ３０６）。これによって、陰極室Ｓ２への送液が停止する。
【００９４】
次に、制御装置５０は、電解処理を行う（ステップＳ３０７）。電解処理では、図２のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理が実行される。
【００９５】
次に、制御装置５０は、カウンタ値Ｎを１繰り上げて（ステップＳ３０８）、カウンタ値Ｎと閾値ＴＨとを比較する（ステップＳ３０９）。制御装置５０は、カウンタ値Ｎが閾値ＴＨより小さいと判断した場合には（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、ステップＳ３０１へ戻り、ステップＳ３０１〜Ｓ３０９の処理を繰り返す。一方、制御装置５０は、カウンタ値Ｎが閾値ＴＨ以上であると判断した場合には（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、電磁弁Ｖ１をオンにするとともに（ステップＳ３１０）、移送ポンプＰ１を逆転運転する（ステップＳ３１１）。これにより、陰極室Ｓ２の塩水が吸液され、管路１１０ａを介して外部へ排出される。
【００９６】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が空になっているか否かを判断する（ステップＳ３１２）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていないと判断した場合には（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の逆転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていると判断した場合には（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ３１３）、電磁弁Ｖ１をオフにする（ステップＳ３１４）。これにより、陰極室Ｓ２からの塩水の排出が終了する。
【００９７】
次に、制御装置５０は、カウンタ値Ｎを零にリセットし（ステップＳ３１５）、洗浄処理を実行する（ステップＳ３１６）。
【００９８】
洗浄処理は、陰極室Ｓ２の内部や電極２４を洗浄するための処理である。電解水製造装置の陰極室で生成される電解水は、電解によって生成した水酸化ナトリウムにより、ｐＨが高くなる。このため、陰極室では、原水に溶存しているカルシウム、マグネシウム等のミネラル分が、水酸化物として沈降析出する。洗浄処理を行うことで、沈降析出物からなるスケールの除去を行うことができる。洗浄処理は、図７のサブルーチンを実行することにより行われる。以下、図７を参照して、洗浄処理における制御装置５０の動作を説明する。
【００９９】
まず、制御装置５０は、電磁弁Ｖ３をオンにするとともに（ステップＳ４０１）、移送ポンプＰ１を正転運転する（ステップＳ４０２）。これにより、貯留タンク１３から酸性水が汲み上げられ、陰極室Ｓ２への送液が行われる。
【０１００】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が満水になっているか否かを判断する（ステップＳ４０３）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていないと判断した場合には（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の正転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が満水になっていると判断した場合には（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ４０４）、電磁弁Ｖ３をオフにする（ステップＳ４０５）。これによって、陰極室Ｓ２への酸性水の送液が停止する。
【０１０１】
次に、制御装置５０は、電磁弁Ｖ３をオフにしてから、所定の時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ４０６）。酸性水によってスケールを除去するためには、一定時間以上、陰極室Ｓ２に、酸性水を貯留させた状態にする必要がある。酸性水を貯留させる貯留時間は、酸性水の濃度や、電解水製造装置１０Ｂの運転時間などに依存する。貯留時間は、スケールを除去するために十分な長さの時間とする。
【０１０２】
制御装置５０は、電磁弁Ｖ３をオフにしてから、貯留時間が経過していないと判断した場合には（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、貯留時間の経過を待ち、貯留時間が経過したと判断した場合には（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、電磁弁Ｖ１をオンにするとともに（ステップＳ４０７）、移送ポンプＰ１を逆転運転する（ステップＳ４０８）。これにより、陰極室Ｓ２の酸性水が吸液され、管路１１０ａを介して外部へ排出される。
【０１０３】
次に、制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が空になっているか否かを判断する（ステップＳ４０９）。制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていないと判断した場合には（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、移送ポンプＰ１の逆転運転を継続する。一方、制御装置５０は、陰極室Ｓ２が空になっていると判断した場合には（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに（ステップＳ４１０）、電磁弁Ｖ１をオフにして（ステップＳ４１１）、洗浄処理を終了する。
【０１０４】
制御装置５０は、洗浄処理を終了すると、ステップＳ３０１に戻り、ステップＳ３０１〜Ｓ３１６の処理を繰り返し実行する。
【０１０５】
以上説明したように本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｂでは、陰極室Ｓ２への塩水及び酸性水の送液と、陰極室Ｓ２からの塩水と酸性水の排出とを、１つの移送ポンプＰ１によって行うことができる。このため、陰極室Ｓ２に対する送液及び吸液に複数のポンプを必要とせず、装置を小型化するとともに、装置の構成を簡略化することができる。したがって、装置を小型化することが可能になるとともに、その製造コストを削減することができる。
【０１０６】
陰極室Ｓ２のスケールの洗浄として、例えば定期的に電極極性を転換させる転極処理や、定期的にクエン酸水等の酸性を呈する液を用いて、析出物を溶解洗浄することが行われている。しかしながら、転極処理を行う際には、使用可能な電極が制限される。また、電解槽周辺の配管を転極するたびに切り替える必要があり、装置が大型化、複雑化してしまう。クエン酸を用いた洗浄は、手間がかかるため、敬遠されているのが現状である。本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｂでは、塩水を供給するための移送ポンプＰ１を用いることで、簡便な機構でスケールの処理を行うことができる。
【０１０７】
本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｂでは、定期的なスケールの洗浄処理が実行される。このため、品質の高い電解水を供給することが可能となる。
【０１０８】
上記実施形態では、塩水の交換と、洗浄処理とを同一のタイミングで実施する場合について説明した。これに限らず、塩水の交換と洗浄処理は、別々のタイミングで実施することとしてもよい。例えば、塩水の交換を５回行うごとに、洗浄処理を１回行うとか、電解時の電圧や電流の変化を見て、適宜洗浄処理を行うこととしてもよい。
【０１０９】
本実施形態では、洗浄処理に、陽極室Ｓ１で生成された酸性水を使用することとした。これに限らず、別途調製したクエン酸水等の酸性を呈する溶液を用いて、洗浄処理を行うこととしてもよい。
【０１１０】
本実施形態では、貯留タンク１３に貯留された酸性水を使用して洗浄処理を行うこととした。これに限らず、図８に示される電解水製造装置１０Ｃのように、管路１１０ｃを、陽極室Ｓ１を規定するケーシング１１ａと接続可能として、陽極室Ｓ１に生成された電解水を直接陰極室Ｓ２に送液することとしてもよい。これによれば、酸性水を貯留するための貯留タンク１３が不要となるため、電解水製造装置を、さらに簡素化・小型化するとともに、酸性水貯留タンクのメンテナンスを不要とすることができる。
【０１１１】
本実施形態では、管路１１０ａに電磁弁Ｖ１が設けられている場合について説明した。これに限らず、電磁弁Ｖ１については、逆止弁ＣＶ１を用いてもよい。これにより、装置の消費電力を低減するとともに、装置の構成を簡素化することができる。
【０１１２】
《第４の実施形態》
次に、第４の実施形態を図面に基づいて説明する。上記実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
【０１１３】
図９は、第４の実施形態に係る電解水製造装置１０Ｄの概略構成を示す図である。電解水製造装置１０Ｄは、移送ポンプＰ１を用いて、電解槽１１へ原水を供給する点と、陰極室Ｓ２と中間室Ｓ３の洗浄処理を行う点で、第１の実施形態に係る電解水製造装置１０と相違している。
【０１１４】
図９に示されるように、管路１１０は、一端が管路１１０ａ〜１１０ｄに分岐し、他端が管路１１０ｅ，１１０ｆに分岐している。管路１１０ｄは、商用の水道設備に接続されている。また、管路１１０ｅ，１１０ｆは、それぞれ陰極室Ｓ２と中間室Ｓ３に引き込まれている。管路１１０ｄ〜１１０ｆの流通は、例えばノーマル閉の電磁弁Ｖ４〜Ｖ６によって制御される。
【０１１５】
次に、上述のように構成される電解水製造装置１０Ｄの動作について説明する。図１０は、制御装置５０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。電解水製造装置１０Ｄは、制御装置５０が、図１０のフローチャートに準じた処理を行うことで動作する。以下、図１０を参照して、制御装置５０が実行する処理について説明する。
【０１１６】
説明の前提として、陽極室Ｓ１には、あらかじめ水道水が自動的に、またはユーザにより充填されており、陰極室Ｓ２、及び中間室Ｓ３は空になっているものとする。また、直流電源３１は停止しているものとする。
【０１１７】
まず、制御装置５０は、陰極室Ｓ２へ原水を供給する（ステップＳ５０１）。具体的には、制御装置５０は、電磁弁Ｖ４，Ｖ５をオンにする。これにより、管路１１０ｄ，１１０ｅが流通可能になる。そして、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を正転運転する。これにより、陰極室Ｓ２への原水の供給が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が満水になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ４，Ｖ５をオフにする。これにより、陰極室Ｓ２への原水の供給が完了する。
【０１１８】
次に、制御装置５０は、中間室Ｓ３へ塩水を供給する（ステップＳ５０２）。具体的には、制御装置５０は、電磁弁Ｖ２，Ｖ６をオンにする。これにより、管路１１０ｂ，１１０ｆが流通可能になる。そして、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を正転運転する。これにより、中間室Ｓ３への塩水の供給が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ２の検出結果に基づいて、中間室Ｓ３が満水になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ２，Ｖ６をオフにする。これにより、中間室Ｓ３への塩水の供給が完了する。
【０１１９】
次に、制御装置５０は、電解処理を行う（ステップＳ５０３）。電解処理では、図２のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理が実行される。
【０１２０】
次に、制御装置５０は、陰極室Ｓ２から電解水の排出を行う（ステップＳ５０４）。具体的には、制御装置５０は、電磁弁Ｖ１，Ｖ５をオンにする。これにより、管路１１０ａ，１１０ｅが流通可能になる。そして、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を逆転運転する。これにより、陰極室Ｓ２からの電解水の排出が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が空になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ１，Ｖ５をオフにする。これにより、陰極室Ｓ２からの電解水の排出が完了する。
【０１２１】
次に、制御装置５０は、陰極室の洗浄処理を行う（ステップＳ５０５）。具体的には、制御装置５０は、電磁弁Ｖ３，Ｖ５をオンにする。これにより、管路１１０ｃ，１１０ｅが流通可能になる。そして、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を正転運転する。これにより、貯留タンク１３から陰極室Ｓ２への酸性水の供給が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が満水になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ３，Ｖ５をオフにする。これにより、陰極室Ｓ２への酸性水の供給が完了する。
【０１２２】
制御装置５０は、所定時間だけ陰極室Ｓ２に酸性水が貯留された状態を維持する。そして、電磁弁Ｖ１，Ｖ５をオンにするとともに、移送ポンプＰ１を逆転運転する。これにより、陰極室Ｓ２からの酸性水の排出が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ１の検出結果に基づいて、陰極室Ｓ２が空になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ１，Ｖ５をオフにする。これにより、陰極室Ｓ２からの酸性水の排出が完了する。
【０１２３】
次に、制御装置５０は、中間室Ｓ３から塩水の排出を行う（ステップＳ５０６）。具体的には、制御装置５０は、電磁弁Ｖ１，Ｖ６をオンにする。これにより、管路１１０ａ，１１０ｆが流通可能になる。そして、制御装置５０は、移送ポンプＰ１を逆転運転する。これにより、中間室Ｓ３からの塩水の排出が開始される。制御装置５０は、液面センサＷ２の検出結果に基づいて、中間室Ｓ３が空になったと判断したら、移送ポンプＰ１の運転を停止するとともに、電磁弁Ｖ１，Ｖ６をオフにする。これにより、中間室Ｓ３からの塩水の排出が完了する。以降、制御装置５０は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の処理を繰り返し実行する。
【０１２４】
以上説明したように本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｄでは、陰極室Ｓ２に対する送液及び吸液と、中間室Ｓ３に対する送液及び吸液とを、１つの移送ポンプＰ１によって行うことができる。このため、陰極室Ｓ２及び中間室Ｓ３に対する送液及び吸液に複数のポンプを必要とせず、装置を小型化するとともに、装置の構成を簡略化することができる。したがって、装置の製造コストを削減することができる。
【０１２５】
本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｄでは、陰極室Ｓ２の洗浄と、中間室Ｓ３の塩水の交換が適宜行われる。このため、陰極室Ｓ２、中間室Ｓ３の状態が良好に維持され、常に安定した電解を行うことができる。したがって、高品質な電解水を生成することができる。
【０１２６】
本実施形態では、陰極室Ｓ２にのみ洗浄処理を行うこととした。これに限らず、中間室Ｓ３に対しても、適宜洗浄処理を行うこととしてもよい。
【０１２７】
本実施形態に係る洗浄処理は、電解を行うごとに実施してもよいし、スケールが堆積する時間や回数を考慮して、適当な時間ごとに、或いは適当な電解を行った回数ごとに実施することとしてもよい。また、陰極室Ｓ２の洗浄を行うタイミングと、中間室Ｓ３の洗浄を行うタイミングは、一致させる必要はなく、各室のスケールの量に応じて実施すればよい。
【０１２８】
本実施形態に係る電解水製造装置１０Ｄでは、外部の設備からの原水を陰極室Ｓ２へ供給し、貯留タンク１３の酸性水を用いて洗浄処理を行う場合について説明した。これに限らず、例えば図１１に示される電解水製造装置１０Ｅのように、管路１１０ｄを陽極室Ｓ１に接続し、この管路１１０ｄを利用して、原水の供給と酸性水による洗浄を行ってもよい。
【０１２９】
電解水製造装置１０Ｅでは、ステップＳ５０１における、陰極室Ｓ２への原水の供給が、電磁弁Ｖ４，Ｖ５をオンにするとともに、移送ポンプＰ１を正転運転することにより行われる。これによれば、電解が行われる前の陽極室Ｓ１の原水が、陰極室Ｓ２に供給される。陽極室Ｓ１の容量に対して、陰極室Ｓ２の容量を小さくすることで、陽極室Ｓ１から陰極室Ｓ２へ原水を一部移送しても、電解水の生成を問題なく実施することができる。
【０１３０】
また、電解水製造装置１０Ｅでは、ステップＳ５０６の処理における、陰極室Ｓ２への酸性水の供給が、電磁弁Ｖ４，Ｖ５をオンにするとともに、移送ポンプＰ１を正転運転することにより行われる。これによれば、電解によって生成された陽極室Ｓ１の酸性水が、陰極室Ｓ２に供給される。
【０１３１】
したがって、電解水製造装置１０Ｅでは、酸性水を貯留するための貯留タンク１３が不要となる。このため、電解水製造装置を、さらに簡素化するとともに、小型化することができる。また、電解水製造装置１０Ｅでは、電解水製造装置１０Ｄに比較して、電磁弁の数を減らすことができる。したがって、電解水製造装置を、さらに簡素化するとともに、小型化することができる。
【０１３２】
本実施形態では、管路１１０ａに電磁弁Ｖ１が設けられている場合について説明した。これに限らず、電磁弁Ｖ１については、逆止弁ＣＶ１を用いてもよい。これにより、装置の消費電力を低減するとともに、装置の構成を簡素化することができる。
【０１３３】
以上詳述した通り、本発明の電解水製造装置によれば、１台の正逆転可能なポンプと複数の電磁弁、逆止弁を組み合わせることで、従来装置で複数台のポンプを使用することで実施していた電極室や中間室の内部液の入れ替えが１台のポンプで可能になる。また、１台のポンプで、スケール除去などの洗浄も行えるようになる。
【０１３４】
上記実施形態に係る電解水製造装置１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅでは、電解槽１１を構成するケーシング１１ａを、ケーシング１１ｂに対して着脱自在に設計することも、固定一体型で設計することも可能である。ケーシング１１ａを、ケーシング１１ｂに対して着脱自在に設計した場合には、各電解水製造装置１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅでは、ケーシング１１ａを除いた部分が、セルユニットとして機能する。
【０１３５】
なお、上記実施形態の説明に当たっては、管路１１０が、移送ポンプＰ１を備え、陰極室Ｓ２、中間室Ｓ３、貯留タンク１２．１３それぞれに対し、上方から底部へ引き込まれている場合について説明した。これに限らず、管路１１０は、陰極室Ｓ２、中間室Ｓ３、貯留タンク１２，１３それぞれの底部へ接続されていることとしてもよい。
【０１３６】
上記実施形態において、陽極室Ｓ１には予め自動的に、またはユーザにより水が充填さていると記載し詳細な説明を省略した。実際には、電解により生成された陽極水を使用するたびに、陽極室へ水を充填し電解を行ってもよい。また、装置の用途によっては、陽極室Ｓ１の容積を陰極室Ｓ２の容積に比較して十分に大容量としておくことで、水の交換を行うことなく複数回の電解を行わせることも可能である。
【０１３７】
また上記実施形態においては、電解の結果、陽極水として次亜塩素酸水を得る方法に関して詳述してきたが、陰極と陽極を入れ替えて、酸性水の代わりにアルカリ性水を主として生成することとしてもよい。
【０１３８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３９】
１０〜１０Ｅ  電解水製造装置
１１  電解槽
１１ａ，１１ｂ  ケーシング
１１ｃ  注ぎ口
１２，１３  貯留タンク
２１，２２  イオン交換膜
２３，２４  電極
３１  直流電源
５０  制御装置
１１０，１１０ａ〜１１０ｆ，１１１〜１１３  管路
ＣＶ１，ＣＶ２  逆止弁
Ｐ１  移送ポンプ
Ｒ１，Ｒ２  流調弁
Ｓ１  陽極室
Ｓ２  陰極室
Ｓ３  中間室
Ｖ１〜Ｖ６  電磁弁
Ｗ１，Ｗ２  液面センサ
【図１】
2018051430.tif 000003
【図２】
2018051430.tif 000004
【図３】
2018051430.tif 000005
【図４】
2018051430.tif 000006
【図５】
2018051430.tif 000007
【図６】
2018051430.tif 000008
【図７】
2018051430.tif 000009
【図８】
2018051430.tif 000010
【図９】
2018051430.tif 000011
【図１０】
2018051430.tif 000012
【図１１】
2018051430.tif 000013