(57)【要約】【課題】予備稼働に要する時間を短くすることで、運用コストを低減し安全性を高めた、電解水製造装置、及び電解水製造方法を提供する。【解決手段】原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成する電解槽２と、該電解槽２に設けられて前記電解生成物を排出する排出管路２４と、該排出管路２４に接続されて、前記排出管路２４を介して排出された前記電解生成物を希釈水Ｗと混合し電解水Ｅとする混合部２１ｃと、を備え、前記排出管路２４に設けられて前記排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段５を更に備え、前記電解生成物を前記希釈水Ｗと混合する本稼働の前に、前記気液検知手段５の検知結果に従って前記電解槽２を予備稼働する、電解水製造装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成する電解槽と、
該電解槽に設けられて前記電解生成物を排出する排出管路と、
該排出管路に接続されて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物を希釈水と混合し電解水とする混合部と、
を備え、
前記排出管路に設けられて前記排出管路内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段を更に備え、
前記電解生成物を前記希釈水と混合する本稼働の前に、前記気液検知手段の検知結果に従って前記電解槽を予備稼働する、電解水製造装置。
【請求項２】
前記予備稼働が開始した後、前記気液検知手段により気体が検知された場合に、前記予備稼働を停止する、請求項１に記載の電解水製造装置。
【請求項３】
前記予備稼働を誘導するトリガー信号を出力するトリガー信号出力手段を更に備え、
該トリガー信号出力手段が出力したトリガー信号に応じて前記排出管路内の前記物質が気体か液体かを検知する、請求項１または２に記載の電解水製造装置。
【請求項４】
前記トリガー信号出力手段がタイマであり、
該タイマが前記本稼働または前記予備稼働の停止後からの所定時間の経過を検出して前記トリガー信号を出力する、請求項３に記載の電解水製造装置。
【請求項５】
前記本稼働の開始を通知する本稼働開始通知手段を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項６】
前記排出管路に気体が存在しないことを通知する検知結果通知手段を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項７】
前記希釈水が連続して供給される希釈水供給管を更に備え、
前記排出管路は前記希釈水供給管に接続され、
前記希釈水供給管の前記排出管路との接続部よりも下流が前記混合部とされて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物は前記希釈水供給管内で前記希釈水に混合される、請求項１から６のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項８】
前記希釈水が貯留される貯水槽を更に備え、
前記排出管路は前記貯水槽に接続され、
該貯水槽が前記混合部とされて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物は前記貯水槽内で前記希釈水に混合される、請求項１から６のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項９】
前記気液検知手段が、光電センサ、静電容量型センサ、超音波センサのいずれかである、請求項１から８のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項１０】
前記気体は塩素ガスを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項１１】
前記電解水は次亜塩素酸を含む殺菌水である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
【請求項１２】
電解槽により原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成し、排出管路を介して前記電解生成物を排出し、排出された該電解生成物を希釈水と混合し電解水とする本稼働を行う電解水製造方法であって、
前記本稼働の前に、
前記排出管路内の物質が気体か液体かを検知し、
前記検知の結果に従って前記電解槽を予備稼働する、電解水製造方法。
【請求項１３】
前記予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、前記予備稼働を停止する、請求項１２に記載の電解水製造方法。
【請求項１４】
前記予備稼働が必要であるかまたは必要と予測される場合にトリガー信号を出力し、出力したトリガー信号に応じて前記排出管路内の前記物質が気体か液体かを検知する、請求項１２または１３に記載の電解水製造方法。
【請求項１５】
前記本稼働または前記予備稼働の停止後から所定時間が経過した場合に前記トリガー信号を出力する、請求項１４に記載の電解水製造方法。
【請求項１６】
前記本稼働の開始を通知する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の電解水製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水製造装置、及び電解水製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塩酸等の塩素イオンを含む溶液を電気分解して得られる、次亜塩素酸を含む電解水は、高い殺菌効果を奏することが知られている。このため、上記のような電解水は、食品や調理道具、医療機器等の殺菌をはじめとした広い用途に用いられている。
【０００３】
上記のような電気分解が行われる電解槽においては、電気分解が開始されてから、次亜塩素酸を含む電解水の基となる電解生成物が生成される、化学反応の平衡状態になるまでに、一定の時間を必要とする。また、電気分解が行われて電解水が生成された後に電解槽が稼働されない状態が続くと、電解槽内は時間の経過とともに平衡状態から離れた状態となる。したがって、電解槽が稼働された当初においては、電解生成物が十分に得られない場合がある。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、第１電極と第２電極を備え、これら電極への電力の供給が停止してから所定時間経過した後に、第１電極と第２電極へ電力を間欠的に供給する予備電解運転を行う電解水製造装置が開示されている。特許文献１の電解水製造装置においては、予備電解運転は、次に当該装置の運転スイッチがオンされるまで、継続して、あるいは所定サイクルで繰り返し、実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１３６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された電解水製造装置においては、上記のように、電極への電力の供給が停止してから所定時間経過した後に予備電解運転が開始される。このため、実際には電解槽内が化学反応の平衡状態となっており、電解槽の稼働直後に十分に電解生成物を生成できる状態であったとしても、予備電解運転が行われる可能性がある。
また、上記電解水製造装置においては、次に当該装置の運転スイッチがオンされるまで、予備電解運転が継続して、あるいは所定サイクルで繰り返し、実行される。このため、電解槽内を化学反応の平衡状態とするのに必要な量を超えて、過剰に長い間、予備電解運転が行われる可能性がある。
このように予備電解運転が過剰に行われることにより、塩酸等の原料や、電解槽の稼働に要するエネルギーを過剰に消費し、運用コストが嵩む可能性がある。
【０００７】
また、特許文献１に開示された電解水製造装置においては、長い時間にわたって予備電解運転が行われる場合があるため、その運転監視のために、作業員の長時間の常駐を要する場合があり、運用コストがさらに嵩み得る。
運用コストの低減を目的として作業員を常駐させない場合には、監視人員が不在の状況下での電解槽の長期運転は、現場を離れた作業員の、自己の不在時における不測の事態に対する心的負担となり得る。
【０００８】
したがって、電解槽の予備電解運転（以下、「予備稼働」と記載する。）に要する時間をできるだけ短くすることが望まれている。
なお、本明細書において、「本稼働」は、定格の量かつ定格の濃度の電解水を排出している状態（すなわち電解水製造装置が規定量かつ規定濃度の電解水を製造している状態）を意味する。また、本明細書において「予備稼働」とは、本稼働以外の稼働状態であることを意味し、例えば、電解水製造装置が本稼働と同じ条件で運転されているにもかかわらず電解水を排出していない状態、具体的には、電解水製造装置が稼働して電解生成物を排出しているものの、その電解生成物が希釈水と混合されない状態若しくは混合されたとしても電解水としては排出されない又は電解水として活用できない状態を例示することができる。また、「予備稼働」の範囲には、電解水製造装置が定格の量未満又は定格の濃度未満の電解水を製造している状態（すなわち電解水製造装置が規定の量未満又は定格の濃度未満の電解水しか製造していない状態または本稼働よりも低い電解能力で稼働している状態）も包含される。
また、本明細書では、「本稼働」及び「予備稼働」を一括して「稼働」と表記するものとする。  
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、予備稼働に要する時間を短くすることで、運用コストを低減し安全性を高めた、電解水製造装置、及び電解水製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成する電解槽と、該電解槽に設けられて前記電解生成物を排出する排出管路と、該排出管路に接続されて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物を希釈水と混合し電解水とする混合部と、を備え、前記排出管路に設けられて前記排出管路内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段を更に備え、前記電解生成物を前記希釈水と混合する本稼働の前に、前記気液検知手段の検知結果に従って前記電解槽を予備稼働する、電解水製造装置を提供する。
上記の構成における電解水製造装置の電解槽は、気体を含む電解生成物を生成する。このため、電解水製造装置が電解生成物を希釈水と混合する本稼働を実行する際には、電解生成物が電解槽から排出される際に通過する排出管路には、気体が通過する。
電解槽は、電解水製造装置の本稼働実行中には熱を帯びているが、本稼働停止後には自然冷却される。したがって、時間の経過とともに電解槽の内圧が低下し、排出管路が接続された混合部から希釈水や電解水等の液体が電解槽に向けて逆流することがある。更に、電解生成物は希釈水と混合して用いられるため、電解生成物に含まれる気体は水溶性が高いものを含む場合が多い。このため、本稼働停止後に排出管路内に位置する気体の一部は、混合部の液体に水溶する。これも、混合部から希釈水や電解水等の液体の、電解槽へ向けた逆流の一因となり得る。
ここで、上記のような構成によれば、電解水製造装置は排出管路に設けられて排出管路内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段を備えており、電解生成物を希釈水と混合する本稼働の前に、気液検知手段の検知結果に従って電解槽を予備稼働する。例えば排出管路内の物質が液体であると気液検知手段が検知した場合には、電解水製造装置が最後に稼働してから一定の時間が経過し、電解槽内が化学反応の平衡状態から離れたと判断可能である。このような場合には電解槽を予備稼働することで、電解生成物が確実に混合された電解水を、次の本稼働の実行当初に提供可能である。逆に気体であると検知した場合には、本稼働または電解槽の予備稼働が実行中か、停止して一定の時間が経過しておらず、電解槽内が化学反応の平衡状態に近いと判断可能である。すなわち、予備稼働を実行せずとも、電解生成物が確実に混合された電解水を、次の本稼働の実行当初に提供可能である。
このように、電解槽内の状態に対応した気液検知手段の検知結果に従って、予備稼働の実行や停止等の制御を行うため、予備稼働を不必要に長い時間実行せずにすむ。これにより、塩酸等の原料や、電解槽の稼働に要するエネルギーの消費、作業員の長時間の常駐の必要性を抑え、運用コストを低減するとともに、作業員不在時の稼働時間が低減されるため、安全性が向上する。
【００１１】
本発明の一態様においては、電解水製造装置は、前記予備稼働が開始した後、前記気液検知手段により気体が検知された場合に、前記予備稼働を停止する。
上記のような構成によれば、既に説明したように、排出管路内の物質が気体であると気液検知手段が検知した場合に、本稼働または電解槽の予備稼働が実行中か、停止して一定の時間が経過しておらず、電解槽内が化学反応の平衡状態に近いと判断可能であり、予備稼働を停止することができる。これにより、必要以上の予備稼働の実行を抑制できるため、運用コストを低減し、安全性が向上した電解水製造装置を提供可能である。
【００１２】
本発明の別の態様においては、前記予備稼働を誘導するトリガー信号を出力するトリガー信号出力手段を更に備え、該トリガー信号出力手段が出力したトリガー信号に応じて前記排出管路内の前記物質が気体か液体かを検知する。
上記のような構成によれば、予備稼働する必要がない場合には予備稼働は行わず、予備稼働を現に必要とする状態または必要になると予測される状態をトリガー信号出力手段が検知または判断してトリガー信号として出力し、そのトリガー信号を受信した場合またはトリガー信号が変化した場合に気液検知手段が排出管路内の物質が気体か液体かを検知する操作を開始する、という態様にすることができる。すなわち、「トリガー信号に応じて」とは、トリガー信号が発信されることを把握する態様の他に、トリガー信号を受信し続けておいてこの受信するトリガー信号になんらかの変化が生じた場合にこれを把握するという態様等も包含される。
これによって、予備稼働が必要な場合または必要になることが予測される場合にのみ気液検知手段により予備稼働を行うことができるため、さらに運用コストを低減するとともに安全性を向上させることができる。
このようなトリガー信号出力手段は、予備稼働の必要性を検知してトリガー信号を出力できるものであればどのようなものであってもよい。
例えば、トリガー信号出力手段は、あらかじめ特定の時刻を設定しておいてその時刻になったときにトリガー信号を出力する時計機能のようなものであってもよい。
すなわち、一般に電解水は衛生管理に利用されるものであるため、日々、定刻や定時に電解水を使うことが決まっていることが多い。実際、外食産業の厨房においては、毎日、仕込みの開始時間は決まっていることが多い。このような場合には、料理の仕込みを開始する時刻に合わせてトリガー信号を出力させて予備稼動を行う態様にすることができる。この場合、休日等で厨房を使用しない場合は予備稼働を行わない設定にすればよい。また、同じく外食産業の店舗においてお客様向けの手洗い装置として電解水製造装置を使用する場合には、その店舗の開店時間に合わせた時刻の設定を行い、開店時間にあわせて予備稼動を行うこともできる。
また、他のトリガー信号出力手段としては、例えば、人感センサー等を利用することもできる。すなわち、電解水を使用する作業場に人感センサーを設置しておき、作業者が作業場に出勤してきた際にそれを検知してトリガー信号として出力する態様にすることができる。
また、他のトリガー信号出力手段としては、例えば、水位センサーを用いることもできる。一般に電解水を大量に使用する場合にはタンクに電解水を貯留しておいて使うことが多い。このような場合は、タンクの中の電解水の水位が所定のレベルまで減少したときに電解水製造装置を本稼働させることが多い。そこで、このような本稼働が開始する直前の水位レベルになったときに水位センサーがこれを検知してトリガー信号を出力する態様にすることもできる。
なお、以上のような各種のトリガー信号出力手段においては、本稼動の数分前から数十分前、さらには２時間から６時間前以内等の適宜な時間に気液検知手段を有効にして予備稼動を行うように設定することができる。また、種類が異なる複数のトリガー信号出力手段を併用することもできる。
【００１３】
本発明の別の態様においては、前記トリガー信号出力手段がタイマであり、該タイマが前記本稼働または前記予備稼働の停止後からの所定時間の経過を検出して前記トリガー信号を出力する。
上記のような構成によれば、例えば、本稼働または電解槽の予備稼働が停止した後から所定時間経過した場合であっても、電解槽を再稼働させた場合に短時間で電解生成物が生成される場合において、タイマにこの所定時間を設定することにより、電解槽の停止後から所定時間経過するまでの間の気液検知手段による検知処理を省略可能である。これにより、電解水製造装置の稼働に要するエネルギー消費を更に抑え、運用コストを更に低減可能である。
【００１４】
本発明の別の態様においては、電解水製造装置は、前記本稼働の開始を通知する本稼働開始通知手段を更に備える。
上記のような構成によれば、電解生成物を希釈水と混合する本稼働が開始されるタイミングを、作業者が明確に把握することができる。したがって、例えば電解生成物が十分に生成されていない状態で電解水が提供された場合であっても、当該電解水は、電解水製造装置が本稼働していないために電解生成物が十分に混合されていないものであると容易に判断できる。これにより、殺菌効果が薄い状態の電解水を、正常な電解水と誤って使用することを抑制可能である。
【００１５】
本発明の別の態様においては、電解水製造装置は、前記排出管路に気体が存在しないことを通知する検知結果通知手段を更に備える。
上記のような構成によれば、電解槽の稼働状況を作業員が容易に確認可能である。
【００１６】
本発明の別の態様においては、電解水製造装置は、前記希釈水が連続して供給される希釈水供給管を更に備え、前記排出管路は前記希釈水供給管に接続され、前記希釈水供給管の前記排出管路との接続部よりも下流が前記混合部とされて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物は前記希釈水供給管内で前記希釈水に混合される。
上記のような構成によれば、電解水を連続的に供給可能な、連続式の電解水製造装置を、運用コストを低減して実現することが可能である。
【００１７】
本発明の別の態様においては、電解水製造装置は、前記希釈水が貯留される貯水槽を更に備え、前記排出管路は前記貯水槽に接続され、該貯水槽が前記混合部とされて、前記排出管路を介して排出された前記電解生成物は前記貯水槽内で前記希釈水に混合される。
上記のような構成によれば、貯水槽単位で電解水を供給可能な、バッチ式の電解水製造装置を、運用コストを低減して実現することが可能である。
【００１８】
本発明の別の態様においては、前記気液検知手段が、光電センサ、静電容量型センサ、超音波センサのいずれかである。
上記のような構成によれば、上記のような電解水製造装置を好適に実現可能である。
【００１９】
本発明の別の態様においては、前記気体は塩素ガスを含む。
上記のような構成によれば、電解生成物が塩素ガスを含むため、これが希釈水と混合されて電解水とされた際には、電解水は殺菌効果の高い次亜塩素酸を含む。これにより、殺菌効果の高い殺菌水を提供可能である。
【００２０】
本発明の別の態様においては、前記電解水は次亜塩素酸を含む殺菌水である。
上記のような構成によれば、電解水は次亜塩素酸を含む殺菌水であるため、殺菌効果の高い殺菌水を提供可能である。
【００２１】
また、本発明は、電解槽により原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成し、排出管路を介して前記電解生成物を排出し、排出された該電解生成物を希釈水と混合し電解水とする本稼働を行う電解水製造方法であって、前記本稼働の前に、前記排出管路内の物質が気体か液体かを検知し、前記検知の結果に従って前記電解槽を予備稼働する、電解水製造方法を提供する。
上記のような構成によれば、上記の電解水製造装置において既に説明したように、塩酸等の原料や、電解槽の稼働に要するエネルギーの消費、作業員の長時間の常駐の必要性を抑え、運用コストを低減するとともに、作業員不在時の稼働時間が低減されるため、安全性が向上する。
【００２２】
本発明の一態様においては、電解水製造方法は、前記予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、前記予備稼働を停止する。
上記のような構成によれば、上記の電解水製造装置において既に説明したように、運用コストを低減し、安全性が向上した電解水製造装置を提供可能である。
【００２３】
本発明の別の態様においては、電解水製造方法は、前記予備稼働が必要であるかまたは必要と予測される場合にトリガー信号を出力し、出力したトリガー信号に応じて前記排出管路内の前記物質が気体か液体かを検知する。またさらに別な態様においては、前記本稼働または前記予備稼働の停止後から所定時間が経過した場合に前記トリガー信号を出力する。
上記のような構成によれば、上記の電解水製造装置において既に説明したように、予備稼働が必要であるかまたは必要と予測される場合に予備稼働を行うことになるため、電解水製造装置の稼働に要するエネルギー消費を更に抑え、運用コストを更に低減可能である。
【００２４】
本発明の別の態様においては、電解水製造方法は、前記本稼働の開始を通知する。
上記のような構成によれば、上記の電解水製造装置において既に説明したように、殺菌効果が薄い状態の電解水を、正常な電解水と誤って使用することを抑制可能である。
【００２５】
なお、以上のような本発明の様々な態様において、予備稼働において電解槽に印加する電圧は、本稼働における定格の電圧と同等であっても良いが、本稼働における電圧よりも低い電圧であっても良い。ただし、予備稼働においては、電解槽に印加する電圧は、少なくとも電解生成物として気体が生成する程度の電圧であることが好ましい。従って、予備稼働においては、本稼働における定格電圧と同等の電圧に設定することが好ましいとはいえる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、予備稼働に要する時間を短くすることで、運用コストを低減し安全性を高めた、電解水製造装置、及び電解水製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態における電解水製造装置のブロック図である。
【図２】前記第１実施形態における電解水製造装置の動作原理を示す説明図である。
【図３】前記第１実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
【図４】前記第１実施形態の第１変形例における電解水製造装置のブロック図である。
【図５】前記第１実施形態の第２変形例における電解水製造装置のブロック図である。
【図６】前記第１実施形態の第３変形例における電解水製造装置のブロック図である。
【図７】予備稼働の有効性を検証した実験の結果を示すグラフである。
【図８】前記実験の結果を示す表である。
【図９】予備稼働の周期と有効塩素濃度の関係に関する実験の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態における電解水製造装置のブロック図である。
【図１１】前記第２実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】前記第２実施形態の第１変形例における電解水製造装置のブロック図である。
【図１３】前記第２実施形態の第２変形例における電解水製造装置のブロック図である。
【図１４】前記第２実施形態における予備稼働の有効性を検証した実験の結果を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施形態における電解水製造装置のブロック図である。
【図１６】前記第３実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
【図１７】前記第１及び第２実施形態における電解水製造装置の実施例を説明する表である。
【図１８】前記実施例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における電解水製造装置のブロック図である。
図１に示される電解水製造装置１は、原料水を電気分解して気体を含む電解生成物を生成する電解槽２と、電解槽２に設けられて電解生成物を排出する排出管路２４と、排出管路２４に接続されて、排出管路２４を介して排出された電解生成物を希釈水Ｗと混合し電解水Ｅとする混合部として機能する第３希釈水供給管２１ｃと、を備え、排出管路２４に設けられて排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段５を更に備え、電解生成物を希釈水Ｗと混合する本稼働の前に、気液検知手段５の検知結果に従って電解槽２を予備稼働する。
【００３０】
電解水製造装置１の外部には、原料水（例えば塩酸等）を貯留する原料水タンク１０が設けられている。原料水タンク１０から供給される原料水は、電解水製造装置１に設けられた原料水供給部１ｂに供給される。電解水製造装置１の内部において、原料水供給部１ｂには原料水供給管２２が接続されており、その下流端は、後述する希釈管路２３に接続されている。希釈管路２３は電解槽２に接続されており、これにより、原料水供給部１ｂに供給された原料水は電解槽２へと供給される。
原料水供給管２２には、第１ポンプ３が介装されている。第１ポンプ３は、後述する制御部６によって制御されて、原料水を電解槽２へ向けて圧送する。
【００３１】
電解水製造装置１には、希釈水（例えば水道水等の水。「原水」とも言う。）Ｗが供給される希釈水供給部１ａが設けられている。本第１実施形態においては、電解水製造装置１は連続式であり、稼働時には希釈水Ｗは絶え間なく連続して供給される。電解水製造装置１の内部において、希釈水供給部１ａには、希釈水Ｗが連続して供給される希釈水供給管２１が接続されている。
希釈水供給管２１は、第１希釈水供給管２１ａ、第２希釈水供給管２１ｂ、及び第３希釈水供給管２１ｃを備えている。以下に説明するように、第１希釈水供給管２１ａは、希釈水Ｗすなわち原水を流す管路であり、第２希釈水供給管２１ｂは原料水を希釈する水（原料水希釈水）を流す管路であり、第３希釈水供給管２１ｃは電解水を流す管路である。
第１希釈水供給管２１ａは、希釈水供給部１ａに接続されて、電解水製造装置１内部に希釈水Ｗを供給する。第１希釈水供給管２１ａの下流端は、後述する排出管路２４が接続される接続部８となっている。希釈水供給管２１の、接続部８よりも下流の部分は、第１希釈水供給管２１ａを流れる希釈水Ｗが接続部８を介して続いて流れる第３希釈水供給管２１ｃとなっている。
【００３２】
第２希釈水供給管２１ｂは、第１希釈水供給管２１ａの中途から分岐するように設けられており、その下流端は、後述する希釈管路２３に接続されている。これにより、希釈水供給部１ａに供給された希釈水Ｗは接続部８へと向かうと同時に、その一部は電解槽２へも供給される。
第２希釈水供給管２１ｂには、第２ポンプ４が介装されている。第２ポンプ４は、後述する制御部６によって制御されて、希釈水Ｗを電解槽２へ向けて圧送する。
【００３３】
第２希釈水供給管２１ｂと原料水供給管２２の各々の下流端は、希釈管路２３の一端に接続されている。希釈管路２３の他端は電解槽２へと接続されている。
原料水供給管２２を流れる原料水は、第２希釈水供給管２１ｂを流れる希釈水Ｗと希釈管路２３において合流し混合され、例えば１〜２１質量％の濃度となるように希釈水Ｗにより希釈されて、電解槽２へ供給されている。
【００３４】
電解槽２は、希釈管路２３を介して供給される、希釈水Ｗにより希釈された原料水を電気分解して電解生成物を生成する。本実施形態においては、電解生成物は気体を含み、この気体は塩素ガスを含む。電解槽２は図示されない電極を備えており、この電極が後述する制御部６によって制御されて電解槽２が稼働し、電気分解処理が実行される。
【００３５】
電解槽２によって生成された塩素ガスを含む電解生成物は、電解槽２に接続された排出管路２４を介して、電解槽２の外部へ排出される。
特に本第１実施形態においては、電解生成物の大部分が塩素ガスを含む気体である。電解槽２には第１ポンプ３及び第２ポンプ４により原料水や希釈水Ｗが圧送されるため、これにより電解槽２内部の電解液が排出管路２４に多少流出することがあるが、排出管路２４へと排出されるのは大部分が気体となっている。
【００３６】
排出管路２４の下流端は、第１希釈水供給管２１ａの下流端と接続部８において接続されている。排出管路２４を介して排出された電解生成物は、希釈水供給管２１内で希釈水Ｗに混合される。
このように、希釈水供給管２１の排出管路２４との接続部８よりも下流の部分、すなわち第３希釈水供給管２１ｃが、電解生成物と希釈水Ｗとが混合されて電解水Ｅが生成される混合部２１ｃとなっている。
【００３７】
本第１実施形態においては、電解水Ｅは、例えば次亜塩素酸を含む殺菌水である。排出管路２４により排出される気体に含まれる塩素ガスは、水溶性が高いため、第３希釈水供給管２１ｃにおいて容易に希釈水Ｗに水溶して次亜塩素酸が生成される。
【００３８】
第３希釈水供給管２１ｃの下流端は、電解水製造装置１に設けられた電解水排出部１ｃに接続されている。電解水排出部１ｃからは、第３希釈水供給管２１ｃにおいて生成された電解水Ｅが排出される。
【００３９】
電解水製造装置１は、排出管路２４の外側に気液検知手段５を備えている。気液検知手段５は、排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知するものであり、検知結果は後述する制御部６へと送信される。
本第１実施形態においては、気液検知手段５は光の屈折率を検出する光電センサであり、排出管路２４内の物質の光の屈折率を検出して制御部６へと送信する。この測定を容易に行うために、本第１実施形態においては、排出管路２４は、例えば透過性の高い素材で製作されている。光電センサとしては、例えばアンプ内蔵型、電源内蔵型、アンプ分離型、ファイバ型等の各種の機器を採用することができる。
気液検知手段５は、上記のような光電センサに限られず、排出管路２４内部の物質の比誘電率を検出する静電容量型のセンサや、超音波を排出管路２４内部に向け発信して反射波を検出し、発信から検出までの時間により物質を判別する超音波センサなど、他の種類のセンサであってもよい。
【００４０】
後述するように、制御部６は、排出管路２４内に位置する物質が気体か液体かを判別し、その結果を基に電解水製造装置１を制御するため、気液検知手段５は、排出管路２４上の、気体、液体の検知、判別が適切に行われる場所に設ける必要がある。したがって、本第１実施形態においては、気液検知手段５は、排出管路２４内の気体だまり、液だまりが生じないような、略鉛直方向に排出管路２４が延在する部分に、排出管路２４の外側から取付けられている。
【００４１】
電解水製造装置１は、制御部６を備えている。制御部６は、気液検知手段５による排出管路２４内の物質に関する情報、すなわち検知結果を受信し、この物質が気体か液体かを判別し、この結果に基づいて電解槽２を制御する。
【００４２】
背景技術において説明したように、一般に、電気分解が行われる電解槽においては、電気分解が開始されてから、次亜塩素酸を含む電解水の基となる電解生成物が生成される、化学反応の平衡状態になるまでに、一定の時間を必要とする。また、電気分解が行われて電解水が生成された後に電解槽が稼働されない状態が続くと、電解槽内は時間の経過とともに平衡状態から離れた状態となる。
特に、本第１実施形態のように、電解生成物として塩素ガスを含む気体を生成する場合においては、塩素ガスは電解槽内の塩酸に溶解するため、飽和状態になるまで電解槽の外部へは排出されない。すなわち、電解槽が稼働されない状態が続くと塩酸に溶解した塩素ガスが抜けることにより電解槽の塩素濃度が低下する。この後、電解槽の再稼働により電解槽内が平衡状態となり塩素ガスが生成されたとしても、電解槽内の塩酸に溶解された塩素ガスが飽和状態になるまで塩素ガス以外の気体がまず排出され、飽和状態になった後に遅れて塩素ガスが排出され得る。
このように、電解水製造装置１が稼働された当初においては、電解生成物の有効塩素濃度やｐＨ値が不安定なことがあり、所定の電解水が十分に得られない可能性がある。
【００４３】
本第１実施形態の電解水製造装置１は、電解生成物を希釈水Ｗと混合して電解水Ｅを生成する本稼働の前に、気液検知手段５の検知結果に従って電解槽２を予備稼働するものである。これにより、前回の本稼働の停止から時間を空けて本稼働を行った場合においても、本稼働当初に十分な塩素濃度の電解水Ｅを得るとともに、この予備稼働そのものに要する時間を低減している。
以下、電解水製造装置１の動作原理を説明し、その後に制御部６の動作を説明する。
【００４４】
図２（ａ）は、電解水製造装置１が本稼働を実行している本稼働状態の、図２（ｂ）は、電解槽２が稼働を停止して一定時間経過した第１状態の、図２（ｃ）は図２（ｂ）から更に時間が経過した第２状態の、及び図２（ｄ）は、電解槽２が予備稼働を実行している予備稼働状態の、それぞれの説明図である。
【００４５】
図２（ａ）に示されるように、電解水製造装置１が本稼働を実行している本稼働状態においては、電解槽２から電解生成物の一部として塩素を含む気体Ａが連続して排出管路２４へ供給されている。塩素を含む気体Ａは第３希釈水供給管２１ｃにおいて希釈水Ｗに混合され、電解水Ｅが生成されている。したがって、このように電解水製造装置１が電解生成物を希釈水Ｗと混合する本稼働を行っている状態においては、排出管路２４の中の大部分には塩素を含む気体Ａが流れている。
【００４６】
電解水製造装置１が本稼働を停止して時間が経過すると、電解水製造装置１の本稼働実行中に電気分解処理により発熱した電解槽２が自然冷却されるため、電解槽２の内圧が低下する。
更に、気体Ａは水溶性が高い塩素ガスを含むため、本稼働停止後に排出管路２４内に位置する気体Ａを含む電解生成物の一部は、接続部８を介して第１希釈水供給管２１ａや第３希釈水供給管２１ｃの希釈水Ｗや電解水Ｅに晒された結果、これらの液体に水溶する。
これらの結果として、排出管路２４が接続された第１希釈水供給管２１ａや第３希釈水供給管２１ｃから、排出管路２４の内部へと希釈水Ｗや電解水Ｅが逆流する。
【００４７】
希釈水Ｗや電解水Ｅの逆流が進行すると、希釈水Ｗや電解水Ｅと塩素を含む気体Ａとの界面Ｂが、排出管路２４内を電解槽２へと向かって移動する。図２（ｂ）には、この界面Ｂが排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置よりも接続部８側に位置する程度に希釈水Ｗや電解水Ｅが逆流した、第１状態が示されている。この第１状態においては、図１に示される制御部６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなっている。
【００４８】
本第１実施形態においては、電解水製造装置１が本稼働を停止して、界面Ｂが、逆流により接続部８から電解槽２に向かって移動した後に、次に本稼働を実行しても実行当初から塩素ガスを十分に供給できなくなるような位置になる箇所に、気液検知手段５が設けられている。なお、気液検知手段５は電解槽２の出口から接続部８までの間であれば、いずこに設置しても良い。ただし、界面Ｂの位置が、電解水製造装置１が本稼働を停止して次に本稼働を実行しても実行当初から塩素ガスを十分に供給できなくなるような位置になる箇所、から、接続部８の箇所までの間に気液検知手段５を設けることが好ましい。なお、安全をみれば、界面Ｂの位置が、電解水製造装置１が本稼働を停止して次に本稼働を実行しても実行当初から塩素ガスを十分に供給できなくなるような位置よりも接続部８に若干近い位置に、気液検知手段５を設けてもよい。
これにより、制御部６が気液検知手段５から受信した検知結果が気体であることを示す場合には、電解水製造装置１が本稼働を停止した後に、電解槽２内が化学反応の平衡状態から大きく離れておらず、塩素ガスも電解槽内の塩酸に飽和に近い状態で溶解し、この状態で本稼働を実行しても実行当初から塩素ガスを十分に供給できると判断可能である。
【００４９】
更に時間が経過すると、図２（ｃ）に示されるような、希釈水Ｗや電解水Ｅが更に逆流して、界面Ｂが排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置よりも電解槽２側に位置する第２状態となる。この第２状態においては、制御部６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が液体であることを示すものとなっている。
すなわち、制御部６が気液検知手段５から受信した検知結果が液体であることを示す場合には、電解水製造装置１が本稼働を停止した後に、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れ、なおかつ塩素ガスが電解槽内の塩酸に十分に溶解しておらず、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できない程度に長い時間が経過したと判断可能である。
【００５０】
このような場合に、制御部６は、連続する２回の本稼働の間の電解水製造装置１の待機時間内に、気液検知手段５の検知結果に従って電解槽２を予備稼働する。
本第１実施形態においては、電解槽２の予備稼働とは、電解槽２から排出される気体Ａを含む電解生成物が接続部８を超えない程度に、より詳細には気液検知手段５の位置を接続部８に向かって大きく超えない程度に、電解槽２の電気分解処理を実行することである。
【００５１】
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
図２（ｄ）には、界面Ｂが排出管路２４上における気液検知手段５の、実際に検知を行う検知部５ａが設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻された、予備稼働状態が示されている。この状態において、制御部６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなっている。
【００５２】
このような場合には、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できるように、電解槽２内が化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスが電解槽内の塩酸に十分に溶解して飽和した状態になったと判断可能である。
この判断に基づき、予備稼働が開始した後、気液検知手段５により気体が検知された場合に、制御部６は予備稼働を停止する。より詳細には、気液検知手段５が制御部６へと送信した検知結果が気体であることを示す場合において、制御部６は予備稼働を停止する。
【００５３】
上記においては、予備稼働は本稼働の実行後に時間をおいて実行されるように説明したが、予備稼働は予備稼働の実行後に時間をおいて実行されてもよい。すなわち、予備稼働は、前回の予備稼働の後に実行されるものをも含む。例えば、電解水製造装置１の本稼働の後に予備稼働が実行されて一旦図２（ｄ）に示される予備稼働状態に移行した後、時間が経過して再度図２（ｃ）に示される第２状態に移行することも考えられる。
このような場合においても、電解水製造装置１の本稼働の後に第２状態に移行した場合と同様に、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れ、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できない程度の時間が経過したと判断可能である。このような場合に制御部６は、再び図２（ｄ）に示される予備稼働状態となるまで、電解槽２を再度予備稼働する。
【００５４】
このように、本第１実施形態においては、連続する２回の本稼働の間の待機時間において、予備稼働は、この待機時間の間に必要に応じて繰り返し実行される。
【００５５】
上記の動作原理の説明においては、気液検知手段５の検知結果が変化すると制御部６が即座に対応して予備稼働を実行するように説明した。しかし、本第１実施形態においては実際には、本稼働または予備稼働の停止後から所定時間の経過を待ち、所定時間の経過後に、気液検知手段５の検知結果を基に予備稼働実行の是非を判断する。
これは、本稼働または予備稼働が停止した後、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れるまでには一定の時間を要するが、この一定の時間が経過する前に予備稼働を実行する必要はないことに基づいている。
【００５６】
この所定時間の経過の判定のために、電解水製造装置１は、予備稼働を誘導するトリガー信号を出力するトリガー信号出力手段としてのタイマ７を備えている。
本第１実施形態においては、制御部６はＣＰＵ、メモリ等を備えるマイコン等で実現されており、このＣＰＵ等の機能としてのタイマ７が用いられている。なお、タイマ７は制御部６とは別体に構成されてもよく、また気液検知手段７と一体に構成されてもよい。
タイマ７が本稼働または予備稼働の停止後から所定時間の経過を検出した場合に、タイマ７はその旨をトリガー信号として制御部６に出力する。
【００５７】
より詳細には、本稼働または予備稼働が停止した際に、タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する。
制御部６は、タイマ７が所定時間、本第１実施形態においては例えば１時間の経過を検出する前に電解水製造装置１の本稼働が再度実行されたか否かを判定する。
所定時間の経過を検出する前に本稼働が実行された場合には、制御部６はタイマ７による計測を一旦リセットし、当該本稼働が終了した際に再度タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する。
【００５８】
このタイマ７が所定時間の経過を検出して検出結果をトリガー信号として出力した場合に、制御部６は、このトリガー信号に応じて、気液検知手段５が制御部６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する。
制御部６は、液体の場合には図２（ｃ）に示される第２状態にあり、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れ、なおかつ塩素ガスが電解槽内の塩酸に十分に溶解しておらず、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できないと判断して、電解槽２が予備稼働を実行するように制御する。
【００５９】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する。
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置にまで到達しない間においては、気液検知手段５から受信した検知結果は排出管路２４内の物質が液体であると判別されるものである。このため、予備稼働を継続して実行し、受信した検知結果が気体か液体かの判別処理を繰り返す。
【００６０】
予備稼働による電気分解処理が進むと、図２（ｄ）に予備稼働状態として示されるように、界面Ｂが気液検知手段５の検知部５ａが設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻される。この時点で、制御部６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなる。制御部６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できるように、電解槽２内が化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスも電解槽内の塩酸に十分に溶解して飽和した状態になったと判断し、予備稼働を停止する。
【００６１】
制御部６は、所定時間の経過後において、気液検知手段５から受信した検知結果が気体であると判別した場合には、所定時間の経過後であっても電解槽２内が化学反応の平衡状態から大きく離れておらず、塩素ガスも電解槽内の塩酸に十分に溶解して飽和し、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できると判断する。この場合においても、制御部６はタイマ７による計測を一旦リセットし、再度タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する。
【００６２】
上記のような制御部６による判断が適切に実行されるように、本第１実施形態においては例えば１時間とした所定時間、及び、希釈水供給管２１と排出管路２４の接続部８からの気液検知手段５の距離は、それぞれ適切に設定されている。
所定時間は、本稼働または電解槽２の予備稼働が停止した後から予備稼働が必要であるかまたは必要と予測されるまでの時間である。より具体的には、所定時間は、本稼働または電解槽２の予備稼働が停止した後から所定時間経過した場合であっても、この所定時間経過後に電解槽２を再稼働させた場合に、短時間で電解槽２内が化学反応の平衡状態に移り電解生成物が生成される程度の時間、例えば１時間等であるのが望ましい。
【００６３】
本第１実施形態においては、制御部６は、例えば電解槽２の電極間を流れる電流の値が低減した場合に、電解槽２内の原料水の量が低減したと判断し、第１ポンプ３と第２ポンプ４を、原料水や希釈水Ｗを電解槽２へ圧送するように制御する。これに代えて、制御部６は、本稼働または電解槽２の予備稼働を実行させるのと同じタイミングで第１ポンプ３と第２ポンプ４を圧送制御するようにしてもよい。
【００６４】
次に、図１〜図３を用いて、上記の電解水製造装置を用いて電解水を製造する電解水製造方法について説明する。図３は、第１実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
本電解水製造方法は、電解槽２により原料水を電気分解して気体Ａを含む電解生成物を生成し、排出管路２４を介して電解生成物を排出し、排出された電解生成物を希釈水Ｗと混合し電解水Ｅとする本稼働を行う電解水製造方法であって、本稼働の前に、排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知し、検知の結果に従って電解槽２を予備稼働する。
【００６５】
まず、作業員の操作等により、電解水製造装置１の本稼働が実行される。本稼働は次のように実行される。
電解水製造装置１の原料水供給部１ｂには原料水が、希釈水供給部１ａには希釈水Ｗが、それぞれ供給されている。制御部６が第１ポンプ３、第２ポンプ４をそれぞれ制御することにより、原料水と希釈水Ｗがそれぞれ原料水供給管２２、第２希釈水供給管２１ｂを圧送され、希釈管路２３へと供給される。希釈管路２３内で原料水が希釈水Ｗによって希釈されて電解槽２へと供給される。制御部６は電解槽２を制御して電気分解を行い、生成された気体Ａを含む電解生成物を排出管路２４へ排出する。気体Ａは塩素ガスを含んでいる。
【００６６】
希釈水Ｗは、第２希釈水供給管２１ｂへと供給されると同時に第１希釈水供給管２１ａへも供給される。排出管路２４へ排出された電解生成物は、第１希釈水供給管２１ａへと供給された希釈水Ｗと混合されて電解水Ｅが生成される。
生成された電解水Ｅは電解水排出部１ｃから排出される。
この本稼働の際においては、電解水製造装置１は、図２（ａ）に示されるような本稼働状態となっている。
【００６７】
本稼働が停止する（ステップＳ１）と、タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する（ステップＳ２）。
制御部６は、タイマ７が所定時間、本第１実施形態においては例えば１時間の経過を検出する前に電解水製造装置１の本稼働が再度実行されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
所定時間の経過を検出する前に本稼働が実行された場合には、制御部６はタイマ７による計測を一旦リセットし、当該本稼働が終了した際に再度タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する（ステップＳ１を介してステップＳ２へと遷移）。
【００６８】
本稼働の停止後に、本稼働が再度実行されない場合には、タイマ７が所定時間の経過を検出した際に（ステップＳ４）、タイマ７はその旨をトリガー信号として出力する。この所定時間は、本稼働または電解槽２の予備稼働が停止した後から予備稼働が必要であるかまたは必要と予測されるまでの時間である。このトリガー信号に応じて、電解水製造装置１は、排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知する。すなわち、制御部６が、気液検知手段５が制御部６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ５）。
【００６９】
制御部６は、所定時間の経過後において、気液検知手段５から受信した検知結果が気体であると判別した場合には、制御部６はタイマ７による計測を一旦リセットし、再度タイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始する（ステップＳ１を介してステップＳ２へと遷移）。
【００７０】
制御部６は、所定時間の経過後において、気液検知手段５から受信した検知結果が液体であると判別した場合には、電解槽２が予備稼働を実行するように制御する（ステップＳ６）。
【００７１】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ７）。
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置にまで到達しない間においては、気液検知手段５から受信した検知結果が液体であるため、予備稼働を継続して実行し、ステップＳ７の判別処理を繰り返す。
【００７２】
予備稼働による電気分解処理が進むと、図２（ｄ）に予備稼働状態として示されるように、界面Ｂが気液検知手段５の検知部５ａが設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻される。この時点で、制御部６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなる。制御部６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、予備稼働を停止する。
【００７３】
予備稼働の停止後には、図３に示される処理においては、ステップＳ１として示される稼働が停止した状態へと遷移する。すなわち、予備稼働の後においても、その停止後にタイマ７が、電解槽２が停止している時間の計測を開始してステップＳ２以降の処理を実行し、必要に応じて予備稼働を再度実行する。この再度の予備稼働により、前回の予備稼働の後に再び所定時間が経過し、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れた場合であっても、次の本稼働開始当初に塩素ガスを十分に供給できるように、電解槽２内を化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスが電解槽内の塩酸に十分に溶解して飽和した状態とすることができる。
【００７４】
上記のように、気液検知手段５は、本第１実施形態においては、電解水製造装置１が本稼働を停止して、界面Ｂが、逆流により接続部８から電解槽２に向かって移動した後に、次に本稼働を実行しても実行当初から塩素ガスを十分に供給できなくなるような位置になる箇所に、設けられている。例えば、本稼働が停止してから電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れるまでの時間と、希釈水Ｗや電解水Ｅが排出管路２４を逆流して界面Ｂが接続部８から気液検知手段５の位置に至るまでの時間が略一致するような位置に、気液検知手段５は設けられた場合を考える。
ここで、予備稼働を停止した直後の界面Ｂは、必ずしも接続部８の位置に在るとは限られない。例えば図２（ｂ）に示されるように、予備稼働を停止した直後に、界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置よりも接続部８側に位置している場合も考えられなくもない。
このような場合においては、予備稼働を停止した後の次の予備稼働を開始するタイミングを、気液検知手段５のみに基づいて判断すると、予備稼働を停止した後、次の予備稼働を開始するまでの待機時間が、予備稼働が停止してから電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れるまでの時間よりも、必要以上に短くなってしまうことがある。これを抑制するために、予備稼働の後においても、所定時間の経過を待った上で気液検知手段５による予備稼働実行の是非の判断を行ってもよい。
【００７５】
次に、上記の電解水製造装置１、及び電解水製造方法の効果について説明する。
【００７６】
本第１実施形態の構成における電解水製造装置１の電解槽２は、気体Ａを含む電解生成物を生成する。このため、電解水製造装置１が電解生成物を希釈水Ｗと混合する本稼働を実行する際には、電解生成物が電解槽２から排出される際に通過する排出管路２４には、気体Ａが通過する。
電解槽２は、電解水製造装置１の本稼働実行中には熱を帯びているが、本稼働停止後には自然冷却される。したがって、時間の経過とともに電解槽２の内圧が低下し、排出管路２４が接続された第１希釈水供給管２１ａや第３希釈水供給管（混合部）２１ｃから希釈水Ｗや電解水Ｅ等の液体が電解槽２に向けて逆流することがある。更に、電解生成物は希釈水Ｗと混合して用いられるため、電解生成物に含まれる気体は、例えば塩素ガスなどの水溶性が高いものを含む場合が多い。このため、本稼働停止後に排出管路２４内に位置する気体Ａの一部は、第１希釈水供給管２１ａや第３希釈水供給管２１ｃの液体に水溶する。これも、第１希釈水供給管２１ａや第３希釈水供給管２１ｃから希釈水や電解水等の液体の、電解槽へ向けた逆流の一因となり得る。
ここで、本第１実施形態のような構成によれば、電解水製造装置１は排出管路２４に設けられて排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知する気液検知手段５を備えており、電解生成物を希釈水Ｗと混合する本稼働の前に、気液検知手段５の検知結果に従って電解槽２を予備稼働する。例えば排出管路２４内の物質が液体であると気液検知手段５が検知した場合には、電解水製造装置１が最後に稼働してから一定の時間が経過し、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れたと判断可能である。このような場合には電解槽２を予備稼働することで、電解生成物が確実に混合された電解水Ｅを、次の本稼働の実行当初に提供可能である。逆に気体であると検知した場合には、本稼働または電解槽２の予備稼働が実行中か、停止して一定の時間が経過しておらず、電解槽２内が化学反応の平衡状態に近いと判断可能である。すなわち、予備稼働を実行せずとも、電解生成物が確実に混合された電解水Ｅを、次の本稼働の実行当初に提供可能である。
このように、電解槽２内の状態に対応した気液検知手段５の検知結果に従って、予備稼働の実行や停止等の制御を行うため、予備稼働を不必要に長い時間実行せずにすむ。これにより、塩酸等の原料や、電解槽２の稼働に要するエネルギーの消費、作業員の長時間の常駐の必要性を抑え、運用コストを低減するとともに、作業員不在時の稼働時間が低減されるため、安全性が向上する。
【００７７】
また、排出管路２４内の物質が気体であると気液検知手段５が検知した場合に、本稼働または電解槽２の予備稼働が実行中か、停止して一定の時間が経過しておらず、電解槽２内が化学反応の平衡状態に近いと判断可能であり、予備稼働を停止することができる。これにより、必要以上の予備稼働の実行を抑制できるため、運用コストを低減し、安全性が向上した電解水製造装置１を提供可能である。
【００７８】
また、予備稼働する必要がない場合には予備稼働は行わず、予備稼働を現に必要とする状態または必要になると予測される状態をトリガー信号出力手段７が検知または判断してトリガー信号として出力し、そのトリガー信号を受信した場合またはトリガー信号が変化した場合に気液検知手段５が排出管路２４内の物質が気体か液体かを検知する操作を開始する、という態様となっている。これによって、予備稼働が必要な場合または必要になることが予測される場合にのみ気液検知手段５により予備稼働を行うことができるため、さらに運用コストを低減するとともに安全性を向上させることができる。
例えば、本稼働または電解槽２の予備稼働が停止した後から所定時間経過した場合であっても、電解槽２を再稼働させた場合に短時間で電解生成物が生成される場合において、タイマ７にこの所定時間を設定することにより、電解槽２の停止後から所定時間経過するまでの間の気液検知手段５による検知処理を省略可能である。これにより、電解水製造装置１の稼働に要するエネルギー消費を更に抑え、運用コストを更に低減可能である。
【００７９】
また、上記のような構成によれば、電解水を連続的に供給可能な、連続式の電解水製造装置１を、運用コストを低減して実現することが可能である。
【００８０】
また、上記のような構成によれば、気液検知手段が、光電センサ、静電容量型センサ、超音波センサのいずれかであり、これにより電解水製造装置１を好適に実現可能である。
【００８１】
また、上記のような構成によれば、電解生成物は気体を含み、この気体は塩素ガスを含むものであるため、これが希釈水Ｗと混合されて電解水Ｅとされた際には、電解水Ｅは殺菌効果の高い次亜塩素酸を含む。これにより、殺菌効果の高い殺菌水を提供可能である。
【００８２】
（第１実施形態の第１変形例）
次に、図４を用いて、上記第１実施形態として示した電解水製造装置１の第１変形例を説明する。図４は、本第１変形例における電解水製造装置３０のブロック図である。本第１変形例の電解水製造装置３０においては、上記第１実施形態の電解水製造装置１とは、検知結果通知手段３１を備える点が異なっている。
【００８３】
本第１変形例においては、検知結果通知手段３１は、排出管路２４に気体が存在しないことを通知する。より詳細には、電解水製造装置３０の本稼働、あるいは電解槽２の予備稼働が停止した後に、排出管路２４内の物質が液体であると気液検知手段５の検知結果が示す場合に、制御部３６は検知結果通知手段３１を制御し、排出管路２４内に気体が存在しないことを作業員に通知する。
検知結果通知手段３１は、本第１変形例においては警報器であるが、発光器であってもよい。また、検知結果通知手段３１は、制御部３６とは別体に構成されてもよいが、制御部３６の一つの機能として制御部３６と一体に構成されているものであってもよい。
【００８４】
本第１変形例が、上記第１実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
本第１変形例においては特に、電解槽２の稼働状況を作業員が容易に確認可能である。
【００８５】
（第１実施形態の第２変形例）
次に、図５を用いて、上記第１実施形態として示した電解水製造装置１の第２変形例を説明する。図５は、本第２変形例における電解水製造装置４０のブロック図である。本第２変形例の電解水製造装置４０においては、上記第１実施形態の電解水製造装置１とは、希釈水供給管２１を備えず、その代替として、貯水槽４１を備える点が異なっている。
【００８６】
本第２変形例においては、希釈水Ｗは、貯水槽４１に貯留されている。
排出管路２４の下流端は貯水槽４１に連通するように接続されており、排出管路２４を介して電解槽２から排出された塩素ガスを含む電解生成物は、貯水槽４１内に排出され、貯水槽４１内で希釈水Ｗと混合されて電解水Ｅが生成される。
すなわち、本第２変形例の電解水製造装置４０は、貯水槽４１が混合部４１とされた、バッチ式の装置である。貯水槽４１内に所望された塩素濃度の電解水Ｅが生成された後には、この貯水槽４１は撤去され、新たな貯水槽４１が設置されて、この中に貯留された新たな希釈水Ｗから電解水Ｅが生成される。
なお、本第２変形例の電解水製造装置４０においては、前記の第１実施形態やその第１変形例のような、第２希釈水供給管２１ｂ、第２ポンプ４、希釈管路２３が存在していない。従って、原料水タンク１０には、予め希釈した原料水、すなわち前記の第１実施形態やその第１変形例に比して濃度が低い原料水が貯留されている。
【００８７】
本第２変形例においても、上記第１実施形態と同様な動作原理で電解水製造装置４０は稼働する。また、制御部６も、上記第１実施形態と同様に各要素を制御する。
【００８８】
本第２変形例が、上記第１実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
本第２変形例においては、特に、貯水槽４１単位で電解水Ｅを供給可能な、バッチ式の電解水製造装置４０を、運用コストを低減して実現することが可能である。
【００８９】
（第１実施形態の第３変形例）
次に、図６を用いて、上記第１実施形態として示した電解水製造装置１の第３変形例を説明する。図６は、本第３変形例における電解水製造装置５０のブロック図である。本第３変形例の電解水製造装置５０においては、上記第１実施形態の電解水製造装置１とは、第２希釈水供給管２１ｂ、第２ポンプ４、および希釈管路２３が存在していない点が異なっている。また、本第３変形例では、第１ポンプ３の排出側は電解槽２に管路で直結されている。
【００９０】
本第３変形例においては、原料水タンク１０から供給される原料水は、原料水供給管２２を介して第１ポンプ３に送液され、第１ポンプ３から排出された後、希釈されずにそのまま電解槽２に送液される。
従って、本第３変形例においては、原料水タンク１０にはあらかじめ希釈された原料水、例えば濃度３質量％の希塩酸が貯留されている。このように、原料水タンク１０において原料水があらかじめ希釈されているため、本第３変形例における電解水製造装置５０は第２希釈水供給管２１ｂ、第２ポンプ４、および希釈管路２３が不要になる。
【００９１】
本第３変形例が、上記第１実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
また、本第３変形例においては、電解水製造装置５０そのものが簡便な構造を有している。
【００９２】
（予備稼働の必要性を示す実験の説明）
次に、予備稼働の必要性について、実験結果を用いて説明する。
本実験は本稼働が終了した後における予備稼働の必要性を検証するために実施したものであり、したがって試験装置は、制御部、タイマを備えない簡易な構成とし、電解槽の稼働タイミングを人手で指定して電気分解処理を実行した。また、実験を簡易に行うために、生成された電解水が流動せず塩素濃度の測定がより容易な、図５に示されるようなバッチ式の電解水製造装置を、試験装置として用いた。
【００９３】
試験装置により電気分解処理を本稼働として実行した後に電解槽を停止し、停止した状態で数時間から数日の一定時間経過させ、その後、電解槽を再稼働して有効塩素濃度を測定して、停止した時間と有効塩素濃度の関係を調査した。また、電解槽の稼働開始から貯水槽に気体が排出され始めるまでの時間をストップウォッチで計測し、停止した時間と気体排出開始時間との関係も調査した。
再稼働時の電解槽の稼働時間は３０秒とし、この稼働時間の間に、１０Ｌの水が貯留された貯水槽中に、電気分解により生成された塩素ガスを含む電解生成物を排出し、これを１バッチ目として有効塩素濃度と気体排出開始時間を測定した。
１バッチ目の貯水槽に対する電解槽の３０秒間の稼働を停止した直後に、貯水槽を、新たな希釈水Ｗが貯留された２バッチ目の貯水槽と交換し、電解槽を再度３０秒間稼働させて、２バッチ目の有効塩素濃度を測定した。
【００９４】
有効塩素濃度は、官報第３３７８号（平成１４年６月１０日）「次亜塩素酸水の成分規格」に示された測定方法によって測定した。具体的には、電解水約２００ｇを精密に量り、ヨウ化カリウム２ｇ及び酢酸（１→４）１０ｍｌを加え、直ちに密栓して暗所に１５分間放置し、遊離したヨウ素を０．００５ｍｏｌ／ｌチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定する（指示薬  デンプン試液）。別に空試験を行い補正する。なお、０．００５ｍｏｌ／ｌチオ硫酸ナトリウム溶液１ｍｌ＝０．１７７２７ｍｇ  Ｃｌに該当する。
【００９５】
図７に実験の結果のグラフを示す。本グラフにおいては、横軸は電解槽の停止から１バッチ目の稼働開始までの停止時間を示している。線５１ａは、１バッチ目の電解槽の稼働開始から、貯水槽に気体が排出され始めるまでの気体排出開始時間を示す。また、線５１ｂは、１バッチ目に生成された電解水の有効塩素濃度を示す。
図８に、図７のグラフに対応する表を示す。第１列の「停止時間」は図７の停止時間に、第２列の「気体排出開始時間」は図７の気体排出開始時間に、及び第３列の「１バッチ目」は図７の１バッチ目に生成された電解水の有効塩素濃度に相当する。また、第４列の「２バッチ目」は、２バッチ目に生成された電解水の有効塩素濃度である。
【００９６】
図７、図８から、本稼働後の停止時間が長いほど、気体発生開始時間が長く、１バッチ目の有効塩素濃度が低いことがわかる。
これは、停止時間が長いほど電解槽内が化学反応の平衡状態から離れてしまい、電解槽が稼働して再度平衡状態になるまでに時間を要するためと考えられる。特に有効塩素濃度に関しては、時間の経過とともに電解槽内の塩酸に溶解した塩素ガスが抜けて電解槽の塩素濃度が低下してしまい、平衡状態となった後でも電解槽内の塩酸に溶解された塩素ガスが飽和状態になるまでに時間を要することも、値が低い一因と考えられる。
【００９７】
これに対し、図７、図８から、本稼働後の停止時間が２時間以内である場合においては、停止時間が０時間、すなわち連続して電解槽を稼働させた場合と比べ、気体発生開始時間と有効塩素濃度が同等であることがわかる。
これにより、この実験条件においては、予備稼働を、前回の本稼働の停止から２時間以内、より望ましくは１時間の間隔をおいて実行することで、電解槽内を化学反応の平衡状態に保ち、電解槽の塩素濃度を飽和状態に維持することができると考えられる。
また、少なくともこの実験条件の場合は、タイマを使用し、本稼働が終了して電解槽が停止した後から２時間までの間は気液検知手段の使用を省略しておき、本稼働が終了して２時間を経過したことをタイマが把握した後に気液検知手段による検知処理を開始する、という態様にとることが考えられる。
ただし、安全をみれば、このような所定時間は２時間以内、例えば１時間に設定することが好ましいといえる。
【００９８】
図８に示されるように、１バッチ目の電解処理直後に実行された２バッチ目の有効塩素濃度は、１バッチ目開始までの停止時間に依存せず、一定以上の値を示した。これは、１バッチ目の電解処理において電解槽内が化学反応の平衡状態へと遷移し、なおかつ、電解槽の塩素濃度が飽和状態となり、その後この状態が保たれているためだと考えられる。
【００９９】
次に、予備稼働が終了した後における再度の予備稼働の必要性を検証するための試験を行った。すなわち、同様な試験装置を用いて、電解槽を停止した後の２４時間の間、所定時間の間隔で予備稼働を繰り返し実行し、この間隔の長さと有効塩素濃度の関係を調査した。図９はこの実験結果を示すグラフである。図９において、横軸は上記間隔の長さ、すなわち予備稼働の周期であり、縦軸は有効塩素濃度である。
周期が２４時間の場合、すなわち予備稼働を実行しない場合においては、明確に有効塩素濃度の低下が確認できる。これに対し、６時間以内においては有効塩素濃度の低下が２割程度に抑制されている。更に、１時間の場合においては、１割程度しか低下していない。
これらの結果から、本発明の電解水製造装置においては、前回の予備稼働の停止から６時間以内、好ましくは２〜６時間の間に次の予備稼働が実行されるような位置に、気液検知手段を設置することが好ましいと考えられる。もっとも、予備稼働の周期は２時間以内または１時間以内であればさらに好ましいが、これは運用コストとの兼ね合いで適宜選択すればよい。さらに、本発明の電解水製造装置においては、気液検知手段の稼働のほかにタイマを併用し、気液検知手段の検知結果に加えて定期的な時間間隔による予備電解を併用することも可能である。
【０１００】
また、少なくともこの実験条件の場合には、タイマを使用し、予備稼働が終了して電解槽が停止した後から６時間までの間は気液検知手段による検知処理を省略しておき、予備稼働が終了して６時間を経過したことをタイマが把握した後に気液検知手段による検知処理を開始する、という態様にとることも考えられる。むろん、安全をみれば、このような所定時間は６時間以内、例えば２時間、１時間に設定してもよい。
【０１０１】
なお、図７、図８の結果からみれば、本稼働が終了した後は２時間を超えると予備稼働が必要になるのに対し、図９の結果からは予備稼働が終了した後は６時間を超えると再度の予備稼働が必要になる、というように、本稼働終了後と予備稼働終了後とでは条件面に差異がある。この理由としては、本稼働が終了した後は接続部８から希釈水Ｗや電解水Ｅ等の液体が電解槽２に向けて逆流するが、予備稼働が終了した後は、新たな希釈水Ｗや電解水Ｅ等の逆流は少なくなり、予備稼動の際に電解槽２から排出された気体Ａを含んだ液体(電解水Ｅより濃い塩素濃度)が逆流するためと考えられる。
従って、例えば、タイマを使う場合には、本稼働が終了した後の所定時間と、予備稼働が終了した後の所定時間とを別々に設定することも有効である。
また、トリガー信号出力手段として、あらかじめ特定の時刻を設定しておいてその時刻になったときにトリガー信号を出力する時計機能のようなものを採用した場合には、電解水を使用し始める定刻の前の６時間以内の所定時刻を設定し、その所定時刻を過ぎた時点で気液検知手段による検知処理を開始するように設定することも考えられる。
【０１０２】
（第２実施形態）
次に、図１０を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、本第２実施形態における電解水製造装置６０のブロック図である。本図において、第１実施形態で説明した図１に示す構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、電解水製造装置６０がタイマを備えず、気液検知手段５の検知結果のみを基にして、電解槽２の予備稼働を制御していることである。
本第２実施形態においては、電解水製造装置６０がタイマを備えていないため、制御部６６は、第１実施形態における制御部６の制御から所定時間の経過の判定を除いた処理を実行する。
【０１０３】
すなわち、制御部６６は、本稼働または予備稼働が停止した後に、本稼働または予備稼働が停止してからの経過時間によらず随時、電解水製造装置６０の本稼働が再度実行されたか否かを判定する。
本稼働が実行されていない場合に、制御部６６は、気液検知手段５が制御部６６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する。
制御部６６は、気体の場合には、本稼働が再度実行されたか否かの判定処理に戻る。
制御部６６は、液体の場合には、電解槽２が予備稼働を実行するように制御する。
【０１０４】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部６６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する。
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置にまで到達しない間においては、気液検知手段５から受信した検知結果は排出管路２４内の物質が液体であると判別されるものである。このため、予備稼働を継続して実行し、受信した検知結果が気体か液体かの判別処理を繰り返す。
【０１０５】
予備稼働による電気分解処理が進むと、界面Ｂが気液検知手段５の検知部５ａ（図２参照。）が設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻される。この時点で、制御部６６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなる。制御部６６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、予備稼働を停止する。
【０１０６】
上記のように、本第２実施形態においては、本稼働または予備稼働が停止してからの経過時間によらず随時、電解水製造装置６０の本稼働が再度実行されたか否かを判定し、その後、気液検知手段５が制御部６６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する。このため、希釈水Ｗや電解水Ｅが排出管路２４を逆流して界面Ｂが気液検知手段５よりも電解槽２側に移動した直後に、制御部６６は電解槽２の予備稼働を実行する。また、予備稼働の実行により界面Ｂが気液検知手段５よりも希釈水供給管２１側に移動した直後に、制御部６６は電解槽２の予備稼働を停止する。
【０１０７】
このように、本第２実施形態は、連続する２回の本稼働の間の待機時間において、予備稼働は、この待機時間の間に気液検知手段５の検知結果に従って実行されるという点では、第１実施形態と同じである。しかし、本第２実施形態においては、第１実施形態よりも細かい時間間隔で、短い時間の予備稼働が繰り返される、換言すれば常時に近い状態で予備稼働が実行されている構成となっている。この結果、電解槽２内をほぼ常時、化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスも電解槽内に十分に溶解して飽和した状態にすることを可能としている。
【０１０８】
電解水製造装置６０は、第１実施形態の第１変形例と同様な検知結果通知手段６１を備えている。
検知結果通知手段６１は、排出管路２４に気体が存在しないことを通知する。より詳細には、電解水製造装置６０の本稼働、あるいは電解槽２の予備稼働が停止した後に、排出管路２４内の物質が液体であると気液検知手段５の検知結果が示す場合に、制御部６６は検知結果通知手段６１を制御し、排出管路２４内に気体が存在しないことを作業員に通知する。
【０１０９】
このように検知結果通知手段６１は排出管路２４に液体が存在する場合に作動するものであるが、電解水製造装置６０は上記のように排出管路２４に液体が存在する場合には直ちに予備稼働が実行される構成となっている。したがって、本第２実施形態においては、検知結果通知手段６１は液体の存在を通知するとともに、予備稼働が実行中であることを通知するものでもある。
検知結果通知手段６１は、本第２実施形態においては発光器であるが、第１実施形態の第１変形例と同様に警報器であってもよい。
【０１１０】
次に、図１０、図１１を用いて、第２実施形態の電解水製造装置を用いて電解水を製造する電解水製造方法について説明する。図１１は、第２実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
【０１１１】
まず、第１実施形態と同様に、作業員の操作等により、電解水製造装置６０の本稼働が実行される。
本稼働が停止する（ステップＳ１１）と、制御部６６は、本稼働が停止した後に、電解水製造装置６０の本稼働が再度実行されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。
本稼働が実行された場合には、当該本稼働が終了するまで待機する（ステップＳ１１へと遷移）。
【０１１２】
本稼働の停止後に、本稼働が再度実行されない場合には、制御部６６が、気液検知手段５が制御部６６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ１３）。
制御部６６は、気体と判別された場合には、本稼働が再度実行されたか否かの判定処理に戻る（ステップＳ１１を介してステップＳ１２へと遷移）。
制御部６６は、液体と判別された場合には、電解槽２が予備稼働を実行するように制御する（ステップＳ１４）とともに、検知結果通知手段６１を作動させる（ステップＳ１５）。
【０１１３】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部６６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ１６）。
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置にまで到達しない間においては、予備稼働を継続して実行し、ステップＳ１６の判別処理を繰り返す。
【０１１４】
予備稼働による電気分解処理が進むと、界面Ｂが気液検知手段５の検知部５ａが設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻される。この時点で、制御部６６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなる。制御部６６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、予備稼働を停止する（ステップＳ１７）とともに、検知結果通知手段６１を停止する（ステップＳ１８）。
【０１１５】
予備稼働の停止後には、図１１に示される処理においては、ステップＳ１１として示される稼働が停止した状態へと遷移する。すなわち、予備稼働の後においても、図３を用いて第１実施形態で説明したものと同様に、ステップＳ１２以降の処理を実行する。
【０１１６】
本第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、電解槽２内の状態に対応した気液検知手段５の検知結果に従って、予備稼働の実行や停止等の制御を行うため、予備稼働を不必要に長い時間実行せずにすむ。これにより、塩酸等の原料や、電解槽２の稼働に要するエネルギーの消費、作業員の長時間の常駐の必要性を抑え、運用コストを低減するとともに、作業員不在時の稼働時間が低減されるため、安全性が向上する。
【０１１７】
特に本第２実施形態においては、上記第１実施形態のように例えば１時間等の所定時間待機した後に予備稼働を実行せず、気液検知手段５の検知結果に対応して予備稼働を行っている。すなわち、既に説明したように、本第２実施形態においては、細かい時間間隔で、短い時間の予備稼働が繰り返されており、実質的に常時、必要に応じた予備稼働が実行されている。この結果、電解槽２内をほぼ常時、化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスも電解槽内に十分に溶解して飽和した状態にすることを可能としている。したがって、電解水製造装置６０の本稼働が停止した後の、次の本稼働が、前回の本稼働の停止からどれだけ時間間隔をおいて実行されたとしても、安定した塩素濃度の電解水Ｅを提供可能である。
本第２実施形態は、とくに前回の本稼働からどのくらいの間隔を経て次の本稼働を行うかが不明である場合、つまり本稼働を不定期に行うような状況にある場合にはとくに好適である。
【０１１８】
（第２実施形態の第１変形例）
次に、図１２を用いて、上記第２実施形態として示した電解水製造装置６０の第１変形例を説明する。図１２は、本第１変形例における電解水製造装置７０のブロック図である。本第１変形例の電解水製造装置７０においては、上記第２実施形態の電解水製造装置６０とは、電解水製造装置７０がタイマ７７を備える点が異なっている。
【０１１９】
本第１変形例においては、上記のようにタイマ７７を制御部７６に備えた構成となっており、フローチャートとしては図３を用いて説明した上記第１実施形態に近い処理内容となっている。しかし、本第１変形例においては、タイマ７７により計測される所定時間は、例えば６０秒〜５分と、第１実施形態と比べると非常に短い時間となっている。これは、第１実施形態と、第２実施形態の第１変形例の双方における、タイマの役割が異なることに起因する。
【０１２０】
第１実施形態においては、本稼働または予備稼働が停止した後、電解槽２内が化学反応の平衡状態から離れるまでには一定の時間を要するが、この一定の時間が経過する前に予備稼働を実行する必要はないことに基づき、所定時間の間の予備稼働の実行判定を省略することを目的としていた。
これに対し、第２実施形態の第１変形例においては、第２実施形態として示した電解水製造装置６０が、頻繁に予備稼働の実行と停止を繰り返すことを抑制するために、タイマ７７が設けられている。
【０１２１】
第２実施形態として示した電解水製造装置６０においては、制御部６６が気液検知手段５の検知結果を常時受け付け、これを基に予備稼働の実行と停止を制御している。このとき、何らかの要因により気体と液体の界面Ｂが、気液検知手段５の近傍で、短時間で振動するように往復した場合、電解水製造装置６０は予備稼働の開始と停止を短時間で繰り返す可能性がある。このような短時間における予備稼働の開始と停止の繰り返しにより、電解水製造装置６０が損傷する可能性がある。
【０１２２】
この損傷を抑制するため、本第１変形例においては、第２実施形態として示した電解水製造装置６０にタイマ７７を設け、第１実施形態として図１を用いて説明した電解水製造装置１に近い構造とし、連続する２回の予備稼働の間に一定の時間間隔を設けている。その上で、所定時間を例えば６０秒〜５分の短時間とすることにより、第２実施形態として示した電解水製造装置６０と同様に、実質的に常時、予備稼働が実行された状態を実現している。
【０１２３】
本第１変形例が、上記第２実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
本第１変形例においては、特に、電解水製造装置７０が頻繁に予備稼働の実行と停止を繰り返すことに起因した、電解水製造装置７０の損傷を抑制することができる。
【０１２４】
（第２実施形態の第２変形例）
次に、図１３を用いて、上記第２実施形態として示した電解水製造装置６０の第２変形例を説明する。図１３は、本第２変形例における電解水製造装置８０のブロック図である。本第２変形例の電解水製造装置８０においては、上記第２実施形態の電解水製造装置６０とは、制御部を備えておらず、電解槽２が気液検知手段５からの検知結果を直接受信する点が異なっている。
【０１２５】
本第２変形例においては、上記のように制御部を備えておらず、その代わりとしてタイマ８７を備えている。タイマ８７は、第１実施形態のタイマ７とは異なり、制御部の中の機能としてではなく、電解水製造装置８０内に個別の機能として設けられている。
【０１２６】
タイマ８７の出力は、第１ポンプ３、第２ポンプ４、及び電解槽２に直接送信される。タイマ８７に設定された所定時刻が経過する度に、その信号を第１ポンプ３と第２ポンプ４が受信し、原料水と希釈水Ｗを電解槽２へと圧送する。また、同時にタイマ８７からの信号を受信した電解槽２は、希釈された原料水の供給を希釈管路２３から受けつつ、電気分解を開始する。
【０１２７】
気液検知手段５の検知結果は、第１ポンプ３、第２ポンプ４、電解槽２、及び検知結果通知手段６１に直接送信される。
気液検知手段５の検知結果が液体の場合には、その信号を第１ポンプ３と第２ポンプ４が受信し、原料水と希釈水Ｗを電解槽２へと圧送する。また、同時に気液検知手段５からの信号を受信した電解槽２は、希釈された原料水の供給を希釈管路２３から受けつつ、電気分解を開始する。
第１ポンプ３と第２ポンプ４が原料水と希釈水Ｗを圧送し、電解槽２が予備稼働を実行している際に、気液検知手段５の検知結果が気体であることを示す信号を送信した場合には、第１ポンプ３と第２ポンプ４は原料水と希釈水Ｗの圧送を停止し、電解槽２は電気分解を停止することで、予備稼働を停止する。
【０１２８】
本第２変形例においても、上記第２実施形態と同様に、気液検知手段５の検知結果を常時受け付け、これを基に予備稼働の実行と停止を制御する構成となっている。すなわち、実質的に常時、予備稼働が実行された状態を実現可能な構成となっている。
【０１２９】
本第２変形例が、上記第２実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
本第２変形例においては特に、制御部を含まない構成となっているため、電解水製造装置８０の構成を簡易にすることができる。
【０１３０】
（第２実施形態における予備稼働の有効性を示す実験の説明）
次に、第２実施形態として示したような、常時に近い状態で実行される予備稼働の有効性について、実験結果を用いて説明する。
ここでは、図７、図８を用いて示した、第１実施形態における予備稼働の有効性を示す実験の際に用いた実験装置を使用した。その上で、電解水製造装置の本稼働を停止した後に予備稼働を実行することで、気液検知手段５の検知結果より電解槽内を常時、化学反応の平衡状態に近い状態に維持することを試みた。そして、本稼働を停止した後の経過時間を変えて再度本稼働を実行し、各々の経過時間における有効塩素濃度を測定した。
【０１３１】
図１４は、この実験結果を示すグラフである。図１４において、横軸は本稼働を停止してから再度本稼働を開始するまでの停止時間であり、縦軸は有効塩素濃度である。本稼働を停止して７２時間を経過した後においても有効塩素濃度が低下していない。
すなわち、細かい時間間隔で、常時に近い状態で必要に応じた予備稼働を実行することにより、電解槽内がほぼ常時、化学反応の平衡状態に近く、塩素ガスも電解槽内に十分に溶解して飽和した状態になっていることがわかる。
【０１３２】
（第３実施形態）
次に、図１５を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。図１５は、本第３実施形態における電解水製造装置９０のブロック図である。本図において、第１実施形態で説明した図１に示す構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
本第３実施形態が第１実施形態と構造上異なる点は、電解水製造装置９０が本稼働開始通知手段９１を備えていることである。
また、本第３実施形態の電解水製造方法においては、本稼働の間の待機時間に、電解槽２を化学反応の平衡状態に維持するような予備稼働を複数回は実行せず、本稼働が開始される直前に１回だけ予備稼働を実行する点が異なっている。
【０１３３】
電解水製造装置９０の制御部９６は、作業員等から本稼働実行の指示を受信すると、気液検知手段５が制御部９６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する。ここで気体と判別された場合には、この本稼働は前回の本稼働の停止から時間が経過しておらず電解槽２が化学反応の平衡状態に維持されており、電解処理開始後すぐに十分な塩素濃度の電解水Ｅを供給できると判断し、作業員に本稼働の開始を通知する。
液体と判別された場合には、この本稼働は前回の本稼働の停止から時間が経過しており電解槽２が化学反応の平衡状態から離れていると判断し、電解槽２の予備稼働を開始する。
本第３実施形態の電解水製造方法においては、作業員等から送信される本稼働実行の指示が「トリガー信号」に相当する。
【０１３４】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部９６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する。
電解槽２の予備稼働により電気分解が行われ、電解槽２から排出管路２４へと気体Ａを含む電解生成物が排出される。これにより、排出管路２４を逆流した希釈水Ｗや電解水Ｅが接続部８に向けて押し戻され、界面Ｂが接続部８へ向かって移動する。
界面Ｂが、排出管路２４上における気液検知手段５の設けられた位置にまで到達しない間においては、気液検知手段５から受信した検知結果は排出管路２４内の物質が液体であると判別されるものである。このため、予備稼働を継続して実行し、受信した検知結果が気体か液体かの判別処理を繰り返す。
【０１３５】
予備稼働による電気分解処理が進むと、界面Ｂが気液検知手段５の検知部５ａが設けられた位置よりも接続部８側に希釈水Ｗや電解水Ｅが押し戻される。この時点で、制御部９６が気液検知手段５から受信する検知結果は、排出管路２４内の物質が気体であることを示すものとなる。制御部９６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、作業者に本稼働が開始されたことを通知する。制御部９６は、この通知以降も本稼働として継続して電気分解処理を実行するように電解槽２を制御する。制御部９６からの通知以降において、生成された電解水Ｅは、十分な塩素濃度を有している。
【０１３６】
このように、電解水製造装置９０においては、本稼働が停止した後次の本稼働の開始が指示されるまで、複数回予備稼働を実行するものではなく、次の本稼働の開始が指示された際に前処理として電解槽２を予備稼働させ、気液検知手段５の検知結果により十分な品質の電解水Ｅが生成されていると判断した際にそれを作業者へ通知して以降を本稼働とするものである。
本稼働開始通知手段９１は、この、本稼働の開始を通知するものであり、例えば警報器や発光器等で実現可能である。
【０１３７】
次に、図１５、図１６を用いて、第３実施形態の電解水製造装置を用いて電解水を製造する電解水製造方法について説明する。図１６は、第３実施形態における電解水製造方法を示すフローチャートである。
【０１３８】
電解水製造装置９０の制御部９６は、作業員等から本稼働実行の指示を受信する（ステップＳ２１）と、気液検知手段５が制御部９６へと送信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ２２）。ここで気体と判別された場合には、作業員に本稼働の開始を通知する（ステップＳ２５）。
液体と判別された場合には、電解槽２の予備稼働を開始する（ステップＳ２３）。
【０１３９】
電解槽２が予備稼働を実行している間、制御部９６は気液検知手段５からの検知結果を受信し続け、受信した検知結果が気体か液体かを判別する（ステップＳ２４）。
排出管路２４内の物質が液体であると判別された場合は、予備稼働を継続して実行し、受信した検知結果が気体か液体かの判別処理を繰り返す。
制御部９６は、予備稼働が開始した後、気体が検知された場合に、作業者に本稼働が開始されたことを通知する（ステップＳ２５）。
【０１４０】
本第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、電解槽２内の状態に対応した気液検知手段５の検知結果に従って、予備稼働の実行や停止等の制御を行うため、予備稼働を不必要に長い時間実行せずにすむ。これにより、塩酸等の原料や、電解槽２の稼働に要するエネルギーの消費、作業員の長時間の常駐の必要性を抑え、運用コストを低減するとともに、作業員不在時の稼働時間が低減されるため、安全性が向上する。
【０１４１】
特に本第３実施形態においては、電解生成物を希釈水Ｗと混合する本稼働が開始されるタイミングを、作業者が明確に把握することができる。したがって、例えば電解生成物が十分に生成されていない状態で電解水Ｅが提供された場合であっても、当該電解水Ｅは、電解水製造装置９０が本稼働していないために電解生成物が十分に混合されていないものであると容易に判断できる。これにより、殺菌効果が低い電解水Ｅを、正常な電解水Ｅと誤って使用することを抑制可能である。
【０１４２】
更に、電解水製造装置９０においては、本稼働が停止した後次の本稼働の開始が指示されるまで、必要に応じて予備稼働を実行するものではないため、連続する２回の本稼働の間の待機時間において予備稼働を実行する必要がない。したがって、運用コストを更に低減可能である。
【０１４３】
（実施例）
次に、実施例を説明する。
実施例１として、上記第２実施形態の、本稼働の間の待機時間に気液検知手段５の検知結果より、実質的に常時予備稼働を繰り返す電解水製造装置６０を用意した。
また、実施例２、実施例３として、上記第１実施形態の、本稼働の間の待機時間にタイマ７が所定時間の経過を検出した場合に、気液検知手段５の検知結果より予備稼働を実行する電解水製造装置１を用意した。結果的に、予備稼働間の間隔は、実施例２においては１時間、実施例３においては６時間になった。  
いずれの実施例においても、気液検知手段５として、光電センサである、株式会社キーエンス製のパイプ取付型液面検出ファイバユニットＦＵ−９５Ｓを使用した。また、いずれの実施例においても、電解水Ｅを連続して供給可能な連続式の電解水製造装置を使用した。
【０１４４】
各実施例において、１５分間本稼働を実行して停止した後、７２時間の間、各実施例が基にした実施形態の電解水製造方法に従って予備稼働を実行した。
７２時間経過後、再度本稼働を実行し、実行開始から３０秒までは５秒間隔で、それ以降は１０秒間隔で、有効塩素濃度を測定した。
図１７、図１８に、結果を表とグラフとして示す。
図１７に示される比較例は、上記と同様な実験を、７２時間の待機時間において予備稼働を実行せずに実施した場合の結果である。
図１８においては、線１００が比較例に、線１０１が実施例１に、線１０２が実施例２に、及び線１０３が実施例３に、それぞれ相当する。
【０１４５】
いずれの実施例においても、本稼働開始直後から、厚生労働省により定められた食品添加物公定書に記載の、微酸性次亜塩素酸水の最低値１０ｐｐｍを上回る有効塩素濃度が検出された。すなわち、本稼働開始直後から、食品添加物として所望された塩素濃度が得られていることがわかる。
また、予備稼働の間隔を短くして実質的に常時予備稼働を実行する状態に近づけるほど、本稼働開始直後の有効塩素濃度が高くなっている。
【０１４６】
なお、本発明の電解水製造装置、及び電解水製造方法は、図面を参照して説明した上述の各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
【０１４７】
例えば、上記第１実施形態においては予備稼働を１時間の間隔をおいて実行したが、例えば電解水の用途に依存して、本稼働開始直後の塩素濃度が多少低下しても良ければ、より長い時間間隔をおいてもよい。
【０１４８】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記各実施形態及び各変形例で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、第３実施形態においては、本稼働が停止した後次の本稼働の開始が指示されるまで、予備稼働を複数回は実行しなかったが、これと第１実施形態を組み合わせ、第３実施形態においても予備稼働を複数回実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０  電解水製造装置
２              電解槽
３              第１ポンプ
４              第２ポンプ
５              気液検知手段
６、３６、６６、７６、９６  制御部
７、７７、８７  タイマ（トリガー信号出力手段）
８              接続部
１０            原料水タンク
２１            希釈水供給管
２１ａ          第１希釈水供給管：原水Ｗ
２１ｂ          第２希釈水供給管：原料水希釈水
２１ｃ          第３希釈水供給管（混合部）：電解水
２２            原料水供給管
２３            希釈管路
２４            排出管路
３１、６１      検知結果通知手段
４１            貯水槽（混合部）
９１            本稼働開始通知手段
Ａ              気体
Ｅ              電解水
Ｗ              希釈水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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