(57)【要約】【課題】不純物が少なくかつｐＨ値の高いアルカリ電解水を安定して生成することが可能な電解槽を提供する。【解決手段】第一の樹脂製プレート７ａと、板状の陽極２と、樹脂製フレーム８に電解隔膜６が固着された電解隔膜ユニット９と、板状の陰極４と、第二の樹脂製プレート７ｂとを、この順で有し、第一の樹脂製プレート７ａと電解隔膜６との間に形成されるアノード室３と、アノード室３に電解質を循環するための電解質循環用通路と、第二の樹脂製プレート７ｂと電解隔膜６との間に形成されるカソード室５と、カソード室５に生成水を循環するための生成水循環用通路と、を有する電解槽。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の樹脂製プレートと、板状の陽極と、樹脂製フレームに電解隔膜が固着された電解隔膜ユニットと、板状の陰極と、第二の樹脂製プレートとを、この順で有し、
前記第一の樹脂製プレートと前記電解隔膜との間に形成されるアノード室と、
前記アノード室に電解質を循環するための電解質循環用通路と、
前記第二の樹脂製プレートと前記電解隔膜との間に形成されるカソード室と、
前記カソード室に生成水を循環するための生成水循環用通路と、
を有することを特徴とする電解槽。
【請求項２】
前記電解隔膜は、陽イオン交換膜であることを特徴とする請求項１に記載の電解槽。
【請求項３】
前記陽イオン交換膜はテトラフルオロエチレンとパーフルオロ［２−（フルオロスルフォニルエトキシ）プロピルビニルエーテル］の共重合体を含むことを特徴とする請求項２に記載の電解槽。
【請求項４】
前記電解質循環用通路は、前記第一の樹脂製プレートが有するプレート開口と前記陽極が有する電極開口により形成され、前記生成水循環用通路は、前記第二の樹脂製プレートが有するプレート開口と前記陰極が有する電極開口により形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電解槽。
【請求項５】
前記陽極は、前記陽極が有する電極開口に連通し、前記第一の樹脂製プレートが有するプレート開口に嵌合する管状部材を有し、前記陰極は、前記陰極が有する電極開口に連通し、前記第二の樹脂製プレートが有するプレート開口に嵌合する管状部材を有することを特徴とする請求項４に記載の電解槽。
【請求項６】
前記樹脂製フレームは内周に沿って凹部を有し、前記電解隔膜は前記凹部で固着されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電解槽。
【請求項７】
前記電解隔膜と前記陽極または前記陰極との間に、前記電解隔膜を抑える樹脂製の格子状部材を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電解槽。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電解槽と、
前記電解槽の前記カソード室に生成水を循環供給する生成水循環手段と、
前記電解槽の前記アノード室に電解質を循環供給する電解質循環手段と、
を有することを特徴とするアルカリ電解水生成装置。
【請求項９】
さらに、
前記生成水循環手段から水を吐出する生成水吐出手段と、
前記生成水循環手段に原水を供給する原水供給手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載のアルカリ電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解槽及びアルカリ電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解質等の不純物を含まない水を電気分解してアルカリ電解水を生成できる電解槽として、特許文献１には、外槽と、この外槽が有した周壁の内周面に周方向に並べて固定された板状をなす複数の外側電極と、これら外側電極に対向する処理膜を有し、前記周壁の内周面に沿ってＵターンするように曲げられた一方通行の流路を形成して前記外槽に収容された内槽と、この内槽の内部に配設された板状をなす複数の内側電極とを有する電解槽が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３６６０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の電解槽は構造が複雑であるため、電解槽内に詰まりが生じたり、電解槽内にスケールが付着して電流リークが発生して電極や電解隔膜の破損が発生し、長時間安定してアルカリ電解水を生成できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、不純物が少なくかつｐＨ値の高いアルカリ電解水を安定して大量に効率よく生成することが可能な電解槽を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電解槽は、第一の樹脂製プレートと、板状の陽極と、樹脂製フレームに電解隔膜が固着された電解隔膜ユニットと、板状の陰極と、第二の樹脂製プレートとを、この順で有し、
前記第一の樹脂製プレートと前記電解隔膜との間に形成されるアノード室と、
前記アノード室に電解質を循環するための電解質循環用通路と、
前記第二の樹脂製プレートと前記電解隔膜との間に形成されるカソード室と、
前記カソード室に生成水を循環するための生成水循環用通路と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のアルカリ電解水生成装置は、
上記本発明の電解槽と、
前記電解槽のカソード室に生成水を循環供給する生成水循環手段と、
前記電解槽のアノード室に電解質を循環供給する電解質循環手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電解槽によれば、不純物が少なくかつｐＨ値の高いアルカリ電解水を安定して大量に効率よく生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電解槽の一例を示す模式図である。
【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１の電解槽の構成を示す模式図である。
【図４】図３の電解隔膜ユニットの構成を示す模式図である。
【図５】格子状部材の一例を示す図である。
【図６】本発明のアルカリ電解水生成装置の一例の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
≪電解槽≫
本発明の電解槽について図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の電解槽の一例を示す模式図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の紙面ほぼ右方向から見た正面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）を紙面右方向から見た側面図である。図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。図３は、図１の電解槽の構成を示す模式図である。図４は、図３の電解隔膜ユニットの構成を示す模式図である。
【００１２】
図１〜図４において、２は陽極、３はアノード室、４は陰極、５はカソード室、６は電解隔膜、７ａは第一の樹脂製プレート，７ｂは第二の樹脂製プレート、８は樹脂製フレーム、９は電解隔膜ユニット、１０は電解質入口、１１は電解質出口、１２は生成水入口、１３は生成水出口、１４ａ，１４ｂはプレート開口、１５ａ，１５ｂは電極開口、１６ａ，１６ｂは管状部材、１７は凹部、１８は固定部材、１９は紐状パッキンである。
【００１３】
尚、以下、第一の樹脂製プレート７ａと第二の樹脂製プレート７ｂを合わせて「樹脂製プレート７」、陽極２と陰極４を合わせて「電極」、電解質循環用通路と生成水循環用通路を合わせて「循環用通路」と称する場合がある。また、部材に共通する説明の場合は、例えば、プレート開口１４ａ，１４ｂを合わせて「プレート開口１４」と称する等、符号のアルファベットを省略して説明する場合がある。
【００１４】
図２，３に示すように、図１に示す電解槽は、第一の樹脂製プレート７ａと、板状の陽極２と、樹脂製フレーム８に電解隔膜６が固着された電解隔膜ユニット９と、板状の陰極４と、第二の樹脂製プレート７ｂとを、この順で有する。そして、図１に示す電解槽は、図２に示すように、第一の樹脂製プレート７ａと電解隔膜６との間に形成されるアノード室３と、アノード室３に電解質を循環するための電解質循環用通路（電解質入口１０、電解質出口１１）を有し、第二の樹脂製プレート７ｂと電解隔膜６との間に形成されるカソード室５と、カソード室５に生成水を循環するための生成水循環用通路（生成水入口１２、生成水出口１３）とを有する。
【００１５】
第一の樹脂製プレート７ａ、陽極２、電解隔膜ユニット９、陰極４、第二の樹脂製プレート７ｂは、アノード室３、カソード室５からの水漏れまたは液漏れがないように、例えば、ボルトとナット等の締結部材（不図示）で締結されている。ここで、電極と電解隔膜６の距離は、原水に電解質を混入しなくても電流が流れる程度の距離、具体的には、５ｍｍ〜３０ｍｍとするのが好ましい。
【００１６】
電解隔膜６は、陽イオン交換膜であると、生成水のイオン濃度が安定し、好ましい。陽イオン交換膜としては、耐久性の観点より、例えば、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ［２−（フルオロスルフォニルエトキシ）プロピルビニルエーテル］の共重合体等のパーフルオロカーボン材料を含む陽イオン交換膜が好ましく、この様な陽イオン交換膜としては、例えばナフィオン膜等が挙げられる。
【００１７】
電極は、一枚の平板からなることが好ましい。電極が一枚の平板からなることにより、電解槽の構造がシンプルになり、電解槽内に詰まりが生じたり、電解槽内にスケールが付着して電流リークが発生して電極や電解隔膜の破損が発生する可能性が低くなる。そのため、比較的長い時間、安定してアルカリ電解水を生成することができる。また、原水の純水化処理を不要とすることもできる。電極の材質としては特に限定されないが、例えば、チタン、ステンレス、カーボン等が挙げられる。陽極２は、チタン表面にプラチナメッキを施したものが好ましい。陰極４は、水素に対する耐性の観点でステンレスが好ましい。
【００１８】
樹脂製プレート７、樹脂製フレーム８の材質としては、絶縁性を有すれば特に限定されないが、例えばポリ塩化ビニル、アクリル樹脂等が挙げられ、柔軟性の観点からポリ塩化ビニルが好ましい。
【００１９】
図２，３に示すように、電解質循環用通路である電解質入口１０、電解質出口１１は、第一の樹脂製プレート７ａが有するプレート開口１４ａと、陽極２が有する電極開口１５ａにより形成され、生成水循環用通路である生成水入口１２、生成水出口１３は、第二の樹脂製プレート７ｂが有するプレート開口１４ｂと、陰極４が有する電極開口１５ｂにより形成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電極をアノード室３またはカソード室５内に収まる大きさとし、循環用通路をプレート開口１４のみで形成してもよい。また、電解質入口１０と電解質出口１１は、第一の樹脂製プレート７ａの一辺に平行な線に沿うように設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電解質入口１０と電解質出口１１を、第一の樹脂製プレート７ａの対角線に沿うように設け、電解質と陽極２の接触面積（電解される面積）を稼いでもよい。生成水入口１２と生成水出口１３についても同様である。
【００２０】
また、図２，３に示すように、陽極２は、電極開口１５ａに連通しプレート開口１４ａに嵌合する管状部材１６ａを有し、陰極４は、電極開口１５ｂに連通しプレート開口１４ｂに嵌合する管状部材１６ｂを有する。管状部材１６は必須ではないが、電極が管状部材１６を有することにより、例えば、電極の膨れが生じた場合等でも、電極と樹脂製プレート７間からの水漏れまたは液漏れを防止することができ、好ましい。
【００２１】
電解隔膜ユニット９は、樹脂製フレーム８に電解隔膜６が固着されている。そのため、電解隔膜６は、電解隔膜ユニット９ごと交換できるため、電解隔膜６の交換が容易である。図４に示す例では、樹脂製フレーム８は内周に沿って凹部１７を有し、電解隔膜６は、例えばポリ塩化ビニル製等の樹脂製の固定部材１８によって、凹部１７で固着されている。電解隔膜６の固着方法は、図４に示す方法に限定されないが、図４に示すように凹部１７で固着することにより、電解隔膜ユニット９からの水漏れまたは液漏れを防止することができ、好ましい。尚、図４では紐状パッキン１９を用いているが、水漏れまたは液漏れを有効に防止できるのであれば、紐状パッキン１９を用いなくてもいいし、他の部材を用いてもいい。
【００２２】
電解隔膜６と電極との間に、電解隔膜６を抑える樹脂製の格子状部材を設けてもよい。樹脂製の格子状部材を設けると、電解隔膜６と電極の接触を防止することができ、好ましい。格子状部材の形状は、アノード室３内の電解質の流れまたはカソード室５内の生成水の流れを妨げにくい形状であれば特に限定されないが、例えば図５に示すような形状が挙げられる。特に、図５（ａ）に示す形状は、液体の流れが紙面縦方向である場合に、液体の流れ方向に対して縦材が千鳥状に位置するため、液体の流れをより妨げにくく、好ましい。
【００２３】
≪アルカリ電解水生成装置≫
本発明のアルカリ電解水生成装置について説明する。本発明のアルカリ電解水生成装置は、本発明の電解槽と、電解槽のカソード室に生成水を循環供給する生成水循環手段と、電解槽のアノード室に電解質を循環供給する電解質循環手段とを有し、さらに、生成水循環手段から水を吐出する生成水吐出手段と、生成水循環手段に原水を供給する原水供給手段とを有することが好ましい。
【００２４】
図６は、図１に示す電解槽１を用いたアルカリ電解水生成装置の一例の構成を示す模式図である。図６において、１０１は生成水循環手段、１０２は生成水タンク、１０３は生成水循環ポンプ、１０４は生成水送りパイプ、１０５は生成水戻りパイプ、１０６は生成水循環センサ、１０７は生成水満量センサ、１１１は電解質循環手段、１１２は電解質タンク、１１３は電解質循環ポンプ、１１４は電解質送りパイプ、１１５は電解質戻りパイプ、１１６は電解質循環センサ、１１７は電解質満量センサ、１２１は生成水吐出手段、１２２は生成水吐出ポンプ、１２３は生成水吐出パイプ、１２４は外部生成水タンク、１２５は生成水下限センサ、１２６は外部生成水満量センサ、１３１は原水供給手段、１３２は原水供給パイプ、１３３は原水供給弁、１３４は生成水上限センサ、１４１は電解質供給手段、１４２は電解質供給ポンプ、１４３は電解質供給パイプ、１４４は電解質不足センサ、１４５は電解質上限センサ、１５１は電解質冷却手段、１５２は冷却水タンク、１５３は冷却水循環ポンプ、１５４は冷却コイルである。
【００２５】
図６の電解水生成装置は、電解槽を３槽（電解槽１、１’、１”）と、カソード室５に生成水を循環供給する生成水循環手段１０１と、アノード室３に電解質を循環供給する電解質循環手段１１１と、生成水循環手段１０１から生成水を吐出する生成水吐出手段１２１とを有する。尚、電解槽の数は３槽に限定されず、アルカリ電解水の生産量に応じて適宜設定すればよい。また、電解槽が複数の場合、複数の電解槽をすべて稼働してもよいし、一部のみを稼働してもよい。電解槽が複数であれば、例えば、一部の電解槽に不具合が生じた場合に、不具合の生じていない他の電解槽で運転を継続できる等、より安定した運転が可能となる。
【００２６】
＜生成水循環手段１０１＞
生成水循環手段１０１は、生成水タンク１０２と、生成水循環ポンプ１０３と、生成水送りパイプ１０４と、生成水戻りパイプ１０５と、生成水循環センサ１０６と、生成水満量センサ１０７を備えている。
【００２７】
生成水タンク１０２は処理対象液である原水または原水が電気分解された生成水を所定量蓄えることができる。原水としては、純水、水道水（硬水、軟水）等を挙げることができる。生成水タンク１０２は、生成水満量センサ１０７を備えている。生成水満量センサ１０７は、生成水タンク１０２内の水面の高さを検知するセンサであって、何らかの原因で生成水タンク１０２内の水面が生成水満量センサ１０７の高さ位置より上がった場合、生成水満量センサ１０７の出力信号を基にアルカリ電解水生成装置の運転を停止する。
【００２８】
生成水循環ポンプ１０３は、例えば電動ポンプ等からなり、一端が生成水タンク１０２に接続され、他端が生成水送りパイプ１０４に接続されている。生成水送りパイプ１０４は、一端が生成水循環ポンプ１０３に接続され、他端が電解槽１の生成水入口１２に接続されている。したがって、生成水循環ポンプ１０３と生成水送りパイプ１０４により、生成水タンク１０２とカソード室５が連通されており、生成水循環ポンプ１０３の駆動に伴い、生成水が生成水送りパイプ１０４を通ってカソード室５内に送り込まれる。なお、図示していないが、生成水送りパイプ１０４’、１０４”は、それぞれ、電解槽１’の生成水入口１２’、電解槽１”の生成水入口１２”に接続されている。
【００２９】
生成水戻りパイプ１０５は、一端が電解槽１の生成水出口１３に接続され、他端が生成水タンク１０２に接続され、カソード室５と生成水タンク１０２を連通している。生成水戻りパイプ１０５には生成水循環センサ１０６が取付けられている。生成水循環センサ１０６は生成水戻りパイプ１０５に生成水が流れたことを検知する。なお、図示していないが、生成水戻りパイプ１０５’、１０５”は、それぞれ、電解槽１’の生成水出口１３’、電解槽１”の生成水出口１３”に接続されている。
【００３０】
＜電解質循環手段１１１＞
電解質循環手段１１１は、電解質タンク１１２と、電解質循環ポンプ１１３と、電解質送りパイプ１１４と、電解質戻りパイプ１１５と、電解質循環センサ１１６と、電解質満量センサ１１７を備えている。
【００３１】
電解質タンク１１２は電解質を含んだ溶液、好ましくは電解質を５質量％〜５０質量％含んだ水溶液を所定量蓄えることができる。電解質としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム等のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を挙げることができる。電解質タンク１１２は、電解質満量センサ１１７を備えている。電解質満量センサ１１７は、電解質タンク１１２内の液面の高さを検知するセンサであって、何らかの原因で電解質タンク１１２内の電解質の液面が電解質満量センサ１１７の高さ位置より上がった場合、電解質満量センサ１１７の出力信号を基にアルカリ電解水生成装置の運転を停止する。
【００３２】
電解質循環ポンプ１１３は、例えば電動ポンプ等からなり、一端が電解質タンク１１２に接続され、他端が電解質送りパイプ１１４に接続されている。電解質送りパイプ１１４は、一端が電解質循環ポンプ１１３に接続され、他端が電解槽１の電解質入口１０に接続されている。したがって、電解質循環ポンプ１１３と電解質送りパイプ１１４により、電解質タンク１１２とアノード室３が連通されており、電解質循環ポンプ１１３の駆動に伴い、電解質が電解質送りパイプ１１４を通ってアノード室３内に送り込まれる。なお、図示していないが、電解質送りパイプ１１４’、１１４”は、それぞれ、電解槽１’の電解質入口１０’、電解槽１”の電解質入口１０”に接続されている。
【００３３】
電解質戻りパイプ１１５は、一端が電解槽１の電解質出口１１に接続され、他端が電解質タンク１１２に接続され、アノード室３と電解質タンク１１２を連通している。電解質戻りパイプ１１５には電解質循環センサ１１６が取付けられている。電解質循環センサ１１６は電解質戻りパイプ１１５に電解質が流れたことを検知する。なお、図示していないが、電解質戻りパイプ１１５’、１１５”は、それぞれ、電解槽１’の電解質出口１１’、電解槽１”の電解質出口１１”に接続されている。
【００３４】
＜生成水吐出手段１２１＞
生成水吐出手段１２１は、生成水タンク１０２内の生成水を外部に吐出するための手段であり、生成水吐出ポンプ１２２と、生成水吐出パイプ１２３と、外部生成水タンク１２４と、生成水下限センサ１２５と、外部生成水満量センサ１２６を備えている。
【００３５】
生成水吐出ポンプ１２２は、例えば電動ポンプ等からなり、一端が生成水タンク１０２に接続され、他端が生成水吐出パイプ１２３に接続されている。生成水吐出パイプ１２３は、一端が生成水吐出ポンプ１２２に接続され、他端が外部生成水タンク１２４に接続されている。したがって、生成水吐出ポンプ１２２と生成水吐出パイプ１２３により、生成水タンク１０２と外部生成水タンク１２４が連通されており、生成水吐出ポンプ１２２の駆動に伴い、生成水が生成水吐出パイプ１２３を通って外部生成水タンク１２４に送り込まれる。
【００３６】
生成水下限センサ１２５は、生成水タンク１０２内の水面の高さを検知するセンサであって、生成水タンク１０２に取付けられている。生成水タンク１０２内の水面が生成水下限センサ１２５の高さ位置より下がった場合、生成水下限センサ１２５の出力信号を基に生成水吐出ポンプ１２２の駆動が停止される。
【００３７】
外部生成水満量センサ１２６は、外部生成水タンク１２４内の水面の高さを検知するセンサであって、外部生成水タンク１２４に取付けられている。何らかの原因で外部生成水タンク１２４内の水面が外部生成水満量センサ１２６の高さ位置より上がった場合、外部生成水満量センサ１２６の出力信号を基にアルカリ電解水生成装置の運転を停止する。
【００３８】
＜原水供給手段１３１＞
原水供給手段１３１は生成水タンク１０２に原水を供給する手段であり、原水供給パイプ１３２と、原水供給弁１３３と、生成水上限センサ１３４を備えている。
【００３９】
原水供給パイプ１３２は、生成水タンク１０２に接続されている。また、原水供給パイプ１３２には電磁弁等の原水供給弁１３３が取り付けられており、原水供給弁１３３を開けることにより、原水が原水供給パイプ１３２を通って生成水タンク１０２に送り込まれる。
【００４０】
生成水上限センサ１３４は、生成水タンク１０２内の水面の高さを検知するセンサであって、生成水タンク１０２に取付けられている。生成水タンク１０２内の水面が生成水上限センサ１３４の高さ位置より上がった場合、生成水上限センサ１３４の出力信号を基に原水供給弁１３３を閉じる。
【００４１】
＜電解質供給手段１４１＞
電解質供給手段１４１は電解質タンク１１２に電解質を供給する手段であり、電解質供給ポンプ１４２と、電解質供給パイプ１４３と、電解質不足センサ１４４と、電解質上限センサ１４５を備えている。
【００４２】
電解質供給ポンプ１４２は、例えば電動ポンプ等からなり、一端が不図示の電解質供給源に接続され、他端が電解質供給パイプ１４３に接続されている。電解質供給パイプ１４３は、一端が電解質供給ポンプ１４２に接続され、他端が電解質タンク１１２に接続されている。したがって、電解質供給ポンプ１４２と、電解質供給パイプ１４３により、電解質タンク１１２と電解質供給源が連通されており、電解質供給ポンプ１４２の駆動に伴い、電解質が電解質供給パイプ１４３を通って電解質タンク１１２に送り込まれる。
【００４３】
電解質不足センサ１４４と電解質上限センサ１４５は、電解質タンク１１２内の電解質の液面の高さを検知するセンサであって、電解質タンク１１２に取付けられている。電解質タンク１１２内の電解質の液面が電解質不足センサ１４４の高さ位置より下がった場合、電解質不足センサ１４４の出力信号を基に電解質供給ポンプ１４２を駆動する。一方、電解質タンク１１２内の電解質の液面が電解質上限センサ１４５の高さ位置より上がった場合、電解質上限センサ１４５の出力信号を基に電解質供給ポンプ１４２の駆動が停止される。
【００４４】
＜電解質冷却手段１５１＞
電解質冷却手段１５１は電解質を冷却する手段であり、冷却水タンク１５２と、冷却水循環ポンプ１５３と、冷却コイル１５４を備えている。
【００４５】
冷却水循環ポンプ１５３は、例えば電動ポンプ等からなり、一端が冷却水タンク１５２に接続され、他端が冷却コイル１５４に接続されている。冷却コイル１５４は、一端が冷却水循環ポンプ１５３に接続され、電解質タンク１１２内を通過して、他端が冷却水タンク１５２に接続されている。したがって、冷却水循環ポンプ１５３の駆動に伴い、冷却水が冷却コイル１５４内を循環し、電解質タンク１１２内の電解質を冷却する。
【００４６】
≪アルカリ電解水生成方法≫
図６のアルカリ電解水生成装置を用いたアルカリ電解水生成方法について説明する。
【００４７】
図６のアルカリ電解水生成装置が有する制御手段は、電解質循環手段１１１の電解質循環ポンプ１１３を駆動させる。これにより、電解質タンク１１２内の電解質が、電解槽１の電解質入口１０に供給される。この供給に伴い、電解質は、アノード室３内を下方から上方に向かって一方向に流れて、電解質出口１１から流出する。したがって、電解質は電解質戻りパイプ１１５を通って電解質タンク１１２に戻される。以後、電解質は、電解質循環ポンプ１１３が停止するまで、前記経路を通って循環する。
【００４８】
電解質が電解質戻りパイプ１１５を流れたことは、電解質循環センサ１１６で検知されて、その検知情報は制御手段に入力される。制御手段は、この入力に基づいて、生成水循環手段１０１の生成水循環ポンプ１０３を駆動させる。これにより、生成水タンク１０２内の生成水が、電解槽１の生成水入口１２に供給される。この供給に伴い、生成水は、カソード室５内を下方から上方に向かって一方向に流れて、生成水出口１３から流出する。したがって、生成水は生成水戻りパイプ１０５を通って生成水タンク１０２に戻される。以後、生成水循環ポンプ１０３が停止するまで、生成水は前記経路を通って循環する。
【００４９】
生成水が生成水戻りパイプ１０５を流れたことは、生成水循環センサ１０６で検知されて、その検知情報は制御手段に入力される。制御手段は、この入力に基づいて陽極２と陰極４への通電を開始する。生成水は、生成水タンク１０２とカソード室５の間を循環することにより、カソード室５での電気分解が繰り返され、ｐＨ値が徐々に高まり、原水に電解質を混入しなくても、ｐＨ１３．９以上にまで到達することが可能である。ここで、ｐＨ値は、通電しながら生成水を循環した時間（循環時間）に依存するため、循環時間を制御することで、生成水のｐＨ値を制御することができる。一方、電解質は、電解質タンク１１２とアノード室３の間を循環することにより、カソード室５での電気分解が繰り返され、ｐＨが徐々に下がっていく。また、電解隔膜６が陽イオン交換膜であれば、電解質中の金属陽イオンがカソード室５に移動するため、金属陽イオンの濃度は徐々に下がっていき、最終的にはほぼ中性となるため、電解質廃棄時の中和処理が不要である。
【００５０】
制御手段は、通電開始から所定の時間経過後に生成水吐出手段１２１の生成水吐出ポンプ１２２を駆動する。これにより、生成水タンク１０２内の生成水が生成水吐出パイプ１２３を通して外部生成水タンク１２４に送り出され、所定のｐＨ値を有するアルカリ電解水として回収される。この吐出動作により、生成水タンク１０２内の水面高さは降下する。水面高さが生成水下限センサ１２５で検知されると、この生成水下限センサ１２５の検知情報に従って制御手段は生成水吐出ポンプ１２２の駆動を停止させる。その後、制御手段は、原水供給手段１３１の原水供給弁１３３を開く。これにより、原水が原水供給パイプ１３２を通じて生成水タンク１０２に供給されて、生成水タンク１０２内の水面高さが上昇する。生成水タンク１０２内の水面高さが生成水上限センサ１３４に達すると生成水上限センサ１３４の検知情報に従って制御手段は原水供給弁１３３を閉じる。
【００５１】
生成水タンク１０２からの生成水の吐出（アルカリ電解水の回収）とこれに引き続く原水の供給（補給）は、アルカリ電解水生成装置の運転中に繰り返し行われる。この際、原水の供給により生成水のｐＨ値は一旦下がるが、カソード室５での電気分解が繰り返され、再度ｐＨ値は徐々に高まる。前述のように、循環時間を制御することで、生成水のｐＨ値を制御することができるので、循環時間に、生成水の吐出時間、原水の供給（補給）時間を加味して制御しても、生成水のｐＨ値を制御することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００５３】
図６に示すアルカリ電解水生成装置を用いて、以下に示す条件で、アルカリ電解水の生成を行ったところ、２４時間の連続運転で、ｐＨ１３．０のアルカリ電解水を、１．０８ｔ生成することができた。
【００５４】
＜装置＞
陽極２：チタン表面にプラチナメッキを施したもの（３４０ｍｍ×３４０ｍｍ×２．０ｍｍ）
陰極４：ステンレス（３４０ｍｍ×３４０ｍｍ×２．０ｍｍ）
電解隔膜６：ナフィオン膜（３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．１５ｍｍ）
樹脂製プレート７：ポリ塩化ビニル（３４０ｍｍ×３４０ｍｍ×６．０ｍｍ）
樹脂製フレーム８：ポリ塩化ビニル（３４０ｍｍ×３４０ｍｍ×６．０ｍｍ）
電極と電解隔膜との距離：５．０ｍｍ
電解槽の数：３槽
【００５５】
＜運転条件＞
生成水循環ポンプ流量：１６ｍ3／ｍｉｎ
電解質循環ポンプ：１６ｍ3／ｍｉｎ
電圧：１００Ｖ
【符号の説明】
【００５６】
１：電解槽、２：陽極、３：アノード室、４：陰極、５：カソード室、６：電解隔膜、７ａ，７ｂ：樹脂製プレート、８：樹脂製フレーム、９：電解隔膜ユニット、１０：電解質入口、１１：電解質出口、１２：生成水入口、１３：生成水出口、１４ａ，１４ｂ：プレート開口、１５ａ，１５ｂ：電極開口、１６ａ，１６ｂ：管状部材、１７：凹部、１８：固定部材、１９：紐状パッキン
１０１：生成水循環手段、１０２：生成水タンク、１０３：生成水循環ポンプ、１０４：生成水送りパイプ、１０５：生成水戻りパイプ、１０６：生成水循環センサ、１０７：生成水満量センサ
１１１：電解質循環手段、１１２：電解質タンク、１１３：電解質循環ポンプ、１１４：電解質送りパイプ、１１５：電解質戻りパイプ、１１６：電解質循環センサ、１１７：電解質満量センサ
１２１：生成水吐出手段、１２２：生成水吐出ポンプ、１２３：生成水吐出パイプ、１２４：外部生成水タンク、１２５：生成水下限センサ、１２６：外部生成水満量センサ
１３１：原水供給手段、１３２：原水供給パイプ、１３３：原水供給弁、１３４：生成水上限センサ
１４１：電解質供給手段、１４２：電解質供給ポンプ、１４３：電解質供給パイプ、１４４：電解質不足センサ、１４５：電解質上限センサ
１５１：電解質冷却手段、１５２：冷却水タンク、１５３：冷却水循環ポンプ、１５４：冷却コイル
【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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