(57)【要約】【課題】生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及びその運転方法を提供する。【解決手段】電解水生成装置１０は、第１電解室１２と、第２電解室１４と、中央電解室１６と、第１の隔膜１８と、第２の隔膜２０と、第１電解室１２に設けられた第１電極２２及び中央電解室１６に設けられた第２電極２４からなる第１の電極対２６と、第１電解室１２に設けられた第３電極２８及び中央電解室１６に設けられた第４電極３０からなる第２の電極対３２と、第２電解室１４に設けられた第５電極３４及び中央電解室１６に設けられた第６電極３６からなる第３の電極対３８と、第２電解室１４に設けられた第７電極４０及び中央電解室１６に設けられた第８電極４２からなる第４の電極対４４と、第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、第１〜第４の電極対の極性を切り替える極性切替手段と、を備える。【選択図】図１
2015112570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室とを仕切る第１の隔膜と、
前記第２電解室と前記中央電解室とを仕切る第２の隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対に流れる電流を調整する電流調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
第１の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陽極、前記第８電極が陰極となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
第２の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陰極、前記第６電極が陽極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
第３の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陽極、前記第８電極が陰極となることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室とを仕切る第１の隔膜と、
前記第２電解室と前記中央電解室とを仕切る第２の隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段と、を備える電解水生成装置の運転方法であって、
前記電解水生成装置が第１の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陽極、前記第２電極を陰極、前記第３電極を陽極、前記第４電極を陰極、前記第５電極を陽極、前記第６電極を陰極、前記第７電極を陽極、前記第８電極を陰極とすることを特徴とする電解水生成装置の運転方法。
【請求項７】
前記電解水生成装置が第２の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陰極、前記第２電極を陽極、前記第３電極を陰極、前記第４電極を陽極、前記第５電極を陰極、前記第６電極を陽極、前記第７電極を陰極、前記第８電極を陽極とすることを特徴とする請求項６に記載の電解水生成装置の運転方法。
【請求項８】
前記電解水生成装置が第３の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陰極、前記第２電極を陽極、前記第３電極を陽極、前記第４電極を陰極、前記第５電極を陽極、前記第６電極を陰極、前記第７電極を陽極、前記第８電極を陰極とすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電解水生成装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電解水生成装置において生成される電解水には、アルカリ水、弱酸性水、強酸性水等がある。アルカリ水は、脱脂、洗浄、防錆等の効果を有するといわれている。強酸性水は、洗浄、殺菌、アストリンゼント（収れん）等の効果を有するといわれている。弱酸性水は、洗浄、殺菌、漂白、脱臭、アストリンゼント等の効果を有するといわれている。
【０００３】
次亜塩素酸は、ｐＨによって状態が変化することが知られている。例えば、ｐＨが２．０〜３．５程度の領域では、下記式（１）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が溶存塩素ガス（Ｃｌ２）に変化する。
【数１】
2015112570.tif 000003
【０００４】
ｐＨが８〜９程度の領域では、下記式（２）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）と水素イオン（Ｈ＋）に解離する。
【数２】
2015112570.tif 000004
【０００５】
ｐＨが５．０〜６．５程度の領域では、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が高比率（約９０％以上）で存在する。
【０００６】
水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）の中で最も殺菌力が強く安全性が高いのは、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、次亜塩素酸の濃度の高いｐＨ５．０〜６．５の次亜塩素酸水は、口腔内の洗浄、衣類の洗浄殺菌、漂白、野菜類等の洗浄殺菌、哺乳瓶等の食器の洗浄殺菌、手指の除菌、近年においては歯科用殺菌水(例えば、特許文献１、２)として使用されている。
【０００７】
一般的に、電解水生成装置には、陽極と陰極の間に隔膜のない一室型電解槽を用いるものと、陽極と陰極がイオン交換膜等の隔膜で仕切られた二室型電解槽を用いるものと、両方を併用するものとがある。例えば、特許文献３には、一室型の無隔膜電解槽を用いて、所定濃度の塩酸（ＨＣｌ）水溶液に所定量の食塩（ＮａＣｌ）を溶解させてなる水溶液を電解して、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水を生成することのできる電解水生成装置が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、二室型電解槽を用いた電解水生成装置であって、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物塩と、メタケイ酸ナトリウム等の水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む溶液を添加した水を電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させて、強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成することのできる電解水生成装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、二室型の有隔膜電解槽で水を電解し、得られたアルカリ水と酸性水を一対の排水管から各別に排出し、一室型の無隔膜電解槽で塩化物水溶液を電解して次亜塩素酸を含む水を調整し、この次亜塩素酸を含む水を排出する排出管を、有隔膜電解槽からの排出管に接続して、アルカリ水、酸性水、及び次亜塩素酸水を適宜混合し、ｐＨが３〜７程度で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を多く含むソフト殺菌水と、ｐＨが３以下で塩素（Ｃｌ２）を多く含むハード殺菌水とを供給する装置が開示されている。
【００１０】
さらに、特許文献６には、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム等の塩化物塩を含む水溶液を電解して、陰極側でｐＨ１０．５〜１３．５の強アルカリ水を生成し、陽極側で塩素ガス（Ｃｌ２）を含む強酸性水を生成して、この強酸性水を水と混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水を調整する、強アルカリ水、強酸性水、次亜塩素酸水の同時生成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／０９８８７０
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０７２６９７
【特許文献３】特開平４−１３１１８４号公報
【特許文献４】特開平９−２６２５８７号公報
【特許文献５】特開平６−３１２１８９号公報
【特許文献６】特開平１０−７６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
例えば上記特許文献４に開示された電解水生成装置では、電解槽の陰極側で生成されたアルカリ水と、陽極側で生成された酸性水とを混合して、ｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水を調製することができる。しかし、このようにアルカリ水と酸性水を混合する方式の場合、電解槽における電気分解の程度に応じてアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならないため、安定したｐＨを有する弱酸性次亜塩素酸水の供給は困難であった。
【００１３】
また、上記特許文献５に開示された電解水生成装置では、無隔膜電解槽における電気分解の程度に応じて、有隔膜電解槽で生成したアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならないため、安定したｐＨを有する弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難であった。
【００１４】
一方、アルカリ水、強酸性水、弱酸性水は、それぞれ適用する用途が異なり、例えば先ずアルカリ水で脂肪分等の汚れ成分の除去（脱脂）を行ってから、次に用途に応じて、弱酸性水又は強酸性水で除菌、殺菌等を行う場合がある。このような場合に、アルカリ水、弱酸性水、強酸性水を一つの装置で供給することができると利便性が高い。
【００１５】
そこで、本発明は、生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の電解水生成装置は、以下の通りである。
第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室とを仕切る第１の隔膜と、
前記第２電解室と前記中央電解室とを仕切る第２の隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【００１７】
上記電解水生成装置は、第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対に流れる電流を調整する電流調整手段を備えることが好ましい。
【００１８】
上記電解水生成装置は、第１の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陽極、前記第８電極が陰極となることが好ましい。
【００１９】
上記電解水生成装置は、第２の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陰極、前記第６電極が陽極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となることが好ましい。
【００２０】
上記電解水生成装置は、第３の運転モードで運転されるときに、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陽極、前記第８電極が陰極となることが好ましい。
【００２１】
本発明の電解水生成装置の運転方法は、以下の通りである。
第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室とを仕切る第１の隔膜と、
前記第２電解室と前記中央電解室とを仕切る第２の隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段と、を備える電解水生成装置の運転方法であって、
前記電解水生成装置が第１の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陽極、前記第２電極を陰極、前記第３電極を陽極、前記第４電極を陰極、前記第５電極を陽極、前記第６電極を陰極、前記第７電極を陽極、前記第８電極を陰極とすることを特徴とする電解水生成装置の運転方法。
【００２２】
前記電解水生成装置が第２の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陰極、前記第２電極を陽極、前記第３電極を陰極、前記第４電極を陽極、前記第５電極を陰極、前記第６電極を陽極、前記第７電極を陰極、前記第８電極を陽極とすることが好ましい。
【００２３】
前記電解水生成装置が第３の運転モードで運転されるときに、前記第１電極を陰極、前記第２電極を陽極、前記第３電極を陽極、前記第４電極を陰極、前記第５電極を陽極、前記第６電極を陰極、前記第７電極を陽極、前記第８電極を陰極とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、生成する電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる電解水生成装置及びその運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。
図１に示すように、電解水生成装置１０は、第１電解室１２と、第２電解室１４と、第１電解室１２と第２電解室１４の間に配置された中央電解室１６を備えている。第１電解室１２と中央電解室１６は、第１の隔膜１８によって仕切られている。第２電解室１４と中央電解室１６は、第２の隔膜２０によって仕切られている。
【００２７】
電解水生成装置１０は、第１電解室１２に設けられた第１電極２２及び中央電解室１６に設けられた第２電極２４からなる第１の電極対２６と、第１電解室１２に設けられた第３電極２８及び中央電解室１６に設けられた第４電極３０からなる第２の電極対３２と、第２電解室１４に設けられた第５電極３４及び中央電解室１６に設けられた第６電極３６からなる第３の電極対３８と、第２電解室１４に設けられた第７電極４０及び中央電解室１６に設けられた第８電極４２からなる第４の電極対４４を備えている。
【００２８】
電解水生成装置１０は、第１の電極対２６に電圧を印加する第１の電源４６ａと、第２の電極対３２に電圧を印加する第２の電源４６ｂと、第３の電極対３８に電圧を印加する第３の電源４６ｃと、第４の電極対４４に電圧を印加する第４の電源４６ｄを備えている。
【００２９】
電解水生成装置１０は、第１の電極対２６の極性を切り替えることのできる第１の極性切替手段４８ａと、第２の電極対３２の極性を切り替えることのできる第２の極性切替手段４８ｂと、第３の電極対３８の極性を切り替えることのできる第３の極性切替手段４８ｃと、第４の電極対４４の極性を切り替えることのできる第４の極性切替手段４８ｄを備えている。ここで、「極性を切り替える」とは、陰極と陽極を反転させることを意味する。
【００３０】
電解水生成装置は、第１の電極対２６に流れる電流を調整することのできる第１の電流調整手段５０ａと、第２の電極対３２に流れる電流を調整することのできる第２の電流調整手段５０ｂと、第３の電極対３８に流れる電流を調整することのできる第３の電流調整手段５０ｃと、第４の電極対４４に流れる電流を調整することのできる第４の電流調整手段５０ｄを備えている。
【００３１】
第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０には、陽イオン及び陰イオンの両方を透過させることのできる中性膜（フィルター膜）を使用することが可能である。このような隔膜として、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂製の膜を使用することが可能である。例えば、日本ゴア株式会社製の電解隔膜や、株式会社ユアサメンブレンシステム製の電解隔膜等を使用することが可能である。第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０には、陽イオン交換膜あるいは陰イオン交換膜を使用できる場合もある。
【００３２】
第１電極２２、第２電極２４、第３電極２８、第４電極３０、第５電極３４、第６電極３６、第７電極４０、及び第８電極４２には、公知の電極を用いることが可能である。例えば、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる１種又は２種以上の金属を含む膜を被覆した電極を用いることが可能である。電極の形状は特に制限するものではなく、例えば長方形の板状の電極を用いることが可能である。次亜塩素酸の生成効率を考慮した場合、例えばチタン又はチタン合金からなる基材に、白金とイリジウムの混合メッキを被覆した電極を用いることが最も好ましい。
【００３３】
第１〜第４の電源４６ａ〜４６ｄには、公知の直流電源を用いることが可能であり、例えば、定電流又は定電圧スイッチング電源を用いることが可能である。
【００３４】
第１〜第４の極性切替手段４８ａ〜４８ｄには、電極対に印加される電圧の極性を切り替えることのできる（陽極と陰極を反転させることのできる）公知の装置を用いることが可能である。このような装置として、例えば、極性切り替えリレースイッチを用いることが可能である。
【００３５】
第１〜第４の電流調整手段５０ａ〜５０ｄには、各電極対に流れる電流を調整することのできる機器であれば、どのような機器を用いることも可能である。
【００３６】
図１に示すように、電解水生成装置１０は、電解水の生成によって消費される電解質を第１電解室１２及び第２電解室１４に補充するための電解質補充タンク５２を備えている。第１電解室１２及び第２電解室１４の上部は、循環用配管５３によって電解質補充タンク５２の上部に接続されている。電解質補充タンク５２の下部は、返流用配管５１によって第１電解室１２及び第２電解室１４の下部に接続されている。返流用配管５１の途中には、循環ポンプ５５が設置されている。
【００３７】
第１電解室１２及び第２電解室１４に貯留されている水は、循環ポンプ５５の吸引力によって電解質補充タンク５２に送り込まれる。電解質補充タンク５２に送り込まれた水は、電解質が補充された後、返流用配管５１を通って、第１電解室１２及び第２電解室１４に戻される。つまり、第１電解室１２及び第２電解室１４に貯留されている水は、循環用配管５３及び返流用配管５１を介して電解質補充タンク５２との間で循環する。
【００３８】
電解質補充タンク５２に充填しておく電解質としては、例えば塩化物塩を用いることができる。例えば、厚生労働省で食品添加物として定められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。中でも、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。
【００３９】
電解質補充タンク５２の上部には、電解質補充タンク５２の内部に水を補充するための水補充配管５４が接続されている。
電解質補充タンク５２の側面には、陽イオンまたは陰イオンのうちいずれか一方の濃度が過剰に高くなった電解質水溶液を、電解質補充タンク５２の外部に排出するためのオーバーフロー配管５６が接続されている。
【００４０】
中央電解室１６の下部には、中央電解室１６に原水を導入するための原水導入配管５８が接続されている。原水導入配管５８の途中には、流量調整バルブ６０が設けられている。一方、中央電解室１６の上部には、中央電解室１６において生成した電解水を取り出すための電解水排出配管６２が接続されている。電解水排出配管６２の途中には、電解水のｐＨを測定するためのｐＨセンサ６４が設置されている。
【００４１】
原水導入配管５８より中央電解室１６に導入される原水としては、どのような水を用いることもできる。例えば、水道水、軟水、純水等を用いることができる。
流量調整バルブ６０としては、例えば手動又は自動の流量調整バルブを用いることができる。
【００４２】
第１〜第４の電源４６ａ〜４６ｄ、第１〜第４の極性切替手段４８ａ〜４８ｄ、及び、第１〜第４の電流調整手段５０ａ〜５０ｄは、これらを制御するための制御手段（図示せず）に電気配線を介して接続されていてもよい。制御手段は、シーケンス制御回路を備えた制御盤や、パーソナルコンピュータ等によって構成することができる。
【００４３】
本実施形態の電解水生成装置１０は、第１〜第３運転モードによって運転することができる。それぞれの運転モードでは、電解水生成装置１０が以下のように制御される。
【００４４】
（１）第１の運転モード
第１の運転モードでは、第１電極２２が陽極、第２電極２４が陰極、前記第３電極２８が陽極、第４電極３０が陰極、第５電極３４が陽極、第６電極３６が陰極、第７電極４０が陽極、第８電極４２が陰極となる。第１の運転モードでは、中央電解室１６の上部からアルカリ水が取出し可能である。
【００４５】
（２）第２の運転モード
第２の運転モードでは、第１電極２２が陰極、第２電極２４が陽極、第３電極２８が陰極、第４電極３０が陽極、第５電極３４が陰極、第６電極３６が陽極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。第２の運転モードでは、中央電解室１６の上部から強酸性水が取出し可能である。
【００４６】
（３）第３の運転モード
第３の運転モードでは、第１電極２２が陰極、第２電極２４が陽極、第３電極２８が陽極、第４電極３０が陰極、第５電極３４が陽極、第６電極３６が陰極、第７電極４０が陽極、第８電極４２が陰極となる。第３の運転モードでは、中央電解室１６の上部から弱酸性水又は微酸性水が取出し可能である。
【００４７】
第１〜第３の運転モードにおける各電極の極性をまとめると、以下の表１の通りとなる。
【００４８】
【表１】
2015112570.tif 000005
【００４９】
電解水生成装置１０は、上記第１〜第３の運転モードの切り替えを行うための運転モード切替えスイッチを備えることが好ましい。運転モード切替えスイッチとしては、例えば押釦スイッチやタッチパネル等を用いることができる。ユーザは、運転モード切替えスイッチにより、第１〜第３の運転モードのうちいずれかの運転モードを選択することができる。制御手段は、ユーザが選択した運転モードに基づいて、第１〜第４の電源４６ａ〜４６ｄ、第１〜第４の極性切替手段４８ａ〜４８ｄ、及び、第１〜第４の電流調整手段５０ａ〜５０ｄをそれぞれ制御する。
【００５０】
つぎに、上記のように構成された電解水生成装置１０の運転方法について詳しく説明する。なお、以下の説明では、電解質補充タンク５２に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が充填されており、第１電解室１２及び第２電解室１４内の水に塩化ナトリウムを補充する場合について説明する。
【００５１】
電解水生成装置１０によって電解水を生成するために、まず、流量調整バルブ６０を開くことによって、中央電解室１６に原水を導入する。また、循環ポンプ５５を起動することによって、第１電解室１２及び第２電解室１４内の水を電解質補充タンク５２との間で循環させる。そして、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に電圧を印加することによって、各電解室内の水の電気分解を開始する。これにより、中央電解室１６の上部からは、アルカリ水又は酸性水（強酸性水、弱酸性水、又は微酸性水）が取り出される。
【００５２】
第１電解室１２、第２電解室１４、及び中央電解室１６では、各電極の極性に応じて、例えば以下の反応が発生する。
（陰極での反応）
水素の生成    ２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−
アルカリ水の生成    Ｎａ＋  ＋  ＯＨ−  ⇔  ＮａＯＨ
（陽極での反応）
酸素の生成    ２Ｈ２Ｏ  →  Ｏ２  ＋  ４Ｈ＋  ＋  ４ｅ−  （酸性水が生成）
塩素の生成    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２ｅ−
次亜塩素酸の生成    Ｃｌ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＣｌ  ＋  ＨＣｌＯ
【００５３】
第１の運転モードでは、中央電解室１６に配置された第２電極２４、第４電極３０、第６電極３６、及び第８電極４２がすべて陰極であり、これらの電極ではアルカリ水が生成する。したがって、中央電解室１６の上部からは、例えばｐＨ９．０以上のアルカリ水が排出される。
【００５４】
第２の運転モードでは、中央電解室１６に配置された第２電極２４、第４電極３０、第６電極３６、及び第８電極４２がすべて陽極であり、これらの電極では酸性水が生成する。したがって、中央電解室１６の上部からは、例えばｐＨ２．７以下の強酸性水が排出される。
【００５５】
第３の運転モードでは、中央電解室１６に配置された第２電極２４が陽極であり、第４電極３０が陰極であり、第６電極３６が陰極であり、第８電極４２が陰極である。第２電極２４では酸性水が生成する一方、第４電極３０、第６電極３６、及び第８電極４２ではアルカリ水が生成する。このため、中央電解室１６の上部からは、例えばｐＨが２．７よりも大きく５．０以下の弱酸性水、又は、ｐＨが５．０よりも大きく６．５以下の微酸性水が排出される。
【００５６】
第３の運転モードにおいて、中央電解室１６の上部から排出される電解水のｐＨを制御するために、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に流れる電流の量を調整することができる。例えば、第１の電極対２６に流れる電流の量を増加させることによって、中央電解室１６の上部から排出される電解水のｐＨを小さくすることができる。反対に、第１の電極対２６に流れる電流の量を減少させることによって、中央電解室１６の上部から排出される電解水のｐＨを大きくすることができる。
【００５７】
第１〜第３の運転モードについて説明したが、電解水生成装置１０を以下の第４〜第６の運転モードによって運転することもできる。
【００５８】
（４）第４の運転モード
第４の運転モードでは、第１電極２２が陽極、第２電極２４が陰極、第３電極２８が陰極、第４電極３０が陽極、第５電極３４が陽極、第６電極３６が陰極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。
【００５９】
（５）第５の運転モード
第５の運転モードでは、第１電極２２が陽極、第２電極２４が陰極、第３電極２８が陽極、第４電極３０が陰極、第５電極３４が陰極、第６電極３６が陽極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。
【００６０】
（６）第６の運転モード
第６の運転モードでは、第１電極２２が陰極、第２電極２４が陽極、第３電極２８が陰極、第４電極３０が陽極、第５電極３４が陽極、第６電極３６が陰極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。
【００６１】
第４〜第６の運転モードにおける各電極の極性をまとめると、以下の表２の通りとなる。
【００６２】
【表２】
2015112570.tif 000006
【００６３】
このように、第１実施形態の電解水生成装置１０によれば、運転モードを第１〜第６の運転モードに切り替えることによって、（i）ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、（ii）ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水、（iii）ｐＨが２．７以下の強酸性水、及び（iv）ｐＨが９．０以上のアルカリ水を任意に選択して生成することができる。このため、用途に応じて生成する電解水の切り替えを容易に行うことができるために、極めて利便性の高い電解水生成装置を実現することができる。
【００６４】
本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に流れる電流の量をそれぞれ調整することによって、強酸性水から強アルカリ性水までの任意のｐＨをもつ電解水を容易に製造することができる。
【００６５】
中央電解室１６の上部から排出される電解水のｐＨをｐＨセンサ６４にて測定し、その測定したｐＨ値を制御手段（図示せず）に送信してもよい。そして、制御手段は、測定されたｐＨ値と目標とするｐＨ値を比較し、この比較結果に基づいて、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に流れる電流の量をそれぞれ調整するようにしてもよい。これにより、任意のｐＨをもつ電解水を容易に製造することができる。
【００６６】
本実施形態の電解水生成装置１０によれば、電気的な制御のみによって、任意のｐＨ値をもつ電解水を容易に製造することができる。このため、従来の電解水生成装置のように、酸性水とアルカリ水とを混合してｐＨを調整するための機構が不要であり、電解水生成装置を安価に製造することができる。
【００６７】
本実施形態の電解水生成装置１０によれば、中和剤（塩酸、次亜塩素酸ソーダなど）を使用せずに、厚生労働省が定めた食品添加物（殺菌料）であるｐＨ２．７以下の強酸性水、ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、及び、ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水を任意に選択して生成することができる。また、ｐＨが９．０以上のアルカリ水を生成することもできる。したがって、例えば食品の消毒・殺菌に使用することのできる安全な電解水を生成することが可能である。
【００６８】
上記実施形態では、第１〜第４の電極対のすべてに極性切替手段が設けられている例を示しているが、第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つに極性切替手段が設けられていてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、第１〜第４の電極対のすべてに電流調整手段が設けられている例を示しているが、第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つに電流調整手段が設けられていてもよい。
【００７０】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る電解水生成装置７０の概略構成図である。
図２に示すように、第２実施形態に係る電解水生成装置７０は、循環用配管５３によって中央電解室１６の上部と電解質補充タンク５２の上部が接続されており、返流用配管５１によって電解質補充タンク５２の下部と中央電解室１６の下部が接続されている。また、原水導入配管５８が第１電解室１２の下部と第２電解室１４の下部にそれぞれ接続されており、第１電解室１２の上部には第１の電解水排出配管６２ａが接続されており、第２電解室１４の上部には第２の電解水排出配管６２ｂが接続されている。第２の電解水排出配管６２ｂの途中には、流路切替バルブ７２が設置されている。流路切替バルブ７２によって、第２電解室１４において生成した電解水を第２の電解水排出配管６２ｂからそのまま排出する流路（ａ）と、第１の電解水排出配管６２ａに合流させて第１電解室１２において生成した電解水と混合することのできる流路（ｂ）とを切り替えることができるようになっている。第２実施形態に係る電解水生成装置７０のその他の構成は、第１実施形態に係る電解水生成装置１０とほぼ同様である。
【００７１】
中央電解室１６に貯留されている水は、循環ポンプ５５の吸引力によって電解質補充タンク５２に送り込まれる。電解質補充タンク５２に送り込まれた水は、電解質が補充された後、返流用配管５１を通って、中央電解室１６に戻される。つまり、中央電解室１６に貯留されている水は、循環用配管５３及び返流用配管５１を介して電解質補充タンク５２との間で循環する。
【００７２】
電解水生成装置７０によって電解水を生成するために、まず、流量調整バルブ６０を開くことによって、第１電解室１２及び第２電解室１４に原水を導入する。また、循環ポンプ５５を起動することによって、中央電解室１６内の水を電解質補充タンク５２との間で循環させる。そして、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に電圧を印加することによって、各電解室内の水の電気分解を開始する。これにより、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部からは、アルカリ水又は酸性水（強酸性水、弱酸性水、又は微酸性水）が取り出される。
【００７３】
第２実施形態に係る電解水生成装置７０は、上記表１及び表２に示した第１〜第６の運転モードで運転することが可能である。
【００７４】
第１の運転モードでは、第１電解室１２に配置された第１電極２２、第３電極２８、及び、第２電解室１４に配置された第５電極３４、第７電極４０がすべて陽極であり、これらの電極では酸性水が生成する。したがって、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部からは、例えばｐＨ２．７以下の強酸性水が排出される。
【００７５】
第２の運転モードでは、第１電解室１２に配置された第１電極２２、第３電極２８、及び、第２電解室１４に配置された第５電極３４、第７電極４０がすべて陰極であり、これらの電極ではアルカリ水が生成する。したがって、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部からは、例えばｐＨ９．０以上のアルカリ水が排出される。
【００７６】
第５の運転モードでは、第１電解室１２に配置された第１電極２２及び第３電極２８が陽極であり、第２電解室１４に配置された第５電極３４及び第７電極４０が陰極である。したがって、第１電解室１２の上部からは、例えばｐＨ２．７以下の強酸性水が排出される。第２電解室１４の上部からは、例えばｐＨ９．０以上のアルカリ水が排出される。つまり、電解水生成装置７０を第５の運転モードで運転した場合、アルカリ水と酸性水を同時に生成することができる。
【００７７】
このように、第２実施形態の電解水生成装置７０によれば、運転モードを第１〜第６の運転モードに切り替えることによって、（i）ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、（ii）ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水、（iii）ｐＨが２．７以下の強酸性水、及び（iv）ｐＨが９．０以上のアルカリ水を任意に選択して生成することができる。このため、用途に応じて生成する電解水の切り替えを容易に行うことができるために、極めて利便性の高い電解水生成装置を実現することができる。
【００７８】
第２実施形態の電解水生成装置７０によれば、流路切替バルブ７２によって、第２電解室１４において生成した電解水を第２の電解水排出配管６２ｂからそのまま排出する流路（ａ）と、第１の電解水排出配管６２ａに合流させて第１電解室１２において生成した電解水と混合することのできる流路（ｂ）とを切り替えることができる。このため、第１電解室１２において生成した電解水と第２電解室１４において生成した電解水とを混合することができるため、電解水のｐＨの調整を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０、７０    電解水生成装置
１２    第１電解室
１４    第２電解室
１６    中央電解室
２２    第１電極
２４    第２電極
２６    第１の電極対
２８    第３電極
３０    第４電極
３２    第２の電極対
３４    第５電極
３６    第６電極
３８    第３の電極対
４０    第７電極
４２    第８電極
４４    第４の電極対
４６ａ〜４６ｄ    第１〜第４の電源
４８ａ〜４８ｄ    第１〜第４の極性切替手段
５０ａ〜５０ｄ    第１〜第４の電流調整手段
５１    返流用配管
５２    電解質補充タンク
５３    循環用配管
５４    水補充配管
５５    循環ポンプ
５８    原水導入配管
６２、６２ａ、６２ｂ    電解水排出配管
【図１】
2015112570.tif 000007
【図２】
2015112570.tif 000008