(57)【要約】【課題】電解水生成装置の各部位から漏洩する水素ガスの燃焼を防止すべく、電解水生成装置の各部位に帯電する静電気に起因する放電を防止する。【解決手段】耐腐食性の合成樹脂で形成されている、電解水生成装置を構成する貯留タンク１２，１３、導入管路１４，１５、および、ガス排出管路１６，１７の少なくとも表層部を導電性の材料で形成して、これらの表面での静電気の帯電を大幅に抑制して、これらの表面からの火花を伴う放電の発生を防止する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された被電解水を電解して電解生成水を生成する電解槽、電解生成水を収容する貯留タンク、および、前記電解槽にて生成された電解生成水を前記貯留タンクに導入する導入管路を備える電解水生成装置であって、前記電解槽、前記貯留タンク、および、前記導入管路が耐腐食性の合成樹脂にて形成されている電解水生成装置であり、前記導入管路または前記貯留タンクには電解生成水から発生する水素ガスを排出するガス排出管路を備え、前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクは導電性の材料にて形成されていることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
供給された被電解水を電解して電解生成水を生成する電解槽、電解生成水を貯留する貯留タンク、および、前記電解槽にて生成された電解生成水を前記貯留タンクに導入する導入管路を備える電解水生成装置であって、前記電解槽、前記貯留タンク、および、前記導入管路が耐腐食性の合成樹脂にて形成されている電解水生成装置であり、前記導入管路または前記貯留タンクには電解生成水から発生する水素ガスを排出するガス排出管路を備え、前記ガス排出管路、前記導出管路および前記貯留タンクは、表層部が導電性の材料にて形成されていることを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解槽にて生成された電解生成水を貯留タンクに収容するようにした形式の電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解水生成装置の一形式として、供給された被電解水を電解して電解生成水を生成する電解槽、電解生成水を収容する貯留タンク、および、前記電解槽にて生成された電解生成水を前記貯留タンクに導入する導入管路を備える形式の電解水生成装置がある。当該形式の電解水生成装置においては、電解時に塩素、水素、酸素等が発生するとともに、生成された電解生成水は酸性やアルカリ性を呈することから、このような電解生成水に直接接触または曝される電解槽、導入管路、および、貯留タンクは、耐腐食性の合成樹脂にて形成されているのが一般である。また、発生する水素等はガス状となって、電解水生成装置の系外へ漏洩することが多い。特に、電解生成水を収容する貯留タンクにおいては、液面の上方の空間部に電解生成水から揮発するガスが滞留して、系外に漏洩し易い。特に、系外に漏洩した水素ガスは、酸素の存在下で着火源があれば燃焼するおそれがある。
【０００３】
電解時に生成される副生ガスである塩素ガスおよび水素ガスによる衛生上および環境管理上の問題を解消することを意図した電解水生成装置については、すでに提案されている（特許文献１を参照）。当該電解水生成装置は、電解生成水を収容する貯留タンクにて発生する塩素ガスや水素ガスを導入するためのアルカリ水貯蔵槽を備え、導入された塩素ガスは、アルカリ水に吸収されて塩化ナトリウムや塩化カルシウム等として捕捉され、導入された水素ガスは、槽内で空気と混合されて爆発下限以下の濃度に希釈されて、ガス排出管を通して屋外へ放出させるように構成されている。
【特許文献１】特開２００１−３２１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該電解水生成装置が装備するこのような副生ガス処理機構は、副生ガスである塩素ガスおよび水素ガスによる衛生上および環境管理上の問題を解消し得ることでは有効な手段であると認めることができる。しかしながら、副生ガス処理機構は、塩素ガスを捕捉処理しかつ水素ガスを希釈するための大型の処理槽（アルカリ水貯蔵槽）と、当該処理槽を電解生成水の貯留タンクに連結して副生ガスを導入するガス導入管（連結管）と、処理槽内で希釈した水素ガスを系外に排出するガス排出管を不可欠とする大型のもので、当該副生ガス処理機構をこの種の形式の電解水生成装置に組み込んだ場合には、電解水生成装置の大型化は避けられず、また、当該電解水生成装置の設置場所も大幅に規制されることになる。
【０００５】
また、当該副生ガス処理機構においては、処理槽内で空気によって希釈された水素ガスは、ガス排出管を通って外部に排出されるが、例えば、当該電解水生成装置が寒冷地等に設置されている場合には、屋外に臨むガス排出管は、雪や氷等で出口を塞がれるおそれがある。ガス排出管の出口が塞がれると、ガス排出管を通して屋外に排出しようとする希釈水素ガスに逆流が生じ、希釈ガスは処理槽内に逆流して処理槽内に充満するとともに、処理槽内に充満している水素ガスのガス圧によって電解生成水の貯留タンク内で発生している副生ガスの処理槽内への導入が規制されることになる。このような状態が発生した場合には、副生ガス処理機構の処理機能は規制され、さらには、ガス排出管内や処理槽内の水素ガスが外部に漏洩し、また、貯留タンク内の副生ガスである塩素ガスや水素ガス外部も漏洩するおそれがある。
【０００６】
本発明の発明者は、電解水生成装置における、電解生成水から水素ガスが発生する部位またはその近傍から、水素ガスに対する着火源を無くすることにより、電解生成水から発生する水素ガスに何等の処理を施さなくても、水素ガスが燃焼するのを回避し得るとの知見を得た。本発明は、当該知見に基づいてなされたものである。従って、本発明の目的は、この種形式の電解水生成装置に当該知見を適用して、漏洩する水素ガスが燃焼するおそれがないようにすることにあり、これにより、上記した副生ガス処理機構を備えた電解水生成装置が装備する各問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電解水生成装置に関する。本発明が適用対象とする電解水生成装置は、供給された被電解水を電解して電解生成水を生成する電解槽、電解生成水を収容する貯留タンク、および、前記電解槽にて生成された電解生成水を前記貯留タンクに導入する導入管路を備える電解水生成装置であって、前記電解槽、前記貯留タンク、および、前記導入管路が耐腐食性の合成樹脂にて形成されている形式の電解水生成装置である。
【０００８】
しかして、本発明に係る第１の電解水生成装置は、前記導入管路または前記貯留タンクには、電解生成水から発生する水素ガスを排出するガス排出管路を備え、前記ガス排出管路、前記導入管路、および、前記貯留タンクは導電性の材料にて形成されていることを特徴とするものである。また、本発明に係る第２の電解水生成装置は、前記導入管路または前記貯留タンクには、電解生成水から発生する水素ガスを排出するガス排出管路を備え、前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクは、その表層部が導電性の材料にて形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
可燃性ガスが燃焼する原因の一つに、可燃性ガスの発生する近傍の部位での帯電する静電気の放電現象がある。このため、静電気が容易に帯電する装置の部位を、帯電しないように、または、帯電電荷量が大幅に低減し得るように構成して、帯電電荷に起因する放電を防止することが肝要である。帯電電荷に起因する放電は、可燃性ガスを燃焼させるおそれがある。
【００１０】
本発明が適用対象とする電解水生成装置が生成する電解生成水は、電解により電荷を付与された帯電された水と理解することがである。このため、電解水生成装置においては、電解生成水が常に接触している部位、すなわち、前記導入管路や前記貯留タンク等の表面には、静電気が常時帯電している。当該部位は、耐食性の合成樹脂にて形成されていることから、帯電電荷量が極めて大きく、帯電電荷量の大きい静電気が放電した場合には火花を伴い、装置の周囲に滞留する水素ガスを引火する原因となる。
【００１１】
かかる知見の下、本発明に係る第１の電解水生成装置においては、電解生成水が常時接触する部位である前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクを導電性の材料にて形成し、また、本発明に係る第２の電解水生成装置においては、電解生成水が常時接触する部位である前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクの表層部を導電性の材料にて形成している。すなわち、本発明に係る各電解水生成装置では、前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクの少なくとも表層部が導電性の材料にて形成している。少なくとも表層部が導電性の材料にて形成されている前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクにおいては、その表面に帯電する静電気の漏洩が極めて大きく、このため、前記ガス排出管路、前記導入管路および前記貯留タンクの表面には、静電気の帯電は皆無に近く、静電気の大きい帯電電荷量に起因する火花を伴う放電の発生は皆無である。従って、電解生成水から発生する水素ガスを何等の処理に付すことなくがなくて、仮に、電解水生成装置の周囲に水素ガスが漏洩して滞留している状態が発生したとしても、漏洩した水素ガスが放電により引火するようなことはなく、水素ガスが燃焼するおそれはない。
【００１２】
このように、本発明に係る各電解水生成装置においては、漏洩する水素ガスの放電に起因する燃焼を、前記ガス排出管路、前記導出管路および前記貯留タンクの一部または全部の材質を変更する手段にて防止していることから、各電解水生成装置を大型化することはなく、かつ、副生ガス処理機構を装備する電解水生成装置における副生ガス処理機構の不具合に起因する問題の発生は皆無である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、電解水生成装置に関する。図１には、本発明の一実施形態である有隔膜電解式の電解水生成装置を概略的に示している。当該電解水生成装置は、基本的には、従来公知の電解水生成装置と同様の構成のものであり、有隔膜電解槽１１、電解生成酸性水を貯留する第１貯留タンク１２、電解生成アルカリ性水を貯留する第２貯留タンク１３、有隔膜電解槽１１にて生成する電解生成酸性水を第１貯留タンク１２に導入する電解生成酸性水専用の第１導入管路１４、および、有隔膜電解槽１１にて生成する電解生成アルカリ性水を第２貯留タンク１３に導入する電解生成アルカリ性水専用の第２導入管路１５を備えている。また、当該電解水生成装置においては、第１導入管路１４の途中に接続した第１ガス排出管路１６、および、第２導入管路１５の途中に接続した第２ガス排出管路１７を備えている。
【００１４】
有隔膜電解槽１１は、槽本体１１ａを隔膜１１ｂにて区画して形成されている一対の電解室Ｒ1，Ｒ2を備え、各電解室Ｒ1，Ｒ2には、被電解水を供給する供給管路１１ｃの分岐管部が接続されている。また、各電解室Ｒ1，Ｒ2には、電解生成水を流出する流出管路１１ｄ，１１ｅが接続されている。各流出管路１１ｄ，１１ｅは、流路切替弁１８を介して、第１，第２導入管路１４，１５に接続されている。流路切替弁１８は切替動作することにより、各流出管路１１ｄ，１１ｅの各導入管路１４，１５に対する接続状態を切替えるべく機能する。当該有隔膜電解槽１１においては、電解時には、各電解室Ｒ1，Ｒ2に配設されている各電極１１ｆ，１１ｇに電圧を印加されて、印加される電圧の正負によって、各電解室Ｒ1，Ｒ2が陽極側電解室、陰極側電解室に設定され、また、電解が所定の時間経過した場合には、各電極１１ｆ，１１ｇに印加される電圧の極性が正負反転されて、各電解室Ｒ1，Ｒ2の陽極側電解室および陰極側電解室の関係が変更される。また、流路切替弁１８は、各電極１１ｆ，１１ｇに対する印加電圧の極性の正負反転に応じて切替動作し、各流出管路１１ｄ，１１ｅの各導入管路１４，１５に対する接続関係を変更させる。
【００１５】
当該電解水生成装置においては、有隔膜電解槽１１の各電解室Ｒ1，Ｒ2に被電解水を供給するとともに、各電極１１ｆ，１１ｇに一定の電圧を印加して、設定された電解電流の下で有隔膜電解される。例えば、電解室Ｒ1が陽極側電解室であり、かつ、電解室Ｒ2が陰極側電解室である場合には、電解室Ｒ1では電解生成酸性水が生成され、かつ、電解室Ｒ2では電解生成アルカリ性水が生成される。電解室Ｒ1にて生成された電解生成酸性水は、第１流出管路１１ｄ、流路切替弁１８および第１導入管路１４を通って第１貯留タンク１２内に導入されて収容され、かつ、電解室Ｒ2にて生成された電解生成アルカリ性水は、第２流出管路１１ｅ、流路切替弁１８および第２導入管路１５を通って第２貯留タンク１３内に導入されて収容される。
【００１６】
当該有隔膜電解槽１１において、電解が長時間継続して行われると、特に、陽極側電解室（電解室Ｒ1）においては、被電解水が含有するカルシウムイオン等が不溶性物質として析出し、析出した不溶性物質は、陽極側電解室の内周壁、電極および隔膜にスケールとして付着する。このようなスケールが電解室内に大量に発生すると、電解効率を大きく損なうことになることから、このような状態が発生しないように、各電解室Ｒ1，Ｒ2の陽極側電解室および陰極側電解室の関係を定期的に変更して、例えば、陽極側電解室であった電解室Ｒ1を陰極側に変更するとともに、陰極側電解室であった電解室Ｒ2を陽極側に変更する手段が採られる。
【００１７】
各電解室Ｒ1，Ｒ2の陽極側電解室および陰極側電解室の関係を変更するには、上記したように、各電極１１ｆ，１１ｇに対する印加電圧の極性を正負反転することにより行われる。これにより、陽極側電解室であった電解室Ｒ1は陰極側電解室に変更されて、電解室Ｒ1では電解生成アルカリ性水が生成され、かつ、陰極側電解室であった電解室Ｒ2は陽極側電解室に変更されて、電解室Ｒ2では電解生成酸性水が生成される。電解室Ｒ1で生成された電解生成アルカリ性水は、すでに若干析出している不溶性物質を溶解して電解室Ｒ1から流出させ、当該不溶性物質の電解室Ｒ1における各部位へのスケールとしての付着を規制する。
【００１８】
当該電解水生成装置では、各電解室Ｒ1，Ｒ2の陽極側電解室および陰極側電解室の関係の変更に応じて流路切替弁１８が切替動作して、第１流出管路１１ｄを第２導入管路１５に接続し、かつ、第２流出管路１１ｅを第１導入管路１４に接続する。これにより、電解室Ｒ1にて生成された電解生成アルカリ性水は、第１流出管路１１ｄ、流路切替弁１８および第２導入管路１５を通して第２貯留タンク１３に導入され、かつ、電解室Ｒ2にて生成された電解生成酸性水は、第２流出管路１１ｅ、流路切替弁１８および第１導入管路１４を通して第１貯留タンク１２に導入される。当該有隔膜電解の間、電解生成酸性水から発生するガスは、第１ガス排出管路１６を通して系外、好ましくは、屋外に排出され、かつ、電解生成アルカリ性水から発生するガスは、第２ガス排出管路１７を通して系外、好ましくは、屋外に排出される。
【００１９】
しかして、当該電解水生成装置においては、有隔膜電解槽１１、各流出管路１１ｄ，１１ｅ、流路切替弁１８、各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、および、各ガス排出管路１６，１７は、耐食性の合成樹脂で形成されているが、各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、各ガス排出管路１６，１７は、導電性の材料にて形成されているものである。導電性の材料としては、例えば、カーボンの粉末を均一に混合している合成樹脂を挙げることができる。また、各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、各ガス排出管路１６，１７は、その表層のみが導電性の材料にて形成されているものであってもよい。表層のみが導電性である各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、各ガス排出管路１６，１７等は、これらの本体を耐食性の合成樹脂例えばポリ塩化ニールで形成して、その表面に、導電性の塗料を塗布するか、導電性のテープ例えばアルミ箔テープを巻付けることによって形成される。
【００２０】
少なくとも表層部が導電性の材料にて形成されている各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、各ガス排出管路１６，１７においては、その表面に帯電する静電気の漏洩は常時なされている。このため、各導入管路１４，１５、各貯留タンク１２，１３、各ガス排出管路１６，１７の表面における静電気の帯電電荷量は皆無に近く、静電気の大きい帯電電荷量に起因する火花を伴う放電の発生は皆無である。従って、電解生成水から発生する水素ガスを何等の処理に付すことなく排出しても何等問題はなく、仮に、当該電解水生成装置の周囲に水素ガスが漏洩して滞留している状態が発生していても、水素ガスに対する着火源（放電）が存在しないことから、水素ガスに引火して、水素ガスが燃焼するようなおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る電解水生成装置の一実施形態を模式的に示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１…有隔膜電解槽、１１ａ…槽本体、１１ｂ…隔膜、１１ｃ…供給管路、１１ｄ，１１ｅ…流出管路、１１ｆ，１１ｇ…電極、Ｒ1，Ｒ2…電解室、１２…第１貯留タンク、１３…第２貯留タンク、１４…第１導入管路、１５…第２導入管路、１６…第１ガス排出管路、１７…第２ガス排出管路、１８…流路切替弁。
【図１】
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