(57)【要約】【課題】残留塩素濃度を一定範囲に維持し得ると共に、簡単な構造で、かつ、小型化された電解水生成装置を提供する。【解決手段】互いに対面する複数枚の電極板２i からなる電極ユニットＵと、電極ユニットＵを収容する電解槽１と、電極板２i の間に直流電圧を印加する電源回路３０と、電解された電解水Ｌ１を導水する非ループの導水路１５ｂと、電解水Ｌ１の残留塩素濃度Ｄを測定する濃度測定器３２と、供給先に供給すべき残留塩素濃度Ｄを設定する設定器３３と、残留塩素濃度Ｄの測定値と設定値とを比較して、測定値が設定値よりも小さい場合に電源回路３０から電極ユニットＵに供給される電力を増大させ、測定値が設定値よりも大きい場合に前記電力を減少させる制御手段とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を電解して残留塩素濃度を高め、ｐＨが５．８〜８．６の中性の電解水を供給する電解水生成システムであって、
互いに対面する複数枚の電極板の間に前記電極板に沿った流路を形成する電極ユニットと、
前記電極ユニットを収容し、耐圧性を有する電解槽と、
前記電極板の間に直流電圧を印加する電源回路と、
前記電解槽で電解された電解水を所定の供給先へ導水する非ループの導水路と、
前記電解槽の導出口ないし前記導水路に設けられ、前記電解水の残留塩素濃度を測定する濃度測定器と、
前記供給先に供給すべき残留塩素濃度の予め設定された設定値と、前記残留塩素濃度の測定値とを比較して、前記測定値が設定値よりも小さい場合に前記電源回路から前記電極ユニットに供給される電力を増大させ、一方、前記測定値が設定値よりも大きい場合に前記電源回路から前記電極ユニットに供給される電力を減少させる制御手段とを備えた電解水生成システム。
【請求項２】
請求項１において、前記電極板の間の流路幅が０．３ｍｍ〜３．０ｍｍに設定された電解水生成システム。
【請求項３】
請求項１もしくは２において、設定値を入力するための設定器を更に備えた電解水生成システム。
【請求項４】
請求項１〜３の電解水生成装置を用いた電解水の生成方法。
【請求項５】
請求項４において、前記原水または電解水のｐＨを測定し、前記ｐＨの測定値が所定の値よりも大きい場合に、前記原水に酸を加えて当該原水のｐＨを低下させる電解水の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水の生成装置および生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、たとえば、プールや公衆浴場などの水や湯の殺菌・脱臭等のために、水道水など塩素が含まれた原水を電解することにより、残留塩素濃度を一定範囲に維持する電解水生成システムが提案されている（特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００５−２７９５１９（要約、３頁）
【特許文献２】特許第３４９５７２２号（２頁）
【０００３】
しかし、従来の電解水生成システムでは、貯水槽に貯水された水道水を電解槽にループさせて循環させることにより、所望する残留塩素濃度の電解水を得ている。かかる貯水槽を用いる方法の場合、鶏卵の洗浄のように新しい電解水をノズルから噴射するシステムに採用すると、装置が大型化すると共に、配管等が複雑になる。
【０００４】
したがって、本発明の主目的は、残留塩素濃度を一定範囲に維持し得ると共に、簡単な構造で、かつ、小型化された電解水生成システムを提供することである。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の電解水生成システムは、原水を電解して残留塩素濃度を高め、ｐＨが５．８〜８．６の中性の電解水を供給する電解水生成システムであって、互いに対面する複数枚の電極板の間に前記電極板に沿った流路を形成する電極ユニットと、前記電極ユニットを収容し、耐圧性を有する電解槽と、前記電極板の間に直流電圧を印加する電源回路と、前記電解槽で電解された電解水を所定の供給先へ導水する非ループの導水路と、前記電解槽の導出口ないし前記導水路に設けられ、前記電解水の残留塩素濃度を測定する濃度測定器と、前記供給先に供給すべき残留塩素濃度の予め設定された設定値と前記残留塩素濃度の測定値とを比較して、前記測定値が設定値よりも小さい場合に前記電源回路から前記電極ユニットに供給される電力を増大させ、一方、前記測定値が設定値よりも大きい場合に前記電源回路から前記電極ユニットに供給される電力を減少させる制御手段とを備えている。
【０００６】
本発明によれば、濃度測定器によって測定された残留塩素濃度に基づいて電極ユニットに供給される電力を変化させ、しかも、電解槽の導出口ないし供給先への導水路に濃度測定器を設けたので、電解槽から連続的に流れ出る電解水の残留塩素濃度を概ね一定の濃度に保つことが可能である。
また、電解槽で電解された電解水を非ループの導水路により供給先へ供給するので、貯水槽が不要となるから、装置を著しく小型化することができる。
さらに、前記電解水を貯留槽に戻すことなく供給先へ供給するので、前記貯水槽が不要になると共に配管を簡略化することができるから、大幅なコストダウンを図り得ると共に、メンテナンスが容易になる。
【０００７】
なお、本発明において、「原水」としては、たとえば、水道水等を用いることができる。
【０００８】
本発明方法においては、前記原水または電解水のｐＨを測定し、前記ｐＨの測定値が所定の値よりも大きい場合に、前記原水に酸を加えて当該原水のｐＨを低下させるのが好ましい。これにより、殺菌力の小さいＣｌＯ- の存在比率が小さくなると共に、殺菌力の大きいＨＣｌＯの存在比率が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例１：
まず、電解水の生成方法に先立って電解水生成装置について説明する。
図１〜図３において、耐圧性を有する電解槽１は、収容空間Ｓを形成する。前記収容空間Ｓ内には電極ユニットＵが収容される。該電極ユニットＵは前記電解槽１内に概ね鉛直面に沿って、かつ、互いに平行に近接して配置された、図２のたとえば５枚の電極板２1 〜２5 を含む。
【００１０】
前記電解槽１は第１および第２の耐圧板１ａ，１ｂと、該一対の耐圧板１ａ，１ｂの間に挟持された環状の第３耐圧板１ｃとを備え、前記環状の第３耐圧板１ｃの下端部に導入孔１４が上方に向かって吐出するように設けられている。前記導入孔１４は前記電解槽１の下部に設けられ、たとえば水道水からなる原水Ｌを前記電解槽１内に圧送する。
【００１１】
一方、前記耐圧板１ｃの上端部には導出孔１５が形成されている。前記導出孔１５は、前記原水Ｌを電解層１内で電気分解することにより生成された電解水Ｌ１を、前記電解槽１の上部から導出する。
【００１２】
図３の各電極板２1 〜２5 の少なくとも四隅には絶縁部材２０が配置されている。前記絶縁部材２０は各電極板２ｉ同士を絶縁すると共に各電極板２ｉの間の距離を保持する。  
【００１３】
前記電極板２1 〜２5 の概ね中央の領域には、図２の前記各電極板２1 〜２5 のうちの同一極性となる電極板２1 〜２5 を水平方向に貫通すると共に当該電極板２1 〜２5 同士を互いに通電させる第１および第２の電極棒２１，２２が設けられている。これらの電極棒２１，２２には、前記電極板の間に直流電圧を印加する電源回路３０（図４）が接続されている。
なお、図２の電極板２2 ，２4 が第１の電極棒２１を介して第１の極性に設定され、電極板２1 ，２3 ，２5 が第２の電極棒２２を介して第２の極性に設定される。
【００１４】
前記電解槽１内には、複数列の電解流路１１（図３）と、第１および第２外流路１２，１３とが形成されている。図３の前記電解流路１１は前記電極ユニットＵにおける各電極板２i の間に当該電極板２i の面に沿って原水Ｌが下から上に流れる。図２の前記第１外流路および第２外流路１２，１３は前記電極ユニットＵと前記電解槽１の壁面との間に形成され、前記電極ユニットの一方または他方の端の第１または第２端電極板２1 ，２5 に沿って原水Ｌが下から上に流れる。
【００１５】
前記電極ユニットＵにおける下端において、下方に向かって開口した前記電解流路１１の下端開口１１ａに前記導入孔１４の開口１４（図１）が対向している。これにより、前記導入孔１４からの前記原水Ｌが前記電解流路１１にスムースに流れ込む。
【００１６】
図２の前記電極ユニットＵの各電極板２i の間の電解流路幅Δは、電極板２i 間に原水Ｌがスムースに流入されると共に、電解効率を考慮して、０．３mm〜３．０mmに設定されているのが好ましい。
【００１７】
前記各電極板２i には、各々複数の貫通孔２３が形成されている。各貫通孔２３は互いに概ね合致している。したがって、前記電解流路１１において前記原水Ｌから電解により生成されたガスと、前記原水Ｌとが前記各電極板２i に形成された複数の貫通孔２３で合流し、かつ、当該貫通孔２３を介して、前記電解流路１１から前記第１および第２外流路１２，１３に向かって流れ出る。
【００１８】
図２に示すように、前記電極ユニットＵと第１耐圧板１ａとの間にはスペーサ１ｓが配置されている。前記スペーサ１ｓは、前記電解槽１の収容空間Ｓの下部において前記第１端電極板２1 に近接して配置され、前記収容空間Ｓの上端部においては前記スペーサ１ｓが配置されておらず、これにより前記第１外流路１２のうち上端部が下部に比べ広く形成されている。
【００１９】
電解水Ｌ１の生成過程：
つぎに、水道水からなる原水Ｌから電解水Ｌ１つまり殺菌力のある液体が生成される過程について説明する。
【００２０】
図２の導入孔１４から開口１４ａおよび下端開口１１ａを経て、原水Ｌが図３の電解流路１１に導入される。原水Ｌは電解流路１１内を下方から上方に流れる間に電解流路１１において電気分解される。この際、水素ガスや酸素ガスが生成されると共に、水道水中の塩素イオンＣｌ- と水Ｈ2 Ｏ等が所定の化学反応を呈し、殺菌力のある次亜塩素酸ＨＣｌＯや次亜塩素酸イオンＣｌＯ- が生成され、電解水Ｌ１が生成される。
【００２１】
制御の構成：
図４に示すように、前記電源回路３０は制御手段３１に接続されている。前記制御手段３１は、たとえば、マイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ３１ａおよびメモリ３１ｂを備えている。制御手段３１には、濃度測定器３２および設定器３３が接続されている。
設定器３３は、オペレータが供給先に供給すべき残留塩素濃度Ｄの設定値を入力するためのものであり、たとえばテンキーを備えている。設定器３３には、入力した設定値等を表示するための液晶表示器などが設けられていてもよい。
設定器３３により設定入力された残留塩素濃度Ｄの設定値は、メモリ３１ｂに記憶される。
【００２２】
前記濃度測定器３２は、電解槽１の導出口１５ａに取り付けられている。濃度測定器３２は、電解槽１で電解されて導出口１５ａから導水路１５ｂに向って排出される電解水Ｌ１の残留塩素濃度Ｄを測定するものであり、該残留塩素濃度Ｄの測定値を制御手段３１に送信する。
なお、濃度測定器３２は、導水路１５ｂに設けてもよい。導水路１５ｂは非ループで導出口１５ａから導出された電解水をたとえばノズル１００に供給する。ノズル１００は電解水を卵等の対象物に向かって噴射し当該対象物が殺菌される。
【００２３】
前記ＣＰＵ３１ａは、濃度測定器３２から送信された残留塩素濃度Ｄの測定値と、メモリ３１ｂから読み出した設定値とを比較する。ＣＰＵ３１ａは、前記測定値が設定値よりも小さい場合には、電源回路３０から電極ユニットＵに供給される電力を増大させる。一方、前記測定値が設定値よりも大きい場合には、電源回路３０から電極ユニットＵに供給される電力を減少させる。
【００２４】
電解水の生成方法：
まず、オペレータが設定器３３を用いて所望する残留塩素濃度Ｄの値を入力すると、当該残留塩素濃度Ｄが設定値として制御手段３１のメモリ３１ｂに記憶される。
その後、本装置を始動させ、導入口１４ａから原水Ｌを電解槽１内に導入すると、電極ユニットＵによって電解水Ｌ１が生成された後、導出口１５ａを通り導水路１５ｂから前記電解水Ｌ１が所定の供給先へ供給される。
このように、前記導水路１５ｂは非ループの導水路を構成しており、電解槽１によって生成された電解水Ｌ１は再び導入口１４ａに導入されない。
【００２５】
ここで、前記濃度測定器３２が電解水Ｌ１の残留塩素濃度Ｄを測定し、当該残留塩素濃度Ｄを制御手段３１に逐次送信する。
前記ＣＰＵ３１ａは、濃度測定器３２から送信された残留塩素濃度Ｄの測定値と、メモリ３１ｂから読み出した設定値とを比較する。ＣＰＵ３１ａは、前記測定値が設定値よりも小さい場合には、電源回路３０から電極ユニットＵに供給される電力を増大させるので、残留塩素濃度Ｄが大きくなる。一方、前記測定値が設定値よりも大きい場合には、電源回路３０から電極ユニットＵに供給される電力を減少させるので、残留塩素濃度Ｄが小さくなる。
したがって、設定器３３により設定された設定値に近い残留塩素濃度Ｄの電解水Ｌ１を所定の供給先へ供給することができる。
【００２６】
本発明において、図４の導入口１４ａに水道水を供給する場合等において、水道用バルブ２００と導入口１４ａとの間に流量制御弁Ｖを設けてもよい。該流量制御弁Ｖは、制御手段３１により制御される。たとえば、電圧の変化のみでは残留塩素濃度Ｄが設定値とならない場合等に有用である。
【００２７】
すなわち、残留塩素濃度Ｄの測定値が設定値よりも小さい場合に前記流量制御弁Ｖの開度を小さくし、残留塩素濃度Ｄの測定値が設定値よりも大きい場合に前記流量制御弁Ｖの開度を大きくする。
【００２８】
なお、電圧や電力を変化させずに、流量制御のみで残留塩素濃度Ｄを制御することも可能である。
【００２９】
図５は残留塩素におけるＨＣｌＯおよびＣｌＯ- の存在比率とｐＨとの関係を示す。ｐＨが７．０を超えると殺菌力の弱いＣｌＯ- の存在比率が著しく増大し、一方、殺菌力の強いＨＣｌＯの存在比率が著しく減少する。
【００３０】
そこで、生成された電解水Ｌ１のｐＨを測定した値が所定の第１の値よりも大きい場合や、原水ＬのｐＨが所定の第２の値よりも大きい場合には、原水Ｌに酸を加えて当該原水ＬのｐＨを低下させる。
前記酸を原水Ｌに加える方法としては、導入口１４ａもしくはその上流に酸を添加する添加装置を設けるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る電解水は、種々の殺菌洗浄に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に用いる電解水生成装置の一例を示す概略分解斜視図である。
【図２】同縦断面図である。
【図３】電極ユニットの概略分解斜視図である。
【図４】電解水生成システムの一実施例を示す概略構成図である。
【図５】ＨＣｌＯおよびＣｌＯ- の存在比率を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：電解槽
２i ：電極板
１１：電解流路
１５ａ：導出口
１５ｂ：導水路
３０：電源回路
３１：制御手段
３２：濃度測定器
３３：設定器
Ｄ：残留塩素濃度
Ｌ：原水
Ｌ１：電解水
Ｕ：電極ユニット
Δ：電解流路幅
【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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