(57)【要約】【課題】  従来、アルカリイオン水、酸性水それぞれに残留していた不必要なイオンを排除できず、さらに生成量比率を６：４よりも偏らせた場合、生じていた隔膜を介したリークを抑えられない。【解決手段】  隔膜を介したリークを防ぐためにイオン交換膜を利用し、不要なイオンの排除を行うためにアニオン膜とカチオン膜を組み合わせて用いることによりアニオン膜ではアルカリ水から酸性水にマイナスイオンを集め、カチオン膜では酸性水からアルカリ水にプラスイオンを集めることが可能になる。これにより効率の良い電解が行われるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解水生成装置において、正負の各電極間をアニオン膜で区切った層と、正負の各電極間をカチオン膜で区切った層とを同時に持つことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電解装置において、正極水または負極水それぞれの生成過程で不要なイオンの排除と必要なイオンの取り込みを別々に行うことを特徴とする電解水生成方法。
【請求項３】
請求項１〜２いずれかに記載の電解装置において正極水と負極水の生成量比率を１：２０から１：１ないしは２０：１まで設定が可能なことを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水を電気分解し酸性水及びアルカリ水を製造する装置に関し、特に飲料用のアルカリ水やアストリンゼントなどに利用される酸性水を効率的に製造する電解水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来は隔膜に不織布を基材としたイオン選択性のない中性膜や、アニオン膜・カチオン膜どちらか片方を利用するものがほとんどすべてであった。この方法だとアルカリ水や酸性水それぞれに必要なイオンは集められるものの不必要なイオンが残留した状態で生成されてしまう。また中性膜ではアルカリ水と酸性水の生成量比率を１：１から徐々に偏らせていくと概ね６：４を超えると中性膜を介して他方の水の混入が起こり、これを止めることが困難であった。【０００３】  従来、アルカリ水（負極水）ではマイナスイオン、酸性水（正極水）ではプラスイオンが混在することで各々の水の性能低下を招いているが、従来の製造装置では不要なイオンの排除が離しかった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来不可能だったアルカリイオン水、酸性水それぞれに残留していた不必要なイオンを排除し、さらに生成量比率を６：４よりも偏らせた場合、負極槽と正極槽の間に発生する圧力差により生じていた隔膜を介したリークを抑える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  そこで、隔膜を介したリークを防ぐためにイオン交換膜を利用し、不要なイオンの排除を行うためにアニオン膜とカチオン膜を組み合わせて用いることによりアニオン膜ではアルカリ水から酸性水にマイナスイオンを集め、カチオン膜では酸性水からアルカリ水にプラスイオンを集めることが可能になる。これにより効率の良い電解が行われるようにした。
【実施例】
【０００６】  図１は主にアルカリ水を生成する場合に適した構造で、図１に示すように電解槽１は正極２が２枚と負極３が２枚、アニオン膜４が１枚、カチオン膜５が２枚によって６層に区切られている。左から第３酸性槽１１、第１アルカリ槽６、第２アルカリ槽７、第２酸性槽１０、第１酸性槽９、第３アルカリ槽８が形成され、第３酸性槽１１には酸性流入口１７、酸性出水口１５が、第１アルカリ槽６にはアルカリ入水口１２とアルカリ貫通口１８が、第２アルカリ槽７にはアルカリ貫通口１８とアルカリ流出口２０が、第２酸性槽１０には酸性貫通口１９と酸性流出口２１が、第１酸性槽９には酸性入水口１４と酸性貫通口１９が、第３アルカリ槽８にはアルカリ流入口１６とアルカリ出水口がそれぞれ設けられている。さらに本発明の６層が最も望ましいが正極２が２枚と負極３が１枚、アニオン膜４が１枚、カチオン膜５が１枚によって４層に区切ったものを１ユニットとする場合でも同様の効果が得られる。【０００７】  図２は電解槽１内の水の流れを示したものである。正極２にプラスの、負極３にマイナスの直流電流を印可した状態で水を流入させるとアルカリイオン水（負極水）ではまずアルカリ水入水口１２から第１アルカリ槽６に入りここでアニオン膜４を通しマイナスイオンを第３酸性槽１１へ移動させる。次にアルカリ貫通口１８を通り第２アルカリ槽７ではカチオン膜５を通し第２酸性槽１０よりプラスイオンを引き寄せる。その後アルカリ流出口２０からアルカリ流入口１６に送られ第３アルカリ槽８に入る。ここでもう一度カチオン膜５を通し第１酸性槽９よりプラスイオンを引き寄せ、アルカリ出水口１３から排出される。【０００８】  一方、酸性水（正極水）の場合ではまず酸性水入水口１４から第１酸性槽９に入りここでカチオン膜５を通しプラスイオンを第３アルカリ槽８へ移動させる。次に酸性貫通口１９を通り第２酸性槽１０ではもう一度カチオン膜５を通し第２酸性槽１０よりプラスイオンを第２アルカリ槽７へ移動させる。その後酸性流出口２１から酸性流入口１７に送られ第３酸性槽１１に入る。ここでアニオン膜４を通し第１アルカリ槽６よりマイナスイオンを引き寄せ、酸性出水口１５から排出される。【０００９】  図３は主に酸性水を生成する場合に適した構造で、図３に示すように電解槽１は正極２が２枚と負極３が２枚、アニオン膜４が２枚、カチオン膜５が１枚によって６層に区切られている。左から第３酸性槽１１、第１アルカリ槽６、第２アルカリ槽７、第２酸性槽１０、第１酸性槽９、第３アルカリ槽８が形成され、第３酸性槽１１には酸性流入口１７、酸性出水口１５が、第１アルカリ槽６にはアルカリ入水口１２とアルカリ貫通口１８が、第２アルカリ槽７にはアルカリ貫通口１８とアルカリ流出口２０が、第２酸性槽１０には酸性貫通口１９と酸性流出口２１が、第１酸性槽９には酸性入水口１４と酸性貫通口１９が、第３アルカリ槽８にはアルカリ流入口１６とアルカリ出水口がそれぞれ設けられている。さらに本発明の６層が最も望ましいが正極２が２枚と負極３が１枚、アニオン膜４が１枚、カチオン膜５が１枚によって４層に区切ったものを１ユニットとする場合でも同様の効果が得られる。【００１０】  図４は電解槽１内の水の��れを示したものである。正極２にプラスの、負極３にマイナスの直流電流を印可した状態で水を流入させると酸性水（正極水）ではまず酸性水入水口１４から第１酸性槽９に入りここでカチオン膜５を通しプラスイオンを第３アルカリ槽８へ移動させる。次に酸性貫通口１９を通り第２酸性槽１０ではアニオン膜４を通し第２アルカリ槽７よりマイナスイオンを引き寄せる。その後酸性流出口２１から酸性流入口１７に送られ第３酸性槽１１に入る。ここでもう一度アニオン膜４を通し第１アルカリ槽６よりマイナスイオンを引き寄せ、酸性出水口１５から排出される。【００１１】  一方、アルカリ水（負極水）の場合ではまずアルカリ水入水口１２から第１アルカリ槽６に入りここでアニオン膜４を通しマイナスイオンを第３酸性槽１１へ移動させる。次にアルカリ貫通口１８を通り第２アルカリ槽７ではもう一度アニオン膜４を通し第２アルカリ槽７よりマイナスイオンを第２酸性槽１０へ移動させる。その後アルカリ流出口２０からアルカリ流入口１６に送られ第３アルカリ槽８に入る。ここでカチオン膜５を通し第１酸性槽９よりプラスイオンを引き寄せ、アルカリ出水口１３から排出される。【００１２】  これらは、アニオン膜４の場合負極３から正極２に向かう方向でのみマイナスイオンを通す性質と、カチオン膜５は正極２から負極３に向かう方向でのみプラスイオンを通す性質を利用したものである。このとき、本発明では負極水、正極水それぞれにおいて、まず不要な残留イオンを他方へ排除した後に、必要なイオンをもう一方の槽より引き寄せるという方法をとっているが、これを逆に必要なイオンを先に取り込み後から不要なイオンを排除する方法では効率的に負極水、正極水を製造する妨げになることが解ったためである。【００１３】  これらの構造において、アルカリ入水口１２からアルカリ出水口１３に至る負極水の流路と酸性入水口１４から酸性出水口１５に至る正極水の流路を、水を透過しないアニオン膜４、カチオン膜５を利用して仕切り完全に独立化したためにアルカリ水流水経路２２への入水量と酸性水流水系路２３への入水量を独立して可変することが可能になり、かつ従来の中性膜のような膜を通してのリークを完全に止めることに成功した。
【発明の効果】
【００１４】  従来、不要なイオンを排除できず、また正極水・負極水間の流量比を可変すると隔膜におけるリークを止めることができなかったが、アニオン膜とカチオン膜を同時に組み合わせて設置することにより不要なイオンを排除し、必要なイオンを効率よく取り込むことができるようになり、さらに正極水・負極水間の流量比を独立して可変することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る電解槽の原理図である。
【図２】本発明に係る電解槽の流路図である。
【図３】本発明に係る電解槽の原理図である。
【図４】本発明に係る電解槽の流路図である。
【符号の説明】
【００１６】１  電解槽
２  正極
３  負極
４  アニオン膜
５  カチオン膜
６  第１アルカリ槽
７  第２アルカリ槽
８  第３アルカリ槽
９  第１酸性槽
１０  第２酸性槽
１１  第３酸性槽
１２  アルカリ入水口
１３  アルカリ出水口
１４  酸性入水口
１５  酸性出水口
１６  アルカリ流入口
１７  酸性流入口
１８  アルカリ貫通口
１９  酸性貫通口
２０  アルカリ流出口
２１  酸性流出口
２２  アルカリ水流水経路
２３  酸性水流水経路
【図１】
2005125296.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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