(57)【要約】  二酸化塩素発生装置は、電気分解部（１１）、バブリングガス供給部（１２）、ガス回収部（１４）、及び、電気分解部（１１）とガス回収部（１４）との間で、電解液が循環する循環回路を形成するように、電気分解部（１１）とガス回収部（１４）とを接続する第１流路及び第２流路とを備える。バブリングガス供給部（１２）は、上記第１流路内の位置であって、バブリングガス供給装置（４０）によるバブリングにより、循環回路内の電解液が、電気分解部（１１）から上記第１流路を介してガス回収部（１４）へ流れるように、電解液の流れを発生させる位置に配設されている。
2018043711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜塩素酸塩水溶液を含む電解液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生装置であって、
上記電解液を電気分解するための電極が設けられた電気分解部と、
バブリングガス供給装置によって、上記電解液にバブリングガスを供給して、上記電解液に対してバブリングを行うためのバブリングガス供給部と、
上記電気分解部及び上記バブリングガス供給部よりも上側に位置し、上記バブリングガス供給装置によるバブリングにより上記電解液から脱気される、二酸化塩素を回収するためのガス回収部と、
上記電気分解部と上記ガス回収部との間で上記電解液が循環する循環回路が形成されるように、上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第１流路及び第２流路とを備え、
上記バブリングガス供給部は、上記第１流路内の位置であって、上記バブリングガス供給装置によるバブリングにより、上記循環回路内の電解液が、上記電気分解部から上記第１流路を介して上記ガス回収部へ流れるように、上記電解液の流れを発生させる位置に配設されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の二酸化塩素発生装置において、
上記循環回路は、上下方向に延びる一対の上下配管の上端部同士及び下端部同士を、横方向に延びる横配管を介してそれぞれ接続して形成された回路であり、
上記第１流路は、上記一対の上下配管のうちの一方の上下配管及び上記一対の上下配管の上端部同士を接続する上側横配管を少なくとも含み、上記第２流路は、上記一対の上下配管のうちの他方の上下配管を少なくとも含んでおり、
上記ガス回収部は、上記他方の上下配管と上記上側横配管との接続部分に配設されており、
上記バブリングガス供給部は、上記第１流路における上下方向中央部又は該中央部よりも下側の部分に配設されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の二酸化塩素発生装置において、
上記循環回路は、上記第１流路を内管とし、上記第２流路を外管とする二重管状の配管によって形成されており、
上記二重管状の配管は、上下方向に延びるように配設されており、
上記電気分解部は、上記二重管状の配管の下側端部に配設されており、
上記ガス回収部は、上記二重管状の配管の上側端部に配設されており、
上記バブリングガス供給部は、上記第１流路における上下方向中央部又は該中央部よりも上記電気分解部に近い側の部分に配設されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の二酸化塩素発生装置において、
上記バブリングガス供給装置は、上記電解液を上記循環回路内で循環させる際に、１．５Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で上記バブリングガスを供給するように構成されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の二酸化塩素発生装置において、
上記バブリングガス供給装置は、上記電解液を上記循環回路内で循環させる際に、４．０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で上記バブリングガスを供給するように構成されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の二酸化塩素発生装置において、
上記循環回路に接続され、上記循環回路を循環する上記電解液の一部を、廃液として回収する廃液回収装置を更に備え、
上記廃液回収装置は、活性炭フィルタを有し、回収した上記電解液を、該活性炭フィルタを通過させた後、外部に排出するように構成されていることを特徴とする二酸化塩素発生装置。
【請求項７】
亜塩素酸塩水溶液を含む電解液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生方法であって、
上記電解液に対して電気分解を行うための電気分解部と、上記電解液に対してバブリングを行うためのバブリングガス供給部と、バブリングによって上記電解液から脱気された二酸化塩素を回収するためのガス回収部と、上記バブリングガス供給部が配設されかつ上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第１流路と、上記第１流路とは別に上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第２流路とを備えた循環回路において、
上記電解液に対してバブリングを行い、上記電解液が、上記電気分解部から上記第１流路を介して上記ガス回収部まで流れるような上記電解液の流れを発生させて、上記循環回路内で上記電解液を循環させる循環工程と、
上記電解液を電気分解して二酸化塩素を発生させる工程と、
発生した二酸化塩素を、電気分解された電解液から脱気する脱気工程と、
脱気された二酸化塩素を回収する回収工程とを含むことを特徴とする二酸化塩素発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化塩素発生装置及び二酸化塩素発生方法、特に亜塩素酸塩を含む溶液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生装置及び二酸化塩素発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、亜塩素酸塩を含む電解液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の二酸化塩素発生装置は、電極を備えた電解槽と、電気分解により発生して、電解液に溶解した二酸化塩素を脱気するために、電解槽内の該電解液に脱気用ガス（バブリングガス）を供給するための脱気管（バブリングガス供給装置）とを備え、電解液を電気分解することにより発生した二酸化塩素を、電解槽内で脱気して二酸化塩素ガスを得る二酸化塩素発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４６９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、二酸化塩素は水溶性が高く、亜塩素酸塩を含む電解液を電気分解して二酸化塩素を発生させる場合、二酸化塩素は、電極表面、特に陽極表面で発生した後、直ぐに電解液に溶解する。そのため、脱気効率が悪いと電解液中の二酸化塩素の滞留時間が長くなり、副反応が進むことで二酸化塩素の回収効率が低下する。【０００５】
特許文献１に記載のような二酸化塩素発生装置では、電解槽内の電解液にバブリングガスを供給することで、電解液に溶解した二酸化塩素を脱気して、該電解液における二酸化塩素の濃度を低下させるようにしている。【０００６】
しかしながら、電解槽内の電解液にバブリングガスを供給するような構成では、電解槽内で電解液が循環しにくいため、バブリングを行っている部分については、電解液における二酸化塩素の濃度を低下させることができるが、上記部分以外の部分については電解液における二酸化塩素の濃度を低下させることが困難である。【０００７】
また、陽極表面で発生した二酸化塩素を速やかに脱気して、電解液における二酸化塩素の濃度の上昇を抑えようと、バブリングガス供給装置を陽極の近傍に配置すると、電極間に気泡が入った際には電解液の見掛け電気抵抗が上がる他、電極表面に気泡が付着した場合に有効電極面積が低下することにより過電圧が上昇し、電解電圧の上昇を引き起こし、場合によっては副反応が進むおそれがある。【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させて、二酸化塩素の生成効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、亜塩素酸塩水溶液を含む電解液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生装置を対象として、上記電解液を電気分解するための電極が設けられた電気分解部と、バブリングガス供給装置によって、上記電解液にバブリングガスを供給して、上記電解液に対してバブリングを行うためのバブリングガス供給部と、上記電気分解部及び上記バブリングガス供給部よりも上側に位置し、上記バブリングガス供給装置によるバブリングにより上記電解液から脱気される、二酸化塩素を回収するためのガス回収部と、上記電気分解部と上記ガス回収部との間で上記電解液が循環する循環回路が形成されるように、上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第１流路及び第２流路とを備え、上記バブリングガス供給部は、上記第１流路内の位置であって、上記バブリングガス供給装置によるバブリングにより、上記循環回路内の電解液が、上記電気分解部から上記第１流路を介して上記ガス回収部へ流れるように、上記電解液の流れを発生させる位置に配設されている、という構成とした。【００１０】
この構成によると、上記循環回路において、バブリングガス供給装置により供給されるバブリングガスのガスリフト効果によって電解液の循環が起こる。具体的には、循環回路の電解液は、第１流路内の位置に配設されたバブリングガス供給部にてバブリングガスが供給されて気泡を含むことで、見掛け比重が軽くなるため、第１流路内を上昇するように流れる。一方で、ガス回収部では、バブリングガスが、電解液の液面で割れて電解液中から分離される（気液分離される）ため、バブリングガスが分離した後の電解液は、相対的に比重が大きくなり、第２流路内を下降するように流れる。これにより、循環回路において電解液の循環を発生させることができる。【００１１】
電解液が上述のように循環するため、電気分解部内で電解液を電気分解することで発生して、電解液に溶解した二酸化塩素は、該電解液の流れによって速やかにバブリングガス供給部へ移動する。バブリングガス供給部へ移動した電解液には、バブリングガス供給部にてバブリングが行われる。電解液に溶解した二酸化塩素は、気液平衡の関係に従って、二酸化塩素ガスとして、上記電解液から脱気される。脱気された二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡は、上記電解液の流れによって、第１流路内をガス回収部に向かって流れる。第１流路内において、バブリングガス供給部からガス回収部に向かって電解液が流れる間は、二酸化塩素は電解液から脱気され続ける。電解液が、バブリングガスの気泡とともにガス回収部に到達すると、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡は、ガス回収部内の液面で割れて、ガス回収部における上側へと移動する一方、上記バブリングガスの気泡が抜けた電解液は、第２流路を通って電気分解部に向かって流れていく。これにより、二酸化塩素を回収することができる一方、電解液を再び電気分解することができる。【００１２】
したがって、バブリングにより、循環回路内の電解液が、電気分解部から第１流路を介してガス回収部へ流れるような流れを発生させることによって、電解液全体を循環回路内で循環させて、二酸化塩素が溶解した電解液を、速やかにバブリングガス供給部に移動させることができるため、電気分解部内の電解液の二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができる。また、電解液に溶解した二酸化塩素を、バブリングガス供給部からガス回収部に至るまでに脱気して、ガス回収部にて二酸化塩素ガスとして回収することで、二酸化塩素の濃度が高い電解液が、再び電気分解部に流れ込むことを抑えることができる。この結果、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させて、二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。【００１３】
また、バブリングガス供給部は、第１流路内の位置に配設されているため、電極間に気泡が入ることによる、電解液の見掛け電気抵抗の上昇や、電解電圧の上昇による副反応の発生を防止することができる。【００１４】
上記二酸化塩素発生装置の一実施形態では、上記循環回路は、上下方向に延びる一対の上下配管の上端部同士及び下端部同士を、横方向に延びる横配管を介してそれぞれ接続して形成された回路であり、上記第１流路は、上記一対の上下配管のうちの一方の上下配管及び上記一対の上下配管の上端部同士を接続する上側横配管を少なくとも含み、上記第２流路は、上記一対の上下配管のうちの他方の上下配管を少なくとも含んでおり、上記ガス回収部は、上記他方の上下配管と上記上側横配管との接続部分に配設されており、上記バブリングガス供給部は、上記第１流路における上下方向中央部又は該中央部よりも下側の部分に配設されている。【００１５】
この構成により、バブリングガス供給部が、第１流路における上下方向中央部又は該中央部よりも下側の部分に配設されているため、循環回路における出来る限り低い高さ位置から、バブリングガスを供給するようになり、バブリングガスのガスリフト効果による電解液の流れを発生させやすくなる。また、ガス回収部が、他方の上下配管と上側横配管との接続部分に配設されているため、ガス回収部で気液分離された電解液は、気液分離された後直ぐに第２流路を形成する上下配管を通ることとなり、電解液が第２流路を介して電気分解部に向かって流れやすくなる。この結果、二酸化塩素の生成効率を一層向上させることができる。【００１６】
上記二酸化塩素発生装置の他の実施形態では、上記循環回路は、上記第１流路を内管とし、上記第２流路を外管とする二重管状の配管によって形成されており、上記二重管状の配管は、上下方向に延びるように配設されており、上記電気分解部は、上記二重管状の配管の下側端部に配設されており、上記ガス回収部は、上記二重管状の配管の上側端部に配設されており、上記バブリングガス供給部は、上記第１流路の長手方向における、上記電気分解部に近い側の部分に配設されている。【００１７】
この構成により、装置全体の構成を、水平方向においてコンパクトにすることができる。また、バブリングガス供給部が、上記第１流路の長手方向における、電気分解部に近い側の位置に配設されているため、循環回路における出来る限り低い高さ位置から、バブリングガスを供給するようになり、ガスリフト効果による電解液の流れを発生させやすくなる。【００１８】
上記他の実施形態では、上記バブリングガス供給装置は、上記電解液を上記循環回路内で循環させる際に、１．５Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で上記バブリングガスを供給するように構成されている、ことが望ましい。【００１９】
特に、上記一実施形態及び上記他の実施形態では、上記バブリングガス供給装置は、上記電解液を上記循環回路内で循環させる際に、４．０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で上記バブリングガスを供給するように構成されている、ことが望ましい。【００２０】
この構成により、電解液に溶解した二酸化塩素を脱気するために必要なバブリングガスを電解液に供給しつつ、バブリングガスのガスリフト効果により、電解液が循環回路内を循環できるだけの、該電解液の流れを発生させることができ、この結果、さらに二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。【００２１】
上記二酸化塩素発生装置において、上記循環回路に接続され、上記循環回路を循環する上記電解液の一部を、廃液として回収する廃液回収装置を更に含み、上記廃液回収装置は、活性炭フィルタを有し、回収した上記電解液を、該活性炭フィルタを通過させた後、外部に排出するように構成されている、ことが望ましい。【００２２】
すなわち、電気分解を続けると、電解液における、二酸化塩素の原料となる亜塩素酸イオンの濃度が低くなるため、亜塩素酸イオンを所定の濃度含む電解液を新たに追加する必要がある。これにより、上記循環回路内の電解液が増えることになるため、電解液が増えた分だけ、上記循環回路内の電解液を当該循環回路外に排出する必要がある。循環回路外に排出された電解液は、その後下水放流されるため、亜塩素酸イオンを処理して、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を下水放流基準以下に下げることが望ましい。そこで、活性炭フィルタを有する廃液回収装置を用いて、上記活性炭フィルタによって、亜塩素酸イオンを還元処理することで、循環回路外に排出された電解液を下水放流することができる。【００２３】
本発明の別の態様は、亜塩素酸塩水溶液を含む電解液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生方法の発明であり、上記電解液に対して電気分解を行うための電気分解部と、上記電解液に対してバブリングを行うためのバブリングガス供給部と、バブリングによって上記電解液から脱気された二酸化塩素を回収するためのガス回収部と、上記バブリングガス供給部が配設されかつ上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第１流路と、上記第１流路とは別に上記電気分解部と上記ガス回収部とを接続する第２流路とを備えた循環回路内で、上記電解液に対してバブリングを行い、上記電解液が上記電気分解部から上記第１流路を介して上記ガス回収部まで流れるような上記電解液の流れを発生させて、上記循環回路内で上記電解液を循環させる循環工程と、上記電解液を電気分解して二酸化塩素を発生させる工程と、発生した二酸化塩素を、電気分解された電解液から脱気する脱気工程と、脱気された二酸化塩素を回収する回収工程とを含む、ものである。【００２４】
上記構成でも、電解液全体を循環回路内で循環させて、二酸化塩素が溶解した電解液を、速やかにバブリングガス供給部に移動させることで、電気分解部内の電解液の二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができ、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させて、二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る二酸化塩素発生装置及び二酸化塩素発生方法によると、電解液が、電気分解部とガス回収部との間で循環する循環回路を形成され、バブリングガス供給装置によるバブリングにより、循環回路内の電解液が、電気分解部から第１流路を介してガス回収部へ流れるような、上記電解液の流れを発生させるため、電気分解により発生した二酸化塩素が溶解した電解液を、速やかにバブリングガス供給部に移動させることで、電気分解部内の電解液における二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができる。また、電気分解により生成され、電解液に溶解した二酸化塩素を、ガス回収部で回収されるまでの間に、電解液から脱気することで、二酸化塩素の濃度が高い電解液が再び電気分解部に流れ込むことを抑えることができる。この結果、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させて、二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る二酸化塩素発生装置の構成を示す概略図である。
【図２】上記二酸化塩素発生装置を用いたときの、電解液中の亜塩素酸イオン濃度に対する二酸化塩素の生成効率を表すグラフである。
【図３】上記二酸化塩素発生装置を用いたときの、バブリングガスの流量に対する二酸化塩素の生成効率を表すグラフである。
【図４】実施形態２に係る二酸化塩素発生装置の構成を示す概略図である。
【図５】実施形態２に係る二酸化塩素発生装置を用いたときの、電解液中の亜塩素酸イオン濃度に対する二酸化塩素の生成効率を表すグラフである。
【図６】実施形態２に係る二酸化塩素発生装置を用いたときの、バブリングガスの流量に対する二酸化塩素の生成効率を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１の構成を概略的に示す。この二酸化塩素発生装置１は、亜塩素酸塩としての亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）の水溶液を含む電解液を電気分解することによって、二酸化塩素（ＣｌＯ２）を発生させる装置であって、病院などの不特定多数の人が集まる場所に設置される除菌装置内や、製薬工場などの滅菌が必要な場所に設置される滅菌装置内に配設される。
【００２９】
二酸化塩素発生装置１は、上記電解液を電気分解するための電極３１，３２が設けられた電気分解部１１と、該電気分解部１１で電気分解された電解液から二酸化塩素を脱気するために、該電解液にバブリングガスを供給するためのバブリングガス供給部１２と、電解液のｐＨを測定するためのｐＨ測定部１３と、電解液から脱気された二酸化塩素を回収するためのガス回収部１４と、を有している。
【００３０】
各部１１〜１４は、電解液が、電気分解部１１とバブリングガス供給部１２とｐＨ測定部１３とガス回収部１４とを通って循環する循環回路１０が形成されるように、複数の配管１５〜１８によって互いに連結されている。具体的には、電気分解部１１とバブリングガス供給部１２とが第１配管１５によって連結され、バブリングガス供給部１２とｐＨ測定部１３とが第２配管１６によって連結され、ｐＨ測定部１３とガス回収部１４とが第３配管１７によって連結され、ガス回収部１４と電気分解部１１とが第４配管１８によって連結されている。すなわち、各部１１〜１４が配管同士のジョイントのような役割をすることで、循環回路１０が形成される。
【００３１】
本実施形態１では、循環回路１０は、各配管１５〜１８の軸心が同一の鉛直面内に配置されるように形成されており、電気分解部１１及びバブリングガス供給部１２が、循環回路１０における下側の位置に配設され、ｐＨ測定部１３及びガス回収部１４が、循環回路１０における上側の位置に配設されている。特に、ガス回収部１４は、バブリングガスを含んで二酸化塩素を回収できるように、循環回路１０の最も高い高さ位置に配設されている。循環回路１０において、第１配管１５は、電気分解部１１とバブリングガス供給部１２とが略同じ高さ位置に位置するように、横方向に延びるように配設されている。また、バブリングガス供給部１２とガス回収部１４とを連結する配管（第２配管１６及び第３配管１７）は、バブリングガス供給部１２で供給されるバブリングガスからなる気泡が、ガス回収部１４に到達するように配設されており、具体的には、第２配管１６は、バブリングガス供給部１２からｐＨ測定部１３に向かって鉛直上側に延びるように配設される一方、第３配管１７は、ｐＨ測定部１３からガス回収部１４に向かって横方向に延びるように配設されている。さらに、第４配管は、電解液がガス回収部１４から電気分解部１１に向かって流れるように、ガス回収部１４から電気分解部１１に向かって鉛直下側に延びるように配設されており、これにより、電気分解部１１は、第４配管１８を挟んで、ガス回収部１４の鉛直下側に位置するように配設される。
【００３２】
以上のように、第２配管１６及び第４配管１８（一対の上下配管）の上端部同士を、ｐＨ測定部１３を形成するジョイント及びガス回収部１４を形成するジョイントを介して第３配管１７（横配管（上側横配管））で接続し、第２配管１６及び第４配管１８の下端部同士を、電気分解部１１を形成するジョイント及びバブリングガス供給部１２を形成するジョイントを介して第１配管１５（横配管）で接続することで、図１に示すように、循環回路１０において、各部１１〜１４及び各配管１５〜１８は、各部１１〜１４が頂点の部分に位置しかつ各配管１５〜１８が辺の部分に位置するように、正面視で略矩形状に配置される。
【００３３】
本実施形態１では、第１配管１５、バブリングガス供給部１２を形成するジョイント、第２配管１６、ｐＨ測定部１３を構成するジョイント及び第３配管１７が第１流路８０を構成しており、第４配管１８が第２流路８１を構成している。
【００３４】
尚、循環回路１０内におけるバブリングガス供給部１２の位置（厳密には、後述するバブラー４３の位置）は、循環回路１０における頂点の位置、つまり、第１配管１５と第２配管１６との接続部分でなくてもよく、第１流路８０の上下方向中央部又は該中央部よりも下側の位置であれば、例えば、第２配管１６内であってもよい。また、電気分解部１１の位置は、必ずしもガス回収部１４の鉛直下側の位置でなくともよく、ガス回収部１４よりも下側の位置であれば、例えば、第１配管１５と第２配管１６とを接続するジョイントの部分の位置であってもよい。電気分解部１１を、第１配管１５と第２配管１６とを接続するジョイントの部分に配設するときには、電気分解部１１とバブリングガス供給部１２とが循環回路１０内の同じ位置に配設されないよう、バブリングガス供給部１２を第２配管１６内に配設する必要がある。さらに、ガス回収部１４の位置は、循環回路１０における最も高い高さ位置であれば、必ずしも正面視略矩形状の循環回路における頂点の部分、つまり、上下配管としての第４配管１８と上側横配管としての第３配管１７との接続部分でなくともよい。
【００３５】
電気分解部１１には、上記電解液を電気分解して二酸化塩素を発生させるための陽極３１及び陰極３２が配設されている。陽極３１及び陰極３２は、直流電源３０にそれぞれ接続されており、該直流電源３０から電流及び電圧が供給される。陽極３１及び陰極３２の材料としては、公知のものを採用することができるが、特に、陽極３１の材料としては、チタン上に貴金属もしくは貴金属の酸化物を被覆させたものであって、より好ましくは陽極３１での反応の触媒となる金属を塗布したものが用いられ、陰極３２の材料としてはステンレス、より好ましくはチタンが用いられる。
【００３６】
バブリングガス供給部１２には、電解液にバブリングガスを供給して、電解液に対してバブリングを行うためのバブリングガス供給装置４０の一部が臨んでいる。バブリングガス供給装置４０は、バブリングガスを貯留するガスタンク４１と、バブリングガス供給部１２内に臨み、上記バブリングガスを泡状にして電解液中に供給するバブラー４３と、ガスタンク４１とバブラー４３とを接続するエア供給管４２とを有している。本実施形態１では、バブリングガスとして空気（エアー）を用いており、該バブリングガスは、外部からガスタンク４１内に供給されるようになっている。バブラー４３において、電解液中にバブリングガスが供給されるガス供給口４３ａは、バブリングガスが、出来る限り細かい泡になって電解液中に供給されるように、微細孔状に形成されている。ガスタンク４１にはエアポンプ（図示省略）が設けられており、該エアポンプによって、ガスタンク４１内の空気が、エア供給管４２を介して、所定の流量でガスタンク４１から電解液に供給されるようになっている。尚、バブリングガスとしては、空気以外にもアルゴンガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００３７】
上記バブリングガス供給装置４０は、電解液に対してバブリングを行うことで循環回路１０内の電解液に流れを発生させる。具体的には、循環回路１０内において、電解液が、電気分解部１１からバブリングガス供給部１２へ向かって流れた後、バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に向かって流れるような（すなわち、図１において、循環回路１０を時計回り方向に流れるような）流れを発生させている。詳しくは後述するが、バブリングガス供給装置４０によるバブリングガスの流量は、上記の流れを発生させることが可能な流量に設定されている。
【００３８】
ｐＨ測定部１３には、電解液のｐＨを検出するためのｐＨセンサ５０が設けられている。ｐＨセンサ５０としては公知のものを用いることができるため、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
また、ｐＨ測定部１３内には、第３配管１７の上縁よりも上側の位置に、水平面内に広がる仕切り壁１３ａが設けられており、ｐＨセンサ５０の先端は、該仕切り壁１３ａを貫通して電解液に臨んでいる。仕切り壁１３ａは、電解液及びバブリングガスが、ｐＨ測定部１３からガス回収部１４に向かって流れやすくするために設けられている。
【００４０】
尚、ｐＨ測定部１３は必ずしも設ける必要はなく、ｐＨセンサ５０をガス回収部１４等に配置して、ｐＨ測定部１３を、循環回路１０から省略するようにしてもよい。
【００４１】
ガス回収部１４には、バブリングガス供給装置４０によるバブリングにより電解液から脱気された、二酸化塩素が通るガス回収管６１が臨んでいる。該ガス回収管６１は、一端側がガス回収部１４内に臨んでいる一方、他端側は、二酸化塩素発生装置１とは別に設けられたダクト（図示省略）に接続されている。該ダクトは二酸化塩素を散布すべき場所（上述の除菌装置内等）と連通しており、二酸化塩素は、上記ダクトを通じて、二酸化塩素を散布すべき場所へと放出される。
【００４２】
また、ガス回収部１４は、図１に示すように、電解液供給管２１を通じて、循環回路１０内に新たな電解液を供給するための電解液供給部２０と接続されている。電解液供給部２０は、電解液の主体となる亜塩素酸ナトリウム水溶液が貯留されたＮａＣｌＯ２タンク２２と、電解液のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤が貯留されたｐＨ調整剤タンク２３とを有している。電解液供給管２１の一端側は、ガス回収部１４内に臨んでいる一方、他端側は、途中で２つに分岐しており、該分岐した管の一方は、ＮａＣｌＯ２タンク２２に接続され、上記分岐した管の他方は、ｐＨ調整剤タンク２３に接続されている。尚、ｐＨ調整剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）の水溶液が用いられる。
【００４３】
第１〜第４配管１５〜１８（特に、第２配管１６、第３配管１７）は、バブリングガス供給装置４０によって供給されるバブリングガスが、バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に到達して、ガス回収部１４で回収されるまでの間に、二酸化塩素が十分に脱気される長さを有している。
【００４４】
また、循環回路１０には、循環回路１０内を流れる電解液の一部を廃液として回収する廃液回収部７０が接続されている。廃液回収部７０は、ポンプ７１と、活性炭フィルタ７２と、廃液タンク７３とを有していて、循環回路１０とポンプ７１とが第１廃液管７４によって接続され、ポンプ７１と活性炭フィルタ７２とが第２廃液管７５によって接続されるとともに、活性炭フィルタ７２と廃液タンク７３とが第３廃液管７６によって接続されるという構成をしている。また、廃液回収部７０は、上記第１廃液管７４によって、第４配管１８と接続されている。尚、廃液回収部７０は、循環回路１０内を循環する電解液を回収することが出来る位置であれば、循環回路１０の任意の位置に接続することができるが、二酸化塩素が回収された後の電解液を回収するという観点から、第４配管１８に接続されていることが望ましい。
【００４５】
上記活性炭フィルタ７２は、電解液中の亜塩素酸イオン（ＣｌＯ２−）および電解液に溶存する二酸化塩素を還元処理するためのフィルタである。活性炭フィルタ７２内の活性炭の量や活性炭フィルタ７２の大きさは、廃液の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を、所定の基準を満たす値にまで低下させる程度の量や大きさに設定されている。
【００４６】
尚、電解液供給部２０、直流電源３０、バブリングガス供給装置４０及びポンプ７１の作動は、それぞれ不図示のコントロールユニットによって、それぞれ制御されるようになっている。
【００４７】
次に、本実施形態１の二酸化塩素発生装置１によって二酸化塩素を発生させる方法について説明する。
【００４８】
先ず、電解液供給部２０から循環回路１０内へ、亜塩素酸ナトリウムの水溶液と、ｐＨ調整剤としての炭酸水素ナトリウムの水溶液が供給される。このとき、炭酸水素ナトリウムの水溶液は、亜塩素酸ナトリウムの水溶液と炭酸水素ナトリウムの水溶液とを混合してなる電解液のｐＨが、約９になるように供給される。尚、ｐＨは９より低くてもよいが、ｐＨが７を下回ると、亜塩素酸ナトリウムとｐＨ調整剤との間で化学反応が促進されるおそれがあるため、ｐＨは８以上にすることが望ましい。
【００４９】
上記電解液が、第３配管１７の上縁に到達して、ｐＨセンサ５０によって上記電解液のｐＨを検出することができる程度に循環回路１０内に満たされると、次に、バブリングガス供給装置４０によって、バブリングガスとしての空気を、循環回路１０内の電解液に供給する。これにより、循環回路１０において、バブリングガス供給装置４０により供給されるバブリングガスのガスリフト効果によって電解液の循環が起こる。すなわち、循環回路１０の電解液は、バブリングガス供給部１２にてバブリングガスが供給されて気泡を含むことで、見掛け比重が軽くなるため、第１流路８０内（特に、第２配管１６内及び第３配管１７内）を電気分解部１１の高さ位置（バブリングガス供給部１２の高さ位置と略同じ）からガス回収部１４の高さ位置まで上昇するように流れる。一方で、ガス回収部１４では、バブリングガスの気泡が電解液の液面で割れて、電解液からバブリングガスが分離されるため、バブリングガスが分離された後の電解液は、相対的に比重が大きくなり、第４配管１８内をガス回収部１４の高さ位置から電気分解部１１の高さ位置まで下降するように流れる。これにより、循環回路１０内において、電解液が、電気分解部１１から第１流路８０を介してガス回収部１４へ流れ、ガス回収部１４から第２流路８１を介して再び電気分解部１１へ流れるような、電解液の流れを発生させることができる。このとき、本実施形態１では、バブリングガス供給装置４０は、循環回路１０内において上述のような電解液の流れが発生するような流量、具体的には、４．０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で空気を供給する。
【００５０】
尚、バブリングガスの流量は、第１〜第４配管１５〜１８の径の大きさによって適宜変更する。具体的には、第１〜第４配管１５〜１８の径が大きいほど流量を大きくする。
【００５１】
循環回路１０内において電解液の流れが発生し、電解液が循環回路内を循環するようになった後、直流電源から、電気分解部１１内の陽極３１及び陰極３２に電流及び電圧を供給し、電気分解部１１内で、電解液の電気分解を開始する。電流及び電圧は、陽極３１で二酸化塩素が生成されやすい値に設定されており、例えば、電流は０．３Ａ程度、電圧は３〜４Ｖ程度に設定される。
【００５２】
上記電解液は、亜塩素酸ナトリウムの水溶液を含んでいるため、電気分解部１１内の電解液中には、亜塩素酸イオンとナトリウムイオン（Ｎａ＋）が存在している。そのため、直流電源３０により、電気分解部１１内の電解液に直流を供給すると、以下の式（１）に示すように、亜塩素酸イオンが陽極３１で電子（ｅ−）を放出するため、陽極３１で二酸化塩素が発生する。
【００５３】
ＣｌＯ２−  →  ＣｌＯ２  ＋  ｅ−・・・・式（１）
また、電気分解部１１内の電解液に直流を供給すると、以下の式（２）に示すように、水素分子が陰極３２で電子を得て、陰極３２で水素ガス（Ｈ２）が発生する。
【００５４】
２Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２  ＋  ２ＯＨ−・・・・式（２）
【００５５】
ナトリウムイオン及び水酸化物イオン（ＯＨ−）は、基本的には電解液中に残る。
【００５６】
上記式（１）により、陽極３１で生成された二酸化塩素は、その高い溶解性によって電解液に溶解する。電解液に溶解した二酸化塩素は、循環回路１０内の電解液の流れによって、第１配管１５を通じて、電気分解部１１からバブリングガス供給部１２へ流れる。電解液に溶解した二酸化塩素がバブリングガス供給部１２に到達すると、該二酸化塩素は、バブリングガス供給部１２で供給されているバブリングガスによって、気液平衡の関係に従い、二酸化塩素ガスとして、電解液から脱気される。
【００５７】
バブリングガス供給部１２で供給されたバブリングガスからなる気泡は、脱気された二酸化塩素とともに、循環回路１０内の電解液の流れによって、第２配管１６を通じて、バブリングガス供給部１２からｐＨ測定部１３へと流れる。ｐＨ測定部１３では、電解液は、仕切り壁１３ａにぶつかって、ｐＨ測定部１３からガス回収部１４に向かって流れるように流れの方向を変える。そのため、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡も、電解液の流れに従って、ｐＨ測定部１３からガス回収部１４に向かって流れる。電解液に溶解した二酸化塩素は、バブリングガスの気泡が、バブリングガス供給部１２から、ｐＨ測定部１３を介して、ガス回収部１４に到達するまでの間、電解液から脱気され続ける。
【００５８】
電解液が、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡とともに、第３配管１７を通じて、ｐＨ測定部１３からガス回収部１４に向かって流れると、電解液は、ガス回収部１４の壁部１４ａにぶつかる。電解液が壁部１４ａにぶつかると、電解液の運動エネルギーが失われる。これにより、電解液の流れが抑えられ、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡は、ガス回収部１４内の電解液の液面に向かって浮き上がって、該液面で割れ、その後、ガス回収部１４内の上側へ移動する。一方、電解液は、第４配管１８を通じて電気分解部１１へと移動する。これにより、ガス回収部１４内で、二酸化塩素と電解液とが気液分離される。
【００５９】
そして、気液分離された二酸化塩素を、図１に破線の矢印で示すように、バブリングガスとともに、ガス回収管６１を通じて回収する。
【００６０】
回収された二酸化塩素は、ガス回収部１４から上記ダクトへと流れ、該ダクトを通じて、二酸化塩素を散布すべき場所に外部に放出される。
【００６１】
一方で、ガス回収部１４から電気分解部１１へ流れ込んだ電解液は、電気分解部１１内において、再度電気分解される。
【００６２】
電気分解を繰り返すと、電解液中の亜塩素酸イオンの濃度が低下するため、電解液供給部２０からは、新たな電解液が常時追加される。新たな電解液が追加されると、循環回路１０内の電解液が増加することになるため、電解液が増えた分だけ、循環回路１０から電解液を常時排出する必要がある。そのため、増加した電解液の一部を、廃液回収部７０によって回収する。具体的には、先ず、循環回路１０内に電解液の一部を、ポンプ７１によって、循環回路１０内から廃液として回収する。次に、回収された廃液を、第２廃液管７５を通じて活性炭フィルタ７２に到達させ、該活性炭フィルタ７２によって、廃液中に含まれる亜塩素酸イオンを還元処理する。亜塩素酸イオンは、次の式（３）及び式（４）に従って還元処理される。
【００６３】
ＣｌＯ２−  ＋  Ｃ  →  Ｃｌ−  ＋  ２Ｏ  ＋  Ｃ・・・・式（３）
２Ｏ  ＋  Ｃ  →  ＣＯ２・・・・式（４）
【００６４】
亜塩素酸イオンが還元処理された後の廃液は、第３廃液管７６を通じて廃液タンク７３へと流れて、廃液タンク７３に貯留される。廃液タンク内の廃液は、作業者によって二酸化塩素発生装置１の外部へと排出される。
【００６５】
以上のようにして、二酸化塩素発生装置１によって、二酸化塩素が発生されて二酸化塩素ガスとして放出される。
【００６６】
本実施形態１のように、バブリングガス供給部１２が、第１配管１５を挟んで電気分解部１１と略同じ高さ位置に配設されているため、すなわち、第１流路８０における位置であって、バブリングガス供給装置４０によるバブリングにより、循環回路１０内の電解液が、電気分解部１１から第１流路８０を介してガス回収部１４へ流れるように、電解液に流れを発生させるような位置に配設されているため、バブリングガス供給装置４０によるバブリングを行うことで、バブリングガスのガスリフト効果により、電解液の流れを発生させることができる。そして、上記電解液の流れにより、電気分解によって生成されて電解液に溶解した二酸化塩素を、速やかにバブリングガス供給部１２に移動させて、バブリングガスにより脱気することができるため、電気分解部１１内の電解液における二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができる。また、電解液に溶解した二酸化塩素を、バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に至るまでに脱気して、ガス回収部１４にて二酸化塩素ガスとして回収することで、二酸化塩素の濃度が高い電解液が再び電気分解部１１に流れ込むことを抑えることができる。この結果、従来のように、１つの槽内で電気分解と脱気とを行っている場合と比較して、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させることができ、二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。
【００６７】
また、従来のように、１つの槽内で電気分解と脱気とを行わずに、電気分解部１１、バブリングガス供給部１２及びガス回収部１４をそれぞれ分けて、各部を配管によって接続する構成とすることで、バブリングガスによって、電解液の流れを形成しやすくなり、二酸化塩素の生成効率を一層向上させることができる。
【００６８】
さらに、循環回路１０は、各配管１５〜１８の軸心が同一鉛直面内に配置されるように形成されており、上記循環回路１０において、電気分解部１１、バブリングガス供給部１２、ｐＨ測定部１３及びガス回収部１４が頂点の部分に位置しかつ各配管１５〜１８が辺の位置に位置するように、各部１１〜１４及び各配管１５〜１８が、矩形状に配置されており、バブリングガス供給部１２が、循環回路１０における下側の部分に配設されているため、バブリングガス供給部１２で供給されたバブリングガスからなる気泡が、第２配管１６の径方向全体に広がりやすくなり、電解液に溶解した二酸化塩素を効率良く脱気することができる。この結果、二酸化塩素の生成効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
さらにまた、循環回路１０において、ガス回収部１４は、第３配管１７と第４配管１８との接続部分に配設されているため、第３配管１７を介してガス回収部１４に到達した電解液が壁部１４ａに衝突して、該電解液の運動エネルギーが失われるため、ガス回収部１４内で、二酸化塩素と電解液とが気液分離されやすくなる。この結果、二酸化塩素の生成効率をより一層向上させることができる。
【００７０】
図２は、本実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１を用いたときの二酸化塩素の生成効率と、比較例として、従来のように循環回路を形成せず、１つの槽内で電気分解と脱気とを行う装置装置（以下、従来の二酸化塩素発生装置という）を用いたときの二酸化塩素の生成効率とを示す。
【００７１】
図２において、縦軸は、二酸化塩素の生成効率を示し、横軸は電解液中の亜塩素酸イオンのモル濃度を示している。二酸化塩素の生成効率は、電流値から算出される、二酸化塩素ガスの１時間あたりの生成量の理論値（ｍｇ／ｈｒ）に対する、実際に、１時間あたりに生成される二酸化塩素ガスの生成量の割合である。
【００７２】
電極は、両発生装置とも、陽極はチタンに白金を塗布したもの、陰極はチタンを用いており、電流及び電圧は、両発生装置とも、電流が０．３Ａであり、電圧が３Ｖである。バブリングガスは、両発生装置とも空気であり、バブリングガスの流量は、二酸化塩素発生装置１では８．０Ｌ／ｍｉｎであり、従来の二酸化塩素発生装置では１０．０Ｌ／ｍｉｎである。
【００７３】
図２によると、従来の二酸化塩素発生装置では、電解液における亜塩素酸イオンのモル濃度が０．１０ｍｏｌ／ｌでは、二酸化塩素の生成効率が４０％程度であり、上記モル濃度を０．４０ｍｏｌ／ｌ以上の濃度にまで高くしたとしても、二酸化塩素の生成効率が６０％程度であることが分かる。これは、槽内の電解液にバブリングガスを供給するような構成では、槽内で電解液が循環しにくく、電解液における二酸化塩素の濃度を十分に下げることができないためである。
【００７４】
一方で、本実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１では、電解液中の亜塩素酸イオンのモル濃度が０．１０ｍｏｌ／ｌ程度であっても、二酸化塩素の生成効率が９０％程度になることが分かる。これは、上述したように、本実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１では、循環回路１０を形成することによって、循環回路１０内の電解液全体が該循環回路１０内を循環しやすくなり、電気分解によって生成されて電解液に溶解した二酸化塩素を速やかに脱気して、電気分解部１１内の電解液の二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができるためである。尚、本実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１では、電解液における亜塩素酸イオンのモル濃度が０．０５ｍｏｌ／ｌのときには、二酸化塩素の生成効率は４５％程度になるが、それでも、電解液における亜塩素酸イオンのモル濃度が０．１０ｍｏｌ／ｌ程度のときの、従来の二酸化塩素発生装置による二酸化塩素の生成効率よりも高い生成効率を示している。
【００７５】
図３には、本実施形態１に係る二酸化塩素発生装置１を用いたときの、バブリングガスとして吹き込む空気（エアー）の流量と二酸化塩素の生成効率との関係を示す。尚、ここでは、亜塩素酸イオンのモル濃度は０．５０ｍｏｌ／ｌ程度である。
【００７６】
図３から分かるように、空気の流量が大きい程、二酸化塩素の生成効率が高くなる。これは、吹き込む空気の流量が大きい程、二酸化塩素が脱気されやすく、電解液中の二酸化塩素濃度が下がるためである。すなわち、空気の流量が３．０Ｌ／ｍｉｎ以下の場合には、二酸化塩素が脱気されにくくなるため、二酸化塩素の生成効率が７０％以下にまで低下する。本実施形態１では、上述したように、空気の流量を、二酸化塩素が脱気されやすい流量、具体的には、二酸化塩素の生成効率が８０％を超える流量である、４．０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量に設定しており、これにより、二酸化塩素の高い生成効率を確保している。
【００７７】
（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において上記実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
図４は、実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１の構成を概略的に示す。本実施形態２は、循環回路１１０における第１流路８０及び第２流路８１が、第１流路８０を内管１８０とし、第２流路８１を外管１８１とする二重管状の配管２００（以下、二重配管２００という）によって形成されている点で上記実施形態１とは異なっている。
【００７９】
二重配管２００は、上下方向に延びるように配設されており、二重配管２００の下側端部に電気分解部１１が配設され、二重配管２００の上側端部にガス回収部１４が配設されている。バブリングガス供給部１２は、第１流路８０の長手方向における電気分解部１１に近い側の部分に配設されている。これにより、図４に示すように、電気分解部１１、バブリングガス供給部１２及びガス回収部１４は、下側からこの順に並ぶように配設される。
【００８０】
すなわち、上記実施形態１では、第１流路８０に、横方向に延びる部分（実施形態１の第１配管１５及び第３配管１７に相当）を設けていたが、本実施形態２では、第１流８０における上記横方向に延びる部分に相当する部分を、上下方向に延びように形成している。そのため、二重配管２００の長手方向の長さは、第１流路８０内で、二酸化塩素が電解液内から十分に脱気される程度の長さに設定されている。
【００８１】
電気分解部１１には、上記実施形態１と同様に陽極３１及び陰極３２からなる電極が配設されている。陽極３１及び陰極３２の材料は、上記実施形態１と同様のものを採用することができる。
【００８２】
バブリングガス供給部１２には、バブリングガス供給装置４０の一部（詳しくは、バブラー４３）が臨んでいる。上記実施形態１では、バブラー４３は、下側からバブリングガス供給部１２に臨んでいたが、本実施形態２では、バブリングガス供給部１２の下側に電気分解部１１が位置するため、該電気分解部１１を避けてバブリングガス供給部１２に望むように、上側からバブリングガス供給部１２に臨んでいる。
【００８３】
ガス回収部１４には、上記実施形態１と同様に、バブリングガス供給装置４０によるバブリングにより電解液から脱気された、二酸化塩素が通るガス回収管６１が臨んでいる。該ガス回収管６１は、一端側がガス回収部１４内に臨んでいる一方、他端側は、二酸化塩素発生装置１０１とは別に設けられたダクト（図示省略）に接続されている。
【００８４】
また、ガス回収部１４は、上記実施形態１と同様に、電解液供給管２１を通じて電解液供給部２０と接続されている。
【００８５】
さらに、二重配管２００の外管１８１（つまり第２流路８１）には、循環回路１１０を流れる電解液の一部を廃液として回収する廃液回収部７０が接続されており、該廃液回収部７０には、活性炭フィルタ７２が設けられている。
【００８６】
次に、本実施形態２の二酸化塩素発生装置１０１によって二酸化塩素を発生させる方法について説明する。
【００８７】
先ず、電解液供給部２０から循環回路１１０内へ、亜塩素酸ナトリウムの水溶液と、ｐＨ調整剤としての炭酸水素ナトリウムの水溶液が供給される。このとき、上記実施形態１と同様に、炭酸水素ナトリウムの水溶液は、亜塩素酸ナトリウムの水溶液と炭酸水素ナトリウムの水溶液とを混合してなる電解液のｐＨが、約９になるように供給される。
【００８８】
上記電解液の液面が、廃液回収部７０の第１廃液管７４よりも上に位置する程度に、電解液が循環回路１１０内に満たされると、次に、バブリングガス供給装置４０によって、バブリングガスとしての空気を、循環回路１１０内の電解液に供給する。これにより、第１流路８０内の電解液は、見掛け比重が軽くなるため、内管１８０内（第１流路８０内）を電気分解部１１の高さ位置からガス回収部１４の高さ位置まで上昇するように流れる。そして、電解液が、内管１８０の上端部、すなわち、ガス回収部１４に到達すると、バブリングガスの気泡が、電解液の液面で割れて、電解液からバブリングガスが分離される（気液分離される）。このとき、気液分離された電解液は、内管１８０の上端から外管１８１に、すなわち、第１流路８０の上端から第２流路８１に漏れ出る。内管１８０（第１流路８０）から外管１８１（第２流路８１）に漏れ出た電解液は、気液分離後の電解液であるため、相対的に比重が大きくなり、外管１８１内（第２流路８１内）をガス回収部１４の高さ位置から電気分解部１１の高さ位置まで下降するように流れる。これにより、循環回路１１０において電解液の循環を発生させることができる。
【００８９】
このように、本実施形態２でも、循環回路１１０において、バブリングガス供給装置４０により供給されるバブリングガスのガスリフト効果によって電解液の循環が起こる。
【００９０】
循環回路１１０内において電解液の流れが発生し、電解液が循環回路１１０内を循環するようになった後、直流電源３０から、電気分解部１１内の陽極３１及び陰極３２に電流及び電圧を供給し、電気分解部１１内で、電解液の電気分解を開始する。
【００９１】
上記電気分解により、陽極３１で生成された二酸化塩素は、電解液に溶解し、電解液に溶解した二酸化塩素は、循環回路１１０内の電解液の流れによって、第１流路８０を通じて、電気分解部１１からバブリングガス供給部１２へ流れる。電解液に溶解した二酸化塩素がバブリングガス供給部１２に到達すると、該二酸化塩素は、バブリングガス供給部１２で供給されているバブリングガスによって、気液平衡の関係に従い、二酸化塩素ガスとして、電解液から脱気される。
【００９２】
バブリングガス供給部１２で供給されたバブリングガスからなる気泡は、脱気された二酸化塩素とともに、循環回路１１０内の電解液の流れによって、第１流路８０を通じて、バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に向かって流れる。バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に到達するまでの間、電解液から脱気され続ける。
【００９３】
電解液が、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡とともに、ガス回収部１４に到達すると、二酸化塩素を含むバブリングガスの気泡は、ガス回収部１４内の電解液の液面で割れ、その後、ガス回収部１４内の上側へ移動する。一方、電解液は、第１流路８０から第２流路８１に漏れ出て、第２流路８１を通じて電気分解部１１へと移動する。
【００９４】
そして、気液分離された二酸化塩素を、バブリングガスとともに、ガス回収管６１を通じて回収する。
【００９５】
一方で、ガス回収部１４から電気分解部１１へ流れ込んだ電解液は、電気分解部１１内において、再度電気分解される。
【００９６】
そして、電気分解を繰り返すと、電解液中の亜塩素酸イオンの濃度が低下するため、電解液供給部２０から新たな電解液が追加され、新たな電解液が追加されたことにより増加した電解液の分だけ、廃液回収部７０によって、循環回路１１０内から回収する。
【００９７】
図５は、本実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１を用いたときの二酸化塩素の生成効率と、比較例として、従来の二酸化塩素発生装置を用いたときの二酸化塩素の生成効率とを示す。上記実施形態１と同様に、図４のグラフ中の二酸化塩素の生成効率は、電流値から算出される、二酸化塩素ガスの１時間あたりの生成量の理論値（ｍｇ／ｈｒ）に対する、実際に、１時間あたりに生成される二酸化塩素ガスの生成量の割合である。
【００９８】
電極は、両発生装置とも、陽極はチタンに白金を塗布したもの、陰極はチタンを用いており、電流及び電圧は、両発生装置とも、電流が０．３Ａであり、電圧が３Ｖである。バブリングガスは、両発生装置とも空気であり、バブリングガスの流量は、二酸化塩素発生装置１０１では８．０Ｌ／ｍｉｎであり、従来の二酸化塩素発生装置では１０．０Ｌ／ｍｉｎである。
【００９９】
図５によると、本実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１では、電解液中の亜塩素酸イオンのモル濃度が０．１０ｍｏｌ／ｌ程度であっても、二酸化塩素の生成効率が８０％程度になることが分かる。これは、上記実施形態１と同様に、循環回路１１０を形成することによって、循環回路１１０内の電解液全体が該循環回路１１０内を循環しやすくなり、電気分解によって生成されて電解液に溶解した二酸化塩素を速やかに脱気して、電気分解部１１内の電解液の二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができるためである。尚、本実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１でも、電解液における亜塩素酸イオンのモル濃度が０．０５ｍｏｌ／ｌのときには、二酸化塩素の生成効率が８０％を下回るが、それでも、電解液における亜塩素酸イオンのモル濃度が０．１０ｍｏｌ／ｌ程度のときの、従来の二酸化塩素発生装置による二酸化塩素の生成効率よりも高い生成効率を示す。
【０１００】
図６には、本実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１を用いたときの、バブリングガスとして吹き込む空気（エアー）の流量と二酸化塩素の生成効率との関係を示す。尚、ここでは、亜塩素酸イオンのモル濃度は０．５０ｍｏｌ／ｌ程度である。
【０１０１】
図６によると、本実施形態２に係る二酸化塩素発生装置１０１は、１．５Ｌ／ｍｉｎ以上の範囲において、二酸化塩素の生成効率が８０％を超え、特に、空気の流量が２．０Ｌ／ｍｉｎ以上の範囲において、二酸化塩素の生成効率が９０％前後で安定していることが分かる。つまり、本実施形態２では、吹き込む空気の流量に対する二酸化塩素の生成効率の高い安定性が得られることが確認された。
【０１０２】
したがって、実施形態２の構成では、第１流路８０の長手方向における電気分解部１１に近い側の位置、すなわち、第１流路８０における位置であって、バブリングガス供給装置４０によるバブリングにより、循環回路１１０内の電解液が、電気分解部１１から第１流路８０を介してガス回収部１４へ流れるように、電解液に流れを発生させるような位置に配設されているため、バブリングガス供給部１２で、バブリングガス供給装置４０によるバブリングを行い、バブリングガスによるガスリフト効果により、循環回路１１０内において、電解液の流れを発生させることができる。そして、電解液の流れによって、電気分解によって生成されて電解液に溶解した二酸化塩素を、速やかにバブリングガス供給部１２に移動させて、バブリングガスにより脱気することができるため、電気分解部１１内の電解液における二酸化塩素の濃度が高くなるのを抑えることができる。また、電解液に溶解した二酸化塩素を、バブリングガス供給部１２からガス回収部１４に至るまでに脱気して、ガス回収部１４にて二酸化塩素ガスとして回収することで、二酸化塩素の濃度が高い電解液が再び電気分解部１１に流れ込むことを抑えることができる。この結果、電解液における二酸化塩素の濃度を速やかに低下させることができ、二酸化塩素の生成効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、実施形態２の構成では、横方向に延びる配管を設ける必要が無いため、水平方向において、二酸化塩素発生装置のコンパクト化を図ることもできる。
【０１０４】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【０１０５】
上述の実施形態１では、循環回路１０は同一面内に配置されていたが、これに限らず、ガス回収部１４が、電気分解部１１及びバブリングガス供給部１２よりも上側に位置するとともに、バブリングガス供給部１２で供給されるバブリングガスからなる気泡が、ガス回収部１４に到達して、ガス回収部１４で気液分離がされるような構成であれば、循環回路１０は同一面内に形成されていなくてもよい。
【０１０６】
また、上述の実施形態では、廃液回収部７０にポンプ７１を設けていたが、これに限らず、廃液回収部７０がポンプ７１を設けずに、循環回路１０（１１０）内を循環する電解液の一部が、常に廃液回収部７０に流れ込むような構成としてもよい。
【０１０７】
さらに、上述の実施形態では、亜塩素酸塩として亜塩素酸ナトリウムを用いていたが、これに限らず、亜塩素酸カリウムや亜塩素酸リチウムを用いてもよい。
【０１０８】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、亜塩素酸塩を含む溶液を電気分解することによって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生装置及び二酸化塩素発生方法に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１０１  二酸化塩素発生装置
１０，１１０  循環回路
１１    電気分解部
１２    バブリングガス供給部
１４    ガス回収部
１５    第１配管（横配管）
１６    第２配管（上下配管）
１７    第３配管（横配管、上側横配管）
１８    第４配管（上下配管）
３１    陽極（電極）
３２    陰極（電極）
４０    バブリングガス供給装置
７０    廃液回収部（廃液回収装置）
７２    活性炭フィルタ
８０    第１流路
８１    第２流路
１８０  内管
１８１  外管
【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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【国際調査報告】
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