(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜で区画された陰極室及び陽極室を有した隔膜式電解槽と、隔膜を有しない無隔膜式電解槽とを備えた電解水製造装置において、
該隔膜式電解槽と無隔膜式電解槽とに別々に無機電解質溶液を供給し、
該隔膜式電解槽の陽極室流出水と該無隔膜式電解槽の流出水とを合流させて陽極側流出水として取り出すようにしたことを特徴とする電解水製造装置。
【請求項２】
請求項１において、隔膜式電解槽に３００〜２０００ｍｇ／Ｌの食塩水溶液を供給し、無隔膜式電解槽に１０００〜５００００ｍｇ／Ｌの食塩水溶液を供給し、
隔膜式電解槽への食塩水の供給量を無隔膜式電解槽への食塩水の供給量の２〜４００倍とし、
ｐＨ３．２〜６．５、残留塩素濃度１５〜１００ｍｇ／Ｌの前記陽極側流出水を生成させることを特徴とする電解水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食塩水などの無機電解質溶液を電解して殺菌力のある次亜塩素酸等を含んだ電解水を取り出す電解水製造装置に係り、詳しくは隔膜式電解槽と無隔膜式電解槽とを有する電解水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食塩水を電解することにより次亜塩素酸及び／又は次亜塩素酸ナトリウムを含んだ殺菌力を有する電解水が生成することは周知である。
【０００３】
古くからこの種の電解水製造装置としては隔膜によって陽極室と陰極室とを区画したものが用いられている。また、隔膜を用いない無隔膜式のものも広く用いられている。
【０００４】
このような隔膜式電解槽によると生成した酸性水のｐＨがかなり低くなり、腐食性が強すぎるようになる。無隔膜式電解槽によると、アルカリ性の次亜塩素酸含有電解水が生成するので、隔膜式電解槽と無隔膜式電解槽とを組み合わせて弱酸性の次亜塩素酸含有電解水を生成させるようにした電解水製造装置が特開平８−５２４７５号公報、特開平９−８５２５０号公報に記載されている。
【０００５】
図２はこの特開平８−５２４７５号公報の電解水製造装置の構成図であり、図３は特開平９−８５２５０号公報の電解水製造装置の構成図である。
【０００６】
図２の電解水製造装置では、隔膜２２を有した隔膜式電解槽２１の陽極室２４と陰極室２５に食塩水をそれぞれ供給し、陽極室流出水をタンク２６を介して無隔膜式電解槽２７に送り、第２次電解処理してから殺菌力を有した電解水として取り出している。２８ａ，２８ｂは陽極、２９ａ，２９ｂは陰極を示す。
【０００７】
なお、陽極室２４ではＨＣｌＯが生成し、無隔膜式電解槽２７ではＨＣｌＯ及びＮａＯＨが生成することによりＮａＣｌＯが生成する。ＮａＣｌＯ溶液のｐＨはＨＣｌＯ溶液のｐＨよりも高いから、陽極室２４からの電解水に比べ無隔膜式電解槽２７を通過した後の電解水のｐＨは中性に近い弱酸性のものとなる。
【０００８】
図３の電解水製造装置では電解槽３０内が無隔膜式の第１電極室３１と、該第１電極室３１に対し隔膜３８で隔絶された第２電極室３２とが設けられており、第１電極室３１に陽極３３と第１陰極３４が設置され、第２電極室３２に第２陰極３５が設置されている。
【０００９】
第１電極室に流入口３６から希薄食塩水が導入され、陽極３３と第１陰極３４との間を通過する間に無隔膜電解され、ＮａＣｌＯを主要成分とするｐＨ８前後の電解水が生成する。この電解水が陽極３３と第２陰極３５との間を流れることにより隔膜電解され、ＨＣｌ、ＨＣｌＯが生成し、弱酸性のＮａＣｌＯ及びＨＣｌＯ含有電解水となり、流出口３７から取り出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許登録第２６２６７７８号公報のように隔膜式電解処理した場合、陽極側電解水はかなりｐＨが低く、腐食性が強い。
【００１１】
図２，３に示す特開平８−５２４７５号公報及び同９−８５２５０号公報の電解水製造装置によると、弱酸性の次亜塩素酸含有電解水が生成するが、種々の実験の結果、残留塩素の生成効率に若干劣ることが認められた。これは隔膜式電解処理した食塩水をそのまま無隔膜式電解処理する（特開平８−５２４７５号公報）、又は、無隔膜式電解処理した食塩水をそのまま隔膜式電解処理する（特開平９−８５２５０号公報）ため、隔膜式電解処理及び無隔膜式電解処理時の溶液が各処理にとって最適な溶液とはならないためであろうと推察される。
【００１２】
本発明は残留塩素の高い弱酸性の所望ｐＨの電解水を効率良く製造できる電解水製造装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電解水製造装置は、隔膜で区画された陰極室及び陽極室を有した隔膜式電解槽と、隔膜を有しない無隔膜式電解槽とを備えた電解水製造装置において、該隔膜式電解槽と無隔膜式電解槽とに別々に無機電解質溶液を供給し、該隔膜式電解槽の陽極室流出水と該無隔膜式電解槽の流出水とを合流させて取り出すようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
かかる本発明の電解水製造装置にあっては、隔膜式電解槽においてＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＨＣｌ，ＮａＣｌＯ，ＮＨ4Ｃｌ等の無機電解質溶液が隔膜式電解処理を受け、ＨＣｌＯが効率良く生成する。
【００１５】
一方、無隔膜式電解槽においては食塩水等の無機電解質溶液が無隔膜式電解処理を受け、アルカリ性のＮａＣｌＯが生成する。
【００１６】
この隔膜式電解槽の陽極室からのＨＣｌＯ含有電解水と無隔膜式電解槽からもＮａＣｌＯ含有電解水とを混合することにより、残留塩素濃度が高い弱酸性の電解水が得られる。
【００１７】
本発明においては、隔膜式電解槽と無隔膜式電解槽とにそれぞれ別々に無機電解質溶液を供給して電解処理するため、隔膜式電解及び無隔膜式電解にそれぞれ好適な濃度の無機電解質溶液を各槽に供給できる。このため、各槽においてそれぞれ効率良く隔膜式電解及び無隔膜式電解が行われる。また、隔膜式電解及び無隔膜式電解においてそれぞれ所望のｐＨの電解水を生成させることができる。従って、残留塩素濃度が高く且つ所望のｐＨの電解水を効率良く生成させることが可能となる。
【００１８】
本発明では、隔膜式電解槽に３００〜２０００ｍｇ／Ｌの食塩水溶液を供給し、無隔膜式電解槽に１０００〜５００００ｍｇ／Ｌの食塩水溶液を供給し、隔膜式電解槽への食塩水の供給量を無隔膜式電解槽への食塩水の供給量の２〜４００倍とし、ｐＨ３．２〜６．５、残留塩素濃度１５〜１００ｍｇ／Ｌの前記流出水を生成させることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る電解水製造装置の概略的な断面図である。
【００２０】
電解槽１の一端側と他端側にそれぞれ食塩水の流入口２，３が設けられている。この電解槽１内の該流入口２，３の中間の部分には袖壁状の隔壁４が設けられている。この隔壁４よりも流入口２側が隔膜５を有した隔膜式電解室６とされ、流入口３側が無隔膜式電解室７とされている。
【００２１】
隔膜式電解室６内の隔膜５は、隔壁４の先端から流入口２に向って延設されており、流入口２からの流入食塩水が陽極室６ａと陰極室６ｂとにそれぞれ流入するよう構成されている。
【００２２】
電解槽１の流入口２，３の中間部分には陽極側流出口８が設けられ、陽極室６ａと無隔膜式電解室７がそれぞれこの陽極側流出口８に連通している。陰極室６ｂには陰極側流出口９が設けられている。陽極室６ａには陽極１０が設置され、陰極室６ｂには陰極１１が設置されている。また、無隔膜式電解室７内には陽極１２と陰極１３とが設置されている。
【００２３】
陽極１０と陰極１１との間には可変抵抗器１５を介して直流電源１４から直流電圧が印加され、陽極１２と陰極１３との間には直流電源１６から直流電圧が印加される。
【００２４】
このように構成された電解水製造装置においては、流入口２，３から無機電解質溶液例えば食塩水が導入され、隔膜式電解室６内で隔膜式電解が行われ、陽極室６ａでＨＣｌＯ含有水が生成し、陰極室６ｂでＮａＯＨ含有水が生成する。無隔膜式電解室７内ではＮａＣｌＯ含有水が生成する。陽極室６ａからのＨＣｌＯ含有水と無隔膜式電解室７からのＮａＣｌＯ含有水とが混合し、流出口８から弱酸性のＮａＣｌＯ及びＨＣｌＯ含有水が取り出される。各電解室６，７への導入食塩水濃度及び導入量をそれぞれの電解に好適な濃度及び量とすることにより、各室内の電解効率を最も高い範囲のものとすることができる。
【００２５】
本発明では、流入口２から電解室６へ導入される食塩水濃度を３００〜２０００ｍｇ／Ｌとくに６００〜１０００ｍｇ／Ｌとし、流入口３から電解室７へ導入される食塩水濃度を１０００〜５００００ｍｇ／Ｌとくに５０００〜３００００ｍｇ／Ｌとし、隔膜式電解室６への導入水量を無隔膜式電解室７への導入水量の２〜４００倍とくに１００〜２００倍とすることが好ましい。
【００２６】
流入口２から隔膜式電解室６へ導入する溶液を１００部とした場合、陽極室６ａへ導入する水量は３０〜７０部とくに４０〜６０部であることが好ましい。
【００２７】
このような条件で電解を行うことにより、陽極側流出口８からはｐＨ３〜６．５、残留塩素濃度３０〜１００ｍｇ／Ｌの陽極側電解水を取り出すことができ、陰極側流出口９からはｐＨ１０〜１１．５の陰極側電解水（ＮａＯＨ含有水）を取り出すことができる。
【００２８】
なお、陽極室６ａではｐＨ２．２〜３、ＨＣｌＯ濃度１０〜４０ｍｇ／Ｌ程度のＨＣｌＯ含有水が生成し、無隔膜式電解室７ではｐＨ７．５〜１１、ＮａＣｌＯ濃度４０〜６０００ｍｇ／Ｌ程度のＮａＣｌＯ含有水が生成する。
【００２９】
【実施例】
実施例１
図１の本発明装置において、運転条件を次の通り設定した。
流入口２からの流入食塩水濃度  ７５０ｍｇ／Ｌ
流入口３からの流入食塩水濃度  ３００００ｍｇ／Ｌ
流入口２からの導入量          ６００Ｌ／Ｈｒ
流入口３からの導入量          ３Ｌ／Ｈｒ
流出口８からの取り出し量      ３０３Ｌ／Ｈｒ
流出口９からの取り出し量      ３００Ｌ／Ｈｒ
電極１０，１１間印加電圧      １０Ｖ
電極１２，１３間印加電圧      ３．５Ｖ
これにより流出口８から得られた陽極側電解水の残留塩素濃度、ｐＨ及び流量を表１に示す。なお、残留塩素濃度はｏ−トリジン比色分析法によって測定した。
【００３０】
比較例１
図１の装置において、流出口８にバルブ８ａを設け、このバルブ８ａを全閉とした。また、流出口９にバルブ９ａを設け、このバルブ９ａの開度を調節した。
【００３１】
そして、流入口２から濃度９００ｍｇ／Ｌの食塩水を６０３Ｌ／Ｈｒ（これは実施例１において流入口２，３から導入した食塩水量の合量と同じである。）を導入し、流出口９からは実施例１と同じく３００Ｌ／Ｈｒの陰極側流出水を取り出した。その他の条件は実施例１と同一とし、電解水生成運転を行った。
【００３２】
開口３から取り出した陽極側電解水と流出口９からの陰極側電解水についてのデータを表１に示す。
【００３３】
比較例２
比較例１と同じくバルブ８ａを全閉とし、バルブ９ａの開度を調節した。
【００３４】
流入口３からは実施例１において流入口２，３から電解槽１に導入した合計量と同量の食塩水（濃度９００ｍｇ／Ｌ）を導入し、流出口９からは実施例１と同一量の陰極側電解水を流出させた。その他の条件は実施例１と同一にして電解水生成運転を行った。
【００３５】
開口２から取り出した陽極側電解水と流出口９から取り出した陰極側電解水についてのデータを表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003893693.tif 000002
【００３７】
表１から明らかな通り、実施例１によると残留塩素濃度が高い陽極側電解水を生成させることができる。
【００３８】
なお、比較例２，３のように隔膜式電解工程と無隔膜式電解工程とを直列に通水するように電解処理を行うと残留塩素濃度（ＨＣｌＯ及びＮａＣｌＯの合計のＣｌ濃度）が実施例１よりも低くなる。
【００３９】
実施例２，３，４
実施例１において電極１０，１１間に印加する電圧を表２のように変化させた場合の電解水のデータを測定し、結果を表２に示した。
【００４０】
【表２】
0003893693.tif 000003
【００４１】
表２から明らかな通り、電極１０，１１間の電圧を変えることにより所望のｐＨの電解水を生成させることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると残留塩素濃度の高い所望ｐＨの陽極側電解水を効率良く生成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る電解水製造装置の断面図である。
【図２】従来例に係る電解水製造装置の断面図である。
【図３】別の従来例に係る電解水製造装置の断面図である。
【符号の説明】
１  電解槽
２，３  流入口
４  隔壁
５  隔膜
６  隔膜式電解室
６ａ  陽極室
６ｂ  陰極室
７  無隔膜式電解室
８，９  流出口
１０，１２  陽極
１１，１３  陰極
１４，１６  直流電源
１５  可変抵抗器
【図１】
0003893693.tif 000004
【図２】
0003893693.tif 000005
【図３】
0003893693.tif 000006