(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜を介して陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室とを形成し、塩素イオンを含む水を電解して電解水を生成する電解槽と、電解により発生する塩素ガスを排気する排ガス口と、前記排ガス口下流に前記塩素ガスを吸着する活性炭と、前記活性炭を保持する着脱可能な活性炭保持部で構成し、前記電解後の電解水を保持する出し入れ自在な電解水タンクを有し、前記電解水タンクを収納する電解水タンク収納部が本体の下方に設けられる構成において、活性炭保持部が前記電解水タンク収納部内に設けられる電解水生成装置。
【請求項２】
活性炭保持部の一部または全部が透明である請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
活性炭保持部下流に塩素ガス吸着後の排ガスを排気する排気口を設け、前記排気口から直接本体外部に排気する請求項１または２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
排気口は、直径０．１ｍｍ以下の多孔体である請求項１から３のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
活性炭保持部が、電解水タンクの後方に設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
活性炭保持部が、本体外部に設けられる請求項１から５のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被電解水を電解して電解水を生成する電解水生成装置に関し、特に電解で発生する塩素ガスを除去可能な電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置には、水道等の給水設備に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式がある。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットがあるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全体のコストアップとなる。
【０００３】
一方、バッチ方式では滞留状態で電解するため長時間にわたる電解が可能であり、簡易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい。
【０００４】
しかし、バッチ式では、滞留状態で電解するため、効率的に電解水を生成できる代わりに塩素ガスの発生量も流水式に比較して多く、使用の際に不快感を感じる場合がある。
【０００５】
従来のバッチ方式の電解装置としては、特開平８−２９９９５８号公報に記載されているようなものがあった。この電解装置は図３に示すように、隔膜１によって陽極室２と陰極室３を形成するとともに陽極室２には陽極４を、また陰極室３には陰極５が隔膜１を介して対向配置されている。６は開閉自在な蓋であり、電解時の生成ガスを外部に排出する穴７が設けられている。８は制御回路であり、陽極４と陰極５に通電される。生成された電解水はそれぞれ酸性水出口９およびアルカリ水出口１０より取水される構成となっている。
【０００６】
この構成において、電解に際しては蓋６を開放して所定濃度に調整した食塩水を電解槽に充填し、制御回路８によって陽極４と陰極５間に電圧が印可され、電気量（電流と時間の積）に応じて所望のｐＨとなるように水が電気分解されて陽極室２には酸性水が、陰極室３にはアルカリ水が生成され、それぞれ酸性水出口９およびアルカリ水出口１０より取水される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のバッチ式電解装置では、電解中ないし電解後に陽極室から発生する塩素ガスが外部に排出される構成であるため、発生した塩素ガスにより、一般家庭ならびに、気密性の高い空間や、狭い空間で使用すると、雰囲気中の塩素ガス濃度が高くなり、使用者が不快感を感じやすく、長時間の使用が不可能であるという課題があった。
【０００８】
また、塩素ガス除去のために活性炭を用いることが考えられるが、メンテナンスレスにするためには大量の活性炭が必要であるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するもので、電解水から発生する塩素ガスを活性炭で除去する構成において、効果の減退した活性炭を容易に交換できることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、隔膜を介して陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室とを形成し、塩素イオンを含む水を電解して電解水を生成する電解槽と、電解により発生する塩素ガスを排気する排ガス口と、排ガス口下流に塩素ガスを吸着する活性炭と、活性炭を保持する着脱可能な活性炭保持部で構成されるものである。
【００１１】
この構成によって、電解によって発生した塩素ガスが、活性炭によって吸着されるため、本体外部へは塩素ガスが除去された気体が排出されるので、使用者が快適に装置を用いることができる。
【００１２】
また、活性炭は安価であり、さらに、活性炭が分解されて無くなるまで吸着能力が持続するので、長期間塩素ガスを処理することができるため、メンテナンスを含めたコストを軽減することができる。そして、効果が減退した活性炭を活性炭保持部ごと交換することができるので、容易に交換できる。
【００１３】
また、メンテナンスレスにするために大量の活性炭を用いた場合と比べ、スペースを低減することができるため、装置全体の小型化を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、隔膜を介して陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室とを形成し、塩素イオンを含む水を電解して電解水を生成する電解槽と、電解により発生する塩素ガスを排気する排ガス口と、排ガス口下流に塩素ガスを吸着する活性炭と、活性炭を保持する着脱可能な活性炭保持部で構成されるものである。
【００１５】
そして、電解によって発生した塩素ガスが、活性炭によって吸着されるため、本体外部へは塩素ガスが除去された気体が排出されるので、使用者が快適に装置を用いることができる。
【００１６】
また、活性炭は安価であり、さらに、活性炭が分解されて無くなるまで吸着能力が持続するので、長期間塩素ガスを処理することができるため、メンテナンスを含めたコストを軽減することができる。そして、効果が減退した活性炭を活性炭保持部ごと交換することができるので、容易に交換できる。
【００１７】
また、メンテナンスレスにするために大量の活性炭を用いた場合と比べ、スペースを低減することができるため、装置全体の小型化を行うことができる。
【００１８】
本発明は、活性炭保持部の一部または全部が透明であるものである。
【００１９】
そして、使用者は活性炭の残量を見ることができるので、活性炭が塩素ガスによる分解によって消費され、効果が減退する時期を活性炭の残量によって知ることができる。これにより、特別な検知手段を用いずとも使用者に活性炭の交換を促すことができる。
【００２０】
本発明は、活性炭保持部下流に塩素ガス吸着後の排ガスを排気する排気口を設け、排気口から直接本体外部に排気するものである。
【００２１】
そして、活性炭保持部の排気口と本体外部を連通する経路を設けずに済み、コストを減らすことができる。また、活性炭保持部の排気口と本体外部を連通する経路を外す必要が無いので、交換の際の取り外しが容易になる。
【００２２】
本発明は、排気口は、直径０．１ｍｍ以下の多孔体であるものである。
【００２３】
そして、活性炭が塩素ガスによる分解によって消費され、小さくなっても、排気口から外にこぼれることがない。また、移動などによる振動により、活性炭が欠けた場合でも、排気口から外にこぼれることがない。さらに、多孔体で構成されているので、圧損によってガスの流れを阻害することがない。
【００２４】
本発明は、電解後の電解水を保持する出し入れ自在な電解水タンクを有し、前記電解水タンクを収納する電解水タンク収納部が本体の下方に設けられる構成において、活性炭保持部が前記電解水タンク収納部内に設けられるものである。
【００２５】
そして、ドライバーなどで本体を分解せずとも、出し入れ自在な電解水タンクを取り出すだけで活性炭保持部を交換することができる。また、本体下方に活性炭保留部を設けることから、電解により発生した塩素ガスをファン等の送風手段を用いずとも自重で活性炭の方に移動させることができるので、効率的に塩素ガスを除去することができる。これは、塩素ガスが空気よりも重い性質を利用したものである。さらに、排気口から直接本体外部に排気する構成にした場合、排気口は本体下方に設けられることになるので、活性炭によって全ての塩素ガスを除去できなかった場合でも、使用者が塩素ガスによる不快感を感じることがない。
【００２６】
本発明は、電解水タンクの後方に設けられるものである。
【００２７】
そして、電解水タンクの出し入れを阻害することがないので、使用性が向上する。また、排気口から直接本体外部に排気する構成にした場合、排気口は本体後方に設けられることになるので、活性炭によって全ての塩素ガスを除去できなかった場合でも、使用者が塩素ガスによる不快感を感じることがない。
【００２８】
本発明は、活性炭保持部が、本体外部に設けられるものである。
【００２９】
そして、活性炭保持部を本体内部に設けた場合に比べ、活性炭交換時の取り外しが容易になる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電解水生成装置の構成図を示す。同図において、２０は電解水生成装置本体を示している。そして、２１は電解槽であり、隔膜２２によって陽極室２３と陰極室２４が形成されており、各々陽極２５および陰極２６が隔膜２２を介して対向配置されている。また、電解槽２１には第三槽２７が設けられている。
【００３２】
陰極室２４の中水位部には陰極水取出し口２８と吐水手段２９が設られており、この水位までのアルカリ水を電解水容器３０に供給する。また、陽極室２３の下方には陽極水出口３１が、陰極室２４の下方には陰極水出口３２が設られており、それぞれの排水は混合手段３３にて合流して混合され排水口３４から電解水タンク３５に排出される。この電解水タンク３５は本体２０から取り出し可能であり、本体２０との装着時は本体２０下方に設けられた電解水タンク収納部３６に収納される構成となっている。
【００３３】
電解水タンク収納部３６内の電解水タンク３５後方には、透明部品で構成され、本体２０から着脱可能な活性炭保持部３７が設けられ、電解槽２１に設けられた塩素ガス排気用の排ガス口３８と連通している。そして、活性炭保持部３７内には、表面に酸化マグネシウムが担持された粒状の活性炭３９が保持されている。ここで、活性炭として粒状のものを用いているため、フィルタ状のものなどと比べて表面積が大きくなるので、少ないスペースで効果的に塩素ガス除去を行うことができる。
【００３４】
また、活性炭保持部３７が本体２０から着脱可能であるため、効果が減退した活性炭３９を活性炭保持部３７ごと交換することができるので、交換が容易である。また、メンテナンスレスで大量の活性炭を用いた場合と比べ、スベースを低減することができるため、装置全体の小型化を行うことができる。
【００３５】
さらに、活性炭保持部３７が電解水タンク収納部３６内に設けられているので、ドライバーなどで本体を分解せずとも、出し入れ自在な電解水タンク３５を取り出すだけで活性炭保持部３７を交換することができる。また、活性炭保持部３７が電解水タンク３５の後方に設けられているため、電解水タンク３５の出し入れを阻害することがないので、使用性が向上する。
【００３６】
そして、活性炭保持部３７が透明であるため、使用者は活性炭３９の残量を見ることができるので、活性炭３９が塩素ガスにより分解され、効果が減退する時期を活性炭３９の残量によって知ることができる。これにより、特別な検知手段を用いずとも使用者に活性炭の交換を促すことができる。
【００３７】
活性炭保持部３７の下流には、活性炭３９によって塩素ガスが吸着された後の気体を排気するための排気口４０が設けられている。ここで、排気口４０を直径０．１ｍｍ以下の多孔体で構成することにより、活性炭３９が塩素ガスによる分解によって消費され、小さくなっても、排気口４０から外にこぼれることがない。
【００３８】
また、移動などによる振動により、活性炭３９が欠けた場合でも、排気口４０から外にこぼれることがない。さらに、多孔体で構成されているので、圧損によってガスの流れを阻害することがない。
【００３９】
また、排気口４０から直接本体２０外部に排気する構成にすることによって、排気口４０と本体２０外部を連通するシリコンチューブなどを用いた経路を設けずに済み、コストを減らすことができる。また、排気口４０と本体２０外部を連通する経路を外す必要がないので、活性炭の交換の際の活性炭保持部の取り外しが容易になる。
【００４０】
電解槽２１の上方には電解槽２１に水を供給するための給水口４１を設け、この上面には開閉自在の蓋４２が設けられている。そして、給水口４１と蓋４２の間には陽極室から生成される塩素ガスを還元する還元材４３が設けられており、ここでは酸化マグネシウムが用いられている。
【００４１】
４４は着脱自在のキャップ４５を有する電解質タンクであり、ここでは電解質として食塩が充填されている。そして、第三槽２７に供給された水が、食塩ポンプ４６によって、第三槽２７に設けられた食塩タンク給水口４７から、導入路４８を経て、電解質タンク４４の上方に送られる。導入された水は食塩と混合して飽和食塩水となり、給液路４９を通じて電解質供給口５０から飽和食塩水が陽極室２３に供給される構成となっている。ここで、導入路４８の電解質タンク４４の近傍には食塩水の食塩ポンプ４６への侵入を阻止する方向に逆止弁５１が、給液路４９の電解質供給口５０近傍には陽極室２３の酸性水の侵入を阻止する方向に逆止弁５２が設けられている。
【００４２】
５３は操作パネル（図示せず）と制御回路（図示せず）から成る制御手段であり、排気口４０よりも上方に設けられている。そのため、電解により発生する塩素ガスの全てを活性炭３９で吸着し切れなかった場合でも、塩素ガスは空気よりも重いので、排気口４０より上方に設けられた制御手段５３が塩素ガスによって腐食することはない。
【００４３】
上記構成において次に動作、作用について説明する。
【００４４】
先ず、使用者は、蓋４２を開け、給水口４１から電解槽２１へ所定水位まで水を入れる。ここで、給水口４１と排ガス口２８が異なる位置に設けられているので、給水の際に電解槽２１に残った塩素ガスが、給水口４１から逆流して装置外に漏れ出ることがない。
【００４５】
また、排ガス口２８が、電解槽２１内の空気の逃げ口となるため、水の供給が容易になる。ここで、活性炭３９としてフィルタ状のものを使用すると、圧損が大きくなり、空気が逃げにくくなってしまうが、本実施例では粒状の活性炭を用いているため、圧損が小さく、簡単に空気を逃ガスことができるため、水の供給がより容易になっている。そして、操作パネルの電解スイッチ（図示せず）を投入することで電解動作が開始される。
【００４６】
そして、操作パネルの電解スイッチ（図示せず）を投入することで電解動作が開始される。
【００４７】
次に、電解動作について説明する。電解スイッチが投入されると、まず食塩ポンプ４６が所定時間だけ駆動され、第三槽２７の水が食塩タンク給水口４７、導入路４８を経て電解質タンク４４に送られる。電解質タンク４４は水密状態に構成されており、水が導入されることにより過飽和状態の食塩水が給液路４９および逆止弁５２を経て電解質供給口５０から陽極室２３内に所定量供給され、陽極室２３内が所定濃度の食塩希釈水となる。
【００４８】
その後、制御回路が動作して陽極２５と陰極２６間に所定時間だけ電気を印可することによって、陽極室２３および陰極室２４内の水が電解される。電解時の陽極室２３では化式１に示した反応が生じて酸性水が生成される。
【００４９】
（化式１）
２Ｃｌ-→Ｃｌ2↑＋２ｅ-
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ
２Ｈ2Ｏ→Ｏ2↑＋４Ｈ+＋４ｅ-
一方、陰極室２４では化式２に示した反応が生じて水酸基ＯＨ-を中和するためＮａ+が隔膜２２を通過して移動し、アルカリ水が生成される。
【００５０】
（化式２）
２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→Ｈ2↑＋２ＯＨ-
Ｎａ+＋ｅ-→Ｎａ
２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ2↑
化式１、化式２で示したように、陽極室２３には塩素ガスＣｌ2↑、酸素ガスＯ2↑が、そして陰極室２４には水素ガスＨ2↑が生成される。この塩素ガスが外に漏れ出すと、使用者が不快感を感じることになるので、活性炭３９で塩素ガスを吸着させた後、外部に排気する構成を取っている。具体的には、化式１に示した反応により生じた塩素ガスは、電解槽２１に設けられた排ガス口２８から排出され、活性炭保持部３７内の活性炭３９と接触する。ここで、活性炭保持部３７が電解槽２１よりも下方の電解水タンク収納部３６内に設けられていることにより、電解槽２１で発生した塩素ガスは活性炭保持部３７の方に自重により移動するので、ファン等の送風手段を用いずとも効果的に活性炭に吸着される。これは、塩素ガスが空気よりも重い性質を利用したものである。
【００５１】
そして、塩素ガスが活性炭３９と接触すると、空気中の水と反応し、化式３に示す反応が起こる。この反応は活性炭が分解されて無くならない限り続くので、長期間メンテナンスをしなくても塩素ガスの処理を行うことができる。また、活性炭自体も安価であるため、メンテナンスコストを含めた装置の低価格化を行うことができる。
【００５２】
（化式３）
２Ｃｌ2↑+２Ｈ2Ｏ+Ｃ=４ＨＣｌ+ＣＯ2↑
また、本実施例では、表面に金属化合物が担持された活性炭を用いているため、活性炭による吸着作用の他に分解作用が加わるので、塩素ガス処理能力を向上させることができる。また、金属化合物としてアルカリ金属化合物である酸化マグネシウムを用いているので、化式４に示す反応が起こり、活性炭３９の反応により生成される塩酸を中和することができるので、安全に長期間使用することができる。この反応は他のアルカリ金属化合物を活性炭３９に担持させても起こるが、酸化マグネシウム・水酸化マグネシウム・酸化ナトリウム・酸化カルシウムのように毒性のないものを用いることが安全上望ましい。
【００５３】
（化式４）
２ＨＣｌ＋ＭｇＯ＝ＭｇＣｌ2+Ｈ2Ｏ
そして、活性炭３９と反応した後に排出される二酸化炭素は排気口４０から排出される。ここで、活性炭保持部３７は本体２０下部の電解水タンク収納部３６内の電解水タンク３５後方に設けられているので、本実施例のように排気口４０から直接本体２０外部に排気する構成では、本体２０の下方かつ後方に排気することになるため、塩素ガスが活性炭３９によって吸着し切れなかった場合、または、長期間の使用で活性炭３９の吸着性能が減退した場合などに塩素ガスが外部に排気されても、使用者が塩素ガスによる不快感を感じにくい構成になっている。
【００５４】
また、本実施例では給水口４１と蓋４２の間に塩素ガスを還元する還元材４３（酸化マグネシウム）が設けられているため、給水口４１側から塩素ガスが漏れ出た場合でも、還元材４３によって塩素ガスが還元されるため、使用者が塩素ガスによる不快感を感じることがない。
【００５５】
化式２で示された反応により、陰極室２４にアルカリ水が生成されるが、陽極室２３のみに食塩溶液が供給されるので短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。すなわち、陽極２５と陰極２６間に電圧が印可されると被電解水に含まれるイオンは電気吸引力により陽／陰極２４、２５と逆極性のイオンが隔膜２２を通過して移動することとなる。したがって陽極室２３に導入された食塩に含まれるＮａイオンは隔膜２２を経て陰極室２５へと即座に移動する。この電気吸引力以外にも例えば拡散理論にしたがえば、Ｎａイオンが拡散によってイオン濃度を均一にするように作用する。この結果、陽／陰極２４、２５間に流れる電流が増加し、短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。実験によれば５００ＣＣの水を１Ａで５分間電解することでｐＨ１２．１のアルカリ水が得られた。この還元力の強いアルカリ水は油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水分解作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面の洗浄水として利用できる。
【００５６】
また、陽極室２３のみに食塩溶液が供給されることで陰極室２４には塩素イオンＣｌ-濃度の低いアルカリ水が生成される。Ｃｌ-は洗浄力を阻害する因子となるため、陽極室２３のみに食塩溶液が供給することで洗浄力の高いアルカリ水を生成できる。
【００５７】
陰極室１４に生成されたアルカリ水は、所定時間電解された後、直ちに吐水手段２９が駆動されて電解水容器３０に注入される。これにより隔膜２２を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止できる。なお、電解水容器３０には噴霧機構（図示せず）を設けて被洗浄面に直接スプレー噴霧して使用することができる。
【００５８】
アルカリ水取水後、制御回路が動作して陽極２５と陰極２６間に逆極性、つまり陽極２５側を−極、陰極２６側を＋極として電流が所定時間印可される。これにより電解によって陰極２６の表面に析出したスケール成分が酸化還元されて洗浄される。すなわち、電解槽２１に供給される水には各種のイオンが含まれており、特にカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンは陰極室２４の水酸基と反応して水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムとなり、溶解限界を越えると陰極２６や隔膜２２の表面に析出し、電解電流の妨害因子となるが、電解後に逆電洗浄を所定時間行うことで良好に洗浄されてスケール成分が分解され、電極の長寿命化が実現できる。
【００５９】
最後に、使用者が混合手段３３を開くことにより、陽極室２３と陰極室２４の電解水がそれぞれ陽極水出口３１と陰極水出口３２から排出され、混合手段３３によって混合された後、排水口３４から電解水タンク３５に排水される。なお、電解水タンク３５に排水される酸性水とアルカリ水の混合水は次亜塩素酸を含む弱酸性水であるため、殺菌・漂白作用があるので、弱酸性殺菌・漂白水として利用することができる。
【００６０】
（実施例２）
図２は、本発明の第２の実施例における電解水生成装置の構成図である。図２において、実施例１の構成と異なるところは、活性炭保持部３７が本体２０外部に設けられている点である。そのため、活性炭３９の塩素除去口かが減退したときに、本体２０内部に活性炭保持部３７を設けた場合と比較し、交換がしやすいという利点がある。また、活性炭保持部３７を本体２０の後方または下方に設けることにより、塩素ガスが活性炭３９によって吸着し切れなかった場合、または、長期間の使用で活性炭３９の吸着性能が減退した場合などに塩素ガスが外部に排気されても、使用者が塩素ガスによる不快感を感じにくくすることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電解水から発生する塩素ガスを活性炭で除去する構成において、効果の減退した活性炭を容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電解水生成装置の構成図
【図２】本発明の実施例２における電解水生成装置の構成図
【図３】従来の電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
２０  電解洗浄水生成装置（本体）
２１  電解槽
２２  隔膜
２３  陽極室
２４  陰極室
２５  陽極
２６  陰極
３５  電解水タンク
３６  電解水タンク収納部
３７  活性炭保持部
３８  排ガス口
３９  活性炭
４０  排気口
【図１】
0003906732.tif 000002
【図２】
0003906732.tif 000003
【図３】
0003906732.tif 000004