JP2000301149A - 電解イオン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解により生成する電解イオン水の生成装置
をコンパクトにし、生成水の多量化又は高濃度イオン水
を得る装置を提供する。 【構成】 電解槽内を隔膜で５室以上の多室に分割し、
電解質液室を２室以上、電極室を３室以上として、電極
枚数を増加した構成により電解を行うことにより、目的
とする電解イオン水を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は洗浄剤、除菌、殺菌
剤として好適な電解イオン水の生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原水に電離性無機物質を添加し、これを
電解して得られる酸洗水を殺菌水として利用する技術が
ある。（特許第２６２６７７８）

【０００３】この技術は電解槽を隔膜で陽極室と陰極室
の２室に分離し、電解槽に電離性無機物質を添加した原
水を供給して電解を行い、陽極室で酸性水を生成するも
のである。

【０００４】また、電解槽を隔膜で陽極室、中間室及び
陰極室の３室に分離し、中間室に電解質液が存在する条
件下で陽極室及び陰極室に原水を供給して電解する方法
がある。（特開平８−１１６０）

【０００５】この方法においては原水に電離性無機物質
を添加する必要はなく、電解質液より原水へイオンが移
行することによって酸性水、アルカリ性水が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した２室式で原水
に食塩などの電離性無機物質を添加して電解する方法
は、添加した電離性無機物質が電解イオン水中に残留す
る可能性がある。

【０００７】添加した電離性無機物質が電解イオン水中
に残留すると、ステンレス等金属材料を発錆させる問題
がある。

【０００８】一方３室式で電解質液を用いる方法は、原
水に電離性無機物質を添加せず、隔膜で仕切った中間室
内の電解質液を電解して、電解質液中の陽イオン、陰イ
オンを選択して陰極室、陽極室内の原水へ移動させる。

【０００９】このため生成する電解イオン水は、前記し
た電離性無機物質の残留による錆の問題がない。

【００１０】ところが３室式の電解質液を用いる方法で
は、電極板のサイズと印加電圧が電解電流に大きく影響
する。

【００１１】電解イオン水を多量に、又は高濃度の電解
イオン水を生成するためには電極板のサイズを大きくす
るか、又は印加電圧を高くしなければならない。

【００１２】そのため、少量の電解イオン水を生成させ
る場合は良いが、多量に生成させる場合には装置の大型
化に伴いコストが非常に高くなる。

【００１３】また本発明が解決しようとする課題の１つ
に、ｐＨの高いアルカリイオン水（たとえばｐＨ１２．
５以上）を多量に生成させることがある。

【００１４】アルカリイオン水を循環し、繰り返し電解
することにより、高ｐＨ化する技術を出願人は別途、特
願平９−３２６８９６にて開示しているが、本発明はこ
の技術を別法にて進展させ、３室式で電解質液を用いる
方法の欠点を改善し、コンパクトにしかも多量の電解イ
オン水を経済的に生成させる装置について研究し、完成
させたものである。

【００１５】また酸性水については、従来法によれば原
水に添加する電離性無機物質の濃度によって次亜塩素酸
の上限濃度が決まり、最高でも実用的に８０〜１００ｐ
ｐｍの濃度のものしか得ることができなかった。

【００１６】電離性無機物質の添加濃度を高くすると次
亜塩素酸濃度も上昇するが、残留する電離性無機物質の
量もそれだけ多くなり、実用できるものではない。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記３室式で電解質液を
用いる方法の欠点を解決するため、本発明は電解槽を隔
膜で５室以上の多室に仕切る構成とし、２室以上の電解
質液室と、隔膜を介して電解質液室の左右に接する電極
室を陽極室及び陰極室として配列し、電解電圧を印加す
る事により電極室内へ左右の電解質液室から選択された
イオンが移動するようにしたものである。

【００１８】すなわち、電解質液室に挟まれた電極室
は、その電極室に接する左右の電解質液室の電極室とし
て共用される。

【００１９】３室式では電解イオン水を多量に生成させ
る場合、電極板のサイズを大きくしなければならなかっ
たが、本発明では電解槽を５室以上とし、さらに電解質
液室の間の電極室を共用させることで電解槽をコンパク
ト化した。

【００２０】

【作用】電解槽を５室以上の構成とし、電解質液室を２
室以上とすることで、その左右の電極室は必ず陽極室又
は陰極室として併用される。

【００２１】また、電解槽を５室以上の多室に仕切るこ
とで、電極板の面積を単純に大きくすることなく、電極
枚数を増やす事によって電解能力がアップする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面に
おいて説明する。

【００２３】図１は、本発明による水の電気分解装置の
第１実施形態を示している。

【００２４】１は電解槽であり、第１実施形態において
は電解槽は５室により構成されている。

【００２５】２は電解槽の端板で、本実施例では１０ミ
リ厚の塩化ビニール（塩ビ）板を使用した。

【００２６】２〜７の各塩ビ板は、その間にそれぞれゴ
ムシールパッキンが挟まれている。その具体的な構成を
図２に示す。

【００２７】図２において２４は、ゴムシールパッキン
であり、３〜７は電解槽内の区分された各室である。

【００２８】この各室を構成している塩ビ板の集合体が
図１の電解槽１である。

【００２９】２６はボルト、２７はナットで、これを締
め付けることで電解槽は一体化する。

【００３０】２５は電極板で本実施形態では３〜４室間
と６〜７室間に陽極板、４〜５室間と５〜６室間に陰極
板を挿入してある。

【００３１】４〜５室間と５〜６室間の電極板は同一電
極室内にあるのでどちらか１枚で共用しても良い。

【００３２】図４の第２実施形態及び図５の第３実施形
態も同様である。

【００３３】また、図１において４室と６室は電解質液
室で、３室、７室は陽極室、５室は陰極室である。

【００３４】区分された電解槽の各電解質液室と電極室
は図３に示すようにアニオン交換膜Ａ及びカチオン交換
膜Ｃにより完全に分割区分されている。

【００３５】１２は、電解質液のタンクでポンプ１３に
より電解質液が送液され、導入管１４を通って電解槽１
の電解質液室４と６に導入され、電解電圧の印加により
陽イオンと陰イオンが選択的にそれぞれ隔膜を通過し
て、隣の電極室へ移行する。

【００３６】導入管１４より導入された電解質液は、循
環配管１５を通って電解質液のタンク１２に戻り、繰り
返し循環される。

【００３７】２１は原水導入管で、水道や純水装置など
から水や純水が導入され、導入された水は圧力調整弁２
０を通った後、分岐されて導入管１６及び１７を通って
電極室に導入される。

【００３８】１８、１９は流量調整バルブである。

【００３９】この流量調整バルブにより原水の通水量を
調整する。

【００４０】導入管１６より電極室に導入される原水
は、電極室３と電極室７を通過する際、電解質液より陰
イオンが移行し、酸性水排出管２２を通って排出され
る。

【００４１】また、導入管１７より電極室に導入される
原水は、電極室５を通過する際、電解質液より陽イオン
が移行し、アルカリ水排出管２３を通って排出される。

【００４２】尚、図１の（−）、（＋）は直流安定化電
源から送られる直流の極を示しており、本実施例では１
２ボルト、又は２４ボルトの直流を通電した。

【００４３】以下実施例で使用した電解槽、電極、電解
質液は下記の通りである。

【００４４】電極室、電解質液室のサイズ（５７．６ｃ
ｃ）：８０ミリ×６０ミリ×１２ミリ

【００４５】電極：チタンラス基材に３ミクロンの白金
をメッキ。：８５ミリ×６０ミリ

【００４６】電解質液：塩化ナトリウム２０％水溶液。

【００４７】〔実施例１〕原水の通水量を陽極室へ３．
６リットル／分、陰極室へ０．４リットル／分として１
２ボルトの電圧を加えた。

【００４８】電流値と、得られたイオン水のｐＨ、有離
塩素、酸化還元電位を分析した結果を表１に示す。

【００４９】〔実施例２〕原水の通水量を陽極室へ７．
２リットル／分、陰極室へ０．８リットル／分として２
４Ｖの電圧を加えた。

【００５０】実施例１と同様に電流値と得られたイオン
水の分析結果を表１に示す。

【００５１】〔実施例３〕実施例３は実施例１と同一の
電極板、電解質液及び電解室サイズの７室構成の図４に
示した電解槽（これを第２実施形態とする）を用いて、
原水を陽極室へ７．２リットル／分、陰極室へ０．８リ
ットル／分、通水し、２４ボルトの電圧を加えた。

【００５２】得られた結果を表１に示す。

【００５３】〔実施例４〕同様に図５に示した９室構成
の電解槽（これを第３実施形態とする）を用いて、原水
の通水量を陽極室へ０．５５リットル／分、陰極室へ
０．８リットル／分として２４ボルトの電圧を加えた。

【００５４】得られた結果を表１に示す。

【００５５】〔比較例１〕図６Ａに示した実施例１と同
一サイズの電極板を用いた３室構成の従来式電解槽に原
水を陽極室へ１．８リットル／分、陰極室へ０．４リッ
トル／分通水し、１２ボルトの電圧を加えた。

【００５６】得られた結果を表１に示す。

【００５７】〔比較例２〕比較例１と同一条件で電圧条
件だけを２４ボルトとした。

【００５８】得られた結果を表１に示す。

【００５９】〔比較例３〕比較例１と同一条件で原水の
通水量を陽極室へ２．５リットル／分、陰極室へ０．４
リットル／分として電圧１２ボルトを加えた。

【００６０】得られた結果を表１に示す。

【００６１】〔比較例４〕比較例１と同一条件で原水の
通水量を陽極室へ０．９リットル／分、陰極室へ２．５
リットル／分として電圧２４ボルトを加えた。

【００６２】得られた結果を表１に示す。

【００６３】実施例１〜４と比較例１〜４の対比で明ら
かなように、電解槽を５室以上の構成とすることによ
り、電極枚数を増加させることができるため、実施例の
イオン水量は同一濃度で比較して比較例よりも多く生成
できた。

【００６４】また、流量を絞った場合、得られた酸性水
の有効塩素濃度は３００ｐｐｍ以上あった。

【００６５】比較例３〜４は比較例１〜２に比して通水
量を増加させたものであるが、電流値が急速にダウン
し、殆どイオン水が生成されなかった。

【００６６】尚、結果には示さなかったが、３室構成の
比較例で実施例と同一条件で原水の通水量を絞り、高濃
度アルカリイオン水及び高濃度酸性イオン水を得ようと
試みたが、電極が熱を帯び隔膜の脆化が見られたので実
験を中止した。

【００６７】これは電解槽の大きさに対して一定以上の
通水を行わないと電気エネルギーが熱エネルギーに変化
するためと考えられる。

【００６８】

【発明の効果】電解槽を５室以上の多室化とすると電解
能力に比して装置のコンパクト化が図れ、しかも電極室
が共用できるので経済的かつ効率的である。

【００６９】更にこれまでは、生成できなかった高濃度
のイオン水が生成できる。

【００７０】酸性水については、従来技術として特許第
２６２６７７８号による電解水の一部再循環による電解
法があるが、本発明によれば原水の電極室への通水量を
調整することで任意の濃度の次亜塩素酸を生成する幅が
一挙に拡がり、実験では３００ｐｐｍ以上の濃度の次亜
塩素酸を安定的に生成することも可能であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の構成図

【図２】 電解槽の構成を示す分解図

【図３】 第１実施形態の電解槽を仕切った隔膜と電
極、通水に関する説明図

【図４】 本発明の第２実施形態の電解槽を仕切った隔
膜と電極、通水に関する説明図

【図５】 本発明の第３実施形態の電解槽を仕切った隔
膜と電極、通水に関する説明図

【図６Ａ】比較例の構成図

【図６Ｂ】比較例の電解槽を仕切った隔膜と電極、通水
に関する説明図

【図７】 ラス状の電極板

【符号の説明】

１ 電解槽 ２ 電解槽の端板 ３〜１１ 電解槽内の区分された各室 １２ 電解質液のタンク １３ ポンプ １４ 電解質液導入管 １５ 循環配管 １６、１７ 導入管 １８、１９ 流量調整バルブ ２０ 減圧弁 ２１ 原水導入管 ２２ 酸性水排出管 ２３ アルカリ水排出管 ２４ ゴムシールパッキン ２５ 電極板 ２６ ボルト ２７ ナット （−） 直流マイナス電源 （＋） 直流プラス電源 Ａ アニオン交換膜 Ｃ カチオン交換膜

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解質液を循環供給する２室以上の電解
   質液室と、隔膜を介して電解質液室の左右に接し、電解
   イオン水の原水を供給する電極室を陽極室及び陰極室と
   して電解槽内に配列し、電解質液室と陽極室の間の隔膜
   に接するように陽極室内にアノード極を、電解質液室と
   陰極室の間の隔膜に接するように陰極室内にカソード極
   を設置する事を特徴とする電解イオン水生成装置。
2. 【請求項２】 請求項１の電解質液室と陽極室の間の隔
   膜としてアニオン交換膜を、電解質液室と陰極室の間の
   隔膜としてカチオン交換膜を使用する電解イオン水生成
   装置。