JP2004209341A

JP2004209341A - 電解生成水の貯留方法および貯留装置

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Publication number: JP2004209341A
Application number: JP2002380182A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kamiya; 喜則紙谷
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4031984B2

Abstract

【課題】貯留槽内に収容されている電解生成水からの塩素ガスや水素ガス等の発生を抑制して、これらのガスの作業空間への放出や屋外への排出を廃止し、または大きく抑制することにより、ガスの放出や排気に起因する問題を解消する。
【解決手段】被電解水を電解して生成される電解生成水を貯留するための貯留方法および貯留装置であって、貯留槽２１内に収容されている電解生成水を、同電解生成水の水面と同水面上の気体との接触を接触遮断層２２にて遮断した状態で貯留することにより、収容されている電解生成水からの塩素ガス、水素ガス等の発生を大きく抑制する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解生成水の貯留方法および貯留装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食塩等無機塩の希薄水溶液や水道水を被電解水として電解生成される電解生成水は、機能性水として多くの分野で利用されている。例えば、有隔膜電解槽を使用する電解では、陽極室側電解室では酸性水（電解生成酸性水）が生成され、かつ、陰極室側電解室ではアルカリ性水（電解生成アルカリ性水）が生成される。電解生成酸性水は高い殺菌能を有し、殺菌剤または無菌水として利用される。また、電解生成アルカリ性水は高い洗浄能を有し、洗浄剤として利用される。
【０００３】
電解生成水の利用態様においては、一時的に大量に使用する場合があるが、当該利用態様に対処するために、使用する電解生成水を予め、貯留槽に収容して貯留しておく方法が採られる。かかる貯留方法では、貯留槽内に収容されている電解生成水から溶解している各種成分のガスが経時的に発生することから、このガス処理対策が問題となる。
【０００４】
電解生成水には、被電解水の電解時に発生する種々の成分（Ｃｌ_２またはＨ_２）等が溶解しているが、これらの成分がガス状（塩素ガスや水素ガス等）となって経時的に発生する。塩素ガスや水素ガス等は、電解水生成装置が設置されている作業空間に継続して放出させる場合には、作業空間の衛生上および装置の防錆上の問題を提起することになる。
【０００５】
従来、電解生成水のこの種方式の貯留方法においては、一般には、電解生成水が収容されている貯留槽に屋外へ臨む排気管を連結して、貯留槽内で発生するガスを排気管を通して屋外へ排気する排気手段が採られている。また、一部では、当該排気管の途中、その前側または後側の位置に吸着剤を収容する吸着装置を設置して、貯留槽内で発生するガス中の化学物質を吸着して排気を屋外へ排出する排気手段も採られている。
【０００６】
これらの排気手段においては、基本的には、貯留槽内で発生するガスの作業空間への放出を規制することによって、作業空間における衛生上および装置の防錆上の問題を解消するものであり、前者の排気手段では、ガス中の化学物質を大気中で希釈することによって大気の局部的な汚染を防止し、後者の排気手段では、ガスの外気への排出前にガス中の化学物質を吸着除去することによって大気の汚染を防止するものである。これらの排気手段は、いずれも貯留槽内で発生するガスを屋外へ排出するもであり、また、排気手段が故障した場合には、貯留槽内で発生するガスの作業空間への放出は避けられない。
【０００７】
このような排気手段に替えて、貯留槽内で発生するガスを屋外へ排出することなく、作業空間への放出を規制する手段（ガス放出規制手段という）が開発されて提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００８】
当該ガス放出規制手段は、電解生成水である電解生成酸性水を収容する貯留槽および電解生成アルカリ性水を収容する貯留槽を気液分離タンクに構成して、これら両気液分離タンクを連結管路を介して被電解水の調製用タンクである被電解水タンクにそれぞれ連結して構成されている。
【０００９】
当該ガス放出規制手段においては、各気液分離タンク内で発生するガスを、各連結管路を通し被電解水タンクに回収することによって、当該ガスの作業空間への放出および屋外への排出を規制するものである。換言すれば、当該ガス放出規制手段は、貯留槽内で発生するガスを密閉系で被電解水に吸収処理するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３０８８８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１に開示されているガス放出規制手段においては、慣用されている上記した両排気手段に比較して装置的に大型化し、当該ガス放出規制手段を装備する電解水生成装置を設置するには、大きな設置空間を確保しなければならないという問題があり、また、上記した両排気手段と同様に、ガス放出規制手段が故障した場合には、貯留槽内で発生するガスの作業空間への放出は避けられない。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記した排気手段およびガス放出規制手段とは異なり、貯留槽内に収容されている電解生成水からのガスの経時的な発生を大きく抑制し得るようにして、当該ガスの作業空間内への放出および屋外への排出を大きく抑制することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解生成水の貯留方法および貯留装置に関する。本発明に係る電解生成水の貯留方法は、被電解水を電解して生成される電解生成水を貯留するための貯留方法であり、貯留槽内に収容されている電解生成水を、同電解生成水の水面と同水面上の気体との接触を遮断した状態で貯留することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る電解生成水の貯留方法においては、前記貯留槽内に収容されている電解生成水の水面に接触遮断層を形成することにより、前記電解生成水の水面と同水面上の気体との接触を遮断することができる。当該接触断層は、前記電解生成水の水面上に浮遊する接触遮断部材にて形成することができる。当該接触遮断層を形成する接触遮断部材としては、大きさの異なる複数種類の多数の浮き玉を採用することができ、また、当該浮き球として、大きさの異なる複数種類の多数の氷塊を採用することができる。
【００１５】
また、本発明に係る電解生成水の貯留方法においては、当該接触遮断層は、前記電解生成水の水面上に浮遊する大きさの異なる複数種類の多数の氷塊と、同氷塊が溶融して形成される水層にて形成することができる。
【００１６】
本発明に係る電解生成水の貯留装置は、被電解水を電解して生成される電解生成水を貯留するための貯留装置であり、被電解水を電解する電解槽に接続されて同電解槽で生成される電解生成水を収容する貯留槽と、同貯留槽内にて収容されている電解生成水の水面に浮遊する接触遮断部材とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る電解生成水の貯留装置において、前記貯留槽が電解生成水の収容量を制御する制御手段を備えるものである場合には、前記接触遮断部材として、大きさの異なる複数種類の多数の浮き玉を採用することができる。当該浮き球としては、大きさの異なる複数種類の多数の氷塊を採用することができる。
【００１８】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電解生成水の貯留方法および貯留装置においては、貯留槽内に収容されている電解生成水は貯留槽内に残存する空気等気体との接触を遮断されることから、電解生成水に溶解している成分のガスとしての発生が規制または大きく抑制される。
【００１９】
このため、本発明に係る電解生成水の貯留方法および貯留装置によれば、電解生成水を収容している貯留槽内のガスの作業空間への放出および外気への排出は全くまたはほとんど不要となる。
【００２０】
また、本発明に係る電解生成水の貯留方法および貯留装置によれば、電解生成水を収容する貯留槽内のガスを排気または還流させることがないため、上記した慣用の両排気手段や上記したガス放出規制手段が有する問題が発生することは全くない。
【００２１】
本発明に係る電解生成水の貯留方法および貯留装置においては、前記接触遮断層の形成に、大きさの異なる複数種類の多数の浮き玉を採用すれば、槽内部がシンプルな形状でない貯留槽や、槽内に電解生成水の収容量を制御する制御部品等配設部品を有する貯留槽に十分に対処することができる。
【００２２】
また、前記接触遮断層の形成に、大きさの異なる複数種類の多数の氷塊を採用すれば、氷塊が溶解して形成される水の層が接触遮断層としても機能し、当該水層が電解生成水から発生しようとするガスを吸収して接触遮断効果を高めるとともに、電解生成水を冷却状態で使用される用途に対して十分に対処することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、電解生成水の貯留方法および貯留装置に関するものであり、図１には、本発明に係る貯留装置を備えた電解水生成装置を模式的に示しており、図２および図３には、当該貯留装置の縦断面および横断面を模式的に示している。また、図４および図５は、本発明に係る貯留方法および貯留装置を成立させるために行った実験結果を示すグラフである。
【００２４】
当該電解水生成装置は、有隔膜電解槽１０を有するもので、貯留装置として、電解生成酸性水を貯留する酸性水貯留装置２０ａと、電解生成アルカリ性水を貯留するアルカリ性水貯留装置２０ｂを備えている。これら両貯留装置２０ａ，２０ｂは、同一構成のもので、両貯留装置２０ａ，２０ｂの以下での説明では、両貯留装置２０ａ，２０ｂを使い分けする場合以外は同一の貯留装置２０として説明する。
【００２５】
当該電解水生成装置を構成する有隔膜電解槽１０は、食塩の希薄水溶液を被電解水とするもので、槽本体１１内を区画する隔膜１２と、隔膜１２にて区画された各区画室に配設されて電解室Ｒ１，Ｒ２を形成する各電極板１３ａ，１３ｂを備えている。電解室Ｒ１，Ｒ２には、被電解水を供給するための供給管路１４の分岐管路が接続されているとともに、電解室Ｒ１，Ｒ２で生成される電解生成水を流出させるための流出管路１５ａ，１５ｂが接続されている。
【００２６】
両電解生成水のうち、例えば、電解室Ｒ１は陽極側電解室に形成されていて、流出管路１５ａからは電解室Ｒ１で生成される電解生成酸性水が流出される。また、電解室Ｒ２は陽極側電解室に形成されていて、流出管路１５ｂからは電解室Ｒ２で生成される電解生成アルカリ性水が流出される。流出管路１５ａは、貯留装置２０ａを構成する貯留槽２１に接続されている。また、流出管路１５ｂは、貯留装置２０ｂを構成する貯留槽２１に接続されている。
【００２７】
従って、一方の貯留装置２０ａは、電解生成酸性水を貯留する専用の貯留装置であり、かつ、他方の貯留装置２０ｂは、電解生成アルカリ性水を貯留する専用の貯留装置である。貯留装置２０ａの貯留槽２１に貯留された電解生成酸性水は、必要時には、貯留槽２１から抽出されて利用される。貯留装置２０ｂの貯留槽２１に貯留された電解生成アルカリ性水も同様に、必要時には、貯留槽２１から抽出されて利用される。
【００２８】
本発明に係る電解生成水の貯留方法は、当該電解水生成装置の有隔膜電解槽１０で生成される各電解生成水を貯留するために実施されるものであり、また、本発明に係る電解生成水の貯留装置は、貯留装置２０（２０ａ，２０ｂ）に実施されているものである。
【００２９】
本発明者は、電解生成水の貯留槽内での貯留状態を想定して、各種の開口寸法の円筒状のガラス製のビーカに収容した電解生成酸性水の水面の空気接触面積と塩素ガスの揮発量との関係を確認する実験を試みている。本実験では、電解生成水として、ｐＨ２．６２、有効塩素濃度３８ｍｇ／Ｌ、酸化還元電位１１５５ｍＶ、水温２０℃の電解生成酸性水を使用し、直径５ｃｍ、８．６ｃｍ、１０．４ｃｍ、１３ｃｍ、１５ｃｍの５種類のビーカに、当該電解生成酸性水５００ｍＬを収容して２０℃の室温の室内（蛍光灯下）に放置し、当該電解生成酸性水中の有効塩素の経時的変化を測定した。
【００３０】
この測定結果を図４のグラフに示す。また、当該実験結果から、電解生成酸性水中の有効塩素の消失分が全て塩素ガスとして揮発したと仮定して、電解生成酸性水の空気接触面積と１分間の塩素揮発量の関係を算出した。その結果を図５のグラフに示す。
【００３１】
これらの結果から、収容されている電解生成酸性水は当該電解生成酸性水中の塩素成分を塩素ガスとして経時的に発生させること、その塩素ガスの発生量は電解生成酸性水の空気接触面積に大きく関係していて、空気接触面積を低減すれば塩素ガス発生量を抑制できることが確認でき、かつ、電解生成酸性水の空気接触面積を零にすれば、塩素ガスの発生量を実質的に零に抑えることができることが推定できる。
【００３２】
これらの知見に基づいて、本発明に係る電解生成水の貯留方法の実施形態においては、貯留装置２０ａの貯留槽２１内では、収容されている電解生成酸性水の水面と同水面上の空気等の気体との接触を遮断した状態で、電解生成酸性水を貯留するようにしている。また、貯留装置２０ｂの貯留槽２１内では、収容されている電解生成アルカリ性水の水面と同水面上の空気等の気体との接触を遮断した状態で、電解生成アルカリ性水を貯留するようにしている。
【００３３】
当該貯留方法によれば、貯留装置２０ａの貯留槽２１内では、電解生成酸性水中からの塩素ガスの発生を大きく抑制することができ、また、貯留装置２０ｂの貯留槽２１内では、電解生成アルカリ性水中からの水素ガスの発生を大きく抑制することができる。これにより、各貯留装置２０ａ，２０ｂ内で発生する化学物質を主成分とするガスの屋外への排出は不要となり、または、屋外への排出を大きく抑制することができる。
【００３４】
本発明に係る貯留装置は、当該貯留方法を実施するために使用されるもので、本発明に係る電解生成水の貯留装置の実施形態では、図２および図３に示すように、貯留装置２０（２０ａ，２０ｂ）を、電解生成水を収容する貯留槽２１と、収容される電解生成水の水面に浮遊する接触遮断部材２２とによって構成している。本発明に係る貯留装置においては、接触遮断部材としては、収容される電解生成水の水面に浮遊して電解生成水の水面とその上方の気体間に介在する、電解生成水と気体との接触を遮断する接触遮断層を形成するる部材であれば、適宜の形状および構造のものを採用することができる。
【００３５】
本実施形態では、接触遮断部材２２として、大きさの異なる２種類の多数の浮き玉２２ａ，２２ｂを採用している。浮き玉２２ａ，２２ｂは、その形状および浮力の相違に起因して適宜に並列して細密充填に近い状態となって、電解生成水の水面を的確に覆蓋する。これにより、貯留槽２１内に収容されている電解生成水においては、その水面と気体との接触が実質的に遮断され、収容されている電解生成水中からのガスの発生を大きく抑制することができる。
【００３６】
本実施形態で採用している大きさの異なる２種類の多数の浮き玉２２ａ，２２ｂは、貯留槽２１の内部形状や、当該内部に配設されている種々の部品による接触遮断部材の浮遊規制に対応するものである。浮き玉２２ａ，２２ｂは、収容されている電解生成水の水面上での並列配置の自由度が大きく、貯留槽２１の内部形状に対応して細密充填状態に並列し、また、貯留槽２１内に配設されている部品類を回避して細密充填状態に並列して、電解生成水の水面と気体との接触を実質的に遮断する。
【００３７】
本実施形態では、浮き玉２２ａ，２２ｂとして適宜の材質の浮き玉を使用することができ、例えば、適宜形状のプラスチック製の浮き玉を採用することができる。当該接触遮断部材は、電解生成水を室温等の常温で貯留する場合に適する。また、浮き玉２２ａ，２２ｂとして適宜形状の氷塊を採用することもできる。当該接触遮断部材（氷塊）は、電解生成水を室温以下の冷却状態で貯留する場合に適する。
【００３８】
また、浮き玉２２ａ，２２ｂとして氷塊を採用した場合には、氷塊は融解して、電解生成水の水面上に図２にＷで示す水層Ｗを形成する。水層Ｗは、各氷塊とともに接触遮断層を形成し、当該接触遮断層は、電解生成水から発生しようとするガスを吸収すべく機能して、電解生成水の遮断効果を高める。
【００３９】
本実施形態では、直径１５ｃｍで容量５００ｍＬのガラス製の円筒状ビーカを貯留槽とし、接触遮断部材である浮き玉２２ａ，２２ｂとして氷塊を採用して、上記した実験で採用した電解生成酸性水からの塩素ガスの発生量を測定する実験を行った。
【００４０】
本実験では、電解生成酸性水をビーカ内に４００ｍＬ収容し、収容した電解生成酸性水の水面に大きさの異なる氷塊を多数浮遊させた状態で上端開口部を密閉したビーカと、氷塊を浮遊させない状態で上端開口部を密閉したビーカの２種類の実験装置を構成した。
【００４１】
これらの実験装置では、ビーカ内に、収容されている電解生成酸性水の水面と蓋体間に高さ２ｃｍの空間が形成されており、５分後および１０分後の当該空間内の気体の全てを採取して、採取した気体中の塩素ガス濃度を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る貯留装置を備えた電解水生成装置の全体を模式的に示す概略構成図である。
【図２】同貯留装置の縦断面図である。
【図３】同貯留装置の横断面である。
【図４】電解生成酸性水中の有効塩素の経時的変化の測定結果を示すグラフである。
【図５】同測定結果から算出した電解生成酸性水の空気接触面積と１分間の塩素揮発量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…有隔膜電解槽、２０ａ，２０ｂ…貯留装置、Ｒ１，Ｒ２…電解室、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ，１３ｂ…電極板、１４…供給管路、１５ａ，１５ｂ…流出管路、２１…貯留槽、２２…接触遮断部材、２２ａ，２２ｂ…浮き玉。

Claims

被電解水を電解して生成される電解生成水を貯留するための貯留方法であり、貯留槽内に収容されている電解生成水を、同電解生成水の水面と同水面上の気体との接触を遮断した状態で貯留することを特徴とする電解生成水の貯留方法。
請求項１に記載の電解生成水の貯留方法において、前記貯留槽内に収容されている電解生成水の水面に接触遮断層を形成することにより、前記電解生成水の水面と同水面上の気体との接触を遮断することを特徴とする電解生成水の貯留方法。
請求項２に記載の電解生成水の貯留方法において、前記接触遮断層は、前記電解生成水の水面上に浮遊する接触遮断部材にて形成することを特徴とする電解生成水の貯留方法。
請求項３に記載の電解生成水の貯留方法において、前記接触遮断層を形成する接触遮断部材として、大きさの異なる複数種類の多数の浮き玉を採用することを特徴とする電解生成水の貯留方法。
請求項４に記載の電解生成水の貯留方法において、前記浮き球は、大きさの異なる複数種類の多数の氷塊であることを特徴とする電解生成水に貯留方法。
請求項２に記載の電解生成水の貯留方法において、前記接触遮断層は、前記電解生成水の水面上に浮遊する大きさの異なる複数種類の多数の氷塊と、同氷塊が溶融して形成される水層にて形成することを特徴とする電解生成水に貯留方法。
被電解水を電解して生成される電解生成水を貯留するための貯留装置であり、被電解水を電解する電解槽に接続されて同電解槽で生成される電解生成水を収容する貯留槽と、同貯留槽内にて収容されている電解生成水の水面に浮遊する接触遮断部材とを備えていることを特徴とする電解生成水の貯留装置。
請求項７に記載の電解生成水の貯留装置において、前記貯留槽は電解生成水の収容量を制御する制御手段を備えるもので、前記接触遮断部材として、大きさの異なる複数種類の多数の浮き玉を採用することを特徴とする電解生成水の貯留装置。
請求項８に記載の電解生成水の貯留装置において、前記浮き球は、大きさの異なる複数種類の多数の氷塊であることを特徴とする電解生成水の貯留装置。