JPH0648887U - 電解酸性水の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 病院や農場あるいは家庭等におけるより小規
模な電解酸性水の製造現場において、誰もが簡単にｐＨ
値を確認しながら電解酸性水を製造することができる装
置を提供する。 【構成】 陽極２と陰極３の間に隔膜４を介在させた電
解槽１と、水道水源に接続され電解槽１に水道水を供給
する第１導水管５と、電解槽１の陽極２側に接続された
電解酸性水取り出用の第２導水管６と、第１導水管５及
び第２導水管６にそれぞれ配置された２つのｐＨ感応電
極７、８と、各ｐＨ感応電極７、８の近くで第１導水管
５と第２導水管６とにそれぞれ接続された液絡管１０と
を備えた電解酸性水の製造装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水道水の電気分解により、電解酸性水を製造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電解酸性水とは、陽極と陰極の間に有機系又は無機系の多孔質の隔膜を介在さ せた電解槽に、水道水（食塩、硫酸ナトリウム等の電解質を適量加えても良い） を入れ、陽極と陰極の間に電圧を加えることにより水の電気分解と同時に隔膜を 通したイオンの泳動が起こり、その結果として電解槽の陽極側に得られる強い酸 性の水である。普通の電気分解で得られる酸性水はｐＨ３.２程度であるが、隔 膜の設置や電極の工夫等によりｐＨ２.３程度までの酸性水が製造できるように なっている。

【０００３】 特にｐＨ２.３〜３.０程度の電解酸性水は、電極反応により生じた活性塩素や 活性酸素を含むので強い殺菌力を有し、しかも人の皮膚に対する障害は殆どない うえ、空気に触れているとやがて普通の水に戻り環境を汚染しない。この様な電 解酸性水の優れた性質を利用して、電解酸性水を消毒薬や農薬等の代わりに使用 することが検討されている。

【０００４】 例えば、電解酸性水を野菜や果樹に散布したり、ゴルフ場の芝生に散布するこ とにより、農薬の量を減らし又は農薬の使用を止めることが検討され、既に一部 で実施されている。又、電解酸性水はブドウ球菌や緑膿菌を初め多くの細菌類に 対して優れた殺菌効果を有することが確認され、病院での手洗い用等の消毒薬と して院内感染の防止に役立つのではないかと期待されている。更に、取り扱いの 簡便さや価格次第では、家庭での消毒薬としての利用も考えられる。

【０００５】 かかる電解酸性水を製造する段階では、電解酸性水が生成していることを確認 する必要があるが、その手段としてｐＨの測定が最も簡単で且つ便利である。そ の場合のｐＨ測定には、通常のｐＨ感応電極を用いることができるが、電解中も 電解槽にｐＨ感応電極を直接浸漬しておくことはできない。又、通常はｐＨ感応 電極に対する比較電極又は参照電極として、電極電位の基準となる銀−塩化銀電 極やカロメル電極等を一緒に使用する必要がある。

【０００６】 ところが、通常の比較電極は液絡部を有する筒体の内部に比較電極の内部電極 と内部液を保持した構造になっており、液絡部を通して内部液と被検液である電 解酸性水とが接することになる。その結果、測定中に内部液が液絡部を通して電 解酸性水中に浸出して減少したり、逆に液絡部から浸入した電解酸性水により内 部液が希釈又は汚染されたりするので、定期的に比較電極の内部液を補充又は交 換する必要がある。

【０００７】 しかし、比較電極の点検保守作業は非常に面倒であり、病院や農場あるいは家 庭等の電解酸性水の使用現場で短時間のうちに、遺漏なく実施することは極めて 困難であると言わざるを得ない。加えて、ｐＨ測定に際しては、既知濃度のｐＨ 標準液即ち校正液を用いて、ｐＨ感応電極と比較電極の間に発生する電位を当該 校正液のｐＨとして校正する操作が必要となる。従って、病院や農場あるいは家 庭等で電解酸性水を簡便に使用するためには、これらの面倒な点検保守や校正の 作業が大きな障害になるものと考えられる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案はかかる従来の事情に鑑み、工場等の電解酸性水の大規模な製造工場は 勿論のこと、病院や農場あるいは家庭等におけるより小規模な電解酸性水の製造 現場において、誰もが簡単にｐＨ値を確認しながら電解酸性水を製造することが できる装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の電解酸性水の製造装置は、陽極と陰極の間 に隔膜を介在させた電解槽と、水道水源に接続され電解槽に水道水を供給する第 １導水管と、電解槽の陽極側に接続された電解酸性水取り出用の第２導水管と、 第１導水管及び第２導水管にそれぞれ配置された２つのｐＨ感応電極と、各ｐＨ 感応電極の近くで第１導水管と第２導水管とにそれぞれ接続された液絡管とを備 えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

電解酸性水の製造装置は、電解槽に給水する第１導水管と電解槽から電解酸性 水を取り出す第２導水管とを本質的に備えているので、各導水管にｐＨ感応電極 と比較電極を設置すれば、第１導水管と第２導水管を満たす液が電解槽内の液を 通して電気的に導通しているので、第２導水管に取り出された電解酸性水のｐＨ を測定することが可能である。

【００１１】 しかし、比較電極は前記のごとく点検保守が極めて繁雑であるから、家庭等で の簡便な利用には不適当である。又、そもそも電解酸性水の製造時にｐＨを測定 するのは、得られた電解酸性水が消毒薬等として有効とされるおおよその範囲内 のｐＨ値を持つことを確認するためであるから、絶対的に正確なｐＨ値を求める ことが必ずしも必要な訳ではなく、測定値は±０.５ｐＨ程度の精度であれば十 分である。

【００１２】 一方、通常のｐＨ感応電極は、その２つを水道水等の被検液に接触させること により、電解酸性水のｐＨ測定において許容し得る程度に安定した電位を示す。 この事実から、片方のｐＨ感応電極を常に水道水に接触させ、他方のｐＨ感応電 極にのみ電解酸性水を供給して、この水道水と電解酸性水を液絡させた状態とし たまま２つのｐＨ感応電極の電位差を測定すれば、通常の比較電極を使用しなく ても、電解酸性水のｐＨを±０.５ｐＨ程度の精度で求めることが可能であるこ とが判った。尚、その場合のｐＨ感応電極としては、通常のガラス電極や酸化イ リジウム等の金属酸化物を用いたｐＨ電極を使用できる。

【００１３】 そこで本考案者らは、点検保守が面倒な通常の比較電極を使用せずに、電解槽 に給水する第１導水管と電解槽から電解酸性水を取り出す第２導水管にそれぞれ ｐＨ感応電極を設置することにより、第１導水管中の水道水と第２導水管中の電 解酸性水が電解槽中の水道水ないし電解酸性水を通して電気的に導通した液絡状 態にあることを利用し、２つのｐＨ感応電極間の電位差として電解酸性水のｐＨ を測定することを考えた。

【００１４】 しかし、電解槽には電気分解のため大きな電圧が加えられているので、２つの ｐＨ感応電極は電解槽からのリーク電圧による影響を受けて指示が大幅に変動し てしまい、実際には電解酸性水を製造しながらｐＨ測定を実施することは不可能 であることが判明した。この電解槽からのリーク電圧による影響を排除する方法 を種々検討した結果、図１に示すごとく、電解槽１に接続した第１導水管５と第 ２導水管６を、液絡管１０により各ｐＨ感応電極７、８の近くで接続した構成を 採用したものである。

【００１５】 かかる構成による本考案装置では、片方のｐＨ感応電極７に接する第１導水管 ５中の水道水と他方のｐＨ感応電極８に接する第２導水管６中の水道水ないし電 解酸性水とは、電解槽１を経ることなく、液絡管１０により短い距離で直接液絡 されるので、電解槽１からのリーク電圧による影響を受けることなく、常に安定 したｐＨ測定が可能となった。尚、各ｐＨ感応電極７、８としては、通常のガラ ス電極や酸化イリジウム等の金属酸化物を用いたｐＨ電極を使用できる。

【００１６】 又、液絡管１０は、途中で第１導水管中の水道水と第２導水管中の水道水ない し電解酸性水を液絡状態に接触できれば良く、従って第１導水管５中の水道水と 第２導水管６中の水道水ないし電解酸性水とが大幅に混合しない程度に細い中空 の管を使用すれば充分であるが、途中に多孔性の隔膜を設けた管を使用すれば長 期間に渡って両液の混合を実質的に防止できるので好ましい。

【００１７】 加えて本考案の装置では、ｐＨ標準液即ち校正液の代わりに水道水を用いた簡 便な校正方法を採用することも可能である。即ち、第１導水管５、電解槽１及び 第２導水管６の全体に水道水を満たし、この時測定ｐＨ値を水道水のｐＨに合わ せることで構成が可能である。尚、水道水のｐＨは５.６〜８.４の範囲と定めら れているが、実際に全国各地の水道水のｐＨを測定したところ殆どがｐＨ７〜８ の範囲内に入っていた。この結果から、水道水はｐＨ７〜８の間の任意の値（例 えばｐＨ７.５）のｐＨを持つ校正液として使用できる。尚、ｐＨ測定では一般 に二点校正を必要とするが、電解酸性水は±０.５ｐＨ程度の精度で良いこと、 測定値がゼロ点付近であること等から、一点校正で十分である。

【００１８】

【実施例】

図１に示す電解酸性水の製造装置は、家庭や病院等で手洗い用に使用するため の小型で簡便な装置である。この装置は、樹脂又はステンレスからなる直径１５ ｍｍ及び高さ１５０ｍｍの電解槽１を備え、電解槽１の内部中央には塩化ビニー ル等の有機系又はアルミナ等の無機系の多孔質の隔膜４が設けてあり、この隔膜 ４を挟んで陽極２と陰極３が取り付けてある。

【００１９】 電解槽１の底部には水道の蛇口から水道水を電解槽１に供給する第１導水管５ が接続され、電解槽１の陽極２側の底部には電解酸性水を取り出す第２導水管６ が接続されている。尚、電解槽１の陰極３側の底部には、同時に得られる電解ア ルカリ水を取り出すための第３導水管９が設けてある。電解酸性水や電解アルカ リ水の取り出しは、第２導水管６及び第３導水管９に設けた蛇口又は弁（図示せ ず）の開閉により行うが、排水用のポンプ等を用いることもできる。

【００２０】 第１導水管５には従来の比較電極の役割を果すべき片方のｐＨ感応電極７が設 置してあり、第２導水管６には他方のｐＨ感応電極８が配置されている。尚、２ つのｐＨ感応電極７、８は共にガラス電極からなっている。第１導水管５と第２ 導水管６とは、それぞれ２つのｐＨ感応電極７、８の近くで液絡管１０により接 続されている。この液絡管１０は内径約１ｍｍの細い中空の管からなるので、第 １導水管５中の水道水と第２導水管６中の電解酸性水とが液絡管１０の内部で接 して大幅に混合することがない。

【００２１】 この測定装置を使用して電解酸性水を製造した。まず、水道の蛇口を開いて、 水道水を第１導水管５から電解槽１、第２導水管６、液絡管１０に供給する。全 ての蛇口や弁を閉じ、第１導水管５と第２導水管６を満たした水道水は液絡管１ ０を通って電気的に導通しているので、第１導水管５に配置した片方のｐＨ感応 電極７と第２導水管６に配置した他方のｐＨ感応電極８の間の電位差を測定し、 その指示値をｐＨ７.５に合わせて校正を行った。

【００２２】 次に、電解槽１の隔膜４で隔てられた陽極２と陰極３の間に２０ボルトの電圧 を加え、水道水の電気分解を開始した。電気分解を続けながら、一定時間毎に第 ２導水管６の蛇口又は弁を開いて電解槽１から電解酸性水を第２導水管６に取り 出し、その電解酸性水が第２導水管６に配置した他方のｐＨ感応電極８に達した 後、再び蛇口又は弁を閉じてその都度ｐＨ測定を行った。

【００２３】 即ち、第１導水管５に配置した片方のｐＨ感応電極７は水道水に接したまま、 他方のｐＨ感応電極８のみが第２導水管６に供給された電解酸性水に接した状態 となり、しかも第１導水管５中の水道水と第２導水管６中の電解酸性水とは液絡 管１０の内部で接触して電気的に導通した液絡状態となるので、２つのｐＨ感応 電極７、８間の電位差から電解酸性水のｐＨを測定した。

【００２４】 この様にして、経過時間毎に測定した測定電圧を図２に示した。図２から、約 ６０〜１００秒後にはほぼ一定の電圧となり、その電圧に相当するｐＨほぼ３. ２の電解酸性水が得られていることが判る。比較のため、液絡管１０を完全に閉 鎖した状態で、上記と同様に電解酸性水を製造したところ、図３に示すごとくリ ーク電圧が大きく、測定不可能であった。これらの結果から、液絡管１０を備え た本考案装置によれば電解槽１からのリーク電圧の影響を受けることなく、常に 安定した状態で電解酸性水のｐＨを測定し得ることが判る。

【００２５】

【考案の効果】 本考案によれば、電極の点検保守や校正が極めて簡単であるから、工場等の電 解酸性水の大規模な製造工場は勿論のこと、病院や農場あるいは家庭等における より小規模な電解酸性水の製造現場において、誰もが簡単にｐＨ値を確認しなが ら電解酸性水を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による電解酸性水の製造装置の一具体例
を示す概略説明図である。

【図２】本考案装置の装置を用いて電解酸性水を製造し
ながら、得られた電解酸性水のｐＨを求めるため測定し
た電圧のグラフである。

【図３】本考案装置の液絡管を完全に閉鎖して電解酸性
水を製造した場合における、電解リーク電圧のグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 電解槽 ２ 陽極 ３ 陰極 ４ 隔膜 ５ 第１導水管 ６ 第２導水管 ７、８ ｐＨ感応電極 ９ 第３導水管 １０ 液絡管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山里 昌春 埼玉県狭山市大字北入曽613 東亜電波工 業株式会社狭山工場内 (72)考案者 柳田 芳紀 埼玉県狭山市大字北入曽613 東亜電波工 業株式会社狭山工場内 (72)考案者 松野 孝則 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)考案者 大谷 孝幸 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極と陰極の間に隔膜を介在させた電解
   槽と、水道水源に接続され電解槽に水道水を供給する第
   １導水管と、電解槽の陽極側に接続された電解酸性水取
   り出用の第２導水管と、第１導水管及び第２導水管にそ
   れぞれ配置された２つのｐＨ感応電極と、各ｐＨ感応電
   極の近くで第１導水管と第２導水管とにそれぞれ接続さ
   れた液絡管とを備えたことを特徴とする電解酸性水の製
   造装置。
2. 【請求項２】 前記液絡管の途中に、多孔性隔膜の液絡
   部を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の電解酸
   性水の製造装置。