JPH09122652A

JPH09122652A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JPH09122652A
Application number: JP31356595A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kaai; 雅史河相; Yasuhiro Tsunokake; 泰洋角掛
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリイオン水および酸性イオン水を生成
する電解水生成装置において、電解水中に混入、溶存す
るガスの量を低減する。【解決手段】電解槽２に接続した酸性水吐出管５およ
びアルカリ水吐出管６に脱気装置７を設ける。給水バル
ブ12を開き、原水供給管３によって原水供給源Ｓから原
水を導入し、電解質添加装置４によって電解質を添加し
て電解槽２に供給する。電解槽２では、両電極９，10に
直流電圧を印加して原水を電解して酸性イオン水および
アルカリイオン水（電解水）を生成する。脱気装置７で
は、多孔質材料からなる脱気管路18，19に電解水を流通
させ、減圧室17内を減圧することにより、電解水中に混
入、溶存するガスを脱気管路18，19の管壁を通して吸引
して脱気した後、酸性水吐出管５およびアルカリ水吐出
管６から吐出させる。電解水中の塩素、活性酸素等の濃
度を低減し、また、おいしい電解水を得ることができ
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、原水を電気分解す
る過程で電解水すなわち酸性イオン水およびアルカリイ
オン水を生成する電解水生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解槽内に、陰極および陽極からなる電
極と、両極間を区画するとともに水中のイオンを自由に
通過させるイオン透過分離膜とを設け、この電解槽内
に、水道水等の原水を供給して両極間に直流電圧を印加
することにより、水を電気分解する過程で水溶液中の陽
イオンが陰極側に移動し、陰イオンが陽極側に移動する
ことを利用して、イオン透過分離膜の陰極側にマグネシ
ウムイオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン等の陽
イオンを多く含むアルカリイオン水を生成させ、陽極側
に塩素イオン、硫酸イオン等の陰イオンを多く含む酸性
イオン水を生成させるようにした電解水生成装置があ
る。

【０００３】そして、電解水生成装置によって生成され
たアルカリイオン水は、飲用等に供することができ、一
方、酸性イオン水は、洗浄、殺菌、消毒等に、また、ア
ストリンゼントとして美容水に用いることができる。

【０００４】また、上記のような電解水生成装置では、
電解槽に供給される原水に、乳酸カルシウム、塩化ナト
リウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等の電解質を添
加して導電率を高めることによって電解効率を向上させ
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電解水生成装置では、次のような問題がある。すな
わち、電解槽内では、原水を電気分解する際に、酸素、
水素、また、添加された電解質の成分である塩素等が気
体となって発生する。これらのガスは、電解水に混入、
溶融して電解水とともに吐出される。そして、電解水中
に混入、溶存する塩素ガスの濃度が高まると塩素臭が強
くなるという問題を生じる。さらに、塩素は、水中で加
水解離して次亜塩素酸(HOCl)と塩酸(HCl) を生じるが、
高濃度の次亜塩素酸は毒性を有するので、使用目的によ
っては電解水中の塩素濃度を低くして次亜塩素酸の発生
を抑制する必要がある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、電解水中に混入、溶存するガス量を低減するこ
とができる電解水生成装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、原水を電解槽で電気分解して酸性イオ
ン水とアルカリイオン水とを生成し、両イオン水をそれ
ぞれ酸性水吐出管およびアルカリ水吐出管を介して吐出
させるようにした電解水生成装置において、前記酸性水
吐出管およびアルカリ水吐出管の少なくとも一方に脱気
手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】このように構成したことにより、電解槽で
生成された電解水は、脱気手段によって脱気された後、
吐出される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１０】本発明の第１実施形態について図１を用い
て説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る電
解水生成装置１は、電気分解を行う電解槽２と、電解槽
２に原水を供給する原水供給管３と、原水に電解質を添
加する電解質添加装置４と、電解槽２に接続された酸性
水吐出管５およびアルカリ水吐出管６と、酸性水吐出管
５およびアルカリ水吐出管６に設けられた脱気装置７
（脱気手段）とから概略構成されている。

【００１１】電解槽２は、原水を貯留する槽本体８内
に、陰極９および陽極10からなる電極と、両電極９，10
間に配置されて槽本体８内を陰極９側の室8aと陽極10側
の室8bとに区画するイオン透過分離膜11（以下、分離膜
11という）とが設けられている。分離膜11は、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなり、原水中のゴ
ミ、サビ、雑菌等の不純物および残留塩素等の通過を阻
止するとともに、原水の電気分解の過程で生成された水
中のイオンを自由に通過させられるようになっている。

【００１２】陰極９および陽極10には、電源装置（図示
せず）が接続されており、両電極９，10間に直流電圧を
印加することにより、槽本体８内の原水を電気分解する
過程で水溶液中の陽イオンが陰極９側へ移動し、陰イオ
ンが陽極10側へ移動することを利用して、分離膜11によ
って区画された陰極９側の室8aにマグネシウムイオン、
カリウムイオン、ナトリウムイオン等の陽イオンを多く
含むアルカリイオン水を生成させるとともに、陽極10側
の室8bに塩素イオン、硫酸イオン等の陰イオンを多く含
む酸性イオン水を生成させるようになっている。そし
て、槽本体８の陰極９および陽極10側の室8a，8bには、
それぞれ各イオン水を取り出すためのアルカリ水吐出管
６および酸性水吐出管５が接続されている。

【００１３】原水供給管３は、一端が電解槽２の槽本体
８に接続され、他端が給水バルブ12を介して水道蛇口等
の原水供給源Ｓに接続されている。原水供給管３の給水
バルブ12の上流部には、不織布、抗菌活性炭、中空糸膜
等の各種フィルタを備えた浄水器（図示せず）が設けら
れており、電解槽２に供給する原水を濾過して異物、雑
菌、塩素等を除去するようになっている。また、原水供
給管３には、フローセンサ13が設けられており、原水の
流れを検知して電解槽２、電解質添加装置４、脱気装置
７およびこれらのコントローラ（図示せず）等の各機器
を作動させるようになっている。

【００１４】電解質添加装置４は、バルブ14および流量
計15を介して原水供給管３に接続されており、バルブ14
を適宜開閉して所定量の原水を導入し、この原水に、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸カ
ルシウム等の電解質を添加して電解質溶液を生成してポ
ンプ16によって原水供給管３に適宜供給することによっ
て電解槽２へ導入する原水に適当量の電解質を添加する
ようになっている。このようにして、電解質を添加して
原水の導電率を高めることにより、電解効率を向上させ
て酸性イオン水およびアルカリイオン水の生成を促進す
ることができる。

【００１５】脱気装置７は、減圧室17内に、酸性水吐出
管５およびアルカリ水吐出管６のそれぞれに連通する脱
気管路18，19が設けられている。脱気管路18，19の管壁
は、多孔質材料で形成され、孔径が気体分子よりも大き
く液体分子よりも小さくなっており、気体は透過させる
が液体は透過させないようになっている。減圧室17は、
負圧源（図示せず）に接続されており、内部を大気圧よ
りも低い気圧に減圧できるようになっている。

【００１６】以上のように構成した第１実施形態の作用
について次に説明する。

【００１７】給水バルブ12を開くと原水供給源Ｓから供
給される原水が原水供給管３を通り、浄水器によって濾
過され、電解質添加装置４によって電解質が添加されて
電解槽２へ導入される。このとき、原水供給管３に原水
が流れることにより、フローセンサの検出信号が通水状
態となり、電解槽２、電解質添加装置４、脱気装置７お
よびこれらのコントローラ等の各機器に通電され電解水
生成装置１が作動状態になる。

【００１８】電解槽２では、電源装置によって陰極７、
陽極８間に直流電圧を印加することにより、分離膜11の
陰極側8aの室にアルカリイオン水が生成され、陽極側の
室8bに酸性イオン水が生成される。このとき、水の電気
分解によって生じた酸素および水素、また、原水に添加
された電解質の成分である塩素等が気体となって発生し
て電解水中に混入、溶融される。電解槽２で生成された
酸性イオン水およびアルカリイオン水は、それぞれ脱気
装置７の脱気管路18，19を流通して酸性水吐出管５およ
びアルカリ水吐出管６から吐出される。

【００１９】脱気装置７では、大気圧よりも低圧とした
減圧室17内に配置された脱気管路18，19中に酸素ガス、
水素ガスおよび塩素ガス等の気体が混入、溶存する電解
水が流通すると、負圧によって電解水中の気体のみが多
孔質材料からなる管壁を透過して減圧室17内に吸引され
るので、電解水は脱気されて気体の含有量が充分低減さ
れた後、酸性水吐出管５およびアルカリ水吐出管６から
吐出される。減圧室17内に吸引されたガスは別途処理さ
れる。

【００２０】このようにして、脱気装置７で電解水を脱
気して混入、溶存ガスの含有量を低減することにより、
電解水中の塩素濃度を低減して塩素臭を軽減し、次亜塩
素酸の発生を抑制することができ、また、活性酸素濃度
および水素ガス濃度を低減することができる。また、飲
用に供するものでは、おいしい電解水を得ることができ
る。

【００２１】脱気装置の他の実施形態について図２を用
いて説明する。図２に示す脱気装置20は、酸性水吐出管
５およびアルカリ水吐出管６にそれぞれ脱気槽21，22が
設けられており、電解槽２で生成された電解水を脱気槽
21，22に一旦貯留した後、吐出するようになっている。
脱気槽21，22の底部には、気泡発生器23，24が設けられ
ており、不活性ガス源（図示せず）から供給される窒
素、アルゴン等の不活性ガスを不活性ガス供給管25，26
を通して気泡発生器23，24から脱気槽21，22内の電解水
中に放出するようになっている。図中、27は酸性イオン
水の吐出圧力を高めるためのポンプである。

【００２２】この構成により、電解槽２で生成された電
解水中に、気泡発生器によって不活性ガスの気泡を供給
することにより電解水中に混入、溶存する酸素、水素、
塩素等の気体を脱気することができる。

【００２３】次に、本発明の第２実施形態について図３
ないし図６を用いて説明する。なお、以下、上記第１実
施形態のものと同様の部分には同一の番号を付して異な
る部分についてのみ詳細に説明する。

【００２４】図３に示すように、第２実施形態の電解水
生成装置28は、電解槽２と、原水供給管３と、電解質添
加装置４と、酸性水吐出管５およびアルカリ水吐出管６
と、酸性水吐出管５に設けられた脱気装置29（脱気手
段）とから概略構成されている。また、図３中には、各
機器を制御するコントローラ30および電解槽に電力を供
給する電源装置31が図示されている。

【００２５】電解質添加装置４は、原水供給管３に接続
されており、内部に貯留された塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、塩化カルシウム等の電解質（塩化物）溶液をポ
ンプ16によって原水供給管３に供給して電解槽２へ導入
される原水に電解質を添加するようになっている。

【００２６】脱気装置29は、酸性水吐出管５の途中に脱
気槽32が設けられており、電解槽２で生成された酸性イ
オン水を脱気槽32に一旦貯留した後、吐出するようにな
っている。脱気槽32の底部には、モータ33によって駆動
されるスターラ34が設けられている。また、上部には、
放気管35の一端が接続されており、放気管35の他端側は
充分離れた位置まで延ばされて大気に解放されている。
放気管35には、電磁弁36が設けられている。

【００２７】コントローラ30は、フローセンサ13の検出
信号に基づいて、ポンプ16、電源装置31、モータ33およ
び電磁弁36を制御して電解水の性状を調整するようにな
っている。

【００２８】通常、適量の塩素ガス(Cl₂) を含む酸性水
を吐出させる場合には、フローセンサ13が検出する原水
に基づいてポンプ16の吐出量を制御して原水への電解質
（塩化物）溶液の添加量を調整し、電源装置31の出力電
圧および電流を制御して電解強度を調整して電解槽２で
所定のpH値の電解水を生成するとともに、モータ33を停
止させ、電磁弁36を開放して脱気槽32内の酸性イオン水
を脱気する。また、殺菌力の高い酸性イオン水を得る場
合には、ポンプ16の吐出量を増大させて原水への電解質
溶液の添加量を増加し、電源装置31を出力電圧および電
流を増大させて電解強度を高め、電解槽２で低pH値の酸
性イオン水を生成するとともに、モータを作動させ、電
磁弁36を閉鎖してスターラ34によって脱気槽32内を攪拌
するようになっている。

【００２９】以上のように構成した、第２実施形態の作
用について次に説明する。

【００３０】給水バルブ12を開くと原水供給源Ｓから供
給される原水が原水供給管３を通り、浄水器によって濾
過され、電解質添加装置４によって電解質が添加されて
電解槽２へ導入される。このとき、原水供給管３に原水
が流れることにより、フローセンサの検出信号が通水状
態となり、電解槽２の電源装置31、電解質添加装置４、
脱気装置29、コントローラ30等の各機器に通電され電解
水生成装置28が作動状態になる。

【００３１】電解槽２では、電源装置31によって陰極
７、陽極８間に直流電圧を印加することにより、分離膜
11の陰極側8aの室にアルカリイオン水が生成され、陽極
側の室8bに酸性イオン水が生成される。このとき、水の
電気分解によって生じた酸素および水素、また、原水に
添加された電解質（塩化物）の成分である塩素が気体と
なって発生して電解水、特に酸性イオン水中に混入、溶
融される。電解槽２で生成された酸性イオン水は、脱気
装置29の脱気槽32内に一端貯留された後、酸性水吐出管
５から吐出され、アルカリイオン水はアルカリ水吐出管
６から吐出される。

【００３２】通常、適量の塩素ガス(Cl₂) を含む酸性水
を吐出させる場合には、コントローラ30によって、ポン
プ16、電源装置31を制御することにより、電解槽２で所
定のpH値の電解水が生成される。また、脱気装置29の電
磁弁36を開放しているので、塩素を含むガスが混入、溶
存した酸性イオン水は、脱気槽32に一旦貯留することに
よって充分脱気されて吐出される。これにより、適当量
の塩素を含んだ酸性イオン水を得ることができ、塩素臭
の発生を抑制することができる。このとき、放気管35か
ら塩素ガスが放出されるが、放気管35の先端部が充分離
れた位置に配置されているので、塩素臭の影響を充分小
さくすることができる。

【００３３】殺菌力の高い酸性イオン水を得る場合に
は、コントローラ30によってポンプ16の吐出量を増大さ
せて原水への電解質溶液の添加量を増加し、電源装置31
を出力電圧および電流を増大させて電解強度を高めるこ
とにより、電解槽２で低pH値の酸性イオン水が生成され
る。また、脱気装置29の電磁弁36を閉鎖し、スターラ34
によって脱気槽32内の酸性イオン水を攪拌することによ
り、酸性イオン水中に塩素ガスを多量に混入させて一時
的に過飽和の状態とすることによって、多量の塩素を含
む殺菌力の高い酸性イオン水を得ることができる。

【００３４】次に、電解水生成装置28によって生成され
る酸性イオン水の殺菌水としての特性について、図５を
用いて説明する。

【００３５】同一の電極および電圧で電解を行った場合
の原水中の電解質（塩化物）濃度とpH値(pH)、酸化還元
電位(ORP) および有効塩素濃度(Cl)との関係を図５に示
す。なお、図５中、実線は脱気装置29のスターラ34を作
動させ場合の特性を示し、破線はスターラ34を停止させ
た場合の特性を示す。

【００３６】図５に示すように、電解質（塩化物）濃度
を高くするほど、pH値(pH)が低く（強酸性）、酸化還元
電位(ORP) および有効塩素濃度(Cl)が高い、すなわち、
殺菌力が強い酸性イオン水を得ることができる。また、
スターラ34を作動させて脱気槽32内を攪拌することによ
って、よりpH値(pH)が低く（強酸性）、酸化還元電位(O
RP) および有効塩素濃度(Cl)が高い、すなわち、より殺
菌力の高い酸性イオン水を得ることができる。

【００３７】なお、上記実施形態では、脱気装置29の攪
拌手段としてスターラ34を用いているが、その他の攪拌
手段を用いてもよい。また、効率は低下するが場合によ
っては攪拌手段を省略することもできる。

【００３８】次に、脱気装置の他の実施形態について図
４を用いて説明する。なお、図３に示すものと同様の部
分には同一の番号を付して異なる部分についてのみ詳細
に説明する。

【００３９】図４に示す脱気装置37では、脱気槽38に接
続された酸性水吐出管５の入口側に、通常のノズル39と
攪拌ノズル40との２つのノズルが設けられており、コン
トローラ30によって制御される電磁切換弁41により、酸
性イオン水を脱気槽37に導入するノズルを選択的に切り
換えられるようになっている。攪拌ノズル40は、脱気槽
39内に流入する際の噴流によって脱気槽38内を攪拌でき
るようになっている。

【００４０】この構成により、通常、適量の塩素ガス(C
l₂) を含む酸性水を吐出させる場合には、コントローラ
30によって電磁切換弁41を切り換えて、酸性イオン水を
通常のノズル39から脱気槽38内に流入させて脱気槽38内
に貯留された酸性イオン水を攪拌することなく脱気する
ことができる。また、殺菌力の高い酸性イオン水を得る
場合には、コントローラ30によって電磁切換弁41を切り
換えて、酸性イオン水を攪拌ノズル40から脱気槽38内に
流入させて脱気槽38内に貯留された酸性イオン水を攪拌
して、塩素の含有量が多く殺菌力の高い酸性イオン水を
得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電解水生
成装置は、酸性吐出管およびアルカリ水吐出管の少なく
とも一方に脱気手段を設けたことにより、電解槽で生成
された電解水は、脱気手段によって脱気された後、吐出
される。その結果、電解水中に混入、溶存する水素、塩
素、次亜塩素酸、活性酸素等の濃度を低減することがで
き、臭気の発生を抑制することができる。また、飲用に
供するものでは、おいしい電解水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。

【図２】図１の装置に用いられる脱気装置の他の実施形
態を示す概略図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す回路図である。

【図４】図３の装置に用いられる脱気装置の他の実施形
態を示す概略図である。

【図５】図３の装置によって生成される酸性イオン水の
特性を示す図である。

【符号の説明】

１電解水生成装置２電解槽５酸性水吐出管６アルカリ水吐出管７脱気装置（脱気手段） 20 脱気装置（脱気手段） 28 電解水生成装置 29 脱気装置（脱気手段） 37 脱気装置（脱気手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を電解槽で電気分解して酸性イオン
水とアルカリイオン水とを生成し、両イオン水をそれぞ
れ酸性水吐出管およびアルカリ水吐出管を介して吐出さ
せるようにした電解水生成装置において、前記酸性水吐
出管およびアルカリ水吐出管の少なくとも一方に脱気手
段を設けたことを特徴とする電解水生成装置。