JPH09239364A - 電解装置及びイオン水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ｐＨ値が３以下で、次亜塩素酸濃
度が高く、さらに酸化還元電位が大きい強酸化水を生成
することができ、小型、軽量でメンテナンスが容易な電
解装置及びイオン水生成器を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明の電解装置４０は、第１陽電極２
９ａの酸素過電圧が第２陽電極２９ｂの酸素過電圧より
小さく、第２陽電極２９ｂの塩素過電圧の大きさが第１
陽電極２９ａより小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水、井戸水等の原
水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）や、塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）等の電解物質を添加した原水を電気分解して得ら
れる抗菌、殺菌作用のある強酸化水を生成する電解装置
及びイオン水生成器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、酸性イオン水が普及し、多くの分
野でその利用が広まってきている。通常、酸性イオン水
は洗顔効果等があるｐＨ値が５．５前後のアストリンゼ
ント水と、洗浄効果があるｐＨ値が３〜４の強酸性水
と、殺菌力が強いｐＨ値が３以下の強酸化水とに分けら
れる。この強酸化水は殺菌力が強力で速効性があり、生
体に対し為害作用が殆ど認められない等の特徴がある。
さらにその抗菌スペクトルが広く、細菌、抗酸菌、真
菌、ウイルス等に効果があり、特に院内感染に関するＭ
ＲＳＡ（メチシリン耐性ブドウ球菌）、ＨＢＶ（Ｂ型肝
炎）、ＨＩＶ（エイズ菌）等の殺菌にも効果があるとい
われている。このように多くの効果があることから、医
療分野で強酸化水の使用が普及しつつある。このように
除菌、殺菌に使用される強酸化水はｐＨ値が２〜３であ
ると同時に、次亜塩素酸濃度が７〜５０ｐｐｍ、さらに
酸化還元電位（酸化・還元力の大きさを示す）が＋１０
００〜＋１２００ｍＶのものが多く使用されている。こ
の次亜塩素酸は、従来から知られているように強い消毒
作用を有し、その作用は瞬時に進行する。また、酸化還
元電位が＋なのは酸化力があることを示し、この酸化力
が大きいと、細菌等と接触して数秒で細菌等から電子を
奪って酸化殺菌し、強酸化水は電子を得て中和されるの
である。一方、酸化還元電位は次亜塩素酸濃度とｐＨ値
に依存することから（Ｎｅｒｎｓｔの式）、医療用に適
した強酸化水のｐＨ値、溶存塩素濃度及び酸化還元電位
は上述した範囲にあることが適当とされている（機能水
シンポジウム’９５京都大会予稿集 ｐ４４）。

【０００３】そこで従来の強酸化水を生成する電解装置
及びそれを用いたイオン水生成器について説明する。図
３は従来のイオン水生成器の概略全体図である。１は水
道水などの原水を供給する原水管、３はイオン水生成器
である。４は内部に活性炭や中空糸膜などを備えた浄水
部、５は原水にＮａＣｌ等の電解質を供給するリザーブ
タンクで、６は内部に隔膜７で陰極室１０と陽極室１１
とに分割された電解槽、１２は電解槽６に設けた陰極室
１０の処理水を吐出するアルカリ性イオン水吐出路、１
３は電解槽６に設けた陽極室１１の処理水を吐出する酸
性イオン水吐出路、１４は陰極室１０に原水を供給する
陰極側給水路、１５は陽極室１１に原水を供給する陽極
側給水路、８は陰極室１０に設けた陰電極、９は陽極室
１１に設けた陽電極、１７は電源部１６から供給される
直流電圧電流をデューティ制御することにより所定の平
均電圧（デューティ制御によってパルス幅を変化させる
と、供給電気量が変わって電圧が変化したと等価な状態
になる。以下これを平均電圧と称す）に調整し、陰電極
８及び陽電極９に印加する制御部である。

【０００４】以上のように構成された従来のイオン水生
成器１について以下その動作を説明する。原水管１より
通水された原水は浄水部４で原水中の残留塩素や一般細
菌などの不純物が取り除かれ、リザーブタンク５でＮａ
Ｃｌ等の電解質を原水中に付与せられ電解槽６に通水さ
れる。一方電源部１６から供給された直流電圧電流は制
御部１７で所定の平均電圧に制御されて陰電極８と陽電
極９に給電される。これにより電解装置内の原水は電気
分解され（化１）に示す反応によって陽極近傍では水素
イオン（Ｈ⁺ ）が増加してｐＨ値の低い酸性水が生成さ
れ、陰極近傍では水酸イオン（ＯＨ^- ）が増加してｐＨ
値のが高いアルカリ性イオン水が生成される。

【０００５】

【化１】

【０００６】このようにして陰極室１０にはアルカリ性
イオン水が、陽極室１１には酸性イオン水が生成され、
通水しながら陰電極８と陽電極９に電圧を印加するとア
ルカリ性イオン水吐出路１２よりアルカリ性イオン水
が、酸性イオン水吐出路１３より酸性イオン水が連続し
て得られる。

【０００７】しかしながら、従来技術の電解装置及びそ
れを用いたイオン水生成器を使用して上述したような性
質を有する強酸化水を毎分１〜２リットル程度の流量で
連続して生成するには、電解電流として１０〜２０Ａ程
度の大きな電流が必要であった。この電解電流が大きく
なると電極の消耗が加速されるため、電極面積を大きく
したり電極を複数枚重ねる等して、単位面積当たりの電
解電流密度を下げることが行われている。また、両電極
に実際に印加される電圧は、電気分解に必要な電圧の何
倍もの大きさを必要とするため、電力を供給する電源ト
ランスも大容量のトランスが必要となっていた。

【０００８】そこで電解電圧を低くするために、複数の
電解槽を連結した多段電解槽方式や、電極間距離を短く
し原水の電気抵抗を小さくする等の方法が採られてき
た。

【０００９】しかしながら、従来の多段電解槽方式はイ
オン水生成器の制御が複雑になるし、その重量が重くな
るという問題があった。また、電極間距離を短くすると
電解時に発生するガスが電極や隔膜の表面に滞留して付
着し、電極の有効表面積が小さくなって電極間の電気抵
抗が大きくなり、電解効率が低下するという問題があっ
た。

【００１０】そこで電極や電解槽に与える負担を軽減し
て、ｐＨ値の小さい、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が多く含
まれて殺菌力の強い強酸性水を生成する技術（特開平７
−２６５８５９号公報）が提案されている。この技術
は、原水を水素置換型陽イオン交換樹脂でイオン交換し
た後、ＮａＣｌを添加して電気分解するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−２６５８５９号公報に記載された酸性水の製造方法
及び装置は、原水中に含まれるＣａイオン、Ｍｇイオン
等の陽イオンが水素（Ｈ）イオンと置換された後で電気
分解されて容易に水素イオン濃度が高くなり、ｐＨ値が
小さくなるが、そのｐＨ値は３〜４程度にすぎず、強酸
化水に要望されるｐＨ＝２〜３に比べて充分満足できる
ものではなかった。さらに、電解槽とは別に水素置換型
陽イオン交換装置を設ける必要があり、イオン水生成器
が大型になり、イオン交換樹脂の寿命も長いものでな
く、メンテナンスが煩雑になる等の問題があった。

【００１２】そこで本発明は、前記従来の問題点を解決
するもので、ｐＨ値が３以下で、次亜塩素酸濃度が高
く、さらに酸化還元電位が大きい強酸化水を生成するこ
とができ、小型、軽量でメンテナンスが容易な電解装置
及びイオン水生成器を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電解装置は、第１陽電極の酸素過電圧が第２
陽電極の酸素過電圧より小さく、第２陽電極の塩素過電
圧の大きさが第１陽電極より小さいことを特徴とする。

【００１４】これにより、第１電解室にはｐＨ値が３以
下で、第４電解室には次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度の高
い強酸化水を得ることができる。

【００１５】また、この電解装置を備えたイオン水生成
器は、構造が簡単にでき、メンテナンスが容易で簡単な
操作で殺菌力の強い強酸化水を連続して生成することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電解槽内に第１陽電極と第２陽電極を配設し、第１
陽電極と第２陽電極の間で電解槽を２つに区画するとと
もに第１陽電極との間及び第２陽電極との間においてそ
れぞれ通水の電気分解を行う陰電極を設け、第１陽電極
と陰電極の間を第１隔膜で第１電解室と第２電解室に区
画するとともに、陰電極と第２陽電極の間を第２隔膜で
第３電解室と第４電解室に区画し、第１電解室、第２電
解室、第３電解室及び第４電解室にそれぞれ原水を供給
する給水路を設け、第１電解室と第４電解室にそれぞれ
接続された強酸化水吐出路と、第２電解室と第３電解室
にそれぞれ接続された強アルカリ性水吐出路とを設け、
第１陽電極の酸素過電圧が第２陽電極の酸素過電圧より
小さく、第２陽電極の塩素過電圧の大きさが第１陽電極
より小さくしているから、第１陽電極では水素イオンが
多量に生成し、第２陽電極では次亜塩素酸が多量に生成
されるという作用を有する。

【００１７】また、請求項２に記載の発明は、第１陽電
極と第２陽電極及び陰電極が多孔電極によって構成され
たものであり、電気分解によって発生するガスを通過さ
せると同時に次亜塩素酸濃度を高めるという作用を有す
る。

【００１８】また、請求項３に記載の発明は、不純物を
濾過する浄水部と、電解質を添加するリザーブタンク
と、請求項１〜２記載の電解装置を備えたものであり、
金属等の不純物が除去された強酸化水を連続して生成す
るという作用を有する。

【００１９】以下本発明の実施の形態について、図１、
図２を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態における
電解装置の構造断面図である。図１において、２６は電
解槽で材質は絶縁性と耐水性を備えているＡＢＳ樹脂等
で水密状に構成され、その内部に第１陽電極２９ａと第
２陽電極２９ｂが配設されている。２８は陰電極で第１
陽電極２９ａと第２陽電極２９ｂの間に設けられ、電解
槽２６を２つに区画している。２７ａは第１隔膜で第１
陽電極２９ａと陰電極２８の間に設けられ第１電解室３
０ａと第２電解室３１ａに区画している。２７ｂは第２
隔膜で陰電極２８と第２陽電極２９ｂの間に設けられ第
３電解室３１ｂと第４電解室３０ｂに区画している。２
１は給水路で第１電解室３０ａ、第２電解室３１ａ、第
３電解室３１ｂ及び第４電解室３０ｂにそれぞれ連通さ
れ原水を供給する。３３は強酸化水吐出路で第１電解室
３０ａと第４電解室３０ｂのそれぞれに連通され、第１
電解室３０ａと第４電解室３０ｂで生成された強酸化水
を吐出する。３２は強アルカリ性水吐出路で第２電解室
３１ａと第３電解室３１ｂのそれぞれに連通され、第２
電解室３１ａと第３電解室３１ｂで生成された強アルカ
リ性水を吐出する。この電解槽２６、給水路２１、強ア
ルカリ性水吐出路３２及び強酸化水吐出路３３で電解装
置４０を構成している。３７は電源部３６から供給され
る直流電流電圧をデューティ制御することにより所定の
平均電圧に調整し、第１陽電極２９ａ、第２陽電極２９
ｂ及び陰電極２８に印加する制御部である。

【００２０】本実施の形態１の第１陽電極２９ａには厚
さが５００μｍで面積が１００ｃｍ ² のチタン板表面に
メッキ法によって３μｍの厚みの白金被膜を形成したも
のを用い、第２陽電極２９ｂには厚さが５００μｍのチ
タン板表面に白金ブタノール溶液を塗布後、焼成法によ
って１μｍの厚みの白金酸化物被膜を形成したものを用
いている。ここで第１陽電極２９ａと第２陽電極２９ｂ
の電極面積は約１００ｃｍ² で、この第１陽電極２９ａ
の全面にわたっての平均的な表面粗さは２ミクロン程度
で、第２陽電極２９ｂの全面にわたっての平均的な表面
粗さは１０ミクロン程度である。この表面粗さは、電極
表面に垂直に立てた触針を移動させながら凹凸の高さを
測定しミクロン単位で表したものである。この第１陽電
極２９ａと第２陽電極２９ｂには後述する過電圧に関し
て大きな違いが生じる。すなわち第１陽電極２９ａの酸
素過電圧は０．４６Ｖ、塩素過電圧は０．６Ｖで、第２
陽電極２９ｂの酸素過電圧は０．７２Ｖ、塩素過電圧は
０．３６Ｖである。なお陰電極２８は、厚さが５００μ
ｍで面積が１００ｃｍ² のチタン板表面にメッキ法によ
って３μｍの厚みの白金被膜を形成したものである。こ
のように、第１陽電極２９ａの酸素過電圧は第２陽電極
２９ｂより小さく、第２陽電極２９ｂの塩素過電圧は第
１陽電極２９ａより小さくなっている。

【００２１】ここで電極の過電圧について説明する。一
般的に電解質溶液に陽電極と陰電極を浸漬して直流電圧
を徐々に印加してゆくと、印加した電圧が所定の大きさ
になるまでは電極間に電流は流れない（平衡状態）。し
かしこの所定の電圧を超えて直流電圧をさらに印加する
と、電解質溶液の成分はイオン化し急激に電流が流れる
ようになる（非平衡状態）。この電流が流れず電極反応
が平衡状態にあるときの電極電位を平衡電位と呼び、電
流が流れている場合の電極電位を電解電位と呼んでい
る。そして電解電位と平衡電位の差を過電圧と称し、電
気分解に使用する電極固有のもので材質によってその大
きさは異なってくる。この過電圧の発生原因は、電解質
溶液の成分がイオンの放電の過程で大きな活性化エネル
ギーを必要とするためであると説明されている。このよ
うに電解質溶液を電気分解して酸素発生反応が生じると
きの過電圧を酸素過電圧と呼び、塩素発生反応が生じる
ときの過電圧を塩素過電圧と呼ぶ。言い換えれば、酸素
過電圧というのは電解質溶液を電気分解して酸素が発生
するに必要な電解電位のしきい値である。したがって酸
素過電圧が小さいということは、小さい電解電位で酸素
発生反応が起こり、酸素が発生しやすいということを示
すのである。

【００２２】この酸素過電圧（ηＯ₂ ）の測定方法は、
一般的に次のような方法で行われている。その方法はＡ
ｇＣｌ（塩化銀）電極を標準（参照電極）として、１０
％濃度のＮａＯＨ水溶液からなる電解質溶液に陽電極と
陰電極を浸漬し、この両電極間に平均的には＋１．６Ｖ
の電位まで１ｍＶ／秒で印加しながら電流を測定する。
このとき電流が流れていないときの最大電位を測定して
平衡電位（Ｅｅｑ（Ｏ ₂ ））とし、電流が流れ始めて陽
極側に酸素ガスが発生するのを確認できたときの最小電
位を測定して電解電位（ＥＯ₂）として次式から求めら
れる。

【００２３】ηＯ₂ ＝ＥＯ₂ −Ｅｅｑ（Ｏ₂ ） また、塩素過電圧（ηＣｌ₂ ）は１０％濃度のＨＣｌ水
溶液を使用して上記と同様に電圧を印加し、電流が流れ
ていないときの最大電位を測定して平衡電位（Ｅｅｑ
（Ｃｌ₂ ））とし、電流が流れ始めて陽極側に塩素ガス
が発生するのを確認できたときの最小電位を測定して電
解電位（ＥＣｌ₂）として次式から求められる。

【００２４】ηＣｌ₂ ＝ＥＣｌ₂ −Ｅｅｑ（Ｃｌ₂ ） ところで上述したようにこの過電圧は電極材料固有のも
ので、１つの電極材料でも酸素過電圧は小さいが塩素過
電圧が大きいという現象があって、現在までその原因は
明らかにされていない。本発明者らはこの原因を解明す
べく電極の構造について研究を進める中で、この過電圧
の大きさは陽電極の全面にわたっての平均的な表面粗さ
に依存するという知見を得たものである。例えば白金電
極の表面粗さが２ミクロン程度の場合には酸素過電圧
（ηＯ₂ ）は約０．５Ｖで塩素過電圧（ηＣｌ₂ ）は約
０．６Ｖであるが、表面粗さが１０ミクロン程度になる
と酸素過電圧（ηＯ₂ ）は約０．７Ｖで塩素過電圧（η
Ｃｌ₂ ）は約０．４Ｖとなる。このように陽電極の表面
粗さをコントロールすることによって過電圧を調整する
ことができる。この実施の形態１ではこの表面粗さをコ
ントロールする方法として製造方法を変えた。それはメ
ッキ法によるものと焼成法によるものである。メッキ法
によるものは数ミクロン程度に表面粗さを小さくできる
し、焼成法によるものは数十ミクロン程度に表面粗さを
大きくすることができる。このメッキ法はチタン板等の
表面に白金、インジウムやパラジウム等を電気メッキし
それらの金属をイオン状態で堆積させ被膜を形成するも
ので、形成された被膜は高密度でその表面粗さは平均的
に小さいものが得られる。一方焼成法はチタン板等の表
面に白金、インジウムやパラジウム等のブタノール溶液
を塗布し、数百度程度で焼成してそれら金属酸化物の被
膜を形成するもので、形成された被膜の密度は低くその
表面粗さは平均的に大きい。この表面粗さの大きい陽電
極は、予め表面粗さの大きいチタン板等を準備し、この
チタン板等の表面に白金等の被膜を形成し、チタン板の
表面粗さの大きさをそのまま利用して製造することもで
きる。

【００２５】このように製造法を変え、表面粗さの小さ
い電極によって酸素過電圧を小さくでき、（化１）に示
した陽極反応式１が多量に起こり水素イオン濃度の高い
強酸化水を生成するし、表面粗さの大きい電極によって
塩素過電圧を小さくでき（化１）に示した陽極反応式２
が多量に起こり次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度の高い強酸
化水を生成することができる。

【００２６】そこで本実施の形態１では酸素過電圧の小
さい電極材料で第１陽電極２９ａを構成し、塩素過電圧
の小さい電極材料で第２陽電極２９ｂを構成し強酸化水
を生成している。以下その動作を図１に基づいて説明す
る。電解装置４０に予めＮａＣｌを１０００ｍｇ／ｌに
なるように添加した水道水を毎分２ｌの流量で原水とし
て第１電解室３０ａ、第２電解室３１ａ、第３電解室３
１ｂ及び第４電解室３０ｂに同じ比率で供給し、温度２
５℃、電流密度４Ａ／ｄｍ² （電流８Ａ）で電解電圧が
１９．６Ｖで電気分解したところ、原水のｐＨ値が７．
０のとき第１電解室３０ａにはｐＨ＝２．１８、次亜塩
素酸濃度２９．４ｍｇ／ｌで酸化還元電位＋１１７９ｍ
Ｖの強酸化水が、第４電解室３０ｂにはｐＨ＝２．６
０、次亜塩素酸濃度４０．５ｍｇ／ｌで酸化還元電位＋
１１２４ｍＶの強酸化水が生成され、強酸化水吐出路３
３で混合されｐＨ＝２．４、次亜塩素酸濃度３５ｍｇ／
ｌ、酸化還元電位＋１１５０ｍＶの強酸化水が吐出され
た。また第２電解室３１ａ及び第３電解室３１ｂには強
アルカリ性水が生成され、強アルカリ性水吐出路３２か
らｐＨ＝１１．２の強アルカリ性水が吐出された。

【００２７】ここで従来例として図３に示したイオン水
生成器３を使用して得られたものと比較した。この従来
例のものは陽電極９、陰電極８ともに厚さが５００μｍ
のチタン板表面にメッキ法によって３μｍの厚みの白金
被膜を形成し、表面積が１００ｃｍ² になるようにした
ものである。この陽電極９の酸素過電圧は０．４６Ｖ
で、塩素過電圧は０．６０Ｖであった。つぎに本実施の
形態１と同様にこのイオン水生成器３に予めＮａＣｌを
１０００ｍｇ／ｌになるように添加した水道水を毎分２
ｌで原水として陰極室１０及び陽極室１１に１：１の比
率で供給し、温度２５℃、電流密度４Ａ／ｄｍ² （電流
８Ａ）で電気分解した。こうして得られた強酸化水はｐ
Ｈ＝２．６、次亜塩素酸濃度１９．８ｍｇ／ｌ、酸化還
元電位＋１１４５ｍＶの強酸化水が生成された。そして
このときの必要な電解電圧は２１．９Ｖであった。この
従来例によるものと比べ、本実施の形態１によるものは
次亜塩素酸濃度は約２０ｍｇ／ｌも高く、必要な電解電
圧は２．３Ｖ低くてよいことがわかる。これは本実施の
形態１の電解装置４０によれば電気分解の電解効率を高
めることもできることを示している。

【００２８】ここで電解効率について説明する。この電
解効率というのは、陽電極に印加した電力（エネルギ
ー）がどの程度電気分解に使用されたかを示すもので、
電気分解した時の水素イオン生成（（化１）の陽極反応
式１）のときの電流効率（ζ）によって表すことができ
る。ここではこの水素イオン生成の電流効率（ζ）を以
下の式によって計算して求め、従来例と比較して（表
１）に示した。

【００２９】ζ（％）＝｛１０^-pH ／〔（１−０．５
α）Ｉ／Ｆ・Ｑ_a 〕｝×１００ ここで、 ｐＨ＝強酸化水のｐＨ値 α＝電流分担率 Ｉ＝電解電流（Ａ） Ｆ＝ファラデー定数（Ａ・ｓ／ｍｏｌ） Ｑ_a ＝陽極室からの強酸化水の吐出量（ｌ／ｓｅｃ）
である。

【００３０】また、α（電流分担率）はＣｌ^- イオンが
Ｈ₂ Ｏと反応してＨＣｌＯを生成する（化１）の陽極反
応式２にどれだけ多くの電流を要したかを示す電解電流
の分担率で、次式によって表す。

【００３１】 α＝［（２Ｆ・Ｑ_a ・Ｃ×１０００）／Ｍ_HClO ］／Ｉ ここで、 Ｃ＝強酸化水中の次亜塩素酸濃度（ｍｇ／ｌ） Ｍ_HClO ＝次亜塩素酸の式量（ｇ／ｌ） である。

【００３２】

【表１】

【００３３】（表１）から分かるように、水素イオン生
成の電流効率（ζ）が、本実施の形態によるものは８
８．２％であるのに比べ、従来例のものは５２．３％と
低い。さらに、電流分担率（α）は従来例の０．１４５
に比べ０．２５７と大きく、これは本実施の形態１によ
るものは、Ｃｌ^- イオンがＨ₂ Ｏと反応してＨＣｌＯを
生成するときの電流が従来のものに比べ大きくなってい
ることを示している。このようにして酸素過電圧が小さ
い第１陽電極２９ａでは前述した陽極反応式１が起こり
やすく水素イオン濃度の高い（ｐＨ値の小さい）強酸化
水を生成するし、塩素過電圧が小さい第２陽電極２９ｂ
では陽極反応式２が起こりやすく次亜塩素酸（ＨＣｌ
Ｏ）濃度の高い強酸化水を比較的低い電解電圧で生成す
ることができる。

【００３４】（実施の形態２）つぎに、第１陽電極２９
ａ、第２陽電極２９ｂを多孔電極で構成し、電極の表面
積を大きくしたもう一つの実施の形態について説明す
る。

【００３５】本実施の形態２で用いた第１陽電極２９ａ
は、１０００μｍの厚みのチタン板をエキスパンド加工
してメッシュ状にし、この表面に白金を３μｍの厚みで
メッキしたものを用い、第２陽電極２９ｂには厚さが１
０００μｍのチタン板をエキスパンド加工してメッシュ
状にし、この表面に白金ブタノール溶液を塗布後、焼成
法によって１μｍの厚みの白金酸化物被膜を形成したも
のである。こうして得られた第１陽電極２９ａの酸素過
電圧は０．４９Ｖ、塩素過電圧は０．６２Ｖで、第２陽
電極２９ｂの酸素過電圧は０．７０Ｖ、塩素過電圧は
０．３２Ｖである。その他の条件は実施の形態１と同じ
にして電気分解したところ、ｐＨ＝２．４、次亜塩素酸
濃度３５．９ｍｇ／ｌ、酸化還元電位＋１１５０ｍＶの
強酸化水が生成した。このときの電解電圧は１９．５Ｖ
で水素イオン生成の電流効率（ζ）は６８．３％で、電
流分担率（α）は０．２３９であった。このように第１
陽電極２９ａ及び第２陽電極２９ｂをメッシュ状にして
原水との接触面積を大きくすることによって、実施の形
態１と比べて水素イオン生成の電流効率（ζ）は低くな
るが、その一方で陽極反応式２が生じやすくなって、次
亜塩素酸濃度が高くなるのである。このようにエキスパ
ンド加工したメッシュ状のもの等の多孔電極で構成する
ことによって、より効果的に原水を電気分解し強酸化水
を生成することができる。また、電気分解時に第１隔膜
２７ａ、第２隔膜２７ｂの表面や第１陽電極２９ａ、第
２陽電極２９ｂや陰電極２８等の表面に付着した酸素や
塩素等のガスは、この多孔電極に設けた多数の孔を容易
に通過し、生成した強酸化とともに吐出させることがで
きる。したがって、ガスが電極や隔膜の表面に滞留して
電極の有効な表面積が小さくなったり、電極間の電気抵
抗が大きくなって電解効率が低下するのを防ぐことがで
きる。

【００３６】ここでは、第１陽電極２９ａ、第２陽電極
２９ｂや陰電極２８の全てを多孔電極で構成している
が、第１陽電極２９ａと第２陽電極２９ｂのみを多孔電
極で構成しても上述したと同様な効果が得られる。

【００３７】（実施の形態３）つぎに、前記の電解装置
４０をイオン水生成器に設けたさらにもう一つの実施の
形態について図２に基づいて説明する。図２は本発明の
さらにもう一つの実施の形態によるイオン水生成器の概
略全体図である。図２に付した符号で図１と同じものは
ここでは説明を省略する。２３はイオン水生成器、２０
は水道水等の原水を供給する原水管、２４は活性炭等を
充填するとともに濾布等を設けた浄化部、２５はＮａＣ
ｌ等の電解質を所定量原水中に付与するリザーブタンク
である。原水管２０より通水された原水は浄水部２４で
原水中の金属等の不純物が取り除かれ、リザーブタンク
２５でＮａＣｌ等の電解質を原水中に付与せられ電解槽
２６に通水される。一方電源部３６から供給された直流
電圧電流をデューティ制御することにより所定の平均電
圧に調整し、第１陽電極２９ａ、第２陽電極２９ｂ、陰
電極２８に印加する。電解装置４０は図１に示す実施の
形態１で説明したものであり、生成された強酸化水は強
酸化水吐出路３３から、強アルカリ性水は強アルカリ性
水吐出路３２から吐出される。この電解装置４０の説明
は上記実施の形態１の説明に譲る。このように本実施の
形態３による強酸化水は浄化部２４で不純物や金属等を
除去しているから、消毒液や、殺菌液として最適であ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上から明らかなように本発明の電解装
置は、電解槽内に第１陽電極と第２陽電極を配設し、第
１陽電極と第２陽電極の間で電解槽を２つに区画すると
ともに第１陽電極との間及び第２陽電極との間において
それぞれ通水の電気分解を行う陰電極を設け、第１陽電
極と陰電極の間を第１隔膜で第１電解室と第２電解室に
区画するとともに、陰電極と第２陽電極の間を第２隔膜
で第３電解室と第４電解室に区画し、第１電解室、第２
電解室、第３電解室及び第４電解室にそれぞれ原水を供
給する給水路を設け、第１電解室と第４電解室にそれぞ
れ接続された強酸化水吐出路と、第２電解室と第３電解
室にそれぞれ接続された強アルカリ性水吐出路とを設
け、第１陽電極の酸素過電圧が第２陽電極の酸素過電圧
より小さく、第２陽電極の塩素過電圧の大きさが第１陽
電極より小さいものであり、ｐＨ値が３以下で、次亜塩
素酸濃度が高く、さらに酸化還元電位が大きい強酸化水
を生成することができ、小型、軽量でメンテナンスが容
易な電解装置を得ることができる。

【００３９】また、第１陽電極と第２陽電極及び陰電極
が多孔電極で構成されているから、電極の有効面積を大
きくしてエネルギー効率を高めることができる。

【００４０】また、不純物を濾過する浄水部と、電解質
を添加するリザーブタンクと、前記の電解装置を備えて
いるから、小型で組立が容易で寿命が長く、連続して強
酸化水を生成するイオン水生成器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における電解装置の構造
断面図

【図２】本発明のさらにもう一つの実施の形態における
イオン水生成器の概略全体図

【図３】従来のイオン水生成器の概略全体図

【符号の説明】

１、２０ 原水管 ３、２３ イオン水生成器 ４、２４ 浄水部 ５、２５ リザーブタンク ６、２６ 電解槽 ７ 隔膜 ８ 陰電極 ９ 陽電極 １０ 陰極室 １１ 陽極室 １２ アルカリ性イオン水吐出路 １３ 酸性イオン水吐出路 １４ 陰極側給水路 １５ 陽極側給水路 １６、３６ 電源部 １７、３７ 制御部 ２１ 給水路 ２７ａ 第１隔膜 ２７ｂ 第２隔膜 ２８ 陰電極 ２９ａ 第１陽電極 ２９ｂ 第２陽電極 ３０ａ 第１電解室 ３０ｂ 第４電解室 ３１ａ 第２電解室 ３１ｂ 第３電解室 ３２ 強アルカリ性水吐出路 ３３ 強酸化水吐出路 ４０ 電解装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電解槽内に第１陽電極と第２陽電極を配設
   し、前記第１陽電極と前記第２陽電極の間で前記電解槽
   を２つに区画するとともに前記第１陽電極との間及び前
   記第２陽電極との間においてそれぞれ通水の電気分解を
   行う陰電極を設け、前記第１陽電極と前記陰電極の間を
   第１隔膜で第１電解室と第２電解室に区画するととも
   に、前記陰電極と前記第２陽電極の間を第２隔膜で第３
   電解室と第４電解室に区画し、前記第１電解室、前記第
   ２電解室、前記第３電解室及び前記第４電解室にそれぞ
   れ原水を供給する給水路を設け、前記第１電解室と前記
   第４電解室にそれぞれ接続された強酸化水吐出路と、前
   記第２電解室と前記第３電解室にそれぞれ接続された強
   アルカリ性水吐出路とを設け、前記第１陽電極の酸素過
   電圧が前記第２陽電極の酸素過電圧より小さく、前記第
   ２陽電極の塩素過電圧の大きさが前記第１陽電極より小
   さいことを特徴とする電解装置。
2. 【請求項２】前記第１陽電極と前記第２陽電極及び前記
   陰電極が多孔電極であることを特徴とする請求項１に記
   載の電解装置。
3. 【請求項３】不純物を濾過する浄水部と、電解質を添加
   するリザーブタンクと、請求項１〜２記載の電解装置を
   備えたことを特徴とするイオン水生成器。