JPH11239791A - 電解水供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水を電気分解して生成させた強酸性水と強アル
カリ水とを混合して弱アルカリ水を得る装置において、
弱アルカリ水のアルカリ度を適正に高める。 【解決手段】電解槽２内で生じた強酸性水及び強アルカ
リ水を分離して取り出した後、これらを電解槽２の外で
混合して弱アルカリ水を生成させ、弱アルカリ水タンク
１３に貯溜する。混合水が弱アルカリ性を示すのは、強
酸性水側に生じた塩素ガスや炭酸ガスが空中に散逸する
ことによるが、強酸性水と強アルカリ水とを槽外で混合
することにより、槽内で混合する従来装置に比べて上記
ガスの槽外への搬出量が増え、その分、アルカリ度が高
まる。また、三方弁１１，１２の切り換えにより混合前
の強酸性水あるいは強アルカリ水をそのまま取り出して
利用できるので、強酸性水などを生成する装置を別途設
備する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電解助剤を添加
した水を電気分解して酸性水やアルカリ水を生成する電
解水供給装置に関し、特に弱アルカリ水を適正に生成す
るようにした電解水供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラス電極とマイナス電極とが対向して
設置された電解槽に、食塩（NaCl) や塩化カリウム（KC
l)などの電解助剤を添加した水（一般には水道水）を供
給し、電極間に直流電圧を印加して水を電気分解して酸
性水やアルカリ水を生成する電解水供給装置は一般に知
られている。その場合、プラス電極側には、殺菌成分で
ある次亜塩素酸(HClO)を含んだ、例えばpH2.7 以下の強
酸性水が生じ、一方、マイナス電極側には、例えばpH11
以上の強アルカリ水が生じる。電解槽内には一般に、生
成したこれら強酸性水及び強アルカリ水が互いに混合し
ないようにする分離板（例えば実公昭５７−８９５７号
公報参照）や分離通路（例えば特開平６−２４６２７２
号公報参照）などの分離手段が設けられ、強酸性水及び
強アルカリ水は別々に電解槽外に取り出されて利用され
る。

【０００３】電解水の用途として、殺菌作用のある酸性
水は、強酸性水のまま、あるいは弱酸性水（pH５〜６）
として、医用殺菌や手指消毒などに、また洗浄作用のあ
るアルカリ水は強アルカリ水のまま器具洗浄などに、ま
た弱アルカリ水（pH８前後）として食品の洗浄や鮮度保
持などに用いられる。

【０００４】ところで、弱酸性水は、強酸性水に同時に
生成する強アルカリ水を若干混ぜて作ることができる。
これに対して、弱アルカリ水は、上記した分離手段を持
たない電解槽中で強酸性水及び強アルカリ水を生成させ
たた後、これらを分離することなく、つまり電解槽内で
混合させながら取り出して、結果として弱アルカリ水と
して利用する方法が知られている。電気分解前に中性で
あった水が電気分解によりアルカリ性に偏るのは、水中
に溶け込んでいた塩素や炭酸が電気分解によりプラス電
極側でガス化し、これが空中に散逸することによるもの
である。このような弱アルカリ水は電気分解の過程で生
じた次亜塩素酸を含んでいるため、洗浄作用に加えて殺
菌作用があり、例えばスーパーマーケットでの食品の洗
浄などによく利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記弱アル
カリ水を生成させる従来装置には、以下のような問題が
あった。 (1) 塩素ガスや炭酸ガスは空気中に散逸するものの、そ
の量が僅かであるため、原水の水道水が塩素殺菌消毒の
関係からpH６〜７で若干酸性に偏っている場合に、塩素
がガス化しないまま水中に多く残存し、十分にアルカリ
側の電解水を生成することができない。また、それを補
うために電解電力を大きくすると、消費電力が増える
他、必要以上に次亜塩素酸が生じて臭気や金属への腐蝕
性が強くなる。ちなみに、次亜塩素酸は金属への腐蝕性
があり、その濃度が高過ぎると食品容器や調理器具を腐
蝕する恐れがあり、一方、濃度が低いと殺菌効果が低下
する。 (2) 強酸性水と強アルカリ水とはすべて電解槽内で混合
されてしまうので、これらをそのまま取り出すことがで
きない。そのため、強酸性水や強アルカリ水が必要な場
合には、これらを分離して取り出す電解水供給装置を別
に設備しなければならない。 (3) 従来の弱アルカリ水生成装置は、本体部分と付帯す
る電解水タンクや供給ポンプ、散水ホースなどが別々に
供給されるため、据付け現場でシステムとして組み合わ
せる工事が厄介であり、移設も困難である。そこで、こ
の発明の課題は、上記諸問題に対応し、適正に調整され
た弱アルカリ水が確実に得られ、同時に強酸性水や強ア
ルカリ水も利用でき、かつ設置や取扱いに便利な電解水
供給装置を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、酸性水側で
生じた塩素ガスや炭酸ガスを適度に空中に散逸させるに
は、電解槽中で生じた強酸性水と強アルカリ水とをその
まま混合するのではなく、それらをいったん分離して別
々に取り出し、電解槽外で改めて混合するのがよいとい
う新たな知見に基づくものである。すなわち、この発明
は、プラス電極とマイナス電極とが対向して設置された
電解槽に電解助剤を添加した水を供給し、前記電極間に
直流電圧を印加して前記水を電気分解し、前記プラス電
極側に強酸性水を生じさせ、前記マイナス電極側に強ア
ルカリ水を生じさせる電解水供給装置において、前記強
酸性水と前記強アルカリ水とを分離して別々に前記電解
槽から取り出すとともに、これらの強酸性水と強アルカ
リ水とを前記電解槽の外で互いに混合して弱アルカリ水
を生成させるようにするものである。

【０００７】強酸性水と強アルカリ水とを混合して弱ア
ルカリ水を得る場合、これらを電解槽内でそのまま混合
しても、電解槽外に取り出してから混合しても結果とし
て変わりはないもののように思える。ところが、この出
願の発明者らは、電解槽外で混合した方が酸性水側で生
じた塩素ガスや炭酸ガスの散逸が良好となることを見出
したのである。その理由を考察するに、酸性水側の水と
アルカリ水側の水とを電解槽内で混合してしまうと、発
生した塩素ガスや炭酸ガスが電解槽内に拡散して新たに
供給された水の中にに再び溶解してしまう部分が多くな
り、弱アルカリ水と一緒に電解槽外に搬出される部分が
減ってしまうのに対し、電解槽内で強酸性水と強アルカ
リ水とを互いに分離し、それらを別々に取り出すと、酸
性水側の塩素ガスや炭酸ガスが分離手段により強酸性水
と一緒に囲い込まれ、それらの多くが槽外に搬出される
ためと考えられる。強酸性水と一緒に搬出された塩素ガ
スや炭酸ガスは、強酸性水が強アルカリ水と混合されて
弱アルカリ水として吐水される際に、その流出口から空
中に散逸される。

【０００８】ところで、アルカリ水は食材の洗浄や鮮度
保持に適しているが、脂肪や蛋白質の溶解作用があり、
アルカリ度があまり高いと食材の風味や外観など品質を
損なう。そこで、食材洗浄などの用途には７＜pH＜９の
弱アルカリ水が適している。一方、次亜塩素酸は殺菌作
用があるが、これも濃度が高すぎると異臭が残ったり、
金属を腐蝕したりするので、次亜塩素酸濃度は10〜30pp
m 、更に望ましくは15〜25ppm に調整するのがよい。上
記したこの発明によれば、電解度を高めることなく十分
にアルカリ側に寄った弱アルカリ水を生成できるので、
次亜塩素酸を過度に発生させる恐れがない。これらpHや
次亜塩素酸濃度は水の電導度に応じて電解電流を制御す
ることにより適正に調整することが可能である。

【０００９】弱アルカリ水を食材洗浄などに使用するス
ーパーマーケットなどの食材処理場を考えた場合、肉類
を捌いた際に包丁などの器具に付着した脂肪や血液を洗
浄するには強アルカリ水が必要であり、また調理設備を
効果的に殺菌するには強酸性水が必要となる。その点、
この発明では強酸性水及び強アルカリ水を電解槽から分
離して取り出すので、これらを混合する前に必要に応じ
て個別に利用することができる。それには弱アルカリ水
を貯留する弱アルカリ水タンクを設けるとともに、この
弱アルカリ水タンクと電解槽とを接続する配管の途中
に、混合前の強酸性水あるいは強アルカリ水を個別に取
り出す切換バルブを挿入するのがよい。

【００１０】一方、電解槽、電解助剤の供給部、弱アル
カリ水タンク、このタンクから弱アルカリ水を吐水する
ポンプ、電極に直流電圧を供給する電源部及びこれらを
制御する制御部を一体組立して装置を構成すれば、現地
での据付けやその後の移設などの工事が簡単になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す電解水供給装置のシステム構成図である。図示装置１
は全体が一つの筐体に一体的に収容されて構成されてお
り、電解水は電解槽２で生成される。図示電解槽２は模
式的に示したもので、槽内にプラス電極３とマイナス電
極４とが対向して設置され、電解水の出口側には電極
３，４間に分離板５が設けられている。装置１には交流
１００Ｖが供給され、装置全体は制御部６で制御され
る。さて、電源が投入されると電磁弁７が開いて水道水
の供給が開始され、同時に食塩水ポンプ８が起動して食
塩水タンク９の食塩水（電解助剤）が給水管の途中から
注入され、食塩の添加された水が電解槽２に送り込まれ
る。

【００１２】一方、電源部１０で作られた直流電圧は電
極３，４間に印加されており、電解槽２内の水は電気分
解されて、プラス電極３の近傍では強酸性水が生じ、マ
イナス電極４の近傍では強アルカリ水が生じる。また同
時に、強酸性水側には次亜塩素酸が生じるとともに、水
中の塩素及び炭酸がガス化して塩素ガス及び炭酸ガスが
生じる（次亜塩素酸及び塩素ガスの発生の反応式につい
ては、例えば特開平６−３１５６８５号公報参照）。こ
れらの強酸性水及び強アルカリ水は分離板５の作用で互
いに分離され、それぞれの取出口２ａ及び２ｂから配管
を介して電解槽２外に別々に送り出される。

【００１３】強酸性水及び強アルカリ水の出口配管には
それぞれ三方弁１１及び１２が挿入され、これらの三方
弁１１，１２の一方の出口は一つにまとめられて弱アル
カリ水タンク１３に導入されている。そこで、電解槽２
を出た次亜塩素酸、塩素ガス及び炭酸ガスを含む強酸性
水並びに強アルカリ水は、例えば毎分各 1.2リットルの
流量で三方弁１１及び１２をそれぞれ経てその出口側の
管内で混合され、例えば50リットルの容量を持つ弱アル
カリ水タンク１３に毎分 2.4リットルの流量で放出され
る。この放出の際、塩素ガス及び炭酸ガスは空中に散逸
し、弱アルカリ水タンク１３に、７＜pH＜９、次亜塩素
酸濃度10〜30ppm に調整された弱アルカリ水が貯留され
る。１３ａはドレンバルブである。弱アルカリ水タンク
１３内には４段階の高さにレベルセンサ１４が設置され
ており、タンク内の水位が最高位のセンサ１４に達する
と電解水の生成が停止される。

【００１４】タンク内の弱アルカリ水を使用するには、
押釦１５を押す。これにより、吐水ポンプ１６が起動す
るので、更にホース先端の手動バルブ１７を図示しない
レバーを押して開くと、弱アルカリ水がノズル１８から
噴出する。なお、吐水ポンプ１６はマグネットポンプが
使用されており、起動しても手動バルブ１７を開くまで
は空回りしている。使用によりタンク内の水位が低下
し、上から２番目、更には３番目のセンサ１４まで下が
ると、それに応じて図示しないランプが点灯して残存水
量を表示する。そして、水位が最下位のセンサ１４まで
低下すると、電解水の生成が再開され、以後、上記の運
転動作が繰り返される。一方、押釦１９を押すと、三方
弁１１及び１２が切り換わり、電解水の生成中であれば
直ちに、また停止中であれば生成が開始されて、吐水口
２０及び２１から混合前の強酸性水及び強アルカリ水が
それぞれ吐出される。

【００１５】図２は図１の装置１の外観を示す正面図、
図２はその側面図である。図２及び図３において、開閉
扉を有する筐体２２の前面の操作パネルには上記した押
釦１５及び１９が配置され、またその左側に上下４箇所
のレベルセンサ１４の検知水位に対応して４段階に点灯
する水位表示ランプ２３が配置されている。また、前面
下位には強酸性水及び強アルカリ水の吐水口２０及び２
１が並べて配置されている。一方、右側面には水道水の
給水管２４が引き込まれ、またその隣から弱アルカリ水
の取出ホース２５が引き出されている。ホース２５の先
端には、内蔵する手動バルブ１７（図１）の操作レバー
１７ａを有するノズル１８が取り付けられている。

【００１６】図１〜図３は装置全体が一体構成された実
施の形態を示すものであるが、それよりも大型の装置を
システム的に構成した実施の形態を図４に示す。図４に
おいて、図示装置は装置本体２６、弱アルカリ水タンク
１３、吐水ポンプユニット２７などからなっており、こ
れらは別々に据えつけられた後、互いに配管接続され
る。装置本体２６は筐体内に、２組の電解槽２、制御部
６、電磁弁７、食塩水ポンプ８、食塩水タンク９、電源
部１０、三方弁１１，１２などが収容され、これらは互
いに配管・配線接続されて一体化されている。例えば 2
00リットルの容量を持つ弱アルカリ水タンク１３は複数
段のレベルセンサ１４を備え、またタンク内の弱アルカ
リ水を循環ポンプ２８により冷却器２９を通して常時循
環させ、タンク内の弱アルカリ水を、例えば10℃に冷却
保持している。

【００１７】吐水ポンプユニット２７は、吐水ポンプ１
６、逆止弁３０、圧力スイッチ３１、圧力タンク３２な
どがユニット化されたもので、圧力タンク３２の先は多
数の蛇口３３に配管接続されている。蛇口３３を開ける
ことにより圧力タンク３２内の水圧が低下し、この圧力
低下が圧力スイッチ３１に検知されると吐水ポンプ１６
が起動し、蛇口３３から弱アルカリ水が吐出される。ま
た、押釦１９を押すと三方弁１１，１２が切り換わり、
混合前の強酸性水及び強アルカリ水がそのまま取り出さ
れる。その他の構成・作用は図１の装置と実質的に同じ
である。

【００１８】表１はこの発明の装置に係る弱アルカリ水
を用いて除菌効果を測定した結果を示すもので、試験条
件は次の通りである。pH８、次亜塩素酸濃度 19ppmの弱
アルカリ水を試験水として試験管にとり、予め20℃の恒
温槽に入れておく。試験菌を試験水に接種(10⁵〜10⁶CUF
/ml になるように0.1ml を混合) して、10秒、30秒、１
分、10分作用後に、滅菌３％チオ硫酸ナトリウムを 100
μl 添加、残留塩素を中和する。すぐに10倍段階希釈(
原液〜10⁴ 倍）して、各希釈段階の0.1ml をトリプチケ
ースソイ寒天培地及び所定の培地で培養し、発生した集
落を数える。この結果から、良好な滅菌効果が確認され
た( 表1 で＜10は菌が検出されないことを示す) 。すな
わち、この弱アルカリ水は適度な滅菌力を有する一方、
低次亜塩素酸濃度であるため、金属への腐蝕性も抑えら
れている。

【００１９】

【表１】

【００２０】上記各実施の形態において、電解槽２内で
生成した強酸性水と強アルカリ水とは分離されて電解槽
２の外に取り出されるため、強酸性水側で生じた塩素ガ
スや炭酸ガスはそのまま強酸性水と一緒にまとめて電解
槽２から搬出される。従って、電解槽２内で強酸性水と
強アルカリ水が混合される従来装置のように、発生直後
の塩素ガスや炭酸ガスが電解槽２内に拡散して新たに供
給されてきた水に再び溶解してしまうことがなく、発生
した塩素ガスや炭酸ガスの大部分が槽外に持ち出されて
散逸され、弱アルカリ水のアルカリ度が高くなる。ま
た、別々に取り出された強酸性水と強アルカリ水とは、
三方弁１１，１２の切り換えにより必要に応じてそのま
ま利用することが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、電解槽
内で酸性水側に生じた塩素ガスや炭酸ガスの空中への散
逸が良好に行われるため、電解度を高めることなく十分
にアルカリ側に寄った弱アルカリ水を確実に生成させる
ことができ、かつ次亜塩素酸濃度も適度なレベルに抑え
ることができる。また、強酸性水や強アルカリ水を混合
前に取り出すことが可能であるため、それらを得るため
に別途の装置を設備する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す電解水供給装置の
システム構成図である。

【図２】図１の装置の外観を示す正面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】この発明の異なる実施の形態を示す電解水供給
装置のシステム構成図である。

【符号の説明】

１ 電解水供給装置 ２ 電解槽 ３ プラス電極 ４ マイナス電極 ５ 分離板 ８ 食塩水ポンプ ９ 食塩水タンク １１ 三方弁 １２ 三方弁 １３ 弱アルカリ水タンク １４ レベルセンサ １５ 押釦 １６ 吐水ポンプ １７ 手動バルブ １８ ノズル １９ 押釦 ２０ 強酸性水吐水口 ２１ 強アルカリ水吐水口 ２８ 循環ポンプ ２９ 冷却器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラス電極とマイナス電極とが対向して設
   置された電解槽に電解助剤を添加した水を供給し、前記
   電極間に直流電圧を印加して前記水を電気分解し、前記
   プラス電極側に強酸性水を生じさせ、前記マイナス電極
   側に強アルカリ水を生じさせる電解水供給装置におい
   て、 前記強酸性水と前記強アルカリ水とを分離して別々に前
   記電解槽から取り出すとともに、これらの強酸性水と強
   アルカリ水とを前記電解槽の外で互いに混合して弱アル
   カリ水を生成させるようにしたことを特徴とする電解水
   供給装置。
2. 【請求項２】前記弱アルカリ水を７＜pH＜９、次亜塩素
   酸濃度10〜30ppm に調整することを特徴とする請求項１
   記載の電解水供給装置。
3. 【請求項３】前記電解槽から取り出した前記強酸性水あ
   るいは前記強アルカリ水をそれらを混合する前に必要に
   応じて個別に利用できるようにしたことを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の電解水供給装置。
4. 【請求項４】弱アルカリ水を貯留する弱アルカリ水タン
   クを設けるとともに、この弱アルカリ水タンクと前記電
   解槽とを接続する配管の途中に、混合前の前記強酸性水
   あるいは強アルカリ水を個別に取り出す切換バルブを挿
   入したことを特徴とする請求項３記載の電解水供給装
   置。
5. 【請求項５】前記電解槽、前記電解助剤の供給部、前記
   弱アルカリ水タンク、このタンクから前記弱アルカリ水
   を吐水するポンプ、前記電極に直流電圧を供給する電源
   部及びこれらを制御する制御部を一体構成したことを特
   徴とする請求項４記載の電解水供給装置。