JPH11342183A

JPH11342183A - 電解水製造装置

Info

Publication number: JPH11342183A
Application number: JP10154251A
Authority: JP
Inventors: Osamu Akiyama; 修秋山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】実際に使用する際の使い勝手を向上させる。【解決手段】あらかじめ別容器５１に溜め置いた強酸
性水をポンプ５２でくみ上げて原水の代わりに、減圧弁
１１に至る供給口に強制的に流し込む。このとき、メン
テナンススイッチ３２が押されており、これにより制御
装置３１によって、電磁開閉弁１２が「開」状態に、電
解槽２１への電解電圧供給用電源がオフ状態に、定量ポ
ンプ１６がオフ状態にされている。電解槽２１から導出
管２５、２６を経て流れ出した洗浄液は別容器５１に戻
され、循環ループが形成される。強制的に流し込まれる
強酸性水の水勢によって一種の攪拌作用が見られ、これ
により電解槽２１を含む流路系の洗浄が効率的になされ
る。

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、医療や食品産
業、農業などの分野で用いられる電解水製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電解水製造装置は、含塩素水を電気分解
することによって陽極側に強酸性水を、陰極側に強アル
カリ水をそれぞれ生成するものである。水が塩素を含む
ものであるとき陽極側で発生する強酸性水には殺菌能力
を有する次亜塩素酸が含まれる。とくに、水に塩化ナト
リウムや塩化カリウム等の塩化物の溶液を加えて電気分
解を行なったときに陽極側で発生する強酸性水は、次亜
塩素酸を数１０ｐｐｍ含み、低ｐＨ（２．５〜３．
０）、高ＯＲＰ（＋１１００ｍＶ程度）を示し、強力な
殺菌効果を持つことが知られている（なおＯＲＰは酸化
還元電位を表す）。

【０００３】そこで、この生成された強酸性水は、医療
の分野では、病院での手指消毒、院内感染を起こすＭＲ
ＳＡの殺菌などに効果あるものとして用いられ、食品産
業では厨房機器の消毒・殺菌、水産加工業での魚の殺
菌、Ｏ−１５７の殺菌などに用いられている。また、農
業の分野では、塩化カリウムを添加した水を電気分解し
て得た強酸性水をハウス栽培（メロン、野菜、梨、花な
ど）の病原菌の消毒、稲もみの殺菌などに用い、これに
より農薬の使用量を少なくし環境に優しい農業を目指す
動きがある。

【０００４】ところで、この電解水製造装置では、電解
槽内部を含めて流路系が時間とともに汚れてくることが
必須である。この汚れの原因は、電解水の原水として使
用される水道水に含まれる溶存炭酸カルシウムや溶存マ
グネシウムなどにある。これらの無機塩類が電解によっ
て析出し、電極表面や隔膜上や電解槽底部に付着・成長
する。

【０００５】そこで、従来の電解水製造装置では、定期
的に陽極と陰極とを交代させる、いわゆるポールチェン
ジを行うようにしている。しかし、こうしても、水道管
内に長時間かかって水垢が堆積・成長していくように、
次第に、塩類が電解槽内部にこびり付いていくことは避
けられない。その結果、電解効率が低下し、強酸性水中
の次亜塩素酸濃度が低下していくことになる。そのた
め、電解槽内部の洗浄は行わず、電解槽自身を定期的に
新品と交換しているというのが実状である。

【０００６】また、電解水製造装置からは、強酸性水と
強アルカリ水とが得られ、これらがすべてその用途にし
たがって使用し尽くされればよいが、そのまま流して廃
棄しようとすると問題が生じる。強酸性水は強い金属腐
食性を有するため、たとえば、家庭用の通常のステンレ
ス製の流しでは１日で錆が生じる。通常の家庭や事業所
では、耐薬品性の強い塩化ビニールばかりでなく、相当
量の金属配管が使われるのが普通であるから、電解水を
排出する場合にはなんらかの注意が必要であり、大量の
水で薄めて排出することも実行されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解水製造装置では、電解水の排出に注意しなければな
らないことやメンテナンス費用が高いことなど現実の使
用面で問題がある。すなわち、従来のように電解槽を定
期的に新品と交換する場合は、この電解槽自身の寿命が
長くても約３，０００時間程度といわれているように比
較的短時間であり、しかも交換用の電解槽が相当高価で
あるため、メンテナンス費用がきわめて高いものとなっ
ている。また、大量の水で薄めて排出しなければならな
いというのでは水資源の無駄使いともいえ、「環境に優
しい」と矛盾するばかりでなく、排出のたびにいちいち
注意しなければならない煩わしさも無視できない。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、実際に使用する
際の使い勝手を高めるように改善した電解水製造装置を
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】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明による電解水製造装置におい
ては、電解槽と、該電解槽に、塩化物溶液をミキシング
した原水を導入させる流路系と、電解槽で生成された強
酸性水と強アルカリ水とをそれぞれ導き出す流路系と、
メンテナンス時の操作によって上記の流路系をすべて開
放状態にする制御装置と、メンテナンス時に、予め別容
器に溜め置いた強酸性水を原水の代わりに導入側流路系
に強制的に流し込んで、電源オフとされた電解槽および
導出側流路系を経て流し出す、強酸性水の強制的な流れ
を作る手段とが備えられることが特徴となっている。

【００１０】電解槽の陰極側で発生する無機塩類は、陽
極側で発生する強酸性水によって溶解される。本発明者
は、単純にこの強酸性水に浸すだけでは無機塩類の溶解
速度が遅く、作業性が悪くて実用的でないこと、およ
び、これに反して、強酸性水を強制的に流すとこの流れ
によって機械的な攪拌作用が働いて著しく溶解速度が高
まることを種々に実験を繰り返した結果として見出し
た。これに基づき、メンテナンス時には、流路系をすべ
て開放状態にした上で、予め別容器に溜め置いた強酸性
水を原水の代わりに導入側流路系に強制的に流し込ん
で、電源オフとされた電解槽に導入し、強酸性水用と強
アルカリ水用の２つの導出側流路系を経て流し出すよう
にしている。そのため、電解水製造装置内部の塩類の付
着する可能性のある部分はすべて酸性水により効率的に
溶解・洗浄されることになる。これにより、電解槽の交
換が不要になるほど長寿命化できるので、メンテナンス
費用が低廉になり、実際の使用に当たっての使い勝手が
向上する。

【００１１】請求項２に記載の発明による電解水製造装
置においては、電解槽と、該電解槽に、塩化物溶液をミ
キシングした原水を導入させる流路系と、電解槽で生成
された強酸性水と強アルカリ水とをそれぞれ導き出す流
路系と、強酸性水導出用流路系に接続された、オーバー
フロー部を有する第１の貯溜槽と、強アルカリ水導出用
流路系に接続され、かつ上記第１の貯溜槽のオーバーフ
ロー部をオーバーフローした強酸性水が流れ込むように
された第２の貯溜槽と、該第２の貯溜槽に接続された排
水用流路系とが備えられることが特徴となっている。

【００１２】強酸性水は第１の貯溜槽に流されるが、こ
の第１の貯溜槽は、オーバーフロー部を持っていて、一
定量以上貯溜されるようになったときに、強酸性水がオ
ーバーフローするようになっている。他方、強アルカリ
水は第２の貯溜槽に溜められる。そして、第１の貯溜槽
からオーバーフローした酸性水が第２の貯溜槽に流れ込
むようになっている。そのため、第１の貯溜槽をオーバ
ーフローして外部に流れようとする強酸性水は、かなら
ず、強アルカリ水で混合・中和されたのち、排水される
ことになる。強酸性水および強アルカリ水とも一定量が
貯溜されるので、強酸性水が導出されるときに強アルカ
リ水が使用されて導出されない場合にも、それまでに貯
溜されていた強アルカリ水による中和が確実になされ
る。これにより、腐食性のきわめて高い強酸性水がその
まま排水されないことが確保される。その結果、薄める
ために大量の水を消費することを避けることができると
ともに、電解水の排出に当たっての煩雑さを解消するこ
とができて、実際の使用上の使い勝手を向上させること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、水道水などの原水は減圧弁１１、電磁開閉弁１２、
および流量センサ１３を経てミキサー１４に送られる。
他方、容器１５に貯えられた高濃度の塩化物溶液（たと
えばＮａＣｌ、ＫＣｌなどの塩化物の高濃度水溶液）が
定量ポンプ１６によりミキサー１４に供給される。この
ミキサー１４において、原水と塩化物溶液とが混合さ
れ、塩化物濃度が約０．１％程度となる。この希釈水が
電解槽２１の陽極２２側と陰極２３側とに供給される。

【００１４】電解槽２１は、イオン交換膜などの隔膜２
４によって陽極２２側と陰極２３側とに分けられてい
る。この２つの電極２２、２３に直流の電解電圧が印加
されると直ちに電気分解が起こり、陽極２２側には強酸
性水が、陰極２３側には強アルカリ水がそれぞれ生成さ
れる。これらが供給されて使用に供されることになる。

【００１５】電解槽２１の陽極２２側および陰極２３側
で生成された強酸性水および強アルカリ水は、それぞれ
導出管２５、２６によって取り出され、使用目的にした
がって適宜消費される。使用されない電解水は、排水ユ
ニット４１を介して廃棄される。

【００１６】排水ユニット４１は、上から見た平面図で
ある図２をも参照しながら説明すると、酸性水用の導出
管２５が接続されている貯溜槽４２と、強アルカリ水用
の導出管２６が接続されている貯溜槽４３とを有してい
る。これらの貯溜槽４２、４３は隔壁４４によって隔て
られることによって独立したものとされている。ただ
し、隔壁４４の一部には、他の部分よりも低くなったオ
ーバーフロー部４５が設けられていて、貯溜槽４２に貯
まった強酸性水の液面レベルがこのオーバーフロー部４
５を超えるようになったとき、強酸性水がオーバーフロ
ーして隣の貯溜槽４３に注ぎ込むようになっている。

【００１７】貯溜槽４２には、導出管２５から注ぎ込ま
れた強酸性水が、蛇行してオーバーフロー部４５に向か
うことにより、静水状態で静かにオーバーフローするよ
うにするための、仕切り板４７が設けられている。貯溜
槽４３に貯溜される液体の液面レベルが一定の高さにな
ったとき、その高さに取水口の設けられた排水管４６か
ら流れ出すようになっている。貯溜槽４３に強アルカリ
水を注ぎ込む導出管２６の注入口は、この排水管４６の
取水口のレベルよりも高い位置に設けられている。

【００１８】そのため、強アルカリ水が一定量だけ貯溜
槽４３に貯溜されると排水管４６から排水されることに
なる。また、強酸性水は隔壁４４のオーバーフロー部４
５をオーバーフローして貯溜槽４３にいったん流れ込ん
だ後でないと排水されない。そのため、かならず、強酸
性水は貯溜槽４３において強アルカリ水を混合されて、
中和された後で排水されることになり、強酸性水がその
まま直接排水されることがなくなる。

【００１９】とくに、強アルカリ水が導出管２６から貯
溜槽４３に注入されないとき（強アルカリ水のみが使用
されているときなど）でも、以前に貯えられていた貯溜
槽４３内の強アルカリ水を強酸性水の中和に利用でき、
また強酸性水側でもオーバーフローするほどの量が貯ま
らないと流れ出さないことに着目すべきである。つま
り、強酸性水が中和されずにそのまま排水管４６から排
水されてしまうという事態が生じるのは、非常に長時間
強アルカリ水が導出されず、しかもその間に貯溜槽４２
のオーバーフロー部４５をオーバーフローし、かつその
オーバーフローした量が排水管４６の取水口のレベルに
まで到達するようなものとなるという、非常にまれで、
かつ時間のかかる経過を経た後でなければ生じない。

【００２０】なお、ここでは、貯溜槽４２、４３の底面
レベルは同じとしている（図１参照）が貯溜槽４２側を
貯溜槽４３側に比較して高くしてもよいし、底面レベル
をオーバーフロー部４５に向かって緩やかに低くするよ
う傾斜させてもよい。また、蛇行させるための仕切り板
４７の代わりにオーバーフロー部を複数段設ける構成な
ども考えられる。その他、具体的な形状等は種々に考え
得る。

【００２１】電解水製造装置の洗浄を行うときは、ま
ず、原水供給用の水道等の栓を閉め、これと減圧弁１１
へ至る原水供給口とを接続している配管系を取り外す。
そして、あらかじめ、通常運転時に生成した強酸性水の
みを別容器５１に溜め置いておく。その場合、貯溜槽４
２に貯まっていた強酸性水を利用することもできる。

【００２２】そして、制御装置３１に設けられたメンテ
ナンススイッチ３２をオンにする。すると、陽極２２、
陰極２３に電解電圧を印加する電源がオフとなり、同時
に電磁開閉弁１２が「開」になる。この電磁開閉弁１２
は、電解水製造装置の電源スイッチをオフにすると通
常、「閉」の状態で固定されて水道水などの原水が無駄
に流れないようにされているのであるが、メンテナンス
スイッチ３２をオンにしたときだけは、これと反対に
「開」の状態に固定される。そして、このとき定量ポン
プ１６もオフとなり、塩化物溶液のミキサー１４への供
給も停止する。

【００２３】その後、さきほど取り外した原水供給口へ
の配管系をポンプ５２の吐出口に接続する。このポンプ
５２の取水口は別容器５１内の強酸性水内に配置され
る。さらに強酸性水用および強アルカリ水用の導出管２
５、２６を排水ユニット４１から取り外し、別容器５１
に取り付ける。

【００２４】ここで、ポンプ５２をオンにすると、強酸
性水が勢いよく、減圧弁１１、電磁開閉弁１２、流量セ
ンサ１３、ミキサー１４を経て電解槽２１に至る導入側
流路系に流れることになる。さらにこの水勢の強い強酸
性水は電解槽２１の陽極２２側および陰極２３側に流れ
込んだ後、導出管２５、２６を経て噴出してくる。この
導出管２５、２６からの水は別容器５１に戻され、洗浄
用の循環ループが形成されたことになる。

【００２５】この場合、導出管２５、２６から最初に噴
出してくる水はかなり白濁したものとなって、多量の塩
類が含まれることがあるので、最初の数分だけは、導出
管２５、２６からの廃液は、水道水で希釈して廃棄し、
その後別容器５１に戻す循環ループを形成するようにし
てもよい。また、別容器５１に溜め置いた強酸性水が多
量である場合は、循環するには及ばず、流しっぱなしに
することもできる。この場合は、導出管２５、２６から
流出する廃液は、過剰の水道水で希釈しながら廃棄する
ことになる。強酸性水が十分に確保できない場合は、そ
の代わりに塩素系家庭用洗剤や希塩酸などを使うことも
できる。

【００２６】なお、電解槽２１を含む流路系の洗浄は、
ちょうど１箇月に１回くらいの割合で行えば十分であ
る。そのため、このような別容器５１やポンプ５２や水
道栓からの原水とポンプ５２からの強酸性水とを切り換
える切り換え弁などをあらかじめ電解水製造装置に組み
込んでおくことはいたずらに構造を複雑化しコスト的に
もかえって効率を悪くする。上記のような配管系の取り
外し、取り付けを手作業で行う程度の構成が妥当と思わ
れる。また、別容器５１やポンプ５２および配管用のゴ
ムパイプなどをサービス員が持参し、一月に１回くらい
のペースでユーザーを巡回するシステムをとることも考
えられる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の電解水
製造装置は、実際の使い勝手の向上したものとなってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。

【図２】同実施形態にかかる排水ユニットを上から見た
概略的平面図。

【符号の説明】

１１減圧弁１２電磁開閉弁１３流量センサ１４ミキサー１５塩化物溶液１６定量ポンプ２１電解槽２２陽極２３陰極２４隔膜２５強酸性水用導出管２６強アルカリ水用導出管３１制御装置３２メンテナンススイッチ４１排水ユニット４２強酸性水用貯溜槽４３強アルカリ水用貯溜槽４４隔壁４５オーバーフロー部４６排水管４７仕切り板５１別容器５２ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解槽と、該電解槽に、塩化物溶液をミ
キシングした原水を導入させる流路系と、電解槽で生成
された強酸性水と強アルカリ水とをそれぞれ導き出す流
路系と、メンテナンス時の操作によって上記の流路系を
すべて開放状態にする制御装置と、メンテナンス時に、
予め別容器に溜め置いた強酸性水を原水の代わりに導入
側流路系に強制的に流し込んで、電源オフとされた電解
槽および導出側流路系を経て流し出す、強酸性水の強制
的な流れを作る手段とを備えることを特徴とする電解水
製造装置。
【請求項２】電解槽と、該電解槽に、塩化物溶液をミ
キシングした原水を導入させる流路系と、電解槽で生成
された強酸性水と強アルカリ水とをそれぞれ導き出す流
路系と、強酸性水導出用流路系に接続された、オーバー
フロー部を有する第１の貯溜槽と、強アルカリ水導出用
流路系に接続され、かつ上記第１の貯溜槽のオーバーフ
ロー部をオーバーフローした強酸性水が流れ込むように
された第２の貯溜槽と、該第２の貯溜槽に接続された排
水用流路系とを備えることを特徴とする電解水製造装
置。