CN107848844A - 电解水生成器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能有效率地生成含有次氯酸类的电解水，且能稳定设置的电解水生成器。本发明的电解水生成器，具备电解部；所述电解部，具有具备阳极与和所述阳极对向配置的阴极的电极对、所述阳极与所述阴极之间的无隔膜型的电解液流动路径；所述电极对，以所述阳极成为上侧、且所述阴极成为下侧的方式倾斜配置；所述电解液流动路径，以电解液从下侧流入所述电解液流动路径的方式设置，且电解液通过所述电极对电解生成的含有次氯酸类的电解水从所述电解液流动路径的上侧流出的方式设置；所述电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上85度以下的方式配置。

Description

电解水生成器
技术领域
本发明有关电解水生成器。
背景技术
次氯酸、次氯酸钠等的次氯酸类，作为水及废水的处理用、排水的处理用、家庭的厨房用或洗涤用等的漂白剂、杀菌剂等而使用。次氯酸盐的制造，是使通过电解食盐水等的碱金属氯化物的水溶液而获得的碱性氢氧化物，和氯气进行反应而制造的方法，或是在无隔膜电解槽中电解碱金属氯化物的水溶液，在电解槽中以制造次氯酸盐水溶液的方法进行。
通过电解碱金属氯化物的水溶液制造次氯酸类的方法，被认为是如化学反应式(1)、(3)进行阳极反应，如化学反应式(4)进行阴极反应。另外，被认为是以化学反应式(2)的方式，以阳极反应产生的Cl2与水的反应进行。
2Cl－→Cl2+2e－…(1)
Cl2+H2O→HCl+HClO…(2)
H2O→1/2O2+2H++2e－…(3)
2H2O+2e－→H2+2OH－…(4)
此外，水溶液为强酸性(pH值在3以下)的时候，化学反应式(2)的反应速度变慢，有通过逆反应生成氯气的情况。
另外，已知制造包含次氯酸类的电解水的方法(例如参照专利文献1～6)。
专利文献1:特开平4-74879号公报
专利文献2:特开平5-237478号公报
专利文献3:特开平6-292892号公报
专利文献4:特开平9-253650号公报
专利文献5:特开2001-29955号公报
专利文献6:特开2001-48199号公报
但是，在现有的电解水的制造方法中，为了防止氯气或氢气滞留在阳极与阴极之间，垂直地配置阳极及阴极来制造电解水。但是，垂直地配置阳极及阴极的时候，在电解水生成器大型化的情况下，会有电解水生成器的高度变高而容易翻倒的情况。
本发明是有鉴于如此的事态，提供能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水，且能稳定设置的电解水生成器。
本发明提供一种电解水生成器，其特征在于，具备电解部；所述电解部，具有具备阳极与和所述阳极对向配置的阴极的电极对、所述阳极与所述阴极之间的无隔膜型的电解液流动路径；所述电极对，以所述阳极成为上侧、且所述阴极成为下侧的方式倾斜配置；所述电解液流动路径，以电解液从下侧流入所述电解液流动路径的方式设置，且电解液通过所述电极对电解生成的含有次氯酸类的电解水从所述电解液流动路径的上侧流出的方式设置；所述电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上85度以下的方式配置。
本发明的电解水生成器具备电解部，由于电解部是具有阳极与所述阳极对向配置的阴极的电极对、以及阳极与阴极之间的无隔膜型的电解液流动路径，通过对电极对施加电压，能电解流过电解液流动路径的电解液，能生成包含次氯酸类的电解水。
电解部含有的电极对，以阳极成为上侧阴极成为下侧的方式倾斜配置，电解液流动路径，是以从电解液下侧流入电解液流动路径的方式设置，且以电解液是从所述电极对电解生成的包含次氯酸类的电解水，从所述电解液流动路径的上侧流出的方式设置，能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水。此事会从本发明者等进行的实验证实。
能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水的理由，被认为是如下述。在本发明的电解水生成器中，由于通过在下侧配置的阴极之阴极反应生成氢气，在阴极上产生气泡，能使此气泡以横切过流体的流动方向的方式，朝向在上侧配置的阳极上浮。通过因此气泡的上浮而产生的流体的流向，能使在阴极附近的流体、与在阳极附近的流体搅拌、混合，能促进阳极之阳极反应。因此，能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水。另外，通过在下侧配置阴极，生成从阴极朝向阳极的流向，通过阳极反应产生的氯气、氧化物质、次氯酸等，能抑制阴极的电极面的氧化，被认为能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水。另外，由于能抑制阴极的电极面的氧化，在阴极能利用Ti电极，能降低电解水生成器的制造成本。
由于在电解部含有的电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上85度以下的方式配置，能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水。此事会从本发明者等进行的实验证实。另外，由于将电极对非常地倾斜配置，电解水生成器的高度能变低，能实现可稳定设置的电解水生成器。由此，能降低电解水生成器的翻倒等的风险。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电解水生成器的概略剖面图。(第一实施方式)
图2的(a)～(e)是本发明的一实施方式的电解水生成器的一部分的概略剖面图。(第二～六实施方式)
图3是本发明的一实施方式的电解水生成器的一部分的概略剖面图。(第七实施方式)
图4是表示有效氯浓度测定实验的测定结果的图表。
图5是表示电解水检测实验的测定结果的图表。
图6是表示电解水检测实验的测定结果的图表。
具体实施方式
本发明的电解水生成器，其特征在于，具备电解部；所述电解部，具有具备阳极与和所述阳极对向配置的阴极的电极对、所述阳极与所述阴极之间的无隔膜型的电解液流动路径；所述电极对，以所述阳极成为上侧、且所述阴极成为下侧的方式倾斜配置；所述电解液流动路径，以电解液从下侧流入所述电解液流动路径的方式设置，且电解液通过所述电极对电解生成的含有次氯酸类的电解水从所述电解液流动路径的上侧流出的方式设置；所述电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上85度以下的方式配置。
本发明的电解水生成器含有的电极对，优选为以相对于垂直方向的倾斜角度为50度以上且80度以下的方式配置。
由此，能效率良好地生成包含次氯酸类的电解水。另外，由于电极对十分倾斜地配置，电解水生成器的高度能变低，能实现可稳定设置的电解水生成器。由此，能降低电解水生成器的翻倒等的风险。
本发明的电解水生成器含有的阳极及阴极，优选为具有实质上长方形的电极面，且以电极面的长边方向的一方的端成为上侧，另一方的端成为下侧的方式配置。
由此，电解液流动路径能变长，电解效率能变高。
本发明的电解水生成器含有的电极对，优选为阳极与阴极的间隔、与电极面的长边方向的长度的比以1：100～1：10的方式设置。
由此，通过阴极反应产生的气泡能上浮而接近阳极，电解效率能变高。
本发明的电解水生成器含有的阴极，优选为Ti电极。
由于Ti电极能以比较低价制造，电解水生成器的制造成本能降低。另外，由于阴极配置在电极对的下侧，能抑制在阴极产生的氢气吸附到Ti电极上，能抑制Ti电极的变形的产生。
成为电解水的原料的电解液，优选为包含酸性物质及碱金属氯化物的水溶液。
由此，能生成包含次氯酸类的电解水。另外，生成的电解水能为微酸性～中性，能提升电解水的除菌性。
本发明的电解水生成器，优选为具备稀释部，所述稀释部是将通过电解部生成的电解水进行稀释。
通过在稀释部稀释通过电解部生成的电解水，制造的电解水的量能变多。另外，能抑制成为电解水的原料的电解液的消耗。
本发明的电解水生成器，优选为还具备使电极对进行冷却的冷却部，冷却部优选为通过稀释电解水的水来冷却电极对的方式设置。
由此，能抑制因电解反应的反应热而电极对的温度变高，能抑制电解效率降低。
本发明的电解水生成器，优选为还具备电解液供给部、检测部，且检测部优选为检测从电解液供给部供给向电解液流动路径电解液的供给量的减少。电解液供给部，能以将水槽(tank)内贮存的电解液供给向电解液流动路径的方式设置。
顺带一提，通过电解液的供给量的减少，而减少电解部内的电解液量的时候，会有实质上接触电解液而有助于电解的电极的面积即电极的有效面积减少的情况。特别是如本发明，不考虑现有的常识那样地倾斜配置电解用的电极对的情况，相对于相同的电解液量的变动，电极的有效面积的变动比率变大。
因此，期望具备比现有的电解水生成器，能更迅速地检测异常的检测器。
因此，检测部具备测定所述电解物质(电解液)或所述电解生成物(电解水)或其两方的混合物的电特性的检测用电极，且优选为检测供给向所述电解部的电解物质(电解液)的供给量的减少、或从电解部排出的电解生成物(电解水)的排出量的减少。
此外，有可能将作为在本说明书中的电解物质的一者的电解液、作为电解生成物的一者的电解水进行置换。
再者，所述检测用电极，能设置在所述电解用电极的上方。
或者，所述检测用电极，能设置在相较于所述电解用电极的更上游侧。
或者，所述检测用电极，设置在相较于所述电解用电极的更下游侧，且能设置在所述电解部中或者连接于所述电解部的配管中。
再者，所述检测用电极，具备至少一组的电极对，且所述检测用电极的电极对的一方的电极，能与所述电解用电极电连接。
再者，所述检测用电极，具备至少一组的电极对，且所述检测用电极的电极对的一方的电极，能与所述电解用电极作为一体而成形。
再者，所述检测用电极，优选为以倾斜配置的方式设置。
再者，所述检测用电极，优选为以测定通过电解液的电解生成的气体与电解水的气液混合流体的电特性的方式设置。
再者，所述检测部，优选为基于对所述检测用电极施加的电流–电压特性的随时间经过变化的变化量，检测供给向所述电解部的电解物质供给量的减少。
再者，所述检测部，能基于对所述检测用电极施加的电压的变化量的微分值或流过所述检测用电流的电流变化量的微分值，检测供给向所述电解部的电解物质的供给量的减少。
另外，检测部是基于对所述电解用电极施加的电流–电压特性的随时间经过变化的变化量，检测出供给向所述电解部的电解物质(电解液)供给量的减少即可。
再者，所述检测部是基于对所述电解用电极施加的电压的变化量的微分值或流过所述电解用电极的电流的变化量的微分值，检测供给向所述电解部的电解物质的供给量的减少即可。若是此检测部，能共用电解用电极、与检测用电极。
由此，通过检测部能检测供给向电解部的电解物质的供给量的减少，能及早停止向电极对的电压的施加。由此，能防止构成电解部的电解用电极或其他的部件异常发热，能使电解装置的安全性提升。另外，能抑制构成电解部的电解用电极及其他的部件损伤，能使电解装置的寿命特性提升。
由此，能通过检测用电极进行检测在电解部中的电解水是否正常生成。
以下，使用附图说明本发明的一实施方式。在附图或以下的记述中所示的构成，是为例示，本发明的范围不限于在附图或以下记述中表示者。
本实施方式的电解水生成器，包含第一～第七实施方式的电解水生成器。图1是本发明的第一实施方式的电解水生成器的概略剖面图。
本实施方式的电解水生成器25，其特征在于，具备电解部5；所述电解部5，具有阳极3与阳极3对向配置的阴极4的电极对1、阳极3与阴极4之间的的无隔膜型的电解液流动路径7；电极对1，以阳极3成为上侧，阴极4成为下侧的方式倾斜配置；电解液流动路径7，以电解液12从下侧流入电解液流动路径7的方式设置，且电解液12从通过电极对1电解生成的含有次氯酸类的电解水的电解液流动路径7的上侧流出的方式设置；电极对1，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上且85度以下的方式配置。
另外，本实施方式的电解水生成器25，能具有稀释通过电解部5生成的电解水的稀释部18、冷却电极对1的冷却部34、电解液供给部13、检测部27或搅拌部19。
在图1，为了使生成器的主要构成部变得容易理解，虽然以深度方向不重迭的方式图示，但是通过在延着电极间流动路径方向的延长的方向具备电解部5的喷出口，且能以从稀释水流过的阀门16的流动路径26、稀释部18、流动路径24、搅拌部19、及喷出口29的高度与电解部5的高度大致相同的方式配置。再者，通过在延着电极间流动路径方向的延长的方向也具备电解部5的供给口，使流动路径23、电解液供给部13(泵15)、水槽11的底面能与电解部5的最低位置成为大致相同。关于水槽11，通过使其附在外部，因为能使电解水生成器25本体的大小变得致密，且对应于大容量的水槽或小容量的水槽等利用场合选择水槽，所以很方便。
由此，生成器内部的高度大致能变低到大致为电解部5的高度。再者，通过以80度设置本发明的电解部，能实现以往不可能的高度的生成器。
以下，说明关于本实施方式的电解水生成器25。
电解液供给部13，能以贮存在水槽11的电解液12通过泵15，供给向电解液流动路径7的方式设置。水槽11可以是内设于电解水生成器25，也可以是附在电解水生成器25外部。水槽11附在电解水生成器25外部的情况，电解水生成器25，能具有电解液流入口。由此，电解液流入口与附在外部的水槽11，能以配管连接。电解液供给部13，能具备大容量的水槽11或一般容量的水槽11中的至少一方。由此，配合电解水生成器25的用途能改变水槽11的容量。
此外，水槽11配置在比电解部5更高的部分，在能通过重力向电解部5供给电解液12的情况，能取代泵15设置阀门。
电解液供给部13供给向电解液流动路径7的电解液12，能是包含酸性物质及碱金属氯化物的水溶液。另外，电解液12可以是包含氯酸、醋酸或柠檬酸、或氯化钠及氯化钾中至少一方的水溶液。由此，通过电解部5，能生成包含次氯酸(HClO)、次氯酸盐(NaClO、KClO等)及碱金属氯化物的电解水。
电解部5，具有电极对1，所述电极对1具有阳极3、与阳极3对向配置的阴极4。阳极3及阴极4各自成为板状，且阳极3的电极面8与阴极4的电极面9以无隔膜且对向的方式设置。另外，阳极3的电极面8与阴极4的电极面9之间，成为电解液流动路径7。通过如此设置阳极3及阴极4，能使电极间距离变短，能使电解效率提升。另外，阳极3及阴极4，能以大致平行且电极间距离成为1mm～10mm的范围内的方式配置。此外，阳极3的电极面8与阴极4的电极面9，可以是与平面状的电极面以对向的方式设置，也可以是与曲面状的电极面以对向的方式设置。
电极对1，可以是一片的阳极3与一片的阴极4以对向的方式设置，也可以是阳极3与阴极4以交互地相隔间隔层积的方式设置，也可以是多个电极以层积在中间的电极的一方的面为阳极3、另一方的面为阴极4的方式设置。
例如，电极对1，可以包含由钛板构成的电极(称为Ti电极)、与在钛板上将铂和铱通过烧结法涂布的电极(称为披覆Pt–Ir的Ti电极)。另外，能以Ti电极成为阴极4、披覆Pt–Ir的Ti电极成为阳极3的方式，使电源部与电极对1连接。
也可以是如图1所示的电解水生成器25，电解液12的供给流动路径23连接于电解液流动路径7，以电解液流动路径7连接于电解水流动路径24的方式设置电极对1。另外，电解部5，可以具有使从电解液供给部13供给的电解液12流入向电解液流动路径7的流入口、与流过电解液流动路径7的电解水流出的流出口。由此，能通过电解部5连续地制造电解水。从此流出口流出的电解水，也可以流入稀释部18。
也可以是在电解槽或稀释槽的电解液12中浸渍电极对1。在此情况，通过电极对1之通过电解产生的气泡的上浮产生电解液12的流动，而形成电解液流动路径7。
例如，电解部5之电解处理，被认为是如所述的化学反应式(1)、(3)进行阳极反应，且如所述的化学反应式(4)进行阴极反应。另外，如所述的化学反应式(2)的反应，被认为是在电解部5内、稀释部18、电解水流动路径24、搅拌部19等进行。因此，在电解部5生成的电解水，是氯气、氢气等的气泡混合到电解水中的气液混合流体。另外，如化学反应式(2)进行反应的时候，气泡减少的电解水的次氯酸盐类的浓度变高。因为(2)的反应比较迅速，所以生成的氯分子的多数在电解部5中转换成次氯酸类。因为未转换的氯分子在稀释部20暴露在大量的水(H2O)中，所以流过电解水流过路径的期间，氯气的气泡几乎消灭。
此外，虽然有含有碱金属氧化物的水溶液在进行电解的时候，产生次氯酸钠、次氯酸钾等的次氯酸盐的电解水为碱性的情况，但是由于在本实施方式电解液12含有酸性物质，电解水成为大致中性。
通过电解水生成器25制造的电解水的pH值，可以是例如6.5～7.5。另外，以电解水的pH值成为6.5～7.5的方式，能调整电解液12的碱金属氯化物与酸性物质的比率。
再者，欲使pH值更酸性的情况，通过调整电解液含有的酸性物质的比率、向电解部的电解液的供给量、对电解用电极施加的电压、或流过电解用电极的电流量，能调整电解水的pH值。
电极对1，以阳极3成为上侧且阴极4成为下侧的方式倾斜配置。另外，在阳极3的电极面8与阴极4的电极面9之间形成的电解液流动路径7，以电解液12从下侧流入电解液流动路径7的方式设置，且电解液12从电极对1电解生成的包含次氯酸类的电解水从电解液流动路径7的上侧流出的方式设置。由此，通过在阴极4的电极面9产生的气泡的上浮的流体的流动，阴极4附近的流体与阳极3附近的流体能搅拌、混合，被认为能促进在阳极3之电极反应。因此，能生成有效氯浓度高的电解水。
另外，阴极4使从在下侧配置的阴极4朝向阳极3产生流动，由此被认为能通过阳极反应产生的氯气、氧化性物质、次氯酸等，抑制阴极4的电极面9的氧化，且被认为能有效率地生成含有次氯酸类的电解水。另外，由于能抑制阴极4的电极面9的氧化，能在阴极4利用Ti电极，能降低电解水生成器25的制造成本。
另外，在下侧配置阴极4，由此由于通过阴极反应产生的氢气，容易从阴极4的电极面9脱离，通过在阴极4的电极面9滞留气泡，能抑制阴极有效面积的降低，且能抑制电解效率的降低。另外，在阴极4使用Ti电极的情况，能抑制在Ti电极吸收氢分子而产生阴极4的变形。
电极对1，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上且85度以下的方式配置。另外，电极对1，优选为以相对于垂直方向的倾斜角度为50度以上且80度以下的方式配置。因此，能有效率地生成含有次氯酸类的电解水。此事会通过本发明者等进行的实验证实。另外，由于将电极对1配置成非常倾斜，电解水生成器25的高度能变低，能实现可稳定设置的电解水生成器25。由此，能降低电解水生成器25的翻倒等的风险。
例如，试作了以4mm的间隔具备50mm×100mm×0.5mm大小的披覆Pt–Ir的Ti电极的电解部。由于以电解部全体的厚度为16mm且长度为140mm，在大致中央附近分割为二且能填装电极的方式，在中央用以具备突缘的突缘部的厚度为34mm。以角度80度设置此电解部，制作电解水生成器之处，突缘部的高度需要为最高36mm的高度。若不是突缘部，可已是35mm左右的高度。组合构成其他的电解水生成器的部件，收容在厚度2mm的树脂壳体之处，虽然占有面积较大，但是能实现约40mm左右的极薄的生成器。
阳极3优选为实质上具有长方形的电极面8，且以电极面8的长边方向的一方的端成为上侧，另一方的端成为下侧的方式配置。另外，阴极4优选为实质上具有长方形的电极面9，且以电极面9的长边方向的一方的端成为上侧，另一方的端成为下侧的方式配置。由此，电解液流过路径7能变长，电解效率能变高。
电极对1，是优选为阳极3与阴极4的间隔、与电极面8或电极面9的长边方向的长度的比以1：100～1：10的方式设置。由此，通过阴极反应产生的气泡能上浮而接近阳极3，电解效率能变高。
在电极对1的下游侧能设置检测部27。检测部27，以检测从电解液供给部13供给向电解液流动路径7的电解液12的供给量的减少的方式设置。另外，检测部27，可以设置在比电极对1更高的位置。
检测部27，可以是测定电解水的电特性(电流、电压、电阻、电容等)的检测用电极28，也可以是光学性地检测电解水的状态的光检测部。但是，检测部27优选为简单的系统。虽然由于电容或光学性检测方法是非接触，因为不考虑因电解水造成的影响为佳，能容易地采用作为检测方法，但是需要另外的特殊部件或控制电路。在检测用电极的情况，根据对象，适切的电压或电流的条件不同，再者因为在本发明中含有电解质的电解液为对象，作为本领域技术人员的通常知识，被认为是电极的检测困难而未实用化。也就是，因为为了检测电解液通过电压或电流电解，所以无法获得电解液其本身的电特性，再者通过电解生成的电解水为反应性的液体(例如如次氯酸水或次氯酸盐水般有氧化力的液体)的情况，因为考虑到电极自体氧化而变化等，被认为缺乏稳定性且无法确保实用性的寿命。因此，为了长期间长期使用搭载生成器作为用途低价且寿命长的检测器，被认为难以使用电极实现。实际上，在发明者的检讨中，必须适切选择电极的设置位置、设置位置的流动路径的大小，是不容易发明的。例如在流动路径中为了设置电极流动路径，设置断面积较大的检测用区域之处，不形成气液分离的液膜，无法顺利检测液体(气泡与气泡之间的液膜)。另外，在以不使液膜破裂的方式使流动路径较小，且电极间设置成较窄的情况下，液膜成为通过表面张力在电极之间拉伸，无法检测气泡。皆无法检测明确的电流峰值，无法及早判别稳定状态与异常状态。
将贮存在水槽11的电解液12通过泵15供给向电解部5的制造电解水的情况，持续制造电解水的时候，贮存在水槽11的电解液12缓缓减少，水槽11变空。水槽11变空的时候，会有电解液12变成无法供给向电解部5，在电极对1之间电解液12减少、或消失的情况。或是，即使水槽11未变空，泵15故障或在水槽11与电解部5之间产生渗漏，也会有电解液12无法充份供给向电解部5，电极对1之间电解液12减少、或消失的情况。若在如此的状态下，对电极对1施加电压的话，由于连续地供给的电解液的冷却效果、或与生成的电解水一起放出的热消失，使电解部5内的热上升、或为使电流只流过电极的一部分的定电流情况下电流密度变高，电极对1会有损伤的情况。因此，有需要检测电极对1之间的电解液12的供给不充份、并停止对电极对1的电压的施加。
若设置检测部27，通过检测部27能检测出水槽11变空、泵15状况不佳、或水槽与电解部之间的配管产生泄漏或堵塞，能及早停止对电极对1电压的施加。因此，能抑制电极对1的损伤。
此外，电解液12无法充份供给向电解部5的时候，电解液12或电解水从流动路径高的场所消失。因此，检测部27设在比电极对1更高的位置，由此能及早检测电解液12无法充份供给向电解部5。
图2(a)是第二实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。图2(b)是第三实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。图2(c)是第四实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。图2(d)是第五实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。图2(e)是第六实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。检测用电极28，例如，可以是如图2(a)所示的第二实施方式的在电解部5与稀释部18之间的配管设置的电极对，也可以是如图2(b)所示的第三实施方式的在电解部5内的流动路径设置的电极对，也可以是如图2(c)所示的第四实施方式的设置在电极对1上部的电极对。检测部27，也可以是如图2(d)所示的第五实施方式，以电极对1含有的一个电极与检测用电极28，测定电解水的电特性。另外，检测部27，也可以是如图2(e)所示的第六实施方式，以电极对1含有的一个电极与检测用电极28，测定电解水的电特性。
通过电极对1电解电解液12的时候，由于如所述化学反应式(1)～(4)进行化学反应，通过电极对1生成的电解水，成为气液混合流体。通过检测用电极28测定气液混合流体的电特性的情况，气泡通过检测用电极28的时候，电极间的电阻变大，且流过电极间的电流变大。另外，液体通过检测用电极28的时候，电极间的电阻变小，且流过电极间的电流变小。因此，在通过电极对1正常地生成电解水的情况，以检测用电极28测定的电阻等，会上下移动。因此，通过检测此上下移动，能确认正常地生成电解水。另外，通过检测出此上下移动的消失，能检测水槽变为空、送液泵故障、产生配管堵塞、发生渗漏等的异常。
在检测用电极28的电极之间的宽度，可以是例如1mm～5mm。由此，能确认电解水的流动。
此外，虽然在此使用检测用电极28检测电解水的流动，但也可以是检测部27将电解水的流动进行光学性检测的光检测部。
检测部是除了电解用电极的电压或电流的容许范围(设定值)之外，还在电解用电极的电压、电流或其两方的随时间经过变化的变化量中设置容许范围。检测部是基于电解用电极的电压值或电流值的微分值(在此，微分值是指单位时间的平均变化量)，能检测异常时。此外，此情况的检测部包含于控制部。在其他的检测系统的检测部中，包含控制部的一方也能汇整在一个基板电路上，因为能小型化及低成本化，所以优选。
例如，检测用的电极连接于定电流源或定电压源，通过将此时的电压值或电流值在某种特定时间内的变化量区分为正常时和异常时，来检测异常。在电压、电流或其两方的随时间经过变化的变化量中设置容许范围。也就是，检测电压值或电流值的微分值(在此，微分值是指单位时间的平均变化量，它也可以称为斜率)。电压值或电流值的检测方法能以现有的方法检测。微分值能通过对所述电压值或电流值以某种固定时间间隔进行取样，通过取得差分而成为微分值。但是，会因为太短的时间与干扰等的影响而误检测异常，所以优选为例如以10秒～1分钟等的时间得出差分。
本检测系统的检测用电极，是利用在稳定状态的微分值大致为0。例如，若是相较于电解用电极，在接近于电解液的供给口的位置具备检测用电极的话，对应于电解液的电特性维持电压与电流的关系。例如，电解液的供给异常停止的情况，若是在电解部内且接近于电解液的供给口的位置具备的话，则接近于通过电解用电极进行电解液的电解的电解水的电特性的电压与电流的关系。在此过程，因为产生微分值不为0的状态，所以能检测异常。相较于电解部，在接近于电解液的水槽的配管内或配管途中，还具备检测用电极的情况，检测用电极附近的电解液通过检测用电极，因为产生与进行电解相同的微分值不为0的状态，所以能检测异常。
若是相较于电解用电极，在接近于电解液排出口的位置具备检测用电极的话，对应于电解水的电特性维持电压与电流的关系。例如，电解液的供给异常停止的情况，若是在电解部内且接近于电解液的排出口的位置具备的话，则接近于通过电解用电极进行电解液的过度电解的电解水的电特性的电压与电流的关系。在此过程，因为产生微分值不为0的状态，所以能检测异常。相较于电解部，还在接近于电解水的喷出口的配管内或配管途中，具备检测用电极的情况，检测用电极附近的电解水是否中断，通过检测用电极，因为产生与进一步进行电解相同的微分值不为0的状态，所以检测出异常。
若是与电解用电极相同在的近的位置具备检测用电极的话，对应于电解中的电解液的电特性维持电压与电流的关系。例如，电解液的供给异常停止的情况，则接近于通过电解用电极进行电解液的过度电解的电解水的电特性的电压与电流的关系。在此过程，因为产生微分值不为0的状态，所以能检测异常。
此外，在电解部内具备检测用电极的情况下，一部分或全部能与电解用电极共用，关于电源也能与电解用电极共用。
作为检测部的其他例子，具备与电解用电极的其他的检测用电极作为检测部。检测用电极具备在比电解用电极更上方。电解液的供给是否中断或不充份的情况下，检测检测用电极附近的电传导度等的变化。具体而言，是检测电解部内电解液的水位下降时的电流值的下降。虽然可以设置一对的检测用电极，但是将电解用电极的其中一方，电解用电极与检测用电极共用的时候，能减少部件数量。进一步也共用电源部的时候，能节省检测部用的电源。即使在电解用电极，由于通过水位的下降，电极的有效面积减少而电流值下降、电压值上升，变化的比率(相对于全体值的变化值的比率)或S/N值小，与现有的方法有相同的问题。因此，例如在电解用电极的上方设置狭缝使一部分分离，另外设置配线，通过测定流过其配线的电流值，能检测异常。能以现有的各种方法测定电流值，例如测定分流电阻的电压等。
作为检测部的另一其他例子，虽然检测部同样具备作为检测器的检测用电极，但是是具备在相较于电解用电极更接近电解物质(电解液)的供给口(电解部的电解液供给口)的地方。由此，通过检测电解物质的电特性、与电解生成物(电解水)的电特性的不同，能检测电解物质(电解液)的供给的是否中断或不充份。虽然在稳定状态能获得比较接近于电解物质(电解液)的电特性的值，但是在异常状态成为比较接近于电解生成物(电解水)的电特性的值，能检测异常。
检测部的另一其他例子，虽然检测部同样具备作为检测器的检测用电极，但是具备在相较于电解用电极更接近电解生成物的排出口的地方(电解情况的电解部5的喷出口)，或是具备在排出口、连接于排出口的配管、或配管的途中。
由此，通过检测电解生成物(电解水)连续性地送往检测器的正常时、与并非如此之时(也就是电解水未输送时)的电特性的不同，能检测电解物质(电解液)的供给中断。另外，能检测即使电解液有输送，但因电解部破损等造成从电解部排的电解水比平时量少、或全部未排出的如此的异常。
进一步，通过检测电解生成物(电解水)连续性地送往检测器的正常时的电特性、与电解物质(电解液)输送时的电特性之间的不同，能检测即使电解物质(电解液)的供给正常，但发生电解不充份或无法电解的如此的异常。
另外，检测用电极，能兼用于电解用电极的至少一部分。此情况，因为部件数量变少且成本变低，所以实用性变高，故为优选的。进一步，因为检测用电极对倾斜地具备，使检测灵敏部提升，所以优选。更优选为，电解部进一步具备冷却系统，特别是水冷系统。
电解部内，检测用电极对与电解用电极对以成为平行的方式具备的时候，因为能将用以保持检测用电极对与电解用电极对的保持部作为电解部的同时成型，所以能低成本化。通过进一步将共同平行具备的检测用电极对与电解用电极对的电解部倾斜设置，因为同时进行检测灵敏度提升与电解效率的提升，所以优选。通过进一步具备水冷系统，由于检测用电极对与电解用电极对的温度稳定化，实现可靠性高的检测系统与电解系统。这是因为物质的电特性或化学反应普遍具有温度依赖性。使用电极的检测器利用物质的电特性，由于电解利用电化学反应，优选温度稳定者，优选为具备冷却系统。
稀释部18，是以稀释通过电解部5生成的电解水的方式设置。由此，能生成具有适切的有效氯浓度的电解水，能使此电解水从喷出口29吐出。
另外，通过电解部5生成的电解水以稀释部18稀释，由此制造的电解水的量能变多。使用于稀释的水，例如为是自来水、井水或蓄水。电解水以自来水稀释的情况，能通过连接于水龙头的阀门16将自来水供给向稀释部18。另外，电解水以井水或蓄水稀释的情况，通过泵将井水或蓄水向上汲取，将井水或蓄水供给向稀释部18。虽然也可以是将电解液稀释后再电解的方法，但是稀释水含有的矿物质成份等在电解用电极析出而使电解能力下降，将稀释水含有的成份电解的电解水的浓度或pH值会有偏差的情形。因此，优选为如本实施例的以电解部电解电解液后，以自来水等的稀释水稀释。
稀释部18也可以是以电解部5生成的电解水的流向与稀释水的流向交汇的方式设置。此情况，稀释部18能以实质上流动在水平方向的水的流向与在电解部5生成的电解水的流向交汇的方式设置。另外，稀释部18，也可以是以通过稀释的水的流向产生的文丘里效应(Venturi effect)，吸引在电解部5生成的电解水的方式设置。
另外，稀释部18，也可以是以在电解部5生成的电解水及稀释的水，流入稀释槽中进行稀释的方式设置。另外，也可以是将稀释部18设为稀释槽，将电极对1设置在稀释槽中。此情况，在稀释槽贮存稀释的电解液，此贮存的电解液通过电极对1进行电解处理，能生成电解水。
在稀释部18内，以能改变稀释的水的量的方式设置电解水生成器25。例如，以能使供给向稀释部18的水的量改变的方式，能设置阀门16或泵。由此，能生成有效氯浓度不同的电解水，根据电解水的用途能改变电解水的有效氯浓度。
另外，以能切换一般浓度的电解水、与高浓度的电解水的方式能设置控制部。控制部通过阀门16或泵控制，能切换电解水的浓度。例如，一般浓度的电解水的有效氯浓度，可以是15～25ppm，高浓度的电解水的有效氯浓度，可以是45～55ppm。
进一步具备针形阀(needle valve)取代切换式的电磁阀门为更优选。若有针形阀的话，则因为能使流量进行连续性变化，所以能从最大流量时的最低浓度连续生成任意浓度更高的电解水。
通过稀释电解水的水，能设置冷却电解部5的冷却部34。由此，能抑制电极的电阻或电解液的液体电阻的发热、或在电解部内产生的因各种化学反应的反应热造成电解部5的温度变高，且能抑制电解效率变化而产生浓度的偏差、或因热使电解部或电极的寿命下降。冷却部34，例如能设为稀释水流过的冷却水流动路径33。由此，冷却水流过的流动路径能为一体且作为电解部而制造，因为能抑制多余的部件或安装作业，所以优选。
图3是第七实施方式的电解水生成器25的一部分的概略剖面图。冷却水流动路径33，例如是如图3的第七实施方式，能以自来水从设置在稀释部18的上游部的冷却水流入口36流入冷却水流动路径33，电极对1的周围流有自来水后，自来水从设置在稀释部18的下游部的冷却水流出口37流出的方式设置。通过设置如此的冷却水流动路径33，能利用使用于电解水的稀释的自来水冷却电解部5。
冷却水流动路径33，可以设置在如图3所示的电解部5的构造部件20上，也可以是设置在电解部5的周围的配管。
电解水生成器25，可以具备搅拌部19。搅拌部19，是以通过稀释部18稀释的电解水流入搅拌部19，且从搅拌部19流出的电解水供给向喷出口29的方式设置。通过具备如此的搅拌部19，能在电解部5及稀释部18，将无法完全转换成次氯酸类的氢气转换成次氯酸类。由此，能使从喷出口29吐出的电解水的pH值或有效氯浓度稳定化，且能生成品质稳定的电解水。搅拌部19可以是产生乱流的水槽，也可以是具备搅拌子的搅拌槽。
有效氯浓度测定实验
进行使如图1所示的电解水生成器25含有的电解部5的电解装置的相对于制作的电极对1的垂直方向的倾斜角度变化的电解实验。电极对1是使用由长边8cm、短边3cm的1mm厚的钛板构成的电极(称为Ti电极)、与长边8cm、短边3cm的1mm厚的钛板上将铂和铱通过烧结法涂布的电极(称为披覆Pt–Ir的Ti电极)。Ti电极与披覆Pt–Ir的Ti电极以大致平行且电极间距离成为1mm～5mm的范围内的方式配置的电极对1以氯乙烯树脂的构造部件20固定而制作电解装置。另外，以Ti电极成为阴极，披覆Pt–Ir的Ti电极成为阳极的方式，电源装置与电极对1连接。
以相对于电极对1的垂直方向的倾斜角度为约－80度～约+80度的方式，设置改变设置角度而制作电解装置，且从下侧供给向电解液流动路径7固定流量的2～4％的氯化钠、与0.3～0.4％的盐酸的混合水溶液。此外，电极对1成为垂直时倾斜为0度，以披覆Pt–Ir的Ti电极(阳极)成为上侧的方式，使电极对1倾斜时的倾斜角度成为正的角度，以披覆Pt–Ir的Ti电极成为下侧的方式，使电极对1倾斜时的倾斜角度成为负的角度。
然后，通过电源装置向电极对1供给5A的定电流，将氯化钠与盐酸的混合水溶液进行电解处理。另外，施加电压在约4～5V之间。另外，进行电解处理后的水溶液的有效氯浓度(mg/L)的测定。因为有效氯浓度的测定法是通过因氧化造成的呈色反应而评价，所以本实施方式之有效氯浓度，是指将有氧化力的全反应性物质的量作为有效氯浓度的评价的值。
有效氯浓度实验的测定结果于图4表示。此外，图4所示的有效氯浓度，是标准化为1L稀释的情况的有效氯浓度。根据本结果，以阳极的披覆Pt–Ir的Ti电极成为上侧的方式倾斜电极对1的时候，在倾斜角度为20度～80度的范围，电解处理后的水溶液的有效氯浓度能变高。特别是50度～80度为高。此外，虽然未图示，即使在85度也表示出高浓度，有时浓度会降低等，浓度的偏差有变大的倾向。
相反地，以阳极的披覆Pt–Ir的Ti电极为下侧的方式将电极对1倾斜的时候，电解处理后的水溶液的有效氯浓度降低。
因此，已知以电极对1阳极为上侧且阴极为下侧的方式倾斜配置，由此生成的电水的有效氯浓度能变高。
在图4，从0度在正角度侧，浓度大致缓和地增加，或在50度以上大致成为固定，从0度在负角度侧，浓度剧烈降低，在负50度以下，大致成为固定。因此，电极对优选为以阳极侧成为上侧的方式在0度以上倾斜。但是，即使电极对的安装精密度有点误差，或本电极对具备的生成器自体有些倾斜地放置于地面等，优选为以生成浓度不降低的方式，取约10度左右余裕，以预先倾斜10度以上的方式安装。相反地，因为以80度设置与进一步倾斜10度成为90度，所以优选为预先设为75度为止。因此，优选为以10度～75度的范围配置，例如考虑户外的倾斜地等的利用的情况，若进一步为50度左右的话，即使±30度倾斜，也比0度能吐出更高浓度。因此，30度的梯度的倾斜，例如在橘子田、葡萄田、或其他斜坡，在使用于散布于植物或土扰的除菌时，即使无须逐一注意水平设置电解水生成器也能使用，十分方便。如此的对植物使用的方式的情况，优选为将氯化钠水溶液、盐酸、或其混合物作为电解液使用。
电解水检测实验
如图2(c)制作电解部5，进行以检测用电极28检测在电极对1生成的电解水的实验。往图的纸面深度的行进方向成为流动路径的宽度的时候，虽然有电解用的电极的部分，是与电解用电极的宽度大致相同的约50mm，但是有检测用的电极的部分的宽度，成为约3mm的比较细的流动路径。这是如后述，由于在本实施例检测气液作为基本原理，若非较细的流动路径，因为气液的间隔过短而检测困难。检测用的电极检测用电极的有效面的大小为3mm×3mm，电极间的距离为2mm。另外，使用与电解用电极相同者作为电极的材料。实验结果如图5、6所示。
图5是表示电解液12供给向电解部5的通过电极对1电解生成电解水之际的检测用电极28的检测电流的变化的图表。电解水正常生成的情况，已知检测用电极28的检测电流会上下移动。另外，已知检测电流小的状态的持续时间是5秒以下。这是被认为是由于通过电解生成的氯气或氢气的气泡、与电解水交互地通过检测用电极28。因此，已知通过检测如此的检测电流的上下移动的产生与否，能检测电解水正常生成与否。另外，已知通过检测检测电流小的状态持续5秒以上，能检测电解液12未供给向电解部5。
图6是表示电解液12向电解部5的供给停止的情况的检测用电极28的检测电流的变化的图表。电解液12的供给停止的时候，在供给停止后约5秒，测定不到检测电流的上下移动。由此，已知能通过检测用电极28及早地检测电解液12的供给停止。
相同地，可以如图2(a)的从电解槽到喷出口的配管中具备检测用电极28的结构。配管内径作为约3mm进行实验的时候，能得到相同结果。
附图标记的说明
1 电极对
3 阳极
4 阴极
5 电解部
7 电解液流动路径
8 阳极电极面
9 阴极电极面
11 水槽
12 电解液
13 电解液供给部
15 泵
16 阀门
18 稀释部
19 搅拌部
20 结构部件
22 壳体
23 供给流动路径
24 电解水流动路径
25 电解水生成器
26 自来水流动路径
27 检测部
28 检测用电极
29 喷出口
33 冷却水流动路径
34 冷却部
36 冷却水流入口
37 冷却水流出口

Claims (10)

1.一种电解水生成器，其特征在于，
具备电解部；
所述电解部，具有具备阳极与和所述阳极对向配置的阴极的电极对、所述阳极与所述阴极之间的无隔膜型的电解液流动路径；
所述电极对，以所述阳极成为上侧、且所述阴极成为下侧的方式倾斜配置；
所述电解液流动路径，以电解液从下侧流入所述电解液流动路径的方式设置，且电解液通过所述电极对电解生成的含有次氯酸类的电解水从所述电解液流动路径的上侧流出的方式设置；
所述电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为10度以上85度以下的方式配置。
2.如权利要求1所述的电解水生成器，其特征在于，所述电极对，以相对于垂直方向的倾斜角度为50度以上且80度以下的方式配置。
3.如权利要求1或2所述的电解水生成器，其特征在于，所述阳极及所述阴极，具有实质上长方形的电极面，且以所述电极面的长边方向的一方的端成为上侧，另一方的端成为下侧的方式配置。
4.如权利要求3所述的电解水生成器，其特征在于，所述电极对，是以所述阳极与所述阴极的间隔、与所述电极面的长边方向的长度的比为1：100～1：10的方式设置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电解水生成器，其特征在于，所述阴极是Ti电极。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电解水生成器，其特征在于，所述电解液是包含酸性物质及碱金属氯化物的水溶液。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电解水生成器，其特征在于，还具备稀释通过所述电解部生成的电解水的稀释部。
8.如权利要求7所述的电解水生成器，其特征在于，还具备冷却所述电极对的冷却部，
所述冷却部，以通过稀释电解水的水冷却所述电极对的方式设置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电解水生成器，其特征在于，还具备电解液供给部、与检测部，
所述检测部，具备测定所述电解液或所述电解水或其两方的混合物的电特性的检测用电极，且检测供给向所述电解部的电解液的供给量的减少或从电解部排出的电解水的排出量的减少。
10.如权利要求1至8中任一项所述的电解水生成器，其特征在于，还具备电解液供给部、检测部，
所述检测部，是基于对所述电极对施加的电流–电压特性的随时间经过变化的变化量，检测供给向所述电解部的电解液供给量的减少。
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