JP2000117255A - 電解水供給装置 - Google Patents

電解水供給装置

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JP2000117255A
JP2000117255A JP10296691A JP29669198A JP2000117255A JP 2000117255 A JP2000117255 A JP 2000117255A JP 10296691 A JP10296691 A JP 10296691A JP 29669198 A JP29669198 A JP 29669198A JP 2000117255 A JP2000117255 A JP 2000117255A
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JP
Japan
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water
electrolysis
electrolytic
current
supply device
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Application number
JP10296691A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ideno
裕 出野
Masaki Inoue
正喜 井上
Hiroyuki Kakiuchi
弘行 垣内
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水を電気分解して生成させた酸性水と強アルカ
リ水とを混合して次亜塩素酸を含んだ混合水を得る装置
において、電気分解開始初期の混合水中の次亜塩素酸濃
度の低下を防止する。 【解決手段】電気分解開始初期の数分間は、例えば通常
の電解電流7.0Aよりも大きい電解電流9.0Aを流す。これ
により、電気分解開始初期の次亜塩素酸濃度の低下を防
ぐことができる。また、高電流の通電時間は数分間と短
いので、電極寿命を損なうこともない。

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
した水を連続的に電気分解して酸性水やアルカリ性水を
生成する電解水供給装置に関し、特に電解生成水中の次
亜塩素酸濃度の適正化を図っ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、
酸性水やアルカリ性水を生成する電解水供給装置が一般
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)を含んだ酸性水が生じ、マイ
ナス電極側には、アルカリ性水が生じる。電解水の用途
としては、殺菌作用のある酸性水は、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性水は器具洗浄
などに用いられる。
【0003】一方、酸性水は殺菌力は強いが、その反面
金属への腐食性も強い。また、アルカリ性水は捨て水と
して廃棄される無駄が生じることも知られている。そこ
で、生成した酸性水とアルカリ性水とを再び混合して使
用することも行われている。この混合水は弱アルカリ性
を示し、殺菌力は酸性水ほど強力ではないが次亜塩素酸
を含んでいるため、洗浄作用に加えて殺菌作用があり、
食品の洗浄などに利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、発明者らが
電解生成水に含まれる次亜塩素酸の濃度について分析を
進めたところ、従来装置においては次亜塩素酸濃度に時
間依存性があり、電気分解開始直後は次亜塩素酸濃度が
低いことが判明した。図6は上記混合水について、電気
分解開始後の次亜塩素酸濃度の時間変化を測定した一例
を示すものである。図6に示すように、次亜塩素酸濃度
が電気分解開始直後は低く、電気分解を続けるに従い高
くなっている。
【0005】この発明の課題は、電気分解開始直後から
高濃度の次亜塩素酸を含んだ電解生成水を得るようにす
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、電気分解開
始の初期は、通常の電解電流よりも大きい電流を流すよ
うにするものとする(請求項1)。これにより、後述す
る実験例に示す通り、電気分解開始初期の次亜塩素酸濃
度の低下を防ぐことができる。高電流を流す時間は短い
ので、電極寿命を損なうことはない。
【0007】また、この発明は、電気分解開始前に電極
間に通常の電解電流よりも小さい電流を流しておくよう
にするものとする(請求項2)。これにより、電気分解
開始前に予め電極の活性化が行われ、後述する実験例に
示す通り、電気分解開始初期の次亜塩素酸濃度の低下を
防ぐことができる。
【0008】また、この発明は、電気分解終了後も電極
間に通常の電解電流よりも小さい電流を流しておくよう
にするものとする(請求項3)。これにより、次回電気
分解まで電極活性を維持し、後述する実験例に示す通
り、電気分解開始初期の次亜塩素酸濃度の低下を防ぐこ
とができる。
【0009】また、この発明は、電気分解終了後に電解
槽内に電解生成水を滞留させておくようにするものとす
る(請求項4)。これにより、電極表面が活性種が付着
された状態に保持され、後述する実験例に示す通り、電
気分解開始初期の次亜塩素酸濃度の低下を防ぐことがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】図5に、後述する実験に用いた電
解水供給装置のシステム構成を示す。図5において、電
解槽1内にプラス電極2とマイナス電極3が対向して設
置され、電解水の出口側に電極2,3間に分離板4が設
けられている。図示電解槽1は模式的に示したもので、
実際には例えば約60mm×140mm の白金電極板が0.5mm の
間隔で3枚、互いに平行に配置された構造となってい
る。装置には交流100Vが供給され、装置全体は制御
部5で制御される。電源が投入されると電磁弁6が開い
て水道水の供給が開始され、同時に食塩水ポンプ7が起
動して食塩水タンク8の例えば濃度1800ppm の食塩水が
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1に送り込まれる。
【0011】一方、電源部9で作られた直流電圧は電極
2,3間に印加されており、電解槽1内の水は電気分解
されて、プラス電極2の近傍では酸性水が生じ、マイナ
ス電極3の近傍ではアルカリ性水が生じる。同時に、酸
性水側には次亜塩素酸が生じる。これらの酸性水及びア
ルカリ性水は分離板5の作用で互いに分離され、それぞ
れの取出口1a及び1bから配管を介して電解槽1外に
別々に送り出される。酸性水及びアルカリ性水の出口配
管にはそれぞれ三方弁10及び11が挿入され、これら
の三方弁10,11の一方の出口は一つにまとめられて
混合水タンク12に導入されている。
【0012】電解槽1を出た次亜塩素酸を含む酸性水及
びアルカリ性水は、例えば毎分各1リットルの流量で三
方弁10及び11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混合水タンク1
3に毎分2リットルの流量で放出されて貯留される。1
2aはドレンバルブである。混合水タンク12内にはレ
ベルセンサ14が設置されており、センサ14で検知さ
れたタンク内水位に応じて装置の起動・停止や水位表示
が行われる。
【0013】タンク内の混合水を使用するには、押ボタ
ン14を押す。これにより、吐水ポンプ15が起動する
ので、更にホース先端の手動バルブ16を図示しないレ
バーを押して開くと、混合水がノズル17から噴出す
る。一方、押ボタン18を押すと、三方弁10及び11
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19及び20か
ら混合前の酸性水及びアルカリ性水がそれぞれ吐出され
る。それにより、酸性水あるいはアルカリ性水も単独で
取り出すことができる。それでは、上述した装置を用い
て実施した実験例の結果について、以下に説明する。実験例1 通常の電解電流7.0Aで電気分解した場合、これよりも大
きい電解電流9.0Aで電気分解した場合、電気分解開始初
期の0〜5分を9.0Aで電気分解し、残りの時間は7.0Aで
電気分解した場合、同じく初期の0〜3分を9.0Aで電気
分解し、残りの時間は7.0Aで電気分解した場合につい
て、電解生成水(混合水)の次亜塩素酸濃度の時間変化
を測定した。図1はその結果を示すものである。9.0A電
解では、7.0A電解に比べ、次亜塩素酸濃度が5〜10ppm
高く、9.0Aから7.0Aに戻すと、次亜塩素酸濃度も7.0A時
の特性に戻ることが分かった。図1から明らかな通り、
電気分解開始初期に通常の電解電流よりも大きい値の電
流を流すことにより、次亜塩素酸濃度の低下を防ぐこと
が可能になる。電気分解初期の電流は通常電流の20〜50
%増しがよく、時間は数分程度でよい。高電流の通電時
間は短いので、それによる電極の消耗は問題ない。実験例2 電気分解開始前に電極活性化のために電極に通常の電解
電流よりも小さい電流(微弱電流)を流しておき、その
後、通常の電解電流7.0Aで電気分解を開始して、次亜塩
素酸濃度の時間変化を測定した。図2は微弱電流0.5Aを
電気分解開始前に5分、10分、20分流した場合の結果で
ある。図2から、電気分解開始直後の0.5 分後におい
て、通常の電気分解(図1の全て7.0A通電の場合)に比
べて次亜塩素酸濃度が3〜4ppm 高くなっていることが
分かる。微弱電流値については、0.2A〜4.0Aの範囲で数
回変化させて実験したが、いずれも通常よりも電解開始
初期の次亜塩素酸濃度が高くなるものの微弱電流値との
間で比例関係は認められずばらつきがあった。微弱電流
は電極活性化が可能な0.01A 〜0.02A 程度以上あれば効
果があるものと考えられ、電極の消耗の点からは水の電
気分解を起こさせないレベルの低電流とするのがよい。
また、微小電流の通電時間は図2では5分以上の場合を
示したが、 0.5分〜1分程度でも効果があることが確認
されている。実験例3 電気分解終了後も電極表面の活性化を維持するために、
休止中の装置の電極に通常の電解電流よりも小さい電流
(微弱電流)を流しておき、その後、通常の電解電流7.
0Aで電気分解を開始して、次亜塩素酸濃度の時間変化を
測定した。図3は5分間の装置休止中に微弱電流0.5Aを
流した場合と無通電の場合の結果である。図3から、休
止中に微弱電流0.5Aを流した場合は2回目以降の電気分
解開始時に無通電の場合に比べて次亜塩素酸濃度が4〜
5ppm 高くなっていることが分かる。従って、電気分解
終了後も微弱な電流を流しておくことにより、電極の活
性を低下させることなく維持し、電気分解再開初期の次
亜塩素酸濃度の低下を防ぐことができる。なお、5分間
の休止中に流す微弱電流値は、0.05A 〜0.5Aの範囲で数
回変化させて実験し、また通電時間(休止時間)は微弱
電流0.5Aで5分間と30分間の2回実験して比較したが、
いずれも電気分解再開時の次亜塩素酸濃度に差はなかっ
た。微弱電流は電気分解開始前の通電と同様に、電極活
性化が可能な0.01A 〜0.02A 程度以上あれば効果があ
り、電極保護の点からは水の電気分解を起こさせないレ
ベルの低電流とするのがよい。実験例4 電気分解終了後の電解槽内に電解生成水を滞留させてお
き、通常の電解電流7.0Aで電気分解を開始して、次亜塩
素酸濃度の時間変化を測定した。装置の運転を停止した
時点で、従来は電解槽中に電気分解前の食塩水が滞留し
ている。今回の実験では、運転停止時の制御のタイミン
グを調整して、電解槽に電解生成水が滞留するように
し、電気分解開始初期の次亜塩素酸濃度の時間変化を測
定した。図4は0.5 分の休止後に電気分解を開始したと
きの結果を示すもので、これから電解槽に食塩水を満た
した場合よりも電解生成水を満たしたた場合の方が、電
気分解開始初期の次亜塩素酸濃度が3〜4ppm 高いこと
が分かる。電解生成水の滞留により電極表面上に活性種
が付着し、次亜塩素酸の生成効率が高まるものと考えら
れる。なお、休止時間を5分にした実験も行ったが結果
に差はなく、5分程度では電解槽内の生成水の状態に変
化が起こらないことが分かった。
【0014】
【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、電気分
解開始の初期から高濃度の次亜塩素酸を含んだ生成水を
得ることができ、生成水をタンクに貯留して使用する
際、電気分解開始と同時に生成水をタンクに注入して
も、タンク内の次亜塩素酸の平均濃度が低下することが
ない。また、高電流や微弱電流を流す時間は数分以下の
短時間であるため、そのために電極の寿命を損なうこと
もない。なお、上記実験例では電解槽で分離生成した酸
性水とアルカリ性水とを電解槽外で混合して混合水を得
る装置について示したが、この発明は生成した酸性水と
アルカリ性水とを電解槽内で混合させながら取り出す装
置や酸性水をそのまま取り出して利用する装置について
も適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る実験例1の結果を示す線図であ
る。
【図2】この発明に係る実験例2の結果を示す線図であ
る。
【図3】この発明に係る実験例3の結果を示す線図であ
る。
【図4】この発明に係る実験例4の結果を示す線図であ
る。
【図5】実験に使用した電解水供給装置のシステム構成
図である。
【図6】電気分解開始後の次亜塩素酸濃度の時間変化を
示す線図である。
【符号の説明】
1 電解槽 2 プラス電極 3 マイナス電極 4 分離板 5 食塩水ポンプ 8 食塩水タンク 9 三方弁 11 三方弁 12 混合水タンク 13 レベルセンサ 14 押ボタン 15 吐水ポンプ 16 手動バルブ 17 ノズル 18 押ボタン 19 酸性水吐水口 20 アルカリ性水吐水口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣内 弘行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 4D061 DA03 DB07 EA02 EB01 EB04 EB39 ED12 GC12

Claims (4)

    【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
    プラス電極側に酸性水を生じさせ、前記マイナス電極側
    にアルカリ性水を生じさせる電解水供給装置において、 前記電気分解開始の初期は、通常の電解電流よりも大き
    い電流を流す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】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
    プラス電極側に酸性水を生じさせ、前記マイナス電極側
    にアルカリ性水を生じさせる電解水供給装置において、 前記電気分解開始前に前記電極間に通常の電解電流より
    も小さい電流を流しておくようにしたことを特徴とする
    電解水供給装置。
  3. 【請求項3】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
    プラス電極側に酸性水を生じさせ、前記マイナス電極側
    にアルカリ性水を生じさせる電解水供給装置において、 前記電気分解終了後も前記電極間に通常の電解電流より
    も小さい電流を流しておくようにしたことを特徴とする
    電解水供給装置。
  4. 【請求項4】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
    プラス電極側に酸性水を生じさせ、前記マイナス電極側
    にアルカリ性水を生じさせる電解水供給装置において、 前記電気分解終了後に前記電解槽内に電解生成水を残留
    させておくようにしたことを特徴とする電解水供給装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002038290A (ja) * 2000-07-26 2002-02-06 Shinko Pantec Co Ltd 水素・酸素供給システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002038290A (ja) * 2000-07-26 2002-02-06 Shinko Pantec Co Ltd 水素・酸素供給システム
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