JP2001340859A - 電解機能水生成装置 - Google Patents

電解機能水生成装置

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JP2001340859A
JP2001340859A JP2000164570A JP2000164570A JP2001340859A JP 2001340859 A JP2001340859 A JP 2001340859A JP 2000164570 A JP2000164570 A JP 2000164570A JP 2000164570 A JP2000164570 A JP 2000164570A JP 2001340859 A JP2001340859 A JP 2001340859A
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aqueous solution
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electrolytic
electrolytic cell
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JP2000164570A
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Kenichi Yokota
健市 横田
Toru Mochida
徹 望田
Haruhiko Nakano
春彦 中野
Takeshi Nakamura
毅 中村
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JONAN DENKI KOGYOSHO KK
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JONAN DENKI KOGYOSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】飽和塩化カリウム水を電解助剤として用いて
も、安定した性能の電解水が得られるようにする。 【解決手段】陽極と陰極及びそれら電極間に位置する隔
膜が設けられた電解槽1と、この電解槽1に、電解助剤
を添加した水溶液を供給する水溶液配管3を備え、電解
槽1内に水溶液を収容した状態で、陽極と陰極との間に
直流電圧を印加して水溶液を電気分解することにより、
強アルカリ性電解水と強酸性電解水を生成する電解機能
水生成装置において、電解助剤に用いる飽和塩化カリウ
ム水を生成するタンク2と、タンク2内の飽和塩化カリ
ウム水を水溶液配管3内に導く添加配管4と、添加配管
4に接続された吐出量可変の添加ポンプ5と、タンク2
内の飽和塩化カリウム水の温度を検出する温度センサ2
1を設け、この温度センサ21の出力に基づいて、電解
槽1に供給する水溶液の塩化カリウム濃度が所定範囲内
に入るように、添加ポンプ5の吐出量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば農業分野に
おいて使用される電解機能水生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電解機能水生成装置は、陽極と陰極及び
それら電極間に位置する隔膜等が設けられた電解槽を備
え、その電解槽内に、塩化ナトリウムや塩化カリウム等
の電解助剤を溶解させた水溶液を収容した状態で、陽極
と陰極との間に直流電圧を印加して水溶液を電気分解す
ることにより、強アルカリ性電解水と強酸性電解水を生
成する装置である。
【0003】電解機能水生成装置で生成された強アルカ
リ性電解水と強酸性電解水は、食品分野や医療分野に広
く利用されている。また、農業分野においても、ハウス
作物への散布、芝への散布、作物の成長促進、土壌改良
などに利用されている。
【0004】農業分野に利用する場合、電解助剤として
塩化カリウムが用いられることが多い。これは、塩化カ
リウムを電解助剤として生成した強アルカリ性電解水中
にカリウムイオンが含まれているので、強アルカリ性電
解水を土壌に散布することにより、作物の成長に必要な
窒素/リン酸/カリの内のカリ成分が供給されることに
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電解機能水
生成装置において、電解助剤として塩化ナトリウム(食
塩)とする場合、飽和塩化ナトリウム水を用いることが
可能であるが、電解助剤を塩化カリウムとする場合、飽
和塩化カリウム水が用いることができない。その理由を
図5を参照しつつ説明する。
【0006】まず、飽和塩化ナトリウム水(食塩水)で
は、塩化ナトリウムの飽和溶解量が温度に関係なく、常
にほぼ一定の値(27%)を示すので特に問題はない
が、飽和塩化カリウム水の場合、塩化カリウムの飽和溶
解量は温度の高・低に応じて変化するため、飽和塩化ナ
トリウム水を水道水に添加する量が一定であると、温度
が低くなれば水溶液中の塩化カリウム濃度が低くなり、
温度が高くなれば塩化カリウム濃度が高くなる。このよ
うに、塩化カリウム濃度が温度に応じて変化すると、得
られる電解水の有効塩素濃度、PH、ORP(酸化還元
電位)等の性能が安定しなくなり、使用上の問題が生じ
る。しかも、例えば温度が20℃(27%)から0℃に
下がった場合、飽和溶解量の差分(27%−21%)の
塩化カリウムが結晶として析出するという問題が発生す
るので、温度が0℃になっても塩化カリウムの析出がし
ないように、20%の塩化カリウム水を用いる必要があ
る。
【0007】このような理由から、電解助剤に塩化カリ
ウムを用いる場合、従来、塩化カリウム水の濃度を20
%に調整しているが、この濃度調整作業は、塩化カリウ
ムの重量を計量して行う必要があるため、面倒で多くの
時間を要する。また、塩化カリウム水の濃度を20%に
ぴったりと合わせることが難しく、このため生成される
電解水の性能がばらつきやすいという問題もある。
【0008】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、電解助剤として飽和塩化カリウム水を用いるこ
とが可能な電解機能水生成装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電解機能水生成
装置は、陽極と陰極及びそれら電極間に位置する隔膜が
設けられた電解槽と、この電解槽に、電解助剤を添加し
た水溶液を供給する水溶液配管を備え、電解槽内に水溶
液を収容した状態で、陽極と陰極との間に直流電圧を印
加して水溶液を電気分解することにより、強アルカリ性
電解水と強酸性電解水を生成する電解機能水生成装置に
おいて、電解助剤に用いる飽和塩化カリウム水を生成す
るタンクと、タンク内の飽和塩化カリウム水を水溶液配
管内に導く添加配管と、添加配管に接続された吐出量可
変の添加ポンプと、タンク内の飽和塩化カリウム水の温
度を検出する温度センサと、この温度センサの出力に基
づいて、電解槽に供給する水溶液の塩化カリウム濃度が
所定範囲内に入るように、添加ポンプの吐出量を制御す
る制御手段が設けられていることによって特徴づけられ
る。
【0010】本発明の電解機能水生成装置によれば、水
溶液への飽和塩化カリウム水の添加量が温度に応じて自
動的に調整されるので、飽和塩化カリウム水を用いて
も、電解槽に供給する水溶液の塩化カリウム濃度を、温
度に関係なく常に一定の範囲に保つことができる。
【0011】本発明の電解機能水生成装置において、電
解槽への水溶液の水量(水溶液配管に供給される水道
水)の流量が変化すると、これに伴って洗浄水の濃度が
変動する可能性がある。これを解消する手段として、水
溶液配管に供給する水道水の流量を検出する流量センサ
を設け、その流量センサの出力及び上記温度センサの出
力に基づいて、電解槽に供給する水溶液の塩化カリウム
濃度が所定範囲内に入るように、添加ポンプの吐出量を
制御するという方法を採用すればよい。
【0012】ここで、電解助剤として飽和塩化カリウム
水を用いた場合、図5に示したように、塩化カリウムの
飽和溶解量が温度によって変化するので、飽和塩化カリ
ウム水を生成するタンクから水溶液配管への添加配管の
添加ポンプを停止した後、周囲温度が下がった場合、図
4(A)に示すように、添加配管4内の塩化カリウムが
析出し、その結晶の堆積により添加配管4が詰まる可能
性がある。これを回避するには、添加ポンプ5として正
転/逆転運転の切り換えが可能なポンプを用い、そのポ
ンプの逆転運転により、添加配管4内を水で洗浄すると
いう方法を採用すればよい(図4(B))。
【0013】また、添加ポンプの運転中であっても、周
囲温度が急激に変化する場合、添加配管内を通過する飽
和塩化カリウム水中の塩化カリウムの結晶が析出するこ
ともあり、このような塩化カリウムの析出が生じると、
配管の詰まりや電解水の性能に影響が及ぶ可能性があ
る。これを回避するには、添加配管を断熱材で保温し
て、周囲温度が急激に変化しても、添加配管を流れる飽
和塩化カリウム水に大きな温度変化が生じないようにす
ればよい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、以下、図面
に基づいて説明する。
【0015】まず、本発明の電解機能水生成装置に用い
る電解槽1を、図2を参照しながら説明する。
【0016】電解槽1には一対の電極11、12が互い
に対向した状態で配置されている。また、一対の電極1
1、12の中間となる位置に隔膜13が配置されてお
り、この隔膜13によって電解槽1内が2つの生成室1
a、1bに分離されている。
【0017】2つの生成室1a、1bの各上部には、そ
れぞれ吐出管15、16が接続されている。電解槽1の
下方には供給管14が配置されており、この供給管14
の端部が水溶液入口14cとなっている。供給管14の
先端側は2方に分岐しており、その各分岐管14a、1
4bがそれぞれ生成室1a、1bの各底部に連通してい
る。
【0018】図2に示す電解槽1において、塩化カリウ
ムを含む水溶液(塩化カリウム濃度:0.05〜0.1
%)を収容した状態で、一対の電極11、12間に、電
極12が陽極となるような極性の直流電圧を印加する
と、水溶液が電気分解され、陰極側となる生成室1aに
+ 、H+ 等の陽イオンが陽極側の生成室1bから移動
するとともに、陽極側となる生成室1bにCl- 、OH
- 等の負イオンが陰極側の生成室1aから移動する。そ
の結果として、陰極側の生成室1aにおいて、H + イオ
ンが陰極で放電して水素ガスとなりH+ がイオンが消費
され、OH- イオンが相対的に増加することにより、強
アルカリ性電解水が生成される。
【0019】また、陽極側の生成室1bにおいて、OH
- イオンが陽極で放電して酸素ガスとなりOH- イオン
が消費され、H+ イオンが相対的に増加することによ
り、強酸性電解水が生成される。さらに、Cl- イオン
も陽極で放電して塩素ガスとなり、この塩素ガスが水に
溶解することによって次亜塩素酸が生成される。
【0020】それら強アルカリ性電解水と強酸性電解水
は、電解槽1内に流入する新たな電解質水溶液によって
押し上げられて、それぞれが吐出管15、16を通じて
外部に流出する。
【0021】次に、本発明の実施形態を図1を参照しつ
つ説明する。
【0022】まず、電解槽1の水溶液入口14cには水
溶液配管3が接続されている。水溶液配管3は水道水配
管7の水栓71に接続されている。水溶液配管3には減
圧弁32、プレフィルタ33、電磁弁34及び流量セン
サ31が接続されている。
【0023】水溶液配管3の途中には、タンク2にて生
成される飽和塩化カリウム水を水道水に添加するための
添加配管(例えばビニルチューブ)4が接続されてい
る。添加配管4は、図3に示すように断熱材(例えばグ
ラスウール)41によって保温されている。
【0024】タンク2は、フィルタ22によって上下に
分離されており、そのフィルタ22の上方に塩化カリウ
ムの粒剤Sと水Wを充填することにより、フィルタ22
の下方に飽和塩化カリウム水が自動的に生成される構造
となっている。
【0025】添加配管4には添加ポンプ5が接続されて
いる。添加ポンプ5には、吐出量が可変(例えば0〜1
5cc/min)な定量ポンプ等が用いられており、こ
の添加ポンプ5の吐出量を変化させることにより、水道
水に添加する飽和塩化カリウム水の添加量つまり電解槽
1に供給する水溶液の塩化カリウム濃度を調整すること
ができる。添加ポンプ5の吐出量は制御回路6によって
制御される。
【0026】また、添加ポンプ5は正転/逆転運転の切
り換えが可能となっており、添加ポンプ5を逆転運転す
ると、添加配管4内に水道水を通すことができる。添加
ポンプ5の正転/逆転運転の切り換えは、切換スイッチ
の手動操作もしくは制御回路6による切換制御によって
行うことができる。
【0027】タンク2には、飽和塩化カリウム水の温度
を検出する温度センサ21が設置されている。この温度
センサ21及び水溶液配管3に接続された流量センサ3
1の各検出出力は制御回路6に採り込まれる。
【0028】制御回路6には、電解槽1に供給する水溶
液の塩化カリウム濃度の目標値、例えば0.07%と、
図5に示した飽和塩化カリウム水の特性曲線を基に作成
された飽和溶解量テーブルが予め設定されている。この
目標値は設定変更が可能である。
【0029】そして、制御回路6は、電解槽1の運転時
において、温度センサ21及び流量センサ31の各検出
出力を採り込み、これら検出出力と、塩化カリウム濃度
の目標値及び飽和溶解量テーブルに基づいて添加ポンプ
5を駆動制御する。
【0030】具体的には、温度センサ21の検出出力と
飽和溶解量テーブルを用いて、タンク2内に溜まってい
る飽和塩化カリウム水の飽和溶解量(%)を求め、次い
で、その飽和溶解量(%)と流量センサ31の検出出力
に基づいて、電解槽1に供給される水溶液の塩化カリウ
ム濃度が、目標値0.07%になるように添加ポンプ5
の吐出量を演算し、その演算結果に基づいて添加ポンプ
5の駆動(回転量)を制御する。
【0031】このような制御により、電解槽1に供給す
る水溶液の塩化カリウム濃度が、温度に関係なく常に一
定(0.07%)に保たれる。その結果、電解槽1にて
生成される強アルカリ性電解水と強酸性電解水の性能が
安定する。しかも、水道水配管7の水栓71の開き具合
(開度)によって水溶液配管3への水道水の供給量が変
化しても、これに追従して添加ポンプ5の吐出量(水道
水への飽和塩化カリウム水の添加量)が変化するので、
水溶液の濃度は常に0.07%に保たれる。
【0032】なお、水溶液配管3への水道水の供給量が
一定であれば、流量センサ31の検出出力に基づく制御
は特に実行する必要はなく、温度センサ21の検出出力
のみを用いて添加ポンプ5の吐出量を制御するようにし
ても、水溶液の濃度を常に0.07%にに保つことがで
きる。
【0033】ここで、本実施形態では、添加ポンプ5と
して正転/逆転運転の切り換えが可能なポンプを用いて
いるので、例えば添加ポンプ5を停止した後、周囲の温
度が変化して添加配管4内に塩化カリウムの結晶が析出
・堆積しても(図4(A))、添加ポンプ5を逆転運転
することにより、添加配管4内を水道水で洗浄すること
ができる(図4(B))。なお、このような洗浄は、添
加ポンプ5の逆転運転により、水道水がタンク2内に到
達した時点で添加ポンプ5の運転を停止するという要領
で行うことが好ましい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電解機能
水生成装置によれば、水道水に添加する飽和塩化カリウ
ム水の添加量が温度に応じて自動的に調整されるので、
電解槽に供給する水溶液の塩化カリウム濃度を、温度に
関係なく常に一定の範囲に保つことができる。その結
果、飽和塩化カリウム水を用いても、安定した性能の電
解水を生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を模式的に示す図であ
る。
【図2】本発明の実施形態に用いる電解槽の構成を模式
的に示す図である。
【図3】本発明の実施形態に設ける添加配管の要部構成
を模式的に示す断面図である。
【図4】飽和塩化カリウム水を水道水に添加する添加配
管に発生する問題点(A)とその解決方法(B)を併記
して示す図である。
【図5】飽和塩化カリウムの温度に対する飽和溶解量の
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 電解槽 1a,1b 生成室 11,12 電極 13 隔膜 14 供給管 14c 水溶液入口 15,16 吐出管 2 タンク 21 温度センサ 3 水溶液配管 31 流量センサ 32 減圧弁 33 プレフィルタ 34 電磁弁 4 添加配管 5 添加ポンプ 6 制御回路 7 水道水配管 71 水栓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 春彦 京都府宇治市広野町東裏24の5番地 株式 会社城南電器工業所内 (72)発明者 中村 毅 京都府宇治市広野町東裏24の5番地 株式 会社城南電器工業所内 Fターム(参考) 4C058 AA12 AA21 BB02 BB07 DD01 DD02 EE26 JJ07 4D061 DA03 DB07 DB08 EA03 EA04 EB04 EB12 EB17 EB19 EB37 EB39 ED12 FA13 GA02 GA30 GC06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極と陰極及びそれら電極間に位置する
    隔膜が設けられた電解槽と、この電解槽に、電解助剤を
    添加した水溶液を供給する水溶液配管を備え、電解槽内
    に水溶液を収容した状態で、陽極と陰極との間に直流電
    圧を印加して水溶液を電気分解することにより、強アル
    カリ性電解水と強酸性電解水を生成する電解機能水生成
    装置において、 電解助剤に用いる飽和塩化カリウム水を生成するタンク
    と、タンク内の飽和塩化カリウム水を水溶液配管内に導
    く添加配管と、添加配管に接続された吐出量可変の添加
    ポンプと、タンク内の飽和塩化カリウム水の温度を検出
    する温度センサと、この温度センサの出力に基づいて、
    電解槽に供給する水溶液の塩化カリウム濃度が所定範囲
    内に入るように、添加ポンプの吐出量を制御する制御手
    段が設けられていることを特徴とする電解機能水生成装
    置。
  2. 【請求項2】 電解槽への水溶液の水量を検出する流量
    センサが設けられており、その流量センサの出力及び上
    記温度センサの出力に基づいて、電解槽に供給する水溶
    液の塩化カリウム濃度が所定範囲内に入るように、添加
    ポンプの吐出量が制御されることを特徴とする請求項1
    記載の電解機能水生成装置。
  3. 【請求項3】 飽和塩化カリウム水の添加ポンプとして
    正転/逆転運転の切り換えが可能なポンプが用いられて
    いることを特徴とする請求項1または2記載の電解機能
    水生成装置。
  4. 【請求項4】 添加配管が断熱材で保温されていること
    を特徴とする請求項1、2または3記載の電解機能水生
    成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067927A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Hoshizaki Electric Co Ltd 土壌改良方法
JP2014077936A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Panasonic Corp レジスト剥離液の再生方法および再生装置

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