JP2003154365A

JP2003154365A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP2003154365A
Application number: JP2001358778A
Authority: JP
Inventors: Koji Oka; 浩二岡; Keijiro Kunimoto; 啓次郎國本; Shigeru Shirai; 白井　　滋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP3804519B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電解水生成装置において、電気分解時に生成
された腐食性物質が、電解質を原水を用いて電解槽に供
給する電解質供給手段内部等を通水する際、腐食するこ
とがあった。【解決手段】少なくとも一対の電極１１、１３を有し
て原水を電気分解する電解槽９と、電解槽９と独立して
原水を蓄える水槽１６とを備え、電解質を水槽１６内の
原水を用いて溶解した後、前記電解槽９に供給するよう
に構成した。したがって、電解質を電解槽９に供給する
際に水槽１６内の原水が利用されるため、電気分解時に
生成され電解槽９内に残留する腐食性物質によって電解
質供給手段１７等が腐食するのを防ぐことが可能とな
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、被電解水を電気分
解して電解水を生成する電解水生成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の電解水生成装置について図
５に基づいて説明する。図５において電解水生成装置
は、電気分解を行うための一対の電極１を備えた電解槽
２と、電解槽２に原水を供給するための給水手段３と、
電気分解に使用する電解質を蓄える電解質タンク４と、
電解質を電解槽２に給水するための電解質供給手段５
と、電気分解を実施するために電極に電圧を印可するた
めの電源６と、電気分解によって生成された電解水を取
水するための電解水取水手段７と、不要になった電解水
を排水するための排水手段８から概略構成されている。

【０００３】ここで、給水手段３から原水が電解槽２に
供給され、電解質タンク４から電解質が電解質供給手段
５によって電解槽２に供給された後、電源６を用いて電
極１に直流電圧を印加すると、電解槽２の原水が電気分
解され、電解水が生成される。生成された電解水は電解
水取水手段７によって取水され利用される。不要となっ
た電解水は排水手段８によって排水される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の電解水生成装置では、電解質を電解槽に供給する際、
電解質供給手段を用いて電解槽内から一定量の原水を電
解質タンクに送水し、逆にその分の電解質（溶液）を電
解槽に押し出して供給していたので、その前に実施した
電気分解時に生成された次亜塩素酸などの腐食性物質や
水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等のスケール成
分が電解槽内に残留していた場合、原水が電解質供給手
段内部を通水することによって電解質供給手段を腐食さ
せたり、スケール成分が目詰まりを起こすことがあっ
た。この場合、電解質供給手段は機能を果たさなくな
り、その後の電解質の供給ができなくなっていた。

【０００５】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、例えば原水を利用して電解質を電解槽に供給する
際、電気分解によって生成された腐食性物質が電解質供
給手段を通水して腐食するのを防ぐことができる電解水
生成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために本発明は、少なくとも一対の電極を有して原水
を電気分解する電解槽と、前記電解槽と独立して原水を
貯留する水槽とを備え、電解質を前記水槽内の原水を用
いて溶解した後、前記電解槽に供給するものである。

【０００７】これによって電解質を電解槽に供給する際
には電解槽とは独立して設けられた水槽内の原水が利用
されるため、電気分解時に生成され電解槽内に残留する
腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に供
給する電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出
するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを
起こすのを防ぐことが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、少なく
とも一対の電極を備え原水を電気分解する電解槽と、前
記電解槽と独立して原水を蓄える水槽と、電解質を前記
水槽内の原水を用いて前記電解槽に供給するようにした
ので、電解質を電解槽に供給する際に電解槽内の原水を
用いないので、電気分解時に生成され電解槽内に残留す
る腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に
供給する電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析
出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まり
を起こすのを防止することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、特に請求項１に
記載の水槽と電解槽とに原水を供給する原水供給口を共
通としたので、電解槽や水槽に原水を供給する際に、給
水が容易にできる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、特に請求項２に
記載の水槽と電解槽に供給する原水の流れに対し、前記
水槽を前記電解槽の上流側に配置したので、電気分解時
に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって電解
質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケー
ル成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを
防止することができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、特に請求項２ま
たは３に記載の原水供給口の上に部材を配置し、前記部
材の水槽上部に位置する部位に開孔部を有しているの
で、原水を電解槽や水槽に供給する際には電解槽よりも
先に水槽側から給水することが容易にでき、電気分解時
に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって電解
質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケー
ル成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを
防止することができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、特に請求項１〜
４に記載の水槽の容積を電解槽の容積よりも小さく構成
したので、水槽と電解槽に同時に原水が給水される場
合、水槽の方が電解槽よりも先に満水となるため、電気
分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によっ
て電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出する
スケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こ
すのを防止することができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、特に請求項１〜
５に記載の水槽の上端面の位置を電解槽の上端面の位置
よりも高くしたので、電気分解時に生成され電解槽内に
残留する腐食性物質によって電解質供給手段が腐食した
り、電気分解時に析出するスケール成分によって電解質
供給手段が目詰まりを起こすのを防止することができ
る。

【００１４】請求項７に記載の発明は、特に請求項１〜
６に記載の原水が電解槽に所定量以上供給された場合、
その水を他に排水する余水排水手段を備えたので、電解
槽に原水を供給しすぎても余分な原水は余水排水手段か
ら排水されて余分な原水が水槽に流入することはないた
め、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物
質によって電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に
析出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰ま
りを起こすのを防止することができる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、特に請求項１〜
７に記載の水槽に給水用開口部を開閉する水槽用蓋を設
けたので、電解槽で発生する腐食性ガスが水槽内に混入
して、やがてそのガスが水槽内の原水に溶け込むのを防
ぐことができ、よって電解質供給手段を腐食させるのを
防止することができる。

【００１６】請求項９に記載の発明は、特に請求項８に
記載の電解槽に給水用開口部を開閉する電解槽用蓋を備
え、水槽用蓋は前記電解槽用蓋の開閉に連動して開閉す
るので、電解槽で発生した腐食性ガスが水槽内に混入し
て、やがてそのガスが水槽内の原水に溶け込むのを防ぐ
ことができ、よって電解質供給手段を腐食させるのを防
止することができる。また、電解槽用蓋と水槽用蓋が互
いに連動して開閉するので便利である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜４を参
照しながら説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける電解水生成装置の構成図である。図１において、電
解槽９の内部は隔膜１０によって陽極１１を有する陽極
室１２と陰極１３を有する陰極室１４に隔てられ、陽極
１１と陰極１３（以後、これらをそれぞれ電極と呼ぶ）
は隔膜１０を挟んで対向する形で設けられている。電極
１１、１３には印可電圧の極性が切り換え可能な電源装
置１５によって直流電圧が印加される。

【００１９】また、本装置には電解槽９と独立して原水
（水道水）を貯留する水槽１６と、電解質を電解槽９に
供給する電解質供給手段１７と、電解槽９と水槽１６へ
原水を供給する際に両者共通の給水口となる原水供給口
１８と、この原水供給口１８を開閉するための蓋１９
と、蓋１９を閉止するためのストッパー２０と、原水供
給口１８に配置され原水を水槽１６と電解槽９に供給す
る際に電解槽９よりも先に水槽１６を満水にするため水
槽１６上部に開孔部を設けた部材２１と、電気分解後陰
極水を陰極室１４から洗浄水用容器２２に抽出する陰極
水送水手段２３と、陽極水と陰極水の一部を混合槽２４
へ送水するための混合手段２５が設けられている。更
に、混合水槽２４には、混合水槽２４内の混合水の有無
を検知する検知手段２６が備えられ、混合水槽２４は、
電解水生成装置本体から脱着が可能な構成としてある。

【００２０】ここで、電解質供給手段１７は、水槽１６
と電解質を蓄える電解質タンク２７の間に設けられてい
て、また、電解質タンク２７と電解質供給手段１７の間
には逆止弁Ａ２８が、電解槽タンク２７と電解槽９の間
には逆止弁Ｂ２９がそれぞれ設けられている。

【００２１】なお、本実施例では電解質として食塩を用
いるが、食塩の他に珪酸塩、炭酸塩、重炭酸塩などの水
溶性電解質も用いることもできる。

【００２２】次に、上記構成において動作、作用につい
て説明する。

【００２３】電気分解前に蓋１９を開け、原水供給口１
８から原水を注入すると部材２１の働きによって原水
は、水槽１６に供給される。ここで、例えば水槽１６の
隣に陽極室１２が、そして陽極室１２の隣に陰極室１４
が配置されているような場合、原水が原水供給口１８か
ら供給されると最初に水槽１６が満水になり、溢れた原
水が陽極室１２に流入するため、次に陽極室１２が満水
となる。更に溢れた原水が陰極室１４に流入し、やがて
陰極室１４において適度な水位、あるいは任意の水位で
利用者によって給水が停止される。なお、水槽１６の上
端面が陽極室１２や陰極室１４の上端面よりも高い位置
にあると、上記のように水槽１６に流入した原水が溢れ
て陽極室１２や陰極室１４に流入させるのが可能である
だけでなく、陽極室１２や陰極室１４に供給された原水
が水槽１６に流入するのを防ぐこともできる。また、部
材２１に設けられた開孔部の形状や大きさ、位置によっ
て、原水供給口１８から供給される原水の全てが水槽１
６に流入せず一部が電解槽９に流入する場合でも、水槽
１６の容積が陽極室１２や陰極室１４の容積に比べて小
さい場合には、水槽１６を最初に満水にすることが可能
である。

【００２４】そしてメインスイッチ（図示せず）を投入
すると、電解質供給手段１７が駆動して水槽１６内の原
水を電解質タンク２７に送水し、押し出された所定量の
食塩溶液が電解槽９の例えば陽極室１２に供給され、陽
極室１２は所定濃度の食塩希釈水となる。ここで電解質
供給手段１７の駆動時間や送水能力を調整すると、陽極
室１２に供給される食塩濃度を任意に設定できる。

【００２５】次いで、電源装置１５が動作して一対の電
極１１と１３の間に電流が所定時間流され、電気分解さ
れる。電気分解時に陽極室１２では以下の（式１）〜
（式３）に示した反応が生じて酸性水が生成される。

【００２６】２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂↑＋２ｅ^- （式１）Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ（式２）２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂↑＋４Ｈ＋＋４ｅ^- （式３）一方、陰極室１４では以下の（式４）〜（式６）に示し
た反応が生じて水酸基ＯＨ^-を中和するためＮａ⁺が隔膜
１０を通過して移動し、アルカリ水が生成される。

【００２７】２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂↑＋２ＯＨ^- （式４）Ｎａ＋ｅ^-→Ｎａ（式５）２Ｎａ＋２Ｈ₂Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ₂↑ （式６）ここで、食塩溶液は陽極室１２にのみ供給されるので短
時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。すなわち、
陽極１１と陰極１３間に電圧が印加されると被電解水に
含まれるイオンは電気吸引力により陽極１１、陰極１３
と逆極性のイオンが隔膜１０を通過して移動することと
なる。したがって陽極室１２に導入された食塩に含まれ
るＮａイオンは隔膜１０を経て陰極室１４へと即座に移
動する。この電気吸引力以外にも例えば拡散理論に従え
ば、Ｎａイオンが拡散によってイオン濃度を均一にする
ように作用する。この結果、陽極１１、陰極１３間に流
れる電流が増加し、短時間に還元力の強いアルカリ水が
得られる。この還元力の強いアルカリ水は油脂の鹸化や
乳化作用および蛋白質に対する加水分解作用を有し、家
具や住宅建材、車、電気製品などの表面の洗浄水として
利用できる。

【００２８】また、陽極室１２のみに食塩溶液が供給さ
れることで陰極室１４には塩素イオンＣｌ^-濃度の低い
アルカリ水が生成される。Ｃｌ^-は洗浄力を阻害する因
子となるため、これによって洗浄力の高いアルカリ水が
生成できる。しかも本装置の制御手段（図示せず）は、
電解槽９への水の供給を電気分解実施中には行わず、電
気分解終了後電解槽内の水が排出された後に行う、いわ
ゆるバッチ式としているので、比較的短時間の電気分解
でｐＨ値の高い陰極水を得ることができる。

【００２９】陰極室１４に生成されたアルカリ水の一部
は、所定時間電気分解された後、直ちに陰極水送水手段
２３が一定時間駆動して洗浄水用容器２２に抽出され
る。これにより隔膜１０を介しての酸性水とアルカリ水
の浸透混入が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止でき、所定
のｐＨのアルカリ水が確実に抽出可能となる。なお、陰
極水送水手段２３が陰極水の一部を抽出する方法として
は、抽出口を陰極室１４の底部から所定の高さに設け、
そこから陰極水送水手段２３取水する方法等が挙げられ
る。陰極水送水手段２３の具体的な構成としてはポンプ
等が挙げられる。また、アルカリ水を洗浄水として利用
するためにアルカリ水を抽出した洗浄水用容器２２に噴
霧機構（図示せず）を取り付けて被洗浄面に直接スプレ
ー噴霧して使用することもできる。

【００３０】陽極水は（式１）〜（式３）に示すように
次亜塩素酸等を含み、特にｐＨが低い場合には酸性が強
くなって腐食性が高くなるので、これらの水を装置内か
ら取り出す場合は、一部の陰極水を抽出した後の残った
陰極水と陽極水とで互いに混合して中和をはかる。加え
て、混合中和を行う前に陽極側の低いｐＨを高くするた
め電極１１、１３の極性を逆にして、つまり陽極１１側
を−極、陰極１３側を＋極として所定時間電流を流す、
いわゆる逆電を実施する。これにより陽極水のｐＨを高
くできるだけでなく、正電解によって陰極１３の表面に
析出したスケール成分が酸化還元される。すなわち、原
水には各種のイオンが含まれており、特にカルシウムイ
オンやマグネシウムイオンなどの陽イオンは陰極室１４
側の水酸基と反応して水酸化カルシウムや水酸化マグネ
シウムとなり、溶解限界を越えると陰極１３や隔膜１０
の表面に析出し、電解電流の妨害因子となるが、逆電を
所定時間行うことでスケール成分が分解され、電極の長
寿命化が実現できる。

【００３１】所定時間逆電を実施した後、ｐＨの変化し
た陰極水の一部と陽極水は混合手段２５によって混合さ
れる。これによって、塩素ガスの発生が抑えられるので
混合時の悪臭や刺激臭の発生は抑制され、また、排水を
捨てる際に近辺の金属や、シンクなどのステンレス製品
を腐食させたり、変質させたりするのを防止することが
できる。なお混合された混合水は、キッチン、風呂、ト
イレ周りの除菌や、コップの茶渋、布巾の黄ばみ等の漂
白に用いることができる。

【００３２】しかしながら、先に述べた次亜塩素酸など
の腐食性物質は逆電を施して混合しても塩素ガス等の状
態で電解槽９に残留することがあり、次に原水を供給し
た場合に、そのガスが再び原水に溶け込んで次亜塩素酸
濃度が高くなり、この原水を電解質供給手段１７を利用
して送水すると電解質供給手段１７内部を腐食させる。
また、電気分解によって析出する水酸化カルシウムや水
酸化マグネシウム等のスケール成分も逆電によって全て
を取り除くことはできず電解槽９に蓄積するので、原水
を電解質供給手段１７を利用して送水すると電解質供給
手段１７内部で目詰まりを起こす。

【００３３】このため、上述のように電解質を供給する
場合には電解槽９とは独立した水槽１６を設け、この水
槽１６内の原水を用いて実施するようにし、また水槽１
６や電解槽９に原水を供給する際には水槽１６が先に満
水になるようにして、一度供給された陽極室１２や陰極
室１４の水が水槽に流入するのを防ぐようにした。これ
によって水槽１６内の原水に腐食性物質やスケール成分
が流入するのを防止でき、この原水を用いて食塩溶液の
供給を実施しても電解質供給手段１７は腐食されずに済
み、またスケール成分による目詰まりも起こさないで済
む。

【００３４】なお、逆止弁Ａ２８は食塩水が逆流して電
解質供給手段１７に至り、電解質供給手段１７内部を食
塩の結晶等で固着するのを防ぐために設け、逆止弁Ｂ２
９は、酸性水など腐食性物質が電解質タンク２７や電解
質供給手段１７に流入しないようにするために設けた。
電解質供給手段１７の具体的構成としてはポンプ等が挙
げられる（実施例２）図２は、本発明の第２の実施例における電
解水生成装置の構成を示すものである。全体の構成は実
施例１の電解水生成装置と同様なので説明を省略し、異
なる部分についてのみ説明する。３０は原水が原水供給
口１８から余分に供給された場合に、これを排水するた
めの余水排水手段で、余水を排水するための開口部を電
解槽９に有する。この構成によると、水槽１６に供給さ
れた原水が陽極室１２や陰極室１４に溢れて流入した後
さらに続けて給水がなされても、余分な原水は余水排水
手段３０によって排水されるため、電解槽９から水槽１
６に次亜塩素酸等の腐食性物質や水酸化カルシウムや水
酸化マグネシウムなどのスケ−ル成分が流入するのを防
ぐことができ、その結果、電解質を電解槽９に供給する
ために原水を送水する電解質供給手段１７の内部を腐食
させたり、スケール成分によって目詰まりを起こすのを
防止することができる。

【００３５】（実施例３）図３、４は、本発明の第３の
実施例における電解水生成装置の構成を示すものであ
る。全体の構成は実施例１の電解水生成装置と同様なの
で説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。３
１は水槽１６の給水用開口部を開閉するための水槽用
蓋、３２は電解槽９の給水用開口部を開閉するための電
解槽用蓋である。

【００３６】電気分解を実施すると、塩素ガスなどの腐
食性ガスが発生し、それが水槽１６内に混入して原水に
溶け込むと、電解質を電解槽９に供給するために水槽１
６内の原水を送水する電解質供給手段１７の内部を腐食
させることがあった。そこで、水槽１６や電解槽９の給
水用開口部にそれぞれ水槽用蓋３１、電解槽用蓋３２を
備え、原水を供給する際には開き、電解中は閉じるよう
にする事によって、電解槽９で発生した腐食性ガスが水
槽１６に混入しないようにした。これによって、電解質
を電解槽９に供給するために原水を送水する電解質供給
手段１７の内部を腐食させるのを防止することができ
る。なお、水槽用蓋３１と電解槽用蓋３２は互いに連動
して開閉するので便利ある。また、これらが、蓋１９と
連動して開閉すればなお便利である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜９に記載の発
明によれば、電気分解時に生成され電解槽内に残留する
腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に供
給する電解質供給手段等が腐食したり、電気分解時に析
出するスケール成分によって前記電解質供給手段等が目
詰まりを起こすのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電解水生成装置の構
成図

【図２】本発明の実施例２における電解水生成装置の構
成図

【図３】本発明の実施例３における電解水生成装置の構
成図

【図４】同電解水生成装置の他の構成図

【図５】従来の電解水生成装置の構成図

【符号の説明】

９電解槽１１陽極１３陰極１６水槽１７電解質供給手段１８原水供給手段２１部材２９余水排水手段３１水槽用蓋３２電解槽用蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白井滋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB07 EA02 EA05 EB02 EB12 EB16 EB39 ED13 GC15 GC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一対の電極を有して原水を電
気分解する電解槽と、前記電解槽と独立して原水を貯留
する水槽とを備え、電解質を前記水槽内の原水を用いて
溶解した後、前記電解槽に供給する電解水生成装置。
【請求項２】水槽と電解槽とに原水を供給する原水供
給口を共通とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】水槽と電解槽に供給する原水の流れに対
し、前記水槽を前記電解槽の上流側に配置した請求項２
に記載の電解水生成装置。
【請求項４】原水供給口の上に部材を配置し、前記部
材の水槽上部に位置する部位に開孔部を有した請求項２
または３に記載の電解水生成装置。
【請求項５】水槽の容積は電解槽の容積よりも小さく
構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解水生
成装置。
【請求項６】水槽の上端面の位置は電解槽の上端面の
位置よりも高いものとする請求項１〜５のいずれか１項
に記載の電解水生成装置。
【請求項７】原水が電解槽に所定量以上供給された場
合、その水を他に排水する余水排水手段を備えた請求項
１〜６のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項８】水槽に給水用開口部を開閉する水槽用蓋
を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解水生
成装置。
【請求項９】電解槽に給水用開口部を開閉する電解槽
用蓋を備え、水槽用蓋は前記電解槽用蓋の開閉に連動し
て開閉する請求項８に記載の電解水生成装置。