JP2004041829A

JP2004041829A - Method and apparatus for preparing electrolytic water, and water

Info

Publication number: JP2004041829A
Application number: JP2002199193A
Authority: JP
Inventors: Teruki Fukami; 深見　輝基
Original assignee: EFNIC KK
Current assignee: EFNIC KK
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus capable of easily and stably forming an electrolytic water of a necessary pH value in a method of forming the electrolytic water by electrolysis. <P>SOLUTION: Pumps which can be respectively discretely set in the rates of water supply and and discharge are installed in an anode chamber and cathode chamber, thereby, the electrolytic water of the desired pH value can be stably obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電気分解により電解水を生成する方法において、必要とするｐＨ値の電解水を容易に安定的に生成することが可能な方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸性またはアルカリ性の電解水が消毒・除菌・洗浄用あるいは飲用などに有用であることが良く知られている。
【０００３】
従来の電解水生成装置の例を図３と図４に示す。図３は従来の三室型生成装置の例、図４は従来の二室型生成装置の例である。代表的な電解補助剤としては、食塩が使用される。二室型では生成された電解水の中に電解補助剤が残るため、工業分野などでは三室型が好まれる。
【０００４】
従来のこれらの電解水生成装置では、１つまたは２つの目的（例えば飲用と洗浄用）に対して所望の電解水（例えば、ｐＨ値９程度とｐＨ値５程度）が得られるだけで、簡単に目的に応じて他の所望のｐＨ値の電解水を得ることが出来なかった。
【０００５】
ｐＨ値の違いによりその効用が異なることから、目的に応じて所望のｐＨ値の電解水を得る事が要望されている。電解装置では、酸性とアルカリ性の２種類の電解水が生成されるので、２種類ともそれぞれに所望されるｐＨ値の電解水が得られない場合には、所望のｐＨ値でない電解水は捨ててしまうことになり、無駄になる。
【０００６】
同じ装置で弱電解水から強電解水まで得る装置として特開平０７−１８５５５２（連続式電解水生成装置）が提案されているが、目的に応じて所望のｐＨ値の電解水を安定的に得る方法としては問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
電解水のいろいろな効用が広く知られる様になり、いろいろなｐＨ値の電解水が１つの電解水生成装置で容易に生成できる事が望まれる様になってきた。
【０００８】
所望のｐＨ値の電解水を得る簡便法としては、強電解水をベースとして、別の水で希釈して所望のｐＨ値に調整する方法がある。しかしながらこの場合には、ｐＨ値は所望の値になっても希釈時にＯＲＰ（酸化還元電位）が減少して効用が低下したり、希釈作業に手間がかかるという問題点があった。
【０００９】
他の方法として、公知の前記特開平０７−１８５５５２による場合が考えられる。しかしながら、この方法では流水量が弁の入側圧力（例えば、水道圧）および／または出側圧力（例えば、電解気泡抵抗あるいは出口ラインに対する背圧力）に大きく左右されるため安定的なｐＨ値が得られず、従って所望のｐＨ値をいつでも安定して生成するには問題があった。
【００１０】
本発明は、上記記載の問題点を解決して、所望のｐＨ値の電解水を簡単に安定して生成出来る装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、陽極室と陰極室に対してそれぞれ個別に給水量または吐水量を設定変更可能にすることにより、所望のｐＨ値の電解水を効率的に得るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
流量を自由に設定変更可能なポンプを陽極室への給水路と陰極室への給水路にそれぞれ設置して、個別に給水量を可変出来るようにする。
【００１３】
電解槽、電極および電解質溶液の種類が決まっている場合の電解生成水のｐＨ値は、主として電解電流（電解電流は電解電圧、電解質溶液濃度により変わる）及び水の流量によって決まる。
【００１４】
強電解水を得るための方法としては、電解電圧と電解質溶液濃度を増加するのには限界があるため、水の流量を減らすのが一番現実的である。水の流量を減らしすぎると電極温度の上昇により、電極寿命を短くする危険性があるため、特により強い強電解水を生成する場合は、中間室の電解質溶液の循環流速を速くして放熱効果を持たせる。電極の放熱手段としては上記の方法に限る必要はない。
【００１５】
弱電解水を生成するための方法としては、まず電解電圧および／または電解質溶液濃度の変更により電解電流を減少して概略のｐＨ値を定める。その後、ｐＨ値の微細調整を水の流量設定変更により行う。
【００１６】
ポンプを設置する場所は、給水路の代わりに吐水路としても良い。
【００１７】
所望の電解水が酸性またはアルカリ性の片方のみである場合は、所望の片方のｐＨ値に対応する流量は適正値に設定し、所望しない他の片方の流量設定は可能な限り少なくして無駄な捨て水を極力少量にすることが出来る。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明に係わる三室型電解水生成装置の説明図（実施例）を示す。電解槽１には隔膜７と８を介して陽極室２と中間質３と陰極室４がある。陽極室２には陽電極５が、陰極室４には陰電極６が配置され、直流電源９および直流電流計２０に接続されている。電解液タンク１０には電解質溶液として食塩水が充填され、ポンプ１３により中間室３に送られ、電解液タンク１０へ戻る経路で食塩水が循環するように構成されている。
【００１９】
ポンプ１１と１２がそれぞれ陽極室２と陰極室４に接続されて、別々に水が供給される。ポンプの給水量はそれぞれ個別に設定変更出来る様になっている。
【００２０】
工業分野用途などでは純水を使用するため、ポンプ１１と１２の前段に純水製造装置（未記載）が設置される。
【００２１】
図１の実施例において生成した電解水のデータ例を表１に示す。
【表１】

【００２２】
流量設定を０．１７（ｌ／ｍｉｎ）にすることにより、酸性水ではｐＨ値２．０４の強酸性水を、アルカリ水ではｐＨ値１２．６６の強アルカリ水を得ることができた。流量設定を１（ｌ／ｍｉｎ）まで増加すると、ｐＨ値は約１．０程度それぞれ（弱酸性側または弱アルカリ性側へ）変化している。
【００２３】
より弱酸性または弱アルカリ性の水を得るためには、更に流量設定を増加すれば良い。より弱酸性または弱アルカリ性の水を得る別の方法として、食塩水濃度を減らして得たデータ例を表１中の下側に示す。更に別の方法として、電解電圧を下げても同様に、より弱酸性または弱アルカリ性の水を得ることが可能である。
【００２４】
図５は、表１のデータをｐＨ値に関してグラフ化したものである。横軸はＬｏｇ（Ｉ／Ｗ）を示し、Ｉは電解電流（Ａ）を、Ｗは水の流量（ｌ／ｍｉｎ）を示す。縦軸はｐＨ値を示す。図５のグラフは、ｐＨ値が電解電流Ｉと水の流量Ｗとに依存し、Ｌｏｇ（Ｉ／Ｗ）と良い相関関係にあることを示している。グラフから求めた関係式は以下の通りである。
【００２５】
アルカリ水に関して、　　　［ｐＨ］ｒ＝１０．８＋Ｌｏｇ（Ｉ／Ｗｒ）
酸性水に関して、　　　　　［ｐＨ］ｏ＝４．０−Ｌｏｇ（Ｉ／Ｗｏ）
ここで、［ｐＨ］ｒ　はアルカリ水のｐＨ値を、［ｐＨ］ｏ　は酸性水のｐＨ値を、Ｗｒ　はアルカリ水の流量を、Ｗｏ　は酸性水の流量をそれぞれ示す。定数１０．８および４．０は装置固有の数字であるので、最初に求めておくことができる。その後は上記関係式を使用して、所望のｐＨ値に対して必要な電解電流と水の流量を算出して設定すれば良い。
【００２６】
以上説明した通り、電解電流（電解電圧または／および食塩水濃度により）および流量のそれぞれの設定の組み合わせにより、所望のｐＨ値の電解水を得ることが出来る。
【００２７】
図２は、本発明に係わる二室型電解水生成装置の説明図（実施例）を示す。電解槽１’　には隔膜７を介して陽極室２と陰極室４がある。陽極室２には陽電極５が、陰極室４には陰電極６が配置され、直流電源９と直流電流計２０に接続されている。
【００２８】
ポンプ１１と１２がそれぞれ陽極室２と陰極室４に接続されて、別々に水が供給される。ポンプの給水量はそれぞれ個別に設定変更出来る様になっている。陽極室２および陰極室４に供給する水１４’および１６’は、電解補助剤として食塩が加えられているため、生成された電解水１７’および１９’には塩分が含まれる。電解補助剤としては、食塩の他にＫＣＬなどが使用できる。
【００２９】
この二室型電解水生成装置においても、電解電流（電解電圧または／および食塩水濃度により変わる）および流量のそれぞれの設定の組み合わせにより、所望のｐＨ値の電解水を得ることが出来る。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、水の流量をポンプによって設定出来るので、流量を減らすことにより強電解水を簡単に連続的に安定して生成出来る効果がある。
【００３１】
更に、所望のｐＨ値の電解水を連続的に安定して生成出来るため、電解水のいろいろな効用に対応して必要な時に必要な量だけ、所望の電解水を得る事が出来る効果がある。
【００３２】
また、一種類の電解水のみを所望する場合には、所望しない側の水の量を絞り込んで、無駄となる水の廃棄量を少なくできる効果がある。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる三室型電解水生成装置の説明図である。（実施例１）
【図２】本発明に係わる二室型電解水生成装置の説明図である。（実施例２）
【図３】従来の三室型電解水生成装置の説明図である。
【図４】従来の二室型電解水生成装置の説明図である。
【図５】
【符号の説明】
１、１’　電解槽
２　陽極室
３　中間室
４　陰極室
５　陽電極
６　陰電極
７、８　隔膜
９　直流電源
１０　電解液タンク
１１、１２、１３　ポンプ
１４、１４’　陽極室に供給する水
１５　中間室に供給する電解水
１６、１６’　陰極室に供給する水
１７、１７’　陽極室で生成した電解水（酸性水）
１８　中間室を通って出てきた電解質水溶液
１９、１９’　陰極室で生成した電解水（アルカリ水）
２０　直流電流計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus that can easily and stably generate electrolyzed water having a required pH value in a method of generating electrolyzed water by electrolysis.
[0002]
[Prior art]
It is well known that acidic or alkaline electrolyzed water is useful for disinfection, sterilization, washing, drinking, and the like.
[0003]
3 and 4 show examples of a conventional electrolyzed water generating apparatus. FIG. 3 is an example of a conventional three-chamber type generator, and FIG. 4 is an example of a conventional two-chamber type generator. Salt is used as a typical electrolysis auxiliary. In the case of the two-chamber type, since the electrolysis auxiliary remains in the generated electrolyzed water, the three-chamber type is preferred in the industrial field and the like.
[0004]
These conventional electrolyzed water generators can simply obtain desired electrolyzed water (for example, a pH value of about 9 and a pH value of about 5) for one or two purposes (for example, for drinking and washing), and are simple. Thus, it was not possible to obtain electrolyzed water having another desired pH value depending on the purpose.
[0005]
Since the utility varies depending on the pH value, it is desired to obtain electrolytic water having a desired pH value according to the purpose. In the electrolysis apparatus, two types of electrolyzed water, acidic and alkaline, are generated. If neither of the two types of electrolyzed water has a desired pH value, the electrolyzed water having a desired pH value is discarded. It will be wasted.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-185552 (continuous electrolyzed water generating apparatus) has been proposed as an apparatus for obtaining from weakly electrolyzed water to strongly electrolyzed water using the same apparatus, but it is possible to stably obtain electrolyzed water having a desired pH value according to the purpose. There was a problem with the method.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Various effects of electrolyzed water have become widely known, and it has been desired that electrolyzed water of various pH values can be easily generated by one electrolyzed water generator.
[0008]
As a simple method for obtaining electrolyzed water having a desired pH value, there is a method in which strong electrolyzed water is used as a base and diluted with another water to adjust to a desired pH value. However, in this case, even if the pH value becomes a desired value, there is a problem that the ORP (oxidation-reduction potential) is reduced at the time of dilution, the utility is reduced, and the dilution work is troublesome.
[0009]
As another method, the case described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-185552 can be considered. However, in this method, a stable pH value is obtained because the flow rate is largely dependent on the inlet pressure (for example, tap water pressure) and / or the outlet pressure (for example, electrolytic bubble resistance or back pressure against the outlet line) of the valve. However, there was a problem in stably producing the desired pH value at any time.
[0010]
The present invention solves the above-mentioned problems and provides an apparatus that can easily and stably generate electrolyzed water having a desired pH value.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, it is possible to efficiently obtain electrolyzed water having a desired pH value by making it possible to individually change the water supply amount or the water discharge amount for the anode chamber and the cathode chamber.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Pumps capable of freely changing the flow rate are installed in the water supply path to the anode chamber and the water supply path to the cathode chamber, respectively, so that the amount of water supply can be varied individually.
[0013]
When the types of the electrolytic cell, the electrode, and the electrolyte solution are determined, the pH value of the electrolyzed water is determined mainly by the electrolysis current (the electrolysis current varies depending on the electrolysis voltage and the electrolyte solution concentration) and the flow rate of the water.
[0014]
As a method for obtaining strongly electrolyzed water, since there is a limit in increasing the electrolysis voltage and the concentration of the electrolyte solution, it is most realistic to reduce the flow rate of water. If the flow rate of water is reduced too much, there is a risk of shortening the life of the electrode due to an increase in the electrode temperature. To have. The means for radiating the electrodes need not be limited to the above method.
[0015]
As a method for generating weakly electrolyzed water, first, an approximate pH value is determined by reducing the electrolysis current by changing the electrolysis voltage and / or the electrolyte solution concentration. Thereafter, fine adjustment of the pH value is performed by changing the flow rate setting of water.
[0016]
The place where the pump is installed may be a water discharge channel instead of a water supply channel.
[0017]
If the desired electrolyzed water is only one of acidic or alkaline, the flow rate corresponding to the pH value of the desired one is set to an appropriate value, and the flow rate setting of the other undesired one is minimized and wasteful. Waste water can be reduced as much as possible.
[0018]
【Example】
FIG. 1 shows an explanatory view (embodiment) of a three-chamber electrolyzed water generating apparatus according to the present invention. The electrolytic cell 1 has an anode chamber 2, an intermediate 3, and a cathode chamber 4 via diaphragms 7 and 8. A positive electrode 5 is disposed in the anode chamber 2, and a negative electrode 6 is disposed in the cathode chamber 4, and are connected to a DC power supply 9 and a DC ammeter 20. The electrolytic solution tank 10 is filled with a saline solution as an electrolytic solution, sent to the intermediate chamber 3 by a pump 13, and configured to circulate the saline solution in a path returning to the electrolytic solution tank 10.
[0019]

Pumps

11 and 12 are connected to the anode chamber 2 and the cathode chamber 4, respectively, to supply water separately. The amount of water supplied to the pump can be changed individually.
[0020]
Since pure water is used in applications such as the industrial field, a pure water producing apparatus (not shown) is installed in front of the

pumps

11 and 12.
[0021]
Table 1 shows data examples of the electrolyzed water generated in the embodiment of FIG.
[Table 1]

[0022]
By setting the flow rate to 0.17 (l / min), it was possible to obtain a strongly acidic water having a pH value of 2.04 with acidic water and a strongly alkaline water with a pH value of 12.66 with alkaline water. When the flow rate setting is increased to 1 (l / min), the pH value changes by about 1.0 (to a slightly acidic side or a slightly alkaline side).
[0023]
To obtain weakly acidic or weakly alkaline water, the flow rate setting may be further increased. As another method for obtaining a weakly acidic or weakly alkaline water, an example of data obtained by decreasing the concentration of the saline solution is shown in the lower part of Table 1. As still another method, it is also possible to obtain weakly acidic or weakly alkaline water by lowering the electrolysis voltage.
[0024]
FIG. 5 is a graph of the data in Table 1 with respect to the pH value. The horizontal axis indicates Log (I / W), I indicates the electrolytic current (A), and W indicates the flow rate of water (l / min). The vertical axis indicates the pH value. The graph of FIG. 5 shows that the pH value depends on the electrolytic current I and the flow rate W of water, and has a good correlation with Log (I / W). The relational expression obtained from the graph is as follows.
[0025]
Regarding alkaline water, [pH] r = 10.8 + Log (I / Wr)
Regarding acidic water, [pH] o = 4.0-Log (I / Wo)
Here, [pH] r indicates the pH value of the alkaline water, [pH] o indicates the pH value of the acidic water, Wr indicates the flow rate of the alkaline water, and Wo indicates the flow rate of the acidic water. The constants 10.8 and 4.0 are device-specific numbers and can be determined first. Thereafter, using the above-mentioned relational expression, the required electrolytic current and the flow rate of water for a desired pH value may be calculated and set.
[0026]
As described above, electrolyzed water having a desired pH value can be obtained by combining the respective settings of the electrolysis current (depending on the electrolysis voltage and / or the salt solution concentration) and the flow rate.
[0027]
FIG. 2 is an explanatory view (embodiment) of the two-chamber electrolyzed water generator according to the present invention. The electrolytic cell 1 ′ has an anode chamber 2 and a cathode chamber 4 via a diaphragm 7. A positive electrode 5 is disposed in the anode chamber 2, and a negative electrode 6 is disposed in the cathode chamber 4, and are connected to a DC power supply 9 and a DC ammeter 20.
[0028]

Pumps

11 and 12 are connected to the anode chamber 2 and the cathode chamber 4, respectively, to supply water separately. The amount of water supplied to the pump can be changed individually. Since the water 14 'and 16' to be supplied to the anode chamber 2 and the cathode chamber 4 have salt added as an electrolysis auxiliary, the generated electrolyzed water 17 'and 19' contain salt. As an electrolysis auxiliary, KCL or the like can be used in addition to salt.
[0029]
Also in this two-chamber electrolyzed water generation apparatus, electrolyzed water having a desired pH value can be obtained by a combination of the respective settings of the electrolysis current (depending on the electrolysis voltage and / or the salt solution concentration) and the flow rate.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the flow rate of water can be set by the pump, there is an effect that strong electrolyzed water can be easily and continuously and stably generated by reducing the flow rate.
[0031]
Furthermore, since electrolyzed water having a desired pH value can be continuously and stably generated, the required amount of electrolyzed water can be obtained only in a necessary amount at a necessary time according to various effects of the electrolyzed water. .
[0032]
Also, when only one type of electrolyzed water is desired, the amount of water on the undesired side is narrowed down, and there is an effect that the amount of wasted water can be reduced.
[0033]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a three-chamber type electrolyzed water generating apparatus according to the present invention. (Example 1)
FIG. 2 is an explanatory diagram of a two-chamber electrolyzed water generating apparatus according to the present invention. (Example 2)
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional three-chamber electrolyzed water generating apparatus.
FIG. 4 is an explanatory view of a conventional two-chamber electrolyzed water generating apparatus.
FIG. 5
[Explanation of symbols]
1, 1 'electrolytic cell 2 anode chamber 3 intermediate chamber 4 cathode chamber 5 positive electrode 6 negative electrode 7, 8 diaphragm 9 DC power supply 10

electrolyte tanks

11, 12, 13 pump 14, 14' water supplied to anode chamber 15 intermediate Electrolyzed water 16 and 16 'to be supplied to the chamber Water 17 and 17' to be supplied to the cathode chamber Electrolyzed water (acidic water) generated in the anode chamber
18 Electrolyte aqueous solution 19, 19 'emerging through intermediate chamber Electrolyzed water (alkaline water) generated in cathode chamber
20 DC ammeter

Claims

An anode chamber, an intermediate chamber, and a cathode chamber are formed through two diaphragms. A DC power supply is connected between an anode provided in the anode chamber and a cathode provided in the cathode chamber. In the method of generating electrolyzed water, which fills and passes the water through the anode and cathode compartments to generate electrolyzed water, the flow settings can be changed to the water supply side to the anode and cathode compartments or the discharge side from the anode and cathode compartments A method or apparatus for producing electrolyzed water, comprising a simple pump.

Two chambers, an anode chamber and a cathode chamber, are formed through one diaphragm. A DC power supply is connected between the anode provided in the anode chamber and the cathode provided in the cathode chamber, and an electrolysis auxiliary is supplied to the anode chamber and the cathode chamber. In the electrolyzed water generation method of generating electrolyzed water through containing water, a pump capable of changing the flow rate is provided on each of a water supply side to the anode chamber and the cathode chamber, or a discharge side from the anode chamber and the cathode chamber. Electrolysis water generation method or generation apparatus.

The method for producing electrolyzed water according to claim 1 or 2, wherein a DC power supply whose DC voltage can be set and a DC ammeter for measuring an electrolytic current are connected between the anode and the cathode. apparatus.

An electrolyzed water produced by the method or the device according to claim 1.