JP2004066072A

JP2004066072A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP2004066072A
Application number: JP2002227100A
Authority: JP
Inventors: Takemi Oketa; 桶田　岳見; Kazushige Nakamura; 中村　一繁
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】塩素ガスの装置外部への漏洩の無い電解水生成装置を提供する。
【解決手段】電解槽２０に水を供給する給水路４０を有し、前記給水路４０に水溜め部４９を有する構成としているので、電気分解で発生した塩素ガスを含む気体は、給水路４０から装置外には出ず塩素ガス除去手段３０に入り、塩素ガスが除去され、気体外に排出される。したがって、装置を使用している雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無いので、快適に使用できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被電解水を滞留状態で電気分解して電解水を生成するバッチ式の電解水生成装置に関し、特に電気分解で発生する塩素ガスを除去可能な電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置には、水道等の給水設備に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式がある。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットがあるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全体のコストアップとなる。一方、バッチ方式では滞留状態で電解するため長時間にわたる電解が可能であり、簡易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい。
【０００３】
しかし、バッチ式では、滞留状態で電解するため、効率的に電解水を生成できる変わりに塩素ガスの発生量も流水式に比較して多く、使用の際に不快感を感じる場合がある。
【０００４】
従来の塩素ガス除去装置を有する電解装置としては、特開平７−１３６６５４号公報に記載されているようなものがあった。
【０００５】
この電解装置は図３に示すように、電解水生成装置１は内部に電解槽２を備え、電極３を陰極、電極４を陽極とし、これらの電極の間に隔膜５を配置している。電解槽２には陰極で生成したアルカリ水を排水する流路６と酸性水を排出する流路７とが接続されている。電気分解に用いる食塩水はタンク８に貯蔵しており、流路９で電解槽２と接続されている。また、流路９には、タンク８の食塩水を電解水に送り込むポンプ１０と、電解槽２に送り込む食塩水のと水道水を混合する混合手段１１を配置しており、流路１２にある弁１３とポンプ１０の動作を制御装置１４で調節することで電解槽２に送り込む食塩の濃度を調節している。
【０００６】
電解槽２はタンク１５と流路７で接続されており、電解槽２で生成した酸性水１６はタンク１５内でを貯蔵されている。そして、タンク１５内の酸性水を使用する場合には、バルブ１７を開くことで、採取可能としている。また、タンク１５内に酸性水を貯蔵することによって、酸性水１６から塩素ガスが発生し、この上側の気相の塩素ガスが混合されている。そのため、タンク１５は塩素ガスを排出するための流路１８と送風機１９が備えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のバッチ式電解装置では、電解中ないし電解後に陽極から発生する塩素ガスが外部に排出される構成では、発生した塩素ガスは希釈させるが、残ってしまうので、一般家庭ならびに、気密性の高い空間や、狭い空間で使用すると、雰囲気中の塩素ガス濃度が高くなり、使用者が不快感を感じやすく、長時間の使用が不可能という課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので、装置を使用している雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無く快適に使用できる装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、陽極と陰極を備え塩素イオンを含む水を電気分解して電解水を生成する電解槽と、内部に塩素ガス除去材を有する塩素ガス除去手段と、電解槽に水を供給する給水路を有し、前記給水路に水溜め部を有する構成としているので、電気分解で発生した塩素ガスを含む気体は、水溜め部があるために給水路から装置外に出ず塩素ガス除去手段に入り、塩素ガスが除去され、気体外に排出される。したがって、装置を使用している雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無いので、快適に使用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、陽極と陰極を備え塩素イオンを含む水を電気分解して電解水を生成する電解槽と、内部に塩素ガス除去材を有する塩素ガス除去手段と、電解槽に水を供給する給水路を有し、前記給水路に水溜め部を有する構成としているので、電気分解で発生した塩素ガスを含む気体は、給水路から装置外には出ず塩素ガス除去手段に入り、塩素ガスが除去され、気体外に排出される。したがって、装置を使用している雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無いので、快適に使用できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の電解水生成装置は、給水路に水の導入部を設けたので、給水路に水を供給するときに水が溢れて、塩素ガス除去手段内の塩素ガス除去材をぬらすことがないので、この部分の圧損があがらないので、常に電解槽内の空気と供給する水との置換を容易に行うことができるので、電解槽への水の供給時に不快感を持つことがない。
【００１２】
また、請求項３に記載の電解水生成装置は、給水路の流入口を電解槽よりも上に配置しているので、電解槽へ水を充満させるときに給水路から水が溢れ出て電解槽に十分な水が供給できなくなるということがなくなる。
【００１３】
また、請求項４に記載の電解水生成装置は、給水流路に逆止弁を設けたので、装置が傾いたり、転倒したときに電解した水が一気に装置外に出たりすることがない。
【００１４】
また、請求項５に記載の電解水生成装置は、塩素ガス除去手段を活性炭としたので、塩素ガスを吸着、分解する表面積が大きいので、長期間安定した塩素除去性能を維持することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の電解水生成装置は、活性炭を粒状としているので、塩素ガス除去に必要な表面積を大きくとりながら、塩素ガス除去材の圧損を低く抑えることができる。
【００１６】
また、請求項７に記載の電解水生成装置は、塩素ガス除去手段が排気部を有するので、塩素ガス除去材を乾燥した状態に維持することができる。
【００１７】
また、請求項８に記載の電解水生成装置は、横方向に排気口を設けているので、給水路から水が溢れた場合でも、塩素ガス除去材をぬらすことがないので、塩素ガス除去材の圧損を低く抑えることができる。
【００１８】
また、請求項９に記載の電解水生成装置は、水溜め部から水を抜く排水弁を設けたので、収納時に装置から完全に水を抜くことができるので、給水路が汚れることがない。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施例における電解水生成装置の構成図である。本実施例では、電極間に隔膜を有した場合について説明する。
【００２０】
同図において、２０は電解槽であり、隔膜２１によって陽極室２２と陰極室２３が形成されており、各々陽極２４および陰極２５が隔膜２１を介して対向は位置されている。電解槽２０の下方には陽極水出口２６と陰極水出口２７が設けられている。これらの下流には陽極室２２、陰極室２３内の水を排出する排水弁２８が設置されている。この排水弁には排水路２９が接続されている。
【００２１】
電解槽２０の上方には塩素ガス除去手段の反応槽３０があり、電解槽２０に密着するように備えられており、電気分解で生成した塩素ガスを含む気体が反応槽３０と接触可能となっている。
【００２２】
また、電解槽２０の陽極室２１に食塩を供給手段としては、食塩水が過飽和状態で充填された食塩タンク３１、食塩ポンプ３２と食塩供給路３３を有している。そして食塩ポンプ３２を駆動することで、水の入った水槽３４から食塩タンク３１に水を送りこみ、飽和濃度の食塩水を食塩供給路３３から陽極室２４に供給している。
【００２３】
また、陰極室２３は陰極２５より上の体積が大きくなっており、ここに電気分解で生成したアルカリ水をボトル３５に吐出する吐出ポンプ３６を備えており、アルカリ水が流路３７と通ってボトル３５に入る。
【００２４】
また、排水弁２８の下流には電解水を貯留する排水タンク３９があり、排水弁２８を開くことで排水タンク３８に水をためることができる。
【００２５】
図２に本実施例で用いた反応槽３０の断面図を示した。反応槽３０の横部には、水を供給する給水部である給水路４０と給水出口４１があり給水路４０に水を入れやすくするための導入部である給水補助部４５が設けられている。
【００２６】
反応槽３０には、排気部である排気出口４２、排気入口４３とを有し、内部に粒状活性炭４４が備えられている。この構成により、粒状活性炭は乾いた状態に維持することができる。そして、排気出口４２は開口部４７が横方向を向いている。さらにこの排気部である排気出口４２、排気入口４３、開口部４７は給水路４０および導入部である給水補助部４５と反対方向に設置している。なお、給水路４０をＳ字状に曲げており、ここに逆止弁４８を設け、装置が転倒したときの水のこぼれを防止している。これら部分に水溜り部４９を形成可能としている。
【００２７】
上記構成において次に動作、作用について説明する。電解前に電解槽２０に水を入れる。次に、電源スイッチ（図示せず）を投入すると、電解動作が開始される。電解動作について説明する。電解スイッチが投入されると、まず食塩ポンプ３２が所定時間だけ駆動され、水槽３４の水が食塩供給路３３を経て食塩タンク３１に送られる。水が送りこまれることにより飽和状態の食塩水が食塩供給路３３から陽極室２２内に所定量供給され、所定濃度の食塩希釈水となる。その後、所定時間だけ電気分解される。電解時の陽極室２２では（化１）に示した反応が生じて酸性水が生成される。
【００２８】
【化１】

【００２９】
一方、陰極室２３では（化２）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２１を通過して移動し、アルカリ水が生成される。
【００３０】
【化２】

【００３１】
ここで、陽極室２２のみに食塩溶液が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２４と陰極２５間に電圧が印可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／陰極２４、２５と逆極性のイオンが隔膜２１を通過して移動することとなる。したがって陽極室２２に導入された食塩に含まれるＮａイオンは隔膜２１を経て陰極室２５へと即座に移動する。この結果、陽／陰極２４、２５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。実験によれば５００ＣＣ程度の水を１．５Ａで８分間電解することでｐＨ１２．０±０．２のアルカリ水が得られた。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、電気製品などの表面の洗浄水として利用する。
【００３２】
陰極室１４に生成されたアルカリ水は、所定時間電解された後、直ちに吐水ポンプ３７が駆動されて流路３８を通じてボトル３６に送りこまれる。
【００３３】
電解槽２０に残った電解水は、排水弁２８を開くことで排水タンク３８に貯留することができる。ここで得られた混合水は、除菌漂白用に用いることができる。
【００３４】
また、電解槽２０で電気分解を行うと、陽極室２２には酸性水が生成され、陰極室２３にはアルカリ水が生成されるが、これと同時に、陽極室２２には塩素ガスＣｌ_２↑、酸素ガスＯ_２↑が、そして陰極室２３に生成される水素ガスＨ_２↑が生成される。これらのガスは、電解中も耐えず発生しており、塩素臭の原因となる。
【００３５】
電気分解で発生するガスは、水素、酸素、塩素ガスの３種類がほとんどであり、これらが陽極室２２及び陰極室２３の上に滞留する。これらのガスは、電解の進行と共に発生するので、生成したガスは、上方向にある反応槽３０と接触する。反応槽３０には、粒状活性炭４４が入っており、電気分解で発生した塩素ガスを含む気体が反応槽３０に入り、この粒状活性炭４４と反応し、塩素ガスは吸着と触媒反応的に分解によって除去される。活性炭と塩素ガスの反応は（化３）のように反応する。
【００３６】
【化３】

【００３７】
よって、装置外には塩素ガスが出ることが無いので、雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無く、快適に使用できる。
【００３８】
このとき、給水路の水溜め部４９に水が溜まっているので、電気分解で発生したガスはここから逆流して装置外に排出されることがないので、雰囲気中の塩素ガス濃度が高くなることがない。したがって、装置を使用している雰囲気中の塩素ガス濃度が上昇することが無いので、快適に使用できる。
【００３９】
また、給水路４０に水の導入部である給水補助部４５を設けたので、給水路４０に水を供給するときに水が溢れて、反応槽３０内の粒状活性炭４４をぬらすことがないので、この部分の圧損があがらないので、常に電解槽内の空気と供給する水との置換を容易に行うことができるので、電解槽への水の供給時に不快感を持つことがない。
【００４０】
そして、給水路４０の流入口である給水補助部４５を電解槽２０よりも上に配置しているので、電解槽２０へ水を充満させるときに給水路４０から水が溢れ出て電解槽２０に十分な水が供給できなくなるということがなくなる。給水路４０には逆止弁４８を設けているで、装置が傾いたり、転倒したときに電解した水が一気に装置外に出ることがない。
【００４１】
また、塩素ガス除去手段を粒状活性炭４４としたので、塩素ガスを吸着、分解する表面積が大きいので、長期間安定した塩素除去性能を維持することができる。これと同時に、粒状であるので、塩素ガス除去に必要な表面積を大きくとりながら、塩素ガス除去材の圧損を低く抑えることができる。また、電解ガスの排気出口４２は、横方向に開口しているので、給水路からみずが溢れた場合でも、粒状活性炭４４をぬらすことがないので、圧損を低く抑えることができる。
【００４２】
また、水溜め部４９から水を抜く排水路４６と排水弁４７を設け、排水弁４７を開くことで給水路４０から完全に水を抜くことができる。このことにより長期間装置を使用しないときに給水路４０の表面に微生物が繁殖し、繁殖により発生したスライムが電解槽２０内に入り込み、生成した電解水に混ざり、使用者が不快感を覚えることがない。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜９の電解水生成装置によれば、電気分解により発生する塩素ガスを効率的に除去可能なので、塩素ガスが装置を使用している雰囲気中にほとんど残らないので、一般家庭ならびに、気密性の高い空間や、狭い空間で使用しても雰囲気中の塩素ガス濃度が高くなることがなく、使用者が不快感を感じたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における電解水生成装置の構成図
【図２】同実施例における反応槽の断面図
【図３】従来の電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
２０　電解槽
２１　隔膜
２２　陽極室
２３　陰極室
２４　陽極
２５　陰極
３０　反応槽（塩素ガス除去手段）
４０　給水路
４２　排気出口（排気部）
４３　排気入口（排気部）
４４　粒状活性炭（塩素ガス除去材）
４５　給水補助部（導入部）
４６　排水路
４７　排水弁
４８　逆止弁
４９　水溜め部

Claims

陽極と陰極を備え塩素イオンを含む水を電気分解して電解水を生成する電解槽と、内部に塩素ガス除去材を有する塩素ガス除去手段と、電解槽に水を供給する給水路を有し、前記給水路に水溜め部を有する構成とした電解水生成装置。
給水路に水の導入部を設けた構成の請求項１記載の電解水生成装置。
給水路の流入口を電解槽よりも上に配置した請求項１ないし２記載の電解水生成装置。
給水路に逆止弁を設けた構成の請求項１〜３のいずれか一項記載の電解水生成装置。
塩素ガス除去手段を活性炭とした請求項１〜４のいずれか一項記載の電解水生成装置。
活性炭が粒状であることを特徴とする請求項５に記載の電解水生成装置。
塩素ガス除去手段が排気部を有する構成の請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
排気部の横方向に排気口を有する請求項７記載の電解水生成装置。
水溜め部から水を抜く排水弁を設けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の電解水生成装置。