JP2004298832A - 電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することのできる電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法を提供する。
【解決手段】原水供給管１１に供給された原水は、原水分岐部１３で希釈水供給管１５に向かう希釈水ラインと、軟水器供給管１７から軟水器２３、電解槽２９に向かう電解水ラインとに所定水量ずつ分配供給される。そして、電解水ラインに供給された原水は、軟水器２３において脱硬度処理が行われ、飽和塩水が添加された後、電解槽２９で電解される。この電解槽２９で生成された高濃度の電解次亜水は、希釈水ラインから供給された希釈原水により、実使用濃度まで希釈される。
【選択図】 図１
【解決手段】原水供給管１１に供給された原水は、原水分岐部１３で希釈水供給管１５に向かう希釈水ラインと、軟水器供給管１７から軟水器２３、電解槽２９に向かう電解水ラインとに所定水量ずつ分配供給される。そして、電解水ラインに供給された原水は、軟水器２３において脱硬度処理が行われ、飽和塩水が添加された後、電解槽２９で電解される。この電解槽２９で生成された高濃度の電解次亜水は、希釈水ラインから供給された希釈原水により、実使用濃度まで希釈される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法に係わり、特に、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することのできる電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電解水生成装置のうち、電解次亜水（電解次亜塩素酸ナトリウム水溶液）生成装置は上水道やプール等の滅菌消毒用に用いられている。そして、このような電解次亜水生成装置としては、特許文献１に示すような電解次亜塩素酸ナトリウム生成装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、装置に供給された原水が、電解槽に向かう経路と電解槽で生成された電解次亜水を希釈する経路とに分配して供給されるようになっている。そのため、電解槽内では高濃度の電解次亜水が生成され、これが原水により希釈される。従って、原水に添加される食塩等を有効に利用することができる。
【０００４】
しかしながら、この電解次亜水生成装置に供給される原水としては、一般に水道水や井戸水等が使用される。そのため、原水をそのまま電気分解すると、水道水や井戸水等に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分がスケールとして電極に析出し、電解槽における電気分解を阻害するおそれがあった。
【０００５】
そこで、かかる問題点を解決するために、定期的に電解槽内部を薬液（例えば、塩酸等の酸性液体）で洗浄する方法が知られている。しかしながら、電解槽内部の洗浄は極めて手間がかかり、装置の保守が極めて面倒であった。
【０００６】
そのため、電解槽内部の洗浄を行うことなく、電極へのスケールの析出を防止するために、特許文献２に示すような医療用電解水の連続製造方法や、特許文献３に示すようなイオン水生成装置が提案されている。
【０００７】
これらの特許文献２、３に記載の方法では、いずれにおいても、定期的に電極の極性の切り替えが行われるようになっている。そのため、一方の電極にスケールが析出しても、電極の極性が切り替えられることにより、そのスケールが溶解あるいは分解される。従って、電解槽内部の洗浄を行うことなく、スケールの析出を防止することができる。
【０００８】
しかしながら、電極の寿命は、一般に、その極性の切り替え回数にほぼ反比例することが知られており、極性の切り替えを頻繁に行うと、電極の寿命が短縮するおそれがあった。また、極性の切り替えを行うための回路の増設により、装置自体の部品コストや製造コスト等が上昇するおそれがあった。
【０００９】
さらに、一般の電解次亜水生成装置の電極には、白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又は酸化物からなるものが使用される。しかしながら、そのうちルテニウムやパラジウム等を含有した電極では、極性の切り替えを行うことができない。そのため、上記の方法を採用するためには、高価でかつ（ルテニウムやパラジウム等に比べ）塩素の発生効率も低い白金の単体又は酸化物等を使用しなければならない問題があった。
上記問題のない方法としては、特許文献４に示すようなアルカリ性水及び酸性水を製造する方法が知られている。
【００１０】
この特許文献４に記載の方法では、原水がイオン交換樹脂に流通されて、原水の硬度成分が除去されるようになっている。そのため、電解槽には硬度成分を含まない水が供給され、電極にスケールが析出することはない。従って、電極の極性の切り替えを行うことなく、電極へのスケールの析出を防止することができる。また、電解槽に供給する全ての原水から硬度成分が除去されるため、（上記の特許文献１〜３に比べ）原水の影響を受け難くすることができる。
【００１１】
しかしながら、一般に、電解次亜水生成装置は、その用途（上水道やプール等の滅菌消毒用）故に、大量の電解次亜水を生成する必要がある。そのため、全ての原水に対して硬度成分を除去しようとすると、その処理設備が大型化してしまい、結果的に装置全体が大型化するおそれがあった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−３０２８８６号公報
【特許文献２】
特開昭５１−７７５８４号公報
【特許文献３】
特開平９−７０５７９号公報
【特許文献４】
特開平７−３１９７９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することのできる電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解水生成装置に関し、原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する電解手段と、該電解手段で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えて構成した。
【００１５】
電解手段には、第１のラインを経由して、脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水が供給される。そのため、高硬度地域等の従来装置を使用することのできなかった地域においても、水道水や井戸水等を原水として電解水生成装置を使用することができる。
【００１６】
また、従来行われていた電解手段の洗浄を行うことなく、電解手段へのスケールの析出を防止することができるため、装置の保守を容易に行うことができる。さらに、電極の切り替えを行うことなくスケールの析出を防止することができるため、電極の寿命を長くすることができ、長期安定して電解水を得ることができる。これに加え、電極の極性の切り替えを行うための回路も不要であるため、装置自体の部品コストや製造コスト等の減少も図ることができる。
【００１７】
さらに、電極の切り替えを行う必要がないため、電極の材質として、ルテニウムやパラジウム等からなる電極を使用することができる。そのため、効率良く電解次亜水を生成できるとともに、安価な装置を提供可能となる。
【００１８】
なお、脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水の硬度は、３０ｍｇ／Ｌ（Ｌ：リットル）以下になるように、さらに好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、硬度成分が除去されることが望ましい。
そして、脱硬度処理手段としては、例えば軟水器、純水生成装置、逆浸透装置又は電気透析装置等が使用できる。この場合、電解手段には軟水、純水、逆心浸透水等が供給される。
【００１９】
一方、電解手段で電解された水には、第２のラインを経由した原水がそのまま混合される。そのため、脱硬度処理手段で硬度成分を除去すべき原水の量が低減するので、装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
なお、本発明の電解水生成装置は、例えば、電解次亜水、アルカリイオン水、酸性水の生成に用いるのに有効である。そして、本発明における所定濃度とは、電解次亜水の場合は有効塩素濃度、アルカリイオン水の場合は水酸化物イオンの濃度、酸性水の場合は水素イオン濃度である。
【００２１】
また、本発明は、電解水生成装置に関し、原水を前記第１のラインと前記第２のラインとに所定水量ずつ分配供給する分配供給手段を備えて構成した。
【００２２】
原水は第１のラインと第２のラインとに所定水量ずつ分配される。従って、分配供給手段で分配供給される原水の水量を調節することで、電解水生成装置が生成すべき電解水の濃度を調節することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、電解水生成装置に関し、前記脱硬度処理手段は、軟水器であることを特徴とする。
【００２４】
原水は、軟水器に供給される。このとき、軟水器としては、原水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分を除去し易いように、ナトリウム型あるいはカリウム型のイオン交換樹脂が用いられることが望ましい。また、ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、キレート型樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂等が望ましい。
このことにより、脱硬度処理手段を比較的安価に構成することができる。
【００２５】
さらに、本発明は、電解水生成装置に関し、前記軟水器に食塩を供給することで、該軟水器を再生する再生手段を備えて構成した。
【００２６】
このことにより、軟水器を簡単に再生することができる。従って、軟水器のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２７】
さらに、本発明は、請求項１記載の電解水生成装置を用いて電解水を生成する方法であって、電解された水が原水に対して容積比で０．５〜２００となるように混合希釈することを特徴とする。
【００２８】
脱硬度処理手段の大型化を避けるためには、電解手段に供給する水の水量を少なくして、電解手段でできるだけ高濃度の電解水を生成する方が有利である。
一方、電解手段で生成した電解水の濃度が高いと、電解水生成装置が故障等した場合に、高濃度の電解水がそのまま装置外部に吐出されるおそれがある。あるいは装置の修理の際に取り扱いが煩雑になる等の問題がある。
【００２９】
従って、電解手段で、例えば電解次亜水を生成した場合には、電解手段の出口における電解次亜水の有効塩素濃度が０．５〜１５ｇ／Ｌとなるように調整されることが望ましい。そして、電解次亜水の用途にもよるが、例えば食品等の殺菌に用いる場合には、電解手段の出口における電解次亜水の有効塩素濃度が０．０２〜０．３ｇ／Ｌとなるように希釈されることが望ましい。
【００３０】
さらに、本発明は、電解次亜水生成装置に関し、原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する無隔膜の電解槽と、該電解槽に食塩を添加する食塩添加手段と、前記電解槽で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えて構成した。
【００３１】
電解槽では、電解次亜水が生成される。このことにより、電解槽で生成した水を原水で希釈しても、電解槽等にスケールを発生し難くすることができる。
なお、電解次亜水の生成に用いる食塩は、直接電解槽に添加しても良いが、硬度成分が除去された水を電解槽に供給するラインに添加することが望ましい。また、脱硬度処理手段が軟水器である場合には、その再生に使用する食塩水の貯槽と、食塩添加手段で添加する食塩水の貯槽とを共用しても良い。
【００３２】
さらに、本発明は、請求項６記載の電解次亜水生成装置を用いて電解次亜水を生成する方法であって、食塩濃度が５〜４０ｇ／Ｌである食塩水を前記電解槽で電解することを特徴とする。
【００３３】
食塩水の食塩濃度を低くすると、添加する食塩の使用効率を上げることができる。しかしながら、飽和塩水の食塩濃度が５ｇ／Ｌより低いと、電解槽で発生する電解次亜水の量が減ってしまう。従って、単位時間あたりに一定濃度の電解次亜水を一定量以上生成しようとすると、脱硬度処理手段で大量の原水を処理する必要がある。その結果、脱硬度処理手段が大型化し、電解次亜水生成装置自体も大型化するおそれがある。
一方、食塩塩水の食塩濃度が４０ｇ／Ｌより高いと、食塩を有効利用できなくなるおそれがある。従って、食塩水の食塩濃度は５〜４０ｇ／Ｌであることが望ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の構成図を図１に示す。なお、図中、実線で示す線は通常の電解次亜水生成時に使用される配管を示し、一点破線で示す線は軟水器の再生時に使用される配管を示すものとする。また、点線で示す線は電気系統を示すものとする。
【００３５】
まず、通常の電解次亜水生成時に使用される配管（実線）について説明する。
図１において、原水供給管１１には、水道や井戸等から原水が供給されるようになっている。また、この原水供給管１１には、原水分岐部１３が連結されており、この原水分岐部１３には、希釈水供給管１５と軟水器供給管１７とが連結されている。
【００３６】
そして、希釈水供給管１５は、水量調節弁１６を介して、（後述する）次亜水希釈部３９に連結されている。ここに、水量調節弁１６は、後述する制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、希釈水供給管１５を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００３７】
一方、軟水器供給管１７は、電磁弁１９及び水量調節弁２１を介して、軟水器２３に連結されている。ここに、電磁弁１９も、制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水器供給管１７の開閉を制御するようになっている。また、水量調節弁２１も、制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水器供給管１７を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００３８】
さらに、軟水器２３では、原水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分が除去（以下、脱硬度処理という）されるようになっている。このとき、軟水器２３としては、硬度成分を除去し易いようにナトリウム型あるいはカリウム型のイオン交換樹脂が用いられることが望ましい。また、ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、キレート型樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂等が望ましい。
【００３９】
このように脱硬度処理を行う装置としては、軟水器２３は比較的安価であり、また、（後述するように）ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂で構成された軟水器は、食塩を用いて再生できるため、メンテナンスが容易になっている。特に、後述する飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水を使用すれば、再生専用の飽和塩水タンクを省略することができる。
【００４０】
さらに、この軟水器２３には、軟水吐出管２５が連結されている。また、この軟水吐出管２５は、（後述する）再生水分岐部５３及び電磁弁２７を介して、塩水添加部４９に連結されている。ここに、電磁弁２７は、電磁弁１９と同様、後述する制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水吐出管２５の開閉を制御するようになっている。
【００４１】
さらに、この塩水添加部４９には、塩水供給管４５が連結されている。そして、この塩水供給管４５は、塩水供給ポンプ４７を介して飽和塩水タンク４３まで至るようになっている。
【００４２】
ここに、飽和塩水タンク４３には、塩水添加部４９で添加される飽和塩水が納置されている。この飽和塩水は、一般に、固体の食塩に対して水道水等が給水されることで生成されている（図示略）。また、塩水供給ポンプ４７は、飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水を塩水添加部４９まで圧送するようになっている。
【００４３】
さらに、塩水添加部４９には、電解槽供給管２８が連結されている。そして、この電解槽供給管２８は、電解槽２９に連結されている。
電解槽２９には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂが対向して配設されている。そして、陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、直流電源３３から所定値の電解電圧が印加されるようになっている。また、電解槽２９は無隔膜となっている。
【００４４】
なお、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを構成する電極の材質としては、例えば白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又は酸化物からなるものである。本実施形態では、特許文献２、３に示すような電極の切り替えを行わないため、ルテニウムやパラジウム等からなる電極も使用可能となっている。
【００４５】
さらに、この電解槽２９には、電解槽吐出管３７が連結されており、この電解槽吐出管３７は、次亜水希釈部３９に連結されている。
そして、次亜水希釈部３９には、電解次亜水吐出管４１と上述した希釈水供給管１５とが連結されており、この電解次亜水吐出管４１からは、この装置で生成した電解次亜水が、装置外部に吐出されるようになっている。
【００４６】
次に、軟水器２３の再生時に使用される配管（一点破線）について説明する。
軟水器２３には、再生水供給管５１が連結されている。そして、この再生水供給管５１は、飽和塩水タンク４３まで至るようになっている。
一方、軟水吐出管２５の再生水分岐部５３には、再生水吐出管５５が連結されている。そして、この再生水吐出管５５からは、軟水器２３を再生した飽和塩水を含む再生水が装置外部に吐出されるようになっている。
なお、再生水吐出管５５には、通常の電解次亜水生成時に閉となる開閉弁が設けられていても良い（図示略）。また、再生水分岐部５３、再生水吐出管５５及び軟水吐出管２５（再生水分岐部５３まで）は、軟水器２３と一体化されていても良い。
【００４７】
さらに、電気系統（点線）について説明する。
電解槽２９の陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、上述したように、直流電源３３から電解電圧が印加されるようになっている。そのため、陽極３１ａ及び陰極３１ｂと直流電源３３との間は、電源線により接続されている。
また、制御部３５からは、電磁弁１９、２７及び水量調節弁１６、２１へ弁制御信号が出力されている。
【００４８】
次に、本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の動作について説明する。
図１において、水道や井戸等から原水供給管１１に供給された原水は、原水分岐部１３で、希釈水供給管１５に向かう流路（以下、希釈水ラインという）と軟水器供給管１７から軟水器２３、電解槽２９に向かう流路（以下、電解水ラインという）とに所定水量ずつ分配供給される。なお、このとき電磁弁１９、２７は、制御部３５の制御により（予め）開とされる。
【００４９】
そして、原水分岐部１３から希釈水ラインに供給された原水（以下、希釈原水という）は、次亜水希釈部３９において、電解槽吐出管３７から吐出される高濃度電解次亜水と混合される。なお、後述するが、次亜水希釈部３９では、この希釈原水の水量が、電解水ラインを経由して生成された高濃度電解次亜水の水量に対して、容積比で０．５〜２００となるように希釈混合される。この水量の調節は、制御部３５の制御により水量調節弁１６、２１で行われる。
【００５０】
一方、原水分岐部１３から電解水ラインに供給された原水は、軟水器２３において脱硬度処理が行われる。
このとき、軟水器２３では、原水の硬度が３０ｍｇ／Ｌ以下になるように、さらに好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、硬度成分が除去されることが望ましい。すなわち、電解槽２９に供給される原水の硬度が３０ｍｇ／Ｌより高いと、電極に炭酸カルシウム等のスケールが析出するおそれがあるからである。
【００５１】
そして、このように軟水器２３で脱硬度処理が行われた原水（以下、単に軟水という）は、塩水添加部４９に供給される。
一方、飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水は、塩水供給ポンプ４７により塩水供給管４５に吸引される。そして、塩水添加部４９において、軟水に飽和塩水が添加される。このとき、塩水添加部４９で添加される飽和塩水の食塩濃度は、５〜４０ｇ／Ｌに調整されることが望ましい。
【００５２】
一般に、電解槽２９に供給する水の食塩濃度を低くすると、添加する食塩の使用効率を上げることができる。しかしながら、飽和塩水の食塩濃度が５ｇ／Ｌより低いと、電解槽２９で発生する電解次亜水の量が減ってしまう。従って、単位時間あたりに一定濃度の電解次亜水を一定量以上生成しようとすると、大量の軟水が必要となる。その結果、軟水器２３の大型化が必要となり、装置自体も大型化するおそれがある。
【００５３】
一方、飽和塩水の食塩濃度が４０ｇ／Ｌより高いと、食塩を有効利用できなくなるおそれがある。
なお、この飽和塩水の食塩濃度の調整は、例えば、飽和塩水タンク４３における水量の調整により行われる。
【００５４】
そして、塩水添加部４９で飽和塩水が添加された軟水は、電解槽供給管２８を介して、電解槽２９に供給される。この電解槽２９に供給された軟水には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂから電解電圧が印加され、電気分解される。このとき、電解槽２９では、従来の特許文献２、３のように、電極の切り替えは行われない。
【００５５】
その結果、電解槽２９では電解次亜水が生成される。なお、この電解槽２９で生成される電解次亜水の有効塩素濃度は、この装置で生成すべき（すなわち、電解次亜水吐出管４１から吐出される）電解次亜水の有効塩素濃度よりも高濃度である。また、この電解槽２９で生成された高濃度の電解次亜水（以下、高濃度電解次亜水という）の有効塩素濃度は、０．５〜１５ｇ／Ｌとなるように調整されることが望ましい。
【００５６】
すなわち、高濃度電解次亜水の有効塩素濃度が０．５ｇ／Ｌより低いと、単位時間あたりの電解次亜水の発生量が減ってしまう。従って、大量の軟水が必要となり、軟水器２３の大型化が必要となる。そこで、軟水器２３の大型化を避けるためには、電解槽２９に供給する軟水の水量を少なくして（すなわち、軟水器２３で脱硬度処理する原水の量を少なくして）、電解槽２９でできるだけ高濃度の電解次亜水を生成し、希釈水ラインに供給する希釈原水の水量を多くした方が有利である。
【００５７】
一方、高濃度電解次亜水の有効塩素濃度が１５ｇ／Ｌより高いと、装置が故障等した場合に、高濃度電解次亜水がそのまま装置外部に吐出されるおそれがある。あるいは装置の修理の際に取り扱いが煩雑になる等の問題がある（従って、上限が必要である）。
【００５８】
なお、この高濃度電解次亜水の有効塩素濃度の調整は、原水分岐部１３における水量調節弁２１の調節や、軟水に添加される飽和塩水の食塩濃度の調整により行われる。
【００５９】
そして、電解槽２９で生成された高濃度電解次亜水は、電解槽吐出管３７を介して、次亜水希釈部３９に供給される。この次亜水希釈部３９では、上述した希釈水ラインからの希釈原水が混合される。その結果、高濃度電解次亜水は実使用濃度まで希釈される。
【００６０】
ここで、この実使用濃度は装置の用途にもよるが、例えば食品等の殺菌に用いる場合には、その有効塩素濃度は０．０２〜０．３ｇ／Ｌとなるように希釈することが望ましい。このとき、高濃度電解次亜水は希釈原水により、容積比で０．５〜２００に希釈されるのが好ましい。
なお、この次亜水希釈部３９における高濃度電解次亜水の希釈は、水量調節弁１６、２１の調節により行われる。そして特に、希釈水ライン側の水量調節弁１６を主に調節することで、電解槽２９における電解反応の条件を変化させることなく、容易に高濃度電解次亜水を実使用濃度まで希釈することができる。
そして、このように次亜水希釈部３９で希釈された高濃度電解次亜水は、電解次亜水吐出管４１から装置外部に吐出される。
【００６１】
次に、軟水器２３の再生時の動作について説明する。
軟水器２３には、再生水供給管５１から飽和塩水が供給される。そして、この飽和塩水により、軟水器２３は再生される。この際、電磁弁１９、２７は、軟水器２３に供給された飽和塩水が原水供給管１１側あるいは電解槽２９側に流出しないよう閉とされる。また、この軟水器２３を再生した飽和塩水を含む再生水は、再生水分岐部５３を介して、再生水吐出管５５から装置外部に吐出される。
【００６２】
さらに、電気系統の動作について説明する。
直流電源３３からは、上述したように、陽極３１ａ及び陰極３１ｂに電解電圧が印加される。また、制御部３５からは、電磁弁１９、２７及び水量調節弁１６、２１へ弁制御信号が出力される。この弁制御信号は、例えば軟水器２３の再生時に電磁弁１９、２７を閉とする信号や、装置が生成すべき電解次亜水の実使用濃度に対応して水量調節弁１６、２１を調節する信号である。
【００６３】
以上のような電解次亜水生成装置についての各配管内の水量やその濃度としては、表１に示すような例が挙げられる。なお、表１中の使用軟水器である「オルガノ株式会社製 全自動型軟水器 ＳＡＴ１０５−Ｂ」は、上述した軟水器２３の他に、再生水分岐部５３、再生水吐出管５５及び軟水吐出管２５（再生水分岐部５３まで）が一体化されたものである。
【００６４】
【表１】
【００６５】
以上のように、原水を軟水器２３で脱硬度処理した後に、電解槽２９に供給しているため、原水の硬度成分に影響を受けることなく、電解次亜水を生成することができる。そのため、高硬度地域等の従来装置を使用することのできなかった地域においても、水道水や井戸水等を原水として電解次亜水生成装置を使用することができる。
【００６６】
この際、電解槽２９の内部を薬液で洗浄することなく電極へのスケールの析出を防止することができるため、装置の保守を容易に行うことができる。また、電極の切り替えを行うことなくスケールの析出を防止することができるため、電極の寿命を長くすることができ、長期安定して電解次亜水を得ることができる。これに加え、極性の切り替えを行うための回路も不要であるため、装置自体の部品コストや製造コスト等の減少も図ることができる。
【００６７】
さらに、電極の切り替えを行う必要がないため、ルテニウムやパラジウム等を含有した電極を使用することができる。特に、これらの材質は安価でかつ塩素の発生効率は高いが、極性切り替えができないために従来は使用できなかったものである。そのため、効率良く電解次亜水を生成できるとともに、安価な装置を提供可能となる。
【００６８】
また、原水が、電解水ラインと希釈水ラインとに分配供給されるので、（電解水ラインの）軟水器２３で脱硬度処理すべき原水の量を減らすことができる。そして、電解槽２９で高濃度の電解次亜水を生成し、これが希釈水ライン側からの希釈原水と混合されるので、装置が生成すべき電解次亜水の有効塩素濃度を実使用濃度に調節することができる。従って、軟水器２３を大型化することなく、一定濃度の電解次亜水を大量に生成することができる。そのため、装置全体の小型化を図ることができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、脱硬度処理を行う装置として軟水器を用いたが、これに限られない。すなわち、軟水器以外にも、純水生成装置、逆浸透装置又は電気透析装置等であっても良い（図示略）。特に、硬度成分を除去するという点からは純水生成装置が用いられることが望ましい。そして、これらの装置により生成された純水や逆浸透水等に、飽和塩水を添加して電解槽２９に供給すれば良い。
【００７０】
また、本実施形態においては、電解水生成装置の一例として、電解次亜水生成装置について説明してきたが、これに限られず、アルカリイオン水、酸性水等の電解水の生成装置であっても良い。
【００７１】
ただし、電解水生成装置としてアルカリイオン水を生成する場合には、次の点に注意すべきである。すなわち、電解槽で生成されたアルカリイオン水に希釈水ラインから供給された希釈原水が混合される際に、混合希釈後のアルカリイオン水の水素イオン濃度（ｐＨ）と、混合される希釈原水の硬度との関係によっては、混合希釈時に電解槽や配管にスケールを発生するおそれがあるからである。
【００７２】
この点に関し、本実施形態のように無隔膜の電解槽２９を用いて電解次亜水を生成する場合には、一般的な水道水等の原水により希釈した場合でも、電解槽や配管にスケールが発生し難い。従って、電解水生成装置として、電解次亜水を生成することが特に望ましい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、原水に含まれる硬度成分を脱硬度処理手段で除去し、この水を電解手段で電解するとともに、電解手段で電解された水を原水と混合して所定濃度に希釈するように構成したので、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の構成図
【符号の説明】
１３ 原水分岐部
２３ 軟水器
２９ 電解槽
３１ａ 陽極
３１ｂ 陰極
３９ 次亜水希釈部
４３ 飽和塩水タンク
４９ 塩水添加部
【発明の属する技術分野】
本発明は電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法に係わり、特に、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することのできる電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電解水生成装置のうち、電解次亜水（電解次亜塩素酸ナトリウム水溶液）生成装置は上水道やプール等の滅菌消毒用に用いられている。そして、このような電解次亜水生成装置としては、特許文献１に示すような電解次亜塩素酸ナトリウム生成装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、装置に供給された原水が、電解槽に向かう経路と電解槽で生成された電解次亜水を希釈する経路とに分配して供給されるようになっている。そのため、電解槽内では高濃度の電解次亜水が生成され、これが原水により希釈される。従って、原水に添加される食塩等を有効に利用することができる。
【０００４】
しかしながら、この電解次亜水生成装置に供給される原水としては、一般に水道水や井戸水等が使用される。そのため、原水をそのまま電気分解すると、水道水や井戸水等に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分がスケールとして電極に析出し、電解槽における電気分解を阻害するおそれがあった。
【０００５】
そこで、かかる問題点を解決するために、定期的に電解槽内部を薬液（例えば、塩酸等の酸性液体）で洗浄する方法が知られている。しかしながら、電解槽内部の洗浄は極めて手間がかかり、装置の保守が極めて面倒であった。
【０００６】
そのため、電解槽内部の洗浄を行うことなく、電極へのスケールの析出を防止するために、特許文献２に示すような医療用電解水の連続製造方法や、特許文献３に示すようなイオン水生成装置が提案されている。
【０００７】
これらの特許文献２、３に記載の方法では、いずれにおいても、定期的に電極の極性の切り替えが行われるようになっている。そのため、一方の電極にスケールが析出しても、電極の極性が切り替えられることにより、そのスケールが溶解あるいは分解される。従って、電解槽内部の洗浄を行うことなく、スケールの析出を防止することができる。
【０００８】
しかしながら、電極の寿命は、一般に、その極性の切り替え回数にほぼ反比例することが知られており、極性の切り替えを頻繁に行うと、電極の寿命が短縮するおそれがあった。また、極性の切り替えを行うための回路の増設により、装置自体の部品コストや製造コスト等が上昇するおそれがあった。
【０００９】
さらに、一般の電解次亜水生成装置の電極には、白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又は酸化物からなるものが使用される。しかしながら、そのうちルテニウムやパラジウム等を含有した電極では、極性の切り替えを行うことができない。そのため、上記の方法を採用するためには、高価でかつ（ルテニウムやパラジウム等に比べ）塩素の発生効率も低い白金の単体又は酸化物等を使用しなければならない問題があった。
上記問題のない方法としては、特許文献４に示すようなアルカリ性水及び酸性水を製造する方法が知られている。
【００１０】
この特許文献４に記載の方法では、原水がイオン交換樹脂に流通されて、原水の硬度成分が除去されるようになっている。そのため、電解槽には硬度成分を含まない水が供給され、電極にスケールが析出することはない。従って、電極の極性の切り替えを行うことなく、電極へのスケールの析出を防止することができる。また、電解槽に供給する全ての原水から硬度成分が除去されるため、（上記の特許文献１〜３に比べ）原水の影響を受け難くすることができる。
【００１１】
しかしながら、一般に、電解次亜水生成装置は、その用途（上水道やプール等の滅菌消毒用）故に、大量の電解次亜水を生成する必要がある。そのため、全ての原水に対して硬度成分を除去しようとすると、その処理設備が大型化してしまい、結果的に装置全体が大型化するおそれがあった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−３０２８８６号公報
【特許文献２】
特開昭５１−７７５８４号公報
【特許文献３】
特開平９−７０５７９号公報
【特許文献４】
特開平７−３１９７９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することのできる電解水生成装置、電解水を生成する方法、電解次亜水生成装置及び電解次亜水を生成する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解水生成装置に関し、原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する電解手段と、該電解手段で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えて構成した。
【００１５】
電解手段には、第１のラインを経由して、脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水が供給される。そのため、高硬度地域等の従来装置を使用することのできなかった地域においても、水道水や井戸水等を原水として電解水生成装置を使用することができる。
【００１６】
また、従来行われていた電解手段の洗浄を行うことなく、電解手段へのスケールの析出を防止することができるため、装置の保守を容易に行うことができる。さらに、電極の切り替えを行うことなくスケールの析出を防止することができるため、電極の寿命を長くすることができ、長期安定して電解水を得ることができる。これに加え、電極の極性の切り替えを行うための回路も不要であるため、装置自体の部品コストや製造コスト等の減少も図ることができる。
【００１７】
さらに、電極の切り替えを行う必要がないため、電極の材質として、ルテニウムやパラジウム等からなる電極を使用することができる。そのため、効率良く電解次亜水を生成できるとともに、安価な装置を提供可能となる。
【００１８】
なお、脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水の硬度は、３０ｍｇ／Ｌ（Ｌ：リットル）以下になるように、さらに好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、硬度成分が除去されることが望ましい。
そして、脱硬度処理手段としては、例えば軟水器、純水生成装置、逆浸透装置又は電気透析装置等が使用できる。この場合、電解手段には軟水、純水、逆心浸透水等が供給される。
【００１９】
一方、電解手段で電解された水には、第２のラインを経由した原水がそのまま混合される。そのため、脱硬度処理手段で硬度成分を除去すべき原水の量が低減するので、装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
なお、本発明の電解水生成装置は、例えば、電解次亜水、アルカリイオン水、酸性水の生成に用いるのに有効である。そして、本発明における所定濃度とは、電解次亜水の場合は有効塩素濃度、アルカリイオン水の場合は水酸化物イオンの濃度、酸性水の場合は水素イオン濃度である。
【００２１】
また、本発明は、電解水生成装置に関し、原水を前記第１のラインと前記第２のラインとに所定水量ずつ分配供給する分配供給手段を備えて構成した。
【００２２】
原水は第１のラインと第２のラインとに所定水量ずつ分配される。従って、分配供給手段で分配供給される原水の水量を調節することで、電解水生成装置が生成すべき電解水の濃度を調節することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、電解水生成装置に関し、前記脱硬度処理手段は、軟水器であることを特徴とする。
【００２４】
原水は、軟水器に供給される。このとき、軟水器としては、原水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分を除去し易いように、ナトリウム型あるいはカリウム型のイオン交換樹脂が用いられることが望ましい。また、ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、キレート型樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂等が望ましい。
このことにより、脱硬度処理手段を比較的安価に構成することができる。
【００２５】
さらに、本発明は、電解水生成装置に関し、前記軟水器に食塩を供給することで、該軟水器を再生する再生手段を備えて構成した。
【００２６】
このことにより、軟水器を簡単に再生することができる。従って、軟水器のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２７】
さらに、本発明は、請求項１記載の電解水生成装置を用いて電解水を生成する方法であって、電解された水が原水に対して容積比で０．５〜２００となるように混合希釈することを特徴とする。
【００２８】
脱硬度処理手段の大型化を避けるためには、電解手段に供給する水の水量を少なくして、電解手段でできるだけ高濃度の電解水を生成する方が有利である。
一方、電解手段で生成した電解水の濃度が高いと、電解水生成装置が故障等した場合に、高濃度の電解水がそのまま装置外部に吐出されるおそれがある。あるいは装置の修理の際に取り扱いが煩雑になる等の問題がある。
【００２９】
従って、電解手段で、例えば電解次亜水を生成した場合には、電解手段の出口における電解次亜水の有効塩素濃度が０．５〜１５ｇ／Ｌとなるように調整されることが望ましい。そして、電解次亜水の用途にもよるが、例えば食品等の殺菌に用いる場合には、電解手段の出口における電解次亜水の有効塩素濃度が０．０２〜０．３ｇ／Ｌとなるように希釈されることが望ましい。
【００３０】
さらに、本発明は、電解次亜水生成装置に関し、原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する無隔膜の電解槽と、該電解槽に食塩を添加する食塩添加手段と、前記電解槽で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えて構成した。
【００３１】
電解槽では、電解次亜水が生成される。このことにより、電解槽で生成した水を原水で希釈しても、電解槽等にスケールを発生し難くすることができる。
なお、電解次亜水の生成に用いる食塩は、直接電解槽に添加しても良いが、硬度成分が除去された水を電解槽に供給するラインに添加することが望ましい。また、脱硬度処理手段が軟水器である場合には、その再生に使用する食塩水の貯槽と、食塩添加手段で添加する食塩水の貯槽とを共用しても良い。
【００３２】
さらに、本発明は、請求項６記載の電解次亜水生成装置を用いて電解次亜水を生成する方法であって、食塩濃度が５〜４０ｇ／Ｌである食塩水を前記電解槽で電解することを特徴とする。
【００３３】
食塩水の食塩濃度を低くすると、添加する食塩の使用効率を上げることができる。しかしながら、飽和塩水の食塩濃度が５ｇ／Ｌより低いと、電解槽で発生する電解次亜水の量が減ってしまう。従って、単位時間あたりに一定濃度の電解次亜水を一定量以上生成しようとすると、脱硬度処理手段で大量の原水を処理する必要がある。その結果、脱硬度処理手段が大型化し、電解次亜水生成装置自体も大型化するおそれがある。
一方、食塩塩水の食塩濃度が４０ｇ／Ｌより高いと、食塩を有効利用できなくなるおそれがある。従って、食塩水の食塩濃度は５〜４０ｇ／Ｌであることが望ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の構成図を図１に示す。なお、図中、実線で示す線は通常の電解次亜水生成時に使用される配管を示し、一点破線で示す線は軟水器の再生時に使用される配管を示すものとする。また、点線で示す線は電気系統を示すものとする。
【００３５】
まず、通常の電解次亜水生成時に使用される配管（実線）について説明する。
図１において、原水供給管１１には、水道や井戸等から原水が供給されるようになっている。また、この原水供給管１１には、原水分岐部１３が連結されており、この原水分岐部１３には、希釈水供給管１５と軟水器供給管１７とが連結されている。
【００３６】
そして、希釈水供給管１５は、水量調節弁１６を介して、（後述する）次亜水希釈部３９に連結されている。ここに、水量調節弁１６は、後述する制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、希釈水供給管１５を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００３７】
一方、軟水器供給管１７は、電磁弁１９及び水量調節弁２１を介して、軟水器２３に連結されている。ここに、電磁弁１９も、制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水器供給管１７の開閉を制御するようになっている。また、水量調節弁２１も、制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水器供給管１７を流れる原水の水量を調節するようになっている。
【００３８】
さらに、軟水器２３では、原水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分が除去（以下、脱硬度処理という）されるようになっている。このとき、軟水器２３としては、硬度成分を除去し易いようにナトリウム型あるいはカリウム型のイオン交換樹脂が用いられることが望ましい。また、ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、キレート型樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂等が望ましい。
【００３９】
このように脱硬度処理を行う装置としては、軟水器２３は比較的安価であり、また、（後述するように）ナトリウム型あるいはカリウム型等のイオン交換樹脂で構成された軟水器は、食塩を用いて再生できるため、メンテナンスが容易になっている。特に、後述する飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水を使用すれば、再生専用の飽和塩水タンクを省略することができる。
【００４０】
さらに、この軟水器２３には、軟水吐出管２５が連結されている。また、この軟水吐出管２５は、（後述する）再生水分岐部５３及び電磁弁２７を介して、塩水添加部４９に連結されている。ここに、電磁弁２７は、電磁弁１９と同様、後述する制御部３５から出力された弁制御信号に基づいて、軟水吐出管２５の開閉を制御するようになっている。
【００４１】
さらに、この塩水添加部４９には、塩水供給管４５が連結されている。そして、この塩水供給管４５は、塩水供給ポンプ４７を介して飽和塩水タンク４３まで至るようになっている。
【００４２】
ここに、飽和塩水タンク４３には、塩水添加部４９で添加される飽和塩水が納置されている。この飽和塩水は、一般に、固体の食塩に対して水道水等が給水されることで生成されている（図示略）。また、塩水供給ポンプ４７は、飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水を塩水添加部４９まで圧送するようになっている。
【００４３】
さらに、塩水添加部４９には、電解槽供給管２８が連結されている。そして、この電解槽供給管２８は、電解槽２９に連結されている。
電解槽２９には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂが対向して配設されている。そして、陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、直流電源３３から所定値の電解電圧が印加されるようになっている。また、電解槽２９は無隔膜となっている。
【００４４】
なお、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを構成する電極の材質としては、例えば白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又は酸化物からなるものである。本実施形態では、特許文献２、３に示すような電極の切り替えを行わないため、ルテニウムやパラジウム等からなる電極も使用可能となっている。
【００４５】
さらに、この電解槽２９には、電解槽吐出管３７が連結されており、この電解槽吐出管３７は、次亜水希釈部３９に連結されている。
そして、次亜水希釈部３９には、電解次亜水吐出管４１と上述した希釈水供給管１５とが連結されており、この電解次亜水吐出管４１からは、この装置で生成した電解次亜水が、装置外部に吐出されるようになっている。
【００４６】
次に、軟水器２３の再生時に使用される配管（一点破線）について説明する。
軟水器２３には、再生水供給管５１が連結されている。そして、この再生水供給管５１は、飽和塩水タンク４３まで至るようになっている。
一方、軟水吐出管２５の再生水分岐部５３には、再生水吐出管５５が連結されている。そして、この再生水吐出管５５からは、軟水器２３を再生した飽和塩水を含む再生水が装置外部に吐出されるようになっている。
なお、再生水吐出管５５には、通常の電解次亜水生成時に閉となる開閉弁が設けられていても良い（図示略）。また、再生水分岐部５３、再生水吐出管５５及び軟水吐出管２５（再生水分岐部５３まで）は、軟水器２３と一体化されていても良い。
【００４７】
さらに、電気系統（点線）について説明する。
電解槽２９の陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、上述したように、直流電源３３から電解電圧が印加されるようになっている。そのため、陽極３１ａ及び陰極３１ｂと直流電源３３との間は、電源線により接続されている。
また、制御部３５からは、電磁弁１９、２７及び水量調節弁１６、２１へ弁制御信号が出力されている。
【００４８】
次に、本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の動作について説明する。
図１において、水道や井戸等から原水供給管１１に供給された原水は、原水分岐部１３で、希釈水供給管１５に向かう流路（以下、希釈水ラインという）と軟水器供給管１７から軟水器２３、電解槽２９に向かう流路（以下、電解水ラインという）とに所定水量ずつ分配供給される。なお、このとき電磁弁１９、２７は、制御部３５の制御により（予め）開とされる。
【００４９】
そして、原水分岐部１３から希釈水ラインに供給された原水（以下、希釈原水という）は、次亜水希釈部３９において、電解槽吐出管３７から吐出される高濃度電解次亜水と混合される。なお、後述するが、次亜水希釈部３９では、この希釈原水の水量が、電解水ラインを経由して生成された高濃度電解次亜水の水量に対して、容積比で０．５〜２００となるように希釈混合される。この水量の調節は、制御部３５の制御により水量調節弁１６、２１で行われる。
【００５０】
一方、原水分岐部１３から電解水ラインに供給された原水は、軟水器２３において脱硬度処理が行われる。
このとき、軟水器２３では、原水の硬度が３０ｍｇ／Ｌ以下になるように、さらに好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下になるように、硬度成分が除去されることが望ましい。すなわち、電解槽２９に供給される原水の硬度が３０ｍｇ／Ｌより高いと、電極に炭酸カルシウム等のスケールが析出するおそれがあるからである。
【００５１】
そして、このように軟水器２３で脱硬度処理が行われた原水（以下、単に軟水という）は、塩水添加部４９に供給される。
一方、飽和塩水タンク４３に納置された飽和塩水は、塩水供給ポンプ４７により塩水供給管４５に吸引される。そして、塩水添加部４９において、軟水に飽和塩水が添加される。このとき、塩水添加部４９で添加される飽和塩水の食塩濃度は、５〜４０ｇ／Ｌに調整されることが望ましい。
【００５２】
一般に、電解槽２９に供給する水の食塩濃度を低くすると、添加する食塩の使用効率を上げることができる。しかしながら、飽和塩水の食塩濃度が５ｇ／Ｌより低いと、電解槽２９で発生する電解次亜水の量が減ってしまう。従って、単位時間あたりに一定濃度の電解次亜水を一定量以上生成しようとすると、大量の軟水が必要となる。その結果、軟水器２３の大型化が必要となり、装置自体も大型化するおそれがある。
【００５３】
一方、飽和塩水の食塩濃度が４０ｇ／Ｌより高いと、食塩を有効利用できなくなるおそれがある。
なお、この飽和塩水の食塩濃度の調整は、例えば、飽和塩水タンク４３における水量の調整により行われる。
【００５４】
そして、塩水添加部４９で飽和塩水が添加された軟水は、電解槽供給管２８を介して、電解槽２９に供給される。この電解槽２９に供給された軟水には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂから電解電圧が印加され、電気分解される。このとき、電解槽２９では、従来の特許文献２、３のように、電極の切り替えは行われない。
【００５５】
その結果、電解槽２９では電解次亜水が生成される。なお、この電解槽２９で生成される電解次亜水の有効塩素濃度は、この装置で生成すべき（すなわち、電解次亜水吐出管４１から吐出される）電解次亜水の有効塩素濃度よりも高濃度である。また、この電解槽２９で生成された高濃度の電解次亜水（以下、高濃度電解次亜水という）の有効塩素濃度は、０．５〜１５ｇ／Ｌとなるように調整されることが望ましい。
【００５６】
すなわち、高濃度電解次亜水の有効塩素濃度が０．５ｇ／Ｌより低いと、単位時間あたりの電解次亜水の発生量が減ってしまう。従って、大量の軟水が必要となり、軟水器２３の大型化が必要となる。そこで、軟水器２３の大型化を避けるためには、電解槽２９に供給する軟水の水量を少なくして（すなわち、軟水器２３で脱硬度処理する原水の量を少なくして）、電解槽２９でできるだけ高濃度の電解次亜水を生成し、希釈水ラインに供給する希釈原水の水量を多くした方が有利である。
【００５７】
一方、高濃度電解次亜水の有効塩素濃度が１５ｇ／Ｌより高いと、装置が故障等した場合に、高濃度電解次亜水がそのまま装置外部に吐出されるおそれがある。あるいは装置の修理の際に取り扱いが煩雑になる等の問題がある（従って、上限が必要である）。
【００５８】
なお、この高濃度電解次亜水の有効塩素濃度の調整は、原水分岐部１３における水量調節弁２１の調節や、軟水に添加される飽和塩水の食塩濃度の調整により行われる。
【００５９】
そして、電解槽２９で生成された高濃度電解次亜水は、電解槽吐出管３７を介して、次亜水希釈部３９に供給される。この次亜水希釈部３９では、上述した希釈水ラインからの希釈原水が混合される。その結果、高濃度電解次亜水は実使用濃度まで希釈される。
【００６０】
ここで、この実使用濃度は装置の用途にもよるが、例えば食品等の殺菌に用いる場合には、その有効塩素濃度は０．０２〜０．３ｇ／Ｌとなるように希釈することが望ましい。このとき、高濃度電解次亜水は希釈原水により、容積比で０．５〜２００に希釈されるのが好ましい。
なお、この次亜水希釈部３９における高濃度電解次亜水の希釈は、水量調節弁１６、２１の調節により行われる。そして特に、希釈水ライン側の水量調節弁１６を主に調節することで、電解槽２９における電解反応の条件を変化させることなく、容易に高濃度電解次亜水を実使用濃度まで希釈することができる。
そして、このように次亜水希釈部３９で希釈された高濃度電解次亜水は、電解次亜水吐出管４１から装置外部に吐出される。
【００６１】
次に、軟水器２３の再生時の動作について説明する。
軟水器２３には、再生水供給管５１から飽和塩水が供給される。そして、この飽和塩水により、軟水器２３は再生される。この際、電磁弁１９、２７は、軟水器２３に供給された飽和塩水が原水供給管１１側あるいは電解槽２９側に流出しないよう閉とされる。また、この軟水器２３を再生した飽和塩水を含む再生水は、再生水分岐部５３を介して、再生水吐出管５５から装置外部に吐出される。
【００６２】
さらに、電気系統の動作について説明する。
直流電源３３からは、上述したように、陽極３１ａ及び陰極３１ｂに電解電圧が印加される。また、制御部３５からは、電磁弁１９、２７及び水量調節弁１６、２１へ弁制御信号が出力される。この弁制御信号は、例えば軟水器２３の再生時に電磁弁１９、２７を閉とする信号や、装置が生成すべき電解次亜水の実使用濃度に対応して水量調節弁１６、２１を調節する信号である。
【００６３】
以上のような電解次亜水生成装置についての各配管内の水量やその濃度としては、表１に示すような例が挙げられる。なお、表１中の使用軟水器である「オルガノ株式会社製 全自動型軟水器 ＳＡＴ１０５−Ｂ」は、上述した軟水器２３の他に、再生水分岐部５３、再生水吐出管５５及び軟水吐出管２５（再生水分岐部５３まで）が一体化されたものである。
【００６４】
【表１】
以上のように、原水を軟水器２３で脱硬度処理した後に、電解槽２９に供給しているため、原水の硬度成分に影響を受けることなく、電解次亜水を生成することができる。そのため、高硬度地域等の従来装置を使用することのできなかった地域においても、水道水や井戸水等を原水として電解次亜水生成装置を使用することができる。
【００６６】
この際、電解槽２９の内部を薬液で洗浄することなく電極へのスケールの析出を防止することができるため、装置の保守を容易に行うことができる。また、電極の切り替えを行うことなくスケールの析出を防止することができるため、電極の寿命を長くすることができ、長期安定して電解次亜水を得ることができる。これに加え、極性の切り替えを行うための回路も不要であるため、装置自体の部品コストや製造コスト等の減少も図ることができる。
【００６７】
さらに、電極の切り替えを行う必要がないため、ルテニウムやパラジウム等を含有した電極を使用することができる。特に、これらの材質は安価でかつ塩素の発生効率は高いが、極性切り替えができないために従来は使用できなかったものである。そのため、効率良く電解次亜水を生成できるとともに、安価な装置を提供可能となる。
【００６８】
また、原水が、電解水ラインと希釈水ラインとに分配供給されるので、（電解水ラインの）軟水器２３で脱硬度処理すべき原水の量を減らすことができる。そして、電解槽２９で高濃度の電解次亜水を生成し、これが希釈水ライン側からの希釈原水と混合されるので、装置が生成すべき電解次亜水の有効塩素濃度を実使用濃度に調節することができる。従って、軟水器２３を大型化することなく、一定濃度の電解次亜水を大量に生成することができる。そのため、装置全体の小型化を図ることができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、脱硬度処理を行う装置として軟水器を用いたが、これに限られない。すなわち、軟水器以外にも、純水生成装置、逆浸透装置又は電気透析装置等であっても良い（図示略）。特に、硬度成分を除去するという点からは純水生成装置が用いられることが望ましい。そして、これらの装置により生成された純水や逆浸透水等に、飽和塩水を添加して電解槽２９に供給すれば良い。
【００７０】
また、本実施形態においては、電解水生成装置の一例として、電解次亜水生成装置について説明してきたが、これに限られず、アルカリイオン水、酸性水等の電解水の生成装置であっても良い。
【００７１】
ただし、電解水生成装置としてアルカリイオン水を生成する場合には、次の点に注意すべきである。すなわち、電解槽で生成されたアルカリイオン水に希釈水ラインから供給された希釈原水が混合される際に、混合希釈後のアルカリイオン水の水素イオン濃度（ｐＨ）と、混合される希釈原水の硬度との関係によっては、混合希釈時に電解槽や配管にスケールを発生するおそれがあるからである。
【００７２】
この点に関し、本実施形態のように無隔膜の電解槽２９を用いて電解次亜水を生成する場合には、一般的な水道水等の原水により希釈した場合でも、電解槽や配管にスケールが発生し難い。従って、電解水生成装置として、電解次亜水を生成することが特に望ましい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、原水に含まれる硬度成分を脱硬度処理手段で除去し、この水を電解手段で電解するとともに、電解手段で電解された水を原水と混合して所定濃度に希釈するように構成したので、装置の保守が容易であり、かつ長期安定して電解水を得ることができ、さらに装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電解次亜水生成装置の構成図
【符号の説明】
１３ 原水分岐部
２３ 軟水器
２９ 電解槽
３１ａ 陽極
３１ｂ 陰極
３９ 次亜水希釈部
４３ 飽和塩水タンク
４９ 塩水添加部
Claims (7)
- 原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、
該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、
少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する電解手段と、
該電解手段で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、
該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えたことを特徴とする電解水生成装置。 - 原水を前記第１のラインと前記第２のラインとに所定水量ずつ分配供給する分配供給手段を備えた請求項１記載の電解水生成装置。
- 前記脱硬度処理手段は、軟水器である請求項１又は請求項２記載の電解水生成装置。
- 前記軟水器に食塩を供給することで、該軟水器を再生する再生手段を備えた請求項３記載の電解水生成装置。
- 請求項１記載の電解水生成装置を用いて電解水を生成する方法であって、
電解された水が原水に対して容積比で０．５〜２００となるように混合希釈することを特徴とする電解水の生成方法。 - 原水に含まれる硬度成分を除去する脱硬度処理手段と、
該脱硬度処理手段に原水を供給する第１のラインと、
少なくとも一対の電極を有し、前記脱硬度処理手段で硬度成分が除去された水を電解する無隔膜の電解槽と、
該電解槽に食塩を添加する食塩添加手段と、
前記電解槽で電解された水を原水と混合し、所定濃度に希釈する混合希釈手段と、
該混合希釈手段に原水を供給する第２のラインとを備えたことを特徴とする電解次亜水生成装置。 - 請求項６記載の電解次亜水生成装置を用いて電解次亜水を生成する方法であって、
食塩濃度が５〜４０ｇ／Ｌである食塩水を前記電解槽で電解することを特徴とする電解次亜水の生成方法。
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