JP2005138093A - 自動分取回分電解装置および電解殺菌水調製方法 - Google Patents

Abstract

【解決すべき課題】塩素イオン溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する装置および方法に関して、本発明が解決しようとする課題は、ランニングコストを安くするために電極の寿命を極力長く保ちながら無駄水を発生せず、手間をかけずに電解殺菌水を調製しうる装置および方法を安価に提供することである。
【解決するための手段】課題を解決するために、原料溶液を供給する原料供給手段と、その原料供給手段から、原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し電解槽に供給する分取手段と、分取手段から供給された原料溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する電解手段と、電気分解の終わった電解手段に原水の貯留槽から希釈用の水を導入し、生成された溶液を電解槽から洗い出しながら希釈する洗浄希釈手段を備えた電解装置を用いることとした。

Description

本発明は塩素イオン溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する装置および方法に関する。

塩素イオン溶液を電解し、殺菌力のある溶液（以下電解殺菌と呼称す）を調製する技術は既に知られている。その中で、特許文献１は隔膜式電解槽を用いて、食塩溶液を連続的に電解し、陽極室から殺菌用の溶液を得る技術であり、特許文献２は隔膜式電解槽に貯留した食塩溶液を電解し陽極室に貯留した食塩溶液を殺菌用の溶液に変換する技術に関するものである。さらに、特許文献３は本発明者の発明によるもので、塩素イオン溶液を内蔵した小型の電解槽を、原水容器に貯留された原水中に投入した状態で電解し、貯留された原水を殺菌用の溶液に変換する技術である。

しかし、特許文献１は連続的に電解を行うために、電極の洗浄が困難で、もし洗浄を実施しようとすると、洗浄中に使用した液を全て廃棄する必要があった。従ってもし洗浄できる構造とすると、水や原料のむだは免れず、さらに複雑な構造と制御を必要とし、むだ水のためのランニングコスト上昇や、複雑な構造や制御のため装置の価格も高価であった。また、もし洗浄を行わないと電極は常に電解原料や電解物に浸っていることになり、電極の寿命を短くし、電極交換のためにランニングコストを高くした。次に特許文献２の技術は、予め希釈された原料溶液全体を１回毎に電解する方式であるため、生成能力は極小さなものであり、かつ連続的な利用にも不向きであった。特許文献３に示された技術は、電解終了のたびに電解槽を洗浄するため電極の寿命延長には効果的であるが、使用の都度手動で電解原液や原水の分取が必要で手間を要した。
特開平６−２３８２８０ 特開平１１−１７２４８１ 特開２０００−２１２７８６

本発明が解決しようとする課題は、ランニングコストを安くするために電極の寿命を極力長く保ちながら無駄水を発生せず、手間をかけずに電解殺菌水を調製しうる装置および方法を安価に提供することである。

本発明者は課題を解決するために、原料溶液を供給する原料供給手段と、その原料供給手段から、原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し電解槽に供給する分取手段と、分取手段から供給された原料溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する電解手段と、電気分解の終わった電解手段に原水の貯留槽から希釈用の水を導入し、生成された溶液を電解槽から洗い出しながら希釈する洗浄希釈手段を備えた電解装置を用いることとした。

さらに、その装置を、次の（０）から（５）のような工程を順次継続実施するような仕組みに構成する事によっても課題の解決を可能とした。
（０）原水貯留槽に原水を一定量貯留し、
（１）原料供給手段から供給される原料を分取手段で一定量分取し、
（２）分取した一定量の原料を電解手段に供給し、
（３）電解手段で電解し、電解液を調製し、
（４）該電解液を、原水の貯留槽から洗浄手段によって供給された原水によって洗い出し希釈し、
（５）最後に電解手段に残った残液を排除する。

さらにまた、より効率的に電解殺菌水を調製するための１手段として、

の（０）項目から（５）項目への工程を自動的に反復実施する装置とした。
つぎにこの装置の各手段の構成を説明する。

分取手段の１形態は、原料供給手段の下位に設けられており、一部に凹部を備えた円柱と、該円柱が回転可能な状態に嵌合された筒部で構成されており、さらに該筒部の胴には、内部に嵌合された円柱に達する上下２の開口部が備えてあり、上部の開口部は、原料供給手段に結合されており、該円柱を回転させ、該円柱に備えられた凹部の開口部を上部にむけ、原料供給手段の下部に配置された開口部に合致させることにより、該原料供給手段から円柱の凹部へ原料の供給が可能なように配置されており、下部の開口部は電解手段に結合されており、内部に嵌合された円柱を回転させ、該円柱に備えられた凹部の開口部が下方を向き、電解手段の上部に配置された開口部に合致することにより、分取された原料溶液を該電解手段に供給できるように配置されており（以下回転升と呼称す）、このようにして原料供給手段から原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し、電解手段に供給する構造とした。

また分取手段の他の１形態は、秤量升、貯留手段と秤量升を結合する配管、該配管上に設置された原料溶液ポンプ、秤量升と電解手段を結合する配管、その配管上に設置された開閉弁および秤量升からオーバーフローした原料溶液を貯留手段に戻す戻し配管からなり、原料溶液の分取と電解手段への供給が、原料溶液ポンプで秤量升に秤量升の容量以上の原料溶液を供給し、過剰分の原料溶液が戻し配管で貯留手段に戻された後、秤量升と電解手段を結合する配管上に設置された開閉弁を開き、秤量された一定量の原料溶液が電解手段に供給される構造（以下オーバーフロー升と呼称す）とした。

原料供給手段の１形態としては、原料溶液容器の着脱が可能で、装置された原料溶液容器から原料溶液が供給される構造とした。

洗浄希釈手段は、原水の貯留槽と電解手段を給水配管で結合し、その配管上に、原水を送液または閉止可能な状態に送液ポンプ配置され、給水配管を通して供給された原水が、電解手段内に溢入し、そこに生成された電解生成液を希釈洗浄し、該給水配管とは別に、電解手段に結合された排水配管から排出される構造であることも特徴のひとつとした。

原水の貯留槽は、一定量の水を貯留した貯水容器であり、その貯水容器に、洗浄希釈手段の給水配管と排水配管の、電解手段と結合されていないほうの一端がそれぞれ結合されており、予め貯水容器に貯留された原水を、給水配管と排水配管によって電解手段に還流させる構造であることも特徴の一つとした。

原水貯留容器の水位を信号として、

の（０）から（５）の工程を再度反復する構造も課題解決の１手段とした。

以上の課題解決のための装置の他に、

の（０）から（５）の工程を用いる方法、あるいはまたそれらの工程を（０）から（５）へ順次継続して実施する方法、あるいはまた（０）から（５）への継続実施を自動で行う方法、あるいはまた（０）から（５）への継続実施を原水貯留容器の水位信号等によって反復実施する方法等も課題の解決手段として提供した。

本発明は、塩素イオン溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する装置および方法に関して、一回の電解毎に電極を洗浄することで電極の寿命を極力長く保ちさせることによりランニングコストを安くし、各工程を継続実施することや自動反復することにより、手間をかけずに電解殺菌水を調製しうる装置および方法を安価に提供した。

本発明を実施するための最良の形態は、原料溶液を供給する原料供給手段と、その原料供給手段から、原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し電解槽に供給する分取手段と、分取手段から供給された原料溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する電解手段と、電気分解の終わった電解手段と、予め一定量貯留された原水の貯留手段との間を原水を循環することによって、生成された溶液を電解手段から洗い出しながら希釈する洗浄希釈手段を備えた電解装置であり、その装置を用いる電解殺菌水の生成方法であり、この装置及び方法においては以下の（０）から（５）の工程を順次自動的に実施するものである。
（０）原水貯留槽に原水を一定量貯留し、
（１）原料供給手段から供給される原料を分取手段で一定量分取し、
（２）分取した一定量の原料を電解手段に供給し、
（３）電解手段で電解し、電解液を調製し、
（４）電解液を、原水の貯留手段と電解手段の間で循環することによって希釈し、電解殺菌水を原水の貯留手段内に調製し、
（５）最後に電解手段に残った残液を原水の貯留手段内に排出する。
さらに、これら一連の工程の開始は原水の貯留手段の水位が一定値を切ったときの信号によって行うのも最良の実施形態である。
次に、本発明の理解を深めるために実施例を示して説明するが、本発明の範囲を実施例で限定する趣旨ではない。

図１に示した（株）ホクエツ製実施例装置によって実施例を説明する。原料溶液として１．５％塩酸をＰＥＴボトル１から供給した。定量弁２の回転升によって塩酸溶液１５ｍｌを分取し、無隔膜電解槽３に供給した。電解槽では５Ｖの直流電流を１０分間印加し電解した。つぎに送液ポンプ４を、原水貯留槽５に貯留された原水（１０Ｌ）をＡの方向に３分間循環させ、電解槽内を洗い出した。その後、逆方向（Ｂ）に循環させながら、開閉弁６を開き原水貯留槽５内の電解殺菌水を電解殺菌水供給槽７に移した。ポンプ４はＢ方向に稼動させ初めてから３分後に停止することにより電解槽内の残液を全て排出した。原水貯留槽の設定された液面をレベル計８が検出すると、原水供給弁１３が開いて１０Ｌの原水が原水貯留槽に満たされ、次の同じ工程が開始し一定時間後貯留槽５に電解殺菌水が調製された。このような反復により１５分毎に、有効塩素濃度１８ｐｐｍ、ｐＨ６．３の電解殺菌水が１０Ｌ次々と生成された。

図２に示した（株）ホクエツ製実施例装置よって他の実施例を説明する。この実施例は原料溶液の供給手段のみが、先の実施例と異なるので、原料溶液の供給方法のみの説明とする。減量溶液である１．５％塩酸は、塩酸タンク１４で供給される。塩酸ポンプ９で塩酸をオーバーフロー升１０に汲み上げ、過剰分がオーバーフロー管１１を経て塩酸タンクに戻された時点でポンプを停止した。つぎに、開閉バルブ１２を開いてオーバーフロー升に分取された塩酸を電解槽３に供給した。以後の工程は前述の実施例と同一である。この方法および装置により１５分毎に、有効塩素濃度２０ｐｐｍ、ｐＨ６．０の電解殺菌水が１０Ｌずつ生成された。

図１は本発明の実施例の原理を説明する図で原料分取手段が回転升である例を示す。 図は本発明の実施例の原理を説明する図で原料分取手段がオーバーフロー升である例を示す。

符号の説明

１ 原料溶液容器
２ 回転升
３ 無隔膜電解槽
４ 送液ポンプ
５ 原水貯留槽
６ 開閉弁
７ 電解殺菌水供給槽
８ レベル計
９ 原料溶液ポンプ
１０ オーバーフロー升
１１ 戻り配管
１２ 塩酸開閉弁
１３ 原水供給弁

Claims (10)

1. 塩素イオンを含む原料溶液を電気分解して殺菌力のある次亜塩素酸含有の溶液（以下、電解殺菌水と呼称す）を製造する電解装置において、原料溶液を供給する原料供給手段と、該原料供給手段から、原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し電解槽に供給する分取手段と、分取手段から供給された原料溶液を電気分解し殺菌力のある溶液を生成する電解手段と、電気分解の終わった電解手段に原水貯留槽から原水を導入し、生成された溶液を電解部から洗い出しながら希釈する洗浄希釈手段を備えていることを特徴とする電解装置。
2. 請求項１記載の電解装置において、電解殺菌水の調製が次の（０）から（５）の手順、
   （０）原水貯留槽に一定量の原水を貯留し、
   （１）原料供給手段から供給される原料を分取手段で一定量分取し、
   （２）分取した一定量の原料溶液を電解手段に供給し、
   （３）電解手段で電解し、電解液を調製し、
   （４）該電解液を、原水貯留槽から洗浄手段によって供給された原水によって洗い出し希釈し、
   （５）最後に電解手段に残った残液を排除する
   ことによって、電解殺菌水を調製することを特徴とする、請求項１記載の電解装置
3. 請求項１記載の電解装置において、電解殺菌水の調製が、請求項２記載の６項目の手順を（０）項目から順次（５）項目へと自動的に実施し、さらに（０）項目から（５）項目への工程を自動的に反復実施することを特徴とする請求項１、請求項２記載の電解装置
4. 請求項１記載の分取手段が、秤量升、貯留手段と秤量升を結合する配管、該配管上に設置された原料溶液ポンプ、秤量升と電解手段を結合する配管、該配管上に設置された開閉弁および秤量升からオーバーフローした原料溶液を貯留手段に戻す戻し配管からなり、原料溶液の分取と電解手段への供給が次の（１）から（４）の手順、
   （１）原料溶液ポンプで秤量升に、秤量升の容量以上の原料溶液を供給し、
   （２）過剰分の原料溶液が戻し配管で貯留手段に戻された後、
   （３）秤量升と電解手段を結合する配管上に設置された開閉弁を開き、
   （４）秤量された一定量の原料溶液が電解手段に供給される、
   に従って行われることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３記載の電解装置
5. 請求項１記載の分取手段が、原料溶液を供給する原料供給手段の下位に設けられており、一部に凹部を備えた円柱と、該円柱が回転可能な状態に嵌合された筒部で構成されており、さらに該筒部の胴には、内部に嵌合された円柱に達する上下２の開口部が備えてあり、上部の開口部は、原料供給手段に結合されており、該円柱を回転させ、該円柱に備えられた凹部の開口部を上部にむけ、原料供給手段の下部に配置された開口部に合致させることにより、該原料供給手段から円柱の凹部へ原料の供給が可能なように配置されており、下部の開口部は電解手段に結合されており、内部に嵌合された円柱を回転させ、該円柱に備えられた凹部の開口部が下方を向き、電解手段の上部に配置された開口部に合致することにより、分取された原料溶液を該電解手段に供給できるように配置されており、このようにして原料供給手段から原料溶液を回分的に一定量ずつ分取し、電解手段に供給する構造であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３記載の電解装置
6. 請求項１記載の原料供給手段が、原料溶液容器の着脱が可能で、装着された原料溶液容器から原料溶液が供給される構造であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３記載の電解装置
7. 請求項１記載の洗浄希釈手段が、原水の貯留槽と電解手段を給水配管で結合し、該給水配管上に、該原水を送液または閉止可能な状態に送液ポンプが配置され、給水配管を通して供給された原水が、電解手段内に溢入し、そこに生成された電解生成液を希釈洗浄し、該給水配管とは別に、電解手段に結合された排水配管から排出される構造であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３記載の電解装置
8. 請求項７記載の原水の貯留槽が、一定量の水を貯留した貯水容器であり、該貯水容器に、請求項７記載の給水配管と排水配管の、電解手段と結合されていないほうの一端がそれぞれ結合されており、予め該貯水容器に貯留された原水を、該給水配管と該排水配管によって電解手段に還流させる構造であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３記載の電解装置
9. 請求項１記載の電解装置において、請求項３記載の工程の反復が、請求項８記載の貯留容器の水位を信号とすることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項８記載の電解装置
10. 請求項２に記載された手順に従って、殺菌電解水を調整する方法

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