JP2017196559A - 電解水製造装置及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の水質の電解水の製造が可能な電解水製造装置であって、内部を効率的に殺菌できる電解水製造装置の提供。
【解決手段】逆浸透膜透過水生成装置１０と、逆浸透膜透過水生成装置１０の下流側に接続される電解質添加装置３０と、電解質添加装置３０の下流側に接続される電解装置５０と、電解装置５０に接続される貯水タンク７０と、を含んで成る電解水製造装置１００であって、電解装置５０は、互いに平行に配設された第１電極５７及び第２電極６７から成る一対の電極対を備え、前記電極対間に前記電極対と平行に張設された隔膜６９により第１電解室５５及び第２電解室６５が形成され、電解原水を第１電解室５５のみに流通させた後に第２電解室６５のみに順次流通する様に構成した流通型電解槽を備え、かつ第１電極５７及び第２電極６７の電極極性を自在に入れ替える極性変更手段を具備する電解水製造装置１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解水製造装置及びその運転方法に関する。詳細には、電解水製造装置内で殺菌消毒用電解水を製造して該装置内を殺菌する殺菌消毒工程と、飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程と、を切り換え可能に構成した電解水製造装置及びその運転方法に関する。

電解水製造装置は、電解原水（電解前の水をいう）を電気分解して、殺菌消毒用や飲用の電解水を製造する装置であり、様々な構成を有する装置が知られている。電解水製造装置は運転時間が長くなると、装置内に大腸菌や一般細菌が繁殖し易くなる。電解水製造装置を分解洗浄することは容易ではない。そのため、装置内部に次亜塩素酸等を含有する殺菌消毒用水溶液を調整し、この殺菌消毒用水溶液を定期的に流通させて殺菌消毒を行うことが考えられる。しかし、次亜塩素酸の濃度を適切に管理しなければ、殺菌消毒の効果が不十分となる場合がある。また、定期的に殺菌消毒操作を行うことは煩雑である。

特許文献１には、水を電気分解した後、逆浸透膜を用いて脱塩することにより、電気分解で生成された溶存水素のみを脱塩水に溶存させる方法が開示されている。

特許文献２には、逆浸透膜の濃縮側処理水を廃棄せずに電解装置を用いて電解して得られる酸性電解生成水を殺菌消毒に利用することが開示されている。

特許文献３には、逆浸透膜法による濃縮側処理水をアルカリイオン電解水を生成するために用いることが開示されている。

特許文献４には、逆浸透膜法により生成した水に電解質を添加し、無隔膜電解装置で電解して得た電解水を用いて透析装置内部を殺菌消毒することが開示されている。

特開２０１５−２１３９１６号公報 特開２０１０−０２４６４８号公報 特開２００６−２７２０３１号公報 特開平０８−２５２３１０号公報

本発明の課題は、一定の水質の電解水を製造することが可能な電解水製造装置であって、かつ電解水製造装置の内部を効率的に殺菌することができる電解水製造装置を提供すること、及びその電解水製造装置の運転方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、
電解原水を逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、電解質添加装置を用いて飲用電解質を添加し、次いで隔膜式電解装置の第１電解室及び第２電解室に順次流通させながら電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程と；
電解原水を逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、電解質添加装置を用いて殺菌消毒用電解質を添加し、次いで第１電解室及び／又は第２電解室に順次流通させながら電解して殺菌消毒用電解水を製造し、この殺菌消毒用電解水を電解水製造装置内の一部又は全部に流通させることにより装置内を殺菌消毒する殺菌消毒工程と；
を切り換え可能に構成することに想到し、本発明を完成するに至った。

さらには、電解原水を逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、電解質添加装置を用いて飲用電解質を添加し、次いで隔膜式電解装置の第１電解室及び第２電解室に順次流通させながら電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程と；
電解原水を逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、電解質添加装置を用いて殺菌消毒用電解質を添加し、次いで隔膜式電解装置の流路を切り換えることにより、第１電解室及び第２電解室に同時にそれぞれ流通させながら電解して陽極室側で殺菌消毒用電解水を製造し、この殺菌消毒用電解水を電解水製造装置内の一部又は全部に流通させることにより装置内を殺菌消毒する殺菌消毒工程と；
を切り換え可能に構成することに想到し、本発明を完成するに至った。

上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕 逆浸透膜透過水生成装置と、
前記逆浸透膜透過水生成装置の下流側に接続される電解質添加装置と、
前記電解質添加装置の下流側に接続される電解装置と、
前記電解装置に接続される貯水タンクと、
を含んで成る電解水製造装置であって、
前記電解装置は、互いに平行に配設された第１電極及び第２電極から成る少なくとも一対の電極対を備えるとともに、前記電極対間に前記電極対と平行に張設された隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成されて成り、電解原水を前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させるように構成した流通型電解槽を備えて成り、かつ前記第１電極及び前記第２電極の電極極性を自在に入れ替える極性変更手段を有する電解装置であることを特徴とする電解水製造装置。

上記電解水製造装置は、図１に示される電解水製造装置であり、逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、この逆浸透膜透過水に電解質添加装置を用いて電解質を添加する。その後、電解質が添加された逆浸透膜透過水を電解装置を用いて電解する。電解は、電解装置の流通型電解槽に流通させながら行う。殺菌消毒用電解水を製造する場合には、殺菌消毒用電解質が添加された逆浸透膜透過水を第１電解室及び第２電解室に順次流通させながら電解する。一方、飲用電解水を製造する場合には、飲用電解質が添加された逆浸透膜透過水を第１電解室及び第２電解室に順次流通させながら電解する。これにより、殺菌消毒用電解水と飲用電解水とをそれぞれ製造することができる。得られた殺菌消毒用電解水は、装置内の一部又は全部に流通させることにより、装置内が殺菌消毒される。即ち、上記の電解水製造装置は殺菌消毒用電解水と飲用電解水とをそれぞれ製造することができるように構成されている。

〔２〕 逆浸透膜透過水生成装置と、
前記逆浸透膜透過水生成装置の下流側に配設される電解質添加装置と、
前記電解質添加装置の下流側に配設される電解装置と、
前記電解装置に接続される貯水タンクと、
を含んで成る電解水製造装置であって、
前記電解装置は、互いに平行に配設された第１電極及び第２電極から成る少なくとも一対の電極対を備えるとともに、前記電極対間に前記電極対と平行に張設された隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成されて成り、電解原水を前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させる流路と、前記第１電解室又は前記第２電解室のみに流通させる流路と、を自在に切り換えることができるように構成した流通型電解槽を備えて成り、かつ前記第１電極及び前記第２電極の電極極性を自在に入れ替える極性変更手段を有する電解装置であることを特徴とする電解水製造装置。

上記電解水製造装置は、図３に示される電解水製造装置であり、逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造することにより電解原水の水質を均質化するとともに、この逆浸透膜透過水に電解質添加装置を用いて電解質を添加する。その後、電解質が添加された逆浸透膜透過水を電解装置を用いて電解する。電解は、電解装置の流通型電解槽に流通させながら行う。殺菌消毒用電解水を製造する場合には、殺菌消毒用電解質が添加された逆浸透膜透過水を第１電解室のみ又は第２電解室のみにそれぞれ流通させながら電解する。これにより、陰極側の電解室のみで電解された電解水（陰極水）と、陽極側の電解室のみで電解された電解水（陽極水）と、がそれぞれ得られる。殺菌消毒用電解質が添加された電解前の逆浸透膜透過水が中性であっても、陽極水は酸性であり、かつ次亜塩素酸を含む。この陽極水（殺菌消毒用電解水）は、装置内の一部又は全部に流通させることにより、装置内が殺菌消毒される。なお、陰極側で電解して得られる電解水はアルカリ性であり、各種用途に利用できる。一方、飲用電解水を製造する場合には、電解質が添加された逆浸透膜透過水を第１電解室及び第２電解室に順次流通させながら電解する。これにより、殺菌消毒用電解水と飲用電解水とをそれぞれ製造することができる。即ち、上記の電解水製造装置は殺菌消毒用電解水と飲用電解水とをそれぞれ製造することができるように構成されている。

〔３〕 前記貯水タンクが、前記電解装置から貯水タンク内に供給される電解水の一部又は全部を貯水タンクの内壁部に接触させる部材を内部に備える〔１〕又は〔２〕に記載の電解水製造装置。

〔４〕 前記電解質添加装置が、２種以上の電解質を個別に収納可能に構成した電解質収納部を有し、添加する電解質を切り換え可能に構成して成る〔１〕又は〔２〕に記載の電解水製造装置。

〔５〕 〔１〕、〔３〕又は〔４〕のいずれかに記載の電解水製造装置の運転方法であって、以下の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）を有することを特徴とする電解水製造装置の運転方法。
工程（Ａ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に殺菌消毒用電解質を添加して殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解装置を用いて前記殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を電解して殺菌消毒用電解水を製造し、
前記殺菌消毒用電解水を前記貯水タンク内に供給する殺菌消毒工程。
工程（Ｂ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に飲用電解質を添加して飲用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解装置を用いて前記飲用電解質含有逆浸透膜透過水を電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程。

〔６〕 〔２〕〜〔４〕のいずれかに記載の電解水製造装置の運転方法であって、以下の工程（Ｃ）及び工程（Ｄ）を有することを特徴とする電解水製造装置の運転方法。
工程（Ｃ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に殺菌消毒用電解質を添加して殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解装置を用いて前記殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を前記流通型電解槽の前記第１電解室のみ又は前記第２電解室のみにそれぞれ流通させる流路に流通させながら電解して殺菌消毒用電解水及び陰極電解水をそれぞれ製造し、
前記殺菌消毒用電解水を前記貯水タンク内に供給する殺菌消毒工程。
工程（Ｄ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に飲用電解質を添加して飲用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
前記電解装置を用いて前記飲用電解質含有逆浸透膜透過水を前記流通型電解槽の前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させる流路に流通させながら電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程。

本発明の電解水製造装置によれば、電解原水の水質にかかわらず、一定の水質の殺菌消毒用電解水及び飲用電解水をそれぞれ製造することが可能である。また、装置内で容易に一定の水質の殺菌用電解水を生成できるため、電解水製造装置の内部の殺菌消毒操作を容易かつ確実に行うことができる。さらには、上記〔２〕の電解水製造装置を用いる場合、ｐＨ調整剤の使用が不要となる。

本発明の第１形態の電解水製造装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の電解水製造装置の他の例を示す概略構成図である。 本発明の第２形態の電解水製造装置（殺菌消毒用電解水製造時）の一例を示す概略構成図である。 本発明の第２形態の電解水製造装置（飲用電解水製造時）の一例を示す概略構成図である。 本発明の電解水製造装置の他の例を示す概略構成図である。 本発明の電解水製造装置の他の例を示す概略構成図である。 貯水タンクの一例を示す概略構成図である。

（１）第１形態の電解水製造装置
（１−１） 装置の構成
図１は、本発明第１形態の電解水製造装置の一例を示す概略構成図である。

図１中、１００は電解水製造装置であり、１０は逆浸透膜透過水生成装置、３０は電解質添加装置、５０は電解装置、７０は貯水タンクである。

１１は電解原水供給管であり、バルブ１３が介装され、逆浸透膜透過水生成装置１０の入口側に接続されている。逆浸透膜透過水生成装置１０の出口側には接続管１５の一端が接続されており、接続管１５の他端は電解質供給装置３０の入口側に接続されている。電解質供給装置３０の出口側には接続管５１の一端が接続されており、接続管５１の他端は電解装置５０の開口部５３に接続されている。電解装置５０の開口部６７には接続管７１の一端が接続されており、接続管７１の他端は貯水タンク７０の上部に接続されている。

電解質供給装置３０は、１個以上の（本図では２個）の電解質収納部３１、３３がバルブ３５、３７を介して電解質混合部３９に接続された構造を有している。この電解質供給装置３０は、接続管１５から電解質混合部３９に供給される逆浸透膜透過水に、電解質収納部３１及び／又は電解質収納部３３に収納された電解質をそれぞれ混合できるように構成されている。

電解装置５０は、互いに平行に配設された第１電極５７及び第２電極６７から成る一対の電極対を備えるとともに、この電極対間に第１電極５７及び第２電極６７と平行に張設された隔膜６９により第１電解室５５及び第２電解室６５が形成された流通型電解槽を備えて成る。この流通型電解槽は、第１電解室５５に開口部５３及び開口部５９が形成されており、第２電解室６５に開口部６３及び開口部６７が形成されている。第１電解室の開口部５９と第２電解室の開口部６３とは流通管６１によって接続されている。第１電極５７及び第２電極６７の電極極性は正負を自在に入れ替える極性変更手段（不図示）を有している。即ち、第１電極５７及び第２電極６７の任意の一方を陽極とし、他方を陰極とすることができるように構成されている。

貯水タンク７０の下部には、バルブ７７を介装した電解水取出管７５が接続されている。

第１電極５７及び第２電極６７は、電気化学的に不活性な金属板で形成されている。金属材料としては、白金、白金合金等が好ましい。第１電極５７及び第２電極６７の厚さは、０．１〜２．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍが特に好ましい。第１電極５７及び第２電極６７との間隔は、３．０〜１．０ｍｍが好ましく、２．０〜１．０ｍｍが特に好ましい。

隔膜６９としては、イオン交換膜や無電荷膜等の電解隔膜として従来使用されているものが適宜使用できる。例えば、日本ゴアテックス社製の非荷電膜（商品名：ゴアテックスＳＧＴ−０１０−１３５−１）を用いることができる。

バルブ１３、３５、３７、７７は、ボールバルブやフロート式弁等の流路や流量を自在に調整出来るものであればあらゆるものを用いることができる。

逆浸透膜透過水生成装置１０は、逆浸透膜を用いる従来公知の逆浸透膜透過水生成装置を用いることができる。逆浸透膜透過水生成装置１０の下流側には、逆浸透膜透過水を貯水する貯水タンクが配設されていてもよい。

電解質供給装置３０は、電解質を一定量添加することができる従来公知の装置を用いることができる。図１において、電解質供給装置３０は、逆浸透膜透過水生成装置１０の下流側であって、電解装置５０の上流側に配設されているが、この位置に限らず、電解装置５０の上流側であればどの位置に配設してもよい。例えば、図５における貯水タンク７０の上方部に電解質供給装置３０を配設して該貯水タンク内に電解質を添加するように構成してもよい。また、貯水タンク内に電解質供給装置３０を配設して該貯水タンク内に電解質を添加するように構成してもよい。

貯水タンク７０は、電解水を貯水できる従来公知のタンクを用いることができる。貯水タンク７０内には、貯水タンク７０内に供給される電解水の一部又は全部を、貯水タンク７０の内壁部に接触させる部材７３を内部に備えることが好ましい。このような部材としては特に限定されないが、貯水タンク７０の水平面の断面形状よりもわずかに小さい板状部材が挙げられる（図７（ａ）及び図７（ｂ））。このような板状部材（整流板）を貯水タンク７０の上方部に水平に配設することにより、電解水の一部又は全部は板状部材と貯水タンク７０の内壁とのスリットを通って内壁に沿いながら貯水タンク７０内に供給される。これにより、貯水タンク７０を殺菌消毒用電解水で満水にすることなく、貯水タンク７０の内壁部全体を殺菌消毒することができる。

流通管６１には、流量調整バルブを介装した排水管が接続されていてもよい。第１電解室で電解された電解水の一部を排水管から排出することにより、最終的に得られる電解水のｐＨを調整することができる（後述）。

流通管６１、接続管７１、又は電解水取出管７５には、遊離塩素を除去する遊離塩素除去フィルタが介装されていてもよい。遊離塩素除去フィルタとしては、活性炭やゼオライト等を吸着材とする公知のフィルタを用いることができる。
また、流通管６１や接続管７１には、遊離塩素除去フィルタが介装されたバイパス流路が形成されていてもよい。バイパス流路を形成することにより、飲用電解水製造時には遊離塩素を除去し、殺菌消毒時には遊離塩素を除去することなく殺菌消毒用電解水を装置内に流通させることができる。

各接続管には、電解水が逆流することを防止するため、逆止弁が介装されていても良い。

（１−２）本装置の動作
次に、図１に記載の電解水製造装置１００を用いて殺菌消毒用電解水及び飲用電解水を製造する方法について説明する。図１中の矢印は、装置内における水の流れ方向を示す。

（１−２−１）殺菌消毒用電解水の製造
電解原水供給管１１の一端から供給される電解原水は、電解原水供給管１１内を通って逆浸透膜透過水生成装置１０内に供給される。電解原水は、ここで逆浸透膜を通過して逆浸透膜透過水が製造される。次いで、逆浸透膜透過水は接続管１５を通って電解質添加装置３０の電解質混合部３９に供給される。逆浸透膜透過水には、電解質収納部３１から供給される殺菌消毒用電解質が添加される。殺菌消毒用電解質が添加された逆浸透膜透過水（殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水）は、接続管５１を通って電解装置５０に供給される。殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水は、接続管５１から開口部５３を通って第１電解室５５内に供給され、次いで開口部５９、流通管６１、開口部６３を通って第２電解室６５内に供給され、開口部６７から接続管７１を通って電解装置５０外に排出される。この間、殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水は、第１電極５７及び第２電極６７に印加される直流電圧電流により電解され、殺菌消毒用電解水が製造される。電解装置５０外に排出された殺菌消毒用電解水は接続管７１を通って貯水タンク７０内に供給される。

殺菌消毒用電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物電解質が例示される。このような殺菌消毒用電解質を含有する逆浸透膜透過水電解水は、陽極側の電解室において下記式（１）に示すように次亜塩素酸が生成されている。

次亜塩素酸の生成量は殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水のｐＨによって変化する。殺菌消毒用電解水を製造する場合、次亜塩素酸の濃度を高くするには、電解質の濃度（即ち、塩素イオン濃度）を高くするとともに、ｐＨを酸性側に調整する。具体的には、電解質供給装置から塩化ナトリウムや塩化カリウム等の塩化物電解質を添加するとともに、塩酸等のｐＨ調整剤を添加することにより、強酸性の次亜塩素酸を含む殺菌消毒用電解水を得ることができる。

次亜塩素酸は、強力な塩素化反応と酸化反応を示すことから、殺菌等に利用される。次亜塩素酸を含有する殺菌消毒用電解水が装置内を流通することにより、装置内は殺菌消毒される。

殺菌消毒用電解水の製造時において、第１電極５７、第２電極６７から成る電極対間に印加する電流は、毎分１Ｌの流速を有する電解原水に対して０．５Ａ〜１０Ａが好ましく、１Ａ〜５Ａが特に好ましい。０．５Ａ未満の場合は、次亜塩素酸濃度を十分に高くすることが出来ない。１０Ａを超える場合、大電流が流れるため、電極の疲労が高まり極端に電解効率が落ちる傾向がある。

殺菌消毒用電解水の製造時における電解原水の流量は０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましく、１〜５Ｌ／ｍｉｎが特に好ましい。

（１−２−２）飲用電解水の製造
上記（１−２−１）と同様に逆浸透膜透過水が製造される。次いで、逆浸透膜透過水は接続管１５を通って電解質添加装置３０の電解質混合部３９に供給される。逆浸透膜透過水には、電解質収納部３３から飲用電解質が必要に応じて添加される。飲用電解質が添加された逆浸透膜透過水（飲用電解質含有逆浸透膜透過水）は、上記（１−２−１）と同様に電解装置５０に供給され、第１電極５７及び第２電極６７に印加される直流電圧電流により電解され、飲用電解水が製造される。電解装置５０外に排出された飲用電解水は接続管７１を通って貯水タンク７０内に供給される。

飲用電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物電解質の他、乳酸カルシウムやグルコン酸カルシウム等が例示される。飲用電解質は、殺菌消毒用電解質と同一であることが好ましい。飲用電解質の添加量は０．１ｍＭ以上とすることが好ましく、０．１〜０．５ｍＭとすることが特に好ましい。塩化物電解質を添加する場合には、電解装置の下流側に遊離塩素除去フィルタを設置して遊離塩素を除去するように構成される。

飲用電解水の製造時において、第１電極５７、第２電極６７から成る電極対間に印加する電流は、毎分１Ｌの流速を有する電解原水に対して０．５Ａ〜１０Ａが好ましく、１Ａ〜５Ａが特に好ましい。０．５Ａ未満の場合は、電解水中の溶存酸素量及び溶存水素量を電解原水よりも高くすることが出来ない。１０Ａを超える場合、大電流が流れるため、電極の疲労が高まり極端に電解効率が落ちる傾向がある。

飲用電解水の製造時における電解原水の流量は０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましく、１〜５Ｌ／ｍｉｎが特に好ましい。

本装置１００における電解原水の供給は、電解原水供給管１１の一端を水道の蛇口に接続することにより行うことが出来る。この場合、本装置内における電解原水や電解水の移送は、水道の水圧により行うことも出来る。電解原水供給管１１の一端を水道に接続しない場合、本装置内における電解原水や電解水の移送は、送液ポンプ等を用いて行うことが出来る。

（１−３）電解水の物性値
（ａ）殺菌消毒用電解水の物性値
本発明における殺菌消毒用電解水は、所定の物性値を有している。殺菌消毒用電解水のｐＨ（２５℃）は、１．０〜７．０であり、１．５〜６．５であることが好ましく、２．０〜６．０であることが特に好ましい。殺菌消毒用電解水のｐＨが１．０〜７．０の範囲外である場合、殺菌消毒作用が低いため好ましくない。

本発明における殺菌消毒用電解水の次亜塩素酸濃度（２５℃）は、５〜１００ｐｐｍであり、１０〜８０ｐｐｍであることが好ましく、２０〜５０ｐｐｍであることが特に好ましい。５ｐｐｍ未満である場合、殺菌消毒作用が低いため好ましくない。１００ｐｐｍを超える場合、強い臭気が発生したり、取扱性が低下するため好ましくない。

（ｂ）飲用電解水の物性値
本発明における飲用電解水は、所定の物性値を有している。飲用電解水のｐＨ（２５℃）は、５．５〜１１．０であり、６．０〜９．０であることが好ましく、６．５〜７．５であることが特に好ましい。飲用電解水のｐＨが５．５〜１１．０の範囲外である場合、飲用に適さないため好ましくない。

本発明における飲用電解水の解離指数ｐＫｗ（２５℃）は、１３．０〜１３．８であり、１３．０〜１３．７であることが好ましい。１３．０未満である場合、印加する電解電流を相当量上げるには大きな電源が必要になる。また、電極の金属疲労が極端に増大することによる弊害が出る。１３．８を超える場合、水道水などの常水とほとんど変わらず、水の解離効果が期待できない。

本発明における飲用電解水の溶存水素濃度（２５℃）は、０．１〜１．５ｐｐｍであり、０．２〜１．５ｐｐｍであることが好ましく、０．３〜１．５ｐｐｍであることが特に好ましい。０．１ｐｐｍ未満である場合、ラジカル消去能が不十分である。１．５ｐｐｍを超える電解水は製造が困難である。

本発明における飲用電解水の溶存酸素濃度（２５℃）は、８〜１８ｐｐｍであり、１０〜１８ｐｐｍであることが好ましく、１２〜１８ｐｐｍであることが特に好ましい。８ｐｐｍ未満である場合、水道水などの常水とほとんど変わらず、水の解離効果が期待できない。１８ｐｐｍを超える電解水は製造が困難である。

殺菌用電解水の製造は、装置内の汚染状況に応じて適宜行うことも可能であるし、不図示の制御部により一定時間又は一定流量毎に自動的に行うことも可能である。

（２）第２形態の電解水製造装置
（２−１）装置の構成
図３及び図４は、本発明第２形態の電解水製造装置の一例を示す概略構成図である。図１と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図３及び図４中、２００は電解水製造装置であり、接続管５１には接続管８３の一端が三方バルブ８１を介して接続されている。この三方バルブ８１のバルブ操作により、接続管５１から開口部５３に通じる流路と、接続管５１から接続管８３に通じる流路と、に切り換えることができるように構成されている。接続管８３の他端は流通管６１に接続されている。接続管５１における三方バルブ８１の下流側であって電解装置５０の上流側には電解水取出管８５がバルブ８７を介して接続されている。

（２−２）本装置の動作
次に、図３及び図４に記載の電解水製造装置２００を用いて殺菌消毒用電解水及び飲用電解水を製造する方法について説明する。図３中の矢印は、殺菌消毒用電解水の製造時における装置内における水の流れ方向を示す。図４中の矢印は、飲用電解水の製造時における装置内における水の流れ方向を示す。

（２−２−１）殺菌消毒用電解水の製造
電解原水供給管１１の一端から供給される電解原水は、電解原水供給管１１内を通って逆浸透膜透過水生成装置１０内に供給される。電解原水は、ここで逆浸透膜を通過して逆浸透膜透過水が製造される。次いで、逆浸透膜透過水は接続管１５を通って電解質添加装置３０の電解質混合部３９に供給される。逆浸透膜透過水には、電解質収納部３１から供給される殺菌消毒用電解質が添加される。殺菌消毒用電解水の製造時においては、三方バルブ８１を接続管５１から接続管８３に通じる流路に切り換える。殺菌消毒用電解質が添加された逆浸透膜透過水（殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水）は、接続管５１、三方バルブ８１、接続管８３、流通管６１を順次流通して電解装置５０に供給される。殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水は、流通管６１から開口部５９及び６３を通って第１電解室５５のみ又は第２電解室６５のみにそれぞれ供給され、次いで開口部５３及び６７を通ってそれぞれ電解装置５０外に排出される。この間、殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水は、第１電極５７及び第２電極６７に印加される直流電圧電流によりそれぞれ電解される。第１電極５７が陰極である場合、第１電解室５５内で得られる電解水は次亜塩素酸を含まないアルカリ性の電解水である。第１電極５７が陽極である場合、第１電解室５５内で得られる電解水は次亜塩素酸を含む酸性の電解水である。同様に、第２電極６７が陰極である場合、第２電解室６５内で得られる電解水は次亜塩素酸を含まないアルカリ性の電解水である。第２電極６７が陽極である場合、第２電解室６５内で得られる電解水は次亜塩素酸を含む酸性の電解水である。
第１電解室５５から排出された電解水は、電解水取出管８５から排出される。第２電解室６５から排出された電解水は、接続管７１を通って貯水タンク７０内に供給される。

添加する殺菌消毒用電解質、電極対間に印加する電流、電解原水の流量は前述の通りである。

本装置２００によれば、アルカリ性の電解水と、酸性の殺菌消毒用電解水と、がそれぞれ製造できる。本装置２００は、第１電極５７及び第２電極６７の電極極性を変更できる。そのため、電解水取出管７５及び８５からは、アルカリ性の電解水及び酸性の殺菌消毒用電解水のいずれの電解水を得ることが可能である。
酸性の殺菌消毒用電解水は前述の通り装置内の殺菌消毒に使用できる。また、アルカリ性の電解水は、油脂や蛋白質等を除去する作用があるため、必要に応じて装置内の洗浄に用いることができる。

（２−２−２）飲用電解水の製造
飲用電解水の製造時においては、三方バルブ８１を接続管５１から開口部５３に通じる流路に切り換える。その他の動作は第１形態における飲用電解水の製造と同様である。

添加する殺菌消毒用電解質、電極対間に印加する電流、電解原水の流量は前述の通りである。

（２−３）電解水の物性値
殺菌消毒用電解水及び飲用電解水の物性値は、第１形態において説明したとおりである。

（３）電解水製造装置の他の構成例１
図２は、本発明の電解水製造装置の更に他の例を示す構成図である。図１と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。この電解水製造装置１０１は、流通管６１に排水管６２が流量調整バルブ６４を介して接続されている。

殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水が中性である場合、陰極側の電解室で電解された電解水はアルカリ性であり、このアルカリ性電解水をさらに陽極側の電解室で電解することにより略中性となる。このとき、第１電解室５５で電解されたアルカリ性電解水の一部を、流量調整バルブ６４を用いて排水管６２から排出しながら残部を第２電解室６５に供給することにより、最終的に得られる電解水のｐＨを酸性側に調整し、次亜塩素酸の濃度を調整することができる。

同様に、飲用電解質含有逆浸透膜透過水が中性である場合、陽極側の電解室で電解された電解水は酸性であり、この酸性電解水をさらに陰極側の電解室で電解することにより略中性となる。このとき、第１電解室５５で電解された酸性電解水の一部を、流量調整バルブ６４を用いて排水管６２から排出しながら残部を第２電解室６５に供給することにより、最終的に得られる電解水のｐＨをアルカリ側に調整することができる。飲用電解水のｐＨの調整は飲用目的に応じて適宜調整することができる。

（４）電解水製造装置の他の構成例２
図５は、本発明の電解水製造装置の更に他の例を示す構成図である。図１と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図５中、３００は電解水製造装置であり、逆浸透膜透過水生成装置１０の下流側であって電解質添加装置３０の上流側には、貯水タンク７０が接続されている。貯水タンク７０には、排水管９７がバルブ９９を介して接続されている。接続管７１には、電解水取出管９１及び接続管９３の一端が三方バルブ８９を介して接続されている。接続管９３にはポンプ９５が介装されており、接続管９３の他端は貯水タンク７０の上部に接続されている。

この電解水製造装置３００は、逆浸透膜透過水が貯水タンク７０内に貯水される。逆浸透膜透過水は排水管９７から取り出して利用することができる。また、この電解水製造装置３００は、逆浸透膜透過水生成装置１０部分を除く装置全体に殺菌消毒用電解水を循環させることが可能である。

（５）電解水製造装置の他の構成例３
図６は、本発明の電解水製造装置の更に他の例を示す構成図である。図１〜３と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

この電解水製造装置４００は、本発明第２形態の電解水製造装置に対して、前述の構成例１−２に説明した構成が付加されている。作用効果は前述の通りである。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。

〔実施例１〕
図１に示した電解水製造装置を構成した。電解原水としては、表１に記載の物性値を有する水道水を用いた。なお、表１に記載の物性値はいずれも２５℃における測定値である。
逆浸透膜透過水生成装置（エルケンコーポレーション製、マレーシア）により製造された逆浸透膜透過水に、飲用電解質として０．２％塩化ナトリウム水溶液を電解質供給装置を用いて添加して電気伝導度を２５ｍＳ／ｍとした。この塩化ナトリウム水溶液を図１に示す電解水製造装置を用いて２Ａ／ｍｉｎ・Ｌの電流で電解した（流速：１Ｌ／ｍｉｎ．、印加電流：２Ａ）。得られた飲用電解水の各種物性値を測定し、表１に記載した。

〔実施例２〕
飲用電解質を添加せず、殺菌消毒用電解質として０．１５％塩化ナトリウム水溶液／塩酸の混合溶液（ｐＨ：３．０）を添加した他は実施例１と同様に電解した。得られた殺菌消毒用電解水の各種物性値を測定し、表２に記載した。

〔実施例３〕
図５に示した電解水製造装置を用いた他は実施例１と同様に電解した。得られた飲用電解水の各種物性値を測定し、表３に記載した。

〔実施例４〕
図５に示した電解水製造装置を用いた他は実施例２と同様に電解した。得られた殺菌消毒用電解水の各種物性値を測定し、表４に記載した。

〔実施例５〕
図３−４に示した電解水製造装置であって、その流路を図４に示した通りとした他は実施例１と同様に電解した。得られた飲用電解水の各種物性値を測定し、表５に記載した。

〔実施例６〕
図３−４に示した電解水製造装置であって、その流路が図３に示した状態である電解水製造装置を用いた。電解原水としては、表６に記載の物性値を有する水道水を用いた。逆浸透膜透過水生成装置（エルケンコーポレーション製、マレーシア）により製造された逆浸透膜透過水に、殺菌消毒用電解質として０．２％塩化ナトリウム水溶液を電解質供給装置を用いて添加して電気伝導度を２５ｍＳ／ｍとした。この塩化ナトリウム水溶液を図３−４に示す電解水製造装置を用いて２Ａ／ｍｉｎ・Ｌの電流で電解した（流速：１Ｌ／ｍｉｎ．、印加電流：２Ａ）。得られた殺菌消毒用電解水の各種物性値を測定し、表６に記載した。

実施例１、３、５は表１、３、５で示したようにいずれもｐＨが中性領域にあり、酸化還元電位がマイナス２００ｍＶ以下で、溶存水素が０．２ｐｐｍ以上であることから還元性の高い電解生成水である。この電解水は、一般的には機能水として位置付けられる水であり、飲用に供される。
実施例２、４、６は表２、４、６で示したようにいずれもｐＨが強酸性領域にあり、酸化還元電位が１１００ｍＶ以上であることから次亜塩素酸が生成する領域である。この電解水は、殺菌性の高い電解水である。

１００、１０１、２００、３００、４００・・・電解水製造装置
１０・・・逆浸透膜透過水生成装置
１１・・・電解原水供給管
１３、３５、３７、７７、８７、９９・・・バルブ
１５、５１、７１、８３、９３・・・接続管
３０・・・電解質添加装置
３１、３３・・・電解質収納部
３９・・・電解質混合部
５０・・・電解装置
５３、５９、６３、６７・・・開口部
５５・・・第１電解室
５７・・・第１電極
６１・・・流通管
６２、９７・・・排水管
６４・・・流量調整バルブ
６５・・・第２電解室
６７・・・第２電極
６９・・・隔膜
７０・・・貯水タンク
７３・・・部材
７５・・・電解水取出管
８１、８９・・・三方バルブ
８５・・・電解水取出管
９１・・・電解水取出管
９５・・・ポンプ

Claims (6)

1. 逆浸透膜透過水生成装置と、
   前記逆浸透膜透過水生成装置の下流側に接続される電解質添加装置と、
   前記電解質添加装置の下流側に接続される電解装置と、
   前記電解装置に接続される貯水タンクと、
   を含んで成る電解水製造装置であって、
   前記電解装置は、互いに平行に配設された第１電極及び第２電極から成る少なくとも一対の電極対を備えるとともに、前記電極対間に前記電極対と平行に張設された隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成されて成り、電解原水を前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させるように構成した流通型電解槽を備えて成り、かつ前記第１電極及び前記第２電極の電極極性を自在に入れ替える極性変更手段を有する電解装置であることを特徴とする電解水製造装置。
2. 逆浸透膜透過水生成装置と、
   前記逆浸透膜透過水生成装置の下流側に配設される電解質添加装置と、
   前記電解質添加装置の下流側に配設される電解装置と、
   前記電解装置に接続される貯水タンクと、
   を含んで成る電解水製造装置であって、
   前記電解装置は、互いに平行に配設された第１電極及び第２電極から成る少なくとも一対の電極対を備えるとともに、前記電極対間に前記電極対と平行に張設された隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成されて成り、電解原水を前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させる流路と、前記第１電解室又は前記第２電解室のみに流通させる流路と、を自在に切り換えることができるように構成した流通型電解槽を備えて成り、かつ前記第１電極及び前記第２電極の電極極性を自在に入れ替える極性変更手段を有する電解装置であることを特徴とする電解水製造装置。
3. 前記貯水タンクが、前記電解装置から貯水タンク内に供給される電解水の一部又は全部を貯水タンクの内壁部に接触させる部材を内部に備える請求項１又は請求項２に記載の電解水製造装置。
4. 前記電解質添加装置が、２種以上の電解質を個別に収納可能に構成した電解質収納部を有し、添加する電解質を切り換え可能に構成して成る請求項１又は請求項２に記載の電解水製造装置。
5. 請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の電解水製造装置の運転方法であって、以下の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）を有することを特徴とする電解水製造装置の運転方法。
   工程（Ａ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に殺菌消毒用電解質を添加して殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解装置を用いて前記殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を電解して殺菌消毒用電解水を製造し、
   前記殺菌消毒用電解水を前記貯水タンク内に供給する殺菌消毒工程。
   工程（Ｂ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に飲用電解質を添加して飲用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解装置を用いて前記飲用電解質含有逆浸透膜透過水を電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程。
6. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電解水製造装置の運転方法であって、以下の工程（Ｃ）及び工程（Ｄ）を有することを特徴とする電解水製造装置の運転方法。
   工程（Ｃ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に殺菌消毒用電解質を添加して殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解装置を用いて前記殺菌消毒用電解質含有逆浸透膜透過水を前記流通型電解槽の前記第１電解室のみ又は前記第２電解室のみにそれぞれ流通させる流路に流通させながら電解して殺菌消毒用電解水及び陰極電解水をそれぞれ製造し、
   前記殺菌消毒用電解水を前記貯水タンク内に供給する殺菌消毒工程。
   工程（Ｄ）：前記逆浸透膜透過水生成装置を用いて逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解質添加装置を用いて前記逆浸透膜透過水に飲用電解質を添加して飲用電解質含有逆浸透膜透過水を製造し、
   前記電解装置を用いて前記飲用電解質含有逆浸透膜透過水を前記流通型電解槽の前記第１電解室のみに流通させた後に前記第２電解室のみに順次流通させる流路に流通させながら電解して飲用電解水を製造する飲用電解水製造工程。
   
   

Images