JP2020063463A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水質変化に拘らず電解水の塩素濃度を担保できる。【解決手段】本発明は、電解質水溶液を供給する電解質供給部と、原水を供給する原水供給部と、前記電解質水溶液及び前記原水を電気分解して電解水を生成する電気分解部と、前記電解水及び電気分解部のうち、少なくともどちらか一方を管理対象として監視する監視部と、予め定められた管理閾値に基づいて、前記監視対象が適正であるか否かを判別する判別部と、前記判別部による判別結果を表示する表示部とを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば医療品や衛生品、食品などを取り扱う現場に設置される電解水生成装置に関するものである。

従来、洗浄などの分野において、電解水生成装置が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。

酸性を呈する電解水は、除菌効果を有することから、例えば家畜などの舎屋に噴霧したり、野菜や卵の洗浄などに広く使用されている。特に塩素系の酸性電解水は、除菌・殺菌力に優れており、食品衛生法において殺菌料（次亜塩素酸水）として厚生労働省から認可されている。

この除菌・殺菌力は、主に次亜塩素酸によるものであり、電解水に含まれる塩素が次亜塩素酸として一定濃度以上存在することが、非常に重要である。

特開２００９−２６８９９７号公報

ところで、電解水の元になる原水として水道水や工業用水などが一般的に使用されるが、水道水や工業用水などの水質は地域や季節によって相違し、水質変化が電解水の品質に影響を与えてしまう。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、水質変化に拘らず電解水の品質を担保できる電解水生成装置を提供するものである。

かかる課題を解決するため、本発明の電解水生成装置は、電解質水溶液を供給する電解質供給部と、原水を供給する原水供給部と、前記電解質水溶液及び前記原水を電気分解して電解水を生成する電気分解部と、前記電解水及び電気分解部のうち、少なくともどちらか一方を管理対象として監視する監視部と、予め定められた管理閾値に基づいて、前記監視対象が適正であるか否かを判別する判別部と、前記判別部による判別結果を表示する表示部とを有することを特徴とする。

本発明は、水質変化に拘らず電解水の品質を担保できる電解水生成装置を実現できる。

電解水供給装置の構成を示す略線図である。 ｐＨと有効塩素の組成比率の説明に供するグラフである。

次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１に示す１は、全体として電解水生成装置を示している。電解水生成装置１は、図示しないＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される制御部２が電解水生成装置１の全体を統括的に制御するようになされている。

電解質供給部４は、電解質水溶液を貯蔵すると共に、電気分解部５に対して電解質水溶液を供給する。なお、電解質水溶液の詳細については後述する。

原水供給部６は、例えば水道や純水など原水の供給装置に接続されており、原水を電気分解部５に供給する。すわなち電気分解部５には、原水供給部６から原水が、電解質供給部４から電解質水溶液が供給される。

電気分解部５は、供給される電解質水溶液及び原水に対して電流を流して電気分解を行い、生成された電解水を排出部７に供給する。この結果、電解水生成装置１の排出部７から電解水が排出される。

電気分解部５としては、公知のものを使用することができ、例えば無隔膜式の１室型の電解槽を用いることができる。

ところで、酸性電解水では、電解水に含まれる塩素が次亜塩素酸となって除菌効果を奏する。図２に示すように、塩素の存在形態は、水溶液のｐＨによってその比率が変化することが知られている。

すなわち、電解水中に含まれる塩素が次亜塩素酸として除菌作用を効果的に発現させるためには、電解水のｐＨを２．７〜６．５の範囲にコントロールすることが必要となる。

例えば塩化ナトリウムなど、水に溶解させたときに中性を呈する電解質を用いた水溶液を電気分解した場合、水素の一部が陰極から水素ガスとして抜けてしまうため、電解水のｐＨは弱アルカリ（ｐＨ９〜１０程度）を呈することになる。

このため、本実施の形態では、ｐＨを酸性側にコントロールするため、電解質水溶液として、塩化ナトリウムと塩酸とを混合した水溶液を使用する。塩酸は強酸性のため、電解質水溶液の多少の増減に殆ど影響されることなく、安定的にｐＨを酸性側に保つことが可能である。

電解水水溶液は、各種フィルターを通した不純物の少ない原水に対し、塩酸と塩化ナトリウムが所定比率で溶解された水溶液である。使用される原水は、有機物やカルシウム、マグネシウムなどの硬度成分が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。有機物は塩素との反応を、硬度成分は石灰化の原因となるからである。

塩化ナトリウム及び塩酸の濃度は、原水との混合比率に応じて適宜選択される。塩酸の濃度は１０％未満であることが好ましい。塩酸の濃度が１０％を越えると、皮膚の炎症や失明を引き起こす危険性があるためである。なお、かかる危険性から、塩酸の濃度はできる限り低いことが好ましい。

さらに、本実施の形態における電解質水溶液は、次亜塩素酸の存在量を向上させる調整機能を有する調整ガスの微細気泡を含有していても良い。例えば、調整ガスとして酸素ガス（Ｏ_２）若しくはオゾンガス（Ｏ_３）を用いることにより、塩素の酸化を促進することができ、結果として電解水中の次亜塩素酸の存在量を向上させることができる。

また、調整ガスとして塩素ガス（Ｃｌ_２）を用いることにより、電解質水溶液中の塩素含有量を増大させることができ、結果として電解水中の次亜塩素酸の存在量を向上させることができる。微細気泡は、１μｍ未満のいわゆる微細気泡であり、電解質水溶液中において、数ヶ月以上に亘って安定的に存在することができる。

ところで、電解水としての効果を十分に担保するためには、規定以上の電流を流して電気分解を行う必要がある。一方、一定の電圧を印加したときの電流値は、電解質の濃度によって変化する。

電解水生成装置１の制御部２は、予め定められた設定電流値の範囲内になるよう、電気分解部５を制御し、電解質供給部４から電気分解部５へ供給する電解質水溶液の量を調整する。これにより、電解水生成装置１は、電気分解の効果を担保した電解水を供給することが可能である。なおこの設定電流値は、水質に応じて変更可能である。

ところで、原水として水道水が接続されることが多いが、水道水の水質には地域や季節によってばらつきがあり、水道水に含まれる電解質（以下、これを原水電解質と呼び、添加する電解質と区別する）の量に差が生じる。

このため、例えば原水電解質の多い原水を使用すると、必要とされる電気分解部５へ供給される電解質水溶液の量が少なくなってしまい、塩素濃度が上昇する可能性が生じてしまう。

そこで、制御部２は、電気分解部５における電解水を監視し、塩素濃度が所定の管理閾値未満となると、表示部１２に表示する。

具体的に、電気分解部５の内部（例えば排出口近傍）の電解水や、電気分解部５と排出部７との間の電解水を、設置された塩素濃度計（図示しない）で測定した塩素濃度が制御部２に供給される。塩素濃度計としては制限は無く、公知の物を使用することができ、接触式、非接触式を選択して使用できる。

表示部１２は、例えば３色のランプ点灯が可能な構成でなる。制御部２は、電解水の塩素濃度が管理閾値の範囲である場合、良好であることを表す緑色のランプを点灯させる。一方、制御部２は、電解水の塩素濃度が管理閾値未満である場合は黄色、管理閾値以上である場合は赤色のランプを点灯させ、不良であることを表す。

これにより、電解水生成装置１は、殺菌の効果に影響がある塩素濃度が十分であるか、または肌荒れ防止のため塩素濃度が高すぎないか否かをユーザに知らせることができ、適正でなければ設定を変更するなどの措置を取れば良いため、電解水の塩素濃度を担保することができる。

＜動作及び効果＞
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて課題及び効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。また、各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。

本発明の電解水生成装置は、電解質水溶液を供給する電解質供給部（電解質供給部４）と、
原水を供給する原水供給部（原水供給部６）と、
前記電解質水溶液及び前記原水を電気分解して電解水を生成する電気分解部（電気分解部５）と、
前記電解水及び電気分解部のうち、少なくともどちらか一方を管理対象として監視する監視部（制御部２）と、
予め定められた管理閾値に基づいて、前記監視対象が適正であるか否かを判別する判別部（制御部２）と、
前記判別部による判別結果を通知する通知部（表示部１２）とを有することを特徴とする。

これにより、監視対象が適正であることをユーザに確認させることができるため、管理対象の数値に基づいて電解質の品質が担保できる。

電解水生成装置において、前記電気分解部は、
１室型の電解槽であることを特徴とする。

これにより、電解水水溶液の濃度が塩素濃度に直結する１室型の電解槽に本発明を適用することにより、本発明の効果を活かすことが可能である。

電解水生成装置は、前記電解水生成部に流れる電流値を、予め定められた設定電流値になるように制御する制御部を有することを特徴とする。

これにより、変動の小さいｐＨと電解度を意味する電流値とを固定できるため、後は塩素濃度だけを監視すれば良い。

電解水生成装置において、前記通知部は、
色の変化によって適正の可否を表示可能なランプであることを特徴とする。

これにより、ユーザに直感的に分かりやすく適正か否かを認識させることができる。

電解水生成装置において、前記電解質水溶液は、電解質の一部として塩素を含有し、
前記監視部は、前記電解水における塩素濃度を監視することを特徴とする。

これにより、殺菌効果に大きな影響を与える塩素濃度が適正であるか否かを判別することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述実施形態では、監視対象として電気分解部５又は電気分解部５と排出部７との間の電解水の塩素濃度を測定した場合について述べた。本発明はこれに限らず、監視対象として、電流、電圧、塩素濃度、ｐＨ、電解質水溶液の供給量などのファクターから一又は複数が選択されても良い。要は、監視対象の数値に基づいて、電解水の品質に関する要素（塩素濃度、電解度、ｐＨ）が担保できれば良い。

上述実施形態では、電解質水溶液として塩酸及び塩化ナトリウムを使用した場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば塩化カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムなど種々の電解質を使用することができる。この場合、塩素濃度の代わりに、有効イオン濃度がファクターとなる。また、供給される電解水としては、酸性電解水の他、中性電解水、アルカリ性電解水でもよい。

上述実施形態では、ランプ点灯の色によってユーザに塩素濃度が適正であることを確認させた場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像表示や音声出力などの通知手段によりユーザに確認をさせても良い。また、適正でないと判断された場合には、電解水の供給を一時的にストップすることにより、ユーザに確認をさせても良い。

上述実施形態では、電気分解部５が１室型の電解槽である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２室型、３室型の電解槽についても本発明を適用することができる。

本発明は、例えば病院や介護施設などの手洗いスペースに設置される希釈電解水供給装置に適用することができる。

１ ：電解水生成装置
２ ：制御部
４ ：電解質供給部
５ ：電気分解部
６ ：原水供給部
７ ：排出部
１２ ：表示部

Claims (5)

1. 電解質水溶液を供給する電解質供給部と、
   原水を供給する原水供給部と、
   前記電解質水溶液及び前記原水を電気分解して電解水を生成する電気分解部と、
   前記電解水及び電気分解部のうち、少なくともどちらか一方を監視対象として監視する監視部と、
   予め定められた管理閾値に基づいて、前記監視対象が適正であるか否かを判別する判別部と、
   前記判別部による判別結果を通知する通知部と
   を有することを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記電気分解部は、
   １室型の電解槽である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 前記電気分解部に流れる電流値を、予め定められた設定電流値になるように制御する制御部を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電解水生成装置。
4. 前記通知部は、
   色の変化によって適正の可否を表示可能なランプである
   ことを特徴とする請求項３に記載の電解水生成装置。
5. 前記電解質水溶液は、
   電解質の一部として塩素を含有し、
   前記監視部は、
   前記電解水における塩素濃度を監視する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
   
   

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