JP2020171907A - 二酸化塩素水及び次亜塩素酸水同時生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気分解処理により、アルカリと酸性に分けることなく、電解効率を最大限引き出すことと、水素ガスと酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸が混在し、ｐＨが５．８〜８．６である生成水と水流を、遮断することなく安定的に単一吐水させる、電解水生成装置の提供。【解決手段】水路に隔膜などの分解壁を介せず電気分解を行い、電極と電解槽シリンダー内側との距離を狭めることで、電気分解処理を最大限促進させながら、連続して行い、さらに周期的、間欠的に陰陽極性を交換させて、単一水中に水素ガスと酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸を大量に生成させる。さらに、直流電流を電極板にプラスとマイナスを交互通電させ、電極の消耗を防ぐ。【選択図】なし

Description

この考案は、水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し、殺菌水を行う電気分解水生成方法及び電解水生成装置に関する。

従来、消毒薬などの殺菌を目的とする器具として、薬剤や無角膜電気分解方法などが知られている。最近では、塩水を利用して、電気分解を行い、殺菌作用を有する器具が実用化されている。しかし、これらの器具機械は、費用が高額になり使用が制限される場合が多い。

今日、電気分解水生成装置と称する製品が市場提供されているが、そのほとんどは、陰陽電極間に隔膜を介した電気分解方式であり、アルカリ性と酸性に分解して吐水させる方法であった。
（例えば特許文献１を参照）
特開平６−３１２１８６号公報

しかしながら、原水のｐＨを変えるということは医療効果を生む反面、薬事法の管理の下に飲用しなくてはならず、不特定多数の消費者の消費者すべてが飲用出来ないという問題がある。

また、この種のものでは、電気分解により発生する水素ガスと酸素ガスが分別されて吐水されてしまい、単一の水素ガスの多い水しか飲用できなかった。

さらに、酸素ガスの多い水を飲用しようとすると、酸性の水を飲用するしかなく、人体に良いとはいえない。

人体体液は、弱アルカリ性 ｐＨ７．３５であるが、人体体液に近く、二酸化塩素並びに次亜塩素酸を同時に含有量の多い水を生成する装置は無い。水質基準でもｐＨ５．８〜８．６と安全適合のｐＨは中性に近い。

さらに、従来被処理水を電気分解する方法では、陰と陽の電極間の幅だけを注視しており、電極と電解槽シリンダー内側との間については、無視されていた。

しかし、被処理水が電極間を通過するため、電極間の幅を狭めることで、電解効率がよくなるが、被処理水を通過させなくてはならないため、その幅を狭めるには限度があった。

そこで、電気分解において、隔膜を介さず陰陽の電気分解を行い、さらに分解して酸素や水素の含む水に分けるのではなく、殺菌作用が確認されている、二酸化塩素と次亜塩素酸の水を吐水させ、水素ガスと酸素ガスを同時に吐水することが要請される。

さらに、電気分解の効率を高めるためには、電極間の幅だけを注視するのではなく、電極と電解槽シリンダー内側との間の距離を検討する必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し、無隔膜直流電解を行い、さらに、電極と電解槽シリンダー内側との間の距離を狭くすることによって水質改善を行う電解水生成方法及び電解水生成装置を提供するものである。

課題を解決するために手段

上記課題を解決するために本発明は、水路には隔膜を設けず、陰陽の電極板間において、自由にプラスイオンとマイナスイオンが混合され、水素ガス及び酸素ガスが電解槽内に混在しながら、単一水路より吐水させることにより、上記課題を達成するものである。

また、水路には隔膜を設けず、陰陽の電極板間において、プラスイオンとマイナスイオンを分解し、水素ガス及び酸素ガスと二酸化塩素及び次亜塩素酸の二方向水路より吐水された後に、単一水路を設けることにより、上記課題を達成するものである。

電解水生成方法は、複数の板状又は円筒状の電極を離隔して並設し、隣接する電極間で陰陽電極を構成するとともに、直流電流・電圧を断続的に印加又は、周期的・間欠的に反転させながら被処理水の電気分解を行うようにしたことを特徴とする。

電極間水路においては、隔膜などの分解壁は設けず、陰陽電極間のみで直流電流・電圧を印加することを特徴とする。

そして、電解槽に導入された電極と電解槽シリンダーとの間の距離を多くとも５ｍｍ以内にすることにより、電気分解の効率を高めたものである。
しかしながら、電極と電解槽シリンダー内側は完全に接触せず、少なくとも、電極が被処理水で濡れた状態になるようにしなければならない。

ここで、電極材料が、チタン、フェライト、ステンレスその他の非磁性金属、又はこれらに白金を被覆したものから選択される。

発明の効果

本発明によれば、被処理水の電解生成を一時中断させること無く、電気分解水を吐水することができる。

また、周期的・間欠的に反転させながら被処理水の電気分解を行う場合においては、使用時間や頻度に関係なく、同等に洗浄と電解水が生成されて、尚且つ電極板へのカルシウムやマグネシウムの付着や水素と酸素の気泡の付着を防止できる。

さらに、電解槽内に挿入されている電極と電解槽シリンダー内側との間の隙間を狭めていくことで、電気分解の効率を高めることが出来るため、水素ガス及び酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸の発生を促進することが出来る。

本発明に最良の形態は、陰陽電極間に隔膜などの分解壁を設けず、電解中に水素ガスと酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸を混合させて単一水を吐水させることを目的にしている。

電極間の幅は電極板が交互に接触しないように、電解槽に電極板をささえるガイドを設けて、すべての電極板間の幅を一定に保つことが必要である。

また、電極板（ａ）の片方から通水された水は、電極板（ｂ）と電解槽に空けられたガイドの隙間を通り電極板（ｃ）の槽へと移動する。このとき、電極板（ａ）と電極板（ｃ）へはプラスの電流電圧が印加されており、電極板（ｂ）にはマイナスの電流電圧が印加されている。

また、それぞれの電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）には少なくとも直流電圧１０ｖと電流０．２Ａが交差しており、電極間を通過する水はこの直流電圧・電流の印加を受けることになる。

さらに、ここで、上記１８に印加された電流電圧は、一定時間を経過すると、（ｒ）の電解電流制御部（手段）により、すべての印加された電流電圧のプラスマイナスは逆転して、反転状態となる。

ところで、電極（ａ）と（ｃ）に隣接している電解槽シリンダー内側（ｄ−１）には、狭い水路があるが、この距離は多くとも５ｍｍ以下と狭くすることで、電解電流が効率よく電極（ａ）（ｂ）（ｃ）に流れるようにしている。
この距離は狭いほど電解効率がよくなり、電極（ａ）と（ｂ）が電解槽シリンダー内側（ｄ−１）に接触しない程度の隙間は必要となる。

本発明の一実施例を添付図面を参照して以下説明する。

図１は、電解水生成装置の断面視構成概要図である。

図２は、電解水生成装置の断面視構成概要図である。

図３は、電解電流制御系統を説明するブロック図である。

図示するように、電解槽シリンダー（ｄ）の（ｈ）から（ｉ）にかけて、電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）装着のための電極板固定ガイド（ｅ）が設けられている。
その（ｅ）に電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）が装着される。

電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）の側面には、接続端子（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）が設けられており、電解電流制御部（ｒ）に接続される。

電解電流制御部（ｒ）では、（ｓ）の電源部より、直流電圧が少なくとも１０Ｖ電流０．２Ａが電解電流制御部（ｒ）に供給されており、（ｔ）の流量センサーが水が流れると所定のパルスをマイコン部（Ｕ）で感知させる。マイコン部（Ｕ）では、（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）へ供給する所定の電解電流値、電圧を記憶させ指示するほか、電源ＬＥＤ（Ｘ）及び生成状態ＬＥＤ（Ｙ）の点灯を指示する。

また、マイコン部（Ｕ）でプログラミングさせた所定の電解電流・電圧を（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）へ供給するが、（ｖ）及び（ｗ）のスイッチングにて動作反転を指示する。

そこで、まず原水はＩＮ側（ｊ）から注水され、（ｌ）方向及び（ｋ）方向に通水されて、電極板（ａ）と電解槽ガイド（ａ−１）とのあいだを通過する。
そして、通過した水は（ｍ）方向へ進み、電極板（ｂ）と電解槽ガイド（ｂ−１）とのあいだを通過する。通過した水は（ｎ）方向に進み、電極板（ｃ）と電解槽ガイド（ｃ−１）との間を通過して、ＯＵＴ側の吐水口（ｑ）へと吐水する。

ここで、電極板（ａ）と電極板（ｃ）にはプラス極の電流０．２〜１０Ａ、電圧５〜３６ｖが印加されており、電極板（ｂ）には０．２〜１０Ａ、電圧５〜３６ｖ、が印加されている。

さらに、上記２０のプラス極とマイナス極は、一定時間ごとに反転し極性を変えるようにすることができる。

ＩＮ側（ｊ）から入水された水は、（ａ−１）を通過した水は、電極板（ａ）と（ｂ）に印加された、電圧電流により、水の電気分解が起こり、水素ガスと酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸を同時に発生させる。

そして、（ｂ−１）を通過した水は、さらに電極板（ｂ）と（ｃ）に印加された電圧電流により、水の電気分解が起こり、水素ガスと酸素ガスと二酸化塩素と次亜塩素酸が同時に発生する。

そのとき、電極板（ａ）（ｃ）と電解槽シリンダー内側（ｄ−１）には狭い水路があり、電極板（ａ）（ｃ）の側面を濡れた状態に保っている。
さらに、この発明では、この間の距離間が重要となり、多くとも５ｍｍ以下で尚且つ接触しない状態に保つ必要がある。

その後、（ｐ）のＯＵＴ側から吐水された水は、ｐＨ５．８〜８．６で水素ガスと酸素ガスを含み、酸化還元電位が低く、殺菌水へと変化する。

二酸化塩素生成電解水生成装置の断面視構成概略図である。 二酸化塩素生成電極板の構成概略図である。 二酸化塩素生成電解電流制御系統を説明するブロック図である。

（ａ） 電極板（１）
（ｂ） 電極板（２）
（ｃ） 電極板（３）
（ｄ） 電解槽シリンダー
（ｅ） 電極板固定ガイド
（ｆ） 接続端子
（ｆ−１） 接続端子Ａ
（ｆ−２） 接続端子Ｂ
（ｆ−３） 接続端子Ｃ
（ａ−１） 電極板（ａ）と電解槽ガイド（ｅ）との隙間
（ｂ−１） 電極板（ｂ）と電解槽ガイド（ｅ）との隙間
（ｃ−１） 電極板（ｃ）と電解槽ガイド（ｅ）との隙間
（ｈ） 上部
（ｉ） 下部
（ｊ） 入水口ＩＮ側
（ｋ） 水の流れる方向１
（ｌ） 水の流れる方向２
（ｍ） 水の流れる方向３
（ｎ） 水の流れる方向４
（ｏ） 水の流れる方向５
（ｐ） 水の流れる方向６
（ｑ） 吐水口
（ｒ） 電解電流制御部
（ｓ） 電源部
（ｔ） 流量センサー
（ｕ） マイコン部
（ｖ） スイッチング部Ａ
（ｗ） スイッチング部Ｂ
（ｘ） 電源ＬＥＤ
（ｙ） 生成状態ＬＥＤ

二酸化塩素水及び次亜塩素酸水の生成装置の断面構成概略図である。 二酸化塩素生成基盤の概略図である。 二酸化塩素生成電解電流制御系統を説明するブロック図である。 二酸化塩素水及び次亜塩素生成装置全体の概略図である。

Claims (7)

1. 本発明は、水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し、流水中に電解水生成方法において、処理水中に二酸化塩素及び次亜塩素酸を同時に生成し、
   ＰＨが６．８〜８．６の混合の生成水を取り出すことを特徴とした、電解水生成方法。
2. 本発明は、複数の板状または円筒状の電極を離隔して並設し、隣接する電極間で陰陽電極を構成するとともに、直流電流・電圧を断続的に印加又は、周期的・間欠的に反転させながら被処理水の電気分解を行うようにしたことを特徴とした電解水生成装置。
3. 水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し殺菌装置において、陰陽電極で電気分解された処理水が、２種類に分かれた後に混合されて、水素ガスと酸素ガスが混合された処理水にすることを特徴とした、電解水生成方法。
4. 本発明は、複数の板状または円筒状の電極を離隔して並設し、電解槽シリンダーの内側と電極との隙間を狭めることで、より効率よく電気分解をさせることを特徴とした、電解水生成方法。
5. 電極材料が、チタン、フェライト、ステンレスその他の非磁性金属、又はこれらに白金を被覆したものから選択される請求項１〜３記載の電解水生成装置。
6. 本発明品を、空気中に噴霧することで、空気中の殺菌効果が期待できる
7. 本発明品は、直流電流のプラスとマイナスを交互に５秒ごとに電極版に通電し、カルシウムの溶着を防ぎ、長期間使用できる。

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