JP3356169B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被電解水を電解し
て生成する高アルカリの電解水、およびその電解水生成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解水生成装置には、水道等の給水設備
に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ
水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低
コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式があ
る。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットが
あるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水
を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力
が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全
体のコストアップとなる。一方、バッチ方式では滞留状
態で電解するため長時間にわたる電解が可能であり、簡
易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい。

【０００３】従来の電解水生成装置としては、流水式に
おいても効率良く電解水を生成できる例として特開平１
１−１２３３８１号公報に記載されているようなものが
あった。この電解水生成装置は図４に示すように、電解
槽１に、カソード室２と中間室３とアノード室４の３つ
の室を設け、そのカソード室２と中間室３およびアノー
ド室４と中間室３は隔膜７、隔膜８によって隔てられ、
カソード室２にはカソード電極５、アノード室４にはア
ノード電極６が設置され、各電極５，６は直流電源装置
に接続してある。なお、１２はカソード室２で生成した
電解イオン水の貯槽で、循環ポンプ１３により電解槽１
のカソード室２へ循環供給する構成となっている。そし
て貯槽１２内の電解イオン水が目的のpHと酸化還元電位
に達したら、バルブ１４を開いて電解イオン水を採水す
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、アノード室４および中間室３に電解質を含
む水溶液を連続的に供給し続けなければならず、実際に
実用化しようとすると図５に示した特開平１１−１７９
３５９号公報に記載されているように、装置全体として
は大型で複雑な構成となり、家庭やオフィスなどに設置
して、手軽に使用するイメージとはほど遠いものであっ
た。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、家庭やオフィスなどに簡単に設置して使用でき、洗
浄力の優れた安全な電解水、およびその電解水生成装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電解水生成装置は、陽極と陰極との間にイ
オン透過性の隔膜が配置され、この隔膜によって陽極室
と陰極室とが形成された電解槽と、電解質タンクと、前
記電解質タンクの電解質溶液を所定量、前記陽極室に電
解ごとに供給する給液手段と、前記陽極室及び前記陰極
室に被電解水を入れるとともに前記給液手段を所定時間
だけ駆動して、被電解水を前記電解質タンクに送ること
により、前記電解質タンク内の電解質溶液を前記陽極室
内に所定量供給し、次いで電解を開始し、前記陰極室に
生成される電解水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水
になる状態で前記陽極と陰極との間への通電を停止する
制御手段を備えた構成としたものである。

【０００７】上記発明によれば、被電解水を電解したと
き、陽極室に入れた電解質がイオン化しイオン透過性の
隔膜を介して陰極室に移行し、前記陰極室にpH１１．５
〜１２．５のアルカリ性の電解水が生成され制御手段が
前記陽極と陰極との間への通電を停止する。このように
して生成されたpH１１．５〜１２．５の電解水は、洗浄
力に優れ安全な電解水である。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、陽極と
陰極との間にイオン透過性の隔膜が配置され、この隔膜
によって陽極室と陰極室とが形成された電解槽と、電解
質タンクと、前記電解質タンクの電解質溶液を所定量、
前記陽極室に電解ごとに供給する給液手段と、前記陽極
室及び前記陰極室に被電解水を入れるとともに前記給液
手段を所定時間だけ駆動して、被電解水を前記電解質タ
ンクに送ることにより、前記電解質タンク内の電解質溶
液を前記陽極室内に所定量供給し、次いで電解を開始
し、前記陰極室に生成される電解水がpH１１．５〜１
２．５のアルカリ水になる状態で前記陽極と陰極との間
への通電を停止する制御手段を備えた構成により、被電
解水を電解したとき、陽極室に入れた電解質がイオン化
しイオン透過性の隔膜を介して陰極室に移行し、前記陰
極室にpH１１．５〜１２．５のアルカリ性の電解水が生
成され制御手段が前記陽極と陰極との間への通電を停止
し、洗浄力に優れ安全なpH１１．５〜１２．５の電解水
を生成することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の制御手段が、少なくとも陽極と陰極との間への通電開
始から通電停止までの通電時間で電解水がpH１１．５〜
１２．５のアルカリ水になったと判定制御することによ
り、特にpHセンサを備える必要がないため、構成が簡単
安価でpHセンサの特性変化に影響されたり、pHセンサの
メンテナンス等わずらわしいこともなく、長期にわたっ
て安定して使用できる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質を、ナトリウムまたはカリウムを含有する電解
質とすることより、ナトリウムイオンまたはカリウムイ
オンの拡散によってイオン濃度を均一にするように作用
し、陽極，陰極間に電流が流れやすくなり、短時間に効
率的に還元力の強いアルカリ水が得られる。実験によれ
ば５００ccの水を１Ａで１５分間電解することでpH１２
のアルカリ水が得られた。この還元力の強いアルカリ水
は油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水分解
作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面の汚
れを落とす洗浄力が高く、手など皮膚についても安全な
洗浄水として利用できる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質を食塩としたことにより、一般の人が入手しや
すく家庭でもオフィスでも使用しやすくできる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質をアミノ酸塩としたことにより、液体中に存在
する塩素イオンを極端に少なくすることができると同時
に、人体にとって安全性の高い物質を用いているので、
安全性を維持できるとともに、電気分解の際に陽極側で
発生する塩素ガスの量が少ないので、電気分解の際に陽
極側で発生する塩素ガスの抑制が可能となる。これと同
時に、隔膜を有し、陽極室に電解質を添加するので、陰
極側で生成された電解水が陽極側で生成された電解水と
混合されないので、陰極側への有機物の混入を抑制する
ことで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残らなくな
るので、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感を軽減
することができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質をグルタミン酸塩としたことにより、液体中に
存在する塩素イオンが極端に少なくなり、陽極側で生成
される生成物も安全性が高いので、安全性を維持できる
と同時に電気分解で、電気分解の際に陽極側で発生する
塩素ガスの量が少ないので、効率的な塩素ガス除去が可
能となる。同時に、隔膜を有し、陽極室に電解質を添加
するので、陰極側で生成された電解水が陽極側で生成さ
れた電解水と混合されないので、陰極側への有機物の混
入を抑制することで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶
が残らなくなるので、二度拭きの手間を省き、使用中の
不快感を軽減することができる。またグルタミン酸塩は
調味料としてグルタミン酸ソーダが市販されており、一
般の人が入手しやすく家庭でもオフィスでも使用しやす
くできる。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質をビタミン塩としたことにより、液体中に存在
する塩素イオンが極端に少なくなり、人体に有益な物質
であるので、陽極側で生成した電解液が皮膚に付着して
も安全かつ皮膚の状態を良好にできると同時に、陽極側
では発生する塩素ガスの量が少ないので、効率的な塩素
ガス除去が可能となる。これと同時に、隔膜を有し、陽
極室に電解質を添加するので、陰極側で生成された電解
水が陽極側で生成された電解水と混合されないので、陰
極側への有機物の混入を抑制することで、腐敗を抑制
と、使用した後に結晶が残らなくなるので、二度拭きの
手間を省き、使用中の不快感を軽減することができる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質をアスコルビン酸塩としたことにより、液体中
に存在する塩素イオンが極端に少なくなり電気分解の際
に陽極側では発生する塩素ガスの量が少くなると同時
に、もともと液体中に塩素イオンが入っており、塩素ガ
スが発生しても塩素ガスを除去可能なので、雰囲気中の
塩素ガス濃度を低いレベルで維持できるので、快適に電
気分解を行うことができる。これと同時に、隔膜を有
し、陽極室に電解質を添加するので、陰極側で生成され
た電解水が陽極側で生成された電解水と混合されないの
で、陰極側への有機物の混入を抑制することで、腐敗を
抑制と、使用した後に結晶が残らなくなるので、二度拭
きの手間を省き、使用中の不快感を軽減することができ
る。

【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の電解質を有機酸塩としたことにより、液体中に存在す
る塩素イオンが極端に少なくなりで、電気分解の際に陽
極側では発生する塩素ガスの量が少ないので、効率的な
塩素ガス除去が可能となるので、電気分解を行っている
雰囲気中の塩素ガス濃度を低いレベルで維持できるの
で、快適に電気分解を行うことができる。さらに、有機
酸はカルボン酸を有する弱電解質なので、食塩を電解質
に用いた場合に比べてpHが低くならない。これと同時
に、隔膜を有し、陽極室に電解質を添加するので、陰極
側で生成された電解水が陽極側で生成された電解水と混
合されないので、陰極側への有機物の混入を抑制するこ
とで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残らなくなる
ので、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感を軽減す
ることができる。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、請求項１に記
載の電解質を核酸塩としたことにより、液体中に存在す
る塩素イオンが極端に少なくなりで、電気分解の際に陽
極側では発生する塩素ガスの量が少ないので、効率的な
塩素ガス除去が可能となるので、電気分解を行っている
雰囲気中の塩素ガス濃度を低いレベルで維持できるの
で、快適に電気分解を行うことができる。そして、この
電解質を含む液が微生物により分解されても、生成され
る物質はほとんどがアミノ酸なので、安全性が高い。こ
れと同時に、隔膜を有し、陽極室に電解質を添加するの
で、陰極側で生成された電解水が陽極側で生成された電
解水と混合されないので、陰極側への有機物の混入を抑
制することで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残ら
なくなるので、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感
を軽減することができる。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１
０のいずれか１項に記載の制御手段は、陰極室に生成さ
れる電解水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水になる
状態で陽極と陰極との間への通電を停止するとともに前
記電解水を電解槽から自動的に取り出す取出し手段を有
する構成としたことにより、pH１１．５〜１２．５の電
解水ができ上がったことが使用者にわかりやすい。さら
に、pH１１．５〜１２．５の電解水ができ上がって直ち
に取出すことができるため、例えばできてしばらくその
まま電解槽の中に放置され、隔膜を介しての酸性水とア
ルカリ水の浸透混入が防止でき、pH値の劣化が防止でき
る。すなわち隔膜を通して不要なイオン移行等によって
電解水が変質したり、せっかくの高い洗浄力が劣化した
りすることを防止することができる。したがって、pH１
１．５〜１２．５の高い洗浄力を維持したまま電解水を
使用することができる。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の制御手段は、陰極室に生成される電解水がpH１
１．５〜１２．５のアルカリ性水になる状態で陽極と陰
極との間への通電を停止し、取出し手段で前記電解水を
電解槽から電解水容器に自動的に取り出した後、前記陰
極室に残したアルカリ水と前記陽極室の酸性水のpHを、
前記陽極と陰極に逆電位を印加することにより中性に近
づける逆電手段を有する構成としたことにより、酸性水
からの塩素ガス等の有害ガス発生を抑制でき、有害ガス
の外部への放散を防止することができる。さらに、pH１
１．５〜１２．５のアルカリ性水が故に陰極にスケール
が生成付着しやすくなるが、そのスケール付着を軽減抑
制することができる。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の取出し手段は、陰極室に生成されたpH１１．５〜
１２．５の電解水を陰極室の陰極の上端より上部の水位
位置まで取出す構成としたことにより、陽極および陰極
に逆電位を印加する際に電極の対向面積を有効に使える
だけでなく、電極面に発生するガスの上昇に伴なう水流
が形成されるので電解の効率を上げることができる。さ
らに陽極および陰極へ通電したとき、陽極および陰極の
一部が空中に露出して部分的に電流密度が高くなって電
極寿命を損なうことを防止できる。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、請求項１３に
記載の陰極室は、陰極上端の略上方位置から上部の水平
断面積を陰極上端部の水平断面積より大きくなるように
構成したことにより、陰極室の陰極の上端より上部の水
位位置までpH１１．５〜１２．５の電解水を取出すと
き、いつも同じ水位位置まで取出しやすくすることがで
きる。

【００２２】請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１
４のいずれか１項に記載の陽極室で生成された酸性水
を、陰極室で生成したアルカリ水と混合中和して排水す
るための混合中和手段を有したことにより、水道水質基
準のpHレベルになるように混合中和することができ、安
心して排水することができる。

【００２３】請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１
５のいずれか１項に記載の陰極室は、陽極室より大きい
内容積としたことにより、洗浄水として使用するpH１
１．５〜１２．５の電解水を多く採取することができ
る。また、陰極室のアルカリ水の残水と陽極室の酸性水
とを混合中和して排水する場合に、排水容量を少なくす
ることができる。

【００２４】請求項１７に記載の発明は、請求項１５に
記載の制御手段が、陽極室の酸性水の容量より陰極室に
残すアルカリ水の容量の方が多くなる構成としたことに
より、陰極室のアルカリ水の残水と陽極室の酸性水とを
混合中和して排水する場合に、水道水質基準であるpH
５．８以上になるように混合中和することができ、安心
して排水することができる。

【００２５】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００２６】図１は本発明の実施例における電解水生成
装置の構成図を示す。図２は本発明の実施例における制
御動作のタイムチャートを示す。

【００２７】この実施例は電解水としてアルカリ水を採
取し、洗浄水として用いた場合を示す。同図において、
２０は上端の電解槽蓋２０Ａにより密閉可能な電解槽で
あり、隔膜２１によって陽極室２２と陰極室２３が形成
されており、各々陽極２４および陰極２５が隔膜２１を
介して対向配置されている。電解槽の下方には陽極水出
口２６と陰極水出口２７が設けられ、陰極室２３の中水
位部２３Ａには電解した陰極水を取り出す取出口２７Ｂ
が設けられている。

【００２８】電解槽２０の上方には陽極室２２から発生
する有害ガスである塩素ガスを溶解処理する液体保持手
段２８が備えられており、この液体保持手段２８は微細
空隙を有する保液体２９に液体を浸透させて保持させて
いる。ここでの液体とは、電解槽２０に供給する被電解
水である水道水や地下水であり以降、原水と記す。

【００２９】電解槽２０から発生するガスは保液体２９
を通過して排気口３０から排気する。

【００３０】この間に酸素や水素ガスなど原水に溶解し
にくいガスは排気口３０から排出され、塩素ガスは保液
体２９に含まれる原水に接触し溶解する。保液体２９の
上面に原水を溜める凹状の溜まり部３１と、底部には保
液体２９の底が原水に浸ることができる液溜まり部３２
を設けている。

【００３１】保液体２９は、耐塩素ガス素材であるポリ
エチレンを連続発泡の多孔体に成型したスポンジで構成
している。

【００３２】３３は着脱自在のキャップ３４および電解
質床３５を有する電解質タンクであり、ここでは電解質
として食塩が充填されている。電解質タンク３３には陽
極室２２に設けられた給水口３６からパルスポンプにて
なる給液手段３７によって電解槽２０に入れられた原水
が導入路３８を経て電解質タンク３３の上方に送られ
る。導入された原水は食塩と混合して飽和食塩水とな
り、電解質床３５および給液路３９を通じて電解質供給
口４０から電解質溶液が陽極室２２供給される構成とな
っている。

【００３３】ここで、給液路３９の電解質供給口４０近
傍には陽極室２２の原水の侵入を阻止する方向に逆止弁
４１が設けられており、また電解質供給口４０は電解質
タンク３３の液面よりも上方位置に設けられている。

【００３４】陰極水取出口２７Ｂの下流には取り出し手
段４２が設けられており、駆動することで吐出路４３を
通じて陰極水が吐出口４４から電解水容器４５に取水さ
れる。また陰極水出口２７Ａと陽極水出口２６の下流に
は排水路４６を通じて陽極水と陰極水の混合された水を
排出する排水弁４７が設けられている。

【００３５】４８は操作パネル４９と制御回路５０と逆
電手段５１と直流電源５２から成る制御手段であり、陰
極室２３で生成された電解水がpH１１．５〜１２．５の
アルカリ水になる状態で陽極２４と陰極２５との間への
通電を停止するよう構成されている。また、電解水容器
４５の存在を検知する容器検知手段５３の信号が制御回
路５０に入力され、容器検知手段５３によって容器が吐
出口４４の対向位置に存在する時のみ電解動作を行うよ
うに構成されている。また、制御手段４８は、電解槽２
０に所定量の原水（被電解水）を入れ、所定電解質濃度
になるようにパルスポンプ３７で飽和食塩水を陽極室２
２に供給した後、所定電流を陽極２４と陰極２５との間
に流すように所定時間通電することによって、陰極室２
３で生成される電解水をpH１１．５〜１２．５のアルカ
リ水にすべく、前記所定時間通電後に自動的にその通電
を停止する構成である。また、制御手段４８は、pH１
１．５〜１２．５のアルカリ水が生成される前記所定通
電時間後に自動的に陽極２４と陰極２５への通電を停止
した後、自動的に取り出し手段４２であるポンプを運転
し、pH１１．５〜１２．５のアルカリ水を陰極室２３か
ら電解水容器４５に自動搬送して停止し、表示ランプや
チャイムなどの生成報知手段（図示せず）で報知する構
成である。

【００３６】上記構成において次に動作、作用について
説明する。

【００３７】電解前に電解槽２０の電解槽蓋２０Ａを開
け、所定水位まで原水を入れる。この時、保液体２９に
原水を注ぐことにり、保液体２９に原水が浸透しながら
電解槽２０内に流れ込む。そして、所定水位に達し原水
の供給を止めても、保液体２９は上面の溜り部３１に溜
まった原水が徐々に保液体２９の内部に浸透してゆく。
また、保液体２９から染み出してくる原水は、液溜り部
３２に溜り、保液体２９を原水に浸す状態になるため、
保液体２９は常に原水を保持できる。

【００３８】次に、電解槽蓋２０Ａを閉めて、操作パネ
ル４９の電源スイッチ（図示せず）を投入し、電解スイ
ッチを投入することで電解動作が開始される。なお、こ
の時電解水容器４５が所定位置にセットされていれば操
作パネル４９の容器セット報知手段（図示せず）が点灯
し、電解動作が開始される。電解水容器４５が吐出口４
４に対向する位置に載置されていない場合は容器検知手
段５３によって検出され、電解動作に移行しない。これ
により誤って容器外に電解水を吐出することがなくな
る。

【００３９】電解動作について図２に基づいて説明す
る。電解スイッチが投入されると、まずパルスポンプ３
７が所定時間ｔｐだけ駆動され、陽極室２２の原水が導
入路３８を経て電解質タンク３３に送られる。電解質タ
ンク３３は水密状態に構成されており、原水が導入され
ることにより飽和状態の食塩水が電解質床３５、給液路
３９、逆止弁４１を経て電解質供給口４０から陽極室２
２内に所定量供給され、所定濃度の食塩希釈水となる。

【００４０】次いで制御回路５０が動作して陽極２４と
陰極２５間に電圧が印加されて電気分解が始まる。この
時直流電源５２は定電流を供給し一定の電解水を生成で
きるようにしている。また逆電手段５１は通常の極性で
電解運転されるように陽極２４にはプラス極、陰極２５
にはマイナス極になるよう設定されている。

【００４１】そしてこの極性ので所定時間ｔｅだけ電気
分解される。電解時の陽極室２２では化式１に示した反
応が生じて酸性水が生成される。

【００４２】 （化式１） ２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂↑＋２ｅ^- Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ ２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂↑＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- 一方、陰極室２３では化式２に示した反応が生じて水酸
基ＯＨ^-を中和するためＮａ⁺が隔膜２１を通過して移動
し、アルカリ水が生成される。

【００４３】 （化式２） ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂↑＋２ＯＨ^- Ｎａ⁺＋ｅ^-→Ｎａ ２Ｎａ＋２Ｈ₂Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ₂↑ ここで、陽極室２２のみに食塩溶液が供給されるので短
時間にpH１１．５〜１２．５の還元力の強いアルカリ水
が得られる。すなわち、陽極２４と陰極２５間に電圧が
印可されると被電解水に含まれるイオンは電気吸引力に
より陽／陰極２４、２５と逆極性のイオンが隔膜２１を
通過して移動することとなる。したがって陽極室２２に
導入された食塩に含まれるＮａイオンは隔膜２１を経て
陰極室２３へと即座に移動する。この電気吸引力以外に
も例えば拡散理論にしたがえば、Ｎａイオンが拡散によ
ってイオン濃度を均一にするように作用する。この結
果、陽／陰極２４、２５間に流れる電流が増加し、短時
間に還元力の強いアルカリ水が得られる。実験によれば
５００ccの水を１アンペアで１５分間電解することでpH
１２のアルカリ水が得られた。この還元力の強いアルカ
リ水は油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水
分解作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面
の洗浄水として利用できる。

【００４４】また陽極室２２のみに食塩溶液が供給され
ることで陰極室２３には塩素イオンＣｌ^-濃度の低いア
ルカリ水が生成される。Ｃｌ^-は洗浄力を阻害する因子
となるため、陽極室２２のみに食塩溶液が供給すること
で洗浄力の高いアルカリ水を生成できる。

【００４５】陰極室２３に生成されたアルカリ水は、所
定時間ｔｅ電解された後、直ちに吐水手段４２が予め設
定された時間ｔｏ駆動されて、陰極水取出口２７Ｂを経
て吐出路４３を通じて吐出口４４から電解水容器４５に
注入される。そして中水位部２３Ａから上部のアルカリ
水が取り出される。これにより電解隔膜を介しての酸性
水とアルカリ水の浸透混入が防止でき、pH値の劣化が防
止できるとともに、容器が存在しない場合での誤吐出を
防止できる。なお、電解水容器４５には噴霧機構（図示
せず）を設けて被洗浄面に直接スプレー噴霧して使用す
ることもできる。

【００４６】次いで制御回路５０が逆電手段５１を動作
させて陽極２４と陰極２５間に逆極性、つまり陽極２４
側をマイナス極、陰極２５側をプラス極とする逆電位を
印加して電解する。この逆電流で所定時間ｔｒ印可され
る。

【００４７】この時陰極室２３の中水位部２３Ａまでの
残水と陽極室２２の陽極水とで逆極性の電気分解が行わ
れ、陽極水のpHが上がり、陰極水のpHが下がる。すなわ
ち両者ともに中性に近づくことになる。

【００４８】これにより前回の電解によって陰極２５の
表面に析出したスケール成分が酸化還元されて洗浄され
る。すなわち、原水には各種のイオンが含まれており、
特にカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イ
オンは陰極室２３の水酸基と反応して水酸化カルシウム
や水酸化マグネシウムとなり、溶解限界を越えると陰極
２５や隔膜２１の表面に析出し、電解電流の妨害因子と
なるが、電解前に逆電洗浄を所定時間行うことで良好に
洗浄されてスケール成分が分解され、電極の長寿命化が
実現できる。

【００４９】上記のように本実施例の電解水生成装置
は、陽極２４と陰極２５との間にイオン透過性の隔膜２
１が配置され、この隔膜２１によって陽極室２２と陰極
室２３とが形成された電解槽２０と、電解質タンク３３
と、前記電解質タンク３３の電 解質溶液を所定量、前記
陽極室２２に電解ごとに供給する給液手段３７と、前記
陽極室２２及び前記陰極室２３に被電解水を入れるとと
もに前記給液手段３７を所定時間だけ駆動して、被電解
水を前記電解質タンク３３に送ることにより、前記電解
質タンク３３内の電解質溶液を前記陽極室２２内に所定
量供給し、次いで電解を開始し、前記陰極室２３に生成
される電解水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水にな
る状態で前記陽極２４と陰極２５との間への通電を停止
する制御手段４８を備えた構成なので、被電解水を電解
したとき、陽極室２２に入れた電解質３３Ａがイオン化
しイオン透過性の隔膜２１を介して陰極室２３に移行
し、前記陰極室２３にpH１１．５〜１２．５のアルカリ
性の電解水が生成され制御手段４８が前記陽極２４と陰
極２５との間への通電を停止する。このようにして生成
されたpH１１．５〜１２．５の電解水は、洗浄力に優れ
安全な電解水である。

【００５０】なお図３に、本実施例の電解水生成装置で
生成した電解水の洗浄力評価試験を行った結果を示す。
この洗浄力評価試験によると電解水のpHが１１．５以上
の場合において洗浄力ありと実感できる結果で、pH１
１．２では不満足な結果となった。ちなみにこの洗浄力
評価試験方法は、市販のタイルに油分を含む標準汚れを
付着したテストピースに、電解水を所定量噴霧し、所定
時間後にふき取り紙の上に所定荷重を載せてスライドさ
せてふき取った後、新品のタイルとふき取り後のタイル
との差を色差計で所定ポイント測定して、定量評価する
方法で洗浄率として定量化するようにしたものである。

【００５１】また（表１）に、本実施例の電解水生成装
置で生成した電解水の各安全性項目の確認試験を公的試
験機関にて行った結果を示す。

【００５２】

【表１】 この安全性評価試験は、ウサギ・ラット・マウスを使っ
た試験で、○印は変化が認められなかったことを示し、
△印は軽微な刺激が認められたことを示す。なお、−印
の欄は試験を実施していない。この安全性評価試験結果
によると、pH１２．５の電解水は試験による変化が認め
られなかった。眼粘膜刺激性試験に関しては、pH１２．
８の電解水をウサギの眼に点眼し、角膜・虹彩および結
膜の変化を確認するという試験方法で軽微な変化ありと
いう判定結果の報告を受けた。

【００５３】上記の洗浄力評価試験および安全性評価試
験の結果から、pH１１．５〜１２．５のアルカリ性の電
解水については、洗浄力が優れ安全であるという結果を
確認できたが、pH１１．５未満の電解水は洗浄力に優れ
ているとは言い難く、pH１２．５を越えるの電解水は安
全であるとは言い難い。

【００５４】また、陽極２４と陰極２５との間にイオン
透過性の隔膜２１が配置され、この隔膜２１によって陽
極室２２と陰極室２３とが形成された電解槽２０と、電
解質タンク３３と、前記電解質タンク３３の電解質溶液
を所定量、前記陽極室２２に電解ごとに供給する給液手
段３７と、前記陽極室２２及び前記陰極室２３に被電解
水を入れるとともに前記給液手段３７を所定時間だけ駆
動して、被電解水を前記電解質タンク３３に送ることに
より、前記電解質タンク３３内の電解質溶液を前記陽極
室２２内に所定量供給し、次いで電解を開始し、前記陰
極室２３に生成される電解水がpH１１．５〜１２．５の
アルカリ水になる状態で前記陽極２４と陰極２５との間
への通電を停止する制御手段４８を備えた構成により、
被電解水を電解したとき、陽極室２２に入れた電解質３
３Ａがイオン化しイオン透過性の隔膜２１を介して陰極
室２３に移行し、前記陰極室２３にpH１１．５〜１２．
５のアルカリ性の電解水が生成され制御手段４８が前記
陽極２４と陰極２５との間への通電を停止し、洗浄力に
優れ安全なpH１１．５〜１２．５の電解水を生成するこ
とができる。

【００５５】ちなみに本実施例の電解水生成装置では、
５００ccの水を１アンペアで１５分間電解することでpH
１２のアルカリ水が得られることから、制御手段４８は
陽極２４と陰極２５との間への通電を開始してから１５
分後に、自動的に陽極２４と陰極２５との間への通電を
停止するようにしている。

【００５６】またこのように、制御手段４８は、少なく
とも陽極２４と陰極２５との間への通電開始から通電停
止までの通電時間で電解水がpH１１．５〜１２．５のア
ルカリ水になったと判定制御することにより、特にpHセ
ンサを備える必要がないため、構成が簡単安価でpHセン
サの特性変化に影響されたり、pHセンサのメンテナンス
等わずらわしいこともなく、長期にわたって安定して使
用できる。

【００５７】また電解質３３Ａを、ナトリウムまたはカ
リウムを含有する電解質とすることより、ナトリウムイ
オンまたはカリウムイオンの拡散によってイオン濃度を
均一にするように作用し、陽極２４，陰極２５間に電流
が流れやすくなり、短時間に効率的に還元力の強いアル
カリ水が得られる。実験によれば５００ccの水を１アン
ペアで１５分間電解することでpH１２のアルカリ水が得
られた。この還元力の強いアルカリ水は油脂の鹸化や乳
化作用および蛋白質に対する加水分解作用を有し、家具
や住宅建材、電気製品などの表面の汚れを落とす洗浄力
が高く、手など皮膚についても安全な洗浄水として利用
できる。特に電解質３３Ａを食塩とすることにより、一
般の人が入手しやすく家庭でもオフィスでも使用しやす
くできる。

【００５８】また、電解質３３Ａにアミノ酸塩を用いた
場合、液体中に存在する塩素イオンを極端に少なくする
ことができると同時に、人体にとって安全性の高い物質
を用いているので、安全性を維持できるとともに、電気
分解の際に陽極２４側で発生する塩素ガスの量が少ない
ので、電気分解の際に陽極２４側で発生する塩素ガスの
抑制が可能となる。これと同時に、隔膜２１を有し、陽
極室２２に電解質３３Ａを添加するので、陰極２５側で
生成された電解水が陽極２４側で生成された電解水と混
合されないので、陰極２５側への有機物の混入を抑制す
ることで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残らなく
なるので、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感を軽
減することができる。

【００５９】また、電解質３３Ａにグルタミン酸塩を用
いた場合、液体中に存在する塩素イオンが極端に少なく
なり、陽極２４側で生成される生成物も安全性が高いの
で、安全性を維持できると同時に電気分解で、電気分解
の際に陽極側で発生する塩素ガスの量が少ないので、効
率的な塩素ガス除去が可能となる。同時に、隔膜２１を
有し、陽極室２２に電解質３３Ａを添加するので、陰極
２５側で生成された電解水が陽極２４側で生成された電
解水と混合されないので、陰極２５側への有機物の混入
を抑制することで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が
残らなくなるので、二度拭きの手間を省き、使用中の不
快感を軽減することができる。またグルタミン酸塩は調
味料としてグルタミン酸ソーダが市販されており、一般
の人が入手しやすく家庭でもオフィスでも使用しやすく
できる。

【００６０】また、電解質３３Ａにビタミン塩を用いた
場合、液体中に存在する塩素イオンが極端に少なくな
り、人体に有益な物質であるので、陽極２４側で生成し
た電解液が皮膚に付着しても安全かつ皮膚の状態を良好
にできると同時に、陽極２４側では発生する塩素ガスの
量が少ないので、効率的な塩素ガス除去が可能となる。
これと同時に、隔膜２１を有し、陽極室２２に電解質３
３Ａを添加するので、陰極２５側で生成された電解水が
陽極２４側で生成された電解水と混合されないので、陰
極２５側への有機物の混入を抑制することで、腐敗を抑
制と、使用した後に結晶が残らなくなるので、二度拭き
の手間を省き、使用中の不快感を軽減することができ
る。

【００６１】また、電解質３３Ａにアスコルビン酸塩を
用いた場合、液体中に存在する塩素イオンが極端に少な
くなり電気分解の際に陽極２４側では発生する塩素ガス
の量が少くなると同時に、もともと液体中に塩素イオン
が入っており、塩素ガスが発生しても塩素ガスを除去可
能なので、雰囲気中の塩素ガス濃度を低いレベルで維持
できるので、快適に電気分解を行うことができる。これ
と同時に、隔膜２１を有し、陽極室２２に電解質３３Ａ
を添加するので、陰極２５側で生成された電解水が陽極
２４側で生成された電解水と混合されないので、陰極２
５側への有機物の混入を抑制することで、腐敗を抑制
と、使用した後に結晶が残らなくなるので、二度拭きの
手間を省き、使用中の不快感を軽減することができる。

【００６２】また、電解質３３Ａに有機酸塩を用いれ
ば、液体中に存在する塩素イオンが極端に少なくなり
で、電気分解の際に陽極２４側では発生する塩素ガスの
量が少ないので、効率的な塩素ガス除去が可能となるの
で、電気分解を行っている雰囲気中の塩素ガス濃度を低
いレベルで維持できるので、快適に電気分解を行うこと
ができる。さらに、有機酸はカルボン酸を有する弱電解
質なので、食塩を電解質に用いた場合に比べてpHが低く
ならない。これと同時に、隔膜２１を有し、陽極室２２
に電解質３３Ａを添加するので、陰極２５側で生成され
た電解水が陽極２４側で生成された電解水と混合されな
いので、陰極２５側への有機物の混入を抑制すること
で、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残らなくなるの
で、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感を軽減する
ことができる。

【００６３】また、電解質３３Ａに核酸塩を用いれば、
液体中に存在する塩素イオンが極端に少なくなりで、電
気分解の際に陽極２４側では発生する塩素ガスの量が少
ないので、効率的な塩素ガス除去が可能となるので、電
気分解を行っている雰囲気中の塩素ガス濃度を低いレベ
ルで維持できるので、快適に電気分解を行うことができ
る。そして、この電解質３３Ａを含む液が微生物により
分解されても、生成される物質はほとんどがアミノ酸な
ので、安全性が高い。これと同時に、隔膜２１を有し、
陽極室２２に電解質３３Ａを添加するので、陰極２５側
で生成された電解水が陽極側で生成された電解水と混合
されないので、陰極２５側への有機物の混入を抑制する
ことで、腐敗を抑制と、使用した後に結晶が残らなくな
るので、二度拭きの手間を省き、使用中の不快感を軽減
することができる。

【００６４】また制御手段４８は、陰極室２３に生成さ
れる電解水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水になる
状態で陽極２４と陰極２５との間への通電を停止すると
ともに前記電解水を電解槽２０から自動的に取り出す取
出し手段４２を有する構成としたことにより、pH１１．
５〜１２．５の電解水ができ上がったことが使用者にわ
かりやすい。さらに、pH１１．５〜１２．５の電解水が
でき上がって直ちに取出すことができるため、例えばで
きてしばらくそのまま電解槽２０の中に放置され、隔膜
２１を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入が防止で
き、pH値の劣化が防止できる。すなわち隔膜２１を通し
て不要なイオン移行等によって電解水が変質したり、せ
っかくの高い洗浄力が劣化したりすることを防止するこ
とができる。したがって、pH１１．５〜１２．５の高い
洗浄力を維持したまま電解水を使用することができる。

【００６５】ちなみに本実施例の電解水生成装置では、
５００ccの水を１アンペアで１５分間電解することでpH
１２のアルカリ水が得られることから、制御手段４８は
陽極２４と陰極２５との間への通電を開始してから１５
分後に、自動的に陽極２４と陰極２５との間への通電を
停止した後、取出し手段であるポンプ４２を駆動して陰
極室２３の中水位部２３Ａから上のアルカリ水を取出口
２７Ｂおよびと吐出路４３を通じて電解水容器４５に自
動的に搬送するようにしてある。

【００６６】また制御手段４８は、陰極室２３に生成さ
れる電解水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ性水にな
る状態で陽極２４と陰極２５との間への通電を停止し取
出し手段４２で前記電解水を電解槽２０から電解水容器
４５に自動的に取り出した後、前記陰極室２３に残した
アルカリ水と前記陽極室２２の酸性水のpHを、前記陽極
２４と陰極２５に逆電位を印加することにより中性に近
づける逆電手段５１を有する構成としたことにより、酸
性水からの塩素ガス等の有害ガス発生を抑制でき、有害
ガスの外部への放散を防止することができる。さらに、
pH１１．５〜１２．５のアルカリ性水が故に陰極２５に
スケールが生成付着しやすくなるが、そのスケール付着
を軽減抑制することができる。

【００６７】また取出し手段４２は、陰極室２３に生成
されたpH１１．５〜１２．５の電解水を陰極室２３の陰
極２５の上端より上部の水位位置すなわち陰極室２３の
中水位部２３Ａまで取出す構成としたことにより、陽極
２４および陰極２５に逆電位を印加する際に電極の対向
面積を有効に使えるだけでなく、電極面に発生するガス
の上昇に伴なう水流が形成されるので電解の効率を上げ
ることができる。さらに陽極２４および陰極２５へ通電
したとき、陽極２４および陰極２５の一部が空中に露出
して部分的に電流密度が高くなって電極寿命を損なうこ
とを防止できる。

【００６８】また陰極室２３は、陰極２５上端の略上方
位置すなわち陰極室２３の中水位部２３Ａから上部の水
平断面積を、陰極２５上端部の水平断面積より大きくな
るように構成したことにより、陰極室２３の陰極２５の
上端より上部の水位位置すなわち陰極室２３の中水位部
２３ＡまでpH１１．５〜１２．５の電解水を取出すと
き、いつも同じ水位位置まで取出しやすくすることがで
きる。上記構成によれば図１の電解水生成装置で、陰極
室２３で生成されたpH１１．５〜１２．５の電解水を取
出すとき、制御手段４８が取出し手段４２のポンプを駆
動する時間が多少長すぎた場合においても、陰極室２３
の中水位部２３Ａから下方の電解水は搬送されず、必ず
中水位部２３Ａの一定した位置まで取出され、残量を一
定にすることができる。

【００６９】また陽極室２２で生成された酸性水を、陰
極室２３で生成したアルカリ水と混合中和して排水する
ための混合中和手段である排水弁４７を有したことによ
り、水道水質基準のpHレベル範囲内になるように混合中
和することができ、安心して排水することができる。

【００７０】また、陰極室２３は、陽極室２２より大き
い内容積としたことにより、洗浄水また、陰極室２３の
内容積が陽極室２２の内容積より大きいということは、
裏返せば陽極室２２は内容積が小さいことであり、陰極
室２３のアルカリ残水すなわち陰極室２３の中水位部２
３Ａより下方のアルカリ水と陽極室２２の酸性水とを混
合中和して排水する場合に、排水の容量を少なくするこ
とができる。

【００７１】また制御手段４８は、陽極室２２の酸性水
の容量より陰極室２３に残すアルカリ水の容量の方が多
くなる構成としたことにより、陰極室２３のアルカリ水
の残水と陽極室２２の酸性水とを混合中和して排水する
場合に、水道水質基準であるpH５．８以上になるように
混合中和することができ、安心して排水することができ
る。なお図１では作図の都合で、陰極室２３の中水位部
２３Ａより下方のアルカリ水の容量より陽極室２２の酸
性水の方が多いように描いてあるが、実際の陽極室２２
は図１の半分以下の容積である。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜１７の電解水
生成装置によれば、簡単で小型な構成で家庭やオフィス
などに簡単に設置して使用でき、洗浄力の優れた安全な
電解水、およびその電解水生成装置を提供するできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電解水生成装置の構成
図

【図２】同実施例における制御動作のタイムチャート

【図３】同実施例における電解水のpHと洗浄力の関係図

【図４】従来の電解水生成装置の構成図

【図５】従来の電解水生成装置の概観図

【符号の説明】

２０ 電解槽 ２１ 隔膜 ２２ 陽極室 ２３ 陰極室 ２３Ａ 中水位部 ２４ 陽極 ２５ 陰極 ３３ 電解室タンク ３３Ａ 電解質（食塩） ３７ 給液手段（パルスポンプ） ４０ 電解質供給口 ４２ 取出し手段（ポンプ） ４５ 電解水容器 ４７ 混合中和手段（排水弁） ４８ 制御手段 ５１ 逆電手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 祐 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 岡 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 一繁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開2001−70941（ＪＰ，Ａ) 特開2000−166524（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−220572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−261488（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−202984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59288（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−246269（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−197676（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46 C02F 1/68 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極と陰極との間にイオン透過性の隔膜
   が配置され、この隔膜によって陽極室と陰極室とが形成
   された電解槽と、電解質タンクと、前記電解質タンクの
   電解質溶液を所定量、前記陽極室に電解ごとに供給する
   給液手段と、前記陽極室及び前記陰極室に被電解水を入
   れるとともに前記給液手段を所定時間だけ駆動して、被
   電解水を前記電解質タンクに送ることにより、前記電解
   質タンク内の電解質溶液を前記陽極室内に所定量供給
   し、次いで電解を開始し、前記陰極室に生成される電解
   水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水になる状態で前
   記陽極と陰極との間への通電を停止する制御手段を備え
   た電解水生成装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、少なくとも陽極と陰極との
   間への通電開始から通電停止までの通電時間で電解水が
   pH１１．５〜１２．５のアルカリ水になったと判定制御
   する請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 【請求項３】 電解質は、ナトリウムまたはカリウムを
   含有する電解質とした請求項１に記載の電解水生成装
   置。
4. 【請求項４】 電解質は、食塩とした請求項１に記載の
   電解水生成装置。
5. 【請求項５】 電解質は、アミノ酸塩とした請求項１に
   記載の電解水生成装置。
6. 【請求項６】 電解質は、グルタミン酸塩とした請求項
   １に記載の電解水生成装置。
7. 【請求項７】 電解質は、ビタミン塩とした請求項１に
   記載の電解水生成装置。
8. 【請求項８】 電解質は、アスコルビン酸塩とした請求
   項１に記載の電解水生成装置。
9. 【請求項９】 電解質は、有機酸塩とした請求項１に記
   載の電解水生成装置。
10. 【請求項１０】 電解質は、核酸塩とした請求項１に記
    載の電解水生成装置。
11. 【請求項１１】 制御手段は、陰極室に生成される電解
    水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ水になる状態で陽
    極と陰極との間への通電を停止するとともに前記電解水
    を電解槽から自動的に取り出す取出し手段を有する構成
    とした請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電解水生
    成装置。
12. 【請求項１２】 制御手段は、陰極室に生成される電解
    水がpH１１．５〜１２．５のアルカリ性水になる状態で
    陽極と陰極との間への通電を停止し、取出し手段で前記
    電解水を電解槽から電解水容器に自動的に取り出した
    後、前記陰極室に残したアルカリ水と前記陽極室の酸性
    水のpHを、前記陽極と陰極に逆電位を印加することによ
    り中性に近づける逆電手段を有する構成とした請求項１
    １項に記載の電解水生成装置。
13. 【請求項１３】 取出し手段は、陰極室に生成されたpH
    １１．５〜１２．５の電解水を陰極室の陰極の上端より
    上部の水位位置まで取出す構成とした請求項１２に記載
    の電解水生成装置。
14. 【請求項１４】 陰極室は、陰極上端の略上方位置から
    上部の水平断面積を陰極上端部の水平断面積より大きく
    なるように構成した請求項１３に記載の電解水生成装
    置。
15. 【請求項１５】 陽極室で生成された酸性水を、陰極室
    で生成したアルカリ水と混合中和して排水するための混
    合中和手段を有した請求項１〜１４のいずれか１項に記
    載の電解水生成装置。
16. 【請求項１６】 陰極室は、陽極室より大きい内容積と
    した請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電解水生成
    装置。
17. 【請求項１７】 制御手段は、陽極室の酸性水の容量よ
    り陰極室に残すアルカリ水の容量の方が多くなる構成と
    した請求項１５に記載の電解水生成装置。