JP3582850B2

JP3582850B2 - 可逆型電解水生成装置

Info

Publication number: JP3582850B2
Application number: JP13337794A
Authority: JP
Inventors: 信夫阿知波
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JPH07328632A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水または食塩水等の被処理水をその内部に形成した陰極室と陽極室にて電気分解（電解）して酸性水及びアルカリ性水を生成する電解槽を備えた電解水生成装置において、特に電解槽の両電極室にて生成される電解水のｐＨを交互に変換しながら被処理水の電気分解を持続する可逆型電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電解水生成装置として、両電極に印加される直流電圧の極性を切り換えないで長時間使用した場合には電極室と電解水流出用の導管内に沈澱物が堆積するので、これを除去するため両電極に印加する直流電圧の極性を適宜に切り換えて電極室内を洗浄しつつ電気分解を行う可逆型電解水生成装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上記の可逆型電解水生成装置においては、例えばチタン板に白金−イリジウム酸化物を被覆した電極を両極に用いることが多い。このような白金−イリジウム酸化物を被覆した電極は、陽電極としてのみ用いられている場合には耐久性が高くて好適である。しかしながら、可逆型電解水生成装置においては電極への印加電圧の極性が適宜に切り換えられるため、白金−イリジウム酸化物を被覆した電極を陰電極として用いた場合には、酸化イリジウムが金属イリジウムに還元され、次に印加電圧の極性が切り換えられて同陰電極が陽電極として機能するとき、金属イリジウムがイオンになって溶出して同電極の腐食が生じることになるという問題がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の問題を解消するため、電極への印加電圧の極性を変えないで長時間に亘って電気分解を行った場合にも、電解槽内と電解水流出用の導管内に堆積した沈澱物が溶解するようにして、電極の耐久性を高めて長期間安定した電解水生成能力を持続することのできる可逆型電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、イオン透過性の隔膜によってその内部を第１電極室と第２電極室に分割形成した電解槽と、前記第１電極室と第２電極室に被処理水を供給する被処理水供給手段とを備えて、前記第１電極室と第２電極室内にて被処理水をそれぞれ電気分解するようにした電解水生成装置であって、互いに電気的に非接触状態に配設した白金‐イリジウム酸化物をその表面に被覆した陽電極と白金をその表面に被覆した陰電極を前記第１電極室と第２電極室内にそれぞれ設けると共に、前記第１電極室内の陽電極と前記第２電極室内の陰電極の間に直流電圧を印加する第１給電状態と前記第１電極室内の陰電極と前記第２電極室内の陽電極の間に直流電圧を印加する第２給電状態に所定時間毎に切換え制御する給電制御手段を設けたことを特徴とする可逆型電解水生成装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明の可逆型電解水生成装置においては、給電制御手段の制御下にて第１電極室内の陽電極と第２電極室内の陰電極との間に直流電圧が印加される第１給電状態にては、第１電極室内にて酸性水が生成され、第２電極室内にてアルカリ性水が生成される。そして、給電制御手段制御下にて所定時間が経過した時点で第１電極室内の陰電極と第２電極室内の陽電極との間に直流電圧が印加される第２給電状態に切り換えられると、第１電極室内にてアルカリ性水が生成され、第２電極室内にて酸性水が生成される。
【０００７】
これにより、第１給電状態にて第１電解室内にての酸性水の生成により同電解室内に堆積した沈澱物は、第２給電状態にて同電解室内で生成されるアルカリ性水によって溶解除去される。同様に、第２給電状態にて第２電解室内にての酸性水の生成により同電解室内に堆積した沈澱物は、第１給電状態にて同電解室内にて生成されるアルカリ性水によって溶解除去される。
【０００８】
かくして、給電制御手段により所定時間毎に第１電解室と第２電解室への給電状態が第１給電状態と第２給電状態に選択的に切り換えられることによって、第１電解室内と第２電解室内にては酸性水とアルカリ性水の生成が交互に繰り返えされるため、各電解室内に堆積した沈澱物は常に逆性の電解水によって溶解除去され、電解室内の洗浄作業を行う必要がなく、電解水生成装置の保守のための手間がかからない。
【０００９】
また、上記のように第１電極室と第２電極室に付与される印加電圧の極性を交互に切り換えた場合、陽電極として機能する電極は常に白金−イリジウム酸化物を表面に被覆した電極であり、一方陰電極として機能する電極は常に白金を表面に被覆した電極であるため、従来の可逆型電解水生成装置において生じていたような、白金−イリジウム酸化物が陰電極として用いられることに起因する電極の腐食を防ぐことができる。従って、電極の耐久性を高めて長期間安定した電解水生成能力を持続することが可能である。
【００１０】
【実施例】
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１には本発明による可逆型電解水生成装置の一実施例の装置が示されており、この可逆型電解水生成装置は、電解槽本体１１の内部がイオン透過性の隔膜１２によって第１電極室１３と第２電極室１４とに仕切られていて、この第１電極室１３に陽電極１５と陰電極１６が、第２電極室１４に陽電極１７と陰電極１８がそれぞれ電気的に接触しない状態で配設された電解槽１０を備えている。これらの電極１５，１６，１７，１８はラスメタルやパンチングメタルからなる溶液透過性であって、陽電極１５，１７には、チタン基体に白金−イリジウム酸化物（Ｐｔ−ＩｒＯ_２）が焼成被覆された電極が用いられ、一方陰電極１６，１８は、チタン基体に白金が電気メッキ法によって被覆された電極が用いられている。
【００１１】
上記の電解槽本体１１においては、第１電極室１３内の陽電極１５と第２電極室１４内の陰電極１８がスイッチ SW1 と SW ３を介して直流電源２０に接続され、第１電極室１３内の陰電極１６と第２電極室１４内の陽電極１７がスイッチ SW4 と SW2 を介して直流電源２０に接続されていて、両電極室１３，１４に供給された被処理水が陽電極１５（あるいは１７）と陰電極１８（あるいは１６）との間で電気分解されて、陽電極１５，１７にて酸性水が、陰電極１８，１６にてアルカリ性水が生成されるように構成されている。
【００１２】
電解槽１０内に形成した第１電極室１３と第２電極室１４には、電気分解を行うための被処理水（塩濃度０．０５〜０．１４％の希塩水）を被処理水供給源（図示しない。）からポンプＰを用いて導入する被処理水導入管２５が導入管２５ａと導入管２５ｂに分岐して接続されている。また、第１電極室１３と第２電極室１４には電気分解によって生成した酸性水あるいはアルカリ性水を導出する電解水導出管２６，２７が接続されている。
【００１３】
なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４、ポンプＰ及びタイマー２１は、マイクロコンピュータにより構成される電気制御装置２２に接続され、タイマー２１による計時に基づいて電気制御装置２２がスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を連動して制御するようになっている。
【００１４】
次に図１に示した構成の可逆型電解水生成装置における電解水の生成状態を説明する。
この可逆型電解イオン水生成装置の作動を開始すると、まず電気制御装置２２はポンプＰを駆動させて被処理水を両電極室１３，１４に供給し、両電極室１３，１４を被処理水で満たす。これと同時にタイマー２１の計時を開始し、ＳＷ１とＳＷ３をオンにするとともにＳＷ２とＳＷ４をオフにして、陽電極１５と陰電極１８とを直流電源２０に接続し、両電極１５，１８の間に直流電圧を印加させる（本発明の第１給電状態に相当する。）。これによって陽電極１５にて酸性水が生成されて第１電極室１３が酸性水で満たされ、電解水導出管２６から酸性水が導出される。一方、陰電極１８にてアルカリ性水が生成されて第２電極室１４がアルカリ性水で満たされ、電解水導出管２７からアルカリ性水が導出される。
【００１５】
タイマー２１が所定時間を計測すると、電気制御装置２２がＳＷ１とＳＷ３をオフにするとともにＳＷ２とＳＷ４をオンにして、陽電極１７と陰電極１６とを直流電源２０に接続し、両電極１７，１６の間に直流電圧を印加させる（本発明の第２給電状態に相当する。）。これによって陽電極１７にて酸性水が生成されて、今度は第２電極室１４が酸性水で満たされ、電解水導出管２７から酸性水が導出される。一方、陰電極１６にてアルカリ性水が生成されて第１電極室１３がアルカリ性水で満たされ、電解水導出管２６からアルカリ性水が導出される。
【００１６】
これにより、第１給電状態にて第１電解室１３内で酸性水が生成されていたとき電解室１３内と電解水導出管２６内に堆積した沈澱物は、第２給電状態にて同電解室１３内で生成されるアルカリ性水によって溶解除去される。同様に、第１給電状態にて第２電解室１４内でアルカリ性水が生成されていたときに堆積した沈澱物も、第２給電状態にて同電解室１４内にて生成される酸性水によって溶解除去される。
【００１７】
このようにして、タイマー２１が所定時間を計時する毎に制御装置２２が４個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を連動して切り換えて、第１給電状態と第２給電状態を選択的に切り換えることによって、第１電解室１３内と第２電解室１４内にて酸性水とアルカリ性水の生成が順次繰り返されるため、電解室１３，１４内と電解水導出管２６，２７内に堆積した沈澱物は常に逆性の電解水によって溶解除去され、電解室１３，１４内などの洗浄作業を行う必要がなく、電解水生成装置の保守のための手間がかからない。
【００１８】
上記のように印加電圧を交互に切り換えることによって両電解室１３，１４内で生成される電解水のｐＨを変換する可逆型電解水生成装置においては、陽電極１５，１７は常にチタン基体に白金−イリジウム酸化物（Ｐｔ−ＩｒＯ₂）が焼成被覆された電極であり、一方陰電極１６，１８は常にチタン基体に白金が電気メッキ法によって被覆された電極であるため、従来の可逆型電解水生成装置において起こっていたような、白金−イリジウム酸化物が陰電極として用いられることに起因する電極の腐食を防ぐことができる。従って、電極の耐久性を高めて長期間安定した電解水生成能力を持続することが可能である。
【００１９】
なお、両電極室１３，１４における電極１５，１６，１７，１８の配設は、図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、陽電極１５と陰電極１６とを非接触状態の平板上に、また陽電極１７と陰電極１８とを非接触状態の平板上に配設してもよい。
【００２０】
また、上記実施例において用いた陰電極１６，１８は、白金を電気メッキによってチタン基体に被覆することによって得られた電極であるが、陰電極として白金をチタン基体に焼成被覆することによって得られた電極を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可逆型電解水生成装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、図１に示した可逆型電解水生成装置に用いられる陽電極１５，１７及び陰電極１６，１８の配設の一実施例を示す概略図であり、また（ｂ）及び（ｃ）は、同可逆型電解水生成装置に用いられる陽電極１５，１７及び陰電極１６，１８の配設の他の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…電解槽、１２…隔膜、１３…第１電極室、１４…第２電極室、１５，１７…陽電極、１６，１８…陰電極、２０…直流電源、２１…タイマー、２２…電気制御装置、２５…被処理水導入管、２６，２７…電解水導出管。

Claims

イオン透過性の隔膜によってその内部を第１電極室と第２電極室に分割形成した電解槽と、前記第１電極室と第２電極室に被処理水を供給する被処理水供給手段とを備えて、前記第１電極室と第２電極室内にて被処理水をそれぞれ電気分解するようにした電解水生成装置であって、
互いに電気的に非接触状態に配設した白金‐イリジウム酸化物をその表面に被覆した陽電極と白金をその表面に被覆した陰電極を前記第１電極室と第２電極室内にそれぞれ設けると共に、前記第１電極室内の陽電極と前記第２電極室内の陰電極の間に直流電圧を印加する第１給電状態と前記第１電極室内の陰電極と前記第２電極室内の陽電極の間に直流電圧を印加する第２給電状態に所定時間毎に切換え制御する給電制御手段を設けたことを特徴とする可逆型電解水生成装置。