JP4445767B2

JP4445767B2 - 防錆機能水の製造方法および製造装置

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Publication number: JP4445767B2
Application number: JP2004035593A
Authority: JP
Inventors: 喜則紙谷
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: JP2005224696A

Description

本発明は、水を利用する装置または設備に給水管を通して供給される供給水であって、給水管や装置、設備等の水系管路の錆の発生を防止する防錆機能を有する水（防錆機能水という）を製造する防錆機能水の製造方法、および、当該製造方法を実施する防錆機能水の製造装置に関する。

製氷機、洗浄機等の機器類、ボイラー、ビル、家庭等にて水を使用する装置や設備には、通常、給水管（給水配管）を通して水が継続して供給される。供給水の供給用に使用される給水管は、コストの面から、一般には鉄等の金属製の給水配管であり、供給水を当該給水管を介して長期にわたって供給していると、供給水は当該給水管の内周面を漸次腐食して、当該給水管の内周面に錆を発生させる。このため、当該給水管にあっては、その内周面の錆の発生が所定程度に達した時点で、または、予め設定された使用期間に達した時点で、新しい給水管に交換する手段が採られている。給水管の交換では、交換頻度が高い場合には、新しい給水管自体のコストや交換作業に要するコストが嵩むことから、給水管の内周面での錆の発生の進行度合いを可能な限り低く抑えて、給水管の交換に要するコストをできる限り低減することが要請される。

このような要請に対処するには、給水管の内周面での腐食の発生を極力抑制すべく、供給水を改質することが考慮されている。供給水の改質についての具体的手段の一例としては、「電解陰極水を用いた防錆剤または除錆剤または洗浄水」なる名称で提案され（特許文献１を参照）、また、供給水の改質についての具体的手段の他の一例としては、「水処理方法および水処理装置」なる名称で提案されている（特許文献２を参照）。

上記した特許文献１にて提案されている「防錆剤または除錆剤または洗浄水」は、金属イオンを含有しない電解生成アルカリ性水であって、金属イオンを含有しない水を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成アルカリ性水である。当該「防錆剤または除錆剤または洗浄水」は、金属イオンを含有しないアルカリ性水（ｐＨ９等）であることから、給水管の鉄表面に不働態皮膜を形成し防錆効果を発揮するものと推測している。

しかしながら、当該「防錆剤または除錆剤または洗浄水」の製造では、これらの剤および水の生成と同時に、略同量の電解生成酸性水が生成されることから、当該電解生成酸性水の用途を考慮していない場合には、被電解水を大量に無駄にすることになる。また、当該「防錆剤または除錆剤または洗浄水」は、ｐＨが９というかなり高いアルカリ性を示すことから、飲料水、生活用水、その他、中性または中性に近いｐＨの水を利用する分野の水には適さず、用途が限られた汎用性の低いものである。

また、上記した特許文献２にて提案されている「水処理方法および水処理装置」にて製造される水は、塩素成分等の酸化成分の少ない電解生成酸性水と電解生成アルカリ生成水を混合してなるアルカリ性（ｐＨ１０．５〜ｐＨ１１．１）の電解生成水である。当該電解生成水は、有隔膜電解にて同時に生成される電解生成酸性水と電解生成アルカリ性水を混合して製造するものであることから、被電解水を無駄にすることが少ない。しかしながら、当該電解生成水は、高いアルカリ性を示すことから、飲料水、生活用水、その他、中性または中性に近いｐＨの水を利用する分野の水には全く適さず、用途が非常に限られた汎用性の低いものである。
特開２００３−１０５５７２号公報特開２００１−２１９１６６号公報

本発明の目的は、給水管の内周面での錆の発生を防止しまたは大きく抑制し得る機能を有する水（防錆機能水）であって、飲料、その他の家庭用水や生活用水としても好適に利用し得る汎用性の高い防錆機能水を製造する製造方法、および、当該製造方法を実施するための製造装置を提供すること、および、当該防錆機能水をその製造用原水を無駄にすることなく製造することにある。

本発明は、防錆機能水の製造方法、および、当該防錆機能水の製造方法を実施するための製造装置に関する。本発明が製造の対象とする防錆機能水は、ｐＨ６．０〜８．５の範囲にある微酸性ないし微アルカリ性で、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１の電解生成水である。

しかして、本発明に係る防錆機能水の製造方法の第１の製造方法は、水道水または天然水である被電解水を有隔膜電解する方法であり、当該被電解水を有隔膜電解槽の陽極側電解室に導入して電解し、同陽極側電解室にて生成された電解生成水を導出して脱酸素処理に付し、脱酸素処理に付した電解生成水を前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に導入して電解することを特徴とするものである。

また、本発明に係る防錆機能水の製造方法の第２の製造方法は、水道水または天然水である被電解水を無隔膜電解する方法であり、当該被電解水を無隔膜電解槽の陽極と陰極間に導入して電解し、陽極近傍にて生成された電解生成水を導出して脱酸素処理に付し、脱酸素処理に付した電解生成水を前記無隔膜電解槽の陰極近傍に導入して電解することを特徴とするものである。

本発明に係る第１の製造方法および第２の製造方法においては、前記脱酸素処理として、電解生成水中の酸素を脱気する脱気処理、電解生成水に水素を吹込む水素バブリング処理、または、電解生成水中の酸素を膜により除去する脱膜処理を採用することができる。

本発明に係る防錆機能水の製造装置の第１の製造装置は、有隔膜電解槽を採用して防錆機能水を製造する方法を実施するための製造装置であって、当該製造装置は、有隔膜電解槽と、同有隔膜電解槽の陽極側電解室の上流側に接続し被電解水を同陽極側電解室に導入する第１の導入管路と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室の下流側と陰極側電解室の上流側とに接続し前記陽極側電解室にて生成された電解生成水を導出して前記陰極側電解室に導入する第２の導入管路と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室の下流側に接続し同陰極側電解室にて生成された電解生成水を導出する導出管路と、前記第２の導入管路に介在し同第２の導入管路を流動する電解生成水を脱酸素処理する脱酸素手段を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明に係る防錆機能水の製造装置の第２の製造装置は、無隔膜電解槽を採用して防錆機能水を製造する方法を実施するための製造装置であって、当該製造装置は、無隔膜電解槽と、同無隔膜電解槽の陽極近傍の上流側に接続し被電解水を陽極近傍に導入する第１の導入管路と、前記無隔膜電解槽の陽極近傍の下流側と陰極近傍の上流側とに接続し陽極近傍にて生成された電解生成水を導出して陰極近傍に導入する第２の導入管路と、前記無隔膜電解槽の陰極近傍の下流側に接続し陰極近傍にて生成された電解生成水を導出する導出管路と、前記第２の導入管路に介在し同第２の導入管路を流動する電解生成水を脱酸素処理する脱酸素手段を備えていることを特徴とするものである。

本発明が製造の対象とする防錆機能水は、ｐＨ６．０〜８．５の範囲にある微酸性ないし微アルカリ性で、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１の電解生成であって、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が一般に使用されている水の溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）に比較して高いものである。このため、当該防錆機能水は、給水配管等給水管の内周面を酸化して腐食させるようことがなくて、錆を発生させることがなく、また、給水管の内周面に錆が存在している場合には当該錆の表面に不働態皮膜を形成し、当該錆のそれ以上の錆の進行を防止する。

換言すれば、当該防錆機能水は、給水管の内周面に対する高い防錆機能を有し、給水管を介して装置や設備に給水する供給水として適している。また、当該防錆機能水は、微酸性ないし微アルカリ性であって、中性または中性に近い水である。このため、当該防錆機能水は、飲料、その他の家庭用水や生活用水としても好適であって、各種の分野で使用する水に採用し得る汎用性が高いものである。

このように有用な当該防錆機能水は、本発明に係る第１，第２の製造方法にて容易に製造することができる。具体的には、有隔膜電解槽の陽極側電解室にて生成された電解生成酸性水を脱酸素処理に付し、脱酸素処理された電解生成酸性水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解する方法があり、また、無隔膜電解槽の陽極近傍にて生成された電解生成酸性水を脱酸素処理に付し、脱酸素処理された電解生成酸性水を無隔膜電解槽の陰極近傍にて電解する方法がある。

これらの有隔膜電解法または無隔膜電解法を採用した製造方法では、電解生成酸性水を脱酸素処理することによって、当該電解生成酸性水における溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）は増大し、さらに、当該電解生成酸性水を有隔膜電解槽の陰極側電解室または無隔膜電解槽の陰極近傍で電解することによって発生する水素の溶解により、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）をさらに増大させることができ、かつ、当該電解生成酸性水を微酸性〜微アルカリ性で、中性または中性に近い電解生成水となる。これにより、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１であって、実質的に中性の防錆機能水を製造することができる。

また、本発明に係る製造方法のうち、有隔膜電解法を採用している製造方法は、有隔膜電解槽を主要構成部品とする本発明に係る第１の製造装置によって容易に実施することができ、また、無隔膜電解法を採用している製造方法は、無隔膜電解槽を主要構成部品とする本発明に係る第２の製造装置によって容易に実施することができる。

本発明は、防錆機能水の製造方法、および、当該製造方法を実施するための防錆機能水の製造装置に関する。本発明が製造の対象とする防錆機能水は、ｐＨ６．０〜８．５の範囲にある微酸性ないし微アルカリ性で、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１の電解生成水である。

当該防錆機能水は、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１であって、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が水道水や天然水等一般の水に比較して高く、微酸性〜微アルカリ性で中性または中性に近いのものである。このため、当該防錆機能水は、給水配管等給水管の内周面を酸化して腐食して錆を発生させるようなことはなく、また、給水管の内周面で発生している錆の表面に不動態皮膜を形成し、当該錆のそれ以上の進行を防止する。換言すれば、当該防錆機能水は、給水管の内周面に対して高い防錆機能を有し、給水管を介して水を使用する装置や設備に給水する供給用水として適している。また、当該防錆機能水は、中性水またはこれに近似する水であることから、飲料、その他の家庭用水や生活用水としても好適であって、各種の分野で使用する水としての汎用性が高いものである。

当該防錆機能水は、特定された有隔膜電解または無隔膜電解にて生成された電解生成水中の溶存酸素を脱酸素処理することにより容易に製造することができる。具体的な製造方法の第１には、有隔膜電解槽の陽極側電解室にて生成された電解生成酸性水を脱酸素処理に付し、脱酸素処理された電解生成酸性水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解する方法があり、具体的な製造方法の第２には、無隔膜電解槽の陽極近傍にて生成された電解生成酸性水を脱酸素処理に付し、脱酸素処理された電解生成酸性水を無隔膜電解槽の陰極近傍にて電解する方法がある。これらの製造方法については、有隔膜電解槽または無隔膜電解槽を主要構成部品とする製造装置を使用すれば容易に実施することができる。

本発明に係る防錆機能水の製造装置の第１の実施形態を図１に示し、かつ、本発明に係る防錆機能水の製造装置の第２の実施形態を図２に示す。第１の実施形態に係る製造装置は、有隔膜電解槽を主要構成部品としていることから、当該製造装置を以下では有隔膜電解式製造装置を称し、第２の実施形態に係る製造装置は、無隔膜電解槽を主要構成部品としていることから、当該製造装置を以下では無隔膜電解式製造装置を称する。

図１に示す有隔膜電解式製造装置１０は、例えば、ビルの屋上に設置されている貯留タンク内の貯留水（水道水や天然水等の一般水）を被電解水として有隔膜電解槽に循環供給して電解する方式のものであり、製造された防錆機能水は貯留タンク内に還流して貯留される。貯留タンク内に還流して貯留されている防錆機能水は、必要持には、ビル内に設置されている水使用の装置や設備、ボイラー等に供給される。

有隔膜電解式製造装置Ａは、図１に示すように、有隔膜電解槽１０と酸素除去装置２０を主要の構成部品として備えている。有隔膜電解槽１０は、槽本体１１と、槽本体１１の内部中央に配置されてその内部を２つの区画室に区画するイオン透過性の隔膜１２と、各区画室に配設されて各区画室を第１電解室Ｒ1と第２電解室Ｒ2に形成する一対の電極１３ａ，１３ｂにて構成されている。当該有隔膜電解槽１０においては、第１電解室Ｒ1が陽極側電解室に形成され、第２電解室Ｒ2が陰極側電解室に形成されている。

当該有隔膜電解槽１０においては、第１電解室Ｒ1の上流側に第１の導入管路１４が接続され、第１電解室Ｒ1の下流側に第２の導入管路１５を構成する上流側管路部１５ａが接続され、第２電解室Ｒ2の上流側に第２の導入管路１５を構成する下流側管路部１５ｂが接続され、かつ、第２電解室Ｒ2の下流側に導出管路１６が接続されている。第２の導入管路１５を構成する上流側管路部１５ａと下流側管路部１５ｂは、後述する酸素除去装置２０に接続されている。当該酸素除去装置２０は、この接続状態では、第２の導入管路１５の途中に介装された状態にある。

当該有隔膜電解槽１０は、貯留タンク内に給水されて貯留する水道水等の一般水を被電解水とするもので、被電解水は第１の導入管路１４を通して有隔膜電解槽１０の第１電解室Ｒ1に導入され、第１電解室Ｒ1にて電解を受けて電解生成酸性水となる。当該電解生成酸性水は、第２の導入管路１５の上流側管路１５ａを通して後述する酸素除去装置２０に導入され、酸素除去装置２０内にて脱酸素処理を受ける。脱酸素処理を受けた電解生成酸性水は、第２の導入管路１５の下流側管路１５ｂを通して有隔膜電解槽１０の第２電解室Ｒ2に導入され、第２電解室Ｒ2にて電解を受けて微酸性ないし微アルカリ性の電解生成水となる。生成された微酸性ないし微アルカリ性の電解生成水は、ｐＨ６．０〜ｐＨ８．５の範囲の中性または中性に近い電解生成水であり、当該電解生成水は、導出管路１６を通して貯留タンク内に還流する。有隔膜電解式製造装置Ａでは、必要により、貯留タンク内の水を有隔膜電解槽１０に数回循環供給して、上記した電解および脱酸素処理を行う。

当該有隔膜電解式製造装置Ａにおいては、酸素除去装置２０としては、図３に示す脱気装置２０Ａ、または、図４に示す水素付与装置２０Ｂが選択して採用される。

脱気装置２０Ａは、タンク状の器本体２１、器本体２１内に蛇管状に配置されている導入管路２２、ガス導出管路２３、および、ガス導出管路２３の途中に配設されている真空ポンプ２４にて構成されている。導入管路２２は、気体が透過可能な多孔質の管部材からなるもので、その上流側端にて、第２の導入管路１５を構成する上流側管路部１５ａに接続され、かつ、その下流側端にて、第２の導入管路１５を構成する下流側管路部１５ｂに接続されている。

当該脱気装置２０Ａにおいては、真空ポンプ２４を駆動させることにより、器本体２１内が高度の負圧状態となるとともに、導入管路２２には、有隔膜電解槽１０の第１電解室Ｒ1にて生成された電解生成酸性水が、第２の導入管路１５の上流側管路部１５ａを通して導入される。導入管路２２は、気体が透過可能な多孔質であることから、導入管路２２内を流動する電解生成酸性水中に溶解している溶存酸素やその他の酸化成分がガス化された状態で、ガス導出管路２３を通って大気に放出されることになる。

一方、図４に示す水素付与装置２０Ｂは、第１電解室Ｒ1にて生成された電解生成水を収容するタンク状の器本体２５、水素ガスを吹込むバブリング管路２６、器本体２５内のガスを導出する導出管路２７を備えている。バブリング管路２６においては、管路本体２６ａの先端部が多数の噴出口を備えたバブリング部位２６ｂに形成されていて、バブリング部位２６ｂは、器本体２５内の底部に沿って所定長さ延出している。導出管路２７は、器本体２５の上壁部を貫通した状態で、器本体２５内の上方部位に臨んでいる。当該水素付与装置２０Ｂにおいては、第２の導入管路１５を構成する上流側管路部１５ａが、器本体２５の上壁部を貫通した状態で器本体２５内の底部に臨み、かつ、第２の給水管路３２を構成する下流側管路部３２ｂが、器本体２５の上壁部を貫通した状態で器本体２５内の底部近傍に臨んでいる。

当該有隔膜電解式製造装置Ａにおいては、その電解運転時には、貯留タンクに貯留されている水道水が有隔膜電解槽１０に被電解水として循環供給されるが、被電解水は第１の導入管路１４を通して有隔膜電解槽１０の第１電解室Ｒ1に導入され、第１電解室Ｒ1に供給された被電解水は、同電解室Ｒ1にて電解を受けて電解生成酸性水となる。生成された電解生成酸性水は、第２の導入管路１５を構成する上流側管路部１５ａを通って、脱気装置２０Ａまたは水素付与装置２０Ｂに導入され、導入された電解生成酸性水は脱酸素処理を受ける。

また、脱酸素処理を受けた電解生成酸性水は、第２の導入管路１５を構成する下流側管路部１５ｂを通って有隔膜電解槽１０の第２電解室Ｒ2に導入される。第２電解室Ｒ2に導入された電解生成酸性水は、同電解室Ｒ2にて電解を受けて中性または中性に極めて近い電解生成水となる。当該電解生成水は防錆機能水として、導出管路１６を通って貯留タンク内に還流する。この間、脱気装置２０Ａに導入された電解生成酸性水、または、水素付与装置２０Ｂに導入された電解生成酸性水は、以下の通りの脱酸素処理を受ける。

当該電解運転中の脱気装置２０Ａにおいては、電解生成酸性水は、真空ポンプ２４の駆動により負圧状態になっている器本体２１内に設置されている導入管路２２に、第２の導入管路１５の上流側管路部１５ａを介して導入される。導入管路２２は、気体が透過可能な多孔質であることから、導入管路２２内を流動する電解生成酸性水中に溶解している溶存酸素は、ガス化された状態でガス導出管路２３を通って大気に放出される。これにより、電解生成酸性水の溶存酸素は低減され、当該電解生成酸性水中の溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）は高くなる。

また、水素付与装置２０Ｂにおいては、電解生成酸性水は、第２の導入管路１５の上流管路１５ａを介して器本体２５内に導入されて収容される。また、収容されている電解生成酸性水には、バブリング管路２６の管路本体２６ａを通して導入された水素が、バブリング部位２６ｂから無数の気泡となって噴出する。噴出した無数の気泡状の水素は、電解生成酸性水中に溶解するとともに、その一部が溶存酸素と反応して溶存酸素を除去する。これにより、電解生成酸性水の溶存酸素は低減され、当該電解生成酸性水中の溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）は高くなる。

当該有隔膜電解式製造装置Ａにおいては、このように溶存水素／溶存酸素の（モル濃度比）を増大された電解生成酸性水は、有隔膜電解槽１０の第２電解室Ｒ2で２度目の電解を受ける。第２電解室Ｒ2は陰極側電解室であることから、電解生成酸性水は、第２電解室Ｒ2では微酸性〜微アルカリ性の電解生成水に生成される。この間の第２電解室Ｒ2での電解では、相当量発生する水素の一部が電解生成水中に溶解して、当該電解生成水中の溶存水素／溶存酸素の（モル濃度比）をさらに増大させる。

このように、当該有隔膜電解式製造装置Ａを使用すれば、本発明に係る製造方法を実施することができ、これにより、例えばｐＨ６．０〜ｐＨ８．５の範囲の微酸性〜微アルカリ性の電解生成水であって、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１である電解生成水（防錆機能水）を得ることができる。

本発明に係る第２の実施形態である無隔膜電解式製造装置Ｂは、図２に示すように、無隔膜電解槽３０と酸素除去装置２０を主要の構成部品として備えている。従って、当該無隔膜電解式製造装置Ｂは、有隔膜電解式製造装置Ａとは、構成する電解槽が無隔膜電解槽３０である点を除いて同様に構成されているものである。

無隔膜電解式製造装置Ｂを構成する無隔膜電解槽３０は、槽本体３１と、槽本体３１の内部中央を基準として図示左側に配設されている陽極電極３２と、図示右側に配設されている陰極電極３３にて構成されている。当該無隔膜電解槽３０においては、陽極電極３２の近傍の上流側に第１の導入管路３４が接続され、陽極電極３２の近傍の下流側に第２の導入管路３５を構成する上流側管路部３５ａが接続され、陰極電極３３の近傍の上流側に第２の導入管路３５を構成する下流側管路部３５ｂが接続され、かつ、陰極電極３３の近傍の下流側に導出管路３６が接続されている。

第２の導入管路３５を構成する上流側管路部３５ａと下流側管路部３５ｂは、酸素除去装置２０に接続されている。当該酸素除去装置２０は、この接続状態では、第２の導入管路３５の途中に介装された状態にある。当該酸素除去装置２０としては、図３に示す脱気装置２０Ａ、または、図４に示す水素付与装置２０Ｂが選択して採用される。

当該無隔膜電解槽３０は、有隔膜電解槽１０と同様に、貯留タンク内に給水されて貯留する水道水等の一般水を被電解水とするもので、無隔膜電解槽３０内では、第１の導入管路３４を通して導入された被電解水は陽極電極３２の近傍を層流状態で下流側へ流動し、かつ、第２の導入管路３５の下流側管路部３５ｂを通して導入された電解生成水は陰極電極３３の近傍を層流状態で下流側へ流動する特性を有している。

従って、無隔膜電解槽３０内に導入された被電解水は、陽極電極３２の近傍を層流状態で流動する間に電解を受けて電解生成酸性水となり、生成された電解生成酸性水は第２の導入管路３５の上流側管路部３５ａを通して酸素除去装置２０に導入される。酸素除去装置２０に導入された電解生成酸性水は、脱酸素処理を受ける。脱酸素処理を受けた電解生成酸性水は、第２の導入管路３５の下流側管路３５ｂを通して無隔膜電解槽３０の陰極電極３３の近傍に導入される。無隔膜電解槽３０内に導入された電解生成酸性水は、陰極電極３３の近傍を層流状態で流動して下流側に流動し、流動する間に電解を受けて微酸性〜微アルカリ性の電解生成水に生成される。生成された微酸性〜微アルカリ性の電解生成水は、防錆機能水として、導出管路３６を通して貯留タンク内に還流する。

このように、当該無隔膜電解式製造装置Ｂを使用すれば、有隔膜電解式製造装置Ａと同様に、本発明に係る製造方法を実施することができる。これにより、例えばｐＨ６．０〜ｐＨ８．５の範囲の微酸性〜微アルカリ性の電解生成水であって、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１である電解生成水（防錆機能水）を得ることができる。

本実施例では、電解方式を異にする２種類の電解方式を採用して各被電解水を電解し、各種のｐＨの電解生成水を製造する製造実験と、製造された各電解生成水についてその防錆機能を確認する防錆機能実験を行った。製造実験では、被電解水として、一般の水道水（ｐＨ７）、同水道水に塩酸を添加して調製した微酸性水（ｐＨ５．８）、同水道水に水酸化ナトリウムを添加して調製した微アルカリ性水（ｐＨ８．２）の３種類の被電解水を採用した。

２種類の電解方式の第１の電解方式は、図１に示す有隔膜電解式製造装置Ａで採用されている、有隔膜電解槽１０の第１電解室Ｒ1（陽極側電解室）と第２電解室Ｒ2（陰極側電解室）とで２回電解を行う方式（循環電解方式と称する）であり、当該循環電解方式では、第２電解室Ｒ2で生成された電解生成水を採取した。また、第２の電解方式は、図１に示す有隔膜電解式製造装置Ａを構成する有隔膜電解槽１０を採用した有隔膜電解方式であり、当該有隔膜電解方式では、第１電解室Ｒ1とは独立した第２電解室Ｒ2で生成される電解生成水を採取した。なお、図２に示す無隔膜電解式製造装置Ｂを使用する製造方法は、図１に示す有隔膜電解式製造装置Ａで採用されている循環電解方式と実質的に同じであるため、無隔膜電解式製造装置Ｂを使用する製造実験についてはこれを省略している。これらの電解方式に基づいて、各被電解水を各種の電解条件で電解して、各種のｐＨの電解生成水を生成した。生成された各電解生成水につていは、その溶存水素の量を溶存水素分析計（KM2100DH，有限会社共栄電子研究所製）によって測定し、かつ、その溶存酸素の量を溶存酸素分析計（MODEL 55/12FT，東亜ディーケーケー株式会社製）によって測定して、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）を算出した。得られた電解生成水の溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）とｐＨとの関係を図５のグラフに示す。

但し、図５における表示中、表示（Ｊ：ＰＨ７）は一般の水道水（ｐＨ７）である被電解水を循環電解方式によって電解したことを意味し、表示（Ａ：ｐＨ７）は一般の水道水（ｐＨ７）である被電解水を有隔膜電解方式によって電解したことを意味する。また、表示（Ｊ：ＰＨ５．８）は微酸性水（ｐＨ５．８）である被電解水を循環電解方式によって電解したことを意味し、表示（Ａ：ｐＨ５．８）は微酸性水（ｐＨ５．８）である被電解水を有隔膜電解方式によって電解したことを意味する。また、表示（Ｊ：ｐＨ８．２）は微アルカリ性水（ｐＨ８．２）である被電解水を循環電解方式によって電解したことを意味し、表示（Ａ：ｐＨ８．２）は微アルカリ性水（ｐＨ８．２）である被電解水を有隔膜電解方式によって電解したことを意味する。

防錆機能実験では、供試水として、製造実験で製造された電解生成水のうちから、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が１以上の電解生成水と、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が１未満の電解生成水を選択した。選択した電解生成水は、モル濃度比が１．７表示（Ｊ：ｐＨ７：１．７）、１．６表示（Ｊ：ｐＨ５．８：１．６）、１．７表示（Ａ：ｐＨ７：１．７）の電解生成水と、モル濃度比が１．７（表示Ｊ：ｐＨ７：１．７）、０．４表示（Ａ：ｐＨ７：０．４）、０．９７表示（Ａ：ｐＨ７：０．９７）、０．４７表示（Ａ：ｐＨ５．８：０．４７）の電解生成水であり、併せて、モル濃度比が０表示（ＰＷ７：０）の純水を選択した。但し、上記した表示の意味は図５に示す表示と同じである。なお、表示（ＰＷ７：０）は、ｐＨ７でモル濃度比が０の純水を意味する。

防錆機能実験では、赤錆が発生している鉄製の給水管の一部を各供試水に浸漬して、錆の色の経時的変化を測定した。測定には、色差計（Ｌａｂ法）を用いて、錆の赤色〜黒色の変化をａ値に基づいて測定した。その測定結果を図６のグラフに示す。

図６に示す測定結果を参照すると、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が異なる供試水間では、錆の色の変化に大きな差が認められ、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が１以上である供試水では、錆の色は経時的に、赤色から黒色に大きく変化している。この現象は、供試水が赤色である錆の表面に不働態皮膜を形成して錆を黒色に変化させたことを意味し、これらの供試水には防錆機能を有していることが確認される。一方、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が１未満の供試水では、錆の色は経時的に、赤色が漸次増している。この現象は、錆の進行が継続していることを意味し、これらの供試水には防錆機能を有していないことが確認される。

本発明に係る製造装置の一実施形態である有隔膜電解式製造装置を示す概略的構成図である。本発明に係る製造装置の他の一実施形態である無隔膜電解装置を示す概略的構成図である。本発明に係る各製造装置で採用している酸素除去装置の一例である脱気装置を示す概略構成図である。同酸素除去装置の他の一例である水素付与装置を示す概略構成図である。電解生成水のｐＨと溶存水素／溶存酸素の（モル濃度比）との関係を示すグラフである。電解生成水による錆の経時的な色変化の状態を示すグラフである。

Ａ…有隔膜電解式製造装置、Ｂ…無隔膜電解式製造装置、１０…有隔膜電解槽、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ，１３ｂ…電極、１４…第１の導入管路、１５…第２の導入管路、１５ａ…上流側管路部、１５ｂ…下流側管路部、１６…流出管路、Ｒ1…第１電解室、Ｒ2…第２電解室、２０…酸素除去装置、２０Ａ…脱気装置、２０Ｂ…水素付与装置、２１…器本体、２２…導入管路、２３…ガス導出管路、２４…真空ポンプ、２５…器本体、２６…バブリング管路、２６ａ…管路本体、２６ｂ…バブリング管路、２７…導出管路、３０…無隔膜電解槽、３１…槽本体、３２…陽極電極、３３…陰極電極、３４…第１の導入管路、３５…第２の導入管路、３５ａ…上流側管路部、３５ｂ…下流側管路部、３６…流出管路。

Claims

ｐＨ６．０〜８．５の範囲にある微酸性ないし微アルカリ性で、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１の電解生成水である防錆機能水を製造する方法であり、当該製造方法は、水道水または天然水を被電解水とし、同被電解水を有隔膜電解槽の陽極側電解室に導入して電解し、同陽極側電解室にて生成された電解生成水を導出して脱酸素処理に付し、脱酸素処理に付した電解生成水を前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に導入して電解することを特徴とする防錆機能水の製造方法。
ｐＨ６．０〜８．５の範囲にある微酸性ないし微アルカリ性で、溶存水素／溶存酸素（モル濃度比）が少なくとも１の電解生成水である防錆機能水を製造する方法であり、当該製造方法は、水道水または天然水を被電解水とし、同被電解水を無隔膜電解槽の陽極と陰極間に導入して電解し、陽極近傍にて生成された電解生成水を導出して脱酸素処理に付し、脱酸素処理に付した電解生成水を前記無隔膜電解槽の陰極近傍に導入して電解することを特徴とする防錆機能水の製造方法。
請求項１または２に記載の防錆機能水の製造方法において、前記脱酸素処理として、電解生成水中の酸素を脱気する脱気処理、電解生成水に水素を吹込む水素バブリング処理、または、電解生成水中の酸素を膜により除去する脱膜処理を採用することを特徴とする防錆機能水の製造方法。
請求項１に記載の防錆機能水の製造方法を実施するための製造装置であり、有隔膜電解槽と、同有隔膜電解槽の陽極側電解室の上流側に接続し被電解水を同陽極側電解室に導入する第１の導入管路と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室の下流側と陰極側電解室の上流側とに接続し前記陽極側電解室にて生成された電解生成水を導出して前記陰極側電解室に導入する第２の導入管路と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室の下流側に接続し同陰極側電解室にて生成された電解生成水を導出する導出管路と、前記第２の導入管路に介在し同第２の導入管路を流動する電解生成水を脱酸素処理する脱酸素手段を備えていることを特徴とする防錆機能水の製造装置。
請求項２に記載の防錆機能水の製造方法を実施するための製造装置であり、無隔膜電解槽と、同無隔膜電解槽の陽極近傍の上流側に接続し被電解水を陽極近傍に導入する第１の導入管路と、前記無隔膜電解槽の陽極近傍の下流側と陰極近傍の上流側とに接続し陽極近傍にて生成された電解生成水を導出して陰極近傍に導入する第２の導入管路と、前記無隔膜電解槽の陰極近傍の下流側に接続し陰極近傍にて生成された電解生成水を導出する導出管路と、前記第２の導入管路に介在し同第２の導入管路を流動する電解生成水を脱酸素処理する脱酸素手段を備えていることを特徴とする防錆機能水の製造装置。