JP5070503B2 - 次亜塩素酸水製造装置 - Google Patents
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次亜塩素酸水の製造は、例えば、食塩、塩化カリウム、塩酸などの水溶液のように塩素イオンを含んだ溶液を直流により電気分解することにより行われる。
そして、次亜塩素酸の生成は、塩素イオン(Cl−)が陽極表面で電解酸化を受けて塩素(Cl2)となり、さらに水と反応し、次亜塩素酸を生成することを利用している。
次亜塩素酸水製造装置としては、特開平9−103786号公報(特許文献1)に開示されているような食塩や塩化カリウムの低濃度溶液を隔膜式電解槽で電解する装置、特開2000−140850号公報(特許文献2)に開示されているような高濃度の塩溶液を連続的に電解し、水で希釈調製する装置、また、特開2000−212786号公報(特許文献3)に開示されているような高濃度の原液を貯留した電解槽を水タンク内に投入して電解し、電解槽内部に生成した電解液をタンク内に混合希釈する装置などが知られている。
そこで、本発明の目的は、液層である電解槽を用いることなく、次亜塩素酸ガスを発生させるとともに、このガスを用いることにより、不純物、未反応物の混入が極めて少なく、かつ、任意の濃度の次亜塩素酸水を容易に製造できる次亜塩素酸水製造装置を提供するものである。
(1) 次亜塩素酸水製造用ガス発生器と、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器に空気を導入する空気供給器と、水貯留部と前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器より発生した次亜塩素酸ガスを導入するための導入路を備える次亜塩素酸水作製部と、前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器に塩化物水溶液を供給する塩化物水溶液供給器とを備える次亜塩素酸水製造装置であって、
前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器は、ハウジングと、該ハウジング内に収納された2つの電極と、該2つの電極に直流電流を供給する電源部と、前記ハウジング内かつ前記2つの電極間に充填され、前記塩化物水溶液を保水可能な保水性導電性多孔体とを備え、前記空気供給器より供給される空気の流通が可能な通気性を有し、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内にて発生した次亜塩素酸ガスが、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内を流通する空気とともに前記次亜塩素酸水作製部の前記導入路に誘導されるものとなっている次亜塩素酸水製造装置。
(3) 前記次亜塩素酸水製造装置は、前記検知部の検知結果に基づき、前記電源部、前記空気供給器および前記塩化物水溶液供給器のいずれかもしくはすべての作動を制御するものである上記(2)に記載の次亜塩素酸水製造装置。
(4) 前記次亜塩素酸水製造装置は、前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器に接続され、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内に生成される廃液が流入する廃液タンクを備えている上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
(5) 前記次亜塩素酸水作製部の前記導入路は、前記水貯留部の水中に、前記次亜塩素酸ガスを導入するものとなっている上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
(6) 前記次亜塩素酸水作製部は、次亜塩素酸ガス吸収機能を有する気体浄化器を介して外気と連通する通気部を備えている上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
(8) 前記導電性多孔体は、導電性多孔質焼成物である上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
(9) 前記2つの電極は、筒状の陰極と、該筒状の陰極のほぼ中心に配置された棒状の陽極からなるものである上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
(10) 前記塩化物水溶液は、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムより選択された1種以上の塩化物の水溶液である上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
上記のタイプの次亜塩素酸水製造用ガス発生器を用いることにより、次亜塩素酸ガスの生成効率が高く、かつ継続的に行え、発生された次亜塩素酸ガスの次亜塩素酸水作製部中の水への添加により、不純物、未反応物の混入が極めて少ない次亜塩素酸水を容易(オンサイト、オンタイムにて)に製造されるとともに、製造される次亜塩素酸水は、添加される次亜塩素酸ガスの量を調整することにより、任意の濃度のものを得ることができる。
図1は、本発明の次亜塩素酸水製造装置の実施例の構成図である。図2は、図1に示した次亜塩素酸水製造装置の制御部を除く具体的構成図である。図3は、本発明の次亜塩素酸水製造装置に用いられる次亜塩素酸水製造用ガス発生器の一例の断面図である。図4は、図3のA−A線断面図である。図5は、図3のB−B線断面図である。図6は、図3のC−C線断面図である。
この実施例の次亜塩素酸水製造装置1は、次亜塩素酸水製造用ガス発生器2、空気供給器3、次亜塩素酸水作製部4、塩化物水溶液供給器5および次亜塩素酸水製造用ガス発生器内にて生成される廃液が流入する廃液タンク7を備えている。
空気清浄器31としては、物理的に異物を捕捉するフィルターと、化学的に異物を吸着する吸着材(例えば、活性炭)とを備えるものが好ましい。送気ポンプ32より送られる空気は、水貯留槽33内に貯留されている水中に導入される。そして、水貯留槽の上部と次亜塩素酸水製造用ガス発生器2の下部とは、管路34により接続されている。
この実施例における次亜塩素酸水製造用ガス発生器2は、図3ないし図6に示すように、筒状ハウジング20と、このハウジング内面に筒状に配置された筒状の第1の電極23と、第1の電極23の中心に配置された棒状の第2の電極24と、2つの電極間に充填された保水性導電性多孔体25とを備える。また、次亜塩素酸水製造用ガス発生器2は、第1の電極23と第2の電極24に電気的に接続される電源部6を備える。電源部6としては、直流電源が好ましく、さらに、直流電源は、面積の広い筒状の第1の電極23が陰極となり、棒状の第2の電極24が陽極となるように接続される。
この次亜塩素酸水製造用ガス発生器2では、筒状の第1の電極23と棒状の第2の電極24とが流通空気(流通湿空気)の流通方向と平行となっているため、電極23,24が流通する空気に対して抵抗とならず、かつ電極間に収納される塩化物水溶液を保水した保水性導電性多孔体25に、流通空気(流通湿空気)が確実に接触する。そして、使用時には、保水性導電性多孔体25の表面に塩化物水溶液の薄水膜が形成された状態とされる。
筒状ハウジング本体120、空気流入側ヘッダ130およびガス流出側ヘッダ145は、非導電性塩素耐腐食性材料により形成されることが好ましい。塩素耐腐食性材料(好ましくは、湿塩素耐性材料)としては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、塩化ビニル、フッ素樹脂、セラミックスなどが使用できる。
筒状ハウジング本体120の大きさとしては、処理気体の流量、言い換えれば、気体処理量によって相違するが、内径が50〜200mm程度が好適である。
また、空気流入側ヘッダ130は、多数の開口133を備える仕切部134を備え、仕切部134の中央には、第2の電極24の一端を収納するための凹部である電極把持部135を備えている。そして、空気流入側ヘッダ130のハウジング本体120内面側には、環状凹部が形成されており、この凹部に通気性メッシュ部材112が配置されており、保水性導電性多孔体25の流出を防止している。空気流入側ヘッダ130は、ハウジング本体120の一端に固定されている。
また、ガス流出側ヘッダ145内には、多数の開口143を備える板状部材144が収納されている。そして、板状部材144の中央には、第2の電極24の他端を突出させるための筒状部を備えている。筒状部には、キャップ材146が取り付けられており、キャップ材146は、第2の電極24のための電気接点147を形成するリング状導電体が設けられており、電気接点147の端子148は、キャップ部材146の側面に設けられた開口より外部に延出している。電気接点147および端子148は、塩素耐腐食性導電性材料(好ましくは、湿塩素耐腐食性導電性材料)により形成されていることが好ましい。塩素耐腐食性導電性材料(好ましくは、湿塩素耐腐食性導電性材料)としては、チタン、白金、チタンに白金メッキもしくはダイヤモンドコートしたもの、さらには上述したような導電性炭素材などが使用できる。導電性炭素材としては、導電性の高い、黒鉛、炭素繊維が好適である。
通気性メッシュ部材112、113は、塩素耐腐食性非導電性材料(好ましくは、湿塩素耐腐食性非導電性材料)により形成されていることが好ましく、例えば、ガラス繊維、合成繊維、セラミックス繊維などによるメッシュが使用できる。合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、フッ素樹脂系繊維などが使用できる。
そして、第1の電極23は、導電性炭素体、塩素耐食性金属により形成されていることが好ましい。導電性炭素体としては、竹炭、炭素繊維(例えば、炭素繊維織布、炭素繊維不織布、炭素繊維フェルト)などが好適である。竹炭を使用する場合には、筒状に作製した竹炭の外面および内面を切削した一体の筒状竹炭が好ましいが、これに限らず、適宜の大きさの竹炭を筒状となるように多数配置したものでもよい。塩素耐食性金属としては、チタン、白金、チタンに白金メッキしたものなどが使用できる。また、電極としては、上記のような金属材料の表面にダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンなどの耐腐食性材料が被覆されたものであってもよい。これら耐腐食性材料被膜は、例えば、化学的蒸着法により形成することができる。
導電性内層151としては、炭素繊維、金属繊維、導電性合成樹脂どの導電性材料により形成された布帛、フェルトなどが好ましい。また、隔層部152の形成材料としては、セラミックス、天然繊維、セルロースなどの再生繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維などの合成繊維などにより形成された布帛、フェルトなどが使用される。
保水性導電性多孔体25における塩化物水溶液の担持量は、保水性導電性多孔体25の重量の5〜20重量%程度であることが好ましい。塩化物水溶液は、充填材内もしくは表面において電気分解され、塩素を発生する。
そして、塩化物水溶液供給器5内に貯留される塩化物水溶液が含有する水溶性塩化物としては、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムより選択された1種もしくは2種以上のものである。特に、好ましくは、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウムである。
そして、通気部は、バルブ48を備えている。また、この実施例の次亜塩素酸水作製部は、図1および図2に示すように、次亜塩素酸水作製部内にて製造される次亜塩素酸水のpHもしくは電導度を検知するための検知部45を備えている。
この実施例の制御部8は、検知部45の検知結果に基づき、電源部6、空気供給器3および塩化物水溶液供給器5のすべての作動を制御するものとなっている。しかし、このようなものが好ましいが、いずれか1つのみ、また、任意の2つのみを制御するものであってもよい。
電源部6および空気供給器3の作動を停止後においても、検知部45による検知は継続され、検知部45により検知されたpH値もしくは電導度値が、入力値より所定量低下した場合には、制御部8は、電源部6および空気供給器3の作動を再開させる。また、制御部8には、塩化物水溶液供給器5の作動制御機能を備えている。塩化物水溶液供給器5の作動制御機能としては、例えば、制御部8が、次亜塩素酸水製造用ガス発生器2の積算作動時間を算出する機能を備えるものとし、積算作動時間が所定時間に達した場合に、塩化物水溶液供給器5の作動を所定時間作動させるとともに、積算作動時間をクリアさせるものが考えられる。
2 次亜塩素酸水製造用ガス発生器
3 空気供給器
4 次亜塩素酸水作製部
5 塩化物水溶液供給器
6 電源部
7 廃液タンク
8 制御部
Claims (10)
- 次亜塩素酸水製造用ガス発生器と、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器に空気を導入する空気供給器と、水貯留部と前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器より発生した次亜塩素酸ガスを導入するための導入路を備える次亜塩素酸水作製部と、前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器に塩化物水溶液を供給する塩化物水溶液供給器とを備える次亜塩素酸水製造装置であって、
前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器は、ハウジングと、該ハウジング内に収納された2つの電極と、該2つの電極に直流電流を供給する電源部と、前記ハウジング内かつ前記2つの電極間に充填され、前記塩化物水溶液を保水可能な保水性導電性多孔体とを備え、前記空気供給器より供給される空気の流通が可能な通気性を有し、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内にて発生した次亜塩素酸ガスが、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内を流通する空気とともに前記次亜塩素酸水作製部の前記導入路に誘導されるものとなっていることを特徴とする次亜塩素酸水製造装置。 - 前記次亜塩素酸水製造装置は、前記次亜塩素酸水作製部内にて製造される次亜塩素酸水のpHもしくは電導度を検知するための検知部と、該検知部の検知結果に基づき該次亜塩素酸水製造装置を制御する制御部を備えている請求項1に記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記次亜塩素酸水製造装置は、前記検知部の検知結果に基づき、前記電源部、前記空気供給器および前記塩化物水溶液供給器のいずれかもしくはすべての作動を制御するものである請求項2に記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記次亜塩素酸水製造装置は、前記次亜塩素酸水製造用ガス発生器に接続され、該次亜塩素酸水製造用ガス発生器内に生成される廃液が流入する廃液タンクを備えている請求項1ないし3のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記次亜塩素酸水作製部の前記導入路は、前記水貯留部の水中に、前記次亜塩素酸ガスを導入するものとなっている請求項1ないし4のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記次亜塩素酸水作製部は、次亜塩素酸ガス吸収機能を有する気体浄化器を介して外気と連通する通気部を備えている請求項1ないし5のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記空気供給器は、加湿機能を備えている請求項1ないし6のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記導電性多孔体は、導電性多孔質焼成物である請求項1ないし7のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記2つの電極は、筒状の陰極と、該筒状の陰極のほぼ中心に配置された棒状の陽極からなるものである請求項1ないし8のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
- 前記塩化物水溶液は、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムより選択された1種以上の塩化物の水溶液である請求項1ないし9のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。
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