JP6648390B2 - ｐＨ自動測定器付き次亜塩素酸水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、微酸性電解水を生成する装置に水素イオン指数（以下ｐＨという）測定機能を設け生成中の次亜塩素酸水のｐＨを自動で測定する機能を持つ次亜塩素酸水生成装置に関する。

本発明における自動で次亜塩素酸水のｐＨを測定する機能とは、塩素塩溶液もしくは塩酸もしくは希塩酸を被電解液とする有隔膜または、無隔膜電解槽にて生成された殺菌能力を有する電解生成水を淡水である原水（以下同じ）に添加し、電解水に調製された次亜塩素酸水のｐＨを測定する機能を言う。

当該次亜塩素酸水は、被電解液の電解時に生成される有効塩素成分に依り、殺菌作用を有するもので、当該電解水を添加した原水は一般細菌等が殺菌された上、殺菌機能をもつ水（以下次亜塩素酸水という）となる。これにより、当該次亜塩素酸水は被洗浄物の表面に付着している一般細菌類を殺菌する用途に使用される。

殺菌能力を有する電解生成液を水で希釈して調製された次亜塩素酸水を、洗浄殺菌に使用することはすでに提案されている。また、殺菌能力を有する電解生成水を清澄な水で希釈することにより、所定のｐＨに調整した次亜塩素酸水を生成する方法についてもすでに提案されている。

特開平８−３１８２７３号公報

特願２０１７−５１２１４６

電解水を生成、使用する事で問題になるのは次亜塩素酸水の有効塩素濃度と、次亜塩素酸種類において適切なｐＨを管理して洗浄することである。ちなみに次亜塩素酸水に於いて適切なｐＨは強酸性次亜塩素酸水がｐＨ２．７以下、弱酸性次亜塩素酸水が２．７〜５．０、微酸性次亜塩素酸水が５．０〜６．５である。

生成水の有効塩素濃度測定を監視する測定法はすでに提案されている。

しかしながら、現状の技術では生成される次亜塩素酸水のｐＨ測定を行っておらず、支障が生じる。本発明の目的は、生成される次亜塩素酸水のｐＨを測定、監視し、この問題を解消する次亜塩素酸水生成装置を提供することである。

本発明者は課題を解決するために、生成装置で生成する次亜塩素酸水を一部採取し、その次亜塩素酸水にｐＨ指示薬を加える事で変色することに着目し、変色した次亜塩素酸水の光の透過度、または色相を測定することでｐＨを測定する事とした。

この発明のある局面に従う次亜塩素酸水生成装置は希塩酸等を電解槽で電気分解し、その電解液を飲用可能な水に希釈し、主に食品などを洗浄する殺菌料として使用される。

好ましくは、測定容器内の次亜塩素酸水のｐＨを比色判定可能とするために、測定容器内の次亜塩素酸水に所定の液体を添加する添加手段を備える。

好ましくは、次亜塩素酸水生成装置は、測定したｐＨを表示する機能をさらに備える。

好ましくは、測定手段は、測定容器に取付けられ、測定容器内の変色した次亜塩素酸水の光の透過度を検出するための光を検出し、出力値をｐＨ値に変換する変換手段。または、変色した次亜塩素酸水の色の三原色（以下ＲＧＢと言う）を検出し、その出力値をｐＨ値に変換する変換手段を含む。

好ましくは、次亜塩素酸水生成装置は、検出手段から出力をされ得る電圧値または電流値と、ｐＨ値とが対応付けられた対応情報をあらかじめ記憶する記憶手段をさらに備え、変換処理手段は、記憶手段に記憶された対応情報に基づいて、検出手段からの出力値をｐＨに変換する。

好ましくは、次亜塩素酸水の変色に利用する指示薬は酸塩基指示薬のブロモチモールブルーの水溶液（以下ＢＴＢ溶液と言う）または食品添加物として使用可能なアントシアニン液を使用する。ＢＴＢ溶液、アントシアニン液とも次亜塩素酸水に添加した場合、無色透明の次亜塩素酸水がｐＨの違いにより異なった色に変色する。

好ましくは、生成時連続して次亜塩素酸水のｐＨを測定する事が望ましい。この場合測定毎に同じ動作で測定を繰り返す事になる。

好ましくは、測定容器の側壁に、測定容器内の次亜塩素酸水量を一定にするため、オーバーフロー口が設けられている。また、測定容器上方、下方には次亜塩素酸水を流入、排水するための測定用バルブをさらに備える。

また、次亜塩素酸水生成装置は、測定手段に測定結果に基づいて、測定値を報知する報知手段をさらに備えても良い。

好ましくは、次亜塩素酸水生成装置は測定容器の測定様子を可視可能とするため測定容器を照らす照明具をさらに備える。照明具は生成装置の照明を兼ねても良い。

本発明に依れば簡易な構造で次亜塩素酸水のｐＨを検知し、判定する事ができる。その結果、次亜塩素酸水の水質を管理する事が可能となる。

本発明の実施の形態に係わる次亜塩素酸水生成装置の配管構成例を示す図である。 本発明の実施の形態において、測定容器に電解水が貯水された状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる機能構成例を示すブロック図である。 次亜塩素酸水に「ＢＴＢ溶液」規定量添加し、変色した水の色見本である。 次亜塩素酸水に「アントシアニン溶液」規定量添加し、変色した次亜塩素酸水の色見本である ＢＴＢ溶液を添加して変色した次亜塩素酸水を可視光透過率測定器で光の透過度を測定し、０〜５Ｖ出力を実測した次亜塩素酸水とｐＨの関係を示すグラフである。 アントシアニン溶液を添加して変色した次亜塩素酸水を可視光透過率測定器で光の透過度を測定し、０〜５Ｖ出力を実測した次亜塩素酸水とｐＨの関係を示すグラフである。 アントシアニン溶液を添加して変色した次亜塩素酸水をｐＨ６を５Ｖ出力と設定した色相検知器で測定した次亜塩素酸水のｐＨと０〜５Ｖ出力を実測した関係を示すグラフである。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

図１および図２を参照して本実施の形態に係わる自動でｐＨ自動測定器付き次亜塩素酸水生成装置（１３）について説明する。

次亜塩素酸水装置生成部（２）は飲用適の水を配管（１）で装置に導入し、被電解液を電解槽（図示せず）で電解した電解液と混合する事で生成される。生成された変色した次亜塩素酸水は同装置出口（３）より出口配管（４）で外部に供給される。その手前を分岐（５）し、ｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）が開き、流量調整弁（７）を介し、配管（８）で検知部（９）に導入される。

この際ｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）は検知したいタイミングで開くようあらかじめ設定され、流量調整弁（７）もあらかじめ適切な流量が流れる様に開度を調整し設定しておく。

ｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）が開くと同時にｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁（１２）を開くと供給された次亜塩素酸水は検知部（９）を通過し検知器出口管（１９ａ）、ｐＨ測定用電解水出口電磁弁（１２）、排水管（１９ｂ）を通過し排水され、検知部（９）内の洗浄となる。５〜１０秒程度で洗浄は完了するのでそのタイミングでｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁（１２）を閉じ、次にｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）を閉じる。

流入した次亜塩素酸水は検知部（９）オーバーフロー口（２２）からオーバーフロー配水管（１０）で排水され、検知部（９）には規定量の次亜塩素酸水が貯液される。

検知部（９）は透明な容器であり、たとえば直径２０ｍｍ長さ１５０ｍｍの円筒形の形状を成し、容量は１７ｍＬ程度であり、装置側壁から支持され、垂直方向に設置されている。

本実施形態のｐＨ自動計測装置付き次亜塩素酸水生成装置は、検知部（９）に溜められた次亜塩素酸水に自動的にアントシアニン液またはＢＴＢ溶液を添加する添加手段を（機構）を備えている。すなわち添加手段として例えばアントシアニン溶液を貯留する液体容器（１４）とアントシアニン液を検知部（９）に導くための添加経路（１５）と添加経路上に設けられた容積式ポンプ（１６）を有している。つまり添加経路（１５）は容積式ポンプ（１６）よりも上流側の（１５ａ）と、容積式ポンプ（１６）の下流側の供給管（１５ｂ）（１５ｃ）とにより構成されている。添加経路（１５）の供給管（１５ｂ）と供給管（１５ｃ）の間には液体容器（１４）への液体の逆流を防止するための逆止弁（１８）が設けられている。

検知部（９）には、次亜塩素酸水入口（２１）と、添加口（２３）と、排水口（２４）と、オーバーフロー口（２２）とが設けられている。

添加口（２３）は添加経路（１５）の逆止弁下流の供給管（１５Ｃ）の端部と連通する。添加口（２３）は図１および図２に示されるように検知部側壁部に設けられているが天壁部に設けられてもよい。

排水口（２４）は、検知部（９）の底壁部に設けられ、排水経路（１９）が接続されている。排水経路（１９）上には、制御装置（１７）によって開閉制御されるｐＨ測定用次亜塩素酸水排水電磁弁（１２）が設けられている。ｐＨ測定用電解水排水電磁弁（１２）が開状態のとき。検知部（９）内の次亜塩素酸水が排水経路（１９）を介して排水される。

オーバーフロー口（２２）は検知部（９）の側壁に設けられ、排水経路（１０）に接続される。オーバーフロー口（２２）は、添加口（２３）より低い位置に設けられる。

検知部に溜められた次亜塩素酸水に所定量を液体容器（１４）に溜められたアントシアニン液が添加されると次亜塩素酸水はｐＨ値によって変色する。ｐＨが低い状態で赤く、中性ではピンク色に、高い場合は青く変色する。

検知部は当該装置の扉正面に設置される、したがってユーザーは、たとえば、ｐＨに応じた見本色と比較する事で、目視によりｐＨを判断する事ができる。すねわち、検知部から目視できる検知部（９）内の液体色から、直感的にｐＨ値を把握する事ができる。

本実施の形態では検知部を照らす照明具（２０）を設けている。したがって当該装置が暗い位置に設置されていたとしても、検知部（９）内の色を確認する事が出来る。また、照明の光量を一定とすることで、安定的に比色判定を行う事ができる。

このように、目視により次亜塩素酸水のｐＨを把握することができるが、本実施の形態に係わるｐＨ自動測定器付き次亜塩素酸水装置（１３）には、さらに、電解水のｐＨを測定する機能を有している。この測定機能は、検知部（９）に取り付けられている検出器（１１）と、シーケンサーとしての制御装置（１７）とによって実現される。

検出器（１１）は、試料を通過した光の割合（透過度）を定量的に測定する吸光光度計または、あらかじめ検出したい色のＲＧＢ（色の三原色）を登録しておき、その一致度を測定することで計測する色相検知器が有り、たとえば、吸光光度計は発光器としてのＬＥＤと、受光器としてのフォトセンサ（フォトトランジスタ）とで構成されている。光の透過度は、フォトセンサから出力される電圧値（たとえば０〜５Ｖ）により表わされる。なお、フォトセンサから電流値（たとえば４〜２０ｍＡ）が出力されても良い。色相検知器も同様に前記のＲＧＢの一致度を電圧値（０〜５Ｖ）または電流値（たとえば４〜２０ｍＡ）で出力される。

次に、図７を参照して、制御装置（１７）の機能構成について説明する。図３を参照して、制御装置（１７）は各種演算処理を行う制御部（５１）と、各種データ及びプログラムを記憶するための記憶部（５２）と、ユーザーからの指示を受け付ける操作部（５３）と、時計動作を行う計時部（５４）と、検出器（１１）からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（５５）とを含む。

制御部（５１）は上記したｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）、ｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁（１２）、および容積式ポンプ（１６）に電気的に接続されている。制御部はたとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実現される。

制御部（５１）は、その機能として、電解水生成部（５１１）と、測定処理部５１２とを有する。

電解水生成部（５１１）は電解水の生成を実行する。測定処理部（５１２）は、検知部（９）に電解水を貯水し、貯水した電解水のｐＨを測定する処理を実行する。具体的にはｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）、ｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁（１２）の開閉制御、容積式ポンプ（１６）のＯＮ／ＯＦＦ制御、検出器（１１）への電源供給などを行う。

測定処理部（５１２）は、ｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁（６）、ｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁（１２）を閉状態として、容積式ポンプ（１６）を一定期間駆動することにより、液体容器（１４）のアントシアニン液を一定量、検知部（９）に注入、添加する。

また、測定処理部（５１２）は、検知部（９）内の変色後の次亜塩素酸水の光の透過度または色相を検出する検出器（１１）より送られるアナログ信号を、ｐＨ値に変換する処理を行う。
本実施での形態では、検出器（１１）と、Ａ／Ｄ変換機（５５）と、測定処理部（５１２）とが、次亜塩素酸水のｐＨを測定するための測定部（６０）に含まれる。

記憶部（５２）には、検出器（１１）のから出力され得る電圧値と、ｐＨ値とが対応付けられた対応情報があらかじめ記憶されている。対応情報は、実験により定められている。

実験では、様々なｐＨ値の次亜塩素酸水１５ｍＬにＢＴＢ溶液５ｍＬを添加し、その液体に対し、光検出器（１１）で光の透過度を測定した場合の出力電圧値を測定した。試料である次亜塩素酸水のｐＨと、光検出器（１１）からの関係は表１の通りである。同じく次亜塩素酸水１５ｍＬにアントシアニン液５ｍＬを添加した関係は表２の通りである。

上の表の実験結果をグラフ化したものが図６および図７に示されている、図６のグラフに示されるように、検出器（１１）からの出力電圧値は、ｐＨにほぼ比例している。したがって次亜塩素酸水のｐＨと電圧値の関係は近似可能である。記憶部（５２）には、対応情報として、近似値を記憶しても良いし、データーテーブルが記憶されていても良い。なお、検出器（１１）から電流が出力される場合も同様に、出力電流値は次亜塩素酸水のｐＨにほぼ比例する。

同様に、様々なｐＨ値の次亜塩素酸水１５ｍＬにアントシアニン溶液５ｍＬを添加し、その液体に対し、色相検出器（１１）でＲＧＢの一致度を測定した。あらかじめｐＨ６の検出値をＤＣ５Ｖに設定し、その一致度を測定した場合の出力電圧値を測定した。試料である次亜塩素酸水のｐＨと、色相検出器（１１）からの関係は表３の通りである。

上の表の実験結果をグラフ化したものが図８に示されている、図８のグラフに示されるように、色相検出器（１１）からの出力電圧値は、基準値のｐＨ６はＤＣ５Ｖとして各ｐＨ時と比較しているが、目標とするｐＨを基準値とすれば、測定したｐＨが目標の範囲外か範囲内かが判定可能となる。したがって目標とするする次亜塩素酸水のｐＨと電圧値の関係は近似可能である。光の透過度を測定する検出器（１１）と同様な方法で、記憶部（５２）には、対応情報として、近似値を記憶しても良いし、データーテーブルが記憶されていても良い。

次に、検出器（１１）から出力された電圧値を上記の方法でＡ／Ｄ変換器（５５）でｐＨ値に変換し、数値またはレベルとして表示部（図示せず）に表示する。あるいは照明具（２０）の発光色を変えることで表示させても良い、つまり、照明具（２０）はｐＨ値を報知する報知手段として機能させることもできる。この場合ユーザーは検知部（９）内の色の変化を見なくとも直感的にｐＨ値を把握する事ができる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる事を意図される。

（１） 次亜塩素酸水生成水入口配管
（２） 次亜塩素酸水生成部
（３） 次亜塩素酸水出口
（４） 次亜塩素酸水供給配管
（５） 次亜塩素酸水サンプリング分岐
（６） ｐＨ測定用次亜塩素酸水入口電磁弁
（７） 流量調整弁
（８） 検知部入口配管
（９） 検知部
（１０） オーバーフロー配管
（１１） 検出器
（１２） ｐＨ測定用次亜塩素酸水出口電磁弁
（１３） ｐＨ自動測定器付き次亜塩素酸水生成装置
（１４） 液体容器
（１５） 添加経路
（１６） 容積式ポンプ
（１７） 制御装置
（１８） 逆止弁
（１９） 排水経路
（２０） 照明具
（２１） 検知器次亜塩素酸水入口
（２２） 検知器オーバーフロー口
（２３） 検知器排水口
（５１） 制御部
（５２） 記憶部
（５３） 操作部
（５４） 計時部
（５５） Ａ／Ｄ変換器
（６０） 測定部
（６２） 電源
（５１１） 次亜塩素酸水生成部
（５１２） 測定処理部
（５１３） 判定部

Claims (2)

1. 生成された次亜塩素酸水を自動的に検知器にサンプリングし、次亜塩素酸水の水素イオン指数（ｐＨ）を変色法に依り検知する機能を持ち、前記検知器内の次亜塩素酸水のｐＨを比色検知可能とするために、前記検知器内の次亜塩素酸水に所定の液体を添加する添加手段を備え、前記検知器で検知されたｐＨ値は表示器に表示され、且つ検知器を視認確認するために、照明具が設けられ、この照明具がｐＨ値によって照明色が変化し、ｐＨ値が直感的に判断できることを特徴とする次亜塩素酸水生成置。
2. 変色した次亜塩素酸水のｐＨを検出するための検出手段と、前記検出手段からの出力をｐＨ値に変換する変換処理手段とを含み、前記検出手段から出力され得る電圧値または電流値と、ｐＨとが対応付けられた対応情報をあらかじめ記憶する記憶手段をさらに備え、前記変換手段は、前記記憶手段に記憶された前記対応情報に基づいて、前記検出手段からの出力値をｐＨ値に変換する請求項１に記載の次亜塩素酸水生成装置。