JP6831570B2 - Electrolyzed water generator - Google Patents

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本発明は、電解水生成装置に関する。 The present invention relates to an electrolyzed water generator.

一般に、電解水生成装置において生成される電解水には、アルカリ水、弱酸性水、強酸性水等がある。アルカリ水は、脱脂、洗浄、防錆等の効果を有するといわれている。強酸性水は、洗浄、殺菌、アストリンゼント（収れん）等の効果を有するといわれている。弱酸性水は、洗浄、殺菌、漂白、脱臭、アストリンゼント等の効果を有するといわれている。 Generally, the electrolyzed water generated in the electrolyzed water generator includes alkaline water, weakly acidic water, strongly acidic water and the like. Alkaline water is said to have effects such as degreasing, cleaning, and rust prevention. Hypochlorous acid water is said to have effects such as cleaning, sterilization, and astringent (astringent). Weakly acidic water is said to have effects such as cleaning, sterilization, bleaching, deodorization, and astringent.

次亜塩素酸は、ｐＨによって状態が変化することが知られている。例えば、ｐＨが２．０〜３．５程度の領域では、下記式（１）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が溶存塩素ガス（Ｃｌ２）に変化する。

Figure 0006831570
It is known that the state of hypochlorous acid changes depending on the pH. For example, in the region where the pH is about 2.0 to 3.5, a part of hypochlorous acid (HClO) is changed to dissolved chlorine gas (Cl 2 ) by the reaction of the following formula (1).
Figure 0006831570

ｐＨが８〜９程度の領域では、下記式（２）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）と水素イオン（Ｈ＋）に解離する。

Figure 0006831570
In the pH range of about 8 to 9, a part of hypochlorous acid (HClO) is dissociated into hypochlorite ion (ClO − ) and hydrogen ion (H + ) by the reaction of the following formula (2).
Figure 0006831570

ｐＨが５．０〜６．５程度の領域では、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が高比率（約９０％以上）で存在する。 In the region where the pH is about 5.0 to 6.5, non-dissociative hypochlorous acid (HClO) is present in a high proportion (about 90% or more).

水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）の中で最も殺菌力が強く安全性が高いのは、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、次亜塩素酸の濃度の高いｐＨ５．０〜６．５の次亜塩素酸水は、口腔内の洗浄、衣類の洗浄殺菌、漂白、野菜類等の洗浄殺菌、哺乳瓶等の食器の洗浄殺菌、手指の除菌、近年においては歯科用殺菌水(例えば、特許文献１、２)として使用されている。 Of the hypochlorous acid (HClO), hypochlorous acid ion (ClO − ), and dissolved chlorine gas (Cl 2 ) in water, the most bactericidal and safest is hypochlorous acid (HClO). Hypochlorous acid water with a high concentration of hypochlorous acid of pH 5.0 to 6.5 is used for cleaning the oral cavity, sterilizing clothes, bleaching, sterilizing vegetables, etc., and tableware such as baby bottles. It has been used for washing and sterilizing, disinfecting fingers, and in recent years as dental sterilizing water (for example, Patent Documents 1 and 2).

一般的に、電解水生成装置には、陽極と陰極の間に隔膜のない一室型電解槽を用いるものと、陽極と陰極がイオン交換膜等の隔膜で仕切られた二室型電解槽を用いるものと、両方を併用するものとがある。例えば、特許文献３には、一室型の無隔膜電解槽を用いて、所定濃度の塩酸（ＨＣｌ）水溶液に所定量の食塩（ＮａＣｌ）を溶解させてなる水溶液を電解して、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水を生成することのできる電解水生成装置が開示されている。 Generally, the electrolyzed water generator uses a one-chamber type electrolytic cell having no diaphragm between the anode and the cathode, and a two-chamber type electrolytic cell in which the anode and the cathode are separated by a diaphragm such as an ion exchange membrane. Some are used and some are used in combination. For example, in Patent Document 3, a one-chamber type non-diaphragm electrolytic cell is used to electrolyze an aqueous solution obtained by dissolving a predetermined amount of sodium chloride (NaCl) in a predetermined concentration of hydrochloric acid (HCl) aqueous solution to electrolyze pH 3 to 7. An electrolyzed water generator capable of producing the hypochlorous acid water of the above is disclosed.

特許文献４には、二室型電解槽を用いた電解水生成装置であって、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物塩と、メタケイ酸ナトリウム等の水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む溶液を添加した水を電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させて、強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成することのできる電解水生成装置が開示されている。 Patent Document 4 is an electrolyzed water generator using a two-chamber electrolytic cell, which includes a chloride salt such as sodium chloride and potassium chloride and a compound which is soluble in water and exhibits alkalinity such as sodium metasilicate. The water to which the solution was added was electrolyzed to generate strong alkaline water having a pH of 10 to 12.5 on the cathode side of the electrolytic cell, and hypochlorite sterilizing water having a pH of 3 to 7.5 on the anode side. An electrolyzed water generator capable of simultaneously producing strong alkaline water and hypochlorite sterilized water is disclosed.

特許文献５には、二室型の有隔膜電解槽で水を電解し、得られたアルカリ水と酸性水を一対の排水管から各別に排出し、一室型の無隔膜電解槽で塩化物水溶液を電解して次亜塩素酸を含む水を調整し、この次亜塩素酸を含む水を排出する排出管を、有隔膜電解槽からの排出管に接続して、アルカリ水、酸性水、及び次亜塩素酸水を適宜混合し、ｐＨが３〜７程度で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を多く含むソフト殺菌水と、ｐＨが３以下で塩素（Ｃｌ２）を多く含むハード殺菌水とを供給する装置が開示されている。 In Patent Document 5, water is electrolyzed in a two-chamber type diaphragmatic electrolytic cell, the obtained alkaline water and acidic water are separately discharged from a pair of drain pipes, and chloride is produced in a one-chamber type non-diaphragm electrolytic cell. The aqueous solution is electrolyzed to adjust the water containing hypochlorous acid, and the discharge pipe for discharging the water containing hypochlorous acid is connected to the discharge pipe from the diaphragmatic electrolytic cell to form alkaline water, acidic water, etc. And hypochlorous acid water are appropriately mixed, and soft sterilizing water having a pH of about 3 to 7 and containing a large amount of hypochlorous acid (HClO) and hard sterilizing water having a pH of 3 or less and containing a large amount of chlorine (Cl 2 ) The device for supplying the device is disclosed.

特許文献６には、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム等の塩化物塩を含む水溶液を電解して、陰極側でｐＨ１０．５〜１３．５の強アルカリ水を生成し、陽極側で塩素ガス（Ｃｌ２）を含む強酸性水を生成して、この強酸性水を水と混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水を調整する、強アルカリ水、強酸性水、次亜塩素酸水の同時生成方法が開示されている。 In Patent Document 6, a two-chamber type diaphragm electrolyzer is used to electrolyze an aqueous solution containing a chloride salt such as sodium chloride to generate hypochlorous acid water having a pH of 10.5 to 13.5 on the cathode side, and an anode. Hypochlorous acid water containing chlorine gas (Cl 2 ) is generated on the side, and this hypochlorous acid water is mixed with water to adjust hypochlorous acid water with a pH of 3 to 7.5. , A method for simultaneously producing hypochlorous acid water is disclosed.

特許文献７には、隔膜によって仕切られた第１電解室、第２電解室、及び中央電解室を備え、それらの電解室内に設けられた第１〜第４の電極対の極性を切り替えることによって、弱酸性水、微酸性水、強酸性水、及びアルカリ水を任意に選択して生成することのできる電解水生成装置が開示されている。 Patent Document 7 includes a first electrolysis chamber, a second electrolysis chamber, and a central electrolysis chamber partitioned by a diaphragm, and by switching the polarity of the first to fourth electrode pairs provided in these electrolysis chambers. , A weakly acidic water, a slightly acidic water, a strongly acidic water, and an electrolyzed water generator capable of arbitrarily selecting and generating alkaline water are disclosed.

国際公開ＷＯ２００９／０９８８７０International release WO2009 / 098870 国際公開ＷＯ２００７／０７２６９７International release WO2007 / 072697 特開平４−１３１１８４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-131184 特開平９−２６２５８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-262587 特開平６−３１２１８９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-31189 特開平１０−７６２７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-76270 特開２０１５−１１２５７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-12570

例えば上記特許文献７に開示された電解水生成装置では、第１電解室及び第２電解室でアルカリ水を生成すると、中央電解室に電解質水溶液を循環させている循環タンク内のｐＨが低下し、循環タンクの内部で大量の塩素ガスが発生してしまうという問題があった。また、特許文献７に開示された電解水生成装置では、第１電解室及び第２電解室で微酸性水あるいは弱酸性水を連続で生成すると、循環タンク内のｐＨが上昇し、生成水のｐＨも上昇するため、生成された微酸性水あるいは弱酸性水の有効塩素濃度が低下してしまうという問題があった。さらに、特許文献７に開示された電解水生成装置では、循環タンクに水を補給する必要があるため、循環タンクからオーバーフロー水が排出されるという問題があった。また、従来の電解水生成装置では、生成する微酸性水あるいは弱酸性水のｐＨ及び有効塩素濃度が安定しないという問題があった。 For example, in the electrolyzed water generator disclosed in Patent Document 7, when alkaline water is generated in the first electrolysis chamber and the second electrolysis chamber, the pH in the circulation tank in which the aqueous electrolyte solution is circulated in the central electrolysis chamber is lowered. There was a problem that a large amount of chlorine gas was generated inside the circulation tank. Further, in the electrolyzed water generator disclosed in Patent Document 7, when slightly acidic water or weakly acidic water is continuously generated in the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, the pH in the circulation tank rises and the generated water is generated. Since the pH also rises, there is a problem that the effective chlorine concentration of the produced slightly acidic water or weakly acidic water decreases. Further, in the electrolyzed water generator disclosed in Patent Document 7, since it is necessary to replenish the circulation tank with water, there is a problem that overflow water is discharged from the circulation tank. Further, the conventional electrolyzed water generator has a problem that the pH and effective chlorine concentration of the slightly acidic water or the weakly acidic water to be generated are not stable.

そこで、本発明は、安定したｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を生成することのできる電解水生成装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electrolyzed water generator capable of producing slightly acidic water or weakly acidic water having a stable pH and effective chlorine concentration.

本発明の電解水生成装置は、以下の通りである。
（１）第１電解室と、第２電解室と、前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室の間、及び、前記第２電解室と前記中央電解室の間に配置された隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１電解室及び前記第２電解室に供給される原水中に電解質を供給する電解質供給手段と、
前記中央電解室に電解促進剤を循環させる電解促進剤循環手段と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
（２）前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段をさらに備え、
前記第１電解室及び前記第２電解室において微酸性または弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となる、上記（１）に記載の電解水生成装置。
（３）前記第１電解室及び前記第２電解室においてアルカリ水を生成する第２の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陰極、前記第６電極が陽極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となる、上記（２）に記載の電解水生成装置。 The electrolyzed water generator of the present invention is as follows.
(1) A first electrolysis chamber, a second electrolysis chamber, and a central electrolysis chamber arranged between the first electrolysis chamber and the second electrolysis chamber.
A diaphragm arranged between the first electrolysis chamber and the central electrolysis chamber and between the second electrolysis chamber and the central electrolysis chamber.
A first electrode pair composed of a first electrode provided in the first electrolysis chamber and a second electrode provided in the central electrolysis chamber, and a pair of electrodes.
A second electrode pair composed of a third electrode provided in the first electrolysis chamber and a fourth electrode provided in the central electrolysis chamber, and
A third electrode pair composed of a fifth electrode provided in the second electrolysis chamber and a sixth electrode provided in the central electrolysis chamber, and a third electrode pair.
A fourth electrode pair consisting of a seventh electrode provided in the second electrolysis chamber and an eighth electrode provided in the central electrolysis chamber, and a fourth electrode pair.
A power supply that applies a voltage to the first to fourth electrode pairs, and
An electrolyte supply means for supplying an electrolyte to the raw water supplied to the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, and
An electrolyzed water generator comprising: an electrolysis accelerator circulating means for circulating an electrolysis accelerator in the central electrolysis chamber.
(2) Further provided with a polarity switching means for switching the polarity of at least one of the first to fourth electrode pairs.
In the first operation mode in which slightly acidic or weakly acidic hypochlorous acid water is generated in the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, the first electrode is an anode, the second electrode is a cathode, and the third electrode is the third electrode. The electrolyzed water generation according to (1) above, wherein the fourth electrode is an anode, the fifth electrode is an anode, the sixth electrode is a cathode, the seventh electrode is a cathode, and the eighth electrode is an anode. apparatus.
(3) In the second operation mode in which alkaline water is generated in the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the third electrode is a cathode, and the second electrode. The electrolyzed water generator according to (2) above, wherein the fourth electrode is an anode, the fifth electrode is a cathode, the sixth electrode is an anode, the seventh electrode is a cathode, and the eighth electrode is an anode.

（４）第１電解室と、第２電解室と、前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記第２電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記第２電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第１及び第２の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第２電解室に供給される原水中に電解質を供給する電解質供給手段と、
前記第１電解室に電解促進剤を循環させる電解促進剤循環手段と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
（５）前記第１及び第２の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段をさらに備え、
前記第２電解室において微酸性または弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となる、上記（４）に記載の電解水生成装置。
（６）前記第２電解室においてアルカリ水を生成する第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となる、上記（５）に記載の電解水生成装置。 (4) A first electrolytic chamber, a second electrolytic chamber, and a diaphragm arranged between the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber.
A first electrode pair composed of a first electrode provided in the first electrolysis chamber and a second electrode provided in the second electrolysis chamber, and a pair of electrodes.
A second electrode pair composed of a third electrode provided in the first electrolysis chamber and a fourth electrode provided in the second electrolysis chamber, and
A power supply that applies a voltage to the first and second electrode pairs, and
An electrolyte supply means for supplying an electrolyte to the raw water supplied to the second electrolysis chamber,
An electrolyzed water generating apparatus including an electrolysis accelerator circulating means for circulating an electrolysis accelerator in the first electrolysis chamber.
(5) Further provided with a polarity switching means for switching the polarity of at least one of the first and second electrode pairs.
In the first operation mode in which slightly acidic or weakly acidic hypochlorous acid water is generated in the second electrolytic chamber, the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the third electrode is an anode, and the fourth electrode. The electrolyzed water generator according to (4) above, wherein the electrode serves as a cathode.
(6) In the second operation mode in which alkaline water is generated in the second electrolysis chamber, the first electrode serves as an anode, the second electrode serves as a cathode, the third electrode serves as an anode, and the fourth electrode serves as a cathode. , The electrolyzed water generator according to (5) above.

（７）前記電解促進剤は、アルカリ性水溶液である、上記（１）から（６）のうちいずれかに記載の電解水生成装置。 (7) The electrolyzed water generator according to any one of (1) to (6) above, wherein the electrolysis accelerator is an alkaline aqueous solution.

（８）前記アルカリ性水溶液は、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、又は、炭酸水素ナトリウム水溶液である、上記（７）に記載の電解水生成装置。 (8) The electrolyzed water generator according to (7) above, wherein the alkaline aqueous solution is a potassium carbonate aqueous solution, a sodium carbonate aqueous solution, or a sodium hydrogen carbonate aqueous solution.

（９）前記電解質は、塩化ナトリウム又は塩化カリウムである、上記（１）から（８）のうちいずれかに記載の電解水生成装置。 (9) The electrolyzed water generator according to any one of (1) to (8) above, wherein the electrolyte is sodium chloride or potassium chloride.

（１０）前記隔膜は、非透水性イオン交換膜である、上記（１）から（９）のうちいずれかに記載の電解水生成装置。 (10) The electrolyzed water generator according to any one of (1) to (9) above, wherein the diaphragm is a non-permeable ion exchange membrane.

本発明によれば、安定したｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を生成することのできる電解水生成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrolyzed water generator capable of producing slightly acidic water or weakly acidic water having a stable pH and effective chlorine concentration.

本発明の第１実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrolyzed water generation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrolyzed water generation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解水生成装置の概略構成図である。
図１に示すように、電解水生成装置１０は、第１電解室１２と、第２電解室１４と、第１電解室１２と第２電解室１４の間に配置された中央電解室１６を備えている。第１電解室１２と中央電解室１６の間には、第１の隔膜１８が配置されている。第２電解室１４と中央電解室１６の間には、第２の隔膜２０が配置されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrolyzed water generator according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the electrolyzed water generator 10 includes a first electrolysis chamber 12, a second electrolysis chamber 14, and a central electrolysis chamber 16 arranged between the first electrolysis chamber 12 and the second electrolysis chamber 14. I have. A first diaphragm 18 is arranged between the first electrolysis chamber 12 and the central electrolysis chamber 16. A second diaphragm 20 is arranged between the second electrolysis chamber 14 and the central electrolysis chamber 16.

電解水生成装置１０は、第１電解室１２に設けられた第１電極２２及び中央電解室１６に設けられた第２電極２４からなる第１の電極対２６と、第１電解室１２に設けられた第３電極２８及び中央電解室１６に設けられた第４電極３０からなる第２の電極対３２と、第２電解室１４に設けられた第５電極３４及び中央電解室１６に設けられた第６電極３６からなる第３の電極対３８と、第２電解室１４に設けられた第７電極４０及び中央電解室１６に設けられた第８電極４２からなる第４の電極対４４を備えている。 The electrolytic water generator 10 is provided in the first electrode pair 26 composed of the first electrode 22 provided in the first electrolytic chamber 12 and the second electrode 24 provided in the central electrolytic chamber 16, and in the first electrolytic chamber 12. The second electrode pair 32 composed of the third electrode 28 and the fourth electrode 30 provided in the central electrolytic chamber 16 and the fifth electrode 34 and the central electrolytic chamber 16 provided in the second electrolytic chamber 14 are provided. A third electrode pair 38 composed of a sixth electrode 36 and a fourth electrode pair 44 composed of a seventh electrode 40 provided in the second electrolytic chamber 14 and an eighth electrode 42 provided in the central electrolytic chamber 16 are provided. I have.

電解水生成装置１０は、第１の電極対２６及び第３の電極対３８に電圧を印加する第１の電源ＰＷ１と、第２の電極対３２及び第４の電極対４４に電圧を印加する第２の電源ＰＷ２を備えている。 The electrolyzed water generator 10 applies a voltage to the first power supply PW1 that applies a voltage to the first electrode pair 26 and the third electrode pair 38, and to the second electrode pair 32 and the fourth electrode pair 44. It is provided with a second power supply PW2.

電解水生成装置１０は、第１の電極対２６の極性を切り替えることのできる第１の極性切替手段４６と、第３の電極対３８の極性を切り替えることのできる第２の極性切替手段４８を備えている。ここで、「極性を切り替える」とは、陰極と陽極を反転させることを意味する。 The electrolyzed water generator 10 includes a first polarity switching means 46 capable of switching the polarity of the first electrode pair 26 and a second polarity switching means 48 capable of switching the polarity of the third electrode pair 38. I have. Here, "switching the polarity" means inverting the cathode and the anode.

電解水生成装置１０は、第２の電極対３２に流れる電流を調整することのできる第１の電流調整手段５０と、第４の電極対４４に流れる電流を調整することのできる第２の電流調整手段５２を備えている。 The electrolyzed water generator 10 has a first current adjusting means 50 capable of adjusting the current flowing through the second electrode pair 32 and a second current capable of adjusting the current flowing through the fourth electrode pair 44. The adjusting means 52 is provided.

第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０は、非透水性のイオン交換膜によって構成されている。このイオン交換膜は、陽イオン交換膜でもよく、陰イオン交換膜でもよい。第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０は、好ましくは非透水性の陽イオン交換膜である。 The first diaphragm 18 and the second diaphragm 20 are composed of a non-permeable ion exchange membrane. The ion exchange membrane may be a cation exchange membrane or an anion exchange membrane. The first diaphragm 18 and the second diaphragm 20 are preferably impermeable cation exchange membranes.

第１〜第８電極には、公知の電極材料を用いることが可能である。例えば、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる１種又は２種以上の金属を含む膜を被覆した電極を用いることが可能である。電極の形状は特に制限するものではなく、例えば長方形の板状の電極を用いることが可能である。次亜塩素酸の生成効率を考慮した場合、例えばチタン又はチタン合金からなる基材に、白金とイリジウムの混合メッキを被覆した電極を用いることが好ましい。 A known electrode material can be used for the first to eighth electrodes. For example, it is possible to use an electrode in which a substrate made of titanium or a titanium alloy is coated with a film containing one or more metals selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium and tantalum. The shape of the electrode is not particularly limited, and for example, a rectangular plate-shaped electrode can be used. Considering the production efficiency of hypochlorous acid, it is preferable to use an electrode in which a base material made of titanium or a titanium alloy is coated with a mixed plating of platinum and iridium, for example.

第１の電源ＰＷ１及び第２の電源ＰＷ２には、公知の直流電源を用いることが可能であり、例えば、定電流又は定電圧スイッチング電源を用いることが可能である。 A known DC power supply can be used for the first power supply PW1 and the second power supply PW2, and for example, a constant current or constant voltage switching power supply can be used.

第１の極性切替手段４６及び第２の極性切替手段４８には、電極対に印加される電圧の極性を切り替えることのできる（陽極と陰極を反転させることのできる）公知の装置を用いることが可能である。このような装置として、例えば、極性切り替えリレースイッチを用いることが可能である。 For the first polarity switching means 46 and the second polarity switching means 48, a known device capable of switching the polarity of the voltage applied to the electrode pair (which can invert the anode and the cathode) can be used. It is possible. As such a device, for example, a polarity changeover relay switch can be used.

第１の電流調整手段５０及び第２の電流調整手段５２には、各電極対に流れる電流の大きさを調整することのできる機器であれば、どのような機器を用いることも可能である。 As the first current adjusting means 50 and the second current adjusting means 52, any device can be used as long as it is a device capable of adjusting the magnitude of the current flowing through each electrode pair.

図１に示すように、電解水生成装置１０は、電解水の生成によって消費される電解質を補充するための電解質補充タンク５４を備えている。この電解質補充タンク５４内で調製された電解質水溶液は、第１電解室１２及び第２電解室１４に供給される原水中に添加される。 As shown in FIG. 1, the electrolyzed water generator 10 includes an electrolyte replenishment tank 54 for replenishing the electrolyte consumed by the generation of the electrolyzed water. The aqueous electrolyte solution prepared in the electrolyte replenishment tank 54 is added to the raw water supplied to the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14.

電解質補充タンク５４には、水に溶解させて電解質水溶液を調製するための電解質５６が充填されている。電解質５６としては、例えば塩化物塩を用いることができる。例えば、厚生労働省で食品添加物として認められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。この中では、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。 The electrolyte replenishment tank 54 is filled with an electrolyte 56 for preparing an aqueous electrolyte solution by dissolving it in water. As the electrolyte 56, for example, a chloride salt can be used. For example, at least one chloride salt selected from the group consisting of calcium chloride, ammonium chloride, sodium chloride and potassium chloride, which is recognized as a food additive by the Ministry of Health, Labor and Welfare, can be used. Among these, sodium chloride and / or potassium chloride is preferably used in consideration of the molecular weight of the chloride salt, the availability, the ease of storage management, the solubility and the like.

電解質補充タンク５４の上部には、電解質補充タンク５４の内部に水を補充するための水補充配管５８が接続されている。
また、電解質補充タンク５４には、電解質補充タンク５４内の液面が一定となるように水補充配管５８からの水量を制御するためのフロートバルブ６０が設置されている。 A water replenishment pipe 58 for replenishing water is connected to the upper part of the electrolyte replenishment tank 54 inside the electrolyte replenishment tank 54.
Further, the electrolyte replenishment tank 54 is provided with a float valve 60 for controlling the amount of water from the water replenishment pipe 58 so that the liquid level in the electrolyte replenishment tank 54 becomes constant.

電解水生成装置１０は、第１電解室１２及び第２電解室１４に原水を供給するための原水供給配管６２を備えている。原水供給配管６２は、電解質補充タンク５４に水を補充するための水補充配管５８に分岐している。また、原水供給配管６２は、第１電解室１２及び第２電解室１４の下部にそれぞれ接続している。 The electrolyzed water generator 10 includes a raw water supply pipe 62 for supplying raw water to the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. The raw water supply pipe 62 is branched into a water replenishment pipe 58 for replenishing the electrolyte replenishment tank 54 with water. Further, the raw water supply pipe 62 is connected to the lower parts of the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14, respectively.

電解質補充タンク５４内で調製された電解質水溶液は、電解質供給ポンプ６４によって、原水供給配管６２を流れる原水中に送り込まれる。電解質補充タンク５４及び電解質供給ポンプ６４が、本発明の「電解質供給手段」に対応している。原水供給配管６２を流れる原水中に送り込まれる電解質水溶液の量は、電解質供給ポンプ６４によって調整することができる。 The electrolyte aqueous solution prepared in the electrolyte replenishment tank 54 is sent into the raw water flowing through the raw water supply pipe 62 by the electrolyte supply pump 64. The electrolyte replenishment tank 54 and the electrolyte supply pump 64 correspond to the "electrolyte supply means" of the present invention. The amount of the aqueous electrolyte solution sent into the raw water flowing through the raw water supply pipe 62 can be adjusted by the electrolyte supply pump 64.

第１電解室１２及び第２電解室１４に供給される原水としては、例えば、水道水、軟水、純水等を用いることができる。 As the raw water supplied to the first electrolysis chamber 12 and the second electrolysis chamber 14, for example, tap water, soft water, pure water, or the like can be used.

電解水生成装置１０は、電解促進剤を中央電解室１６に循環させるための循環タンク７０及び循環ポンプ７２を備えている。循環タンク７０及び循環ポンプ７２が、本発明の「電解促進剤循環手段」に対応している。 The electrolyzed water generator 10 includes a circulation tank 70 and a circulation pump 72 for circulating the electrolysis accelerator to the central electrolysis chamber 16. The circulation tank 70 and the circulation pump 72 correspond to the "electrolysis accelerator circulation means" of the present invention.

循環タンク７０の内部には、電解促進剤が貯留されている。電解促進剤とは、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４における電気分解を促進することのできる電解質水溶液である。電解促進剤としては、アルカリ性の水溶液を用いることが好ましい。電解促進剤としては、例えば、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）等の炭酸塩あるいは炭酸水素塩が溶解している水溶液を用いることが好ましい。 An electrolysis accelerator is stored inside the circulation tank 70. The electrolysis accelerator is an aqueous electrolyte solution capable of promoting electrolysis at the first to fourth electrode pairs 26, 32, 38 and 44. As the electrolysis accelerator, it is preferable to use an alkaline aqueous solution. As the electrolysis accelerator, for example, an aqueous solution in which a carbonate such as potassium carbonate (K 2 CO 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) or the like is dissolved is used. Is preferable.

アルカリ性の電解促進剤を中央電解室１６に循環させることによって、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４における導電性が向上して電気分解を促進することができる。また、第１電解室１２及び第２電解室１４でアルカリ水を生成した際に、中央電解室１６を循環する循環液が強酸性となって塩素ガスが発生することを抑制することができる。 By circulating the alkaline electrolysis accelerator to the central electrolysis chamber 16, the conductivity of the first to fourth electrode pairs 26, 32, 38 and 44 can be improved and electrolysis can be promoted. Further, when alkaline water is generated in the first electrolysis chamber 12 and the second electrolysis chamber 14, it is possible to prevent the circulating liquid circulating in the central electrolysis chamber 16 from becoming strongly acidic and generating chlorine gas.

中央電解室１６の下部には、循環タンク７０内に貯留されている電解促進剤を中央電解室１６に流入させるための流入配管７４が接続している。
中央電解室１６の上部には、中央電解室１６から循環タンク７０に電解促進剤を返流するための返流配管７６が接続している。
したがって、循環タンク７０内に貯留されている電解促進剤は、流入配管７４及び返流配管７６を介して、循環タンク７０及び中央電解室１６の間を循環する。 An inflow pipe 74 for flowing the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 70 into the central electrolysis chamber 16 is connected to the lower part of the central electrolysis chamber 16.
A return pipe 76 for returning the electrolysis accelerator from the central electrolysis chamber 16 to the circulation tank 70 is connected to the upper part of the central electrolysis chamber 16.
Therefore, the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 70 circulates between the circulation tank 70 and the central electrolytic chamber 16 via the inflow pipe 74 and the return pipe 76.

循環タンク７０の上部には、中央電解室１６の内部で発生した塩素ガス及び／又は水素ガスを放出するためのガス抜き配管７８が設置されている。 A degassing pipe 78 for releasing chlorine gas and / or hydrogen gas generated inside the central electrolytic chamber 16 is installed in the upper part of the circulation tank 70.

第１電解室１２の上部には、第１の電解水排出配管８０が接続している。第２電解室１４の上部には、第２の電解水排出配管８２が接続している。第１電解室１２において生成した電解水は、第１の電解水排出配管８０によって外部に排出される。第２電解室１４において生成した電解水は、第２の電解水排出配管８２によって外部に排出される。第２の電解水排出配管８２の途中には流路切替バルブ８４が設置されており、この流路切替バルブ８４によって、第１電解室１２及び第２電解室１４において生成した電解水を合流させる流路（ａ）と、第１電解室１２及び第２電解室１４において生成した電解水を別々に排出する流路（ｂ）とを切り替えることができる。 A first electrolyzed water discharge pipe 80 is connected to the upper part of the first electrolyzed chamber 12. A second electrolyzed water discharge pipe 82 is connected to the upper part of the second electrolyzed chamber 14. The electrolyzed water generated in the first electrolyzed chamber 12 is discharged to the outside by the first electrolyzed water discharge pipe 80. The electrolyzed water generated in the second electrolyzed chamber 14 is discharged to the outside by the second electrolyzed water discharge pipe 82. A flow path switching valve 84 is installed in the middle of the second electrolyzed water discharge pipe 82, and the flow path switching valve 84 merges the electrolyzed water generated in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. The flow path (a) and the flow path (b) for separately discharging the electrolyzed water generated in the first electrolysis chamber 12 and the second electrolysis chamber 14 can be switched.

第１及び第２の電源ＰＷ１、ＰＷ２、第１及び第２の極性切替手段４６、４８、及び、第１及び第２の電流調整手段５０、５２は、これらを制御するための制御手段（図示せず）に電気的に接続されていてもよい。制御手段としては、例えば、シーケンス制御回路を備えた制御盤やパーソナルコンピュータ等を使用することができる。 The first and second power supplies PW1, PW2, the first and second polarity switching means 46, 48, and the first and second current adjusting means 50, 52 are control means for controlling them (FIG. (Not shown) may be electrically connected. As the control means, for example, a control panel provided with a sequence control circuit, a personal computer, or the like can be used.

本実施形態の電解水生成装置１０は、第１の運転モード、及び、第２の運転モードによって運転することができる。それぞれの運転モードでは、電解水生成装置１０が以下のように制御される。 The electrolyzed water generator 10 of the present embodiment can be operated in the first operation mode and the second operation mode. In each operation mode, the electrolyzed water generator 10 is controlled as follows.

（１）第１の運転モード
第１の運転モードでは、第１電極２２が陽極、第２電極２４が陰極、第３電極２８が陰極、第４電極３０が陽極、第５電極３４が陽極、第６電極３６が陰極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。第１の運転モードでは、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部から微酸性または弱酸性次亜塩素酸水を取り出すことが可能である。 (1) First Operation Mode In the first operation mode, the first electrode 22 is an anode, the second electrode 24 is a cathode, the third electrode 28 is a cathode, the fourth electrode 30 is an anode, and the fifth electrode 34 is an anode. The sixth electrode 36 serves as a cathode, the seventh electrode 40 serves as a cathode, and the eighth electrode 42 serves as an anode. In the first operation mode, it is possible to take out slightly acidic or weakly acidic hypochlorous acid water from the upper parts of the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14.

（２）第２の運転モード
第２の運転モードでは、第１電極２２が陰極、第２電極２４が陽極、第３電極２８が陰極、第４電極３０が陽極、第５電極３４が陰極、第６電極３６が陽極、第７電極４０が陰極、第８電極４２が陽極となる。第２の運転モードでは、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部からアルカリ水を取り出すことが可能である。なお、第２の運転モードでは、電解質供給ポンプ６４を停止し、電解質補充タンク５４から原水への電解質水溶液の供給を停止する。 (2) Second Operation Mode In the second operation mode, the first electrode 22 is a cathode, the second electrode 24 is an anode, the third electrode 28 is a cathode, the fourth electrode 30 is an anode, and the fifth electrode 34 is a cathode. The sixth electrode 36 serves as an anode, the seventh electrode 40 serves as a cathode, and the eighth electrode 42 serves as an anode. In the second operation mode, it is possible to take out alkaline water from the upper parts of the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. In the second operation mode, the electrolyte supply pump 64 is stopped, and the supply of the electrolyte aqueous solution from the electrolyte replenishment tank 54 to the raw water is stopped.

第１及び第２の運転モードにおける各電極の極性をまとめると、以下の表１の通りとなる。 Table 1 below summarizes the polarities of the electrodes in the first and second operation modes.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

電解水生成装置１０は、上記第１及び第２の運転モードの切り替えを行うための運転モード切替えスイッチを備えることが好ましい。運転モード切替えスイッチとしては、例えば押釦スイッチやタッチパネル等を用いることができる。ユーザは、運転モード切替えスイッチにより、第１及び第２の運転モードのうちいずれかの運転モードを選択することができる。制御手段は、ユーザが選択した運転モードに基づいて、第１及び第２の電源ＰＷ１、ＰＷ２、第１及び第２の極性切替手段４６、４８、及び、第１及び第２の電流調整手段５０、５２をそれぞれ制御する。 The electrolyzed water generator 10 preferably includes an operation mode changeover switch for switching between the first and second operation modes. As the operation mode changeover switch, for example, a push button switch, a touch panel, or the like can be used. The user can select one of the first and second operation modes by the operation mode changeover switch. The control means are the first and second power supplies PW1, PW2, the first and second polarity switching means 46, 48, and the first and second current adjusting means 50, based on the operation mode selected by the user. , 52 are controlled respectively.

つぎに、上記のように構成された電解水生成装置１０の運転方法について詳しく説明する。なお、以下の説明では、電解質補充タンク５４に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が充填されており、第１電解室１２及び第２電解室１４内の水に塩化ナトリウムを補充する場合について説明する。 Next, the operation method of the electrolyzed water generator 10 configured as described above will be described in detail. In the following description, a case where the electrolyte replenishment tank 54 is filled with sodium chloride (NaCl) and the water in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14 is replenished with sodium chloride will be described.

電解水生成装置１０によって電解水を生成するために、まず、原水供給配管６２から第１電解室１２及び第２電解室１４に原水を導入する。また、循環ポンプ７２を起動することによって、循環タンク７０及び中央電解室１６の間で電解促進剤を循環させる。そして、第１〜第４の電極対２６、３２、３８、４４に電圧を印加することによって、各電解室内の水の電気分解を開始する。これにより、第１電解室１２及び第２電解室１４の上部からは、酸性水（微酸性水又は弱酸性水）、又は、アルカリ水が取り出される。 In order to generate electrolyzed water by the electrolyzed water generator 10, first, raw water is introduced from the raw water supply pipe 62 into the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. Further, by starting the circulation pump 72, the electrolysis accelerator is circulated between the circulation tank 70 and the central electrolysis chamber 16. Then, by applying a voltage to the first to fourth electrode pairs 26, 32, 38, 44, electrolysis of water in each electrolytic chamber is started. As a result, acidic water (slightly acidic water or weakly acidic water) or alkaline water is taken out from the upper parts of the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14.

第１電解室１２、第２電解室１４、及び中央電解室１６では、各電極の極性に応じて、例えば以下の反応が発生する。
（陰極での反応）
水素の生成 ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ｅ− → Ｈ２ ＋ ２ＯＨ−
アルカリ水の生成 Ｎａ＋ ＋ ＯＨ− ⇔ ＮａＯＨ
（陽極での反応）
酸素の生成 ２Ｈ２Ｏ → Ｏ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− （酸性水の生成）
塩素の生成 ２Ｃｌ− → Ｃｌ２ ＋ ２ｅ−
次亜塩素酸の生成 Ｃｌ２ ＋ Ｈ２Ｏ → ＨＣｌ ＋ ＨＣｌＯ In the first electrolysis chamber 12, the second electrolysis chamber 14, and the central electrolysis chamber 16, for example, the following reactions occur depending on the polarity of each electrode.
(Reaction at the cathode)
Generation of hydrogen 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
Generation of alkaline water Na + + OH − ⇔ NaOH
(Reaction at anode)
Oxygen generation 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (generation of acidic water)
Chlorine production 2Cl − → Cl 2 + 2e −
Production of hypochlorous acid Cl 2 + H 2 O → HCl + HCl O

第１の運転モードでは、第１電解室１２及び第２電解室１４において、第１電極２２及び第５電極３４が陽極であり、第３電極２８及び第７電極４０が陰極となっている。第２の電極対３２に流れる電流の大きさを第１の電流調整手段５０によって調整し、第４の電極対４４に流れる電流の大きさを第２の電流調整手段５２によって調整する。これにより、第１電解室１２及び第２電解室１４において微酸性水あるいは弱酸性水を生成することができる。具体的には、第１の電極対２６に流れる電流を、第２の電極対３２に流れる電流よりも大きくなるように調整し、第３の電極対３８に流れる電流を、第４の電極対４４に流れる電流よりも大きくなるように調整する。これにより、第１電解室１２及び第２電解室１４において、微酸性水あるいは弱酸性水を生成することができる。 In the first operation mode, in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14, the first electrode 22 and the fifth electrode 34 are anodes, and the third electrode 28 and the seventh electrode 40 are cathodes. The magnitude of the current flowing through the second electrode pair 32 is adjusted by the first current adjusting means 50, and the magnitude of the current flowing through the fourth electrode pair 44 is adjusted by the second current adjusting means 52. As a result, slightly acidic water or weakly acidic water can be generated in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. Specifically, the current flowing through the first electrode pair 26 is adjusted to be larger than the current flowing through the second electrode pair 32, and the current flowing through the third electrode pair 38 is adjusted to be larger than the current flowing through the third electrode pair 38. Adjust so that it is larger than the current flowing through 44. As a result, slightly acidic water or weakly acidic water can be generated in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14.

第２の運転モードでは、第１電解室１２及び第２電解室１４において、第１電極２２、第３電極２８、第５電極３４、及び、第７電極４０が陰極となっている。したがって、第１電解室１２及び第２電解室１４において、アルカリ水を生成することができる。 In the second operation mode, the first electrode 22, the third electrode 28, the fifth electrode 34, and the seventh electrode 40 serve as cathodes in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14. Therefore, alkaline water can be generated in the first electrolysis chamber 12 and the second electrolysis chamber 14.

このように、第１実施形態の電解水生成装置１０によれば、微酸性水あるいは弱酸性水を生成する第１の運転モードと、アルカリ水を生成する第２の運転モードを任意に選択することができる。用途に応じて生成する電解水の切り替えを容易に行うことができるために、極めて利便性の高い電解水生成装置を実現することができる。 As described above, according to the electrolyzed water generator 10 of the first embodiment, the first operation mode for generating slightly acidic water or weakly acidic water and the second operation mode for generating alkaline water are arbitrarily selected. be able to. Since the electrolyzed water to be generated can be easily switched according to the application, an extremely convenient electrolyzed water generating device can be realized.

本実施形態の電解水生成装置１０によれば、電気的な制御のみによって、任意のｐＨ値をもつ電解水を容易に製造することができる。このため、従来の電解水生成装置のように、酸性水とアルカリ水とを混合してｐＨを調整するための機構が不要であり、電解水生成装置を安価に製造することができる。 According to the electrolyzed water generator 10 of the present embodiment, electrolyzed water having an arbitrary pH value can be easily produced only by electrical control. Therefore, unlike the conventional electrolyzed water generator, a mechanism for mixing acidic water and alkaline water to adjust the pH is unnecessary, and the electrolyzed water generator can be manufactured at low cost.

本実施形態の電解水生成装置１０によれば、中和剤（塩酸、次亜塩素酸ソーダなど）を使用せずに、厚生労働省が認めた食品添加物（殺菌料）である、ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、及び、ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水を任意に選択して生成することができる。また、ｐＨが９．０以上のアルカリ水を生成することもできる。したがって、例えば食品の消毒・殺菌に使用することのできる安全な電解水を生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 10 of the present embodiment, the pH is 2 which is a food additive (sterilizer) approved by the Ministry of Health, Labor and Welfare without using a neutralizing agent (hydrogen acid, sodium hypochlorite, etc.). Weakly acidic water larger than 7.7 and 5.0 or less, and slightly acidic water having a pH greater than 5.0 and 6.5 or less can be arbitrarily selected and produced. It is also possible to produce alkaline water having a pH of 9.0 or higher. Therefore, for example, it is possible to generate safe electrolyzed water that can be used for disinfecting and sterilizing food.

本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１２と中央電解室１６の間、及び、第２電解室１４と中央電解室１６の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク７０内に貯留されている電解促進剤のｐＨの変化に左右されることなく、第１電解室１２及び第２電解室１４において安定したｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 10 of the present embodiment, since the first electrolyzed membrane 18 and the second electrolyzed membrane 20 are impermeable ion exchange membranes, the space between the first electrolysis chamber 12 and the central electrolysis chamber 16 and The movement of water between the second electrolysis chamber 14 and the central electrolysis chamber 16 can be restricted. Therefore, the slightly acidic water having a stable pH and effective chlorine concentration in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14 is not affected by the change in the pH of the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 70. Alternatively, it is possible to generate weakly acidic water.

本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１２と中央電解室１６の間、及び、第２電解室１４と中央電解室１６の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク７０内の圧力及び中央電解室１６内の圧力の変化に左右されることなく、第１電解室１２及び第２電解室１４において任意のｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を安定的に生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 10 of the present embodiment, since the first electrolyzed membrane 18 and the second electrolyzed membrane 20 are impermeable ion exchange membranes, the space between the first electrolysis chamber 12 and the central electrolysis chamber 16 and The movement of water between the second electrolysis chamber 14 and the central electrolysis chamber 16 can be restricted. Therefore, the slightly acidic water having an arbitrary pH and effective chlorine concentration in the first electrolytic chamber 12 and the second electrolytic chamber 14 is not affected by the change in the pressure in the circulation tank 70 and the pressure in the central electrolytic chamber 16. Alternatively, it is possible to stably generate weakly acidic water.

本実施形態の電解水生成装置１０によれば、第１の隔膜１８及び第２の隔膜２０は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１２と中央電解室１６の間、及び、第２電解室１４と中央電解室１６の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク７０及び中央電解室１６に水を補給することが不要であり（電解質のみを補充すればよい）、循環タンク７０からオーバーフロー水が排出されることを抑制することができるため、排水量が少なく環境に優しい電解水生成装置を実現することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 10 of the present embodiment, since the first electrolyzed membrane 18 and the second electrolyzed membrane 20 are impermeable ion exchange membranes, the space between the first electrolysis chamber 12 and the central electrolysis chamber 16 and The movement of water between the second electrolysis chamber 14 and the central electrolysis chamber 16 can be restricted. Therefore, it is not necessary to replenish the circulation tank 70 and the central electrolysis chamber 16 with water (only the electrolyte needs to be replenished), and it is possible to prevent the overflow water from being discharged from the circulation tank 70. It is possible to realize an environment-friendly electrolyzed water generator with a small amount of wastewater.

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る電解水生成装置１１０の概略構成図である。
図２に示すように、第２実施形態に係る電解水生成装置１１０は、第１電解室１１２と、第２電解室１１４と、第１電解室１１２と第２電解室１１４の間に配置された隔膜１１６を備えている。 [Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electrolyzed water generator 110 according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the electrolyzed water generator 110 according to the second embodiment is arranged between the first electrolysis chamber 112, the second electrolysis chamber 114, and the first electrolysis chamber 112 and the second electrolysis chamber 114. It is provided with a diaphragm 116.

電解水生成装置１１０は、第１電解室１１２に設けられた第１電極１２２及び第２電解室１１４に設けられた第２電極１２４からなる第１の電極対１２６と、第１電解室１１２に設けられた第３電極１２８及び第２電解室１１４に設けられた第４電極１３０からなる第２の電極対１３２を備えている。 The electrolyzed water generator 110 is provided in a first electrode pair 126 composed of a first electrode 122 provided in the first electrolysis chamber 112 and a second electrode 124 provided in the second electrolysis chamber 114, and a first electrolysis chamber 112. It includes a second electrode pair 132 composed of a third electrode 128 provided and a fourth electrode 130 provided in the second electrolysis chamber 114.

電解水生成装置１１０は、第１の電極対１２６に電圧を印加する第１の電源ＰＷ１１と、第２の電極対１３２に電圧を印加する第２の電源ＰＷ１２を備えている。 The electrolyzed water generator 110 includes a first power supply PW 11 that applies a voltage to the first electrode pair 126, and a second power supply PW 12 that applies a voltage to the second electrode pair 132.

電解水生成装置１１０は、第１の電極対１２６の極性を切り替えることのできる極性切替手段１３４を備えている。ここで、「極性を切り替える」とは、陰極と陽極を反転させることを意味する。 The electrolyzed water generator 110 includes a polarity switching means 134 capable of switching the polarity of the first electrode pair 126. Here, "switching the polarity" means inverting the cathode and the anode.

電解水生成装置１１０は、第２の電極対１３２に流れる電流を調整することのできる電流調整手段１３６を備えている。 The electrolyzed water generator 110 includes current adjusting means 136 capable of adjusting the current flowing through the second electrode pair 132.

隔膜１１６は、非透水性のイオン交換膜によって構成されている。このイオン交換膜は、陽イオン交換膜でもよく、陰イオン交換膜でもよい。隔膜１１６は、好ましくは非透水性の陽イオン交換膜である。 The diaphragm 116 is composed of a non-permeable ion exchange membrane. The ion exchange membrane may be a cation exchange membrane or an anion exchange membrane. The diaphragm 116 is preferably a non-permeable cation exchange membrane.

第１電極〜第４電極には、公知の電極材料を用いることが可能である。例えば、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる１種又は２種以上の金属を含む膜を被覆した電極を用いることが可能である。電極の形状は特に制限するものではなく、例えば長方形の板状の電極を用いることが可能である。次亜塩素酸の生成効率を考慮した場合、例えばチタン又はチタン合金からなる基材に、白金とイリジウムの混合メッキを被覆した電極を用いることが好ましい。 Known electrode materials can be used for the first electrode to the fourth electrode. For example, it is possible to use an electrode in which a substrate made of titanium or a titanium alloy is coated with a film containing one or more metals selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium and tantalum. The shape of the electrode is not particularly limited, and for example, a rectangular plate-shaped electrode can be used. Considering the production efficiency of hypochlorous acid, it is preferable to use an electrode in which a base material made of titanium or a titanium alloy is coated with a mixed plating of platinum and iridium, for example.

第１の電源ＰＷ１１及び第２の電源ＰＷ１２には、公知の直流電源を用いることが可能であり、例えば、定電流又は定電圧スイッチング電源を用いることが可能である。 A known DC power supply can be used for the first power supply PW11 and the second power supply PW12, and for example, a constant current or constant voltage switching power supply can be used.

極性切替手段１３４には、電極対に印加される電圧の極性を切り替えることのできる（陽極と陰極を反転させることのできる）公知の装置を用いることが可能である。このような装置として、例えば、極性切り替えリレースイッチを用いることが可能である。 As the polarity switching means 134, it is possible to use a known device capable of switching the polarity of the voltage applied to the electrode pair (which can invert the anode and the cathode). As such a device, for example, a polarity changeover relay switch can be used.

電流調整手段１３６には、各電極対に流れる電流の大きさを調整することのできる機器であれば、どのような機器を用いることも可能である。 As the current adjusting means 136, any device can be used as long as it is a device capable of adjusting the magnitude of the current flowing through each electrode pair.

図２に示すように、電解水生成装置１１０は、電解水の生成によって消費される電解質を補充するための電解質補充タンク１３８を備えている。この電解質補充タンク１３８内で調製された電解質水溶液は、第２電解室１１４に供給される原水中に添加される。 As shown in FIG. 2, the electrolyzed water generator 110 includes an electrolyte replenishment tank 138 for replenishing the electrolyte consumed by the generation of the electrolyzed water. The aqueous electrolyte solution prepared in the electrolyte replenishment tank 138 is added to the raw water supplied to the second electrolytic chamber 114.

電解質補充タンク１３８には、水に溶解させて電解質水溶液を調製するための電解質１４０が充填されている。電解質１４０としては、例えば塩化物塩を用いることができる。例えば、厚生労働省で食品添加物として認められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。この中では、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。 The electrolyte replenishment tank 138 is filled with an electrolyte 140 for preparing an aqueous electrolyte solution by dissolving it in water. As the electrolyte 140, for example, a chloride salt can be used. For example, at least one chloride salt selected from the group consisting of calcium chloride, ammonium chloride, sodium chloride and potassium chloride, which is recognized as a food additive by the Ministry of Health, Labor and Welfare, can be used. Among these, sodium chloride and / or potassium chloride is preferably used in consideration of the molecular weight of the chloride salt, the availability, the ease of storage management, the solubility and the like.

電解質補充タンク１３８の上部には、電解質補充タンク１３８の内部に水を補充するための水補充配管１４２が接続されている。
また、電解質補充タンク１３８には、電解質補充タンク１３８内の液面が一定となるように水補充配管１４２からの水量を制御するためのフロートバルブ１４４が設置されている。 A water replenishment pipe 142 for replenishing water is connected to the upper part of the electrolyte replenishment tank 138.
Further, the electrolyte replenishment tank 138 is provided with a float valve 144 for controlling the amount of water from the water replenishment pipe 142 so that the liquid level in the electrolyte replenishment tank 138 becomes constant.

電解水生成装置１１０は、第２電解室１１４に原水を供給するための原水供給配管１４６を備えている。原水供給配管１４６は、電解質補充タンク１３８に水を補充するための水補充配管１４２に分岐している。また、原水供給配管１４６は、第２電解室１１４の下部に接続している。 The electrolyzed water generator 110 includes a raw water supply pipe 146 for supplying raw water to the second electrolyzed chamber 114. The raw water supply pipe 146 branches into a water replenishment pipe 142 for replenishing the electrolyte replenishment tank 138 with water. Further, the raw water supply pipe 146 is connected to the lower part of the second electrolytic chamber 114.

電解質補充タンク１３８内で調製された電解質水溶液は、電解質供給ポンプ１４８によって、原水供給配管１４６を流れる原水中に送り込まれる。電解質補充タンク１３８及び電解質供給ポンプ１４８が、本発明の「電解質供給手段」に対応している。原水供給配管１４６を流れる原水中に送り込まれる電解質水溶液の量は、電解質供給ポンプ１４８によって調整することができる。 The electrolyte aqueous solution prepared in the electrolyte replenishment tank 138 is sent into the raw water flowing through the raw water supply pipe 146 by the electrolyte supply pump 148. The electrolyte replenishment tank 138 and the electrolyte supply pump 148 correspond to the "electrolyte supply means" of the present invention. The amount of the aqueous electrolyte solution sent into the raw water flowing through the raw water supply pipe 146 can be adjusted by the electrolyte supply pump 148.

第２電解室１１４に供給される原水としては、例えば、水道水、軟水、純水等を用いることができる。 As the raw water supplied to the second electrolysis chamber 114, for example, tap water, soft water, pure water or the like can be used.

電解水生成装置１１０は、電解促進剤を第１電解室１１２に循環させるための循環タンク１５０及び循環ポンプ１５２を備えている。循環タンク１５０及び循環ポンプ１５２が、本発明の「電解促進剤循環手段」に対応している。 The electrolyzed water generator 110 includes a circulation tank 150 and a circulation pump 152 for circulating the electrolysis accelerator to the first electrolysis chamber 112. The circulation tank 150 and the circulation pump 152 correspond to the "electrolysis accelerator circulation means" of the present invention.

循環タンク１５０の内部には、電解促進剤が貯留されている。電解促進剤とは、第１及び第２の電極対１２６、１３２における電気分解を促進することのできる電解質水溶液である。電解促進剤としては、アルカリ性の水溶液を用いることが好ましい。電解促進剤としては、例えば、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）等の炭酸塩あるいは炭酸水素塩が溶解している水溶液を用いることが好ましい。 An electrolysis accelerator is stored inside the circulation tank 150. The electrolysis accelerator is an aqueous electrolyte solution capable of accelerating electrolysis at the first and second electrode pairs 126 and 132. As the electrolysis accelerator, it is preferable to use an alkaline aqueous solution. As the electrolysis accelerator, for example, an aqueous solution in which a carbonate such as potassium carbonate (K 2 CO 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) or the like is dissolved is used. Is preferable.

アルカリ性の電解促進剤を第１電解室１１２に循環させることによって、第１及び第２の電極対１２６、１３２における導電性が向上して電気分解を促進することができる。また、第２電解室１１４でアルカリ水を生成した際に、第１電解室１１２を循環する循環液が強酸性となって塩素ガスが発生することを抑制することができる。 By circulating the alkaline electrolysis accelerator to the first electrolysis chamber 112, the conductivity of the first and second electrode pairs 126 and 132 can be improved and electrolysis can be promoted. Further, when alkaline water is generated in the second electrolysis chamber 114, it is possible to prevent the circulating liquid circulating in the first electrolysis chamber 112 from becoming strongly acidic and generating chlorine gas.

第１電解室１１２の下部には、循環タンク１５０内に貯留されている電解促進剤を第１電解室１１２に流入させるための流入配管１５４が接続している。
第１電解室１１２の上部には、第１電解室１１２から循環タンク１５０に電解促進剤を返流するための返流配管１５６が接続している。
したがって、循環タンク１５０内に貯留されている電解促進剤は、流入配管１５４及び返流配管１５６を介して、循環タンク１５０及び第１電解室１１２の間を循環する。 An inflow pipe 154 for allowing the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 150 to flow into the first electrolysis chamber 112 is connected to the lower part of the first electrolysis chamber 112.
A return pipe 156 for returning the electrolysis accelerator from the first electrolysis chamber 112 to the circulation tank 150 is connected to the upper part of the first electrolysis chamber 112.
Therefore, the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 150 circulates between the circulation tank 150 and the first electrolytic chamber 112 via the inflow pipe 154 and the return pipe 156.

循環タンク１５０の上部には、第１電解室１１２の内部で発生した塩素ガス及び／又は水素ガスを放出するためのガス抜き配管１５８が設置されている。 A degassing pipe 158 for releasing chlorine gas and / or hydrogen gas generated inside the first electrolysis chamber 112 is installed in the upper part of the circulation tank 150.

第２電解室１１４の上部には、電解水排出配管１６０が接続している。第２電解室１１４において生成した電解水は、電解水排出配管１６０によって外部に排出される。 An electrolyzed water discharge pipe 160 is connected to the upper part of the second electrolysis chamber 114. The electrolyzed water generated in the second electrolyzed chamber 114 is discharged to the outside by the electrolyzed water discharge pipe 160.

第１及び第２の電源ＰＷ１１、ＰＷ１２、極性切替手段１３４、及び、電流調整手段１３６は、これらを制御するための制御手段（図示せず）に電気的に接続されていてもよい。制御手段としては、例えば、シーケンス制御回路を備えた制御盤やパーソナルコンピュータ等を使用することができる。 The first and second power supplies PW11 and PW12, the polarity switching means 134, and the current adjusting means 136 may be electrically connected to a control means (not shown) for controlling them. As the control means, for example, a control panel provided with a sequence control circuit, a personal computer, or the like can be used.

本実施形態の電解水生成装置１１０は、第１の運転モード、及び、第２の運転モードによって運転することができる。それぞれの運転モードでは、電解水生成装置１１０が以下のように制御される。 The electrolyzed water generator 110 of the present embodiment can be operated in the first operation mode and the second operation mode. In each operation mode, the electrolyzed water generator 110 is controlled as follows.

（１）第１の運転モード
第１の運転モードでは、第１電極１２２が陰極、第２電極１２４が陽極、第３電極１２８が陽極、第４電極１３０が陰極となる。第１の運転モードでは、第２電解室１１４の上部から微酸性または弱酸性次亜塩素酸水を取り出すことが可能である。 (1) First Operation Mode In the first operation mode, the first electrode 122 is a cathode, the second electrode 124 is an anode, the third electrode 128 is an anode, and the fourth electrode 130 is a cathode. In the first operation mode, it is possible to take out slightly acidic or weakly acidic hypochlorous acid water from the upper part of the second electrolysis chamber 114.

（２）第２の運転モード
第２の運転モードでは、第１電極１２２が陽極、第２電極１２４が陰極、第３電極１２８が陽極、第４電極１３０が陰極となる。第２の運転モードでは、第２電解室１１４の上部からアルカリ水を取り出すことが可能である。なお、第２の運転モードでは、電解質供給ポンプ１４８を停止し、電解質補充タンク１３８から原水への電解質水溶液の供給を停止する。 (2) Second Operation Mode In the second operation mode, the first electrode 122 serves as an anode, the second electrode 124 serves as a cathode, the third electrode 128 serves as an anode, and the fourth electrode 130 serves as a cathode. In the second operation mode, it is possible to take out alkaline water from the upper part of the second electrolysis chamber 114. In the second operation mode, the electrolyte supply pump 148 is stopped, and the supply of the electrolyte aqueous solution from the electrolyte replenishment tank 138 to the raw water is stopped.

第１及び第２の運転モードにおける各電極の極性をまとめると、以下の表２の通りとなる。 Table 2 below summarizes the polarities of each electrode in the first and second operation modes.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

電解水生成装置１１０は、上記第１及び第２の運転モードの切り替えを行うための運転モード切替えスイッチを備えることが好ましい。運転モード切替えスイッチとしては、例えば押釦スイッチやタッチパネル等を用いることができる。ユーザは、運転モード切替えスイッチにより、第１及び第２の運転モードのうちいずれかの運転モードを選択することができる。制御手段は、ユーザが選択した運転モードに基づいて、第１及び第２の電源ＰＷ１１、ＰＷ１２、極性切替手段１３４、及び、電流調整手段１３６をそれぞれ制御する。 The electrolyzed water generator 110 preferably includes an operation mode changeover switch for switching between the first and second operation modes. As the operation mode changeover switch, for example, a push button switch, a touch panel, or the like can be used. The user can select one of the first and second operation modes by the operation mode changeover switch. The control means controls the first and second power supplies PW11 and PW12, the polarity switching means 134, and the current adjusting means 136, respectively, based on the operation mode selected by the user.

つぎに、上記のように構成された電解水生成装置１１０の運転方法について詳しく説明する。なお、以下の説明では、電解質補充タンク１３８に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が充填されており、第２電解室１１４内の水に塩化ナトリウムを補充する場合について説明する。 Next, the operation method of the electrolyzed water generator 110 configured as described above will be described in detail. In the following description, a case where the electrolyte replenishment tank 138 is filled with sodium chloride (NaCl) and the water in the second electrolytic chamber 114 is replenished with sodium chloride will be described.

電解水生成装置１１０によって電解水を生成するために、まず、原水供給配管１４６から第２電解室１１４に原水を導入する。また、循環ポンプ１５２を起動することによって、循環タンク１５０及び第１電解室１１２の間で電解促進剤を循環させる。そして、第１及び第２の電極対１２６、１３２に電圧を印加することによって、各電解室内の水の電気分解を開始する。これにより、第２電解室１１４の上部からは、酸性水（微酸性水又は弱酸性水）、又は、アルカリ水が取り出される。 In order to generate electrolyzed water by the electrolyzed water generator 110, first, raw water is introduced from the raw water supply pipe 146 into the second electrolyzed chamber 114. Further, by activating the circulation pump 152, the electrolysis accelerator is circulated between the circulation tank 150 and the first electrolysis chamber 112. Then, by applying a voltage to the first and second electrode pairs 126 and 132, electrolysis of water in each electrolytic chamber is started. As a result, acidic water (slightly acidic water or weakly acidic water) or alkaline water is taken out from the upper part of the second electrolysis chamber 114.

第１電解室１１２及び第２電解室１１４では、各電極の極性に応じて、例えば以下の反応が発生する。
（陰極での反応）
水素の生成 ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ｅ− → Ｈ２ ＋ ２ＯＨ−
アルカリ水の生成 Ｎａ＋ ＋ ＯＨ− ⇔ ＮａＯＨ
（陽極での反応）
酸素の生成 ２Ｈ２Ｏ → Ｏ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− （酸性水の生成）
塩素の生成 ２Ｃｌ− → Ｃｌ２ ＋ ２ｅ−
次亜塩素酸の生成 Ｃｌ２ ＋ Ｈ２Ｏ → ＨＣｌ ＋ ＨＣｌＯ In the first electrolysis chamber 112 and the second electrolysis chamber 114, for example, the following reactions occur depending on the polarity of each electrode.
(Reaction at the cathode)
Generation of hydrogen 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
Generation of alkaline water Na + + OH − ⇔ NaOH
(Reaction at anode)
Oxygen generation 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (generation of acidic water)
Chlorine production 2Cl − → Cl 2 + 2e −
Production of hypochlorous acid Cl 2 + H 2 O → HCl + HCl O

第１の運転モードでは、第２電解室１１４において、第２電極１２４が陽極であり、第４電極１３０が陰極となっている。第２の電極対１３２に流れる電流の大きさを電流調整手段１３６によって調整する。これにより、第２電解室１１４において微酸性水あるいは弱酸性水を生成することができる。具体的には、第１の電極対１２６に流れる電流を、第２の電極対１３２に流れる電流よりも大きくなるように調整する。これにより、第２電解室１１４において、微酸性水あるいは弱酸性水を生成することができる。 In the first operation mode, in the second electrolytic chamber 114, the second electrode 124 is the anode and the fourth electrode 130 is the cathode. The magnitude of the current flowing through the second electrode pair 132 is adjusted by the current adjusting means 136. As a result, slightly acidic water or weakly acidic water can be generated in the second electrolysis chamber 114. Specifically, the current flowing through the first electrode pair 126 is adjusted to be larger than the current flowing through the second electrode pair 132. As a result, slightly acidic water or weakly acidic water can be generated in the second electrolysis chamber 114.

第２の運転モードでは、第２電解室１１４において、第２電極１２４及び第４電極１３０が陰極となっている。したがって、第２電解室１１４において、アルカリ水を生成することができる。 In the second operation mode, the second electrode 124 and the fourth electrode 130 serve as cathodes in the second electrolytic chamber 114. Therefore, alkaline water can be produced in the second electrolysis chamber 114.

このように、第２実施形態の電解水生成装置１１０によれば、微酸性水あるいは弱酸性水を生成する第１の運転モードと、アルカリ水を生成する第２の運転モードを任意に選択することができる。用途に応じて生成する電解水の切り替えを容易に行うことができるために、極めて利便性の高い電解水生成装置を実現することができる。 As described above, according to the electrolyzed water generator 110 of the second embodiment, the first operation mode for generating slightly acidic water or weakly acidic water and the second operation mode for generating alkaline water are arbitrarily selected. be able to. Since the electrolyzed water to be generated can be easily switched according to the application, an extremely convenient electrolyzed water generating device can be realized.

本実施形態の電解水生成装置１１０によれば、電気的な制御のみによって、任意のｐＨ値をもつ電解水を容易に製造することができる。このため、従来の電解水生成装置のように、酸性水とアルカリ水とを混合してｐＨを調整するための機構が不要であり、電解水生成装置を安価に製造することができる。 According to the electrolyzed water generator 110 of the present embodiment, electrolyzed water having an arbitrary pH value can be easily produced only by electrical control. Therefore, unlike the conventional electrolyzed water generator, a mechanism for mixing acidic water and alkaline water to adjust the pH is unnecessary, and the electrolyzed water generator can be manufactured at low cost.

本実施形態の電解水生成装置１１０によれば、中和剤（塩酸、次亜塩素酸ソーダなど）を使用せずに、厚生労働省が認めた食品添加物（殺菌料）である、ｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性水、及び、ｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性水を任意に選択して生成することができる。また、ｐＨが９．０以上のアルカリ水を生成することもできる。したがって、例えば食品の消毒・殺菌に使用することのできる安全な電解水を生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 110 of the present embodiment, the pH is 2 which is a food additive (sterilizer) approved by the Ministry of Health, Labor and Welfare without using a neutralizing agent (hydrogen acid, sodium hypochlorite, etc.). Weakly acidic water larger than 7.7 and 5.0 or less, and slightly acidic water having a pH greater than 5.0 and 6.5 or less can be arbitrarily selected and produced. It is also possible to produce alkaline water having a pH of 9.0 or higher. Therefore, for example, it is possible to generate safe electrolyzed water that can be used for disinfecting and sterilizing food.

本実施形態の電解水生成装置１１０によれば、隔膜１１６は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１１２と第２電解室１１４の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク１５０内に貯留されている電解促進剤のｐＨの変化に左右されることなく、第２電解室１１４において安定したｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 110 of the present embodiment, since the diaphragm 116 is a non-permeable ion exchange membrane, the movement of water between the first electrolysis chamber 112 and the second electrolysis chamber 114 can be restricted. .. Therefore, slightly acidic water or weakly acidic water having a stable pH and effective chlorine concentration is generated in the second electrolytic chamber 114 without being affected by the change in the pH of the electrolysis accelerator stored in the circulation tank 150. It is possible to do.

本実施形態の電解水生成装置１１０によれば、隔膜１１６は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１１２と第２電解室１１４の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク１５０内の圧力及び第１電解室１１２内の圧力の変化に左右されることなく、第２電解室１１４において任意のｐＨ及び有効塩素濃度を有する微酸性水あるいは弱酸性水を安定的に生成することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 110 of the present embodiment, since the diaphragm 116 is a non-permeable ion exchange membrane, the movement of water between the first electrolysis chamber 112 and the second electrolysis chamber 114 can be restricted. .. Therefore, slightly acidic water or weakly acidic water having an arbitrary pH and effective chlorine concentration can be used in the second electrolytic chamber 114 without being affected by changes in the pressure in the circulation tank 150 and the pressure in the first electrolytic chamber 112. It is possible to generate it stably.

本実施形態の電解水生成装置１１０によれば、隔膜１１６は非透水性イオン交換膜であるため、第１電解室１１２と第２電解室１１４の間での水の移動を制限することができる。このため、循環タンク１５０及び第１電解室１１２に水を補給することが不要であり（電解質のみを補充すればよい）、循環タンク１５０からオーバーフロー水が排出されることを抑制することができるため、排水量が少なく環境に優しい電解水生成装置を実現することが可能である。 According to the electrolyzed water generator 110 of the present embodiment, since the diaphragm 116 is a non-permeable ion exchange membrane, the movement of water between the first electrolysis chamber 112 and the second electrolysis chamber 114 can be restricted. .. Therefore, it is not necessary to replenish the circulation tank 150 and the first electrolytic chamber 112 with water (only the electrolyte needs to be replenished), and it is possible to prevent the overflow water from being discharged from the circulation tank 150. It is possible to realize an environment-friendly electrolyzed water generator with a small amount of wastewater.

以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、上述した電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
試験条件は、以下の通りである。
運転モード：第１の運転モード（微酸性水又は弱酸性水生成モード）
隔膜の種類：非透水性イオン交換膜
循環液の種類：電解促進剤（１０％炭酸カリウム水溶液）
補充電解質の種類：塩化ナトリウム
電解質水溶液の補充量：５０ｍｌ／ｍｉｎ
電解水の生成量：５００ｍｌ／ｍｉｎ
第１の電極対及び第３の電極対に印加する電圧値：４．１Ｖ
第１の電極対及び第３の電極対における電流値：１２Ａ
第２の電極対及び第４の電極対に印加する電圧値：４．０Ｖ
第２の電極対及び第４の電極対における電流値：４．０Ａ Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[Example 1]
In Example 1, a test for generating electrolyzed water was conducted using the above-mentioned electrolyzed water generator 10.
The test conditions are as follows.
Operation mode: First operation mode (slightly acidic water or weakly acidic water generation mode)
Type of diaphragm: Non-permeable ion exchange membrane Type of circulating fluid: Electrolysis accelerator (10% potassium carbonate aqueous solution)
Type of replenishing electrolyte: Sodium chloride Replenishment amount of aqueous electrolyte solution: 50 ml / min
Amount of electrolyzed water produced: 500 ml / min
Voltage value applied to the first electrode pair and the third electrode pair: 4.1V
Current value in the first electrode pair and the third electrode pair: 12A
Voltage value applied to the second electrode pair and the fourth electrode pair: 4.0 V
Current value in the second electrode pair and the fourth electrode pair: 4.0 A

実施例１の試験結果は、以下の表３の通りである。 The test results of Example 1 are shown in Table 3 below.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

［実施例２］
実施例２では、上述した電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
試験条件は、以下の通りである。
運転モード：第２の運転モード（アルカリ水生成モード）
隔膜の種類：非透水性イオン交換膜
循環液の種類：電解促進剤（１０％炭酸カリウム水溶液）
補充電解質の種類：塩化ナトリウム
電解質水溶液の補充量：０ｍｌ／ｍｉｎ
電解水の生成量：５００ｍｌ／ｍｉｎ
第１の電極対及び第３の電極対に印加する電圧値：３．４Ｖ
第１の電極対及び第３の電極対における電流値：１２Ａ
第２の電極対及び第４の電極対に印加する電圧値：４．０Ｖ
第２の電極対及び第４の電極対における電流値：５．３Ａ [Example 2]
In Example 2, a test for generating electrolyzed water was performed using the above-mentioned electrolyzed water generator 10.
The test conditions are as follows.
Operation mode: Second operation mode (alkaline water generation mode)
Type of diaphragm: Non-permeable ion exchange membrane Type of circulating fluid: Electrolysis accelerator (10% potassium carbonate aqueous solution)
Type of replenishing electrolyte: Sodium chloride Replenishment amount of aqueous electrolyte solution: 0 ml / min
Amount of electrolyzed water produced: 500 ml / min
Voltage value applied to the first electrode pair and the third electrode pair: 3.4V
Current value in the first electrode pair and the third electrode pair: 12A
Voltage value applied to the second electrode pair and the fourth electrode pair: 4.0 V
Current value in the second electrode pair and the fourth electrode pair: 5.3A

実施例２の試験結果は、以下の表４の通りである。 The test results of Example 2 are shown in Table 4 below.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

［比較例１］
比較例１では、上述した電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
試験条件は、以下の通りである。
運転モード：第１の運転モード（微酸性水又は弱酸性水生成モード）
隔膜の種類：中性膜（透水性膜）
循環液の種類：飽和塩化ナトリウム水溶液
補充電解質の種類：なし
電解質水溶液の補充量：０ｍｌ／ｍｉｎ
電解水の生成量：５００ｍｌ／ｍｉｎ
第１の電極対及び第３の電極対に印加する電圧値：４．５Ｖ
第１の電極対及び第３の電極対における電流値：１２Ａ
第２の電極対及び第４の電極対に印加する電圧値：４．３Ｖ
第２の電極対及び第４の電極対における電流値：４．０Ａ [Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a test for generating electrolyzed water was conducted using the above-mentioned electrolyzed water generator 10.
The test conditions are as follows.
Operation mode: First operation mode (slightly acidic water or weakly acidic water generation mode)
Type of diaphragm: Neutral membrane (permeable membrane)
Type of circulating fluid: Saturated aqueous sodium chloride solution Type of supplemental electrolyte: None
Replenishment amount of aqueous electrolyte solution: 0 ml / min
Amount of electrolyzed water produced: 500 ml / min
Voltage value applied to the first electrode pair and the third electrode pair: 4.5V
Current value in the first electrode pair and the third electrode pair: 12A
Voltage value applied to the second electrode pair and the fourth electrode pair: 4.3V
Current value in the second electrode pair and the fourth electrode pair: 4.0 A

比較例１の試験結果は、以下の表５の通りである。 The test results of Comparative Example 1 are shown in Table 5 below.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

［比較例２］
比較例２では、上述した電解水生成装置１０を用いて電解水を生成する試験を行った。
試験条件は、以下の通りである。
運転モード：第２の運転モード（アルカリ水生成モード）
隔膜の種類：中性膜（透水性膜）
循環液の種類：飽和塩化ナトリウム水溶液
補充電解質の種類：なし
電解質水溶液の補充量：０ｍｌ／ｍｉｎ
電解水の生成量：５００ｍｌ／ｍｉｎ
第１の電極対及び第３の電極対に印加する電圧値：３．１Ｖ
第１の電極対及び第３の電極対における電流値：１２Ａ
第２の電極対及び第４の電極対に印加する電圧値：３．６Ｖ
第２の電極対及び第４の電極対における電流値：５．３Ａ [Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a test for generating electrolyzed water was conducted using the above-mentioned electrolyzed water generator 10.
The test conditions are as follows.
Operation mode: Second operation mode (alkaline water generation mode)
Type of diaphragm: Neutral membrane (permeable membrane)
Type of circulating fluid: Saturated sodium chloride aqueous solution Type of replenishing electrolyte: None Replenishment amount of electrolyte aqueous solution: 0 ml / min
Amount of electrolyzed water produced: 500 ml / min
Voltage value applied to the first electrode pair and the third electrode pair: 3.1 V
Current value in the first electrode pair and the third electrode pair: 12A
Voltage value applied to the second electrode pair and the fourth electrode pair: 3.6V
Current value in the second electrode pair and the fourth electrode pair: 5.3A

比較例２の試験結果は、以下の表６の通りである。 The test results of Comparative Example 2 are shown in Table 6 below.

Figure 0006831570
Figure 0006831570

実施例１及び実施例２の結果より、本発明の電解水生成装置によれば、生成した電解水のｐＨ及び濃度が安定していることが分かる。また、循環水の圧力及び循環タンク内のｐＨが安定していることが分かる。 From the results of Example 1 and Example 2, it can be seen that the pH and concentration of the generated electrolyzed water are stable according to the electrolyzed water generator of the present invention. It can also be seen that the pressure of the circulating water and the pH in the circulating tank are stable.

比較例１の試験結果では、生成した電解水のｐＨ及び濃度が安定していなかった。また、循環水の圧力も安定していなかった。 In the test results of Comparative Example 1, the pH and concentration of the produced electrolyzed water were not stable. Also, the pressure of circulating water was not stable.

比較例２の試験結果では、循環タンク内のｐＨが低下したため、塩素ガスが発生し、９０分以後の試験を継続することができなかった。 In the test result of Comparative Example 2, since the pH in the circulation tank was lowered, chlorine gas was generated, and the test could not be continued after 90 minutes.

１０、１１０ 電解水生成装置
１２ 第１電解室
１４ 第２電解室
１６ 中央電解室
１８ 第１の隔膜
２０ 第２の隔膜
２２ 第１電極
２４ 第２電極
２６ 第１の電極対
２８ 第３電極
３０ 第４電極
３２ 第２の電極対
３４ 第５電極
３６ 第６電極
３８ 第３の電極対
４０ 第７電極
４２ 第８電極
４４ 第４の電極対
４６ 第１の極性切替手段
４８ 第２の極性切替手段
５０ 第１の電流調整手段
５２ 第２の電流調整手段
５４ 電解質補充タンク
６２ 原水供給配管
６４ 電解質供給ポンプ
７０ 循環タンク
７２ 循環ポンプ
８０ 第１の電解水排出配管
８２ 第２の電解水排出配管
１１２ 第１の電解室
１１４ 第２の電解室
１１６ 隔膜
１２２ 第１電極
１２４ 第２電極
１２６ 第１の電極対
１２８ 第３電極
１３０ 第４電極
１３２ 第２の電極対
１３４ 極性切替手段
１３６ 電流調整手段
１３８ 電解質補充タンク
１４６ 原水供給配管
１４８ 電解質供給ポンプ
１５０ 循環タンク
１５２ 循環ポンプ
１６０ 電解水排出配管
ＰＷ１、ＰＷ１１ 第１の電源
ＰＷ１、ＰＷ１２ 第２の電源 10, 110 Electrolyzed water generator 12 1st electrolytic chamber 14 2nd electrolytic chamber 16 Central electrolytic chamber 18 1st diaphragm 20 2nd diaphragm 22 1st electrode 24 2nd electrode 26 1st electrode pair 28 3rd electrode 30 4th electrode 32 2nd electrode pair 34 5th electrode 36 6th electrode 38 3rd electrode pair 40 7th electrode 42 8th electrode 44 4th electrode pair 46 1st polarity switching means 48 2nd polarity switching Means 50 First current adjusting means 52 Second current adjusting means 54 Electrode replenishment tank 62 Raw water supply pipe 64 Electrode supply pump 70 Circulation tank 72 Circulation pump 80 First electrolytic water discharge pipe 82 Second electrolytic water discharge pipe 112 First Electrolyte Chamber 114 Second Electrolyte Chamber 116 Diaphragm 122 First Electrode 124 Second Electrode 126 First Electrode Pair 128 Third Electrode 130 Fourth Electrode 132 Second Electrode Pair 134 Polarity Switching Means 136 Current Adjusting Means 138 Electrode replenishment tank 146 Raw water supply pipe 148 Electrode supply pump 150 Circulation tank 152 Circulation pump 160 Electrode water discharge pipe PW1, PW11 First power supply PW1, PW12 Second power supply

Claims (6)

第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された中央電解室と、
前記第１電解室と前記中央電解室の間、及び、前記第２電解室と前記中央電解室の間に配置された隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記中央電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記中央電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第５電極及び前記中央電解室に設けられた第６電極からなる第３の電極対と、
前記第２電解室に設けられた第７電極及び前記中央電解室に設けられた第８電極からなる第４の電極対と、
前記第１〜第４の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第１電解室及び前記第２電解室に供給される原水中に電解質を供給する電解質供給手段と、
前記中央電解室に電解促進剤を循環させる電解促進剤循環手段と、を備え、
前記電解質は、塩化ナトリウム又は塩化カリウムであり、
前記電解促進剤は、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、又は、炭酸水素ナトリウム水溶液であり、
前記隔膜は、非透水性イオン交換膜であることを特徴とする電解水生成装置。 The first electrolysis chamber and
The second electrolysis chamber and
A central electrolysis chamber arranged between the first electrolysis chamber and the second electrolysis chamber,
A diaphragm arranged between the first electrolysis chamber and the central electrolysis chamber and between the second electrolysis chamber and the central electrolysis chamber.
A first electrode pair composed of a first electrode provided in the first electrolysis chamber and a second electrode provided in the central electrolysis chamber, and a pair of electrodes.
A second electrode pair composed of a third electrode provided in the first electrolysis chamber and a fourth electrode provided in the central electrolysis chamber, and
A third electrode pair composed of a fifth electrode provided in the second electrolysis chamber and a sixth electrode provided in the central electrolysis chamber, and a third electrode pair.
A fourth electrode pair consisting of a seventh electrode provided in the second electrolysis chamber and an eighth electrode provided in the central electrolysis chamber, and a fourth electrode pair.
A power supply that applies a voltage to the first to fourth electrode pairs, and
An electrolyte supply means for supplying an electrolyte to the raw water supplied to the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, and
The central electrolysis chamber is provided with an electrolysis accelerator circulating means for circulating the electrolysis accelerator .
The electrolyte is sodium chloride or potassium chloride.
The electrolysis accelerator is an aqueous solution of potassium carbonate, an aqueous solution of sodium carbonate, or an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate.
An electrolyzed water generator characterized in that the diaphragm is a non-permeable ion exchange membrane . 前記第１〜第４の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段をさらに備え、
前記第１電解室及び前記第２電解室においてｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性次亜塩素酸水またはｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陽極、前記第６電極が陰極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となる、請求項１に記載の電解水生成装置。 Further, a polarity switching means for switching the polarity of at least one of the first to fourth electrode pairs is provided.
Weakly acidic hypochlorous acid water having a pH greater than 2.7 and 5.0 or less or slightly acidic hypochlorous acid having a pH greater than 5.0 and 6.5 or less in the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber. In the first operation mode for generating water , the first electrode is an anode, the second electrode is a cathode, the third electrode is a cathode, the fourth electrode is an anode, the fifth electrode is an anode, and the sixth electrode is The electrolyzed water generator according to claim 1, wherein the electrode is a cathode, the seventh electrode is a cathode, and the eighth electrode is an anode. 前記第１電解室及び前記第２電解室においてアルカリ水を生成する第２の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陰極、前記第４電極が陽極、前記第５電極が陰極、前記第６電極が陽極、前記第７電極が陰極、前記第８電極が陽極となる、請求項２に記載の電解水生成装置。 In the second operation mode in which alkaline water is generated in the first electrolytic chamber and the second electrolytic chamber, the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the third electrode is a cathode, and the fourth electrode is. The electrolyzed water generator according to claim 2, wherein the anode, the fifth electrode is a cathode, the sixth electrode is an anode, the seventh electrode is a cathode, and the eighth electrode is an anode. 第１電解室と、
第２電解室と、
前記第１電解室と前記第２電解室の間に配置された隔膜と、
前記第１電解室に設けられた第１電極及び前記第２電解室に設けられた第２電極からなる第１の電極対と、
前記第１電解室に設けられた第３電極及び前記第２電解室に設けられた第４電極からなる第２の電極対と、
前記第１及び第２の電極対に電圧を印加する電源と、
前記第２電解室に供給される原水中に電解質を供給する電解質供給手段と、
前記第１電解室に電解促進剤を循環させる電解促進剤循環手段と、を備え、
前記電解質は、塩化ナトリウム又は塩化カリウムであり、
前記電解促進剤は、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、又は、炭酸水素ナトリウム水溶液であり、
前記隔膜は、非透水性イオン交換膜であることを特徴とする電解水生成装置。 The first electrolysis chamber and
The second electrolysis chamber and
A diaphragm arranged between the first electrolysis chamber and the second electrolysis chamber,
A first electrode pair composed of a first electrode provided in the first electrolysis chamber and a second electrode provided in the second electrolysis chamber, and a pair of electrodes.
A second electrode pair composed of a third electrode provided in the first electrolysis chamber and a fourth electrode provided in the second electrolysis chamber, and
A power supply that applies a voltage to the first and second electrode pairs, and
An electrolyte supply means for supplying an electrolyte to the raw water supplied to the second electrolysis chamber,
The first electrolysis chamber is provided with an electrolysis accelerator circulating means for circulating the electrolysis accelerator .
The electrolyte is sodium chloride or potassium chloride.
The electrolysis accelerator is an aqueous solution of potassium carbonate, an aqueous solution of sodium carbonate, or an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate.
An electrolyzed water generator characterized in that the diaphragm is a non-permeable ion exchange membrane . 前記第１及び第２の電極対のうち少なくとも１つの電極対の極性を切り替える極性切替手段をさらに備え、
前記第２電解室においてｐＨが２．７より大きく５．０以下の弱酸性次亜塩素酸水またはｐＨが５．０より大きく６．５以下の微酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードでは、前記第１電極が陰極、前記第２電極が陽極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となる、請求項４に記載の電解水生成装置。 Further, a polarity switching means for switching the polarity of at least one of the first and second electrode pairs is provided.
In the second electrolytic chamber, a first weakly acidic hypochlorous acid water having a pH greater than 2.7 and 5.0 or less or a slightly acidic hypochlorous acid water having a pH greater than 5.0 and 6.5 or less is produced. The electrolyzed water generator according to claim 4, wherein in the operation mode, the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, the third electrode is an anode, and the fourth electrode is a cathode. 前記第２電解室においてアルカリ水を生成する第２の運転モードでは、前記第１電極が陽極、前記第２電極が陰極、前記第３電極が陽極、前記第４電極が陰極となる、請求項５に記載の電解水生成装置。 The second operation mode in which alkaline water is generated in the second electrolysis chamber, the first electrode is an anode, the second electrode is a cathode, the third electrode is an anode, and the fourth electrode is a cathode. 5. The electrolyzed water generator according to 5.
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