JP7483481B2 - 電解水製造装置及び電解水の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解水製造装置及び電解水の製造方法に関する。

塩素イオンを含有する薬液を電気分解して得られる電解水は、殺菌効果を有しているため、種々の殺菌消毒に広く用いられている。例えば、塩酸水溶液や塩酸水溶液に塩化ナトリウム水溶液を加えたものを無隔膜電解槽で電気分解することにより、殺菌効果を有する微酸性電解水（微酸性次亜塩素酸水）が得られる。微酸性電解水は２００２年に食品添加物（有効塩素濃度：１０～３０ｐｐｍ、ｐＨ＝５～６．５）に認定され、２０１２年には有効塩素濃度が１０～８０ｐｐｍ（ｐＨ＝５～６．５）に拡大されている。

従来の電解水製造装置では、得られる電解水に塩酸が混入してｐＨがばらつく問題があった。特許文献１には、塩酸の混入を抑制して電解水のｐＨのばらつきを抑制するために、気体のみを通過させ、塩酸を通過させない塩酸除去部を電解槽の下流側に設けた電解水製造装置が開示されている。

特開２０１５－２２６８８７号公報

しかし、特許文献１の電解水製造装置においても、長時間運転の際には電解水のｐＨの低下を十分に抑制できない。

本発明は、得られる電解水のｐＨの低下を十分に抑制できる電解水製造装置及び電解水の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］薬物を含む薬物水溶液を電気分解し、前記薬物の電解生成物を含む電解水を製造する電解水製造装置であって、
前記薬物水溶液を電気分解する無隔膜電解槽と、前記無隔膜電解槽に前記薬物水溶液を送液する送液部と、前記無隔膜電解槽で排出される排出物からガス及び一次電解水を分離する分離部と、前記一次電解水に希釈水を加えて電解水とする第１希釈部と、を備え、
前記分離部は前記排出物が収容される空間を有し、
前記空間内において、前記排出物が、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び前記一次電解水を含む成分とに分離される、電解水製造装置。
［２］前記一次電解水を吸引する第１吸引部と、前記残液を吸引する第２吸引部とをさらに備える、［１］に記載の電解水製造装置。
［３］前記残液に希釈水を加えて希釈する第２希釈部をさらに備える、［１］又は［２］に記載の電解水製造装置。
［４］前記一次電解水と希釈水との合流部分よりも下流側で、前記残液の少なくとも一部を前記電解水に合流させる配管をさらに備え、前記配管内の流量を調整しつつ前記電解水に合流させる流量調整部が前記配管に設けられている、［２］又は［３］に記載の電解水製造装置。
［５］前記空間が前記無隔膜電解槽の上面及び側面のいずれか一方又は両方に接するように設けられている、［１］～［４］のいずれかに記載の電解水製造装置。
［６］薬物を含む薬物水溶液を電気分解して一次電解水を得る電気分解工程と、
前記電気分解工程から排出される排出物を、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び前記一次電解水を含む成分とに分離する分離工程と、
前記分離工程で分離したガス及び前記一次電解水に希釈水を加えて電解水とする希釈溶解工程と、を含む、電解水の製造方法。
［７］薬物を含む薬物水溶液を電気分解し、前記薬物の電解生成物を含む電解水を製造する電解水製造装置であって、
前記薬物水溶液を電気分解する無隔膜電解槽と、前記無隔膜電解槽に前記薬物水溶液を送液する送液部と、前記無隔膜電解槽で排出される排出物からガスを分離する分離部と、前記ガスに希釈水を加えて電解水とする第１希釈部と、前記排出物からガスが分離された残液を吸引する第２吸引部と、を備え、
前記分離部は前記排出物が収容される空間を有し、
前記空間内において、前記排出物が、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガスに分離される、電解水製造装置。

本発明によれば、得られる電解水のｐＨの低下を十分に抑制できる電解水製造装置及び電解水の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。 図１の電解水製造装置における無隔膜電解槽及び分離部を示した断面図である。 本発明の第２実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。 本発明の第４実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。 本発明の第５実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。 本発明の他の実施形態の電解水製造装置における無隔膜電解槽及び分離部を示した断面図である。 本発明の他の実施形態の電解水製造装置を示す概略構成図である。

以下、本発明の電解水製造装置及び電解水の製造方法について、実施形態の一例を示し、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

［第１実施形態］
（電解水製造装置）
図１は、第１実施形態の電解水製造装置１００を示す概略構成図である。電解水製造装置１００は、薬物を含む薬物水溶液を電気分解し、薬物の電解生成物を含む電解水を連続的に製造する電解水製造装置である。
電解水製造装置１００は、送液部１０と、無隔膜電解槽１２と、分離部１４と、第１希釈部１６と、第２希釈部１８と、第１吸引部２０と、第２吸引部２２と、を備えている。

送液部１０は、無隔膜電解槽１２に薬物水溶液Ａを送液する。送液部１０は、薬物水溶液Ａを貯留する薬液貯留部２４と、薬液貯留部２４と無隔膜電解槽１２の下部とを接続する配管２６と、配管２６に設けられたポンプ２８と、を備えている。ポンプ２８を稼働させることで、薬液貯留部２４に貯留されている薬物水溶液Ａが無隔膜電解槽１２に送液される。

無隔膜電解槽１２は、送液部１０から送液されてきた薬物水溶液Ａを電気分解する電解槽である。図１及び図２に示すように、無隔膜電解槽１２は、電解槽本体３０と、電解槽本体３０の内部に設けられた板状の陽極３２及び陰極３４と、を備えている。電解槽本体３０の上部には開口部３１が形成されている。

陽極３２と陰極３４は、互いの面が対向するように向かい合わせに設けられている。陽極３２及び陰極３４には、それぞれ導線（図示略）が接続されている。

無隔膜電解槽１２における電極の構成や通電方法は、特に限定されない。例えば、複数の電極を一定間隔で相互に絶縁して重ね合わせた構造を有し、電源の陽極に接続された電極板と、電源の陰極に接続された電極板との間に、いずれの極とも接続されない電極（中間電極）が少なくとも１枚存在する複極式電極を採用することができる。電極板の数は、特に限定されず、例えば、２枚以上２５枚以下とすることができる。

本実施形態では、電解槽本体３０がハウジング３６内に設けられている。この例では、ハウジング３６内の下側に、電解槽本体３０の少なくとも一部の側壁３０ａがハウジング３６の側壁３６ａから離間するように設けられている。ハウジング３６の内部には、電解槽本体３０の側壁３０ａの外側から電解槽本体３０の上側まで繋がる一連の空間３８が形成されている。

ハウジング３６の電解槽本体３０が設けられている側の側壁３６ｂの下部には、電解槽本体３０内の陽極３２及び陰極３４の下側に通じる薬液供給部４０が設けられている。薬液供給部４０には、送液部１０の配管２６が接続されている。
ハウジング３６の電解槽本体３０が設けられている側の側壁３６ｂの電解槽本体３０よりも上部には、空間３８に通じる第１排出部４２が設けられている。第１排出部４２には、第１排出管４４が接続されている。
ハウジング３６の電解槽本体３０が設けられている側と反対側の側壁３６ａの下部には、空間３８に通じる第２排出部４６が設けられている。第２排出部４６には、第２排出管４８が接続されている。

分離部１４は、無隔膜電解槽１２で電気分解されて排出される排出物Ｂからガス及び一次電解水を分離する部分である。本実施形態では、ハウジング３６内の空間３８が、分離部１４における排出物Ｂが収容される空間になっている。

分離部１４の空間３８は、無隔膜電解槽１２の上面１２ａ及び側面１２ｂの両方に接するように設けられている。ただし、無隔膜電解槽１２の上面１２ａは、電解槽本体３０の上面である。無隔膜電解槽１２の側面１２ｂは、電解槽本体３０におけるハウジング３６の側壁３６ａから離間した側壁３０ａの外面である。このように、本実施形態では、無隔膜電解槽１２と分離部１４とが一体に形成された電解分離ユニット１３となっている。ここで、「無隔膜電解槽と分離部とが一体に形成されている」とは、無隔膜電解槽と分離部とが配管等で接続されておらず、無隔膜電解槽の外面の少なくとも一部が、分離部の空間に面し、当該空間の境界の一部を担っている態様を意味する。

送液部１０から送液されてきた薬物水溶液Ａは、薬液供給部４０から無隔膜電解槽１２内の陽極３２及び陰極３４の下側に供給され、陽極３２と陰極３４の間を下から上に通過しながら電気分解される。電気分解された薬物水溶液Ａは、無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１から排出物Ｂとして分離部１４の空間３８へと排出される。分離部１４の空間３８内では、排出物Ｂが、未反応の薬物を含む残液Ｃと、残液Ｃの液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び一次電解水を含む成分Ｄとに分離される。分離部１４の空間３８における成分Ｄは、電気分解によって生じたガス中に微粒子状の一次電解水が分散した状態になっている。成分Ｄは第１排出部４２から第１排出管４４へと排出される。残液Ｃは第２排出部４６から第２排出管４８へと排出される。

電解水製造装置１００では、無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１から排出された排出物Ｂ中の成分Ｄが、分離部１４の空間３８において残液Ｃ中を通過せずに、当該残液Ｃの液面よりも上方に到達する。具体的には、無隔膜電解槽１２から分離部１４に排出物Ｂを供給する供給部である、無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１が、分離部１４の空間３８における残液Ｃの液面よりも上方に位置している。これにより、成分Ｄに未電解の塩酸が混入することを防ぎ、よりｐＨの安定した電解水Ｆを得ることができる。また、成分Ｄが残液Ｃ中を通過しないことで、溶解性の高い塩素ガスが残液Ｃに溶解して捕集され、電解水Ｆの有効塩素濃度が低下することも抑制できる。

第１希釈部１６は、成分Ｄに希釈水Ｅを加えて電解水Ｆとする部分である。第１希釈部１６は、希釈水Ｅを供給するための配管５０を備えている。第１希釈部１６の配管５０の途中部分には第１排出管４４が接続されており、第１排出管４４を介して配管５０と分離部１４とが繋がっている。これにより、配管５０を流れる希釈水Ｅと第１排出管４４を流れる成分Ｄとが合流するようになっている。

この例では、第１希釈部１６の配管５０と第１排出管４４との接続部分、すなわち成分Ｄと希釈水Ｅとの合流部分に第１吸引部２０が設けられている。第１吸引部２０は、分離部１４の空間３８から第１排出管４４に排出されるガス及び一次電解水を含む成分Ｄを吸引する。

第１吸引部２０としては、分離部１４の空間３８から成分Ｄを吸引できるものであればよく、例えば、配管５０を流れる希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタ、オリフィス、吸引ポンプを例示できる。なかでも、経済性に優れ、装置を小型化しやすい点から、第１吸引部２０としては、希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタが好ましい。エゼクタを用いると、希釈水Ｅの運動エネルギーを有効利用できるのみならず、成分Ｄと希釈水Ｅとの混合をエゼクタ内で効果的に行うことができる。
エゼクタの態様は、特に限定されず、例えば、特許第４６７６１８５号公報に記載のエゼクタの態様を例示できる。

第２希釈部１８は、残液Ｃに希釈水Ｅを加えて希釈し、希釈残液Ｇとする部分である。第２希釈部１８は、配管５０における成分Ｄと希釈水Ｅとの合流部分よりも上流側から分岐し、希釈水Ｅを供給するための配管５２を備えている。第２希釈部１８の配管５２の途中部分には第２排出管４８が接続されており、第２排出管４８を介して配管５２と分離部１４とが繋がっている。これにより、配管５２を流れる希釈水Ｅと第２排出管４８を流れる残液Ｃとが合流するようになっている。

この例では、第２希釈部１８の配管５２と第２排出管４８との接続部分、すなわち残液Ｃと希釈水Ｅとの合流部分に第２吸引部２２が設けられている。第２吸引部２２は、分離部１４の空間３８から第２排出管４８に排出される残液Ｃを吸引する。

第２吸引部２２としては、分離部１４の空間３８から残液Ｃを吸引できるものであればよく、例えば、配管５２を流れる希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタ、オリフィス、吸引ポンプを例示できる。なかでも、経済性に優れ、装置を小型化しやすい点から、第２吸引部２２としては、希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタが好ましい。エゼクタを用いると、希釈水Ｅの運動エネルギーを有効利用できるのみならず、残液Ｃと希釈水Ｅとの混合をエゼクタ内で効果的に行うことができる。

（電解水の製造方法）
以下、本実施形態の電解水製造装置１００を用いた電解水の製造方法について説明する。本実施形態の電解水の製造方法は、下記の電気分解工程、分離工程、希釈溶解工程、及び残液希釈工程を有する。
電気分解工程：薬物を含む薬物水溶液Ａを電気分解してガス及び一次電解水を得る。
分離工程：電気分解工程から排出される排出物Ｂを、未反応の薬物を含む残液Ｃと、残液Ｃの液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び一次電解水を含む成分Ｄとに分離する。
希釈溶解工程：分離工程で分離したガス及び一次電解水に希釈水Ｅを加えて電解水Ｆとする。
残液希釈工程：分離工程で分離した残液Ｃに希釈水Ｅを加えて希釈する。

電気分解工程では、送液部１０のポンプ２８を稼働させ、薬液貯留部２４に貯留されている薬物水溶液Ａを無隔膜電解槽１２へと送液し、無隔膜電解槽１２内の陽極３２及び陰極３４の間を下から上に通過させながら薬物水溶液Ａを電気分解する。電気分解された薬物水溶液Ａは、排出物Ｂとして無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１から分離部１４の空間３８へと排出される。排出物Ｂは、無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１から、分離部１４の空間３８における残液Ｃの液面よりも上方に供給される。

薬物を含む薬物水溶液Ａとしては、塩素イオンを含有する水を使用することができ、例えば、塩酸水溶液、塩酸水溶液に塩化ナトリウム水溶液を添加したものを例示できる。なかでも、電解水が残留物を生成しない点から、塩酸水溶液のみが好ましい。
薬物としては、塩化水素及び塩化ナトリウムのいずれか一方又は両方を例示でき、塩化水素が好ましい。薬物としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

分離工程では、分離部１４の空間３８内において、排出物Ｂを、未反応の薬物を含む残液Ｃと、電気分解によって生じたガス及び一次電解水を含む成分Ｄとに分離する。無隔膜電解槽１２の上面１２ａの開口部３１から排出された排出物Ｂ中の成分Ｄは、分離部１４の空間３８において残液Ｃ中を通過せずに残液Ｃの液面よりも上方に出る。
成分Ｄにおいては、電気分解によって生じたガス中に、一次電解水として、薬物の電解生成物を含む微粒子状の水分が含まれる。ガス中における薬物の電解生成物を含む微粒子状の水分の量が増えると霧状になる。例えば薬物水溶液Ａが塩酸水溶液の場合、成分Ｄには、水素ガス、塩素ガス、及び一次電解水として微粒子状の次亜塩素酸水が含まれる。

排出物Ｂから分離した成分Ｄは、第１排出部４２を通じて分離部１４の空間３８から第１排出管４４へと排出される。電解水製造装置１００では、第１吸引部２０によって吸引することで、分離部１４の空間３８から成分Ｄをより効率良く排出させることができる。

排出物Ｂから分離した残液Ｃは、第２排出部４６を通じて分離部１４の空間３８から第２排出管４８へと排出される。電解水製造装置１００では、第２吸引部２２によって吸引することで、分離部１４の空間３８から残液Ｃをより効率良く排出させることができる。

希釈溶解工程では、第１排出管４４を流れる成分Ｄと配管５０を流れる希釈水Ｅとを合流させ、分離工程で分離した成分Ｄに希釈水Ｅを加えて希釈溶解し、薬物の電解生成物を含む電解水Ｆとする。例えば薬物水溶液Ａが塩酸水溶液の場合、電解水Ｆとして微酸性電解水（微酸性次亜塩素酸水）が得られる。電解水Ｆは、例えば、種々の殺菌消毒に使用することができる。
希釈水Ｅによる成分Ｄの希釈溶解は、例えば、食品添加物の条件を満たすように、電解水Ｆの有効塩素濃度が１０～８０ｐｐｍ、ｐＨが５～６．５の範囲内となるように行う。

希釈水Ｅとしては、例えば、水道水、地下水、伏流水、脱塩水、蒸留水、精製水を例示できる。希釈水Ｅとしては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。なお、電解水Ｆを食品添加物として使用する場合は、希釈水Ｅは水道水質基準に適合した飲用適の水を用いる。

残液希釈工程では、第２排出管４８を流れる残液Ｃと配管５２を流れる希釈水Ｅとを合流させ、分離工程で分離した残液Ｃを希釈水Ｅで希釈して希釈残液Ｇとする。例えば薬物水溶液Ａが塩酸水溶液の場合、未反応の塩酸を含む希釈残液Ｇが得られる。希釈残液Ｇは、廃棄してもよく、有効塩素濃度及びｐＨによっては殺菌消毒に使用してもよい。
希釈水Ｅによる残液Ｃの希釈の度合いは、例えば、目的に応じて適宜調節することができる。

以上説明したように、本実施形態では、分離部１４の空間３８において、排出物Ｂを、未反応の薬物を含む残液Ｃと、電気分解によって生じたガス及び一次電解水を含む成分Ｄとに分離する。特許文献１のような従来の装置では、未電解の塩酸が塩酸除去部に貯留されるか、又は電解槽に戻されるため、連続運転時に塩酸がオーバーフローして電解水に混入することがある。しかし、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを電気分解し、分離部１４の空間３８で残液Ｃと成分Ｄに分離して排出することで、未電解の塩酸を電解水Ｆとは分離した状態で廃棄することが可能である。これにより、連続運転時でも予期せず塩酸が電解水Ｆに混入することを抑制できるため、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に安定して製造することができる。

［第２実施形態］
図３は、第２実施形態の電解水製造装置１００Ａを示す概略構成図である。電解水製造装置１００Ａは、送液部１０と、無隔膜電解槽１２と、分離部１４と、第１希釈部１６と、第１吸引部２０と、第２吸引部２２とを備えている。電解水製造装置１００Ａは、第２希釈部１８を備えていない以外は、電解水製造装置１００と同様の態様である。図３における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。

電解水製造装置１００Ａを用いた電解水の製造では、電気分解工程において無隔膜電解槽１２内で薬物水溶液Ａを電気分解し、分離部１４の空間３８に排出物Ｂとして排出する。そして、分離工程において排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離し、残液Ｃと成分Ｄをそれぞれ分離部１４から排出する。分離した成分Ｄは希釈溶解工程で希釈水Ｅを加えて電解水Ｆとする。電解水製造装置１００Ａには第２希釈部１８が備えられていないため、残液Ｃは希釈されない。

第２実施形態においても、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを連続的に電気分解し、分離部１４で排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離して排出することで、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に製造することができる。
このように、本発明の電解水製造装置は、第２希釈部を備えていなくてもよい。本発明の電解水の製造方法は、残液希釈工程を含まなくてもよい。

［第３実施形態］
図４は、第３実施形態の電解水製造装置１００Ｂを示す概略構成図である。電解水製造装置１００Ｂは、送液部１０と、無隔膜電解槽１２と、分離部１４と、第１希釈部１６と、第２希釈部１８Ｂと、第１吸引部２０と、第２吸引部２２とを備えている。電解水製造装置１００Ｂは、第２希釈部１８の代わりに第２希釈部１８Ｂを備えている以外は、電解水製造装置１００と同様の態様である。図４における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。

第２希釈部１８Ｂは、配管５２と、一端が配管５２の第２吸引部２２よりも上流側から分岐し、他端が第２吸引部２２の下流側に接続された配管５４と、配管５４に設けられた流量調整部５６とを備えている。第２希釈部１８Ｂでは、第１実施形態に比べて残液Ｃを希釈水Ｅでさらに高倍率に希釈することができる。そのため、分離部１４から排出される残液Ｃに塩酸が多く含まれ、ｐＨが低くても、例えばｐＨを食品添加物の微酸性電解水で指定されている５～６．５の範囲まで調整することが容易である。

流量調整部５６としては、配管５４を流れる希釈水Ｅの流量を調整できるものであればよく、例えば、残液Ｃ及び希釈残液ＧのｐＨに応じて下流側の圧力を調節し、配管５４を流れる希釈水Ｅの流量を調整できる減圧弁を例示できる。

電解水製造装置１００Ｂを用いた電解水の製造では、電気分解工程において無隔膜電解槽１２内で薬物水溶液Ａを電気分解し、分離部１４の空間３８に排出物Ｂとして排出する。そして、分離工程において排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離し、残液Ｃと成分Ｄをそれぞれ分離部１４から排出する。分離した成分Ｄには希釈溶解工程で希釈水Ｅを加えて電解水Ｆとする。また、残液Ｃには第２希釈部１８Ｂによって配管５２及び配管５４を流れる希釈水Ｅを加えて希釈し、希釈残液Ｇとする。

第３実施形態においても、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを連続的に電気分解し、分離部１４で排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離して排出することで、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に製造することができる。また、第３実施形態では、希釈残液ＧのｐＨが低くなることを抑制できるため、電解水Ｆだけでなく希釈残液Ｇを殺菌消毒に使用することもできる。

［第４実施形態］
図５は、第４実施形態の電解水製造装置１００Ｃを示す概略構成図である。電解水製造装置１００Ｃは、送液部１０と、無隔膜電解槽１２と、分離部１４と、第１希釈部１６と、第２希釈部１８と、第１吸引部２０と、第２吸引部２２と、残液合流手段５８と、を備えている。電解水製造装置１００Ｃは、残液合流手段５８をさらに備えている以外は、電解水製造装置１００と同様の態様である。図５における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。

残液合流手段５８は、成分Ｄと希釈水Ｅとの合流部分よりも下流側で、残液Ｃの少なくとも一部を電解水Ｆに合流させる配管６０と、配管６０に設けられ、配管６０内の流量を調整しつつ電解水Ｆに合流させる流量調整部６２とを備えている。
この例では、配管６０は、一端が配管５２の第２吸引部２２の下流側に接続され、他端が配管５０の第１吸引部２０の下流側に接続されている。そのため、分離部１４から排出された残液Ｃが希釈液Ｅで希釈された後に希釈残液Ｇの少なくとも一部が電解水Ｆに合流されるようになっている。

電気分解後に分離部１４で分離される残液Ｃにも、薬物の電解生成物が含まれる。例えば薬物水溶液Ａが塩酸水溶液の場合、分離部１４から排出される残液Ｃにも次亜塩素酸水が含まれる。そのため、例えば電解水ＦのｐＨが５～６．５を満たす範囲で残液Ｃの少なくとも一部を電解水Ｆに合流させることで、残液Ｃに含まれる次亜塩素酸水も殺菌消毒に利用することができる。

流量調整部６２としては、配管６０を流れる希釈残液Ｇ（残液Ｃ）の流量を調整できるものであればよく、例えば、電解水Ｆ及び希釈残液Ｇ（残液Ｃ）のｐＨに応じて電解水Ｆ側の圧力を調節し、配管６０を流れる希釈残液Ｇ（残液Ｃ）の流量を調整できる減圧弁を例示できる。

電解水製造装置１００Ｃを用いた電解水の製造では、電気分解工程において無隔膜電解槽１２内で薬物水溶液Ａを電気分解し、分離部１４の空間３８に排出物Ｂとして排出する。そして、分離工程において排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離し、残液Ｃと成分Ｄをそれぞれ分離部１４から排出する。分離した成分Ｄに含まれる一次電解水には希釈溶解工程で希釈水Ｅを加えて電解水Ｆとする。また、残液Ｂには残液希釈工程で希釈水Ｅを加えて希釈残液Ｇとする。さらに、希釈残液Ｇ（残液Ｃ）の少なくとも一部を電解水Ｆに合流させる。

第４実施形態においても、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを連続的に電気分解し、分離部１４で排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離して排出することで、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に製造することができる。また、第４実施形態では、残液Ｃの少なくとも一部を電解水Ｆに合流させて殺菌消毒に使用することができる。第１吸引部２０側と第２吸引部２２側の圧力を調整することで各々の吸引バランスを調節しやすく、有効塩素濃度やｐＨの調整が容易な点でも有利である。また、本発明の効果を損なわない範囲で電解水Ｆに希釈残液Ｇの少なくとも一部を混合することで、希釈残液Ｇ中の次亜塩素酸を回収しつつ、残液Ｃの排水量（廃棄量）も低減できる。

［第５実施形態］
図６は、第５実施形態の電解水製造装置１００Ｄを示す概略構成図である。電解水製造装置１００Ｄは、送液部１０と、無隔膜電解槽１２と、分離部１４と、第１希釈部１６と、第２希釈部１８と、を備えている。電解水製造装置１００Ｄは、第１吸引部２０及び第２吸引部２２を備えていない以外は、電解水製造装置１００と同様の態様である。図６における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、無隔膜電解槽１２で電気分解が進むとガスが生じるため、無隔膜電解槽１２側に比べて下流の第１希釈部１６側や第２希釈部１８側は圧力が低くなり、圧力差が生じる。そのため、その圧力差によって、第１吸引部２０や第２吸引部２２が備えられていなくても、成分Ｄと残液Ｃはそれぞれ自然に分離部１４から下流へと流れていくことが可能である。

第５実施形態においても、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを連続的に電気分解し、分離部１４で排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離して排出することで、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に製造することができる。
このように、本発明の電解水製造装置は、第１吸引部及び第２吸引部のいずれか一方又は両方を備えていなくてもよい。

本発明の電解水製造装置は、分離部の空間が無隔膜電解槽の上面及び側面の両方に接するように設けられている態様には限定されない。分離部の空間は、無隔膜電解槽の上面又は側面のいずれか一方だけに接するように設けられていてもよい。

例えば、図７に示すように、電解槽本体３０の少なくとも一部の側壁３０ａがハウジング３６Ａの側壁３６ａから離間し、ハウジング３６Ａの内部における電解槽本体３０の側壁３０ａの外側だけに分離部１４の空間３８が形成されている電解分離ユニット１３Ａであってもよい。この例の分離部１４の空間３８は、無隔膜電解槽１２の側面１２ｂだけに接するように設けられている。

この態様では、ハウジング３６Ａの内部において、ハウジング３６Ａの側壁３６ａから離間している電解槽本体３０の側壁３０ａの上部に、電気分解後の排出物Ｂを分離部１４の空間３８へと供給するための供給部３３が設けられている。供給部３３は、分離部１４の空間３８における残液Ｃの液面よりも上方に位置している。また、ハウジング３６Ａの上部に成分Ｄを排出するための第１排出部４２が設けられている。

本発明の電解水製造装置では、分離部の空間が無隔膜電解槽の上面及び側面に接しないように、分離部が無隔膜電解槽とは別々に設けられていてもよい。
例えば、本発明の電解水製造装置は、図８に例示した電解水製造装置１００Ｅであってもよい。電解水製造装置１００Ｅは、以下に説明する構成以外は、電解水製造装置１００と同様の態様である。図８における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。電解水製造装置１００Ｅでは、無隔膜電解槽１２と分離部１４とが別々に設けられ、無隔膜電解槽１２の排出部４１と分離部１４の供給部４３とが配管４５で接続されている。無隔膜電解槽１２から分離部１４に排出物Ｂを供給する供給部４３は、分離部１４の空間３８における残液Ｃの液面よりも上方に位置している。

電解水製造装置１００Ｅでは、配管４５を通じて排出物Ｂが無隔膜電解槽１２から分離部１４に送られる。電解水製造装置１００Ｅを用いる場合においても、無隔膜電解槽１２で薬物水溶液Ａを連続的に電気分解し、分離部１４で排出物Ｂを残液Ｃと成分Ｄとに分離して排出することで、ｐＨの低下が十分に抑制された電解水Ｆを連続的に製造することができる。また、分離した残液を電解槽に戻すとオーバーフローが起こって塩酸が電解水に混入し、電解水のｐＨが低下するおそれがあるが、電解水製造装置１００Ｅでは分離部１４で分離した塩酸を残液Ｃとして廃棄するため、電解水ＦのｐＨ低下を十分に抑制できる。

また、電解水製造装置１００Ｅでも、無隔膜電解槽１２から排出された排出物Ｂ中の成分Ｄが、分離部１４の空間３８における残液Ｃ中を通過せずに、当該残液Ｃの液面よりも上方に到達する。これにより、成分Ｄに未電解の塩酸が混入することが防がれ、よりｐＨの安定した電解水Ｆを得ることができる。また、成分Ｄが残液Ｃ中を通過しないことで、溶解性の高い塩素ガスが残液Ｃに溶解して捕集され、電解水Ｆの有効塩素濃度が低下することも抑制できる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本発明の電解水製造装置は、分離部において排出物からガスのみを分離するものであってもよい。具体的には、無隔膜電解槽、送液部、分離部、第１希釈部、及び第２吸引部を備え、分離部の空間内において排出物を残液とガスに分離し、排出物からガスが分離された残液を第２吸引部によって吸引する電解水製造装置であってもよい。

分離部において排出物からガスのみを分離する方法としては、例えば、気体透過性フィルターやサイクロン式セパレーター等の設置が挙げられる。
このような電気分解後の排出物からガスのみを分離する態様の電解水製造装置は、高濃度の次亜塩素酸水を製造しやすく、例えば、床等の洗浄用途や、特定防除資材（特定農薬）といった様々な用途に使用できる電解水を製造できる。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［有効塩素濃度の測定］
有効塩素濃度の測定は、塩素計（柴田科学社製、製品名：ハンディ水質計ＡＱ－１０２）を用い、以下の手順で行った。サンプルセルに、電解水のサンプルを１０ｍＬ採取した。次いで、計測のセルホルダーにサンプルセルをセットし、ゼロ点調整を行った。次に、サンプルセルを取り出して発色試薬（柴田科学社製、製品名：粉体試薬 残留塩素高濃度（１００回分））を入れて混合した。計測のセルホルダーにサンプルセルをセットし、濃度を測定した。

［ｐＨの測定］
ｐＨは、ｐＨ計（堀場製作所製、製品名：ｐＨ ＭＥＴＥＲ Ｄ－５１）によって測定した。

［実施例１］
図１及び図２に例示した電解水製造装置１００を用いて電解水を製造した。
無隔膜電解槽１２としては、１２セル複極式の無隔膜電解槽を用いた。薬物水溶液Ａとして９質量％塩酸水溶液を用いた。無隔膜電解槽１２における電気分解の条件は、電圧２４Ｖ、電流６Ａとした。第１吸引部２０及び第２吸引部２２としては希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタを使用した。希釈液Ｅとしては、ｐＨ７．５６の水を使用した。電解水Ｆの流量を１０７４Ｌ／ｈ、希釈残液Ｇの流量を１４６Ｌ／ｈとした。
得られた電解水Ｆと希釈残液Ｇの有効塩素濃度及びｐＨを表１に示す。

［比較例１］
分離部を備えず、無隔膜電解槽で電気分解後の排出物を分離せずに希釈液で希釈して電解水とする電解水製造装置を用い、電解水の流量を１０７４Ｌ／ｈとする以外は、実施例１と同様の条件で電解水を製造した。得られた電解水の有効塩素濃度及びｐＨを表１に示す。

電気分解後の無隔膜電解槽１２からの排出物Ｂを分離部１４で残液Ｃと成分Ｄに分離して排出する実施例１では、比較例１に比べて、得られる電解水ＦのｐＨが高く、塩酸の混入によるｐＨの低下が十分に抑制されていた。また、実施例１では塩酸が残液Ｃとして電解水Ｆとは分離された状態で廃棄されるため、長期間運転したとしてもオーバーフローによる電解水ＦのｐＨ低下を抑制できた。

［実施例２］
図４に例示した電解水製造装置１００Ｂを用いて電解水を製造した。
無隔膜電解槽１２としては、１２セル複極式の無隔膜電解槽を用いた。薬物水溶液Ａとして２１質量％塩酸水溶液を用いた。無隔膜電解槽１２における電気分解の条件は、電圧２４Ｖ、電流６Ａとした。第１吸引部２０及び第２吸引部２２としては希釈水Ｅを駆動流体とするエゼクタを使用した。希釈液Ｅとしては、ｐＨ７．６５の水を使用した。流量調整部５６の調節によって、配管５４を流れる希釈液Ｅによる希釈倍率を希釈無し、２倍希釈、３倍希釈にそれぞれ調整した。電解水Ｆ及び希釈残液Ｇの流量は表２に示すとおりとした。
得られた電解水Ｆと希釈残液Ｇの有効塩素濃度及びｐＨを表２に示す。

表２に示すように、配管５４を流れる希釈液Ｅによって２倍希釈又は３倍希釈して得た希釈残液Ｇは有効塩素濃度及びｐＨが十分に高く、電解水Ｆだけでなく希釈残液Ｇも微酸性電解水として利用できるものであった。

１００，１００Ａ～１００Ｅ…電解水製造装置、１０…送液部、１２…無隔膜電解槽、１２ａ…上面、１２ｂ…側面、１４…分離部、１６…第１希釈部、１８…第２希釈部、２０…第１吸引部、２２…第２吸引部、３０…電解槽本体、３２…陽極、３４…陰極、３６，３６Ａ…ハウジング、３８…空間、４０…薬液供給部、４２…第１排出部、４４…第１排出管、４６…第２排出部、４８…第２排出管、５６…流量調整部、５８…残液合流手段、６２…流量調整部。

Claims (7)

1. 薬物を含む薬物水溶液を電気分解し、前記薬物の電解生成物を含む電解水を製造する電解水製造装置であって、
   前記薬物水溶液を電気分解する無隔膜電解槽と、前記無隔膜電解槽に前記薬物水溶液を送液する送液部と、前記無隔膜電解槽で排出される排出物からガス及び一次電解水を分離する分離部と、前記一次電解水に希釈水を加えて電解水とする第１希釈部と、を備え、
   前記分離部は前記排出物が収容される空間を有し、
   前記空間内において、前記排出物が、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び前記一次電解水を含む成分とに分離され、
   前記無隔膜電解槽の上面には前記排出物を排出する開口部が形成されており、前記開口部は前記分離部の前記空間における前記残液の液面よりも上方に位置している、電解水製造装置。
2. 前記一次電解水を吸引する第１吸引部と、前記残液を吸引する第２吸引部とをさらに備える、請求項１に記載の電解水製造装置。
3. 前記残液に希釈水を加えて希釈する第２希釈部をさらに備える、請求項１又は２に記載の電解水製造装置。
4. 前記一次電解水と希釈水との合流部分よりも下流側で、前記残液の少なくとも一部を前記電解水に合流させる配管をさらに備え、前記配管内の流量を調整しつつ前記電解水に合流させる流量調整部が前記配管に設けられている、請求項２又は３に記載の電解水製造装置。
5. 前記空間が前記無隔膜電解槽の上面及び側面のいずれか一方又は両方に接するように設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の電解水製造装置。
6. 無隔膜電解槽を用いて薬物を含む薬物水溶液を電気分解して一次電解水を得る電気分解工程と、
   前記電気分解工程から排出される排出物を、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガス及び前記一次電解水を含む成分とに分離する分離工程と、
   前記分離工程で分離したガス及び前記一次電解水に希釈水を加えて電解水とする希釈溶解工程と、を含み、
   前記無隔膜電解槽の上面には、前記排出物を排出する開口部が形成されており、前記開口部は、前記分離工程で前記残液と前記成分とを分離する空間における前記残液の液面よりも上方に位置している、電解水の製造方法。
7. 薬物を含む薬物水溶液を電気分解し、前記薬物の電解生成物を含む電解水を製造する電解水製造装置であって、
   前記薬物水溶液を電気分解する無隔膜電解槽と、前記無隔膜電解槽に前記薬物水溶液を送液する送液部と、前記無隔膜電解槽で排出される排出物からガスを分離する分離部と、前記ガスに希釈水を加えて電解水とする第１希釈部と、前記排出物からガスが分離された残液を吸引する第２吸引部と、を備え、
   前記分離部は前記排出物が収容される空間を有し、
   前記空間内において、前記排出物が、未反応の前記薬物を含む残液と、前記残液の液面よりも上側に生じる、電気分解によって生じたガスに分離され、
   前記無隔膜電解槽の上面には前記排出物を排出する開口部が形成されており、前記開口部は前記分離部の前記空間における前記残液の液面よりも上方に位置している、電解水製造装置。

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