JPH06246265A

JPH06246265A - 電解水の生成装置

Info

Publication number: JPH06246265A
Application number: JP5031970A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuji Yamaguchi; 秋二山口; Masayuki Ukon; 雅幸右近; Daiji Misawa; 代治三沢; Masakazu Arisaka; 政員有坂
Original assignee: NIPPON INTETSUKU KK
Current assignee: NIPPON INTETSUKU KK
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】殺菌効果の高いＰＨ３以下、好ましくは１．
５〜２．６程度の酸性水が、低電力で安価に、大量に安
定して得られ、また同時にアルカリ水の生成ができる電
解水の生成装置の提供である。【構成】電解槽１の室内を隔膜２によって陰極室と陽
極室とに分割して各々に陰陽極電極３，４を設け、電解
槽１内に供給される原水を陰陽極電極３，４間の通電に
よって電気分解し、陰極室にアルカリ水，陽極室に酸性
水を連続的に生成する。前記電解槽１に供給する原水の
流路に、食塩水貯水タンク１１，定量ポンプ１２、及び
注入装置１０より成る食塩水を供給添加する供給手段を
設け、さらに、電解槽１から吐出するアルカリ水の導出
管路に流量調節バルブ１５を設け、アルカリ水と酸性水
との流量比を制御する。また、原水の供給路に原水の電
気伝導度を測定するＥＣセンサ１４，酸性水の流出路に
酸性吐出水の電気伝導度を測定するＥＣセンサ１９、及
び酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサ１８を設けて成
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水の電気分解によって
洗浄水，殺菌水等として有用な酸性水及び飲料水となる
アルカリ水を生成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品とか医療の分野において、電解水を
洗浄用水とか消毒，殺菌用の水として使用することは、
一般には知られているが、ＰＨ値の低い水を安定して多
量に得ることは容易でない。従来の電解水生成装置は、
電解槽内を隔膜によって陰極室と陽極室とに分け、各々
の室内に電極を挿入し、室内に供給した原水を電極間の
通電によって電気分解することにより、陰極室にアルカ
リ水，陽極室に酸性水を電解生成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電解水生成
装置によって、ＰＨ値の低い水は陽極室から吐出する酸
性水によって得られるが、連続的に大量に作り出すこと
は困難である。通常東京近郊における水道水の電気伝導
率（ＥＣ）は１００〜２００μＳ／ｃｍ前後、ＰＨは
６．５〜８程度であって、電解槽に大電流を通電するこ
とができず、通電電流を増大するためには、印加電圧を
上昇させなければならず、通電電源のワット数が嵩さむ
欠点がある。また、電解槽で電解処理した陽極室から吐
出する酸性水のＰＨは４．０〜５．０程度であって、所
望する洗浄殺菌効果が得られない。

【０００４】そこで本発明は、殺菌効果の高いＰＨ３以
下、好ましくは１．５〜２．６程度の酸性水が、低電力
で、大量に安定して得られる、また同時にアルカリ水の
生成ができる電解水の生成装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】電解槽内を隔膜によって
陰極室と陽極室とに分割して陰陽極電極を設け、前記電
解槽内に供給される原水を陰陽極電極間への通電によっ
て陰極室にアルカリ水，陽極室に酸性水を連続的に電解
生成する装置において、前記電解槽に供給する原水中に
塩素系電解質水溶液を供給添加する供給手段を設けると
共に、電解槽から吐出するアルカリ水と酸性水との流量
比を制御する流量制御手段を設け、且つ電解槽における
電解状態もしくは電解吐出水の電解度合を検知する検知
センサを設け、該検知センサの信号によって前記流量制
御手段を制御するようにしたことを特徴とし、これによ
り前記電解槽の陽極室もしくは陰極室から調整された電
解水を得るようにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明は、電解槽内に水道水等の原水を供給
し、陰陽極電極間への通電によって電気分解し、電解槽
内陰極室にアルカリ水，陽極室に酸性水を連続的に生成
し吐出利用する。前記電解槽に供給する原水中に塩素系
電解質水溶液を供給添加して原水の電気伝導度を高め、
低電圧で大電流通電を可能とし、原水に対して強い電解
作用を与える。強い電解によってＰＨ値を下げ、生成す
る酸性水中には塩素，次亜塩素酸とか殺菌性の高い酸素
を多量に発生含有させる。さらに、電解槽における電解
状態もしくは電解吐出水の電解度合をセンサ検知により
電解槽から吐出するアルカリ水と酸性水の流量比を制御
することによって、陽極室及び陰極室における電解負荷
電気量の制御をし、電解強度を制御する。

【０００７】

【実施例】以下図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１は酸性水を生成する例で、電解槽１は密閉構造
になり、室内を隔膜２によって分割し、一方に陰極電極
３を挿入した陰極室、他方に陽極電極４を挿入して陽極
室とする。陰極電極３及び陽極電極４には、図示しない
通電電源から電解電流の通電が行なわれる。また、電解
槽１には底部の供給口１ａから原水が供給され、電解水
の吐出のために陰極室に連通してアルカリ水の吐出口１
ｂ，陽極室に酸性水の吐出口１ｃが各々槽１の上方に設
けてある。

【０００８】供給口１ａに供給される原水は水道水等が
利用され、水道の蛇口から加圧供給される原水を減圧弁
５で所要の水圧に調整して供給される。圧力計６によっ
て水圧を測定しながら圧力調整する。さらに途中に止水
弁７を介して、流量制御バルブ８で流量制御する。それ
は流量計９によって測定しながら調整する。このように
して水圧及び流量を所定に調節した原水を電解槽１に供
給するが、その途中で、電気伝導度を調整する。

【０００９】電気伝導度の調整は塩素系電解質水溶液の
添加によって行なう。電解質に例えば食塩が用いられ、
食塩水がタンク１１に貯水される。貯水タンク１１内の
食塩水は定量ポンプ１２によって定量供給され、食塩水
注入装置１０によって流通する原水中に注入される。注
入食塩水は更に混合装置１３によって攪拌混合され、充
分に混合した状態で電解槽１の供給口１ａに供給され
る。原水の電気伝導度はＥＣセンサ１４で検出され、検
出信号によりＥＣ値を所定にするようポンプ１２の制御
をする。

【００１０】電解槽１内に流入した原水は陰陽極電極
３，４間の通電によって電気分解され、その電解水が吐
出口１ｂ及び１ｃから吐出する。吐出口１ｂから吐出す
るアルカリ水の導出管路には流量調節バルブ１５が設け
られ、このバルブを通して排水される。また吐出口１ｃ
から吐出する酸性水は三方弁１６により一部はバルブ１
５の排水側に分流されるが、主に貯蔵タンク１７に溜め
て洗浄，殺菌用水等として利用される。

【００１１】また吐出口１ｃから吐出する酸性水の酸化
還元電位をＯＲＰセンサ１８によって測定し、測定信号
によってバルブ１５を制御し、アルカリ水の排水量を調
節する。また酸性水の電気伝導度がＥＣセンサ１９によ
り測定され制御信号として利用される。

【００１２】次に以上の装置における作動を説明する
と、電解槽１に供給される原水は減圧弁５、流量制御弁
８によって所定の水圧及び流量に制御され、且つ食塩水
注入装置１０によって電気伝導度の調整制御が行なわれ
る。タンク１１内の食塩水は約１０％程度の溶液を貯水
し、これをポンプ１２によって定量供給する。食塩水注
入装置１０は、定量制御されて流れる水道水に食塩水を
パルス的に点滴注入するとか、水道水流路にベンチュリ
ー部を形成して負圧によって所定量の塩水注入をする。
注入食塩水は混合室１３で充分に水道水と攪拌混合さ
れ、ＥＣセンサ１４による検出により所定の電気伝導度
を有する原水に調整される。

【００１３】このようにしてＥＣ値が調整された原水が
供給口１ａから電解槽１内に流入し、電極３，４間の通
電により電気分解される。電気分解は食塩水添加により
電気伝導度を増大させてあるから、低電圧で大電流を流
すことが容易で電源のワット数を少くして強い電解作用
を与えることができる。電解による陽イオンは隔膜２を
通して陰極３室に、また陰イオンは陽極４室に集まる電
気浸透作用を受け、陽極室には、Cl^-等の陰イオンを多
量に含んだＰＨ値の低い酸性水が得られる。この酸性水
は流量当りの大きい電気量の電解作用を受けることによ
り電気伝導度が高まりＰＨ値の低い強酸性水となる。一
方陰極室にはアルカリ水が生成されて吐出口１ｂから外
に排水される。この吐出口１ｂから排水されるアルカリ
水の導出管路には流量調節バルブ１５が設けてあり、こ
の流量制御によって陽極室から吐出口１ｃを経て吐出す
る酸性水のＰＨコントロールが行なわれる。即ちアルカ
リ水側の流出量の制御によって、他方の酸性水の流量制
御をし、それにより流量当りの電気量制御ができ、電気
伝導度及びＰＨ値の制御ができる。

【００１４】酸性水の導出管路にはＯＲＰセンサ１８及
びＥＣセンサ１９が設けてあり、これらの検出信号によ
り流量制御バルブ１５、定量供給ポンプ１２等の制御を
行なう。図２はその制御を自動制御する場合の制御回路
の一例ブロック図で、信号の演算回路２０に各センサの
検知信号を供給して処理し、制御信号を発生して各部の
制御を行なう。

【００１５】電解槽１により電解する前の原水の電気伝
導度をＥＣセンサ１４で検出し、検出信号により食塩水
の供給ポンプ１２を制御して原水の電気伝導度を所定に
制御する。また電解槽１を通過して電解された酸性水の
電気伝導度をＥＣセンサ１９で検出し、これと前記セン
サ１４の検出ＥＣ値の差を比較回路２１で求め、この電
気伝導度の増加分を増幅器２２で増幅して演算制御回路
２０に入力する。演算制御回路２０は、前記両センサ１
９，１４の検知した電気伝導度の差が設定値に適合して
いるかどうかの判別処理をすると共に制御信号を発生し
て、原水の流量制御バルブ８，食塩水供給ポンプ１２、
及び排水バルブ１５等を単独もしくは複合した制御をす
る。またこのＥＣ値の差の状態等は表示回路２４により
表示される。

【００１６】一方ＯＲＰセンサ１８によって電解酸性水
の酸化還元電位が検出される。検出信号は増幅器２３で
増幅されてのち、演算制御回路２０に入力して、基準値
との比較判別等により所定の設定値に適合しているかど
うか判定処理され、その差異に応じた制御信号を出力し
て、食塩水供給ポンプ１２，流量バルブ８，１５等の単
独もしくは複合制御が行なわれる。また同時に表示回路
２４に表示される。

【００１７】演算制御回路２０は、前記のようにセンサ
１９，１４からの信号と、他のセンサ１８からの信号の
いずれかを選択し、或いは各信号を別々に演算処理して
制御信号を出力してもよく、また各センサの信号の和，
積等により演算処理して制御信号を出力し、各部制御を
することができる。例えばセンサ１９，１４のＥＣ値の
差が設定値より大であれば、現状を維持し、設定値より
小であれば流量調節バルブ１５を制御してアルカリ水側
の排水量を増加させることによって相対的に吐出口１ｃ
から流出する酸性水の流量を減少させ、流量に対する電
気量を増大させて酸性水の電気伝導度を高める。またセ
ンサ１８の信号が設定値より大きい場合もバルブ１５の
制御によってアルカリ水の流量を制御し、また食塩水供
給ポンプ１２を制御して食塩水の注入量を増加させるこ
とによって電解作用を高め、次亜塩素酸等の殺菌剤の生
成を高める。

【００１８】以上のようにして水を電解槽に流して電解
処理するとき、原水に食塩水を加えて電解することによ
り電解電流が流れ易く、低電圧で大電流による強い電解
作用を働かせることができ、電解吐出水の電気伝導度を
高めることができる。また電解したアルカリ水側の排水
量を流量調節バルブによって制御し、排水量の増減にし
たがって他方の酸性水の電解度を高め電気伝導度を高め
ることができる。この電気伝導度の増加はＰＨ値の低下
に相関関係し、容易に目的とするＰＨ値の酸性水を生成
することができる。かつまた、強い電解作用によって水
の酸化還元電位が増加して強い殺菌効果が付与される。

【００１９】次に実験例を説明すると、原水１００ｌに
対して１０％食塩水１ｌの混合率で混合し、この食塩混
合の原水を電解槽に供給して電解した。電解槽の通電条
件は１６Ｖ，３０Ａとし、アルカリ水側の流量制御して
ＰＨ２．６の酸性水が毎分約３．６ｌ得られた。なお比
較のために電解槽の電圧制御により酸性水の生成を行な
ったときは、１ｌの酸性水を生成するのに約１KWの電力
を消費した。

【００２０】このように本発明によれば、所要の低ＰＨ
値の酸性水が容易に多量に連続して生成できる。また、
生成酸性水のＰＨ値を前記２．６より高めてＰＨ３程度
にする場合は食塩水の混合量は更に少なくてよく、アル
カリ水の排水量を制御しながら、同一電気エネルギーで
酸性水の生成量を更に増加させることができる。

【００２１】また、以上は酸性水の生成について説明し
たが、アルカリ水を利用する場合は、流量制御バルブ１
５を酸性水の排水路に設け、酸性水の排水量を制御する
ことによってアルカリ水のＰＨ制御をすることができ
る。この場合も多量のアルカリ水を低電気量で容易に得
られる。また、電解吐出水の電解度合を検知するセンサ
は、他のＰＨ計、イオン濃度、ガス濃度等の検知センサ
が任意に利用できる。また、電解度合の検出には電解槽
内における電解中の電解電圧、電解電流、インピーダン
ス等の検出によって行うことができる。また、アルカリ
水と酸性水の吐出流量比の制御は、上記の他方に制御バ
ルブを設けることができ、または両流路に正逆流量制御
するバルブ等の制御手段を設けることができる。また原
水に添加する塩素系電解質はNaCl以外にKCl,HCl,HClO,H
ClO₃,KClO₃,NaClO₃等を利用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水の電解
が電解質の混合により容易で、電気量ワット数を低下さ
せて多量の電解水を安価に連続的に得られる。また、電
解水の電気伝導度、ＰＨ調整が流量比の制御によって容
易でＰＨ３以下の酸性水が安定して容易に生成できる。
また、塩素の混入により水中に塩素，次亜塩素酸とか殺
菌性の高い酸素を多量に含む洗浄，殺菌効果の高い酸性
水の生成が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例構成図。

【図２】図１の検出制御回路の構成図。

【符号の説明】

１電解槽２隔膜３，４電極１０食塩水注入装置１１食塩水貯水タンク１２定量ポンプ１４，１９ＥＣセンサ１５流量調節バルブ１８ＯＲＰセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者有坂政員埼玉県川越市今福中台2779番地１日本インテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解槽内を隔膜によって陰極室と陽極室
とに分割して各々に陰陽極電極を設け、前記電解槽内に
供給される原水を陰陽極電極間への通電によって陰極室
にアルカリ水，陽極室に酸性水を連続的に電解生成する
装置において、前記電解槽に供給する原水中に塩素系電
解質水溶液を供給添加する供給手段を設けると共に、前
記電解槽から吐出するアルカリ水と酸性水との流量比を
制御する流量制御手段を設け、且つ電解槽における電解
状態もしくは電解吐出水の電解度合を検知する検知セン
サを設け、該検知センサの信号によって前記流量制御手
段を制御するようにしたことを特徴とする電解水の生成
装置。
【請求項２】検知センサとして、電解槽から吐出する
アルカリ水もしくは酸性水導出路に吐出水の電気伝導度
を測定するＥＣセンサを設けたことを特徴とする請求項
１記載の電解水の生成装置。
【請求項３】検知センサとして、電解槽の供給口に連
通する原水導入路に原水の電気伝導度を測定するＥＣセ
ンサを設けると共に、電解槽から吐出するアルカリ水も
しくは酸性水導出路に吐出水の電気伝導度を測定するＥ
Ｃセンサを設けたことを特徴とする請求項１記載の電解
水の生成装置。
【請求項４】検知センサとして、電解槽から吐出する
アルカリ水もしくは酸性水導出路に吐出水の酸化還元電
位を測定するＯＲＰセンサを設けたことを特徴とする請
求項１，請求項２，または請求項３記載の電解水の生成
装置。