JPH06246269A

JPH06246269A - 電解水の生成装置

Info

Publication number: JPH06246269A
Application number: JP5031974A
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３１
と陽極室４１とに分割して各々に電極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３１にアルカリ水，陽極室
４１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、流量制御バルブ９を設け、食塩水貯
水タンク１２，定量ポンプ１３、及び注入装置１４より
成る食塩水を供給添加する供給手段を設け、該バルブ９
及び供給手段１４を通過した原水を前記電解槽１に供給
して電解する。電解水はアルカリ水を配管１７，酸性水
を配管１８を通して流出させ、各々の管路に設けた三方
弁１９，２０を介して出水し、管路２１から中和水を排
水する。酸性水管路にはＯＲＰセンサ２３，流量計２２
が設けられ、この検出信号をＣＰＵ２４に入力して流量
制御バルブ９の制御をする。

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。またこの電解水
のＰＨを調整するのに、電解吐出水を再び電解槽に循環
させたり、電解電圧を増大制御することが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電解水成装
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、連続的に大量の電解水を安定に
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
通電するためには、印加電圧を上昇させなければならな
いが、電圧の上昇によってガスが発生したり放電が発生
して電極面を損傷したりする。また、電気伝導度を高め
るために原水中に食塩水を添加して電解することも行な
われているが、電気伝導度の変動によって電解電流が増
減変化し、このため一定の電解特性、ＰＨ、電気伝導度
等を有する電解水が多量に得られなかった。

【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各々に電極を設け、該電極
間に所定電圧を印加する電解電源を設け、前記電解槽内
に供給される原水を電極間の通電によって電解し陰極室
にアルカリ水，陽極室に酸性水を生成する装置におい
て、前記電解槽に供給する原水の流路もしくは電解槽か
ら吐出する吐出水流路に設けた流量制御装置と、前記電
解槽に供給する原水中に塩素系電解質水溶液を定量供給
添加する供給手段と、前記原水もしくは電解吐出水の流
量を測定する流量計と、前記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出するセンサとを設
け、前記流量計の測定によって前記流量制御装置を制御
することにより予め原水もしくは吐出水の流量を所定に
制御し、前記供給手段によって塩素系電解質水溶液を添
加混合した原水を前記電解槽に供給すると共に、前記セ
ンサの検出信号によって前記電解吐出水の電解度合が一
定なるよう前記流量制御装置を微細精密に制御するよう
にしたことを特徴とする電解水生成装置である。

【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混合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。この強い電解によって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
酸素を多量に含有させる。電解槽に供給する原水もしく
は電解槽から吐出する吐出水の流量制御は流量計の測定
によって予め所定に制御し、所要の電解水が得られるよ
うに制御する。そして、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出し、この電解度合
が一定になるように原水もしくは吐出水の流量を更に微
細に制御する。

【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において、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３１、他方に陽極電極４を挿入して陽極室４１とす
る。陰極電極３及び陽極電極４には所定の設定電圧を印
加する電解電源５から電解電流の通電が行なわれる。ま
た、電解槽１には上部に陰極室３１に通じる供給口１
ａ，陽極室４１に通じる供給口１ｂが設けられ、この各
々の供給口から原水が供給される。また電解水の吐出の
ために電解槽１上部には陰極室３１に連通して吐出口１
ｃ，陽極室４１に通じて吐出口１ｄが形成してある。

【０００８】電解槽１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ストレー
ナ６から減圧弁７で所定の水圧にする。この水圧調整は
圧力計８の測定に応じて調整する。水圧調整された原水
は流量制御バルブ９及び流量計１０により所要流量に制
御する。このようにして水圧，流量を所定に調整した原
水を電解槽１に供給するが、その途中で電気伝導度（Ｅ
Ｃ値）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
添加混合によって行なう。電解質に例えば食塩が用いら
れ、食塩水１１がタンク１２に貯水され、これを定量ポ
ンプ１３によって食塩水注入装置１４に供給する。供給
された食塩水は注入装置１４によって通過する原水中に
定量注入される。注入食塩水は更に図示しない混合装置
によって攪拌混合することがよく、充分に混合した状態
で配管１６から電解槽１に供給される。

【００１０】供給原水は、電解槽１の入口で分流し、供
給口１ａから陰極室３１に、他は供給口１ｂから陽極室
４１に供給される。電解槽１で電解生成されたアルカリ
水は陰極室吐出口１ｃから吐出し、酸性水は陽極吐出口
１ｄから吐出する。アルカリ水は吐出口１ｃに連通する
配管１７を、また酸性水は吐出口１ｄに連通する管路１
８を通って外部に流出する。管路１７，１８の途中には
各々三方弁１９，２０が設けられ、分岐した合流水は合
流管２１から排水される。酸性水の流路１８に設けられ
た分流状態を測定する流量計２２、同流路に設けられた
酸性水の酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサ２３で検
出した、いずれの信号もＣＰＵ２４に入力し、演算処理
により各部の制御が行なわれると共に、表示板２５への
信号表示を行なう。

【００１１】以上の装置における作動を説明すると次の
ようである。原水は水道の蛇口を開き、或いは給水ポン
プを駆動して供給する。供給原水はストレーナ６，減圧
弁７を通り所定の水圧に制御される。またこの水圧調整
された原水は流量制御バルブ９により制御される。これ
は原水側の流量計１０及び電解吐出水の流量計２２の測
定信号をＣＰＵ２４に入力し、設定基準値と比較演算処
理し、制御信号を出力して流量制御する。この流量制御
によって次の食塩水注入装置１４による食塩水の混合濃
度が一定に制御される。

【００１２】タンク１２内に貯水される食塩水は、例え
ば１０％程度の溶液とし、これをポンプ１３によって定
量供給する。食塩水注入装置１４は定量制御されて流れ
る原水に食塩水をパルス的に点滴注入するとか、原水流
路にベンチュリ部を形成して負圧によって所定量の塩水
注入をすることによって塩分を一定にし、電気伝導度を
一定に調整した原水を作ることができる。注入塩水は混
合装置等で充分攪拌混合された状態で電解槽１に流入
し、電極３，４間の通電によって電気分解処理される。
電極３、４間の通電制御は所定の設定電圧を印加する電
解電源５により通電されるが、電気分解は食塩水の添加
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、電源ワット数を少なくして容易
に強い電解作用を働かせることができ、しかも原水流量
制御によって一定比率で食塩水を添加し、電気伝導度を
一定に制御した供給水の電解により安定した電解作用を
働かせることができる。

【００１３】電解槽１内の電気分解は隔膜２を通しての
電解であり、電解による陽イオンは隔膜２を通して陰極
室３１に、また陰イオンは陽極室４１に集まる電気浸透
作用を受け、陽極室４１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３１にはアルカリ水が生成されて吐出口１ｃから管
路１７を通って外に排水される。また陽極室４１の酸性
水は管路１８を通って流出する。いずれも管路１７，１
８に挿入した三方弁１９，２０によって排水管２１に合
流して排水される。

【００１４】電解槽１内における電解は、電極３，４間
に所定の設定電圧を印加する電源５によって通電される
が、ここを流通する原水流量制御によって、任意の電気
量によって電解することができ、例えば原水流量を増加
すれば、流量に対する電気量が減少して電解度を下げ、
反対に原水流量を減少させれば、電気量が増加して強く
電解し電解度を上げることができ、酸性水はＰＨ値を低
下させ、ＥＣ値を増大させることができる。

【００１５】このような電解作用を受けた電解水は、各
々管路１７，１８を吐出し流出するが、酸性水の導出管
路１８にはＯＲＰセンサ２３が設けてあり、このＯＲＰ
センサ２３によって電解酸性水の酸化還元電位が測定さ
れ、その検出測定信号はＣＰＵ２４に供給される。ＣＰ
Ｕ２４には予じめ所要とするＯＲＰの基準値がメモリし
てあり、ＯＲＰセンサ２３の測定信号との比較演算処理
により流量制御信号を出力し、流量制御バルブ９の精密
な制御を行なう。この流量制御はＯＲＰセンサ２３から
の検出信号が所定値に達していなければ、流量を絞る方
向に制御して電解槽１を流れる水の流量当りの電気量が
増大してＯＲＰ酸化還元電位を高める。これはまたＰＨ
を下げ、ＥＣ値を増加させることになる。また反対にＯ
ＲＰセンサ２３の検出信号が基準値より大きければ、流
量制御バルブ９を広げる方向に制御して流量を増加し、
水の流量当りの電気量を減少させて電解度合を下げＯＲ
Ｐを低減制御する。

【００１６】三方弁２０は、このようにして電解吐出水
の電解度合、即ちＯＲＰが所定の値に精密に調整制御さ
れた状態で開き、管路１８から流出させることによって
安定した一定の特性の電解酸性水を吐水利用することが
できる。また三方弁１９を開けば管路１７から所定に調
整されたアルカリ水を流出させて飲料水等として利用で
きる。なお勿論、アルカリ水の電解度合の検出には管路
１７にＯＲＰセンサを設けることができる。

【００１７】以上のようにして、ＣＰＵ２４による制御
は、原水側の流量計１０，酸性水吐出側の流量計２２の
測定信号の単独もしくは組合せにもとずく流量制御バル
ブ９の制御を行ない、更にＯＲＰセンサ２３の電解吐出
水のＯＲＰの検出信号によって流量制御バルブ９を微細
精密に調整制御をし精密な流量制御を行い、これにより
電解槽１内を流通する原水流量によって流量当りの一定
の最適制御した電気分解を行なうことができ、電解吐出
水のＯＲＰを、またこれによって電気伝導度，ＰＨ値、
イオン濃度等の電解度合を所定の設定範囲に安定して制
御することができる。

【００１８】図２は電解槽１の他の実施例で、隔膜２に
よって中心部を陰極室３１、その外側を陽極室４１、さ
らにその外側を陰極室３１とし、各々の室内に陰極電極
３、陽極電極４を挿入し、流量制御された原水を供給す
る給水管１６を途中で分岐１６ａ、１６ｂし、分岐管１
６ａを陽極室４１に、分岐管１６ｂを陰極室３１に導通
し、陽極室４１を配管１８に、陰極室３１を配管１７に
連通して各々電解水を吐出させる。また、食塩水の供給
添加を分岐管１６ｂに設けた注入装置１４によって供給
する。供給量はタンク１２内の食塩水１１をバルブ１３
１の開閉度によって定量供給する。この装置によれば、
食塩水の添加を分岐管１６ｂから電解槽１内の陰極室３
１に供給したので、陰極室３１では電解反応が促進し、
陽極室４１側では高効率で強い酸性水の生成が行なわれ
る。また陽極室４１には原水が供給されるので電極消耗
が少なくなり、高能率の酸性水生成が続けられる。

【００１９】なお、流量制御信号を発生するＣＰＵ２４
の基準設定値を変更すれば、それに応じた原水流量制御
が行なわれ、例えば陽極室４１の流量を減少すれば、流
れる水の流量当りの電気量が増加でき、この電気量の増
加によって電気分解強度を高め、電気伝導度の高いＰＨ
値の低い強酸性水を得ることができ、流量制御によって
任意の酸性水が得られる。この電解水生成は、三方弁１
９を開いてアルカリ水を流出させ飲料水等に利用する場
合も全く同様で、流量制御によって安定したアルカリ水
が効率よく多量に生成でき、任意にＰＨ等を制御したア
ルカリ水が生成ができる。

【００２０】また酸性水あるいはアルカリ吐出水の電解
度合の検出には、ＯＲＰセンサの他に電解吐出水の電気
伝導度を測定するＥＣセンサを設けることができ、また
ＰＨ計を設けて電解水のＰＨ値を検出しながら原水の流
量制御することができる。その他電解水の電解度合の検
出には、他に原水の水質もしくは添加電解質によって生
成するCl^-,ClO₂ ^-,ClO₃ ^-,ClO₄ ^-,O₂ ^-,OH^-,Na⁺,
K⁺,Mg⁺⁺,Ca⁺⁺,H⁺等のイオンを検出するイオン濃度検
出器，O₂,2H₂等のガス濃度検出器，ガス圧検出器或はこ
れらの単独もしくは複数検出器の組合せ等を利用するこ
とができる。

【００２１】電解状態は前記のように電解槽１から吐出
した電解イオン水の電解度合を測定する以外に、電解槽
１内で電解中の電解電圧，電解電流，インピーダンスの
変化，その他の変化成分等の検出によっても測定するこ
とができる。図３は電解電流の変化を検出する実施例
で、比較増幅器２６を用い、これに信号を加える。即
ち、電源５から陰陽電極３，４間に電解電流を通電する
回路に検出抵抗２７を挿入し、流れる電流によって電圧
降下した電圧信号を比較器２６の−信号端子に加え、＋
端子にダイオード２８及び抵抗２９で設定した基準電圧
を印加して比較することにより、その比較増幅信号をＣ
ＰＵ２４に入力する。ＣＰＵ２４はこの入力信号の判定
によって電解槽１内における電解状態を検知し、常に設
定した電気分解による電解水が得られるように流量制御
バルブ９を制御する。これにより所定のＰＨ値等を有す
る酸性水，アルカリ水を生成することができる。

【００２２】ＣＰＵ２４による検出制御は、前記のよう
な各センサからの信号、他のセンサからの信号のいずれ
かを選択し、或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，差，積等
により演算処理して制御信号を出力し、原水流量の精密
制御をすることができる。また、電解用電源５は所定の
設定電圧を電極３，４間に印加しているが、原水流量制
御によって電気量を任意に制御することができ、電気量
の増加によって強い電解作用を与え、吐出口１ｃ，１ｄ
から吐出するアルカリ水，酸性水の電気伝導度を高め
る。また電気量の増加制御によっても、電解電圧の上昇
がないから、ガスの発生，放電の発生がなく、電極面を
損傷劣化させるようなこともなく安全である。

【００２３】前記したように水を電解槽１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。この電気伝導度の増加は酸性水側
では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。これはまたアルカリ水の生成において
も流量制御によって任意のＰＨ値の飲料水の生成が効率
良く行なえる。

【００２４】次の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とし原水の流量を制御してＰＨ２．
６の酸性水が毎分約３．６ｌ得られた。ＰＨ値は常に安
定していた。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。

【００２５】このように本発明によれば、所要の低ＰＨ
値の酸性水が安定して得られ、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程度にする場合は流量を増加させるだけで
よく、流量制御しながら所要の電気量にして酸性水の生
成量を更に増加させることができる。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
合も同様で流量制御によってアルカリ水のＰＨ制御を容
易にすることができる。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。

【００２６】また、流量制御は、吐出水側で行ってもよ
く、酸性水もしくはアルカリ水の吐出流路に流量制御装
置を設けて行う。流量制御はアナログ的制御でもよい
が、デジタル制御の方が容易にでき、信号をデジタル変
換してモータバルブをパルス的に制御するとか、振動バ
ルブにより振動数の制御をすることによって安定した精
密制御が可能である。また、原水に添加する塩素系電
解質はNaCl以外にKCl,HCl,HClO,HClO₃,KClO₃,NaClO₃ 等
を単独もしくは複合して利用することができ、原水流量
に対して一定濃度で均一混合できるように所定濃度の水
溶液にして用いる。水溶液は筒状容器等に充填してカー
トリッジにして利用することができ、これの注入もパル
ス的に点滴注入することにより混入制御が正確にでき
る。

【００２７】

【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にでき、電気量ワット数を低
下させて多量の電解水を安価に連＊的に得られる。原水
もしくは吐出水の流量制御には流量計による測定値にも
とずいて予じめ所定流量に制御し、これに定量ポンプに
よる電解質の添加混合及び所定の設定電圧を印加する電
解電源による電解電気量の制御が行なわれ、これに加え
てさらに電解水生成中の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によって検出し、この
検出信号にもとずいて微細精密な流量制御をするように
したから、電気伝導度，ＰＨ値，酸化還元電位等が所定
の設定範囲内に制御された電解水を、安定して生成する
ことができる。また、電解水の電気伝導度，ＰＨ調整が
原水流量の制御によって任意に制御でき、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
多量に含む洗浄用，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】本発明の他の実施例の一部構成図。

【図３】本発明の他の実施例の一部構成図。

【符号の説明】

１電解槽２隔膜３，４電極３１陰極室４１陽極室５電解電源９流量制御バルブ１０，２２流量計１４食塩水注入装置１９，２０三方弁２３ＯＲＰセンサ２４ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── 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電極を設け、該電極間に所定電圧を
印加する電解電源を設け、前記電解槽内に供給される原
水を電極間の通電によって電解し陰極室にアルカリ水，
陽極室に酸性水を生成する装置において、前記電解槽に
供給する原水の流路もしくは電解槽から吐出する吐出水
流路に設けた流量制御装置と、前記電解槽に供給する原
水中に塩素系電解質水溶液を定量供給添加する供給手段
と、前記原水もしくは電解吐出水の流量を測定する流量
計と、前記電解槽における電解状態もしくは電解吐出水
の電解度合を検出するセンサとを設け、前記流量計の測
定によって前記流量制御装置を制御することにより予め
原水もしくは吐出水の流量を所定に制御し、前記供給手
段によって塩素系電解質水溶液を添加混合した原水を前
記電解槽に供給すると共に、前記センサの検出信号によ
って前記電解吐出水の電解度合が一定なるよう前記流量
制御装置を微細精密に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】検出センサとして、電解吐出水の酸化還
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記載の電解水の生成装置。
【請求項３】検出センサとして、電解吐出水の電気伝
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４】検出センサとして、電解吐出水のＰＨを
測定するＰＨ計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５】検出センサとして、電解吐出水のイオン
濃度を測定するイオン濃度計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６】検出センサとして、電解吐出水のガス濃
度を測定するガス濃度計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。