JPH07155760A - 電解水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 未電解の食塩水の消費がなく、また電解のた
めの消費電力が少ない電解水製造装置を提供する。 【構成】 ケーシング１０の内部を２部分よりなる隔膜
１１，１３により中央の塩水室Ｂとその両側の陽極室Ａ
及び陰極室Ｃに分離し、液体の通過が自由なメタルラス
等よりなる陽極１５及び陰極１６を、対応する各隔膜に
接近させてそれぞれ陽極室及び陰極室内に設ける。所定
濃度の塩水を収容する循環塩水タンク２０と塩水室を塩
水導入管２１及び塩水導出管２２により連通して、循環
ポンプ２３により塩水を循環させる。陽極室には原水導
入管２５ａ及び酸性水取出し管２６を設け、陰極室には
原水導入管２５ｂとアルカリ性水取出し管２７を設け
る。陽極及び陰極に直流電源１７からの電圧を印加して
塩水室Ｂ内の塩水を電気分解して、生成される酸性水及
びアルカリ性水を各取出し管２６，２７から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生鮮食品の洗浄及び殺
菌、冷凍魚肉の解凍などの食品処理や、お絞り用、手洗
い用などに使用する電解水の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電解水の製造装置においては、
例えば図３に示すように、中間部に隔膜２を挟んで張設
したスペーサ２ａの両側に、板状の陽極３、陰極４及び
ケーシング１ａ，１ｂを当接固定して本体を形成し、こ
の本体内に隔膜２により仕切られて形成した陽極室及び
陰極室内に希釈食塩水タンク５内の食塩水を供給管７を
介してポンプ６により送り込み、電気分解により陽極室
及び陰極室内に生成された各電解水を酸性水取出し管８
ａ及びアルカリ性水取出し管８ｂにより取り出して用途
に応じて使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の電
解水製造装置では、供給された食塩水は電解されたもの
と未電解のものが分離されることなく全てそのまま取り
出されていたので大半の食塩が無駄に消費されるという
問題があった。このような無駄な消費をなるべく少なく
するために、通常は 0.1パーセント程度の希薄な食塩水
を使用しているので食塩水の伝導度が低く、このため所
定の電解を行うための消費電力が増大するという問題も
あった。

【０００４】また隔膜２は陽極室及び陰極室内の流れや
水圧変動等による力を直接受けるので破損のおそれがあ
り、これを防止するために隔膜２を横切る複数の補強リ
ブを設けているので、この補強リブの分だけ隔膜２の有
効面積が低下して電解水製造能力が低下するという問題
があった。

【０００５】本発明は電解されない塩水を循環して再使
用できるようにし、また隔膜を陽極及び陰極により支持
するようにしてこのような各問題を解決することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る電解水製造装置は、図１及び図２に例示するように、
ケーシング１０と、このケーシングの内部を中央の塩水
室Ｂとその両側の陽極室Ａ及び陰極室Ｃに分離する２部
分よりなる隔膜１１，１３と、一方の前記隔膜１１に接
近して前記陽極室Ａ内に設けられて液体の通過が自由な
陽極１５と、他方の前記隔膜１３に接近して前記陰極室
Ｃ内に設けられて液体の通過が自由な陰極１６と、前記
陽極１５及び陰極１６に電解用電力を供給する直流電源
１７と、電解される塩水を収容する循環塩水タンク２０
と、互いに異なる位置において前記塩水室Ｂと循環塩水
タンク２０を連通する塩水導入管２１及び塩水導出管２
２と、この塩水導入管と塩水導出管の何れか一方に設け
られて前記塩水室Ｂと循環塩水タンク２０の間で塩水を
循環させる循環ポンプ２３と、互いに異なる位置におい
て前記陽極室Ａに連通された原水導入管２５ａ及び酸性
水取出し管２６と、互いに異なる位置において前記陰極
室Ｃに連通された原水導入管２５ｂ及びアルカリ性水取
出し管２７を備えてなるものである。

【０００７】前記陽極１５及び陰極１６は全体として板
状をなし対応する前記隔膜１１，１３のほゞ全面積にわ
たり各隔膜１１，１３に隣接して前記ケーシング１０に
固定して設け、前記塩水室Ｂ内の水圧が前記各陽極室Ａ
及び陰極室Ｃ内の水圧よりも高くなるよう設定すること
が望ましい。

【０００８】

【作用】陽極１５及び陰極１６に直流電源１７より電解
用電力が供給されれば、塩水室Ｂ内の塩水中の陰イオン
は隔膜１１を通って陽極室Ａ内に入り陽極１５に接触し
て電価を失い、その付近の水に溶解してこれを酸性と
し、この酸性水は陽極１５を通り抜けて陽極室Ａ内に広
がる。また塩水室Ｂ内の塩水中の陽イオンは隔膜１３を
通って陰極室Ｃ内に入り陰極１６に接触して電価を失
い、その付近の水に溶解してこれをアルカリ性とし、こ
のアルカリ性水は陰極１６を通り抜けて陰極室Ｃ内に広
がる。塩水室Ｂ内の電解されなかった塩水は隔膜１１，
１３に遮られて陽極室Ａまたは陰極室Ｃ内に入ることは
ほとんどなく、塩水導入管２１、塩水導出管２２及び循
環ポンプ２３により塩水室Ｂと循環塩水タンク２０の間
を循環して繰り返し使用される。電解水の原水は２本の
原水導入管２５ａ，２５ｂにより陽極室Ａ及び陰極室Ｃ
内に導入され、上述のように塩水室Ｂ内の塩水がほとん
ど混入されることなく陽極室Ａ及び陰極室Ｃ内で酸性水
及びアルカリ性水となり、酸性水取出し管２６及びアル
カリ性水取出し管２７より取り出される。

【０００９】塩水室Ｂ内の水圧が陽極室Ａ及び陰極室Ｃ
内の水圧よりも高くなるように設定した請求項２の発明
では、その水圧の差により各隔膜１１，１３はそのほゞ
全面積にわたり接近して設けた陽極１５及び陰極１６に
押し付けられ、各隔膜１１，１３に加わる力は陽極１５
及び陰極１６により受け止められる。

【００１０】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、未電解
の塩水は陽極室または陰極室内に入ることなく、塩水室
と循環塩水タンクの間を循環して繰り返し使用されるの
で、塩が無駄に消費されることがない。またこのような
無駄な消費がないので濃度の高い塩水を使用することが
でき、これにより塩水の伝導度が高まるので、必要な量
の電解を行うための消費電力が減少する。

【００１１】また請求項２の発明によれば、各隔膜に加
わる力は陽極及び陰極により受け止められるので、隔膜
に補強のためのリブ等を設ける必要がなくなり、従って
隔膜の有効面積の低下による電解水製造能力の低下がな
くなる。

【００１２】

【実施例】以下に図１及び図２に示す実施例により、本
発明の説明をする。図１及び図２に示すように、主要部
が絶縁材よりなるケーシング１０の内部は、互いに平行
に設けられた２枚の隔膜１１，１３により仕切られて、
両隔膜１１，１３の間の塩水室Ｂと、隔膜１１とケーシ
ング１０の間の陽極室Ａと、隔膜１３とケーシング１０
の間の陰極室Ｃに分離される。実質的に同一構造の各隔
膜１１，１３は例えばポリエチレン不織布を骨材とする
ポリフッカビニリデン酸化チタンよりなる半透膜で、そ
の外周全縁は塩化ビニールよりなる枠状の隔膜保持体１
２，１４が一体的に形成されて補強されている。隔膜１
１の陽極室Ａ側には殆ど隙間なく隣接して陽極１５が設
けられ、隔膜１３の陰極室Ｃ側には殆ど隙間なく隣接し
て陰極１６が設けられている。各電極１５，１６は剛性
のある平板状のメタルラスよりなり、ケーシング１０に
固定支持され、電解用の直流電源１７に接続されてい
る。各電極１５，１６はメタルラスに限らず液体の通過
が自由なものであれば金網またはパンチドメタルあるい
は棒状の素材を格子状に多数並べたものでもよく、その
材質は例えばチタンあるいはチタンに白金コーティング
を施したものである。

【００１３】主として図１に示すように、塩水室Ｂの底
部と循環塩水タンク２０の底部は循環ポンプ２３を設け
た塩水導入管２１により連通され、塩水室Ｂの上部と循
環塩水タンク２０の上部は絞り２４を設けた塩水導出管
２２により連通されている。循環塩水タンク２０の上部
には開閉弁３２を備えた連通管３１を介して飽和食塩水
を収容する濃塩水タンク３０が接続され、また開閉弁を
備えた給水管（図示省略）が接続され、循環塩水タンク
２０内に設けた濃度計３５により検出された食塩水濃度
が所定範囲（例えば１０〜２０％）を外れれば開閉弁３
２または給水管の開閉弁を開いて、循環塩水タンク２０
内の食塩水濃度を所定範囲に維持するようになってい
る。循環塩水タンク２０にはその内部の濃度を均一化す
るための撹拌ポンプ３４が設けられている。また濃塩水
タンク３０の上側には濃塩水タンク３０に食塩を供給す
る食塩タンク３３が設けられている。

【００１４】図１に示すように、水道管に接続されて制
御弁２８が設けられた原水供給管２５は２つの原水導入
管２５ａ，２５ｂに分岐され、各原水導入管２５ａ，２
５ｂはそれぞれ陽極室Ａ及び陰極室Ｃの底部に連通され
ている。陽極室Ａ及び陰極室Ｃの上部にはそれぞれ酸性
水取出し管２６及びアルカリ性水取出し管２７が連通さ
れている。なお図１の説明図の寸法関係は図示の都合上
現実のものとは異なっており、ケーシング１０は循環塩
水タンク２０、濃塩水タンク３０、食塩タンク３３など
に比して実際より大きく表示されている。

【００１５】次に上記実施例の作動の説明をする。この
電解水製造装置の使用開始時には、先ず開閉弁３２を及
び給水管の開閉弁を開いて循環塩水タンク２０に飽和食
塩水及び水道水を供給すると同時に撹拌ポンプ３４を作
動させて循環塩水タンク２０内部の濃度を均一にし、濃
度計３５により検出した食塩水濃度に基づき両開閉弁を
制御して所定濃度範囲内とし、循環塩水タンク２０内の
水位が所定のレベルに達すれば両開閉弁を閉じる。次い
で循環ポンプ２３を作動させ循環塩水タンク２０内の食
塩水を塩水導入管２１を介して塩水室Ｂ内に送り込み、
塩水導出管２２を介して循環塩水タンク２０内に戻して
食塩水を循環させる。続いて原水供給管２５の制御弁２
８を開き、水道管からの原水を陽極室Ａ及び陰極室Ｃ内
に送り込み、酸性水取出し管２６及びアルカリ性水取出
し管２７から排出させる。

【００１６】この状態で陽極１５及び陰極１６に直流電
源１７からの電解用電力を供給すれば、塩水室Ｂ内の食
塩水中の塩素イオン（陰イオン）は隔膜１１を通って陽
極室Ａ内に入り陽極１５に接触して電価を失って塩素と
なる。この塩素の一部はそのまま陽極１５付近の水中に
溶解し、一部は水と反応して次亜塩素酸あるいは次亜塩
素酸イオンを生じ、これらにより殺菌作用のある有効塩
素濃度が与えられる。残る塩素の一部は塩酸となりある
いは塩素ガスとなって遊離される。これにより陽極１５
付近の水は酸性となり、これらの成分よりなる酸性水は
液体の通過が自由な陽極１５を通り抜けて陽極室Ａ内に
広がる。また塩水室Ｂ内の塩水中のナトリウムイオン
（陽イオン）は隔膜１３を通って陰極室Ｃ内に入り陰極
１６に接触して電価を失い、陰極１６付近の水と反応し
て苛性ソーダ及び遊離水素を生じて陰極１６付近の水を
アルカリ性とする。アルカリ性となった水は液体の通過
が自由な陰極１６を通り抜けて陰極室Ｃ内に広がる。こ
のようにして陽極室Ａ及び陰極室Ｃ内にそれぞれ生成さ
れた酸性水及びアルカリ性水は、酸性水取出し管２６及
びアルカリ性水取出し管２７から送り出され、それぞれ
の用途に使用される。

【００１７】塩水室Ｂ内の電解されなかった食塩水は隔
膜１１，１３に遮られて陽極室Ａまたは陰極室Ｃ内に入
ることはほとんどなく、大部分は塩水導出管２２より循
環塩水タンク２０内に戻され、循環ポンプ２３により塩
水導入管２１より再び塩水室Ｂ内に送り込まれて繰り返
し循環して使用される。従って未電解の食塩水が酸性水
取出し管２６及びアルカリ性水取出し管２７から排出さ
れることがほとんどないので食塩が無駄に消費されるこ
とがない。またこのように食塩の無駄な消費がないので
濃度の高い食塩水を使用することができ、これにより食
塩水の伝導度が高まるので、必要な量の電解を行うため
の消費電力が減少する。

【００１８】循環ポンプ２３により循環塩水タンク２０
内の食塩水を塩水室Ｂを通して循環させた状態では、塩
水導出管２２に設けた絞り２４の程度により塩水室Ｂ内
の水圧が上昇し、この絞り２４を適当に設定することに
より塩水室Ｂ内の水圧が陽極室Ａ及び陰極室Ｃ内の水圧
よりも高くなるように設定する。この水圧の差により各
隔膜１１，１３はそのほゞ全面積にわたり隣接して設け
た陽極１５及び陰極１６に押し付け保持され、各隔膜１
１，１３に加わる力は陽極１５及び陰極１６により受け
止められる。従って各隔膜１１，１３はそれに加わる力
を受け止める必要がないので、各隔膜１１，１３を横切
って補強リブを設ける必要がなくなり、隔膜の有効面積
の低下による電解水製造能力の低下がなくなる。

【００１９】電解水の製造により塩水室Ｂ及び循環塩水
タンク２０内の食塩が消費されて食塩水の濃度が低下す
れば、濃度計３５はこれを検知して開閉弁３２を開き、
食塩水の濃度を所定範囲内に保持する。これにより循環
塩水タンク２０内の水位は上昇し、所定の水位を越えた
分はオーバフローパイプ（図示省略）より排出される。
また、浸透圧の差により陽極室Ａ及び陰極室Ｃ内の水は
隔膜１１，１３を通って塩水室Ｂ内に流入し、これによ
っても循環塩水タンク２０内の水位は上昇するが、この
場合も所定の水位を越えた分はオーバフローパイプより
排出される。なお、浸透圧の差による陽極室Ａ及び陰極
室Ｃから塩水室Ｂ内への流入は、前述のように塩水室Ｂ
側の水圧を高めることにより抑制される。

【００２０】上述のようにして製造される食品処理に使
用する酸性水のpH、有効塩素濃度、酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）などの値は、制御弁２８により陽極室Ａ内を通る水
の流量を調節することにより制御することができる。こ
れらの値は、陽極１５の組成、直流電源１７による印加
電圧、食塩水の濃度及び温度などによっても制御するこ
とができる。

【００２１】なお上記実施例では塩水導出管２２に絞り
２４を設けて塩水室Ｂ内の水圧を高めているが、循環塩
水タンク２０をケーシング１０よりも高い位置として塩
水室Ｂ内の水圧を高めてもよい。また上記実施例では完
全に分離した２枚の隔膜１１，１３を使用したが、筒状
とした１枚の隔膜の互いに向かい合う部分をある幅にわ
たりケーシング１０の対向する内面に取り付け、ケーシ
ング１０内に張り渡される隔膜の２部分によりケーシン
グ１０の内部を中央の塩水室Ｂとその両側の陽極室Ａ及
び陰極室Ｃに分離するようにしてもよい。また、上記実
施例は被電解溶液として食塩水を使用した場合につき説
明したが、本発明はその他の塩の溶液を被電解溶液とし
て使用する場合にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電解水製造装置の一実施例の全
体説明図である。

【図２】 図１に示す実施例のケーシング及びその内部
構造を主として示す横断面図である。

【図３】 従来技術による電解水製造装置の一例の説明
図である。

【符号の説明】

１０…ケーシング、１１，１３…隔膜、１５…陽極、１
６…陰極、１７…直流電源、２０…循環塩水タンク、２
１…塩水導入管、２２…塩水導出管、２３…循環ポン
プ、２５ａ，２５ｂ…原水導入管、２６…酸性水取出し
管、２７…アルカリ性水取出し管、Ａ…陽極室、Ｂ…塩
水室、Ｃ…陰極室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、このケーシングの内部を
   中央の塩水室とその両側の陽極室及び陰極室に分離する
   ２部分よりなる隔膜と、一方の前記隔膜に接近して前記
   陽極室内に設けられて液体の通過が自由な陽極と、他方
   の前記隔膜に接近して前記陰極室内に設けられて液体の
   通過が自由な陰極と、前記陽極及び陰極に電解用電力を
   供給する直流電源と、電解される塩水を収容する循環塩
   水タンクと、互いに異なる位置において前記塩水室Ｂと
   循環塩水タンクを連通する塩水導入管及び塩水導出管
   と、この塩水導入管と塩水導出管の何れか一方に設けら
   れて前記塩水室と循環塩水タンクの間で塩水を循環させ
   る循環ポンプと、互いに異なる位置において前記陽極室
   に連通された原水導入管及び酸性水取出し管と、互いに
   異なる位置において前記陰極室に連通された原水導入管
   及びアルカリ性水取出し管を備えてなる電解水製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記陽極及び陰極は全体として板状をな
   し対応する前記隔膜のほゞ全面積にわたり各隔膜に隣接
   して前記ケーシングに固定して設け、前記塩水室内の水
   圧が前記各陽極室及び陰極室内の水圧よりも高くなるよ
   う設定してある請求項１に記載の電解水製造装置。