JPH08229564A - 酸性水の製造法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副生成水を廃棄することなく、電極へのスケ
ール付着が少なく、効率がよく簡便な酸性水の製造法及
び装置を提供する。 【構成】 陰極室及び陽極室を有する電解槽に原水を送
水し、少なくとも陰極室中の原水に所定量の塩酸を添加
し、前記電解槽で原水を電気分解し、前記陰極室で生成
した陰極水を前記原水タンクに返送し、前記陽極室で生
成した陽極水を酸性水として取水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水の電気分解により酸
性水を製造する方法及びその装置に関する。更に詳しく
は、本発明は、酸性水（陽極水）の製造と同時に発生す
る陰極水を無駄にすることがなく、電極へのスケ−ル付
着量が少なく、従って原水に含まれる塩類の濃度が高い
場合であっても長時間運転が可能であり、しかも簡便な
酸性水の製造法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリイオン水及び酸性水を製造する
方法として、水の電気分解を利用する方法が知られてい
る（綿抜邦彦ら監修、「新しい水の科学と利用技術」、
第２００〜２０７頁、サイエンスフォーラム社、１９９
２年）。一般にこのような水の電気分解には電解槽が用
いられる。電解槽の内部は隔膜により分割されて各々が
陰極室及び陽極室となり、この陰極室及び陽極室には各
々陰陽の電極が備えられている。

【０００３】原水は、例えば原水タンクに貯留されてお
り、原水ポンプによって電解槽に送水される。電解槽に
おいては、陰陽電極間に直流電圧が印加され、これによ
って原水は電気分解される。この結果、前記陰極室から
は陰極水が生成し、前記陽極室からは陽極水が生成す
る。陰極水はアルカリイオン水であり、陽極水は酸性水
である。アルカリイオン水は、医療用、飲用等の広範な
用途に利用されているが、最近では酸性水が、殺菌水と
して利用されているので、その用途がますます拡大して
いる。

【０００４】水の電気分解によって酸性水を製造する技
術においては、近年種々の技術的発展があり、例えば、
よりｐＨの低い酸性水を得るための方法として、次の
（ア）及び（イ）の技術が知られている。

【０００５】（ア）原水に食塩水等の塩素系電解質水溶
液を添加し、原水の電気伝導度を調節し、電気分解の効
率を上げ、よりｐＨが低い酸性水を得る技術（特開平６
−２４６２６７号公報）。

【０００６】（イ）陽極室から排出される酸性水の一部
を原水にフィードバックし、原水のｐＨを下げ、よりｐ
Ｈが低い酸性水を得る技術（特開平１−１８０２９３号
公報）。

【０００７】また、陰極水及び陽極水のうち使用しない
側の水を有効利用する技術、及び、陰極へのスケ−ル付
着を軽減する技術として次の（ウ）の方法が知られてい
る。

【０００８】（ウ）電解槽の陰極室及び陽極室にアルカ
リ中和剤及び酸性中和剤を切り替え自在に添加する手段
を設け、生成する陰極水及び陽極水のうち、使用しない
方を中和して他方に混和する技術。及び、電解槽の陰極
室及び陽極室の機能を適時逆転させ、陰極へのスケ−ル
付着を防止する技術（特開平４−９９２９５号公報）。

【０００９】一般に電気分解においては、原水に食塩水
等を添加すれば、電解槽内の陽極付近では塩化物イオン
が、また陰極付近ではナトリウムイオンがカウンターイ
オンとして作用し、電気分解の効率が向上することが知
られており、前記（ア）の技術はこの原理を応用するも
のである。

【００１０】前記（ウ）の技術は、酸性水を取水する場
合に、副生成物である陰極水を中和して酸性水側に混和
するため、陰極水をも有効に使用することが可能であ
り、無駄がないという利点があり、陰極へのスケ−ル付
着の問題も回避することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原水に
おいてカルシウム塩等の濃度が高い場合には、陰極に炭
酸カルシウム等のスケ−ルが付着しやすく、電気分解継
続中にこのスケ−ルが成長し、電気分解の効率が低下す
る現象が生じる。前記（ア）の技術は、原水中に含まれ
ることが多いカルシウム等のために、陰極にスケ−ルが
付着しやすく、長時間の運転に適さない欠点があった。

【００１２】また、前記（ア）の技術は、電気分解した
後に陰極水と陽極水とが、ほぼ同量生成するため、陽極
水のみ、即ち酸性水のみを利用する場合には陰極水は廃
棄されることになり、無駄が多いという欠点があった。

【００１３】前記（イ）の技術は、生成した酸性水を原
水に戻して原水のｐＨを低下させているため、陰極への
スケ−ル付着は軽減されるが、陰極水が利用されず廃棄
されるため、陰極水が無駄になる欠点があった。

【００１４】前記（ウ）の技術では、例えば酸性水を取
水する場合では、陰極水を中和した上で酸性水に混合す
るため、酸性水が希釈されて収量は多くなるが、最終的
なｐＨが上昇し、ＯＲＰが低下し、また酸性水としての
効果が脆弱化するという欠点があり、酸性水を得るとい
う目的からすれば、効率の点で劣っていた。また、電解
槽の陰極室及び陽極室の機能を逆転するために付加的設
備が必要であり、このため装置が複雑化し、投資コスト
の増加、及び保守点検の手間の増大という問題があっ
た。

【００１５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
副生成物である陰極水を廃棄することなく、かつ陰極へ
のスケール付着が少なく、長時間運転が可能であり、し
かも効率がよく、簡便な酸性水の製造法及びその装置を
提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の第１の発明は、原水タンクにおいて原水を一
時的に貯留し、陰極室及び陽極室を有する電解槽に前記
貯留した原水を送水し、少なくとも陰極室中の原水に所
定量の塩酸を添加し、前記電解槽で原水を電気分解し、
前記陰極室で生成した陰極水を前記原水タンクに返送
し、前記陽極室で生成した陽極水を酸性水として取水す
ることを特徴とする酸性水の製造法、であり、前記添加
する塩酸の量を調節し、前記原水タンクに返送する陰極
水のｐＨを８．０以下に維持することを望ましい態様
（以下、第１の態様と記載する）としてもいる。

【００１７】前記課題を解決するための本発明の第２の
発明は、原水を一時的に貯留する原水タンク、陰極室及
び陽極室を有する電解槽、前記原水タンクから前記電解
槽に原水を送水する原水ポンプ、並びに前記電解槽の陰
極室及び陽極室にて各々生成した陰極水及び陽極水を排
出する陰極水排出口及び陽極水排出口を備えた酸性水の
製造装置において、次の構成要件、（Ａ１）塩酸を貯留
する塩酸タンク、（Ａ２）前記（Ａ１）の塩酸タンクに
貯留された塩酸を、前記電解槽内の、少なくとも陰極室
中の原水に添加する塩酸添加手段、（Ａ３）前記生成し
た陰極水を前記電解槽から原水タンクに返送する返送管
路、を備えたことを特徴とする酸性水の製造装置、であ
る。

【００１８】また、本発明の第２の発明は、次の構成要
件、（Ａ４）前記（Ａ２）の塩酸添加手段が定量ポンプ
であること、及び（Ａ５）前記定量ポンプの吐出口が、
前記原水タンク出口から電解槽に原水を送水する管路に
接続されること、を備えたことを望ましい態様（以下、
第２の態様と記載する）としてもいる。

【００１９】更に、本発明の第２の発明は、次の構成要
件、（Ａ６）前記（Ａ２）の塩酸添加手段に付設される
塩酸添加量調節手段、（Ａ７）前記（Ａ３）の返送管路
に設置されるｐＨ測定手段、及び（Ａ８）前記（Ａ７）
のｐＨ測定手段により測定されたｐＨの値に基づいて、
前記（Ａ６）の塩酸添加量調節手段を制御する自動制御
手段、を備えたこと、を望ましい態様（以下、第３の態
様と記載する）としてもいる。

【００２０】次に本発明の構成を詳しく説明するが、本
発明の要素には、後記実施例の要素との対応を容易にす
るため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付
記している。本発明を後記の実施例の符号と対応させて
説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであっ
て本発明の範囲を実施例に限定するためではない。

【００２１】図１は本発明の一実施例の構成を示す模式
図である。

【００２２】本発明の第１の発明は、まず、原水タンク
に原水（Ｗ）を一時的に貯留する。この操作は、原水
（Ｗ）を安定的に供給するために行うものであり、この
目的を達し得るならばいかなるタンクを使用しても良
い。

【００２３】次ぎに原水（Ｗ）を電解槽に送水する。電
解槽は、前記公知の装置を使用することが可能であり、
その種類、構造等には特別な制約はない。しかし、少な
くとも、内部が隔膜によって陰極室と陽極室とに区分さ
れていること、及び各々の室に陰陽の電極を備えている
ことが必要である。このような電解槽の例としては、箱
型電解槽、円筒型電解槽等が例示できる。

【００２４】電解槽においては、陰陽電極間に直流電圧
を印加して原水（Ｗ）を電気分解する。以上の操作は、
前記従来の電気分解方法と同様である。

【００２５】本発明においては、少なくとも陰極室中の
原水に所定量の塩酸（Ｃ）を添加する。「少なくとも陰
極室中の原水に」は、陰極室に存在する原水に、又は、
陰極室及び陽極室の双方に存在する原水に、という意味
である。塩酸（Ｃ）を添加する態様は、公知の如何なる
ものでも良く、例えば、電解槽に直接塩酸（Ｃ）を添加
しても良く、また、電解槽に送る前の原水（Ｗ）に、予
め塩酸（Ｃ）を添加し、のち電解槽に送っても良い。後
者の態様は塩酸（Ｃ）の混合が十分になる点で優れてお
り、前者の態様よりも好ましい。しかし、要は、陰極室
に存在している原水、又は陰極室及び陽極室の双方に存
在している原水に、塩酸（Ｃ）が混入している状態にな
ればよく、この目的を達するならばいかなる態様であっ
てもよい。

【００２６】原水（Ｗ）に添加する塩酸（Ｃ）の量は、
少なくとも後記する本発明の作用を奏し得る量である。
即ち、本発明の効果を奏するために必要な量であって、
ランニングコストとの兼ね合いで適宜定められた量が添
加される。

【００２７】塩酸（Ｃ）を添加する手段は、いかなるも
のでも良いが、添加量を正確に制御できるものが望まし
く、定量ポンプを使用することが望ましい。

【００２８】以上のように、原水（Ｗ）に塩酸（Ｃ）を
添加した状態で、常法どおりの電気分解を行う。前記し
たとおり、電解槽において原水（Ｗ）を電気分解する
と、陰極室で陰極水が生成し、陽極室で陽極水が生成す
る。本発明では、陰極水は全量を前記原水タンクに返送
し、陽極水は酸性水として取水する。

【００２９】前記本発明の望ましい第一の態様では、添
加する塩酸（Ｃ）の量を調節し、原水タンクに返送する
陰極水のｐＨを８．０以下に維持する。塩酸（Ｃ）の量
を調節する手段は手動でも自動でもよい。例えば、原水
タンクに返送する途中の陰極水を採取し、滴定によりｐ
Ｈを測定し、その結果から塩酸（Ｃ）の添加量を手動で
増減することにより、陰極水のｐＨを制御することがで
きる。また、この場合に、陰極水の流れる管路に予めｐ
Ｈ計を設置しておけば操作が簡便となり、より望まし
い。尚、更に陰極水のｐＨを６．０以下に維持すれば、
陰極水は完全に中性又は酸性になるため、更に好まし
い。

【００３０】図２は本発明の別な実施例の構成を示す模
式図である。

【００３１】本発明の第２の発明においては、その構成
要素の多くは、公知の酸性水の製造装置を利用すること
ができる。このような酸性水の製造装置は、原水タンク
（１）、電解槽（７）、原水ポンプ（５，６）、並びに
前記電解槽（７）において生成した陰極水及び陽極水を
各々排出する陰極水排出口（８ａ）及び陽極水排出口
（９ａ）を備えている。

【００３２】原水タンク（１）は、原水（Ｗ）を一時的
に貯留し、原水（Ｗ）を電解槽（７）に安定的に供給す
るためのものであり、この目的を達すればいかなるもの
でも良いが、材質は、耐蝕性等を考慮してステンレス、
樹脂、ホ−ロ−引き、ガラス等が望ましい。

【００３３】電解槽（７）は、公知のものが利用でき
る。電解槽（７）は、隔膜（１３）で分割された陰極室
（８）及び陽極室（９）からなり、かつ各々の室（８，
９）に陰陽の電極（１１，１２）が設置されている。こ
の電解槽（７）の形式としては、箱型電解槽、円筒型電
解槽等の形式が例示できる。

【００３４】本発明の装置は、塩酸（Ｃ）を貯留する塩
酸タンク（１５）を備えている。塩酸タンク（１５）は
塩酸（Ｃ）を貯留し、塩酸（Ｃ）を安定的に供給できる
ものであれば如何なるものでもよい。

【００３５】また、本発明の装置は、塩酸タンク（１
５）に貯留された塩酸（Ｃ）を、前記電解槽（７）内
の、少なくとも陰極室（８）中の原水に添加する塩酸添
加手段（１７）を備えている。塩酸添加手段（１７）と
しては、塩酸（Ｃ）を機械的に供給するポンプ類、塩酸
（Ｃ）を引圧によって供給するエジェクタ−等が例示で
きるが、塩酸（Ｃ）を定量的に供給できるものが望まし
く、接液部分が耐蝕性の材料で構成されていることが望
ましい。

【００３６】これらの塩酸添加手段（１７）は前記電解
槽（７）の「少なくとも陰極室中の原水に」塩酸（Ｃ）
を添加する形態で接続される。「少なくとも陰極室中の
原水に」は、前記のとおり、陰極室（８）に存在する原
水に、又は、陰極室（８）及び陽極室（９）の双方に存
在する原水に、という意味である。また、電解槽（７）
中の原水に塩酸（Ｃ）を添加する態様としては、原水タ
ンク（１）から電解槽（７）に原水（Ｗ）を送水する管
路（２，３）において塩酸（Ｃ）を注入する態様、この
管路（２，３）とは別に、電解槽の陰極室（８）に直接
塩酸（Ｃ）を供給する管路を設け、この管路によって添
加する態様等が例示できる。

【００３７】更に、本発明は、生成した陰極水を電解槽
（７）から原水タンク（１）に返送する返送管路（１
８）を備えている。返送管路（１８）については、長
さ、形状等に特に制約はなく、陰極水排出口（８ａ）か
ら原水タンク（１）まで陰極水を送水できればよい。

【００３８】前記本発明の第２の態様では、前記塩酸添
加手段（１７）として定量ポンプを使用する。定量ポン
プは耐蝕性を考慮したものが望ましく、チュ−ブポン
プ、ギアポンプ、往復ポンプ等、如何なる形式のもので
も良い。

【００３９】また、定量ポンプの吐出口は前記原水タン
ク出口から電解槽に至る原水（Ｗ）を送水する管路
（２，３）に接続される。このような接続の態様は、単
にＴ字型管により接続する態様のほか、原水（Ｗ）の管
路（２，３）の内部に塩酸の管路（１６）を突出させ、
更にこの塩酸の管路（１６）を原水（Ｗ）の流れ方向に
向かってＬ字型に若干折り曲げる態様とすることもでき
る。この場合は、原水（Ｗ）の流れの動圧により塩酸
（Ｃ）が略々吸引されるため、安定した状態で塩酸
（Ｃ）を添加することができる。

【００４０】前記本発明の第３の態様では、塩酸添加手
段（１７）は、塩酸添加量調節手段（２１）が付設され
ている。塩酸添加量調節手段（２１）は自動式であり、
即ち、外部から入力される信号に基づいて塩酸（Ｃ）の
添加量を増減させる手段である。例えば、塩酸添加手段
（１７）が定量ポンプであれば、塩酸添加量調節手段
（２１）としてはポンプのモ−タ−回転数を調節するイ
ンバ−タ−を設置すればよく、塩酸添加手段（１７）が
エジェクタ−であれば、遠隔操作可能の流量制御弁を塩
酸を送給する管路（１６）に設置することにより、塩酸
添加量調節手段（２１）とすることができる。

【００４１】また、陰極水の返送管路（１８）にはｐＨ
測定手段（１９）が配設される。ｐＨ測定手段（１９）
は、陰極水を定期的にサンプリングして滴定する手段、
返送管路（１８）にｐＨセンサ−を付設して連続的に測
定する手段等、如何なる手段であってもよいが、少なく
とも測定したｐＨの値を電気的に出力できることが必要
である。ｐＨ測定は、きめ細かく行うことが好ましいた
め、ｐＨ測定手段（１９）は連続式、かつオンライン型
のものが望ましく、東亜電波工業社製ＨＡｌ−１２、桜
エンドレス社製ＰＸ、ユニロック社製Ｍｏｄｅｌ１０５
４等を例示することができる。ｐＨ測定手段（１９）の
出力は、自動制御手段（２０）に結線される。

【００４２】自動制御手段（２０）は、入力されたｐＨ
の値に基づいて塩酸添加量調節手段（２１）を制御し、
塩酸（Ｃ）の添加量を制御する装置である。従って自動
制御手段（２０）の入力側はｐＨ測定手段（１９）と結
線され、自動制御手段（２０）の出力側は塩酸添加量調
節手段（２１）に結線される。自動制御手段（２０）と
しては市販のコントロ−ラ−、シ−ケンサ−等を利用す
ることが可能であり、山武ハネウェル社製ＳＤＣ３１、
オムロン形Ｃ２００Ｈ−ＰＩＤ００２等を例示すること
ができる。

【００４３】尚、本発明において使用する塩酸（Ｃ）の
濃度、即ち、前記塩酸タンク（１５）に貯留される塩酸
（Ｃ）の濃度には特に制限はなく、塩酸（Ｃ）の添加量
は、塩酸（Ｃ）の濃度に応じて適宜決定されることは言
うまでもない。

【００４４】

【作用】次に前記構成を備えた本発明の作用を説明する
が、最初に本発明の方法について記載する。

【００４５】本発明の方法においては、基本的には公知
の電解槽を利用した電気分解、即ち、原水タンクに貯留
された原水（Ｗ）を電解槽に送水し、電解槽で電気分解
を行うが、本発明の方法においては、電解槽の少なくと
も陰極室中の原水（Ｗ）に所定量の塩酸（Ｃ）を添加す
る。前記のとおり、陰極室において生成する陰極水は、
通常、アルカリイオン水である。しかしながら、本発明
では、陰極室中の原水に塩酸（Ｃ）を添加しているた
め、陰極室中の原水は酸性となっている。従って、生成
した陰極水は、通常よりもｐＨが低く、通常のアルカリ
イオン水に比して中性に近い水となる。

【００４６】また、本発明の方法では、電解槽で生成す
る水のうち、陽極水を取水し、陰極水を原水タンクに返
送する。原水タンクに返送された陰極水は、新規な原水
（Ｗ）と混合されて、再度電解槽に供給される。結局、
陰極水が多少アルカリ側であっても、最終的には平衡状
態となり、特に問題は生じないのである。

【００４７】この結果、本発明の方法では酸性水を取水
する際に、副生成物である陰極水を廃棄することがな
く、無駄のない電気分解を行うことができる。また、本
発明では、前記従来技術（ウ）のように酸性水に陰極水
を混合することがないため、酸性水が希釈化されず、ｐ
Ｈの上昇、ＯＲＰの低下、又は効果の低減が起こらな
い。結局、本発明の方法は、総合的にみて効率良く酸性
水を得ることができる。

【００４８】更に本発明の方法では、陰極室内の原水
（Ｗ）が酸性になっているため、陰極への炭酸カルシウ
ム等のスケ−ル付着量が軽減される。従って、従来の単
なる電気分解法に比較して、長時間安定して酸性水を得
ることが可能であり、また、原水（Ｗ）に含まれる塩類
の濃度が高い場合であっても、問題なく運転することが
できる。

【００４９】また、本発明の方法においては塩酸（Ｃ）
を使用しているため、酸性水に塩素イオンが混入する。
酸性水の用途が殺菌である場合には、塩素イオンの混入
によって酸性水自体の殺菌効果が上昇し、結局、より効
果的な酸性水を得ることができる。

【００５０】尚、本発明においては、塩酸（Ｃ）を添加
する原水（Ｗ）は陰極室の原水に限る必要はなく、同時
に陽極水の原水に添加しても良い。この場合は、陽極室
内の原水のｐＨが低下し、この結果、よりｐＨの低い酸
性水を得ることが可能となる。

【００５１】前記本発明の方法の第一の望ましい態様で
は、陰極水のｐＨを８．０以下に維持する。本発明の一
つの効果は、前述したように陰極へのスケ−ル付着が軽
減されることであり、この効果の程度は、塩酸（Ｃ）の
添加量によって変動する。しかし、生成する陰極水のｐ
Ｈを８．０以下に維持する量を添加すれば、通常の運転
時間の範囲内において、スケ−ルの付着によるトラブル
は概略防止できる。

【００５２】更に、陰極水のｐＨを６．０以下に維持し
た場合は、陰極へのスケ−ル付着を半永久的に防止する
ことが可能であり、酸性水の製造を長時間連続して行う
ことができる。

【００５３】次に本発明の装置についてその作用を説明
する。

【００５４】原水（Ｗ）は一時的に原水タンク（１）に
貯留されている。原水タンク（１）に貯留された原水
（Ｗ）は原水ポンプ（５，６）により電解槽（７）に送
水される。電解槽（７）においては、陰陽電極（１１，
１２）間に直流電圧が印加され、原水が電気分解され
る。この結果、電解槽内の陰極室（８）では陰極水が生
成し、陽極室（９）では陽極水が生成する。陽極水は酸
性水として取水することができる。以上の作用は、従来
の水の電気分解を利用した酸性水製造装置の作用と同様
である。

【００５５】本発明の装置では、塩酸タンク（１５）に
塩酸（Ｃ）が貯留されている。この塩酸（Ｃ）は、塩酸
添加手段（１７）によって、電解槽内の、少なくとも陰
極室（８）中の原水に添加される。この結果、陰極室
（８）中の原水は酸性になる。従って、陰極（１１）へ
のスケ−ル付着が軽減される。

【００５６】また、陰極室（１１）にて生成した陰極水
は、通常よりもｐＨが低下し、より中性に近いものとな
り、原水タンク（１）に返送しても何等問題を生じな
い。即ち、原水タンク（１）に戻された陰極水は、新規
な原水（Ｗ）と混合された後、再度電解槽（７）に供給
され、これが反復されて平衡状態に達し、この間、特に
問題は生じない。結局、本発明の装置では酸性水の副生
成物である陰極水を廃棄する必要はない。

【００５７】前記本発明の第二の態様では、塩酸添加手
段（１７）は定量ポンプである。定量ポンプは、添加量
の調節が容易であり、きめ細かく添加量を調節できる利
点がある。この定量ポンプの吐出口は、原水タンク
（１）から電解槽（７）に原水（Ｗ）を送水する管路
（２，３，４）に接続されており、原水（Ｗ）が電解槽
（７）に到達する前の段階で塩酸（Ｃ）が添加される。
従って、塩酸（Ｃ）が添加された原水（Ｗ）は電解槽
（７）に到達する時点では十分に塩酸（Ｃ）が混合され
ており、電解槽（７）内では均一な溶液となり、好まし
い。

【００５８】前記本発明の第三の態様では、ｐＨ測定手
段（１９）によって、返送管路（１８）を流れる陰極水
のｐＨを測定する。測定したｐＨの値は自動制御手段
（２０）に出力する。自動制御手段（２０）は、測定さ
れたｐＨの値と予め設定した目標ｐＨの値とを比較し、
両者を一致させるための制御信号を塩酸添加量調節手段
（２１）に出力する。塩酸添加量調節手段（２１）は、
自動制御手段（２０）からの制御信号を受けて、塩酸
（Ｃ）の添加量を増減し、結局、陰極水のｐＨは目標と
する値に自動制御される。

【００５９】このように、陰極水のｐＨが自動的に制御
されるため、原水（Ｗ）の電導度の変化、電解層の温度
変化といった外乱が生じた場合でも、陰極水のｐＨは常
に安定しており、系全体が外乱に影響されることがな
い。

【００６０】尚、本発明の装置に用いる原水（Ｗ）は、
極端に多量な有機物、塩類等を含んだ水でない限り特に
制限はない。即ち、従来の電気分解に比して電極にスケ
ールが付着しにくいため、塩類がリッチな井水や水道水
でも問題なく用いることができるのである。

【００６１】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳述する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００６２】実施例１ 図１は本発明の一実施例の構成を示す模式図である。

【００６３】（構成）図１において、原水タンク１（塩
化ビニル製、１００Ｌ）に原水供給配管１ａが接続され
ている。原水タンク１には、水位センサ−（図示せず）
が設置されており、原水供給配管１ａから流れる原水Ｗ
の供給及び停止が制御され、原水タンク１内の水位が一
定に保たれる。原水タンク１の出口には原水送水管２が
接続されており、これが陰極室送水管３及び陽極室送水
管４に分岐される。陰極室送水管３及び陽極室送水管４
には、各々定量ポンプ５（エレポン社製、ＳＬ−３５Ｓ
ＦＤ）及び定量ポンプ６（エレポン社製、ＳＬ−３５Ｓ
ＦＤ）が配設されており、各々末端は電解槽７（北越技
研工業社製、電極間距離２ｍｍ、電極面積５０００ｃｍ
² ）の陰極室８及び陽極室９に接続される。

【００６４】電解槽７内の陰極室８及び陽極室９は、隔
膜１３（旭化成工業社製、ハイポア１０００）によって
区分けされており、各々の室には陰極１１及び陽極１２
が設置されている。陰極１１及び陽極１２の材質は、チ
タンに白金コーティングを施したものであり、各々電源
１０（中央製作所社製、ＳＭ９３−１２８０）に結線さ
れている。

【００６５】電解槽７の陰極室８及び陽極室９は、各々
陰極水排出口８ａ及び陽極水排出口９ａを備えており、
陽極水排出口９ａには酸性水取水管１４が接続されてい
る。

【００６６】以上の、水の電気分解装置の基本的構成に
加えて、実施例１の装置では、塩酸タンク１５（塩化ビ
ニル製、３０ｌ）が備えられ、塩酸タンク１５の出口側
には塩酸送給管１６が接続されており、塩酸送給管１６
には塩酸用定量ポンプ１７（エレポン社製、ＣＲＭ−０
４）が配設されている。塩酸送給管１６の末端は前記陰
極室送水管３に接続される。

【００６７】また、電解槽７の陰極水排出口８ａには返
送管１８が接続されており、この返送管１８の末端は原
水タンク１に開口している。

【００６８】（作用）次に、実施例１の作用を説明す
る。

【００６９】原水Ｗが原水タンク１から原水送水管２、
並びに陰極室送水管３及び陽極室送水管４を通って、各
々定量ポンプ５及び６によって電解槽７の陰極室８及び
陽極室９に送水される。

【００７０】塩酸Ｃが、塩酸タンク１５から塩酸用定量
ポンプ１７よって送液され、塩酸送給管１６を介して陰
極室送水管３に注入される。これによって、陰極室８に
向かう原水Ｗには塩酸Ｃが添加される。

【００７１】常法どおり電解槽７にて原水Ｗは電気分解
されるが、陰極室８内の原水Ｗは、塩酸Ｃが混入されて
いるため酸性であり、これにより陰極１１へのスケ−ル
付着が軽減される。また、生成した陰極水は陰極水排出
口８ａから返送管１８を介して原水タンク１に返送され
るが、原水Ｗが酸性であるから生成した陰極水のｐＨは
低下しており、通常より中性に近い水となっているた
め、原水タンク１に戻しても何等問題は生じない。

【００７２】生成した陽極水は陽極水排出口９ａ及び酸
性水取水管１４を介して取水され、使用に供される。

【００７３】実施例２ 実施例２の構成は、大略実施例１と共通しており、図示
を省略する。

【００７４】（構成）実施例１においては、原水送水管
２から分岐した陰極室送水管３及び陽極室送水管４に、
各々定量ポンプ５及び６を設置しているが、本実施例で
は、一台の定量ポンプを原水送水管２に設置し、陰極室
送水管３及び陽極室送水管４には、定量ポンプに替えて
流量制御弁を各々設置する。

【００７５】（作用）一台の定量ポンプにより原水を送
水するが、陰極室送水管３及び陽極室送水管４の流量
は、各々流量制御弁の調節により行うことができる。

【００７６】実施例３ 実施例３の構成は、大略実施例１と共通しており、図示
を省略する。

【００７７】（構成）実施例１では、塩酸送給管１６の
末端は陰極室送水管３に接続されているが、本実施例で
は、塩酸送給管１６の末端は陰極室８に直接接続され
る。

【００７８】（作用）陰極室８に直接塩酸Ｃが添加され
る。

【００７９】実施例４ 実施例４の構成は、大略実施例１と共通しており、図示
を省略する。

【００８０】（構成）実施例１では、返送管１８には何
も設置されていないが、本実施例では、返送管１８に陰
極水のｐＨを測定する手段を設置する。即ち、返送管１
８にサンプリング弁又はｐＨ計を設置する。

【００８１】（作用）サンプリング弁を設置した場合に
は、サンプリング弁から陰極水を採取し、これを滴定し
て容易にｐＨを測定することができる。ｐＨ計を設置し
た場合には、ｐＨ計の指示により、陰極水のｐＨを知る
ことができる。

【００８２】陰極水のｐＨが簡便に把握できるため、塩
酸Ｃの添加量を調節する操作が容易になる。

【００８３】実施例５ 図２は本発明の他の実施例の構成を示す模式図である。

【００８４】（構成）本実施例においては、実施例１と
共通する要素には実施例１と同一の符号を付し、その詳
細な説明は省略する。

【００８５】実施例５では、返送管１８にｐＨ計１９
（コス社製、ＣＰ−４８０）が配設されている。また、
塩酸用定量ポンプ１７のモ−タ−には、インバ−タ−２
１が備えられている。ｐＨ計１９の出力は、ケ−ブル１
９ａによってコントロ−ラ−２０（山武ハネウェル社
製、ＳＤＣ−３１）に結線されており、コントロ−ラ−
２０の出力は、ケ−ブル２０ａによってインバ−タ−２
１の制御信号入力端子に結線されている。

【００８６】（作用）ｐＨ計１９により、返送管１８を
流れる陰極水のｐＨの値が測定される。測定されたｐＨ
の値はケ−ブル１９ａを通じてコントロ−ラ−２０に出
力される。コントロ−ラ−２０は、入力されたｐＨの値
と予め設定された目標ｐＨとを比較して最適塩酸流量を
演算し、インバ−タ−２１に制御信号を出力する。イン
バ−タ−２１は制御信号に応じて塩酸用定量ポンプ１７
のモ−タ−回転数を変更し、塩酸Ｃの添加量を調節す
る。

【００８７】この結果、陰極水のｐＨは、自動的に予め
設定した目標ｐＨに制御され、外乱の影響を受けず、極
めて安定した運転ができる。

【００８８】実施例６ 図３は本発明の他の実施例の構成を示す模式図である。

【００８９】（構成）本実施例においては、実施例１と
共通する要素には、実施例１と同一の符号を付し、その
詳細な説明は省略する。本実施例では、塩酸送給管１６
が接続される位置が、実施例１とは異なっている。即
ち、実施例１では塩酸送給管１６は陰極室送水管３に接
続されていたが、実施例６では原水送水管２に接続され
ている。

【００９０】（作用）塩酸用定量ポンプ１７により、塩
酸Ｃが塩酸タンク３から原水送水管２に注入された後、
原水Ｗは各々陰極室送水管３及び陽極室送水管４に分岐
し、陰極室８及び陽極室９の双方に供給される。従っ
て、陰極室８及び陽極室９の双方の原水に塩酸Ｃが添加
されることになる。

【００９１】陰極室８側の作用は前記実施例１と同様で
あるが、それに加えて、陽極室９側の原水にも塩酸Ｃが
混入されるため、酸性水取水管１４から取水される酸性
水のｐＨがより低くなる。従って、実施例６の装置で
は、よりｐＨの低い酸性水を得ることが可能であり、ま
た塩素イオンが大量に混入するため、殺菌水として使用
すればより効果が高いものとなる。

【００９２】実施例７ 次に、前記実施例５の装置を使用した本発明の方法の実
施例について説明する。

【００９３】原水タンク１に原水（井水、２５０μＳ）
を供給し、定量ポンプ５及び６によって電解槽７に各々
６００ｌ／ｈの流量で原水Ｗを送給した。塩酸タンク１
５には０．５Ｎの塩酸Ｃを貯留しておき、原水Ｗに添加
した。

【００９４】この状態で、常法に従い水の電気分解を行
い、酸性水を酸性水取水管１４から取水した。電解後の
陰極水のｐＨをｐＨ計１９によって測定し、この値を目
標ｐＨと比較し、最適混合比を算出して塩酸用定量ポン
プ１７の流量を調節した。

【００９５】安定状態になった後、塩酸用定量ポンプ１
７の塩酸流量、塩酸添加後の原水のｐＨ（原水が陰極室
へ流入する直前のｐＨ）、取水した酸性水のｐＨ、並び
に電極１１及び１２の電流値を測定した。以上の操作
を、陰極水の目標ｐＨを変更して３回反復した。

【００９６】この結果、陰極水のｐＨを６．５とした場
合は、塩酸流量が１．０ｌ／ｈ、原水のｐＨが３．５、
電流値が１５Ａとなり、酸性水のｐＨは３．０であり、
また、陰極水のｐＨを５．９とした場合は、塩酸流量が
１．８ｌ／ｈ、原水のｐＨが３．０、電流値は１８Ａと
なり、酸性水のｐＨは２．５であった。

【００９７】陰極水のｐＨを４．７とした場合は、塩酸
流量が１．５ｌ／ｈ、原水のｐＨが２．８、電流値が２
１Ａとなり、酸性水のｐＨは２．３であった。

【００９８】以上の結果から、本発明の方法によれば、
ｐＨ３．０以下の酸性水が極めて安定した状態で得られ
ることが判明した。

【００９９】試験例 次に、前記実施例７の方法を利用した、本発明の効果を
確認する試験について説明する。

【０１００】１）試験方法 前記実施例７と同一の条件で連続運転を行い、その際一
定時間毎に電解槽７の中を点検し、陰極１１へのスケ−
ル付着の度合を観察し、また、運転中の電極１１及び１
２の電流値を測定して記録した。以上の操作を、陰極水
の目標ｐＨの値を８．５、７．５、６．５、及び５．５
に変更して、各々反復した。

【０１０１】また、陰極水を原水タンク１に返送せずに
廃棄し、かつ塩酸Ｃを添加しない条件、即ち、従来の電
気分解方法と同様の条件で連続運転を行い、これを比較
例とした。

【０１０２】２）試験結果 比較例においては、運転開始時点から５時間後に陰極１
１にスケ−ルの付着が認められ、１０時間後にはスケ−
ルの付着により電流値が約７０％に低下して電気分解の
効率が悪化し、運転を中止した。

【０１０３】陰極水のｐＨが８．５の場合は、運転開始
から２４時間後に陰極１１にスケ−ルの付着が認めら
れ、４８時間後にはスケ−ルの付着により電流値が約７
０％に低下した。

【０１０４】陰極水のｐＨが７．５の場合は、運転開始
から４０時間後に陰極１１にスケ−ルの付着が認めら
れ、６０時間後にはスケ−ルの付着により電流値が約８
０％に低下した。酸性水の通常の使用時間を考慮する
と、電気分解装置の運転時間は最長でも約１００時間で
十分であり、結局、この条件で運転すればスケ−ル付着
に起因する問題は実用上は生じないことになる。

【０１０５】陰極水のｐＨが６．５の場合は、運転開始
から１５０時間後に陰極１１にスケ−ルの付着が認めら
れ、２００時間後にはスケ−ルの付着により電流値が約
９０％に低下した。

【０１０６】陰極水のｐＨが５．５の場合は、運転開始
から３００時間後においても陰極１１へのスケ−ルの付
着は認められず、４００時間後においてもスケ−ルは全
く付着していなかった。

【０１０７】以上の試験結果から、本発明の方法におい
ては、従来の電気分解法に比較して電極へのスケ−ル付
着が軽減されること、陰極水のｐＨを８．０以下に維持
することにより実用上十分な運転時間が確保できるこ
と、及び陰極水のｐＨを６．０以下に維持することによ
り、陰極へのスケ−ル付着を完全に防止できることが判
明した。

【０１０８】

【発明の効果】前記のとおり本発明の酸性水の製造法及
びその装置により、奏せられる効果は次のとおりであ
る。 （１）陰極水を廃棄することなく効率良く酸性水を製造
することができる。 （２）陰極へのスケール付着が軽減され、条件によって
は防止することができる。 （３）長時間連続運転が可能であり、塩類濃度の高い原
水でも有効に使用できる。 （４）特に複雑な機構を要することがなく、構造が簡便
な装置である。

【０１０９】従って、本発明は従来の電気分解による酸
性水製造法を著しく改善したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す模式図である。

【図２】本発明の別な実施例の構成を示す模式図であ
る。

【図３】本発明の別な実施例の構成を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 原水タンク ２ 原水送水管 ３ 陰極室送水管 ４ 陽極室送水管 ５ 定量ポンプ ６ 定量ポンプ ７ 電解槽 ８ 陰極室 ９ 陽極室 １０ 電源 １１ 陰極 １２ 陽極 １３ 隔膜 １４ 酸性水取水管 １５ 塩酸タンク １６ 塩酸送給管 １７ 塩酸用定量ポンプ １８ 返送管 １９ ｐＨ計 ２０ コントロ−ラ− ２１ インバ−タ−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水タンクにおいて原水を一時的に貯留
   し、陰極室及び陽極室を有する電解槽に前記貯留した原
   水を送水し、少なくとも陰極室中の原水に所定量の塩酸
   を添加し、前記電解槽で原水を電気分解し、前記陰極室
   で生成した陰極水を前記原水タンクに返送し、前記陽極
   室で生成した陽極水を酸性水として取水することを特徴
   とする酸性水の製造法。
2. 【請求項２】 前記添加する塩酸の量を調節し、前記原
   水タンクに返送する陰極水のｐＨを８．０以下に維持す
   ることを特徴とする請求項１に記載の酸性水の製造法。
3. 【請求項３】 原水を一時的に貯留する原水タンク、陰
   極室及び陽極室を有する電解槽、前記原水タンクから前
   記電解槽に原水を送水する原水ポンプ、並びに前記電解
   槽の陰極室及び陽極室にて各々生成した陰極水及び陽極
   水を排出する陰極水排出口及び陽極水排出口を備えた酸
   性水の製造装置において、次の構成要件、（Ａ１）塩酸
   を貯留する塩酸タンク、（Ａ２）前記（Ａ１）の塩酸タ
   ンクに貯留された塩酸を、前記電解槽内の、少なくとも
   陰極室中の原水に添加する塩酸添加手段、（Ａ３）前記
   生成した陰極水を前記電解槽から原水タンクに返送する
   返送管路、を備えたことを特徴とする酸性水の製造装
   置。
4. 【請求項４】 次の構成要件、（Ａ４）前記（Ａ２）の
   塩酸添加手段が定量ポンプであること、及び（Ａ５）前
   記定量ポンプの吐出口が、前記原水タンク出口から電解
   槽に原水を送水する管路に接続されること、からなる請
   求項３に記載の酸性水の製造装置。
5. 【請求項５】 次の構成要件、（Ａ６）前記（Ａ２）の
   塩酸添加手段に付設される塩酸添加量調節手段、（Ａ
   ７）前記（Ａ３）の返送管路に設置されるｐＨ測定手
   段、及び（Ａ８）前記（Ａ７）のｐＨ測定手段により測
   定されたｐＨの値に基づいて、前記（Ａ６）の塩酸添加
   量調節手段を制御する自動制御手段、を備えたことを特
   徴とする請求項３又は請求項４に記載の酸性水の製造装
   置。