JPH09108677A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２隔膜方式の電解槽の中間室に高濃度の食塩水
を供給して一方の側室に酸性水を他方の側室にアルカリ
性水を生成する電解水生成装置において、中間室内の生
成水を常に酸性側として、中間室内でのアルカリ性に起
因するスケールの発生を防止すること。 【解決手段】電解槽１１の中間室１５ａ内に第１陽極１
３ａを、第１側室１５ｂ内に第２陽極１３ｂを、第２側
室１５ｃに陰極１４を配設し、中間室１５ａに供給され
る食塩水をバッチ方式により、第１陽極１３ａと陰極１
４間で電解するとともに、第１陽極１３ａと第２陽極１
３ｂ間で電気透析して、中間室１５ａ内での生成水を常
に酸性側に保持して、中間室１５ａでのアルカリ性に起
因するスケールの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、次亜塩素酸、次亜
塩素酸ナトリウム等を主要成分として含有して殺菌作
用、消毒作用を有する電解水を生成するための電解水生
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム等を
主要成分として含有して殺菌作用、消毒作用を有する電
解水を生成するための電解水生成装置の一形式として、
特公平７−８７６８号公報に示されているように、電解
槽内を隔膜にて区画して形成された一対の隔室にそれぞ
れ電極を配置して陽極室と陰極室とを構成し、これら両
電極室に供給される希薄食塩水を両電極間で電解する電
解水生成装置がある。当該電解水生成装置においては、
陽極室内で生成される陽極室側生成水が主として次亜塩
素酸を含む酸性水であり、また陰極室内で生成される陰
極室側生成水が主として水酸化物ナトリウムを含むアル
カリ性水である。

【０００３】ところで、当該電解水生成装置において
は、両電極室に供給される希薄食塩水が未電解の状態で
電解水とともに流出されるものであるため、多くの食塩
が無駄に消費されることになる。また、当該電解水生成
装置においては、無駄に消費される食塩をできるだけ少
なくすべく希薄食塩水が採用されることから、電気伝導
度が低くて電解効率が悪く消費電力の増大を招くという
問題がある。これらの問題に対処すべく、特開平７−１
５５７６０号公報には、上記した希薄食塩水より高濃度
の食塩水を採用して、電解時にこの高濃度の食塩水を循
環して使用可能とすることにより、食塩の無駄を減少さ
せるとともに電解効率を高めて消費電力の低減を図った
電解水生成装置が提案されている。

【０００４】当該電解水生成装置は、イオン透過能を有
する一対の隔膜にて内部を中間室および同中間室の両側
に位置する第１，第２側室に区画形成された電解槽と、
第１側室に配設された陽極と、第２側室に配設された陰
極を有し、中間室に供給される高濃度の食塩水を陽極と
陰極間で電解するように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該電解水
生成装置においては、中間室に供給された高濃度の食塩
水は電解時にはイオン化されて、中間室中の陰イオンが
隔膜を透過して第１側室へ移動して同側室では主として
塩素イオンが電解されるとともに、中間室中の陽イオン
が隔膜を透過して第２側室へ移動して同室では主として
水素イオンが電解される。このため、中間室では電解が
進行するにしたがってナトリウムイオン、水酸化イオン
が漸次増大して、中間室内に滞留する食塩水または同中
間室内へ循環供給される食塩水のアルカリ性が増大す
る。

【０００６】この結果、食塩水中に存在する微量のカル
シウムイオン、マグネシウムイオン等が水酸化物や炭酸
塩等の不溶性物質となって、中間室内に徐々に析出す
る。これらの不溶性物質は、スケールとして隔膜の細孔
を目詰りさせるとともに、各電極に付着して電解効率を
低下させ、また各管路の内面に付着して管路抵抗を増大
させるという問題を引き起こす。

【０００７】従って、本発明の目的は、上記した一対の
隔膜にて区画形成された中間室、および両側室を備えた
形式の電解水生成装置において、中間室でのスケールの
発生を防止し、または抑制することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電解水生成
装置は、イオン透過能を有する一対の隔膜にて内部を中
間室および同中間室の両側に位置する第１，第２側室に
区画形成された電解槽と、前記中間室に配設された陽極
と、前記第１側室に配設された第２の陽極と、前記第２
側室に配設された陰極を有し、前記中間室に供給される
食塩水を前記陽極と前記陰極間で電解する電解工程と、
前記中間室にて生成された電解水を前記陽極と前記第２
の陽極間で電気透析する電気透析工程を備えていること
ことを特徴とするものである。

【０００９】当該電解水生成装置においては、前記中間
室に供給された食塩水を電解が所定の程度進行するまで
同中間室に滞留させてその後同中間室から排出させるバ
ッチ方式を採用することが好ましい。

【００１０】

【発明の作用・効果】このように構成した電解水生成装
置においては、中間室へ高濃度の食塩水が供給されると
ともに、各側室へは水または希薄食塩水が供給された状
態で運転が開始される。中間室に供給された高濃度の食
塩水は、中間室の陽極と第２側室の陰極間で電解される
とともに、中間室の陽極と第１側室の第２の陽極間で電
気透析される。

【００１１】しかして、電解工程においては、中間室に
供給された高濃度の食塩水が電解されて、生成されたナ
トリウムイオン等の陽イオンが隔膜を透過して第２側室
へ移動する。一方、食塩水の電解により生成された塩素
イオン等の陰イオンは一旦中間室内に留まるが、その大
部分は電気透析作用により隔膜を透過して第１側室へ移
動する。この結果、第１側室内では次亜塩素酸を含む酸
性水が生成されるとともに、第２側室内では水酸化物ナ
トリウムを含むアルカリ性水が生成される。このため、
当該電解水生成装置においては、中間室内の電解生成水
は常に酸性側にあってアルカリ性になることがないた
め、中間室内ではアルカリ性に起因してスケールが発生
するようなことはない。

【００１２】なお、第２側室内ではアルカリ性水が生成
されるため第２側室内でのスケールの発生が考えられる
が、第２側室内で生成される生成水は常時流出させるも
ので、同生成水を循環使用したり第２側室内に滞留させ
て使用するようなことはないため、第２側室内でのスケ
ールの析出量はわずかである。また、長期間の使用によ
り、第２側室内にスケールが堆積しまたは付着した場合
には、陽極と陰極との極性を切替えて短時間の間逆電解
することにより、第２側室内のスケールを除去すること
ができる。

【００１３】当該電解水生成装置においては、前記中間
室へは食塩水を循環供給する方式を採用することができ
るが、中間室へ供給した食塩水を電解が所定の程度進行
するまで同中間室に滞留させて、その後同中間室から排
出させるバッチ方式を採用することが好ましい。

【００１４】かかるバッチ方式を採用すれば、中間室内
で発生する酸素ガスが漸次増大して同室の内圧を高める
ため、中間室から第１側室への塩素イオン等陰イオン成
分の移動が容易になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係る電解水生成装置の一例が
示されている。当該電解水生成装置は、電解槽１１、第
１，第２隔膜１２ａ，１２ｂ、第１，第２陽極１３ａ，
１３ｂ、陰極１４を備えている。各隔膜１２ａ，１２ｂ
はイオン透過能を有するもので、電解槽１１内に所定間
隔を保持して配設されて、電解槽１１の内部を中間室１
５ａ、および中間室１５ａの両側に位置する第１，第２
側室１５ｂ，１５ｃに区画形成している。

【００１６】かかる電解槽１１においては、中間室１５
ａに連通する供給管路１１ａおよび流出管路１１ｂと、
第１側室１５ｂに連通する供給管路１１ｃおよび流出管
路１１ｄと、第２側室１５ｃに連通する供給管路１１ｅ
および流出管路１１ｆを備えており、中間室１５ａには
第１陽極１３ａが配設され、第１側室１５ｂには第２陽
極１３ｂが配設され、かつ第２側室１５ｃには陰極１４
が配設されている。これら各陽極１３ａ，１３ｂおよび
陰極１４は、互いに対向して位置しており、第１陽極１
３ａが本発明の陽極に、かつ第２陽極１３ｂが本発明の
第２の陽極に該当する。

【００１７】直流電源１６に対しては、第１陽極１３ａ
および第２陽極１３ｂは正極に接続され、かつ陰極１４
は負極に接続されているとともに、第２陽極１３ｂと直
流電源１６の接続回路には可変抵抗器１７が介装されて
いる。これにより、第１陽極１３ａと陰極１４間に電解
工程が構成され、かつ第１陽極１３ａと第２陽極１３ｂ
間に電気透析工程が構成される。

【００１８】このように構成した当該電解水生成装置に
おいては、中間室１５ａへ高濃度の食塩水が供給されて
滞留されるとともに、各側室１５ｂ，１５ｃへは水また
は希薄食塩水が供給されて流出した状態で運転が開始さ
れる。当該電解水生成装置における電解では、電気伝導
度が高い水溶液が有利であることから、各側室１５ｂ，
１５ｃへは希薄食塩水を供給することが好ましい。

【００１９】中間室１５ａに供給された高濃度の食塩水
はバツチ方式で、中間室１５ａの第１陽極１３ａと第２
側室１５ｃの陰極１４間で電解されるとともに、中間室
１５ａの第１陽極１３ａと第１側室１５ｂの第２陽極１
５ｃ間での電気透析される。第２陽極１３ｂは第１陽極
１３ａに比較して高電位であり、これら両者１３ａ，１
３ｂ間の電位差は可変抵抗器１７による抵抗値の調整に
より設定される。

【００２０】しかして、電解工程においては、中間室１
５ａに供給されて滞留する高濃度の食塩水が電解され
て、生成されたナトリウムイオン等の陽イオンが第２隔
膜１２ｂを透過して第２側室１５ｃへ移動する。一方、
食塩水の電解により生成された塩素イオン等の陰イオン
は一旦中間室１５ａ内に留まるが、その大部分は電気透
析作用により第１隔膜１２ａを透過して第１側室１５ｂ
へ移動する。

【００２１】この結果、第１側室１５ｂ内では次亜塩素
酸を含む酸性水が生成されるとともに、第２側室１５ｃ
内では水酸化物ナトリウムを含むアルカリ性水が生成さ
れ、生成された酸性水は流出管路１１ｄから、また生成
されたアルカリ性水は流出管路１１ｆから流出される。
このため、当該電解水生成装置においては、中間室１５
ａ内の電解生成水は常に酸性側にあってアルカリ性にな
ることがないため、中間室１５ａ内ではアルカリ性に起
因してスケールが発生するようなことはない。

【００２２】また、当該電解水生成装置においては、中
間室１５ａへ供給した食塩水を電解が所定の程度進行す
るまで中間室１５ａに滞留させて、その後中間室１５ａ
から排出させるバッチ方式を採用しているため、中間室
１５ａ内では発生する酸素ガスが漸次増大して中間室１
５ａの内圧が高くなり、中間室１５ａから第１側室１５
ｂへの塩素イオン等陰イオン成分の移動が容易になる。
この場合、中間室１５ａ内の電解生成水の排出時点は、
同電解水が高濃度の食塩水としての特性を消失する直前
であることが好ましく、排出時点は予め試験で知得した
電解時間に基づいて決定してもよく、またｐＨ、導電率
を検出しつつその都度決定してもよい。

【００２３】なお、第２側室１５ｃ内ではアルカリ性水
が生成されるため第２側室１５ｃ内でのスケールの発生
が考えられるが、第２側室１５ｃ内で生成される生成水
は常時流出させるもので、同生成水を循環使用したり第
２側室１５ｃ内に滞留させて使用するようなことはない
ため、第２側室１５ｃ内でのスケールの析出量はわずか
である。また、長期間の使用により、第２側室１５ｃ内
にスケールが堆積しまたは付着した場合には、第１陽極
１３ａと陰極１４との極性を切替えて短時間の間逆電解
することにより、第２側室１５ｃ内のスケールを除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解水生成装置の一例を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

１１…電解槽、１２ａ，１２ｂ…隔膜、１３ａ，１３ｂ
…陽極、１４…陰極、１５ａ…中間室、１５ｂ…第１側
室、１５ｃ…第２側室、１６…直流電源、１７…可変抵
抗器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｅ ５６０ ５６０Ｆ 1/76 Ａ 1/76 1/46 １０３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン透過能を有する一対の隔膜にて内部
   を中間室および同中間室の両側に位置する第１，第２側
   室に区画形成された電解槽と、前記中間室に配設された
   陽極と、前記第１側室に配設された第２の陽極と、前記
   第２側室に配設された陰極を有し、前記中間室に供給さ
   れる食塩水を前記陽極と前記陰極間で電解する電解工程
   と、前記中間室にて生成された電解水を前記陽極と前記
   第２の陽極間で電気透析する電気透析工程を備えている
   ことことを特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電解水生成装置におい
   て、前記中間室に供給された食塩水を電解が所定の程度
   進行するまで同中間室に滞留させてその後同中間室から
   排出させるバッチ方式を採用したことを特徴とする電解
   水生成装置。