JPH0985248A - 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
を供給して両側室に配置した電極間で電解して一方の側
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酸性側に移行
させて、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の第１側室１５ｂ内に陽極１３
ａを、第２側室１５ｃに陰極１４を、中間室１５ａに第
２陽極１３ｂを配設し、中間室１５ａに供給される食塩
水を陽極１３ａと陰極１４間で主電解し、かつ第２陽極
１３ｂと陰極１４間で副電解して、副電解により中間室
１５ａ内の生成水を酸性側へ移行させて、中間室１５ａ
での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が漸次滞留して、中間室
内の生成水のアルカリ性が増大する。

【０００６】この結果、中間室内の生成水中に存在する
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】本発明は電解水生成装置
に関し、本発明の第１の発明は、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
第１側室に配設された陽極と、前記第２側室に配設され
た陰極と、前記中間室に配設された第２の陽極を有し、
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
で電解する主電解工程と、前記第２の陽極と前記陰極間
で電解する副電解工程を備えていることことを特徴とす
るものである。

【０００９】また、本発明の第２の発明は、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、前記第１側室に配設された陽極と、前記第２側室
に配設された陰極と、前記第１側室にて前記陽極に対し
て直列的に配設された第２の陰極と、前記中間室にて前
記第２の陰極に対向して配設された第２の陽極を有し、
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
で電解する主電解工程と、前記第２の陽極と前記第２の
陰極間で電解する副電解工程を備えていることことを特
徴とするものである。

【００１０】

【発明の作用・効果】本発明の第１の発明に係る電解水
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、第１側室の陽極と第２側室の陰極間での
主電解工程と、中間室の第２の陽極と第２側室の陰極間
での副電解工程とにより電解される。

【００１１】しかして、主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中の陰イオンは第１側室へ
移動し、陽極表面では主として塩素イオンが塩素になっ
て次亜塩素酸として溶解するとともに酸素が発生し、第
１側室では酸性水が生成される。また、中間室の高濃度
の食塩水中の陽イオンは第２側室へ移動し、陰極表面で
は主として水素イオンが水素になって発生し、第２側室
ではアルカリ性水が生成される。一方、副電解工程で
は、中間室が陽極室に第２側室が陰極室になって、中間
室では塩素と酸素が発生し、塩素が水中に溶解して中間
室の生成水を酸性側へ移行させる。

【００１２】このため、当該電解水生成装置において
は、副電解工程での電解の程度を調整することにより、
中間室での生成水を酸性側へ移行させることができる。
副電解工程での電解の程度を調整する手段としては、可
変抵抗器を使用して主電解工程と副電解工程で付与する
電気量を調整する手段、両側室へ供給する水または食塩
水の流速、導電率により制御する手段、隔膜の種類を選
定してイオン透過能を調整する手段等を採用することが
できる。

【００１３】従って、当該電解水生成装置によれば、任
意の運転条件を採用することにより、中間室での生成水
をアルカリ性から酸性へ移行させることができて、アル
カリ性に起因するスケールの発生を防止し、または抑制
することができる。

【００１４】また、本発明の第２の発明に係る電解水生
成装置においても、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、第１側室の陽極と第２側室の陰極間での主
電解工程と、中間室の第２の陽極と第１側室の第２の陰
極間での副電解工程とにより電解される。

【００１５】しかして、主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中の陰イオンは第１側室へ
移動し、陽極表面では主として塩素イオンが塩素になっ
て次亜塩素酸として溶解するとともに酸素が発生し、第
１側室内では酸性水が生成される。また、中間室の高濃
度の食塩水中の陽イオンは第２側室へ移動し、陰極表面
では主として水素イオンが水素になって発生し、第２側
室ではアルカリ性水が生成される。

【００１６】一方、副電解工程では、中間室が陽極室に
第１側室が陰極室になって、中間室の生成水中の陽イオ
ンが第１側室へ移動し、第２の陰極表面では主として水
素イオンが水素になって発生し、第１側室の生成水をア
ルカリ性側へ移行させる。また、第１側室の生成水中の
陰イオンは中間室へ移動し、第２の陽極表面では主とし
塩素イオンが塩素になって次亜塩素酸として溶解すると
ともに酸素が発生し、中間室の生成水を酸性側へ移行さ
れせる。

【００１７】このため、当該電解水生成装置において
は、副電解工程での電解の程度を調整することにより、
中間室での生成水を酸性側へ移行させることができると
ともに、第１側室の生成水のｐＨをアルカリ性側へ調整
することができる。副電解工程での電解の程度を調整す
る手段としては、第１の発明に係る電解水生成装置と同
様の手段を採用することができ、これにより、当該電解
水生成装置によれば任意の運転条件を採用することによ
って、中間室での生成水をアルカリ性から酸性へ移行さ
せて、アルカリ性に起因するスケールの発生を防止しま
たは抑制することができるとともに、第１側室で生成さ
れる酸性水のｐＨを３〜７の範囲の任意の値に容易に調
整することができる。

【００１８】

【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。

【００１９】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、第１側室１５ｂに
は第１陽極１３ａが配設され、第２側室１５ｃには陰極
１４が配設され、かつ中間室１５ａには第２陽極１３ｂ
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いる。

【００２０】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間に主電
解工程が構成され、かつ第２陽極１３ｂと陰極１４間に
副電解工程が構成される。

【００２１】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
水が供給された状態で運転が開始されるが、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１
５ｂ，１５ｃへは希薄食塩水を供給することが好まし
い。中間室１５ａに供給された高濃度の食塩水は、第１
側室１５ｂの第１陽極１３ａと第２側室１５ｃの陰極１
４間での主電解工程と、中間室１５ａの第２陽極１３ｂ
と第２側室１５ｃの陰極１４間での副電解工程とにより
電解される。

【００２２】しかして、主電解工程においては、中間室
１５ａに供給された高濃度の食塩水中の陰イオンは第１
側室１５ｂへ移動し、第１陽極１３ａの表面では主とし
て塩素イオンが塩素になって次亜塩素酸として溶解する
とともに酸素が発生し、第１側室１５ｂでは酸性水が生
成される。また、中間室１５ａの高濃度の食塩水中の陽
イオンは第２側室１５ｃへ移動し、陰極１４の表面では
主として水素イオンが水素になって発生し、第２側室１
５ｃではアルカリ性水が生成される。一方、副電解工程
では、中間室１５ａが陽極室で第２側室１５ｃが陰極室
となって、中間室１５ａでは塩素と酸素が発生し、塩素
が水中に溶解して中間室１５ａの生成水を酸性側へ移行
させる。

【００２３】このため、当該電解水生成装置において
は、副電解工程での電解の程度を調整することにより、
中間室１５ａの生成水を酸性側へ移行させることができ
る。副電解工程での電解の程度を調整する手段として
は、可変抵抗器１７を使用して抵抗値を変更することに
より、主電解工程と副電解工程で付与する電気量を調整
する手段が採用される。従って、当該電解水生成装置に
よれば、任意の運転条件を採用することにより、中間室
１５ａの生成水をアルカリ性から酸性側へ移行させるこ
とができて、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し、または抑制することができる。

【００２４】図２には、本発明に係る電解水生成装置の
他の一例が示されている。当該電解水生成装置は、電解
槽２１、第１，第２隔膜２２ａ，２２ｂ、第１，第２陽
極２３ａ，２３ｂ、第１，第２陰極２４ａ，２４ｂを備
えている。各隔膜２２ａ，２２ｂはイオン透過能を有す
るもので、電解槽２１内に所定間隔を保持して配設され
て、電解槽２１の内部を中間室２５ａ、および中間室２
５ａの両側に位置する第１，第２側室２５ｂ，２５ｃに
区画形成している。

【００２５】かかる電解槽２１においては、中間室２５
ａに連通する供給管路２１ａおよび流出管路２１ｂと、
第１側室２５ｂに連通する供給管路２１ｃおよび流出管
路２１ｄと、第２側室２５ｃに連通する供給管路２１ｅ
および流出管路２１ｆを備えており、第１側室２５ｂに
は第１陽極２３ａと第２陰極２４ｂが直立的に配設さ
れ、第２側室１５ｃには第１陰極２４ａが配設され、か
つ中間室２５ａには第２陽極２３ｂが配設されている。
これら各電極のうち、第１陽極２３ａと第１陰極２４ａ
とは両隔膜２２ａ，２２ｂを挟んで互いに並列して対向
し、かつ第２陽極２３ｂと第２陰極２４ｂとは第１隔膜
２２ａを挟んで互いに並列して対向している。

【００２６】当該電解水生成装置においては、直流電源
としては２個の第１，第２電源２６ａ，２６ｂが採用さ
れており、第１電源２６ａに対しては、第１陽極２３ａ
が正極に接続されているとともに、第１陰極２４ａが負
極に接続され、また第２電源１６ｂに対しては、第２陽
極２３ｂが正極に接続されているとともに、第２陰極２
４ｂが負極に接続されている。これにより、第１陽極２
３ａと第１陰極２４ａ間に主電解工程が構成され、かつ
第２陽極２３ｂと第２陰極２４ｂ間に副電解工程が構成
される。

【００２７】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２５ａへ高濃度の食塩水が供給される
とともに、各側室２５ｂ，２５ｃへ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２５ａに供給さ
れた高濃度の食塩水は、第１側室２５ｂの第１陽極２３
ａと第２側室２５ｃの第１陰極２４ａ間での主電解工程
と、中間室２５ａの第２陽極２３ｂと第１側室２５ｂの
第２陰極２３ｄ間での副電解工程とにより電解される。

【００２８】しかして、主電解工程においては、中間室
２５ａに供給された高濃度の食塩水中の陰イオンは第１
側室２５ｂへ移動し、第１陽極２３ａの表面では主とし
て塩素イオンが塩素になって次亜塩素酸として溶解する
とともに酸素が発生し、第１側室２５ｂでは酸性水が生
成される。また、中間室２５ａの高濃度の食塩水中の陽
イオンは第２側室２５ｃへ移動し、第１陰極２４ａの表
面では主として水素イオンが水素になって発生し、第２
側室２５ｃではアルカリ性水が生成される。

【００２９】一方、副電解工程では、中間室２５ａが陽
極室に第１側室２５ｂが陰極室になって、中間室２５ａ
の第２陽極２３ｂと第１側室２５ｂの第２陰極２４ｂ間
で電解が生じて、中間室２５ａの生成水中の陽イオンが
第１側室２５ｂへ移動し、第２陰極２４ｂの表面では主
として主として水素イオンが水素になって発生し、第１
側室２５ｂの生成水をアルカリ性側へ移行させる。ま
た、第１側室２５ｂの生成水中の陰イオンは中間室２５
ａへ移動し、第２陽極２３ｂの表面では主とし塩素イオ
ンが塩素になって次亜塩素酸として溶解するとともに酸
素が発生し、中間室２５ａの生成水を酸性側へ移行され
せる。

【００３０】このため、当該電解水生成装置において
は、副電解工程での電解の程度を調整することにより、
中間室での生成水を酸性側へ移行させることができると
ともに、第１側室２５ｂ内の生成水のｐＨをアルカリ性
側へ調整することができる。副電解工程での電解の程度
を調整する手段としては、両電源２６ａ，２６ｂとして
適宜の電気容量のものを選定して、両電解工程に付与さ
れる電気量を調整することによりなされる。

【００３１】これにより、当該電解水生成装置によれば
任意の運転条件を採用することによって、中間室２５ａ
内の生成水をアルカリ性から酸性側へ移行させてアルカ
リ性に起因するスケールの発生を防止しまたは抑制する
ことができるとともに、第１側室２５ｂで生成される酸
性水のｐＨを３〜７の範囲の任意の値に容易に調整する
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。

【図２】本発明に係る電解水生成装置の他の一例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１１，２１…電解槽、１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ
…隔膜、１３ａ，２３ａ…第１陽極、１３ｂ，２３ｂ…
第２陽極、１４…陰極、２４ａ…第１陰極、２４ｂ…第
２陰極、１５ａ，２５ａ…中間室、１５ｂ，２５ｂ…第
１側室、１５ｃ，２５ｃ…第２側室、１６，２６ａ，２
６ｂ…電源、１７…可変抵抗器。

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、前記第１側室に配設され
   た陽極と、前記第２側室に配設された陰極と、前記中間
   室に配設された第２の陽極を有し、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主電解工
   程と、前記第２の陽極と前記陰極間で電解する副電解工
   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】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、前記第１側室に配設され
   た陽極と、前記第２側室に配設された陰極と、前記第１
   側室にて前記陽極に対して直列的に配設された第２の陰
   極と、前記中間室にて前記第２の陰極に対向して配設さ
   れた第２の陽極を有し、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主電解工程と、前記
   第２の陽極と前記第２の陰極間で電解する副電解工程を
   備えていることことを特徴とする電解水生成装置。