JPH11100688A

JPH11100688A - 水電気分解装置及び水電気分解方法

Info

Publication number: JPH11100688A
Application number: JP9261622A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Sano; 洋一佐野
Original assignee: FIRST OCEAN KK
Current assignee: FIRST OCEAN KK
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JP3551288B2

Abstract

(57)【要約】【課題】酸性水或はアルカリ水のみを簡単な装置で効率
良く製造できる水電気分解装置及び水電気分解方法を提
供するを提供する。【解決手段】壁面の全部又は一部を電極板３で構成した
容器ａ及び該容器ａ内に設置した電極７からなり、上記
電極板は、外側から順次に、多数の孔を有するシート状
の電極４及びシート状の隔膜５を積層したものである水
電気分解装置である。容器内に設置する電極はシート状
の電極でもよい。上記の隔膜はイオン交換膜でもよい。
上記の水電気分解装置の容器ａの中に高濃度の電解質水
溶液を充填し、この容器ａを電気分解すべき水の中に入
れ、次いでこの容器ａの外側の電極及び容器ａの内側の
電極に直流電圧を印荷して電気分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電気分解により、
殺菌力の強い酸性水やアルカリ性水又は飲料に適する弱
アルカリ性水を製造するための水電気分解装置、及びこ
の水電気分解装置を用いて水を電気分解する方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】近年、水を電気分解して得られる強酸性で
高い酸化還元電位を呈する水や、強アルカリ性で低い酸
化還元電位を呈する水は、大腸菌等に対して強力な殺菌
効果を有する点で大いに注目されている。また、弱アル
カリ性の水は、飲んで美味しく、活性酸素を含まないた
め、飲料に適するアルカリイオン水として市販されてい
る。従来、これらの水は、陰極及び陽極となる電極の中
間に隔膜を配置した構造の水電気分解装置を用いて水を
電気分解することにより製造されている。この水電気分
解装置を用いて水を電気分解する場合、酸性あるいはア
ルカリ性の水を得ようとするとき、電気分解の原理で、
目的とは反対の性質を有する水も製造されることにな
る。すなわち、酸性水を得ようとすると、アルカリ水が
同時に製造されるし、逆も同じである。

【０００３】従来の方法の電解槽の構造は、隔膜で仕切
って２つの部屋を設け、それぞれの部屋に電極を設置す
る方法であるために、目的の水例えば酸性水を一方の部
屋で製造すると、反対側の部屋には反対の水質の水例え
ばアルカリ水が製造される。更に、従来の方法では、電
気分解の際に電解質を添加する場合には、この電解質を
電解槽に供給する原水に添加するので、両方の部屋に入
る水質は同一であるため、電解槽の容積は目的とする水
例えば酸性水についても、目的としない水例えばアルカ
リについてもほぼ同じにする必要があり、またそれぞれ
の水の製造量もほぼ同程度になる。したがって、電解槽
の設計上、目的とする水の倍以上の電解槽容積が必要
で、目的以外の水の循環装置が必要となり、構造が複雑
になつて製造コストがかさむし、更に目的以外の不要な
水を排水するなり、或は利用手段を講じる処理に余計な
手間がかかる問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決すべく、目的の性質を持った水例えば酸性水或
はアルカリ水のみを簡単な装置で効率良く製造できる水
電気分解装置及び水電気分解方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成させるべく、任意の容器の中で、水を電気分解し
てｐＨや酸化還元電位を変化させて、酸性で酸化還元電
位がプラスを呈する水、或はアルカリ性で酸化還元電位
がマイナスを呈する水を製造する装置について種々究明
した結果、電解槽を隔膜で仕切って電気分解し、ほぼ同
量の酸性やアルカリ水を製造する従来の方式とは異な
り、電極と隔膜とを装着した容器に電解質を添加した水
を入れ、この容器を水の中に挿入して電気分解する方式
によって、目的の性質を持った水のみを製造できること
を知見し、本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は、壁面の全部又は一部
を電極板で構成した容器及び該容器内に設置した電極か
らなり、上記電極板は、外側から順次に、多数の孔を有
するシート状の電極及びシート状の隔膜を積層した電極
板であることを特徴とする水電気分解装置である〔請求
項１〕。また本発明は壁面の全部又は一部を電極板で構
成した容器からなり、上記電極板は、外側から順次に、
多数の孔を有するシート状の電極、シート状の隔膜及び
多数の孔を有するシート状の電極を積層した電極板であ
ることを特徴とする水電気分解装置である〔請求項
２〕。上記の水電気分解装置において、多数の孔を有す
るシート状の電極とシート状の隔膜との間に、多数の孔
を有するシート状の非導電性材料を上記電極の孔を塞が
ないように配置してもよい〔請求項３〕。上記の容器の
形状は円筒状が好ましい〔請求項４〕。また上記の隔膜
は、陰イオン交換膜でもよいし〔請求項５〕、また陽イ
オン交換膜でもよい〔請求項６〕。

【０００７】また、本発明は上記の水電気分解装置を用
いて水を電気分解する方法にかかわる。すなわち、上記
の水電気分解装置の容器の中に高濃度の電解質水溶液を
充填し、この電解質水溶液を充填した容器を、電気分解
すべき水の中に入れ、次いでこの容器の外側の電極及び
容器の内側の電極に直流電圧を印荷し電流を流すことを
特徴とする水電気分解方法である〔請求項７〕。また、
請求項５記載の水電気分解装置の容器の中に高濃度の電
解質水溶液を充填し、この電解質水溶液を充填した容器
を、電気分解すべき水の中に入れ、次いでこの容器の外
側の電極を陽極にし、容器の内側の電極を陰極にして直
流電圧を印荷し電流を流すことを特徴とする水電気分解
方法〔請求項８〕である。また本発明は、請求項６記載
の水電気分解装置の容器の中に高濃度の電解質水溶液を
充填し、この電解質水溶液を充填した容器を、電気分解
すべき水の中に入れ、次いでこの容器の外側の電極を陰
極にし、容器の内側の電極を陽極にして直流電圧を印荷
し電流を流すことを特徴とする水電気分解方法〔請求項
９〕である。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、請求項１記載の発明につい
て説明する。図１の（イ）図は、請求項１発明の水電気
分解装置の一例の断面図である。ａは円筒状の容器であ
る。１は容器ａの底部、２は容器ａの上部で、金属製で
も合成樹脂製でもよい。３は容器ａの中間部の壁面を構
成する電極板である。この電極板３は多数の孔を穿設し
たシート状の電極４とシート状の隔膜５との積層体であ
る。図１の（ロ）図はその電極板３の一部を拡大した斜
視図である。この電極板３は容器ａの底部１と容器ａの
上部２と接着固定され一体になっており、この一体化に
よって容器ａが構成されている。６はシート状の電極４
に穿設した孔である。７は容器ａの中に配置された丸棒
状の電極で容器ａの略中央に配置してある。この電極７
はシート状にして隔膜の内側に、隔膜に沿って配置して
もよい。しかして、本発明の水電気分解装置は、容器ａ
とその中に配置された電極７とからなっている。

【０００９】電極板３を構成するシート状の電極４は、
シート状の導電性材料で、例えば銅、鉛、ニッケル、ク
ロム、チタン、タンタル、金、白金、酸化鉄、ステンレ
ス、炭素繊維やグラファイト等の板である。このシート
状電極の厚さは０．０１〜５ｍｍであるが、０．０１〜
５ｍｍ程度のチタン板に白金属の金属をメッキしたもの
が好ましい。このシート状の電極には多数の貫通する孔
６が穿孔されている。孔の直径は１〜１０ｍｍで開口率
は３０〜７０％が適当である。また、シート状の電極
は、上記の導電性材料の線状物をネット状に編んだり、
織ったりしたものでもよい。更に枠体に導電性材料の線
状物をすだれ状に捲回したものでもよい。

【００１０】また、電極板３を構成するシート状の隔膜
５は、通常使用される隔膜としては、例えばポリ弗化ビ
ニル系繊維、アスベスト、グラスウール、ポリ塩化ビニ
ル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリエステル繊維、
芳香属ポリアミド繊維等の不織物である。また、例えば
骨材にポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン
繊維等の不織物あるいはポリエチレンスクリーンを用
い、膜材に塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル又はポ
リ弗化ビニリデン或はこれらに酸化チタンを混合したも
のを用いた隔膜も好ましく使用できる。また特殊な隔膜
として、セロファン等の半透膜、更には、陽イオン交換
樹脂膜又は陰イオン交換樹脂膜も使用できる。

【００１１】本発明における、容器ａの形状は、円筒形
でも、断面四角形や断面星型の筒状でもよいが、シート
状の電極板３を筒状に丸める方が角張らせるよりも加工
し易く、容器ａを作り易いので円筒状の容器が好まし
い。この容器ａは、孔６を穿設したシート状の電極４と
シート状の隔膜５と積層して予めシート状の電極板３を
作っておき、この電極板３を容器ａの底部１と上部２に
取り付けて作成してもよいし、シート状の隔膜５及びシ
ート状の電極４を容器ａの底部１と上部２に順次取り付
けて作成してもよい。水の電気電導度は低いので、低電
圧で電気分解に必要な電流を流すためには、シート状電
極４とシート状隔膜５の距離が短い程好ましく、したが
って、電極板３の構造は多数の孔を有するシート状電極
４とシート状隔膜５が積層配置された構造のものが好ま
しい。また、容器ａの底部１と上部２には必ずしも独立
した切り放せる構造でなく、容器ａの底部１と上部２と
が部分的につながったものでもよい。

【００１２】本発明の水電気分解用電極の容器ａの内側
に用いる電極７は、例えば銅、鉛、ニッケル、クロム、
チタン、タンタル、金、白金、酸化鉄、ステンレス、炭
素繊維やグラファイト等の板や棒を用いてもよいし、そ
れらに白金属の金属をメッキしたものを用いてもよい。

【００１３】また、上記の孔６を穿設したシート状の電
極４とシート状の隔膜５との間に、多数の孔を穿設した
シート状の非導電性材料を介在させてもよい。シート状
非導電性材料は、例えばＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニール樹脂等の
合成樹脂あるいは天然ゴム、ＳＢＲ、クロロプレンゴム
等のエラストマー等のシートである。シート状非導電性
材料の厚みは０．０１〜３ｍｍが好ましい。孔の直径は
１〜１０ｍｍが好ましく、開口率は３０〜７０％が好ま
しい。そして、シート状電極の孔とシート状非導電性材
料の孔とは同じ大きさ、配置にして、孔同士が重なり合
うようにするのが好ましく、少なくとも両者を貫通する
部分があるようにする。また、シート状電極４の片側面
（隔膜と接する面）に塗装により形成させた塗膜層でも
よい。この場合は、上記非導電性材料を加熱して溶融し
たり、溶剤に溶かしたり、分散液にしたり、粉末にして
シート状電極４に、シート状の電極４に穿設した孔６を
塞がないように塗布して塗膜層を形成させる。図２の
（イ）図は、孔６を穿設したシート状の電極４とシート
状の隔膜５との間に、多数の孔９を穿設したシート状の
非導電性材料８を介在させ例を示した断面図である。図
２の（ロ）図は、その電極板の一部を拡大した斜視図で
ある。

【００１４】次に、請求項２発明の水電気分解装置につ
いて説明する。この請求項２発明は、図１に示した請求
項１発明の容器ａの中に設置する電極７をシート状のも
のにし、電極板３と積層一体化させた水電気分解装置の
発明である。図３の（イ）図はその一例を示した断面図
である。ａは円筒状の容器である。１は容器ａの底部、
２は容器ａの上部で、金属製でも合成樹脂製でもよい。
１０は容器ａの中間部の壁面を構成する電極板である。
この電極板１０は、多数の孔を穿設したシート状の電極
４とシート状の隔膜５と多数の孔を穿設したシート状の
電極１１との積層体である。この多数の孔を穿設したシ
ート状の電極１１が、請求項１発明における電極７の作
用をなす。この多数の孔を穿設したシート状の電極１１
は、多数の孔を穿設したシート状の電極４と同じもので
よい。６はシート状の電極４に穿設した孔である。１２
はシート状の電極１１に穿設した孔である。図３の
（ロ）図は、この電極板１０の一部を拡大した斜視図で
ある。この電極板１０は容器ａの底部１と容器ａの上部
２に接着固定され一体になっており、この一体化によっ
て容器ａが構成されている。そして、容器ａの一部を構
成する電極板１０の内側にも電極１１を積層したので、
この容器自体が本発明の水電気分解装置である。

【００１５】この請求項２発明における容器ａの形状
は、円筒形でも、断面四角形や断面星型の筒状でもよい
が、シート状の電極板１０を筒状に丸める方が角張らせ
るよりも加工し易く、容器ａを作り易いので円筒状の容
器ａが好ましい。この容器ａは、孔６を穿設したシート
状の電極４とシート状の隔膜５と孔１２を穿設したシー
ト状の電極１１とを積層して予めシート状の電極板１０
を作っておき、この電極板１０を容器ａの底部１と上部
２に取り付けて作成する。また、シート状の電極１１、
シート状の隔膜５及びシート状の電極４を容器ａの底部
１と上部２に順次取り付け作成してもよい。本発明で電
気分解すべき水は電気電導度は低いので、低電圧で電気
分解に必要な電流を流すためには、シート状電極４とシ
ート状隔膜５の間隔が小さい程好ましい。一方、容器ａ
中に入れる溶液は高濃度の電解質を含んだもので電導性
が高いので、シート状電極１１とシート状隔膜５との間
隔を小さくする必要はない。したがって、この容器の内
側の電極には、図１、図２に示すように、一般的に使用
される棒状又は板状の電極も用いられる。また、容器ａ
の底部１と上部２には必ずしも独立した切り放せる構造
でなくてもよく、容器ａの底部１と上部２とが部分的に
つながったものでもよい。

【００１６】また、請求項２記載の発明において、孔６
を穿設したシート状の電極４とシート状の隔膜５との
間、及び／又はシート状隔膜５と孔１２を穿設したシー
ト状の電極１１との間に、多数の孔を穿設した非導電性
材料を介在させてもよい。図４の（イ）図はその一例を
示した断面図であり、（ロ）図はその電極板の一部を拡
大した斜視図である。これらの図は、孔６を穿設したシ
ート状の電極４とシート状の隔膜５との間に、多数の孔
１５を穿設したシート状の非導電性材料１３を介在さ
せ、また孔１２を穿設したシート状の電極１１とシート
状の隔膜５との間に、多数の孔１６を穿設したシート状
の非導電性材料１４を介在させ例を示したである。

【００１７】請求項２発明における、容器ａの底部、容
器ａの上部、多数の孔を穿孔したシート状電極、シート
状隔膜、多数の孔を穿孔したシート状の非導電性材料
は、いずれも請求項１発明で述べたと同じものが用いら
れる。また、孔６を穿設したシート状の電極４とシート
状の隔膜５と孔１２を穿設したシート状の電極１１とを
積層した上記の電極板は、特開平８−２７６１８４号公
報、特願平９−６３２２号に詳しく説明されている。こ
の電極板を使用すると電極と隔膜の距離が極端に狭くな
り、また電気分解時に電極と隔膜との間に気体が発生す
ることがなく、したがって気泡が電流を阻害することが
無くなり、大変都合が良い。

【００１８】次に、本発明の水電気分解装置を用いて水
を電気分解する方法について説明する。本発明の水電気
分解方法は、水電気分解装置の容器ａの中に高濃度の電
解質水溶液を充填し、この電解質水溶液を充填した容器
ａを、電気分解すべき水の中に入れ、次いでこの容器ａ
の外側の電極及び容器ａの内側の電極に直流電圧を印荷
し電流を流して水電気分解を行う方法である。電気分解
すべき水としては、水道水、工業用水、河川水、海水、
雨水、純水、超純水などが対象となる。また、電解質と
しては塩化ナトリウム、塩化カリウムが一般に用いられ
るが、その他の例えば硝酸銀、塩化マグネシウムなどの
金属塩や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニ
アなどのアルカリ性物質も用いられ、また、硫酸、炭
酸、硝酸、硼酸、リン酸、酢酸、乳酸、蓚酸、酒石酸な
どの酸性物質、これらのナトリウム塩、カリウム塩、カ
ルシウム塩などの塩も用いられる。

【００１９】図５は本発明の水電気分解装置を用いた水
電気分解方法の一例を示したものである。ａは図１に示
した容器である。この容器ａを備えた水電気分解装置を
使用し、この容器ａに電解質水溶液として塩化ナトリウ
ム水溶液を用いて水電気分解する例を説明する。この水
電気分解装置の容器ａの中に高濃度の塩化ナトリウム水
溶液を充填し、この容器ａを、電気分解すべき水の入っ
た水槽１７中に挿入する。次いで、容器ａの中の電極７
を例えば陰極にし、容器ａの壁面の電極板３を構成する
シート状電極（図示せず、図１参照）を例えば陽極にし
て直流電圧を印荷し電流を流して水電気分解を行う。

【００２０】この電気分解により、塩化ナトリウムのナ
トリウムイオン及び水が解離して生成する水素イオンは
陰極側に移動し、塩化ナトリウムの塩素イオン及び水が
解離して生成する水酸イオンは陽極側に移動する。そし
て、陽極面では酸素ガスや塩素ガスなどが生成し、水槽
１７の中の水の水素イオン濃度（ｐＨ）や酸化還元電位
が変化する。この例の場合は、水槽１７の中の水は、ｐ
Ｈが低くなって酸性となり、酸化還元電位が高くなって
プラスになる。電気分解すると、電流量に比例して、水
溶液中のイオンはそれぞれのイオンが有する固有の輸率
に応じて移動する。このとき容器ａの外側の電極が陽極
で、内側の電極が陰極の場合には、容器ａ内の塩化ナト
リウム（電解質）に含まれている陰イオンすなわち塩素
イオンは容器ａを出て水槽１７に移動する力が働き、陽
イオンすなわちナトリウムイオンは容器ａ内に留まろう
とする力が働く。容器ａの外側の電極が陰極で、内側の
電極が陽極ある場合はその逆である。一方、容器ａと水
槽１７との間には電解質濃度差があるために濃度勾配を
平衡に保とうとする力も働く。

【００２１】しかして、隔膜として通常の隔膜を使用し
た場合には容器ａ内の塩化ナトリウム（電解質）濃度と
水槽１７中の塩化ナトリウム濃度との差による拡散現象
によって、容器ａ中の塩化ナトリウムが水槽１７の水中
に溶出する。そのため、水槽１７中の塩化ナトリウム濃
度が高くなる。このように水槽１７中の電解質濃度が高
くなっても構わない使用目的の場合や、電解質の消費量
が多くても問題ない場合には、通常の隔膜が使用でき
る。なお、上記の例は、図１に示した水電気分解装置を
用いた例であるが、図２、図３及び図４の水電気分解装
置も同様に用いることができる。図３及び図４の場合に
は、隔膜を挟んだ外側の電極と内側の電極に直流電圧を
印荷し電流を流して水電気分解を行う。

【００２２】また、容器ａの外側の電極を陽極にし、内
側の電極を陰極にして電気分解を行うと、電気分解の際
の電流量に比例して、容器ａ内の塩化ナトリウム（電解
質）に含まれている陰イオンすなわち塩素イオンは容器
ａを出て水槽１７に移動するが、容器ａ内に電気分解に
必要な塩素イオン量よりも多い量の塩化ナトリウム（電
解質）を入れておくと、容器ａ内の塩化ナトリウム中の
塩素イオンが無くなるまで電気分解を継続することがで
きる。容器ａの中では、塩素イオンが減少すると共に水
酸イオンが増加し、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性
物質が増加するが、塩素イオンが存在する間は電気分解
を継続できる。塩素イオンが不足して来ると、電流を運
ぶイオンが不足する結果、電流が流れにくくなってく
る。その場合には、容器ａ内に塩化ナトリウム（電解
質）を追加するか、容器ａ内の塩化ナトリウム（電解
質）を新しいものに交換する。これとは逆に、容器ａの
外側の電極を陰極にし、内側の電極を陽極にして電気分
解を行う場合は、容器ａ内に酸性物質濃度が増加する。

【００２３】ところで、本発明の水電気分解装置におい
て、シート状の隔膜５としてイオン交換膜を使用する
と、電解質に含まれるイオンのうち、特定のイオンだけ
を選択的にイオン交換膜を通過させることが出来るの
で、製造しようとする目的の水の水質調節が容易とな
る。隔膜として陰イオン交換膜を使用した例を説明す
る。例えば図５及び図１において、隔膜５として陰イオ
ン交換膜を使用して構成させた電極板３を用いた水電気
分解装置の容器ａの中に電解質水溶液として塩化ナトリ
ウム水溶液を入れ、この容器ａを電気分解すべき水を溜
めた水槽１７の中に挿入し、次いで電極板３のシート状
電極を陽極とし、容器ａ中の電極７を陰極として直流電
流を流して電気分解をする。この場合には、容器ａ内の
水中に含まれている塩素イオンなどの陰イオンは電気分
解とともに陰イオン交換膜を通過して水槽１７側に移動
するが、陽イオンのナトリウムイオンは透過できず容器
ａ内にとどまる。その結果、水槽１７中の水は酸性とな
り、酸化還元電位値は高くなり、電気分解時間が長くな
ると、ｐＨ値が低い強酸性を呈し、高いプラスの酸化還
元電位を持ち、しかもナトリウムイオンを含有しない水
が得られる。また、この方法によると容器ａ内から塩化
ナトリウムが溶出しないので、塩化ナトリウムの消費量
を抑えることができる。図２、図３及び図４の水電気分
解装置も同様に用いることができる。

【００２４】また、上記水槽１内の電気分解されるべき
水は、上記の例のようにバッチ式でもよいが、流水式に
して連続的に供給し、連続的に排水させるようにしても
よい。ｐＨ値が２．７以下で、酸化還元電位が１０００
ｍＶ以上を呈する水は、例えば、病原性大腸菌「Ｏ−１
５７」、耐性菌「ＭＲＳＡ」、感染症を引き起こす「レ
ジオネラ菌」、水道水の汚染が問題となっている病原性
微生物「クリプトスポリジウム」、植物に有害な「ウド
ンコ病」、芝の病気をおこす「リゾクトニア」等々、多
くの細菌やウイルスに対して有効な殺菌効果を示すこと
が知られており、農業、畜産向けの殺菌剤として、また
医療用の殺菌消毒剤として、或は皮膚疾患の治療薬とし
て使用される。

【００２５】次に、隔膜として陽イオン交換膜を使用し
た例を説明する。例えば図５及び図１において、隔膜５
として陽イオン交換膜を使用して構成させた電極板３を
用いた水電気分解装置の容器ａの中に電解質水溶液とし
て塩化ナトリウム水溶液を入れ、この容器ａを電気分解
すべき水を溜めた水槽１７の中に挿入し、次いで電極板
３のシート状電極を陰極とし、容器ａ中の電極７を陽極
として直流電流を流して電気分解をする。この場合に
は、容器ａの中のナトリウムイオンは、電気分解と共に
陽イオン交換膜を透過して水槽１７側に移動するが、塩
素イオンなどの陰イオンは透過できず容器ａ内に留ま
る。その結果、水槽１７の中の溶液はアルカリ性とな
り、酸化還元電位は低くなり、電気分解時間が長くなる
と、ｐＨ値は高い強アルカリ性を呈し、酸化還元電位は
低いマイナスを示す水が製造される。図２、図３及び図
４の水電気分解装置も同様に用いることができる。

【００２６】また、上記水槽１７内の電気分解されるべ
き水は、上記の例のようにバッチ式でもよいが、流水式
にして連続的に供給し、連続的に排水させるようにして
もよい。ｐＨ値が１１以上で酸化還元電位が−８００ｍ
Ｖ以下を呈する水は、強い還元力を有し、細菌やウイル
スに対してある程度の殺菌効果を示すことが知られてお
り、野菜の殺菌等に利用されている例が報告されてい
る。また、ｐＨ値が８〜１０の弱アルカリ性の水は、ア
ルカリイオン水として、美味しい飲料水として市販され
ている。また、最近の研究では、アルカリイオン水は、
癌発生の原因の一つである活性酸素を含まない健康に良
い水として注目されている。さらに、電解質としてカル
シウムを含有する乳酸カルシウム等を使用すると、カル
シウムイオンがアルカリイオン水の中に溶出し、人体の
骨の形成に必要なカルシウムが多く含まれる水を作るこ
とが出来る。

【００２７】図５は、水槽１７内でバッチ式に水を電気
分解する例であるが、この他、本発明の水電気分解装置
は種々の態様で利用できる。例えば、図６は電気分解す
べき水を循環させるようにしたものである。すなわち、
電解質を満たした水電気分解装置Ａの容器ａを、電気分
解すべき水を溜める水槽１８の中に挿入し、電極間に直
流電流を流して電気分解を行わせる。それと同時に、水
槽１８の中の電気分解された水をタンク１９の頂部に送
り、タンク１９内の水をその下部からポンプ２０で水槽
１８の下部に送る。斯くすることによって、水は水槽１
８とタンク１９の間を循環し、所望の水素イオン濃度
（ｐＨ）、酸化還元電位の水をタンク内１９に貯蔵でき
る。また、図７の如く水道の蛇口に取り付けてもよい。
すなわち、水道の蛇口２２から出た水を水槽２１に溜
め、この中に電解質を満たした水電気分解装置Ａの容器
ａを挿入し、電極間に直流電流を流して電気分解を行わ
せる。水槽２１中で水道水は電気分解される。この電気
分解した水道水は水槽２１から取り出し所望の使用目的
２３に用いる。

【００２８】

【実施例】

実施例１縦が１０ｃｍ、横が１２ｃｍ、面積が１２０ｃｍ²で、
厚さ０．１ｍｍのチタン板に、直径１．５ｍｍの孔をほ
ぼ全面にわたって開けた。このときの開口率は５１％で
あった。この多数の孔を穿設したチタン板の片面に、厚
さ１ミクロンの白金メッキを施し、反対面には非導電性
材料であるポリ塩化ビニール樹脂を塗装した。斯くして
得たシート状の電極とシート状の非導電材料との積層物
のポリ塩化ビニール樹脂塗装膜面に、シート状の陰イオ
ン交換膜（旭化成工業（株）製の「Ａ−２０１」）を積
層して電極板を作成した。この電極板を、その陰イオン
交換膜側を内側にして直径４ｃｍの筒状に巻いた。これ
を側壁に用いた容器を製作し、該容器の内側にステンレ
ス製の電極を設置した。一方、電気分解させるべき水４
リットルを入れたバケツ型の水槽を用意した。上記の容
器の中に小サジ１杯程度の食塩と容器を満たす程度の水
を入れた。この容器を上記水槽の中に入れた。そして、
容器の外側の電極を陽極にし、内側の電極を陰極にし
て、７．０ボルトの直流電圧を印荷し、７．１アンペア
の電流を１５分間流して電気分解を行った。水槽中の水
のｐＨの変化、酸化還元電位（ＯＲＰ、単位ｍＶ）の変
化を表１に示す。１０分間の電気分解で、ｐＨが２．４
４、酸化還元電位が＋１１８１ｍＶの水が得られた。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例２縦が７ｃｍ、横が１２ｃｍ、面積が８４ｃｍ²で、厚さ
０．１ｍｍのチタン板に、直径１．５ｍｍの孔をほぼ全
面にわたって開けた。開口率は５１％にした。このチタ
ン板の片側面に厚さ１ミクロンの白金メッキを施し、反
対面には非導電性材料である塩化ビニール樹脂を塗装し
た。斯くして得たシート状の電極とシート状の非導電材
料との積層物を２枚用意し、それぞれのポリ塩化ビニー
ル樹脂塗装膜面を向い合わせ、その間にシート状の陽イ
オン交換膜（旭化成工業（株）製の「Ｋ−１０１」）を
配置して積層し電極板を作成した。この電極板を、直径
４ｃｍの筒状に巻いた。これを側壁に用いた容器を製作
した。該容器を直径４．５ｃｍの外筒の中に挿入し、容
器と外筒との隙間を水が流れる構造にした。容器の中に
小サジ１杯程度の乳酸カルシウムと容器を満たす程度の
水を入れ、容器と外筒との隙間を１．４リットル／分の
水道水が流れる様に流量を調節した。そして、該容器の
外側の電極を陰極にし、内側の電極を陽極にして電流を
流した。電圧は８ボルトに設定し、０．２アンペアの電
流を流して電気分解したところ、ＰＨ値が８．８の弱ア
ルカリ性で、酸化還元電位が−２５ｍＶのアルカリイオ
ン水が得られた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の水電気分解装置は、構造が簡素
化されており、コストが安く、しかも目的とする水、す
なわち酸性水又はアルカリ水を効率的に製造できる。そ
して、高濃度の電解質溶液を入れる容器を独立させて電
気分解装置とし、電気分解させるべき水を入れる容器と
切りはなした構造のために、電気分解装置の設計製作が
いたって簡単で、小さいものはエンピツの太さのものか
ら、大きいものはドラムカンあるいはそれ以上の大きさ
のものまで自由に大きさを変えられる利点がある。ま
た、この水電気分解すべき水を入れる水槽も、電極を包
む外筒状のものから、バケツ、ポリタンク、風呂桶、ロ
ーリー車用タンク、プール等目的とする水の用途に応じ
て任意に選択できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水電気分解装置の一例の断面図

【図２】本発明の水電気分解装置の他の例の断面図

【図３】本発明の水電気分解装置の他の例の断面図

【図４】本発明の水電気分解装置の他の例の断面図

【図５】本発明の水電気分解装置の使用例の一例を示す
断面図

【図６】本発明の水電気分解装置の使用例の他の例を示
す断面図

【図７】本発明の水電気分解装置の使用例の他の例を示
す断面図

【符号の説明】

ａ容器、１容器の底部、２容器の上部、３，１０
電極板、４，１１シート状電極、５シート状隔
膜、６，１２シート状電極の孔、７電極、８，１
３，１４シート状非導電性材料、９，１５，１６シ
ート状非導電性材料の孔、１７，１８，２１水槽、１
９タンク、２０ポンプ、２２蛇口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】壁面の全部又は一部を電極板で構成した容
器及び該容器内に設置した電極からなり、上記電極板
は、外側から順次に、多数の孔を有するシート状の電極
及びシート状の隔膜を積層した電極板であることを特徴
とする水電気分解装置。
【請求項２】壁面の全部又は一部を電極板で構成した容
器からなり、上記電極板は、外側から順次に、多数の孔
を有するシート状の電極、シート状の隔膜及び多数の孔
を有するシート状の電極を積層した電極板であることを
特徴とする水電気分解装置。
【請求項３】多数の孔を有するシート状の電極とシート
状の隔膜との間に、多数の孔を有するシート状の非導電
性材料を上記電極の孔を塞がないように配置したことを
特徴とする請求項１又は２記載の水電気分解装置。
【請求項４】容器の形状が円筒状であることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の水電気分解装置。
【請求項５】隔膜が陰イオン交換膜であることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の水電気分解装置。
【請求項６】隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の水電気分解装置。
【請求項７】請求項１〜４のいずれかに記載の水電気分
解装置の容器の中に高濃度の電解質水溶液を充填し、こ
の電解質水溶液を充填した容器を、電気分解すべき水の
中に入れ、次いでこの容器の外側の電極及び容器の内側
の電極に直流電圧を印荷し電流を流すことを特徴とする
水電気分解方法。
【請求項８】請求項５記載の水電気分解装置の容器の中
に高濃度の電解質水溶液を充填し、この電解質水溶液を
充填した容器を、電気分解すべき水の中に入れ、次いで
この容器の外側の電極を陽極にし、容器の内側の電極を
陰極にして直流電圧を印荷し電流を流すことを特徴とす
る水電気分解方法。
【請求項９】請求項６記載の水電気分解装置の容器の中
に高濃度の電解質水溶液を充填し、この電解質水溶液を
充填した容器を、電気分解すべき水の中に入れ、次いで
この容器の外側の電極を陰極にし、容器の内側の電極を
陽極にして直流電圧を印荷し電流を流すことを特徴とす
る水電気分解方法。