JPH11179357A - 電解イオン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電解イオン水生成装置では、ｐＨ値を
低く制御しても、菌や胞子に対する殺菌作用が小さいと
いう問題点があり、菌や胞子に対して安定した殺菌作用
を備えた酸性水を供給できる電解イオン水生成装置を提
供する。 【解決手段】 電解槽１６で生成された酸性水の塩素関
連生成物含有量を測定する残留塩素計２４を設け、制御
部１２が、残留塩素計２４からの測定値が、予め入力部
１３から設定された塩素関連生成物含有量の基準範囲内
に含まれない場合には、電源部１４に制御信号を出力し
て、陽極１９及び陰極２０に印加する電圧又は流れる電
流を調節して、生成する酸性水中の塩素関連生成物含有
量を基準範囲内に保つ電解イオン水生成装置であり、ま
た、定量ポンプ９又は定量ポンプ１５を制御して電解液
の濃度を調節することにより塩素関連生成物含有量を基
準範囲内に保つ電解イオン水生成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩素イオンを含む
電解質溶液を隔膜を介在させて電気分解して電解イオン
水を生成する装置に係り、特に菌や胞子に対して安定し
た殺菌作用を示す酸性水を供給することができる電解イ
オン水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解イオン水生成装置は、隔膜を備えた
電解槽で塩素イオンを含んだ水を電気分解して、酸性水
とアルカリイオン水とを生成するものである。酸性水
は、殺菌力が強く、消毒薬として利用されている。

【０００３】酸性水を消毒薬として作用させた場合、酸
性水のｐＨ（水素イオン濃度）が２．７以下、ＯＲＰ(O
xidation-Reduction Potential,酸化還元電位)が1100mV
以上であれば、ほとんどの菌が生息できず、死滅する。
そのため、従来の電解イオン水生成装置としては、ｐＨ
値の制御に重点を置いた装置が多く用いられている。

【０００４】また、近年、菌及び胞子に対する殺菌作用
が、ｐＨ（水素イオン濃度）よりも塩素関連生成物に起
因するとした報告がなされている（岩沢篤郎他：アクア
酸化水の殺菌効果に対する検討，薬理と臨床，３：１５
５５〜１５６１参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電解イオン水生成装置では、ｐＨ値を低く制御して
も、菌、特にカビ菌の胞子に対して殺菌作用が小さいと
いう問題点があった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、ｐＨ値だけでなく、酸性水中の塩素関連生成物の含
有量を一定範囲内に保ち、菌や胞子に対して安定した殺
菌作用を示す酸性水を供給することができる電解イオン
水生成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、塩素イオンを含ん
だ水を電気分解する電解イオン水生成装置において、前
記電気分解に用いる電極に印加する電圧又は前記電極間
に流す電流を制御して、陽極側に生成する酸性水中の塩
素関連生成物濃度を予め設定された基準範囲内に保持す
ることを特徴としており、基準範囲として菌及び胞子に
対する十分な殺菌力が得られる塩素関連生成物の濃度を
設定しておけば、電圧又は電流を制御することにより電
気分解の反応速度を調節し、塩素関連生成物濃度を一定
水準に保つことができ、菌及び胞子に対して安定した殺
菌作用を備えた酸性水を供給することができる。

【０００８】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、塩素イオンを含む電解質溶液を電気
分解する電解イオン水生成装置において、前記電解質溶
液中の前記電解質の濃度を制御して、陽極側に生成する
酸性水中の塩素関連生成物濃度を予め設定された基準範
囲内に保持することを特徴としており、基準範囲として
菌及び胞子に対する十分な殺菌力が得られる塩素関連生
成物の濃度を設定しておけば、電解質濃度を制御するこ
とにより、生成する塩素関連生成物の量を調節して、塩
素関連生成物濃度を一定に保つことができ、菌及び胞子
に対して安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給するこ
とができる。

【０００９】上記従来例の問題点を解決するための請求
項３記載の発明は、電解槽に設けられた陽極及び陰極に
電圧又は電流を供給する電源部と、前記電源部を制御す
る制御部とを備え、前記電解槽にて塩素イオンを含んだ
水を電気分解する電解イオン水生成装置において、前記
陽極側に生成する酸性水中に含まれる塩素関連生成物濃
度を測定する残留塩素計を備え、前記制御部が、前記残
留塩素計から入力される測定値と、予め設定されている
基準範囲とを比較して、前記測定値が前記基準範囲に含
まれるように、前記電源部を制御して前記陽極及び前記
陰極に印加する電圧又は流す電流を調節する制御部であ
ることを特徴としており、基準範囲として菌及び胞子に
対する十分な殺菌力が得られる塩素関連生成物の濃度を
設定しておけば、電圧又は電流を制御することにより電
気分解の反応速度を調節して塩素関連生成物濃度を一定
水準に保つことができ、菌及び胞子に対して安定した殺
菌作用を備えた酸性水を供給することができる。

【００１０】上記従来例の問題点を解決するための請求
項４記載の発明は、塩化物電解質と原水とを混合して生
成する電解質溶液を電気分解する電解イオン水生成装置
において、前記電解質を一定の量で供給する定量ポンプ
と、陽極側に生成する酸性水中に含まれる塩素関連生成
物濃度を測定する残留塩素計と、前記残留塩素計から入
力される測定値と、予め設定されている基準範囲とを比
較し、前記測定値が前記基準範囲に含まれるように、前
記定量ポンプにおける前記電解質の量を制御して前記電
解質溶液中の電解質濃度を調節する制御部とを備えたこ
とを特徴としており、基準範囲として菌及び胞子に対す
る十分な殺菌力が得られる塩素関連生成物の濃度を設定
しておけば、電解質流量を変えて電解質濃度を制御する
ことにより、生成する塩素関連生成物の量を調節し、菌
及び胞子に対する殺菌力の強い塩素関連生成物濃度を一
定に保つことができ、菌及び胞子に対して安定した殺菌
作用を備えた酸性水を供給することができる。

【００１１】上記従来例の問題点を解決するための請求
項５記載の発明は、塩化物電解質と原水とを混合して生
成する電解質溶液を電気分解する電解イオン水生成装置
において、前記原水を一定の流量で流す定量ポンプ又は
流量調整弁と、陽極側に生成する酸性水中に含まれる塩
素関連生成物濃度を測定する残留塩素計と、前記残留塩
素計から入力される測定値と、予め設定されている基準
範囲とを比較し、前記測定値が前記基準範囲に含まれる
ように、前記定量ポンプ又は流量調整弁における前記原
水の流量を制御して前記電解質溶液中の電解質濃度を調
節する制御部とを備えたことを特徴としており、基準範
囲として菌及び胞子に対する十分な殺菌力が得られる塩
素関連生成物の濃度を設定しておけば、原水の流量を変
えて電解質濃度を制御することにより、生成する塩素関
連生成物の量を調節し、菌及び胞子に対する殺菌力の強
い塩素関連生成物濃度を一定に保つことができ、菌及び
胞子に対して安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る電
解イオン水生成装置（本装置）は、電気分解によって生
成した酸性水中の塩素関連生成物の含有量を測定し、予
め設定されている基準値（基準範囲）から外れた場合に
は、電極に印加する電圧又は電極に流れる電流又は電解
槽に供給する電解質の濃度を調節することにより、酸性
水中の塩素関連生成物の含有量が基準範囲内に保たれる
ように制御して、菌や胞子に対して安定した殺菌作用を
備えた酸性水を供給することができるものである。

【００１３】まず、本発明の実施の形態に係る電解イオ
ン水生成装置の構成について図１を用いて説明する。図
１は、本発明の実施の形態に係る電解イオン水生成装置
（本装置）の構成を示す構成ブロック図である。図１に
示すように、本発明の実施の形態に係る電解イオン水生
成装置の基本的な構成は、従来の電解イオン水生成装置
とほぼ同様であり、原水を取り入れる原水パイプ１と、
原水の流量を調節する定量ポンプ（又は流量調整弁）１
５と、NaCl,KCl 等の電解質の濃縮水溶液（濃縮電解
液）を充填した濃縮電解液タンク６と、濃縮電解液タン
ク６内の液量を測定する水位計７と、濃縮電解液タンク
６と混合槽１１とを接続する濃縮電解質パイプ８と、濃
縮電解液タンク６から一定量の濃縮電解液を流出させる
定量ポンプ９と、濃縮電解液の流量を測定する流量計１
０と、原水と濃縮電解液とを混合して電解質溶液（電解
液）を生成する混合槽１１と、混合槽１１から供給され
る電解質溶液を電気分解する電解槽１６と、電解槽１６
に電力を供給する電源部１４と、３ポート弁２２及び２
３と、酸性水出口２５と、アルカリイオン水出口２６
と、排水口２７とから構成され、本装置の特徴として、
酸性水中の塩素関連生成物を含有量を測定する残留塩素
計２４と、装置全体の制御を行う制御部１２及び制御部
１２に対してデータの入力を行う入力部１３とを備えて
いる。

【００１４】尚、原水に添加される電解質は、ここでは
濃縮電解液タンク６に濃縮水溶液（濃縮電解液）の状態
で充填されているが、タンクに固体電解質を充填してお
いて、固体電解質と原水とを混合して電解液を生成して
も良い。固体の場合には、タンクに水位計７は備えな
い。また、定量ポンプ９を制御部１２からのパルスで制
御するものについては、流量は計算で求められるため、
流量計は不要である。

【００１５】更に、電解槽１６には、陽極２０及び陰極
１９と、陽極室１８及び陰極室１７及び両室を隔てる隔
膜２１とが設けられている。また、陽極２０及び陰極１
９は、制御部１２からの指示により電源部１４から供給
する電流の向きを随時反転させることにより、電極の極
性が反転するようになっているが、極性反転を行わない
ものであっても構わない。

【００１６】また、原水パイプ１上には、圧力スイッ
チ、２ポート弁、逆止弁等が設けられているが、ここで
は図示を省略する。尚、本装置では従来と同様に、生成
する酸性水のｐＨを制御する手段も備えられており、酸
性水の性質は、ｐＨ２．７以下、ＯＲＰ１１００ｍＶ以
上に保持されているが、ここでは説明を省略する。

【００１７】そして、３ポート弁２２は極性が反転して
も１つの出口から得られる生成水の性質が変わらないよ
うに流路を切り替えるものであり、また、３ポート弁２
３は、生成水の性質がスペックに達していない間、つま
り電解開始直後や極性反転直後の数分間は、生成水を排
水口２７に排出するものである。

【００１８】次に、本装置の特徴部分について具体的に
説明する。残留塩素計２４は、電解槽１６の陽極側で生
成され、強酸性水出口２５に吐出される前の酸性水中の
塩素関連生成物の濃度を測定し、測定値を制御部１２に
送出するものである。

【００１９】残留塩素計２４は、マイコン等により制御
されるものであり、塩素関連生成物の濃度を測定して、
測定値のデータを制御部１２に出力する。

【００２０】残留塩素計２４で測定される塩素関連生成
物としては、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の他、次亜塩素酸
イオン（ＣｌＯ^-）、亜塩素酸フリーラジカル（Ｃｌ
Ｏ₂）等の化学種があり、いずれも菌及び胞子に対して
殺菌効果があると考えられる。

【００２１】また、制御部１２は、入力部１３から入力
された塩素関連生成物含有量の基準値（基準範囲）を記
憶しておき、残留塩素計２４から送られてくる塩素関連
生成物含有量の値を読み取り、基準範囲と比較して、測
定値が基準範囲から外れている（含まれない）場合に
は、電源部１４又は定量ポンプ９又は定量ポンプ１５を
制御して、塩素関連生成物含有量の調節を行うものであ
る。

【００２２】具体的には、制御部１２は、電源部１４を
制御して、電解槽１６の電極に印加する電圧又は流れる
電流を調節し、また、定量ポンプ９又は定量ポンプ１５
を制御して、電解液中の電解質の濃度（電解液濃度）を
調節するものである。ここで、定量ポンプ１５の代わり
に流量調整弁を用いても構わない。

【００２３】そして、制御部１２において電圧、電流、
電解液濃度の制御を行う場合に、消費電力が最小ですむ
ように、電圧、電流、電解液濃度のいずれかを自動的に
選択するようプログラムしておくものである。

【００２４】また、入力部１３から入力する塩素関連生
成物含有量の基準範囲としては、菌及び胞子に対して十
分な殺菌効果を示す濃度を設定しておくのが望ましい。

【００２５】次に、本装置の動作について説明する。ま
ず、制御部１２が、電源部１４を制御して塩素関連生成
物含有量の調節を行う場合の動作について説明する。制
御部１２は、残留塩素計２４から入力される塩素関連生
成物含有量の測定値が基準範囲から外れていると、電源
部１４に制御信号を出力して陽極２０及び陰極１９に印
加する電圧を調節し、又は、陽極２０及び陰極１９に流
れる電流を調節する。

【００２６】これにより、本装置では、生成する酸性水
の塩素関連生成物含有量を常に適正な範囲内に保つこと
ができるようになり、菌及び胞子に対しても十分な殺菌
効果が期待できるものである。

【００２７】次に、定量ポンプ９を制御して塩素関連生
成物含有量を調節する場合の制御部１２の動作について
説明する。制御部１２は、残留塩素計２４からの塩素関
連生成物含有量の測定値が基準範囲から外れていると、
定量ポンプ９に制御信号を出力して濃縮電解液タンク６
から混合槽１１に流入する濃縮電解液の流量を適宜調節
することにより、電解液濃度を調節し、その結果、生成
する酸性水中の塩素関連生成物含有量を調節する。

【００２８】つまり、塩素関連生成物含有量の測定値が
基準範囲よりも低い場合には、定量ポンプ９における濃
縮電解液流量を多くし、混合槽１１で生成する電解液の
濃度を濃くする。逆に、塩素関連生成物含有量の測定値
が基準範囲よりも高い場合には、定量ポンプ９における
濃縮電解液流量を少なくして、電解質溶液の濃度を薄く
する。

【００２９】同様に、制御部１２は、定量ポンプ（又は
流量調整弁）１５における原水の流量を制御することに
より、混合槽１１で生成する電解液の濃度を調節して、
出力される酸性水中の塩素関連生成物含有量を調節して
も良い。

【００３０】これにより、陽極２０及び陰極１９に印加
される電圧又は電流が一定であっても、生成する酸性水
中の塩素関連生成物含有量を調節することができ、菌や
胞子に対して安定した殺菌作用を示す酸性水を生成する
ことができるものである。

【００３１】次に、本装置で得られた酸性水の殺菌効果
について図２を用いて説明する。図２は、本装置で得ら
れた酸性水の枯草菌（ JH642）の胞子に対する殺菌効果
の実験結果を示す説明図である。

【００３２】図２に示すように、枯草菌（ JH642）の胞
子に従来の酸性水と、本装置で得られた酸性水とを作用
させた場合、塩素関連生成物の濃度が低い従来の酸性水
は、ｐＨは十分低くても生胞子数の顕著な減少は認めら
れないが、塩素関連生成物の濃度を高く保った本装置の
酸性水は作用時間の増加と共に生胞子数の顕著な減少が
見られる。これにより、本装置にて得られる酸性水は、
枯草菌（ JH642）の胞子に対して十分な殺菌効果を有す
ることがわかる。

【００３３】本発明の実施の形態に係る電解イオン水生
成装置（本装置）によれば、電解槽１６にて生成された
酸性水の塩素関連生成物含有量を測定する残留塩素計２
４を設け、残留塩素計２４からの測定値が、予め設定さ
れた塩素関連生成物含有量の基準範囲内に含まれない場
合には、制御部１２が、電源部１４に制御信号を出力し
て、陽極２０及び陰極１９に印加する電圧又は流れる電
流を調節して基準範囲内に含まれるようにしているの
で、生成する酸性水中の塩素関連生成物含有量を一定範
囲内に保つことができ、菌や胞子に対して安定した殺菌
作用を備えた酸性水を供給することができる効果があ
る。

【００３４】また、本装置によれば、残留塩素計２４か
らの測定値が、設定された塩素関連生成物含有量の基準
範囲内に含まれない場合に、制御部１２が、濃縮電解液
タンク６から混合槽１１に濃縮電解液を送る濃縮電解質
パイプ８上に設けられた定量ポンプ９を制御して、混合
槽１１に供給される濃縮電解液の流量を調節して電解液
中の電解質の濃度（電解液濃度）を調節し、測定値が基
準範囲内に含まれるようにしているので、酸性水中の塩
素関連生成物含有量を一定範囲内に保つことができ、菌
や胞子に対して安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給
することができる効果がある。

【００３５】更に、本装置によれば、制御部１２が定量
ポンプ（又は流量調整弁）１５を制御して、原水パイプ
１から供給される原水の流量を調節することにより電解
液濃度を制御するようにしており、この場合にも同様の
効果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電極に印
加する電圧又は電極間に流れる電流を制御して、酸性水
中の塩素関連生成物濃度を予め設定された基準範囲内に
保持する電解イオン水生成装置としているので、基準範
囲として菌及び胞子に対する十分な殺菌力が得られる塩
素関連生成物の濃度を設定しておけば、電圧又は電流を
制御することにより電気分解の反応速度を調節し、塩素
関連生成物濃度を一定水準に保つことができ、菌及び胞
子に対して安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給する
ことができる効果がある。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、電解質溶液
中の電解質の濃度を制御して、酸性水中の塩素関連生成
物濃度を予め設定された基準範囲内に保持する電解イオ
ン水生成装置としているので、基準範囲として菌及び胞
子に対する十分な殺菌力が得られる塩素関連生成物の濃
度を設定しておけば、電解質濃度を制御することによ
り、生成する塩素関連生成物の量を調節して、塩素関連
生成物濃度を一定に保つことができ、菌及び胞子に対し
て安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給することがで
きる効果がある。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、制御部が、
酸性水中に含まれる塩素関連生成物濃度を測定する残留
塩素計から入力される測定値と、予め設定されている基
準範囲とを比較して、測定値が基準範囲に含まれるよう
に、電源部を制御して電極に印加する電圧又は流れる電
流を調節する電解イオン水生成装置としているので、基
準範囲として菌及び胞子に対する十分な殺菌力が得られ
る塩素関連生成物の濃度を設定しておけば、電圧又は電
流を制御することにより電気分解の反応速度を調節して
塩素関連生成物濃度を一定水準に保つことができ、菌及
び胞子に対して安定した殺菌作用を備えた酸性水を供給
することができる効果がある。

【００３９】請求項４記載の発明によれば、電解質の供
給量を調節する定量ポンプを設け、制御部が、酸性水中
に含まれる塩素関連生成物濃度を測定する残留塩素計か
ら入力される測定値と、予め設定されている基準範囲と
を比較して、測定値が基準範囲内に含まれるように、定
量ポンプにおける電解質の供給量を制御して電解質溶液
中の電解質濃度を調節する電解イオン水生成装置として
いるので、基準範囲として菌及び胞子に対する十分な殺
菌力が得られる塩素関連生成物の濃度を設定しておけ
ば、電解質流量を変えて電解質濃度を制御することによ
り、生成する塩素関連生成物の量を調節して、菌及び胞
子に対する殺菌力の強い塩素関連生成物濃度を一定に保
つことができ、菌及び胞子に対して安定した殺菌作用を
備えた酸性水を供給することができる効果がある。

【００４０】請求項５記載の発明によれば、原水の流量
を調節する定量ポンプ又は流量調整弁を設け、制御部
が、酸性水中に含まれる塩素関連生成物濃度を測定する
残留塩素計から入力される測定値と、予め設定されてい
る基準範囲とを比較して、測定値が基準範囲内に含まれ
るように、定量ポンプにおける原水の流量を制御して前
記電解質溶液中の電解質濃度を調節する電解イオン水生
成装置としているので、基準範囲として菌及び胞子に対
する十分な殺菌力が得られる塩素関連生成物の濃度を設
定しておけば、原水流量を変えて電解質濃度を制御する
ことにより、生成する塩素関連生成物の量を調節して、
菌及び胞子に対する殺菌力の強い塩素関連生成物濃度を
一定に保つことができ、菌及び胞子に対して安定した殺
菌作用を備えた酸性水を供給することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電解イオン水生成装
置（本装置）の構成を示す構成ブロック図である。

【図２】本装置で得られた酸性水の枯草菌（ JH642）の
胞子に対する殺菌効果の実験結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１…原水パイプ、 ６…濃縮電解液タンク、 ７…水位
計、 ８…濃縮電解質パイプ、 ９…定量ポンプ、 １
０…流量計、 １１…混合槽、 １２…制御部、 １３
…入力部、 １４…電源部、 １５…定量ポンプ、 １
６…電解槽、１７…陰極室、 １８…陽極室、 １９…
陰極、 ２０…陽極、 ２１…隔膜、２２…３ポート
弁、 ２３…３ポート弁、 ２４…残留塩素計、 ２５
…酸性水出口、 ２６…アルカリイオン水出口、 ２７
…排水口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩素イオンを含んだ水を電気分解する電
   解イオン水生成装置において、 前記電気分解に用いる電極に印加する電圧又は前記電極
   間に流す電流を制御して、生成する酸性水中の塩素関連
   生成物濃度を予め設定された基準範囲内に保持すること
   を特徴とする電解イオン水生成装置。
2. 【請求項２】 塩素イオンを含む電解質溶液を電気分解
   する電解イオン水生成装置において、 前記電解質溶液中の前記電解質の濃度を制御して、陽極
   側に生成する酸性水中の塩素関連生成物濃度を予め設定
   された基準範囲内に保持することを特徴とする電解イオ
   ン水生成装置。
3. 【請求項３】 電解槽に設けられた陽極及び陰極に電圧
   又は電流を供給する電源部と、前記電源部を制御する制
   御部とを備え、前記電解槽にて塩素イオンを含んだ水を
   電気分解する電解イオン水生成装置において、 前記陽極側に生成する酸性水中に含まれる塩素関連生成
   物濃度を測定する残留塩素計を備え、 前記制御部が、前記残留塩素計から入力される測定値
   と、予め設定されている基準範囲とを比較して、前記測
   定値が前記基準範囲に含まれるように、前記電源部を制
   御して前記陽極及び前記陰極に印加する電圧又は流す電
   流を調節する制御部であることを特徴とする電解イオン
   水生成装置。
4. 【請求項４】 塩化物電解質と原水とを混合して生成す
   る電解質溶液を電気分解する電解イオン水生成装置にお
   いて、 前記電解質を一定の量で供給する定量ポンプと、 生成する酸性水中に含まれる塩素関連生成物濃度を測定
   する残留塩素計と、 前記残留塩素計から入力される測定値と、予め設定され
   ている基準範囲とを比較し、前記測定値が前記基準範囲
   に含まれるように、前記定量ポンプにおける前記電解質
   の量を制御して前記電解質溶液中の電解質濃度を調節す
   る制御部とを備えたことを特徴とする電解イオン水生成
   装置。
5. 【請求項５】 塩化物電解質と原水とを混合して生成す
   る電解質溶液を電気分解する電解イオン水生成装置にお
   いて、 前記原水を一定の流量で流す定量ポンプ又は流量調整弁
   と、 陽極側に生成する酸性水中に含まれる塩素関連生成物濃
   度を測定する残留塩素計と、 前記残留塩素計から入力される測定値と、予め設定され
   ている基準範囲とを比較し、前記測定値が前記基準範囲
   に含まれるように、前記定量ポンプ又は流量調整弁にお
   ける前記原水の流量を制御して前記電解質溶液中の電解
   質濃度を調節する制御部とを備えたことを特徴とする電
   解イオン水生成装置。