KR20210011381A

KR20210011381A - 전해수 생성 장치 및 전해수 생성 시스템

Info

Publication number: KR20210011381A
Application number: KR1020207032978A
Authority: KR
Inventors: 켄이치로 이나가키; 슌스케 모리; 스케 모리; 미노루 나가타; 마미 쿠로다; 테츠야 마에카와
Original assignee: 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2021-02-01
Also published as: TW202003924A; EP3805163A4; TW202321517A; WO2019225414A1; TW202321516A; TWI796480B; EP3805163A1; US11795072B2; US20210155509A1; CN112154124A

Abstract

전해수 생성 장치는, 양극(1A)과, 음극(1C)과, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막(5)을 구비한다. 양이온 교환막(5)과 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극(C1, C2)이 존재한다.

Description

전해수 생성 장치 및 전해수 생성 시스템

본 개시는, 전해수 생성 장치 및 전해수 생성 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 전해수 생성 시스템의 개발이 행해지고 있다. 종래의 전해수 생성 시스템은, 물이 흐르는 유로와, 유로에 접속된 전해수 생성 장치를 구비하고 있다. 전해수 생성 장치는, 양극, 음극 및 양극과 음극의 사이에 마련된 양이온 교환막을 구비하고 있다. 전해수 생성 장치는, 제어부로 제어됨으로써, 유로를 흐르는 물로 전해수를 생성하는 생성 상태 및 전해수를 생성하지 않는 비생성 상태 중 어느 것으로 전환된다.

일본 특허 공개 제2011-136333호 공보

상기한 종래의 전해수 생성 장치에는, 양극과 양이온 교환막이 서로 접촉하도록 마련되고, 또한, 양이온 교환막과 음극이 서로 접촉하도록 마련되어 있는 것이 있다. 이와 같은 종래의 전해수 생성 장치에 있어서는, 양이온 교환막은, 부직포이다. 그 때문에, 양극과 양이온 교환막의 사이, 및 양이온 교환막과 음극 사이의 적어도 한쪽에 있어서, 물이 흐르지 않을 정도로 폐쇄된 간극(도시할 수 없을 정도로 작은)이 존재하는 경우가 있다.

이 경우, 양극의 근방에서 발생한 기체, 예를 들어 산소 또는 오존이, 양극과 양이온 교환막 사이의 물이 흐르지 않을 정도로 폐쇄된 간극에 있어서 체류하는 경우가 있다. 또한, 음극의 근방에서 발생한 기체, 예를 들어 수소가, 양이온 교환막과 음극 사이의 물이 흐르지 않을 정도로 폐쇄된 간극에 있어서 체류하는 경우가 있다. 이들의 경우, 양극과 양이온 교환막의 사이 및 양이온 교환막과 음극의 사이에 있어서 체류하는 기체는, 양극과 음극의 사이에 있어서, 절연물로서 기능한다. 그 때문에, 양극과 음극의 사이에 인가되는 전압이 일정값으로 유지된 경우에, 전해수의 농도는, 서서히 저하된다. 따라서, 원하는 농도의 전해수를 계속해서 이용하기 위해서, 양극과 음극의 사이에 인가되는 전압을 미리 정해진 기준 전압보다도 서서히 크게 할 필요가 있다.

본 개시는, 이와 같은 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 본 개시의 목적은, 원하는 농도의 전해수를 계속해서 이용하기 위해서, 양극과 음극의 사이에 인가되는 전압을 기준 전압보다도 크게 하는 정도를 저감하는 전해수 생성 장치 및 전해수 생성 시스템을 제공하는 것이다.

본 개시의 전해수 생성 장치는, 양극과, 음극과, 양극과 음극의 사이에, 양극 및 음극의 적어도 한쪽에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막을 구비한다. 양이온 교환막과 양극 및 음극의 적어도 한쪽의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극이 존재한다.

본 개시의 전해수 생성 장치에 있어서, 양이온 교환막은, 양극 및 음극에 접촉하도록 마련된다. 양이온 교환막에는, 양극의 양이온 교환막에 대향하는 면이 노출되도록 양이온 교환막을 관통하는 막 구멍이 마련되어 있다. 음극에는, 막 구멍에 연통되도록 음극을 관통하는 음극 구멍이 마련되어 있다. 음극의 음극 구멍에는, 음극의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료가 마련되어 있다.

본 개시의 전해수 생성 장치는, 양극, 양극에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막, 양이온 교환막에 접촉하도록 마련되고, 프레임 형상을 갖는 음극, 및 프레임 형상의 내주면에 접촉하도록 프레임 형상의 내주에 마련되고, 음극의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료를 구비한다. 양이온 교환막에는, 양극의 양이온 교환막에 대향하는 면이 노출되도록 양이온 교환막을 관통하는 막 구멍이 마련되어 있다. 고전기 저항 재료에는, 막 구멍에 연통되도록 고전기 저항 재료를 관통하는 연통 구멍이 마련되어 있다.

본 개시의 전해수 생성 시스템은, 전해수 생성 장치와, 전해수 생성 장치를 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 제어부는, 양극과 음극의 사이에 전압을 간헐적으로 인가한다.

본 개시의 전해수 생성 시스템은, 물이 공급되는 줄기 유로와, 줄기 유로로부터 분기한 제1 가지 유로와, 양극, 음극, 및 양극과 음극의 사이에 마련된 양이온 교환막을 포함하고, 제1 가지 유로에 접속되고, 제1 가지 유로를 흐르는 물로 전해수를 생성하는 생성 상태 및 전해수를 생성하지 않는 비생성 상태의 사이에서 전환되는 전해수 생성 장치와, 줄기 유로로부터 분기하고, 줄기 유로를 흐르는 물을 줄기 유로의 하류로 공급하는 제2 가지 유로와, 줄기 유로로부터 제1 가지 유로로 물을 공급하는 제1 상태 및 줄기 유로로부터 제2 가지 유로로 물을 공급하는 제2 상태의 사이에서 전환되는 유로 변경 기구를 구비한다.

본 개시의 전해수 생성 장치 및 전해수 생성 시스템에 의하면, 원하는 농도의 전해수를 계속해서 이용하기 위해서, 양극과 음극의 사이에 인가되는 전압을 기준 전압보다도 크게 하는 정도를 저감시킬 수 있다.

도 1은, 실시 형태 1의 전해수 생성 시스템의 외관 사시도이다.
도 2는, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 종단면도이다.
도 3은, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 적층 구조 분해 사시도이다.
도 4는, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 적층 구조 확대 종단면도이다.
도 5는, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 화학적 작용을 설명하기 위한 제1 도이다.
도 6은, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 화학적 작용을 설명하기 위한 제2 도이다.
도 7은, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 화학적 작용을 설명하기 위한 제3 도이다.
도 8은, 실시 형태 1의 전해수 생성 장치의 다른 예의 음극의 사시도이다.
도 9는, 실시 형태 1의 전해수 생성 시스템의 제어 형태를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 10은, 실시 형태 2의 전해수 생성 시스템의 개략도이다.
도 11은, 실시 형태 2의 다른 예의 전해수 생성 시스템의 개략도이다.
도 12는, 실시 형태 2의 전해수 생성 시스템의 간헐 운전 동작 및 연속 운전 동작의 각각에 있어서의, 양극과 음극의 사이에 인가되는 전압과, 전압이 인가되는 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 실시 형태 2의 전해수 생성 시스템의 간헐 운전 동작 및 연속 운전 동작의 각각에 있어서의, 생성되는 오존의 농도와, 양극과 음극의 사이에 전압이 인가되는 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 실시 형태 2의 전해수 생성 시스템의 전해수 생성 장치의 양이온 교환막의 화학식이다.
도 15는, 실시 형태 2의 전해수 생성 장치의 내부에서 발생하는 화학적 작용을 설명하기 위한 제1 도이다.
도 16은, 실시 형태 2의 전해수 생성 장치의 내부에서 발생하는 화학적 작용을 설명하기 위한 제2 도이다.
도 17은, 실시 형태 2의 전해수 생성 장치의 내부에서 발생하는 화학적 작용을 설명하기 위한 제3 도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 각 실시 형태의 전해수 생성 시스템 및 그것에 사용되고 있는 전해수 생성 장치를 설명한다. 이하의 복수의 실시 형태에 있어서는, 동일한 참조 부호가 부여된 부분끼리는, 도면상에서의 형상에 다소의 상이가 있더라도, 특별한 기재가 없는 한, 서로 동일한 기능을 갖는 것으로 한다.

(실시 형태 1)

도 1 내지 도 9를 이용하여, 실시 형태 1의 전해수 생성 시스템(1000)을 설명한다.

(시스템의 구조)

도 1에 도시된 바와 같이, 전해수 생성 시스템(1000)은, 물이 흐르는 유로를 구비하고 있다. 전해수 생성 시스템(1000)에 마련된 유로는, 줄기 유로(15)와, 상류측의 제1 가지 유로(10A)와, 하류측의 제1 가지 유로(20A)와, 상류측의 제2 가지 유로(10B)와, 하류측의 제2 가지 유로(20B)에 의해 구성되어 있다. 줄기 유로(15)는, 펌프 P에 의해 송출된 물을 받아들인다. 즉, 줄기 유로(15)에는, 펌프 P로부터 물이 공급된다. 상류측의 제1 가지 유로(10A) 및 상류측의 제2 가지 유로(10B)는, 각각 줄기 유로(15)로부터 분기하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 펌프 P로부터 공급되는 물을, 원수(原水)라고도 한다.

제1 가지 유로(10A, 20A)는, 상류측의 제1 가지 유로(10A)와, 하류측의 제1 가지 유로(20A)를 포함하고 있다. 상류측의 제1 가지 유로(10A)와 하류측의 제1 가지 유로(20A)의 사이에는, 제1 전해수 생성 장치(100A)가 접속되어 있다.

제2 가지 유로(10B, 20B)는, 상류측의 제2 가지 유로(10B)와, 하류측의 제2 가지 유로(20B)를 포함하고 있다. 상류측의 제2 가지 유로(10B)와 하류측의 제2 가지 유로(20B)의 사이에는, 제2 전해수 생성 장치(100B)가 접속되어 있다.

줄기 유로(15)와, 상류측의 제1 가지 유로(10A)와, 하류측의 제1 가지 유로(20A)와, 상류측의 제2 가지 유로(10B)와, 하류측의 제2 가지 유로(20B)는, 각각, 아크릴 수지제의 중공의 각통이다.

전해수 생성 시스템(1000)은, 줄기 유로(15)와 상류측의 제1 가지 유로(10A)의 분기부이며, 줄기 유로(15)와 상류측의 제2 가지 유로(10B)의 분기부에 있어서, 유로 변경 기구 V를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 유로 변경 기구 V는, 유로 전환 밸브로서 기능하는 삼방 밸브이다. 본 실시 형태의 전해수 생성 시스템(1000)에 있어서는, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수가, 유로 변경 기구 V를 경유하여, 상류측의 제1 가지 유로(10A) 및 상류측의 제2 가지 유로(10B) 중 어느 한쪽에 유입된다(공급된다).

상류측의 제1 가지 유로(10A)에 유입된 원수는, 제1 전해수 생성 장치(100A)에 유입된다. 제1 전해수 생성 장치(100A)에 유입된 원수는, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 통과하면, 전해수로 변화되어, 하류측의 제1 가지 유로(20A)로 유입된다.

상류측의 제2 가지 유로(10B)에 유입된 원수는, 제2 전해수 생성 장치(100B)에 유입된다. 제2 전해수 생성 장치(100B)에 유입된 원수는, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 통과하면, 전해수로 변화되어, 하류측의 제2 가지 유로(20B)로 유입된다.

(제어부)

도 1에 도시된 바와 같이, 전해수 생성 시스템(1000)은, 제어부 CA, CB, CC, CD를 구비하고 있다. 제어부 CA는, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제어한다. 제어부 CB는, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제어한다. 제어부 CC는, 유로 변경 기구 V를 제어한다. 제어부 CD는, 펌프 P를 제어한다. 본 실시 형태에 있어서는, 제어부 CA, CB, CC, CD는, 별개의 부품으로서 그려져 있다. 그러나, 제어부 CA, CB, CC, CD는, 일체적으로 형성된 하나의 부품으로 이루어지는 하나의 제어부여도 된다.

전해수 생성 시스템(1000)은, 조작자가 조작하는 입력부 I를 구비하고 있다. 입력부 I는, 조작자의 조작에 기초하여, 제어부 CA, CB, CC, CD의 각각으로 명령 신호를 송신한다. 제어부 CA 및 제어부 CB의 각각은, 센서 S, 메모리 M 및 프로세서 PR 등을 갖고 있다. 제어부 CA, CB는, 프로세서 PR이 메모리 M에 기억된 프로그램을 사용하여, 교류 전력 AC로부터 직류 전력 DC를 생성한다. 그것에 의해, 제어부 CA는, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내의 양극(1A)(도 2 참조) 및 음극(1C)(도 2 참조)에 직류 전압을 인가한다. 제어부 CB는, 제2 전해수 생성 장치(100B) 내의 양극(1A)(도 2 참조) 및 음극(1C)(도 2 참조)에 직류 전압을 인가한다. 도시되지는 않았지만, 제어부 CC 및 제어부 CD의 각각도, 센서, 메모리, 및 프로세서 등을 갖고 있다.

제어부 CA, CB는, 각각, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류를, 저항기(r)를 경유하여 수취한다. 그것에 의해, 제어부 CA, CB는, 각각, 센서 S에 의해 검출된 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값의 정보에 기초하여, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 값을 제어한다. 구체적으로는, 제어부 CA, CB는, 각각, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값이 소정 값으로 되도록, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 값을 제어한다.

전해수의 농도, 예를 들어 오존수의 농도는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값에 비례한다고 추정된다. 따라서, 이용할 수 있는 전해수의 농도를 일정값(대략 일정값을 포함함)으로 유지하기 위해서, 제어부 CA, CB는, 각각, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값을 거의 일정값으로 유지하도록, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압을 변화시킨다.

예를 들어, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 계속해서 이용하면, 제어부 CA의 센서 S에 의해 검출된 전류의 값이 소정값보다도 낮아지는 경우가 있다. 이 경우, 계속해서 이용되고 있는 제어부 CA는, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값이 소정값까지 증가하도록, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 값을 증가시키는 제어를 실행한다.

또한, 예를 들어 제2 전해수 생성 장치(100B)를 계속해서 이용하면, 제어부 CB의 센서 S에 의해 검출된 전류의 값이 소정값보다도 낮아지는 경우가 있다. 이 경우, 계속해서 이용되고 있는 제어부 CB는, 제2 전해수 생성 장치(100B) 내의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값이 소정값까지 증가하도록, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 값을 증가시키는 제어를 실행한다.

제어부 CA는, 입력부 I로부터 수신한 명령 신호에 기초하여, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제어한다. 제어부 CB는, 입력부 I로부터 수신한 명령 신호에 기초하여, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제어한다. 제어부 CC는, 입력부 I로부터 수신한 명령 신호에 기초하여, 유로 변경 기구 V를 제어한다. 제어부 CD는, 입력부 I로부터 수신한 명령 신호에 기초하여, 펌프 P를 제어한다.

제어부 CA, CB, CC, CD는, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 적어도 한쪽이 만수 상태로 된 경우, 또는 전해수 생성 시스템(1000)에 전기적 접속 등의 이상 사태가 발생한 경우에, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)를 정지한다. 제어부 CA, CB, CC, CD는, 이와 같은 이상 사태 등이 발생하지 않으면, 그 후의 통상 행해지는 처리를 실행한다.

(유로 변경 기구)

도 1에 도시된 유로 변경 기구 V는, 제어부 CC로 제어됨으로써, 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제1 가지 유로(10A)로 원수를 유도하는 제1 상태 및 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제2 가지 유로(10B)로 원수를 유도하는 제2 상태 중 어느 것을 선택적으로 형성한다. 즉, 유로 변경 기구 V는, 제1 상태와, 제2 상태의 사이에서 전환된다. 유로 변경 기구 V는, 본 실시 형태에 있어서는, 1개의 삼방 밸브, 즉 유로 전환 밸브이지만, 상류측의 제1 가지 유로(10A) 및 상류측의 제2 가지 유로(10B)에 각각 마련된 2개의 개폐 밸브여도 된다. 이 경우, 제어부 CC는, 2개의 개폐 밸브의 개폐 동작이 유로 전환 밸브의 유로 전환 동작과 동일해지도록, 2개의 전환 밸브의 개폐 동작을 제어한다.

(전해수 생성 장치의 구조)

도 2에 도시된 실시 형태 1의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)를 설명한다. 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 어느 것이나 복수의 전해수 생성 장치의 일례로서 나타나 있다. 따라서, 3 이상의 전해수 생성 장치 중 어느 하나가 선택적으로 또한 순차 전해수를 생성하는 생성 상태로 제어되어도 된다.

제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 모두, 전해수로서 오존수를 생성하는 오존수 생성 장치로서 기능한다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 동일한 구조를 갖고 있다. 그러나, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 서로 다른 구조를 갖고 있어도 된다.

제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 모두, 하우징(101)과, 하우징(101) 내에 마련된 적층 구조(1)를 구비하고 있다. 하우징(101)은, 전극 케이스(102)와, 전극 케이스(102)의 상방 개구를 막는 전극 케이스 덮개(103)를 갖고 있다.

(전극 케이스)

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 전극 케이스(102) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 전극 케이스(102)는, 동일 구조를 갖고 있다. 전극 케이스(102)는, 예를 들어 아크릴 수지제이다. 전극 케이스(102)는, 상면이 개구되어 있는 용기 구조를 갖고 있다.

제1 전해수 생성 장치(100A)의 전극 케이스(102)의 일단측의 측면에는, 상류측의 제1 가지 유로(10A)가 접속되어 있다. 제1 전해수 생성 장치(100A)의 전극 케이스(102)의 일단측의 측면과 대향하는 타단측의 측면에는, 하류측의 제1 가지 유로(20A)가 접속되어 있다. 제2 전해수 생성 장치(100B)의 전극 케이스(102)의 일단측의 측면에는, 상류측의 제2 가지 유로(10B)가 접속되어 있다. 제2 전해수 생성 장치(100B)의 전극 케이스(102)의 일단측의 측면과 대향하는 타단측의 측면에는, 하류측의 제2 가지 유로(20B)가 접속되어 있다. 전극 케이스(102)는, 전극 케이스(102)의 내부에, 적층 구조(1)를 지지하는 리브(도시생략)를 갖고 있다.

전극 케이스(102)의 저면은, 2개의 관통 구멍(104, 105)을 갖고 있다. 급전용 샤프트(106, 107)는, 각각, 2개의 관통 구멍(104, 105)을 경유하고, 전극 케이스(102)의 외부로 연장되어 있다. 또한, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 급전용 샤프트(106, 107)의 선단으로부터 연장하는 배선(도시생략)이, 제어부 CA에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전해수 생성 장치(100B)의 급전용 샤프트(106, 107)로부터 연장되는 배선이, 제어부 CB에 전기적으로 접속되어 있다.

(적층 구조)

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각은, 동일한 적층 구조(1)를 내포하고 있다. 적층 구조(1)는, 급전체(1S), 양극(1A), 양이온 교환막(5), 및 음극(1C)을 구비하고 있다. 급전체(1S)의 한쪽의 주표면 위에는, 플라스마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 양극(1A)이 형성되어 있다. 양극(1A)의 위, 즉 양극(1A)의 일단의 면에는, 양이온 교환막(5)이 적층되어 있다. 양이온 교환막(5)의 위, 즉 양이온 교환막(5)의 양극(1A)이 적층된 면의 반대측 면에는, 음극(1C)이 적층되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상류측의 제1 가지 유로(10A)가, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 상류측의 유입구에 접속되어 있다. 하류측의 제1 가지 유로(20A)가, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 하류측의 유출구에 접속되어 있다. 제1 전해수 생성 장치(100A)는, 상류측의 제1 가지 유로(10A)를 흐르는 원수로부터 제1 전해수를 생성하는 제1 생성 상태 및 제1 전해수를 생성하지 않는 제1 비생성 상태 중 어느 것으로, 즉 제1 생성 상태와 제1 비생성 상태의 사이에서 전환된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상류측의 제2 가지 유로(10B)가, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 상류측의 유입구에 접속되어 있다. 하류측의 제2 가지 유로(20B)가, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 하류측의 유출구에 접속되어 있다. 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 제2 가지 유로(10B)를 흐르는 원수로부터 제2 전해수를 생성하는 제2 생성 상태 및 제2 전해수를 생성하지 않는 제2 비생성 상태 중 어느 것으로, 즉 제2 생성 상태와 제2 비생성 상태의 사이에서 전환된다.

적층 구조(1)는, 원수를 전기 분해하여 전해수로서의 오존수를 생성한다. 적층 구조(1)는, 예를 들어 10㎜×50㎜×1.2㎜의 박육판 형상이다. 적층 구조(1)는, 구멍부, 보다 구체적으로는, 홈부 또는 슬릿을 갖고 있다. 구멍부는, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 음극(1C) 및 양이온 교환막(5)을 관통하고, 관통한 저면에 양극(1A)의 상면(표면), 즉 양극(1A)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면이 노출되도록 구성된다.

도 2의 단면도로부터 추측되는 바와 같이, 음극(1C)의 음극 구멍(1CTH)으로서의 슬릿과 양이온 교환막(5)의 막 구멍(5TH)으로서의 슬릿이 평면에서 볼 때 중첩하도록, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)이 배치되어 있다. 그 때문에, 적층 구조(1)의 전술한 구멍부는, 음극(1C)의 상측의 유로로부터 양극(1A)의 상면까지 연통되어 있다.

본 실시 형태의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각에 있어서는, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)은, 서로 접촉하도록 배치되어 있다. 양이온 교환막(5)과 음극(1C)은, 서로 접촉하도록 배치되어 있다. 환언하면, 양이온 교환막(5)은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 양극(1A)에 접촉하도록 마련되어 있으며, 또한, 양이온 교환막(5)은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 음극(1C)에 접촉하도록 마련되어 있다. 그러나, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)은, 서로 거리를 두고 마련되어 있어도 된다. 또한, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)은, 서로 거리를 두고 마련되어 있어도 된다.

(급전체)

도 2 및 도 3에 도시된 급전체(1S)는, 적층 구조(1)의 양극(1A)에 정(+)의 전하를 부여한다. 급전체(1S)는, 예를 들어 10㎜×50㎜×0.5㎜의 박육판 형상이다. 급전체(1S)의 하나의 테두리부의 연장 돌출부에 의해, 샤프트 설치편(1SA)이 구성되어 있다. 급전체(1S)는, 예를 들어 보론 도프형의 도전성 다이아몬드 재료여도 되고, 티타늄이어도 된다. 급전체(1S)는, 전극 케이스(102)에 지지된다. 샤프트 설치편(1SA)으로부터 인출된 급전용 샤프트(106)는, 제어부 CA 또는 제어부 CB에 전기적으로 접속된다.

(양극)

도 2 및 도 3에 도시된 양극(1A)은, 제어부 CA, CB로부터의 정(+)의 전하, 즉 급전체(1S)로부터 부여된 정(+)의 전하를 받아 전해수로서의 오존의 기포를 생성한다. 양극(1A)은, 예를 들어 10㎜×50㎜×3㎛의 박육판 형상이다. 양극(1A)은, 예를 들어 보론 도프형의 도전성 다이아몬드막이다.

(양이온 교환막)

도 2 및 도 3에 도시된 양이온 교환막(5)은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 끼워진 상태에서 유지되어 있다. 급전체(1S)로부터 부여된 정(+)의 전하는, 양극(1A)으로부터 음극(1C)으로 이동한다. 양이온 교환막(5)은, 예를 들어 10㎜×50㎜×0.2㎜의 박육판 형상이다. 양이온 교환막(5)은, 양극(1A)을 향해 양이온 교환막(5)의 상면으로부터 양이온 교환막(5)의 하면으로 관통하는 슬릿 형상의 막 구멍(5TH)을 갖고 있다. 환언하면, 막 구멍(5TH)은, 양극(1A)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면이 노출되도록, 양이온 교환막(5)을 관통한다.

슬릿 형상의 막 구멍(5TH)의 길이 방향은, 음극(1C)의 길이 방향과 직교하는 방향이다. 슬릿 형상의 막 구멍(5TH)의 치수는, 예를 들어 7㎜×1㎜×0.5㎜이다. 막 구멍(5TH)은, 예를 들어 도면과는 다르지만, 양이온 교환막(5)의 10군데의 위치에 마련되어 있다. 또한, 양이온 교환막(5)에는, 인접하는 막 구멍(5TH)끼리를 연결(연통)하는 간극 C1 또는 간극 C2를 구성하는 홈 또는 절결이 마련되어 있다. 즉, 간극 C1 및 간극 C2는, 막 구멍(5TH)에 접속되어 있다. 이 홈 또는 절결은, 제조 공정에 있어서 필연적으로 형성되는 움푹 파인 곳이어도 된다.

(음극)

도 2 및 도 3에 도시된 음극(1C)은, 양이온 교환막(5)을 통과한 정(+)의 전하를 받아 수소의 기포를 생성한다. 음극(1C)은, 예를 들어 10㎜×50㎜×0.5㎜의 박육판 형상이다. 음극(1C)의 하나의 테두리부의 연장부에 의해, 샤프트 설치편(1SC)이 구성되어 있다. 음극(1C)은, 음극(1C)의 상면으로부터 음극(1C)의 하면으로 관통하는 슬릿 형상의 음극 구멍(1CTH)을 갖고 있다. 음극 구멍(1CTH)은, 막 구멍(5TH)에 연통되도록 음극(1C)을 관통한다.

슬릿 형상의 음극 구멍(1CTH)의 길이 방향은, 음극(1C)의 길이 방향과 직교하는 방향이다. 슬릿 형상의 음극 구멍(1CTH)의 치수는, 예를 들어 7㎜×1㎜×0.5㎜이다. 음극 구멍(1CTH)은, 예를 들어 도면과는 다르지만, 음극(1C)의 10군데의 위치에 마련된다. 음극 구멍(1CTH)의 내주면에는, 수지제의 코팅 재료인 고전기 저항 재료 R이 도포되어 있다. 고전기 저항 재료 R의 전기 저항값은, 음극(1C)의 전기 저항값보다도 크다(높다). 음극(1C)은, 예를 들어 스테인리스제이다. 음극(1C)의 샤프트 설치편(1SC)으로부터 인출된 급전용 샤프트(107)는, 제어부 CA 또는 제어부 CB에 전기적으로 접속된다.

(화학적 작용)

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각에 있어서, 양극(1A)과 음극(1C)에 전압이 인가되어 있지 않고, 또한, 원수가 흐르지 않을 때에는, 화학적 작용은 거의 발생하지 않았다.

도 5에 도시된 바와 같이, 양극(1A)과 음극(1C)에 전압이 인가되면, 다음과 같은 화학적 작용이 발생한다.

양극(1A) 측 3H₂O→O₃+6H⁺+6e^-

2H₂O→O₂+4H⁺+4e^-

음극(1C)측 2H₂O+2e^-→H₂+2OH^-

즉, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각에 있어서는, 양극(1A)의 근방에 있어서 산소와 오존이 발생하고, 음극(1C)의 근방에 있어서 수소가 발생한다. 양극(1A)의 근방에 있어서 오존이 발생할지 여부는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압에 의존한다. 본 실시 형태에 있어서는, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 계면에 있어서, 오존이 발생할 정도의 전압이 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되도록 한다. 단, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)과의 계면에 있어서, 오존이 발생하지 않을 정도의 전압이 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되어도 된다. 또한, 오존을 생성하기 위한 전극으로서는, 예를 들어 2산화납 전극, 다이아몬드 전극, 백금 전극 또는 산화탄탈 전극 등이 사용되어도 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서, 원수가 양이온 교환막(5)에 계속해서 공급되면, 양이온 교환막(5)은, 원수 중에 포함되는 금속 양이온(M⁺)을 도입하고, 수소 이온(H⁺)을 원수 중으로 방출한다. 수소 이온(H⁺)끼리가 결합하면, 수소(H₂)가 생성된다. 금속 양이온(M⁺)은, 예를 들어 칼슘 이온(Ca²⁺) 또는 나트륨 이온(Na⁺) 등이다.

그 후, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되면, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 계면의 근방에서는, 2H₂O+2e^-+M²⁺→H₂+M(OH)₂라는 화학 반응이 발생한다. 즉, 원수 중에 포함되는 금속 양이온(예를 들어, Ca²⁺ 또는 Na⁺)이 양극(1A)의 근방에서 수산화물 이온(OH^-)과 결합하고, 금속 수산화물 M(OH)₂가 생성된다.

예를 들어, 금속 양이온(M²⁺)이 칼슘 이온(Ca²⁺)인 경우, 수중의 탄산 이온(CO^2-)과 칼슘 이온(Ca²⁺)이 결합한다. 수중의 탄산 이온(CO^2-)과 칼슘 이온(Ca²⁺)의 결합에 의해, 스케일(CaCO₃)이 발생한다. 그 때문에, 도 6에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 계면의 근방의 막 구멍(5TH) 및 음극 구멍(1CTH)의 내주면에, 스케일(CaCO₃)이 부착되는 경우가 있다. 그러나, 본 실시 형태의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)에 의하면, 후술되는 고전기 저항 재료 R의 존재에 의해, 스케일(CaCO₃)의 막 구멍(5TH) 및 음극 구멍(1CTH)의 내주면으로의 부착이 억제된다. 그 결과, 막 구멍(5TH) 및 음극 구멍(1CTH)의 내주면에 부착된 스케일(CaCO₃)에 의해 막 구멍(5TH) 및 음극 구멍(1CTH)이 좁혀지는 것에 기인한 오존 생성 효율의 저하가 억제된다.

(간극)

양극(1A)과 양이온 교환막(5)은 서로 접촉하고 있다. 이것은, 전해수의 생성 효율을 높이기 위해서, 양극(1A)으로부터 양이온 교환막(5)으로의 정(+)의 전하의 이동 효율을 높이는 것이 바람직하기 때문이다. 따라서, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 접촉면끼리 사이의 물이 흐르지 않는 근소한 공간에 있어서, 오존의 기포가 체류할 우려가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 물의 흐름이 발생하도록, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극 C1이 마련되어 있다. 그 결과, 양극(1A)의 접촉면과 양이온 교환막(5)의 접촉면의 사이에 존재하는 오존이, 양극(1A) 및 양이온 교환막(5)의 각각의 접촉 면을 따른 방향으로 간극 C1을 통과하는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중에 자연스럽게 혼입된다. 즉, 간극 C1은, 양이온 교환막(5)의 일단으로부터 양이온 교환막(5)의 타단으로 물이 흐르는 경로이다. 따라서, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것이 억제된다. 이상으로부터, 전해수 생성을 위해서 필요한 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 증가를 억제할 수 있다.

양이온 교환막(5)과 음극(1C)은 서로 접촉하고 있다. 이것은, 전해수의 생성 효율을 높이기 위해서, 양이온 교환막(5)으로부터 음극(1C)으로의 정(+)의 전하의 이동 효율을 높이는 것이 바람직하기 때문이다. 따라서, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 접촉면끼리 사이의 물이 흐르지 않는 근소한 공간에 있어서, 수소의 기포가 체류할 우려가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 물의 흐름이 발생하도록, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극 C2가 마련되어 있다. 그 결과, 양이온 교환막(5)의 접촉면과 음극(1C)의 접촉면의 사이에 존재하는 수소가, 양이온 교환막(5) 및 음극(1C)의 각각의 접촉면에 평행한 방향으로 간극 C2를 통과하는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중에 자연스럽게 혼입된다. 즉, 간극 C2는, 양이온 교환막(5)의 일단으로부터 양이온 교환막(5)의 타단으로 물이 흐르는 경로이다. 그 때문에, 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것이 억제된다. 이상으로부터, 전해수 생성을 위해서 필요한 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 증가를 억제할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 간극 C1은, 양극(1A)에 대향하는 양이온 교환막(5)의 표면에 형성된 홈 또는 절결이다. 단, 간극 C1은, 양이온 교환막(5)에 대향하는 양극(1A)의 표면에 형성된 홈 또는 절결이어도 된다. 또한, 간극 C1은, 양극(1A)에 대향하는 양이온 교환막(5)의 표면에 형성된 홈 또는 절결 및 양이온 교환막(5)에 대향하는 양극(1A)의 표면에 형성된 홈 또는 절결의 양쪽이어도 된다. 환언하면, 간극 C1은, 양이온 교환막(5)의 양극(1A)에 대향하는 면 및 양극(1A)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면의 적어도 한쪽에 형성된 홈 또는 절결이다. 간극 C1은, 제조 시에 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 자연스럽게 형성된 것이어도 된다.

간극 C1은, 도면에 그려져 있는 바와 같은 큰 홈 또는 절결과는 달리, 실제로는, 양이온 교환막(5)을 구성하는 부직포로 형성된 다수의 미세한 절결 또는 홈이다. 간극 C1의 위치 및 크기는, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 물의 흐름이 발생하고, 또한, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)이 접촉하는 부분을 갖고 있으면, 어떠한 것이어도 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 간극 C2는, 음극(1C)에 대향하는 양이온 교환막(5)의 표면에 형성된 홈 또는 절결이다. 단, 간극 C2는, 양이온 교환막(5)에 대향하는 음극(1C)의 표면에 형성된 홈 또는 절결이어도 된다. 또한, 간극 C2는, 음극(1C)에 대향하는 양이온 교환막(5)의 표면에 형성된 홈 또는 절결 및 양이온 교환막(5)에 대향하는 음극(1C)의 표면에 형성된 홈 또는 절결의 양쪽이어도 된다. 환언하면, 간극 C2는, 양이온 교환막(5)의 음극(1C)에 대향하는 면 및 음극(1C)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면의 적어도 한쪽에 형성된 홈 또는 절결이다. 간극 C2는, 제조 시에 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 사이에 자연스럽게 형성된 것이어도 된다.

간극 C2는, 도면에 그려져 있는 바와 같은 큰 홈 또는 절결과는 달리, 실제로는, 양이온 교환막(5)을 구성하는 부직포로 형성된 다수의 미세한 절결 또는 홈이다. 간극 C2의 위치 및 크기는, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 물의 흐름이 발생하고, 또한, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)이 접촉하는 부분을 갖고 있으면, 어떠한 것이어도 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 양극(1A) 및 음극(1C)은, 각각, 평판 형상이다. 평판 형상의 양극(1A), 양이온 교환막(5), 및 평판 형상의 음극(1C)은, 이 순서로 적층된 적층 구조(1)를 형성(구성)하고 있다. 양이온 교환막(5)은, 양이온 교환막(5)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 막 구멍(5TH)을 갖고 있다. 음극(1C)은, 음극(1C)의 두께 방향으로 관통하고, 복수의 막 구멍(5TH)에 각각 연통하는 복수의 음극 구멍(1CTH)을 갖고 있다. 따라서, 양이온 교환막(5)측의 양극(1A)의 표면, 복수의 막 구멍(5TH)의 내면 및 복수의 음극 구멍(1CTH)의 내면에 의해, 복수의 구멍부가 구성된다. 즉, 복수의 구멍부는, 양이온 교환막(5)측의 양극(1A)의 표면을 저면으로 하고, 복수의 막 구멍(5TH)의 내면 및 복수의 음극 구멍(1CTH)의 내면을 주위면으로 하여 구성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 양극(1A)과 양이온 교환막(5) 사이의 간극 C1은, 적층 구조(1)에 형성된 복수의 구멍부 중 인접하는 구멍부끼리를 연통한다. 그 때문에, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 존재하는 오존이, 효율적으로 물의 흐름 중으로 혼입된다. 양이온 교환막(5)과 음극(1C) 사이의 간극 C2는, 적층 구조(1)에 형성된 복수의 구멍부 중 인접하는 구멍부끼리를 연통한다. 그 때문에, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 존재하는 수소가, 효율적으로 수중에 혼입된다.

(고전기 저항 재료)

도 4 내지 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 음극 구멍(1CTH)의 내주면은, 음극(1C)의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있다. 환언하면, 고전기 저항 재료 R은, 음극 구멍(1CTH)에 마련되고, 음극(1C)의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는다. 그 때문에, 음극 구멍(1CTH)의 내주면이 수중에 포함되는 양이온을 가까이 끌어 당기는 힘이 약해진다. 그것에 의해, 음극 구멍(1CTH) 내에 있어서 양이온이 체류하는 것이 억제된다. 그 때문에, 음극 구멍(1CTH)의 내주면에 있어서 체류한 양이온과 수중에 포함되는 음이온의 결합이 억제된다. 그 결과, 양이온과 음이온의 결합에 기인한 스케일의 발생이 억제된다. 따라서, 음극 구멍(1CTH) 내에 있어서 스케일이 체류하는 것에 기인한 전해수의 생성 능력의 저하가 억제된다.

본 실시 형태는, 고전기 저항 재료 R은, 음극(1C)을 구성하는 스테인리스의 음극 구멍(1CTH)의 내주면이 가열 또는 화학 반응에 의해 변화되어 구성되어도 된다. 음극 구멍(1CTH)의 내주면의 전체가 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있는 것이 바람직하다. 고전기 저항 재료 R은, 절연 재료인 것이 바람직하다.

또한, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 접촉면 중 음극 구멍(1CTH)의 내주면의 주위 부분, 예를 들어 음극(1C)의 하면의 일부 및 상면도 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있어도 된다. 단, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)이 어느 위치(부분)에서 접촉하고 있기 때문에, 양이온 교환막(5)으로부터 음극(1C)으로의 양이온의 전달이 가능하게 된다. 이것에 의하면, 스케일의 발생이 보다 확실하게 억제된다.

또한, 복수의 음극 구멍(1CTH)의 각각의 내주면의 전체가, 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 전해수의 생성 효율이 높아지고, 또한, 스케일의 발생이 보다 확실하게 억제된다.

고전기 저항 재료 R은, 음극(1C)에 도포된 코팅 재료이다. 구체적으로는, 고전기 저항 재료 R은, 음극 구멍(1CTH)(음극(1C)의 내주면)에 도포된 코팅 재료이다. 그 때문에, 음극(1C)의 내주면으로의 고전기 저항 재료 R의 부착이 용이하게 행해진다.

또한, 고전기 저항 재료 R은, 절연 재료인 것이 바람직하다. 고전기 저항 재료 R이 절연 재료인 경우에는, 스케일의 발생이 보다 확실하게 억제된다.

본 실시 형태에 있어서는, 음극(1C)은, 스테인리스 재료로 형성(구성)되고, 고전기 저항 재료 R은, 불소 수지 재료로 형성(구성)되어 있다. 그 때문에, 음극(1C)과 코팅 재료의 부착 강도의 값, 및 필요한 코팅 재료의 전기 저항값의 양쪽을, 원하는 크기로 설정할 수 있다.

(다른 예의 음극 및 고전기 저항 재료)

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 다른 예의 음극(1C)을 포함하고 있어도 된다. 다른 예의 음극(1C)은, 프레임 형상을 갖고 있다. 프레임 형상을 갖는 다른 예의 음극(1C)의 하면은, 양이온 교환막(5)의 상면에 접촉하도록 마련되어 있다. 이 경우, 양이온 교환막(5)에 있어서, 간극 C1 및 간극 C2가 마련되지 않아도 된다.

고전기 저항 재료 R은, 프레임 형상의 음극(1C)의 내주면을 덮도록 프레임 형상의 음극(1C) 내에 끼워넣어져 있다. 환언하면, 고전기 저항 재료 R은, 프레임 형상의 음극(1C)의 내주면에 접촉하도록 프레임 형상의 음극(1C)의 내주에 마련되어 있다. 고전기 저항 재료 R은, 격자창과 같은 구조를 갖고 있다. 구체적으로는, 고전기 저항 재료 R은, 판 형상 부재의 외형을 갖고 있으며, 복수의 막 구멍(5TH)에 각각 연통하는 복수의 연통 구멍(RTH)을 갖고 있다. 즉, 복수의 연통 구멍(RTH)은, 각각 복수의 막 구멍(5TH)에 연통되도록 고전기 저항 재료 R을 관통한다. 고전기 저항 재료 R은, 음극의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는다.

이것에 의하면, 프레임 형상을 갖는 음극(1C)의 내주면과 양이온 교환막(5)의 복수의 막 구멍(5TH)의 각각의 내주면은, 고전기 저항 재료 R에 의해 절연되어 있다. 따라서, 막 구멍(5TH)의 근방에서의 스케일의 발생의 우려(가능성)가 저하된다. 또한, 막 구멍(5TH)의 하방의, 물에 노출된 양극(1A)의 상면에서 발생한 오존은, 복수의 연통 구멍(RTH)을 통과하여 음극(1C)의 상방을 흐르는 물에 혼입된다.

(시스템의 전환 제어)

도 9에 도시된 바와 같이, 제어부 CD가, 펌프 P를 구동(ON)함으로써, 줄기 유로(15)에 원수가 보내진다. 유로 변경 기구 V는, 제어부 CC에 의해, 제1 상태 및 제2 상태 중 어느 것으로 선택적으로 전환되고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 상태는, 유로 변경 기구 V가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제1 가지 유로(10A)로 원수를 유도하는(공급하는) 상태이다. 제2 상태는, 유로 변경 기구 V가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제2 가지 유로(10B)로 원수를 유도하는(공급하는) 상태이다.

우선, 제어부 CC는, 유로 변경 기구 V가 폐쇄된 상태로부터 제1 상태로 전환한다. 그것에 의해, 원수가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제1 가지 유로(10A)로 유도된다. 그 후, 원수는, 제1 전해수 생성 장치(100A)에 공급된다.

다음으로, 제어부 CA는, 유로 변경 기구 V가 제1 상태로 되어 있는 기간 중 어느 것에 있어서, 제1 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하는 제어, 즉 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제1 생성 상태로 하는 제어를 실행한다. 즉, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가한다. 제1 전해수 생성 장치(100A)에 있어서는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가(ON)됨으로써, 전해수가 생성된다. 환언하면, 제어부 CA는, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가함으로써, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제1 비생성 상태로부터 제1 생성 상태로 전환하도록 제어한다.

또한, 제어부 CB는, 유로 변경 기구 V가 제1 상태로 되어 있을 때에는, 제2 전해수 생성 장치(100B)가 전해수를 생성하지 않는 제어, 즉 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제2 비생성 상태로 하는 제어를 실행한다. 즉, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않는다. 환언하면, 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 정지(OFF) 상태이다.

그 후, 제어부 CD는, 펌프 P를 정지하는 제어를 실행하며, 또한, 제어부 CC는, 유로 변경 기구 V를 제1 상태로부터 닫는 상태로 전환한다. 이때, 제1 전해수 생성 장치(100A)에 있어서, 제어부 CA는, 음극(1C)과 양극(1A)의 사이에 전압을 인가하지 않는다. 제2 전해수 생성 장치(100B)에 있어서, 제어부 CB는, 음극(1C)과 양극(1A)의 사이에 전압을 인가하지 않는다.

다음으로, 제어부 CD가 펌프 P를 구동하는 제어를 실행하고 있는 상태에서, 제어부 CC는, 유로 변경 기구 V가 폐쇄된 상태로부터 제2 상태로 전환한다. 그것에 의해, 원수가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제2 가지 유로(10B)로 유도된다. 그 후, 원수는, 제2 전해수 생성 장치(100B)에 공급된다.

제어부 CA는, 유로 변경 기구 V가 제2 상태로 되어 있을 때에는, 제1 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하지 않는 제어, 즉 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제1 비생성 상태로 하는 제어를 실행한다. 즉, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않는다. 환언하면, 제1 전해수 생성 장치(100A)는, 정지(OFF) 상태이다.

또한, 제어부 CB는, 유로 변경 기구 V가 제2 상태로 되어 있는 기간 중 어느 것에 있어서, 제2 전해수 생성 장치(100B)가 전해수를 생성하는 제어, 즉 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제2 생성 상태로 하는 제어를 실행한다. 즉, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가한다. 제2 전해수 생성 장치(100B)에 있어서는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가(ON)됨으로써, 전해수가 생성된다. 환언하면, 제어부 CB는, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가함으로써, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제2 비생성 상태로부터 제2 생성 상태로 전환하도록 제어한다.

일반적으로, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)를 연속적으로 계속해서 이용하면, 전해수의 pH의 증가에 기인한 스케일의 음극(1C) 등으로의 부착이 발생한다. 스케일에는, 칼슘 스케일, 마그네슘 스케일, 및 경도 성분 스케일라고 말해지는 것이 있다. 이들 스케일의 일례로서는, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 수산화마그네슘, 및 인산칼슘, 또는 철염 스케일(녹)이라고 말해지는 스케일의 일례로서의 수산화철 및 산화철 등이 포함된다.

스케일이 발생하면, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에서 흐르는 전류의 값이 저하된다. 이 경우, 제어부 CA 또는 CB는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 값을 증가시키는 제어를 실행한다. 따라서, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 연속적으로 계속해서 이용하면, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 전해수의 생성 효율이 저하된다. 또한, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 연속적으로 계속해서 이용하면, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 전해수의 생성 효율이 저하된다.

이상으로부터, 스케일의 발생을 억제하기 위해서는, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각을 연속적으로 이용하는 기간을 짧게 하는 것이 생각된다. 그 때문에, 전해수를 생성하는 전해수 생성 장치와 전해수를 생성하지 않는 전해수 생성 장치는, 각각 이용되는 기간이 분할되도록 전환된다. 이것에 의하면, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각이 이용되는 기간이 짧아진다. 한편, 전해수 생성 시스템(1000) 전체로서는, 전해수가 계속적으로 생성된다. 그 결과, 원하는 농도의 전해수를 얻기 위해서 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가하는 전압의 증가가 억제되고, 또한, 전해수의 생성 능력이 유지된다.

(시스템의 간헐 운전 제어)

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 제어부 CA 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 제어부 CB는, 모두 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 간헐적으로 인가한다. 그 때문에, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이의 전압의 인가가 정지되고 있는 동안에, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하고 있는 오존이 수중으로 흘러 나가고, 또한, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하고 있는 수소가 수중으로 흘러 나간다. 그 결과, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것이 억제되고, 또한, 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것이 억제된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제어부 CA, CB, CC, CD는, 펌프 P 및 유로 변경 기구 V를 제어한다. 그것에 의해, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되고 있는 기간뿐만 아니라, 전압의 인가가 정지되어 있는 기간의 일부에 있어서도, 전해수 생성 장치(100A, 100B)로 원수가 유도된다. 보다 구체적으로는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가하고 있는 기간 외에도, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가하고 있는 기간의 전후의 소정 기간에 있어서도, 전해수 생성 장치(100A, 100B)로 원수가 유도된다. 환언하면, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 인가하고 있지 않는 기간에 있어서, 전해수 생성 장치(100A, 100B)로 원수가 공급된다. 그 때문에, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것이 보다 확실하게 억제되고, 또한, 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것이 보다 확실하게 억제된다. 또한, 제어부 CD는, 전압의 인가(ON) 및 정지(OFF)의 전환과 동기하여, 줄기 유로(15)에 원수를 송출하도록 펌프 P의 구동(ON) 및 정지(OFF)의 전환을 제어해도 된다.

(전해수 생성 시스템의 동작)

조작자는, 입력부 I를 조작하고, 명령 신호를 입력부 I로부터 제어부 CA, CB, CC, CD로 송신한다. 그것에 의해, 우선, 펌프 P가 구동하고, 제1 전해수 생성 장치(100A)에 원수가 보내진다. 그 후, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 전압이 인가된다. 이에 의해, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내에 있어서, 전해수가 생성된다. 본 실시 형태의 경우, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내의 양이온 교환막(5)과 양극(1A)의 계면의 근방에 있어서, 오존의 기포가 생성된다. 또한, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내의 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 계면의 근방에 있어서, 수소가 발생한다. 오존의 기포 및 수소의 기포는, 원수에 용해된다. 그 결과, 전해수로서 오존수가 생성된다.

오존의 기포는, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되는 상태에서, 시간이 경과함에 따라서, 양극(1A)과 양이온 교환막(5) 사이의 불가피한 간극, 즉 물이 흐르지 않을 정도로 폐쇄된 간극에 체류한다. 또한, 불가피한 간극은, 도시할 수 없을 정도로 작다. 불가피한 간극에 체류한 오존의 기포는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 있어서, 절연물로서 기능한다. 그러나, 양극(1A)과 양이온 교환막(5) 사이의 불가피한 간극에 체류하는 오존은, 간극 C1을 흐르는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중에 흡인되고, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 하류측의 제1 가지 유로(20A)로 흘러 나온다.

또한, 수소의 기포가, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되는 상태에서, 시간이 경과함에 따라서, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이의 불가피한 간극에 체류한다. 또한, 불가피한 간극은, 도시할 수 없을 정도로 작다. 불가피한 간극에 체류한 수소의 기포는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 있어서, 절연물로서 기능한다. 그러나, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 불가피한 간극에 체류하는 수소는, 간극 C2를 흐르는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중으로 흡인되고, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 하류측의 제1 가지 유로(20A)로 흘러 나온다.

또한, 상기의 경우, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 적층 구조(1)의 막 구멍(5TH), 음극 구멍(1CTH)(또는 연통 구멍(RTH)) 및 양극(1A)의 표면에 의해 구성되는 구멍부, 즉 슬릿 내에 있어서, 수산화물 이온 농도가 증가한다. 그 결과, 구멍부에 있어서, 수산화물 염(스케일)이 1차적으로 체류한다. 본 실시 형태에 있어서는, 음극 구멍(1CTH)의 내주면은, 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있다. 그 때문에, 발생한 스케일은, 음극 구멍(1CTH)에 부착되지 않고, 전해수 중으로 혼입되고, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 하류측의 제1 가지 유로(20A)로 전해수와 함께 흘러 나온다.

제1 전해수 생성 장치(100A)에 원수가 보내지고 있는 경우에는, 제2 전해수 생성 장치(100B)에는, 원수가 보내지지 않는다. 그 때문에, 원수 중에 포함되는 금속 양이온이 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양이온 교환막(5)에 축적되는 것이 억제된다. 예를 들어, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양이온 교환막(5)의 수소 이온(H⁺)과 원수 중의 칼슘 이온(Ca²⁺)의 교환이 억제된다.

제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지된다. 이에 의해, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 있어서의 오존의 발생 및 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 있어서의 수소의 발생이 정지된다. 그 후, 소정 기간만큼 펌프 P는 계속해서 구동한다. 그 결과, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지된 상태에서, 원수가 제1 전해수 생성 장치(100A)에 보내진다. 이에 의해, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하고 있는 오존의 기포의 대부분은, 원수 중으로 흘러 나온 후, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 원수와 함께 대부분(거의 완전히) 배출된다. 또한, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하고 있는 수소의 기포의 대부분은, 원수 중으로 흘러 나온 후, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 원수와 함께 대부분(거의 완전히) 배출된다.

제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지되고 나서 소정 시간이 경과하면, 펌프 P는 정지한다. 이에 의해, 원수는, 제1 전해수 생성 장치(100A)로 보내지지 않게 된다. 따라서, 제1 전해수 생성 장치(100A)로부터 수산화물 이온(OH^-)이 거의 완전히 배출된다. 그 결과, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 내부의 원수의 알칼리성이 완화된다. 따라서, 제1 전해수 생성 장치(100A) 내의 스케일 발생이 억제된다.

그 후, 제어부 CD가 펌프 P를 구동하는 제어를 계속해서 실행하고 있는 상태에서, 제어부 CC가 유로 변경 기구 V를 전환하는 제어를 실행함으로써, 제1 전해수 생성 장치(100A)에 보내지고 있던 원수는, 제2 전해수 생성 장치(100B)에 보내와진다. 그 후, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 전압이 인가된다. 이에 의해, 제2 전해수 생성 장치(100B) 내에 있어서, 전해수가 생성된다. 본 실시 형태의 경우, 양이온 교환막(5)과 양극(1A)과의 계면의 근방에 있어서, 오존의 기포가 생성된다. 또한, 제2 전해수 생성 장치(100B) 내의 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 계면의 근방에 있어서, 수소가 발생한다. 오존의 기포 및 수소의 기포는, 원수에 용해된다. 그 결과, 전해수로서 오존수가 생성된다.

오존의 기포는, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되는 상태에서, 시간이 경과함에 따라서, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이의 불가피한 간극, 즉 물이 흐르지 않을 정도로 폐쇄된 간극에 체류한다. 또한, 불가피한 간극은, 도시할 수 없을 정도로 작다. 불가피한 간극에 체류한 오존의 기포는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 있어서, 절연물로서 기능한다. 그러나, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이의 불가피한 간극에 체류하는 오존은, 간극 C1을 흐르는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중으로 흡인되고, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 하류측의 제2 가지 유로(20B)로 흘러 나온다.

또한, 수소의 기포가, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되는 상태에서, 시간이 경과함에 따라서, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 불가피한 간극에 체류한다. 또한, 불가피한 간극은, 도시할 수 없을 정도로 작다. 불가피한 간극에 체류한 수소의 기포는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 있어서, 절연물로서 기능한다. 그러나, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 불가피한 간극에 체류하는 수소는, 간극 C2를 흐르는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중으로 흡인되고, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 하류측의 제2 가지 유로(20B)로 흘러 나온다.

또한, 상기한 경우, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 적층 구조(1)의 막 구멍(5TH), 음극 구멍(1CTH)(또는 연통 구멍(RTH)) 및 양극(1A)의 표면에 의해 구성되는 구멍부, 즉 슬릿 내에 있어서, 수산화물 이온 농도가 증가한다. 그 결과, 구멍부에 있어서, 수산화물 염(스케일)이 1차적으로 체류한다. 본 실시 형태에 있어서는, 음극 구멍(1CTH)의 내주면은, 고전기 저항 재료 R에 의해 덮여 있다. 그 때문에, 발생한 스케일은, 음극 구멍(1CTH)에 부착되지 않고, 전해수 중으로 혼입되고, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 하류측의 제2 가지 유로(20B)로 전해수와 함께 흘러 나온다.

제2 전해수 생성 장치(100B)에 원수가 보내지고 있는 경우에는, 제1 전해수 생성 장치(100A)에는, 원수가 보내지지 않는다. 그 때문에, 원수 중에 포함되는 금속 양이온이 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양이온 교환막(5)에 축적되는 것이 억제된다. 예를 들어, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양이온 교환막(5)의 수소 이온(H⁺)과 원수 중의 칼슘 이온(Ca²⁺)의 교환이 억제된다.

제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지된다. 이에 의해, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 있어서의 오존의 발생 및 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 있어서의 수소의 발생이 정지된다. 그 후, 소정 기간만 펌프 P는 계속해서 구동한다. 그 결과, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지된 상태에서, 원수가 제2 전해수 생성 장치(100B)로 보내진다. 이에 의해, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하고 있는 오존의 기포의 대부분은, 원수 중으로 흘러 나온 후, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 원수와 함께 대부분(거의 완전히) 배출된다. 또한, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하고 있는 수소의 기포의 대부분은, 원수 중으로 흘러 나온 후, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 원수와 함께 대부분(거의 완전히) 배출된다.

제2 전해수 생성 장치(100B)의 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지되고 나서 소정 시간이 경과하면, 펌프 P는 정지한다. 이에 의해, 원수는, 제2 전해수 생성 장치(100B)에 보내지지 않게 된다. 따라서, 제2 전해수 생성 장치(100B)로부터 수산화물 이온(OH^-)이 거의 완전히 배출된다. 그 결과, 제2 전해수 생성 장치(100B)의 내부의 원수의 알칼리성이 완화된다. 또한, 제2 전해수 생성 장치(100B) 내의 스케일의 발생이 억제된다.

그 후, 제어부 CD가 펌프 P를 구동하는 제어를 계속해서 실행하고 있는 상태에서, 제어부 CC가 유로 변경 기구 V를 전환하는 제어를 실행함으로써, 제2 전해수 생성 장치(100B)에 보내지고 있던 원수는, 제1 전해수 생성 장치(100A)로 보내진다. 그 후, 제1 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 전압이 다시 인가된다.

상기와 같은 본 실시 형태의 전해수 생성 시스템(1000)은, 통상의 물을 이용하지 않고, 살균용 오존수만을 이용하는 장소, 예를 들어 화장실의 변기의 세정수를 위해서 이용된다.

(실시 형태 2)

본 실시 형태의 전해수 생성 시스템(1000)은, 실시 형태 1의 전해수 생성 시스템(1000)과 거의 마찬가지이다. 이하, 본 실시 형태의 전해수 생성 시스템(1000)과 실시 형태 1의 전해수 생성 시스템(1000)이 다른 점을 주로 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 전해수 생성 장치(100A)는, 실시 형태 1의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)와 동일한 것으로 한다.

그러나, 본 실시 형태의 전해수 생성 장치(100A)는, 실시 형태 1의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)는 다른 것이어도 된다. 예를 들어, 전해수 생성 장치(100A)는, 백금제의 금속망으로 이루어지는 양극의 외측에 이온 교환막 및 금속망제의 음극이 각각 이 순서로 압접에 의해 감기거나, 또는 접착된 것이어도 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 전해수 생성 시스템(1000)은, 줄기 유로(15)와, 상류측의 제1 가지 유로(10A)와, 하류측의 제1 가지 유로(20A)와, 전해수 생성 장치(100A)와, 상류측의 제2 가지 유로(10B)와, 하류측의 제2 가지 유로(20B)와, 유로 변경 기구 V를 구비하고 있다.

유로 변경 기구 V는, 개폐 밸브 V1 및 개폐 밸브 V2를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 개폐 밸브 V1은, 상류측의 제1 가지 유로(10A)에 마련되어 있다(접속되어 있다). 개폐 밸브 V2는, 상류측의 제2 가지 유로(10B)에 마련되어 있다(접속되어 있다). 또한, 개폐 밸브 V1 및 개폐 밸브 V2 대신에 실시 형태 1의 유로 전환 밸브로서의 삼방 밸브가, 줄기 유로(15)와, 상류측의 제1 가지 유로(10A) 및 상류측의 제2 가지 유로(10B)의 각각의 분기부에 마련되어 있어도 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 줄기 유로(15)는, 펌프 P에 의해 송출된 원수를 받아들인다. 즉, 줄기 유로(15)에는, 펌프 P로부터 원수가 공급된다.

상류측의 제1 가지 유로(10A)는, 줄기 유로(15)로부터 분기되어 있다.

전해수 생성 장치(100A)는, 양극(1A)과, 음극(1C)과, 양극(1A) 및 음극(1C)의 사이에 마련된 양이온 교환막(5)을 포함하고 있다. 전해수 생성 장치(100A)는, 상류측의 제1 가지 유로(10A) 및 하류측의 제1 가지 유로(20A)에 접속되어 있다.

전해수 생성 장치(100A)는, 상류측의 제1 가지 유로(10A)를 흐르는 원수로부터 전해수를 생성하는 생성 상태 및 전해수를 생성하지 않는 비생성 상태 중 어느 것으로, 즉 생성 상태 및 비생성 상태의 사이에서 전환된다.

상류측의 제2 가지 유로(10B)는, 줄기 유로(15)로부터 분기하고, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수를 줄기 유로(15)의 하류로 유도한다. 개폐 밸브 V1, V2는, 제어부 C에 의해, 제1 상태 및 제2 상태 중 어느 한쪽으로 변화한다. 제1 상태는, 개폐 밸브 V1이 개방되며, 또한, 개폐 밸브 V2가 폐색되어 있는 상태이며, 원수가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제1 가지 유로(10A)로 유도되는 상태이다. 제2 상태는, 개폐 밸브 V1이 폐색되며, 또한, 개폐 밸브 V2가 개방되어 있는 상태이며, 원수가 줄기 유로(15)로부터 상류측의 제2 가지 유로(10B)로 유도되는 상태이다.

상기 구성에 의하면, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 양이온 교환막(5)에 원수가 공급되지 않도록, 개폐 밸브 V1, V2를 제2 상태로 전환할 수 있다. 즉, 제어부 C는, 개폐 밸브 V1을 폐쇄 상태로 하고, 개폐 밸브 V2를 개방 상태로 한다. 이에 의해, 전해수 생성 장치(100A) 내의 양이온 교환막(5)이, 원수 중에 포함되는 양이온을 도입해버리는 것을 억제할 수 있다.

그 때문에, 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하고 있을 때, 즉, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되었을 때, 양이온 교환막(5)에 도입된 양이온이 전해수로 방출되는 것이 억제된다. 그 결과, 양이온 교환막(5)으로부터 전해수로의 양이온의 방출에 기인한 스케일의 생성이 억제된다.

또한, 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 제2 가지 유로(20B)로부터 전해수가 아닌 물을 취출할 수 있다. 따라서, 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 스케일의 생성을 억제하면서, 전해수가 아닌 물, 예를 들어 오존수가 아닌 물을 이용할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 전해수 생성 시스템(1000)은, 정화 장치(200)를 구비하고 있다. 정화 장치(200)는, 상류측의 제2 가지 유로(10B)와 하류측의 제2 가지 유로(20B)의 사이에 접속되고, 상류측의 제2 가지 유로(10B)를 흐르는 원수를 정화수로서 제2 가지 유로(20B)의 하류로 유출시킨다. 즉, 정화 장치(200)는, 상류측의 제2 가지 유로(10B)를 흐르는 원수로부터 정화수를 생성한다. 그 때문에, 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 원수가 아니라, 정화수를 이용할 수 있다. 또한, 정화 장치(200)는 마련되어 있지 않아도 된다.

상기와 같은 본 실시 형태의 전해수 생성 시스템(1000)은, 가정의 부엌에서 이용하는 수돗물을 위해서 사용할 수 있다. 이 경우, 키친 싱크의 내면을 오존수로 살균 세정할 수 있는 한편, 오존을 포함하지 않는 수돗물을 식기 등의 세정에 이용할 수 있다.

(다른 예의 전해수 생성 시스템)

도 11에 도시된 바와 같이, 실시 형태 2의 다른 예의 전해수 생성 시스템(1000)은, 정화 장치(200)를 구비하고 있다. 정화 장치(200)는, 줄기 유로(15)에 접속되어 있다. 정화 장치(200)는, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수를 정화수로서 줄기 유로(15)의 하류로 유출시킨다. 즉, 정화 장치(200)는, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수로부터 정화수를 생성한다. 또한, 정화 장치(200)는 마련되어 있지 않아도 된다.

다른 예의 전해수 생성 시스템(1000)에 있어서는, 전해수 생성 장치(100A)는, 원수 대신에 정화수로 전해수를 생성한다. 그 때문에, 전해수 생성 장치(100A)의 내부에 이물이 들어갈 우려가 저감된다. 또한, 전해수 생성 장치(100A)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 원수가 아니라, 정화수를 이용할 수 있다.

도 12 및 도 13을 이용하여, 오존의 생성 효율을 비교한다. 도 12 및 도 13은, 오존을 생성하고 있는 총시간이 동일한 조건하에서, 하나의 전해수 생성 장치에 있어서 연속적으로 오존을 생성하는 경우와, 간헐적으로 오존을 생성하는 경우의 오존수의 생성 능력의 저하의 양태를 비교하기 위한 그래프이다. 연속적으로 오존수를 생성하는 것은, 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 연속적으로 전압이 인가되는 것을 의미한다. 간헐적으로 오존수를 생성하는 것은, 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 간헐적으로 전압이 인가되는 것을 의미한다.

도 12는, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때, 펌프 P가 ON의 상태이면서 또한 개폐 밸브 V1을 개방 상태로 한 경우의, 전해수 생성 장치(100A)에 있어서의 시간과 전압의 관계를 나타내고 있다. 또한, 도 12는, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때, 펌프 P가 OFF의 상태인 경우 또는 펌프 P가 ON의 상태이면서 또한 개폐 밸브 V1을 폐쇄 상태로 한 경우의, 전해수 생성 장치(100A)에 있어서의 시간과 전압의 관계도 나타내고 있다.

도 13은, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때, 펌프 P가 ON의 상태이면서 또한 개폐 밸브 V1을 개방 상태로 한 경우의, 전해수 생성 장치(100A)에 있어서의 시간과 오존의 생성량의 관계를 나타내고 있다. 또한, 도 13은, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때, 펌프 P가 OFF의 상태인 경우 또는 펌프 P가 ON의 상태이면서 또한 개폐 밸브 V1을 폐쇄 상태로 한 경우의, 전해수 생성 장치(100A)에 있어서의 시간과 오존의 생성량의 관계도 나타내고 있다.

또한, 도 12 및 도 13에 있어서, 「전극(1A, 1C)이 OFF일 때」란, 전해수 생성 장치(100A)의 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 의미한다. 「펌프 P가 ON의 상태」란, 펌프 P가 구동됨으로써, 줄기 유로(15)에 원수가 흐르고 있는 상태이다. 「개폐 밸브 V1이 개방 상태」란, 개폐 밸브 V1이 개방됨으로써, 전해수 생성 장치(100A)에 원수가 유입되고 있는 상태이다. 「개폐 밸브 V1이 폐쇄 상태」란, 개폐 밸브 V1이 폐쇄됨으로써, 전해수 생성 장치(100A)에 원수가 유입되지 않은 상태이다.

도 12에 있어서, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때 개폐 밸브 V1을 개방 상태로 한 경우, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때 개폐 밸브 V1을 폐쇄 상태로 한 경우와 비교하여, 더 짧은 시간에 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압이 증가한다. 환언하면, 도 12로부터, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 전해수 생성 장치(100A)로의 원수의 공급을 정지하면, 원하는 농도의 오존을 생성하기 위해서 필요한 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가하는 전압의 증가가 억제된다는 사실을 알 수 있다. 이것은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않을 때의 음극(1C)의 근방에 있어서의 스케일의 발생이 억제되기 때문이다.

도 13에 있어서, 전극(1A, 1C)이 OFF일 때에 개폐 밸브 V1을 개방 상태로 한 경우, 전극이 OFF일 때 개폐 밸브 V1을 폐쇄 상태로 한 경우와 비교하여, 더 짧은 시간에 전해수 생성 장치(100A)의 하류에서 얻어지는 오존의 농도가 저하된다. 환언하면, 도 13로부터, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 전해수 생성 장치(100A)에 원수의 공급을 정지하면, 오존의 농도 저하가 억제된다는 사실을 알 수 있다. 이것은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않을 때의 음극(1C)의 근방에 있어서의 스케일의 발생이 억제되기 때문이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 다른 예의 전해수 생성 장치(100A)의 양이온 교환막(5)은, 술폰산기(-SO₃H)를 갖고 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 양이온 교환막(5)은, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되지 않은 경우, 수중의 금속 양이온(Ca²⁺, Na⁺)을 받아들이고, 수소 이온(H⁺)을 물로 방출한다. 즉, 양이온이 치환된다.

도 15에 도시된 바와 같이, 다른 예의 제1 전해수 생성 장치(100A)에 있어서는, 양극(1A), 양이온 교환막(5), 및 음극(1C)은, 적층 구조가 아니라, 서로 이격되어 배치되어 있어도 된다. 또한, 양극(1A) 및 음극(1C)은, 평판 형상이 아니라, 메쉬 형상이어도 된다. 다른 예의 제1 전해수 생성 장치(100A)에 있어서, 오존의 발생은 없으며, 수소와 산소가 수중에 생성되어도 된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가된 직후에 있어서는, 양극(1A)의 근방에 있어서, 물(H₂O)이 수산기(OH^-)와 수소 이온(H⁺)으로 분해된다. 그 결과, 양이온 교환막(5)은, 수소 이온(H⁺)을 도입하고, 수중에 금속 양이온(Ca²⁺, Na⁺)을 방출한다. 또한, 음극(1C)의 근방에 있어서, 수소(H₂)가 발생한다. 그 때문에, 도 16에 도시된 상태에서는, 수중의 금속 양이온(Ca²⁺, Na⁺)의 농도가 증가하여, 물의 pH가 상승한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가된 상태가 계속되면, 수중으로의 금속 양이온(Ca₂+, Na⁺)의 방출은 정지한다. 도 17에 도시된 상태에서는, 수중의 금속 양이온(Ca₂+, Na⁺)의 농도가 저하되고, 물의 pH가 저하된다.

도 14 내지 도 17에 도시된 다른 예의 전해수 생성 장치(100A)를 사용하는 경우에 있어서도, 실시 형태 1의 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)와 마찬가지로, 스케일의 발생이 억제된다. 구체적으로는, 전술한 본 실시 형태 1과 마찬가지로, 흐르고 있는 물에 포함되는 양이온 교환막(5)의 금속 양이온(Ca²⁺, Na⁺)의 도입에 기인한 스케일의 발생이 억제된다.

이하, 실시 형태의 전해수 생성 장치(100A, 100B) 및 전해수 생성 시스템(1000)의 특징적 구성 및 그것에 의해 얻어지는 효과를 설명한다.

(1) 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 양극(1A)과, 음극(1C)과, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에, 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막(5)을 구비한다. 양이온 교환막(5)과 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극 C1, C2가 존재한다.

이것에 의하면, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 존재하는 오존, 및 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 존재하는 수소의 적어도 한쪽이, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 간극 C1, 및 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 간극 C2의 적어도 한쪽을 통과하는 물의 흐름에 기인한 사이펀 작용에 의해, 수중에 자연스럽게 혼입된다. 그 때문에, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것, 및 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것 중 적어도 한쪽이 억제된다. 그 결과, 전해수의 생성을 위해서 필요한 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 증가가 억제된다.

(2) 간극 C1, C2는, 양이온 교환막(5)의 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽에 대향하는 면, 그리고, 양극(1A) 및 음극(1C)의 적어도 한쪽의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면의 적어도 한쪽에 형성된 홈 또는 절결을 포함하고 있어도 된다.

이것에 의하면, 간극 C1, C2를 용이하게 형성할 수 있다.

(3) 전해수 생성 장치(100A, 100B)에 있어서, 양이온 교환막(5)은, 양극(1A) 및 음극(1C)에 접촉하도록 마련된다. 양이온 교환막(5)에는, 양극(1A)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면이 노출되도록 양이온 교환막(5)을 관통하는 막 구멍(5TH)이 마련되어 있다. 음극(1C)에는, 막 구멍(5TH)에 연통되도록 음극(1C)을 관통하는 음극 구멍(1CTH)이 마련되어 있다. 음극(1C)의 음극 구멍(1CTH)에는, 음극(1C)의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료 R이 마련되어 있다.

상기 구성에 의하면, 음극 구멍(1CTH)의 내주면이 수중에 포함되는 양이온을 가까이 끌어 당기는 힘이 약해진다. 그것에 의해, 음극 구멍(1CTH) 내에 양이온이 체류하는 것이 억제된다. 그 때문에, 음극 구멍(1CTH)의 내주면에 체류한 양이온과 수중에 포함되는 음이온의 결합이 억제된다. 그 결과, 양이온과 음이온의 결합에 기인한 스케일의 발생이 억제된다. 따라서, 음극 구멍(1CTH) 내에서 스케일이 체류하는 것에 기인한 전해수의 생성 능력의 저하가 억제된다.

(4) 간극 C1, C2는, 양이온 교환막(5)의 일단으로부터 양이온 교환막(5)의 타단으로 물이 흐르는 경로이다.

이것에 의하면, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것, 및 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것의 적어도 한쪽이 억제된다. 그 결과, 전해수 생성을 위해서 필요한 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압의 증가가 억제된다.

(5) 고전기 저항 재료 R은, 음극 구멍(1CTH)에 도포된 코팅 재료여도 된다.

이것에 의하면, 음극 구멍(1CTH)으로의 고전기 저항 재료 R의 부착이 용이하게 행해진다.

(6) 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 양극(1A), 양극(1A)에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막(5), 양이온 교환막(5)에 접촉하도록 마련되고, 프레임 형상을 갖는 음극(1C), 및 프레임 형상의 내주면에 접촉하도록 프레임 형상의 내주에 마련되고, 음극(1C)의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료 R을 구비한다. 양이온 교환막(5)에는, 양극(1A)의 양이온 교환막(5)에 대향하는 면이 노출되도록 양이온 교환막(5)을 관통하는 막 구멍(5TH)이 마련되어 있다. 고전기 저항 재료 R에는, 막 구멍(5TH)에 연통되도록 고전기 저항 재료 R을 관통하는 연통 구멍(RTH)이 마련되어 있다.

이것에 의하면, 연통 구멍(RTH) 내에서 스케일이 체류하는 것에 기인한 전해수 생성 능력의 저하가 억제된다.

(7) 음극(1C)은, 스테인리스 재료로 구성되고, 고전기 저항 재료 R은, 불소 수지 재료로 구성되어 있어도 된다.

이것에 의하면, 음극(1C)과 코팅 재료와의 부착 강도의 값 및 필요한 전기 저항의 값 양쪽이 원하는 크기로 설정된다.

(8) 전해수 생성 시스템(1000)은, 전술한 (1) 내지 (7) 중 어느 것에 기재된 전해수 생성 장치(100A, 100B)와, 전해수 생성 장치(100A, 100B)를 제어하는 제어부 CA, CB, CC, CD를 구비하고 있다. 제어부 CA, CB, CC, CD는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 간헐적으로 인가한다.

이것에 의하면, 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지되고 있는 동안에, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하고 있는 오존이 전해수 생성 장치(100A, 100B)에 공급된 수중으로 흘러 나간다. 그 때문에, 오존이 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 것이 억제된다. 또한, 양극(1A)과 음극(1C) 사이의 전압의 인가가 정지되고 있는 동안에, 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하고 있는 수소가 전해수 생성 장치(100A, 100B)에 공급된 수중으로 흘러 나간다. 그 때문에, 수소가 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 것이 억제된다.

(9) 전해수 생성 시스템(1000)은, 전해수 생성 장치(100A, 100B)에 물을 공급하는 유로(15, 10A, 10B)를 구비하고 있어도 된다. 전해수 생성 시스템(1000)은, 유로(15, 10A, 10B)에 물을 공급하는 펌프 P와, 유로(15, 10A, 10B)로부터 전해수 생성 장치(100A, 100B)로 물을 간헐적으로 공급하도록 전환되는 유로 변경 기구 V를 구비하고 있어도 된다. 제어부 CA, CB, CC, CD는, 펌프 P 및 유로 변경 기구 V를 제어한다. 그것에 의해, 전압을 인가하고 있지 않는 기간에 있어서도, 유로(15, 10A, 10B)로부터 전해수 생성 장치(100A, 100B)로 물이 공급된다.

이것에 의하면, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 체류하는 오존 및 양이온 교환막(5)과 음극(1C)의 사이에 체류하는 수소의 대부분을 전해수 생성 장치(100A, 100B)로부터 하류의 유로(20A, 20B)로 흘릴 수 있다.

(10) 전해수 생성 시스템(1000)은, 원수가 공급되는 줄기 유로(15)와, 줄기 유로(15)로부터 분기한 제1 가지 유로(10A, 20A)와, 줄기 유로(15)로부터 분기하고, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수를 줄기 유로(15)의 하류로 공급하는 제2 가지 유로(10B, 20B)를 포함하고 있다.

전해수 생성 시스템(1000)은, 전해수 생성 장치(100A, 100B)를 포함하고 있다. 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 양극(1A), 음극(1C), 및 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 마련된 양이온 교환막(5)을 포함하고 있다. 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 제1 가지 유로(10A, 20A)에 접속되고, 제1 가지 유로(10A, 20A)를 흐르는 원수로부터 제1 전해수를 생성하는 제1 생성 상태, 및 제1 전해수를 생성하지 않는 제1 비생성 상태의 사이에서 전환된다.

유로 변경 기구 V, V1, V2는, 줄기 유로(15)로부터 제1 가지 유로(10A, 20A)로 원수를 공급하는 제1 상태 및 줄기 유로(15)로부터 제2 가지 유로(10B, 20B)로 원수를 공급하는 제2 상태의 사이에서 전환된다.

상기 구성에 의하면, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 양이온 교환막(5)에 원수가 공급되지 않도록, 유로 변경 기구 V, V1, V2를 제2 상태로 전환할 수 있다. 그것에 의해, 양이온 교환막(5)이 원수 중에 포함되는 양이온을 도입해버리는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 전해수 생성 장치(100A, 100B)가 전해수를 생성하고 있을 때, 즉, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되었을 때, 양이온 교환막(5)에 도입된 양이온이 전해수로 방출되는 것이 억제된다. 그 결과, 양이온 교환막(5)으로부터 전해수로의 양이온의 방출에 기인한 스케일의 생성이 억제된다. 또한, 전해수 생성 장치(100A, 100B)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 제2 가지 유로(10B)로부터 전해수가 아닌 물을 취출할 수 있다. 따라서, 전해수 생성 장치(100A, 100B)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 스케일의 생성을 억제하면서, 전해수가 아닌 물을 사용할 수 있다.

(11) 전해수 생성 시스템(1000)은, 전해수 생성 장치(100A, 100B)를 제어하는 제어부 CA, CB, CC, CD를 더 구비하고 있어도 된다. 제어부 CA, CB, CC, CD는, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압을 간헐적으로 인가함으로써, 전해수 생성 장치(100A, 100B)를 비생성 상태로부터 생성 상태로 전환하도록 제어한다.

상기 구성에 의하면, 전해수 생성 장치가 전해수를 생성하는 생성 상태로 전환됨으로써, 전해수를 생성할 수 있다.

(12) 전해수 생성 시스템(1000)에 있어서, 양극(1A)은, 제1 양극(1A)이다. 음극(1C)은, 제1 음극(1C)이다. 양이온 교환막(5)은, 제1 양이온 교환막(5)이다. 생성 상태는, 제1 생성 상태이다. 비생성 상태는, 제1 비생성 상태이다. 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 제1 전해수 생성 장치(100A)이다.

전해수 생성 시스템(1000)은, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 포함하고 있다. 전해수 생성 장치(100B)는, 제2 양극(1A), 제2 음극(1C), 및 제2 양극(1A)과 제2 음극(1C)의 사이에 마련된 제2 양이온 교환막(5)을 포함하고 있다. 제2 전해수 생성 장치(100B)는, 제2 가지 유로(10B, 20B)에 접속되고, 제2 가지 유로(10B, 20B)를 흐르는 원수로부터 제2 전해수를 생성하는 제2 생성 상태, 및 제2 전해수를 생성하지 않는 제2 비생성 상태의 사이에서 전환된다.

상기한 전해수 생성 장치(100A)가 연속적으로 계속해서 이용되면, 양극(1A)과 양이온 교환막(5)의 사이에 있어서, 다수의 오존의 기포가 체류하고, 또한, 음극(1C)과 양이온 교환막(5)의 사이에 있어서, 다수의 수소의 기포가 체류한다. 체류한 오존의 기포 및 수소의 기포는, 국소적인 절연부를 형성한다. 그 때문에, 원수의 전기 분해 능력이 저하된다. 즉, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 인가되는 전압이 증가한다. 또한, 물의 pH의 증가에 기인한 스케일의 음극(1C)으로의 부착이 발생한다. 그 결과, 전해수의 생성 능력이 저하된다. 그 때문에, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각을 연속적으로 이용하는 시간을 짧게 하거나, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각의 연속한 이용을 단념하지 않을 수 없다. 그러나, 상기 구성에 의하면, 전해수를 생성하는 전해수 생성 장치와 전해수를 생성하지 않는 전해수 생성 장치가 각각 이용되는 기간이 분할되도록 전환됨으로써, 제1 전해수 생성 장치(100A) 및 제2 전해수 생성 장치(100B)의 각각이 이용되는 기간이 짧아진다. 한편, 전해수가 연속적으로 생성된다. 그 결과, 전해수의 생성 능력이 향상된다.

(13) 전해수 생성 시스템(1000)은, 제1 전해수 생성 장치(100A), 제2 전해수 생성 장치(100B), 및 유로 변경 기구 V를 제어하는 제어부 CA, CB, CC, CD를 더 구비하고 있어도 된다. 제어부 CA, CB, CC, CD는, 유로 변경 기구 V를 제2 상태로부터 제1 상태로 전환하도록 제어한 경우에는, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제2 생성 상태로부터 제2 비생성 상태로 전환하도록 제어하고, 또한, 유로 변경 기구 V를 제2 상태로부터 제1 상태로 전환하도록 제어하고 있는 기간에 있어서, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제1 비생성 상태로부터 제1 생성 상태로 전환하도록 제어한다. 또한, 제어부 CA, CB, CC, CD는, 유로 변경 기구 V를 제1 상태로부터 제2 상태로 전환하도록 제어한 경우에는, 제1 전해수 생성 장치(100A)를 제1 생성 상태로부터 제1 비생성 상태로 전환하도록 제어하고, 또한, 유로 변경 기구 V를 제1 상태로부터 제2 상태로 전환하도록 제어하고 있는 기간에 있어서, 제2 전해수 생성 장치(100B)를 제2 비생성 상태로부터 제2 생성 상태로 전환하도록 제어한다.

상기 구성에 의하면, 제어부 CA, CB에 의해, 자동적으로 스케일의 생성이 억제된다.

(14) 전해수 생성 시스템(1000)은, 제2 가지 유로(10B, 20B)에 접속되고, 제2 가지 유로(10B, 20B)를 흐르는 원수로부터 정화수를 생성하고, 생성된 정화수를 제2 가지 유로(10B, 20B)의 하류로 공급하는 정화 장치(200)를 더 구비한다.

이것에 의하면, 전해수 생성 장치(100A, 100B)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 원수가 아니라, 정화수를 사용할 수 있다.

(15) 전해수 생성 시스템(1000)은, 줄기 유로(15)에 접속되고, 줄기 유로(15)를 흐르는 원수로부터 정화수를 생성하고, 생성된 정화수를 줄기 유로(15)의 하류로 공급하는 정화 장치(200)를 더 구비한다.

이 경우, 전해수 생성 장치(100A, 100B)는, 정화수로부터 전해수를 생성한다. 이것에 의하면, 정화수로부터 전해수를 생성하기 위해서, 전해수 생성 장치(100A, 100B)의 내부에 이물이 들어갈 우려가 저감된다. 또한, 전해수 생성 장치(100A, 100B)가 전해수를 생성하고 있지 않을 때, 원수가 아니라, 정화수를 사용할 수 있다.

(16) 유로 변경 기구 V, V1, V2는, 제1 가지 유로(10A, 20A)에 접속되는 제1 개폐 밸브 V1과, 제2 가지 유로(10B, 20B)에 접속되는 제2 개폐 밸브 V2를 갖는다. 제1 상태에 있어서, 제1 개폐 밸브 V1은 개방되고, 제2 개폐 밸브 V2는 폐색된다. 제2 상태에 있어서, 제1 개폐 밸브 V1은 폐색되고, 제2 개폐 밸브 V2는 개방된다.

상기 구성에 의하면, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 양이온 교환막(5)에 원수가 공급되지 않도록, 제1 개폐 밸브 V1 및 제2 개폐 밸브 V2의 상태를 전환할 수 있다. 그것에 의해, 양이온 교환막(5)이 원수 중에 포함되는 양이온을 도입해버리는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 양극(1A)과 음극(1C)의 사이에 전압이 인가되었을 때, 양이온 교환막(5)에 도입된 양이온이 전해수로 방출되는 것이 억제된다. 그 결과, 양이온 교환막(5)으로부터 전해수로의 양이온의 방출에 기인한 스케일의 생성이 억제된다.

1A: 양극(제1 양극, 제2 양극, 전극)
1C: 음극(제1 음극, 제2 음극, 전극)
1CTH: 음극 구멍
1S: 급전체
1SA, 1SC: 샤프트 설치편
5: 양이온 교환막
5TH: 막 구멍
10A: 상류측의 제1 가지 유로(유로)
10B: 상류측의 제2 가지 유로(유로)
15: 줄기 유로(유로)
20A: 하류측의 제1 가지 유로(유로)
20B: 하류측의 제2 가지 유로(유로)
100A: 제1 전해수 생성 장치(전해수 생성 장치)
100B: 제2 전해수 생성 장치
101: 하우징
102: 전극 케이스
103: 전극 케이스 덮개
104, 105: 관통 구멍
106, 107: 급전용 샤프트
200: 정화 장치
1000: 전해수 생성 시스템
AC: 교류 전력
C1, C2: 간극(홈 또는 절결)
C, CA, CB, CC, CD: 제어부
I: 입력부
M: 메모리
P: 펌프
PR: 프로세서
r: 저항기
R: 고전기 저항 재료
RTH: 연통 구멍
S: 센서
V: 유로 변경 기구
V1, V2: 개폐 밸브(유로 변경 기구)

Claims

양극과,
음극과,
상기 양극과 상기 음극의 사이에, 상기 양극 및 상기 음극의 적어도 한쪽에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막
을 구비하고,
상기 양이온 교환막과 상기 양극 및 상기 음극의 상기 적어도 한쪽의 사이에, 물의 흐름이 발생하는 간극이 존재하는, 전해수 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 간극은, 상기 양이온 교환막의 상기 양극 및 상기 음극의 상기 적어도 한쪽에 대향하는 면, 그리고, 상기 양극 및 상기 음극의 상기 적어도 한쪽의 상기 양이온 교환막에 대향하는 면의 적어도 한쪽에 형성된 홈 또는 절결인, 전해수 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 양이온 교환막은, 상기 양극 및 상기 음극에 접촉하도록 마련되고,
상기 양이온 교환막에는, 상기 양극의 상기 양이온 교환막에 대향하는 면이 노출되도록 상기 양이온 교환막을 관통하는 막 구멍이 마련되고,
상기 음극에는, 상기 막 구멍에 연통되도록 상기 음극을 관통하는 음극 구멍이 마련되고,
상기 음극의 상기 음극 구멍에는, 상기 음극의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료가 마련되어 있는, 전해수 생성 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간극은, 상기 양이온 교환막의 일단으로부터 상기 양이온 교환막의 타단으로 물이 흐르는 경로인, 전해수 생성 장치.
제3항에 있어서,
상기 고전기 저항 재료는, 상기 음극 구멍에 도포된 코팅 재료인, 전해수 생성 장치.
양극과,
상기 양극에 접촉하도록 마련된 양이온 교환막을 구비하며, 상기 양이온 교환막에는, 상기 양극의 양이온 교환막에 대향하는 면이 노출되도록 상기 양이온 교환막을 관통하는 막 구멍이 마련되고,
상기 양이온 교환막에 접촉하도록 마련되고, 프레임 형상을 갖는 음극, 및
상기 프레임 형상의 내주면에 접촉하도록 상기 프레임 형상의 내주에 마련되고, 상기 음극의 전기 저항값보다도 높은 전기 저항값을 갖는 고전기 저항 재료를 구비하고, 상기 고전기 저항 재료에는, 상기 막 구멍에 연통되도록 상기 고전기 저항 재료를 관통하는 연통 구멍이 마련되는, 전해수 생성 장치.
제3항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극은, 스테인리스 재료로 구성되고,
상기 고전기 저항 재료는, 불소 수지 재료로 구성된, 전해수 생성 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 전해수 생성 장치와,
상기 전해수 생성 장치를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 양극과 상기 음극의 사이에 전압을 간헐적으로 인가하는, 전해수 생성 시스템.
제8항에 있어서,
상기 전해수 생성 장치로 상기 물을 공급하는 유로와,
상기 유로로 상기 물을 공급하는 펌프와,
상기 유로로부터 상기 전해수 생성 장치로 상기 물을 간헐적으로 공급하도록 전환되는 유로 변경 기구
를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 전압을 인가하고 있지 않은 기간에 있어서도, 상기 유로로부터 상기 전해수 생성 장치로 상기 물을 공급하도록 상기 펌프 및 상기 유로 변경 기구를 제어하는, 전해수 생성 시스템.
물이 공급되는 줄기 유로와,
상기 줄기 유로로부터 분기한 제1 가지 유로와,
양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 마련된 양이온 교환막을 포함하고, 상기 제1 가지 유로에 접속되고, 상기 제1 가지 유로를 흐르는 상기 물로부터 전해수를 생성하는 생성 상태, 및 상기 전해수를 생성하지 않는 비생성 상태의 사이에서 전환되는 전해수 생성 장치와,
상기 줄기 유로로부터 분기하고, 상기 줄기 유로를 흐르는 상기 물을 상기 줄기 유로의 하류로 공급하는 제2 가지 유로와,
상기 줄기 유로로부터 상기 제1 가지 유로로 상기 물을 공급하는 제1 상태, 및 상기 줄기 유로로부터 상기 제2 가지 유로로 상기 물을 공급하는 제2 상태의 사이에서 전환되는 유로 변경 기구를 구비한, 전해수 생성 시스템.
제10항에 있어서,
상기 전해수 생성 장치를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 양극과 상기 음극의 사이에 전압을 간헐적으로 인가함으로써, 상기 전해수 생성 장치를 상기 비생성 상태로부터 상기 생성 상태로 전환하도록 제어하는, 전해수 생성 시스템.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 양극은 제1 양극이며,
상기 음극은 제1 음극이며,
상기 양이온 교환막은 제1 양이온 교환막이며,
상기 생성 상태는 제1 생성 상태이며,
상기 비생성 상태는 제1 비생성 상태이며,
상기 전해수 생성 장치는 제1 전해수 생성 장치이며,
제2 양극, 제2 음극, 및 상기 제2 양극과 상기 제2 음극의 사이에 마련된 제2 양이온 교환막을 포함하고, 상기 제2 가지 유로에 접속되고, 상기 제2 가지 유로를 흐르는 상기 물로부터 제2 전해수를 생성하는 제2 생성 상태, 및 상기 제2 전해수를 생성하지 않는 제2 비생성 상태의 사이에서 전환되는 제2 전해수 생성 장치를 더 구비하는, 전해수 생성 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제1 전해수 생성 장치, 상기 제2 전해수 생성 장치, 및 상기 유로 변경 기구를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 유로 변경 기구를 상기 제2 상태로부터 상기 제1 상태로 전환하도록 제어한 경우에는, 상기 제2 전해수 생성 장치를 상기 제2 생성 상태로부터 상기 제2 비생성 상태로 전환하도록 제어하고, 또한, 상기 유로 변경 기구를 상기 제2 상태로부터 상기 제1 상태로 전환하도록 제어하고 있는 기간에 있어서, 상기 제1 전해수 생성 장치를 상기 제1 비생성 상태로부터 상기 제1 생성 상태로 전환하도록 제어하고,
상기 유로 변경 기구를 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 전환하도록 제어한 경우에는, 상기 제1 전해수 생성 장치를 상기 제1 생성 상태로부터 상기 제1 비생성 상태로 전환하도록 제어하고, 또한, 상기 유로 변경 기구를 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 전환하도록 제어하고 있는 기간에 있어서, 상기 제2 전해수 생성 장치를 상기 제2 비생성 상태로부터 상기 제2 생성 상태로 전환하도록 제어하는, 전해수 생성 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제2 가지 유로에 접속되고, 상기 제2 가지 유로를 흐르는 상기 물로부터 정화수를 생성하고, 생성된 상기 정화수를 상기 제2 가지 유로의 하류로 공급하는 정화 장치를 더 구비한, 전해수 생성 시스템.
제10항에 있어서,
상기 줄기 유로에 접속되고, 상기 줄기 유로를 흐르는 상기 물로부터 정화수를 생성하고, 생성된 상기 정화수를 상기 줄기 유로의 하류로 공급하는 정화 장치를 더 구비하고,
상기 전해수 생성 장치는, 상기 정화수를 상기 물로 하여, 상기 정화수로부터 상기 전해수를 생성하는, 전해수 생성 시스템.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로 변경 기구는, 상기 제1 가지 유로에 접속되는 제1 개폐 밸브와, 상기 제2 가지 유로에 접속되는 제2 개폐 밸브를 갖고,
상기 제1 상태에 있어서, 상기 제1 개폐 밸브는 개방되고, 상기 제2 개폐 밸브는 폐색되며,
상기 제2 상태에 있어서, 상기 제1 개폐 밸브는 폐색되고, 상기 제2 개폐 밸브는 개방되는, 전해수 생성 시스템.