TW201736279A - 電解水製造裝置及電解水製造方法 - Google Patents

Abstract

提供不使用離子交換膜即可生成經調整pH的電解水，且可達成製造成本低減的電解水製造裝置及電解水製造方法。間隔壁具有複數通水孔，將無隔膜電解槽的內部區隔成第1室及第2室。第1電極及第2電極被配置在第1室的內部。第3電極被配置在第2室的內部。第1流入口及第1流出口與第1室相連通。第2流入口及第2流出口與第2室相連通。電源部在第1電極與第2電極與第3電極之間選擇性地施加直流電流。

Description

電解水製造裝置及電解水製造方法

本發明係關於電解水製造裝置及電解水製造方法。

以習知之電解水製造裝置而言，已揭示將電解槽內以離子交換膜進行區劃，在1對隔室的其中一方彼此相對向配置2枚電極而構成第1電極室，且在另一方配置其他電極而構成第2電極室，同時進行：被電解水在第1電極室內的電解、及在第1電極室與第2電極室間的電透析者(參照例如專利文獻1)。

專利文獻1所記載之電解水製造裝置並不需要控制閥、控制裝置、及麻煩的控制方法，在電解時，可在其中一方電極室內生成pH3~7的弱酸性~中性的生成水。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3802580號公報

但是，在專利文獻1所記載之電解水製造裝置中，由於一般使用昂貴的離子交換膜，因此有製造成本變大的課題。

本發明係著重在如上所示之課題而完成者，目的在提供不使用離子交換膜即可生成經調整pH的電解水，且可達成製造成本低減的電解水製造裝置及電解水製造方法。

為達成上述目的，本發明之電解水製造裝置之特徵為：具有：無隔膜電解槽；具有複數通水孔且將前述無隔膜電解槽的內部區隔成第1室及第2室的間隔壁；被配置在前述第1室的內部的第1電極及第2電極；被配置在前述第2室的內部的第3電極；與前述第1室相連通的第1流入口及第1流出口；與前述第2室相連通的第2流入口及第2流出口；及在前述第1電極與前述第2電極與前述第3電極之間選擇性地施加直流電流的電源部。

在本發明之電解水製造裝置中，一邊將食鹽水由第1流入口通過第1室而流至第1流出口，一邊藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第2電極作為陽極的方式施加直流電流，藉此生成次氯酸鈉，可由第1流出口 獲得鹼性水。或者，一邊將食鹽水由第1流入口通過第1室而流至第1流出口，並且由第2流入口通過第2室而流至第2流出口，一邊藉由電源部，以將第1電極及第3電極作為陰極且將第2電極作為陽極的方式施加直流電流，藉此生成次氯酸鈉與次氯酸的混合物，可由第1流出口獲得弱酸性水。此外，同樣地，一邊流通食鹽水，一邊藉由電源部，以將第1電極及第2電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流，藉此生成次氯酸，可由第1流出口獲得酸性水。此外，同樣地，一邊流通食鹽水，一邊藉由電源部，以將第1電極及第2電極作為陰極且將第3電極作為陽極的方式施加直流電流，藉此生成氫氧化鈉，可由第1流出口獲得鹼性水。

將無隔膜電解槽的內部區隔為2個的間隔壁係具有複數通水孔，因此藉由電解所生成的離子係可通過間隔壁，且可得經調整pH的電解水。在間隔壁使用具有複數通水孔者，藉此與以離子交換膜進行區隔的情形相比，可達成製造成本減低。

電源部係可由被電性連接在前述第1電極與前述第2電極與前述第3電極的2個定電流電源所構成，亦可由透過2個H橋式電路而被電性連接在前述第1電極與前述第2電極與前述第3電極的1個定電流電源所構成。第1流入口及第2流入口係可上游為共通，亦可為個別。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述 電源部係具有：定電流電源；及與前述定電流電源作電性連接，且可在前述第1電極與前述第2電極之間、前述第1電極及前述第2電極的其中一方或雙方與前述第3電極之間、或前述第1電極及前述第3電極與前述第2電極之間，控制各自的電流量而施加直流電流的電源控制手段。

此時，藉由控制在第1電極與第2電極與第3電極之間被施加的直流電流的電流量，可將由第1流出口所得之電解水的pH調整為任意pH。

電源控制手段亦可具有2個H橋式電路。

本發明之電解水製造裝置較佳為在前述第2流入口及前述第2流出口分別具有互為相同流量的第1泵及第2泵。

此時，第2流入口的流量與第2流出口的流量相同，因此可抑制第1室之電解水與第2室之電解水通過間隔壁而相混合，且可抑制pH調整功能降低。其中，在第1流入口或第1流出口亦可具有泵或調節器。

此外，此時，通水孔亦可設成可在前述第1室與前述第2室之間互相通水。尤其，較佳為前述通水孔係口徑為0.5mm以上5mm以下。此時，製造廉價且容易，藉由電解所生成的離子係一邊通過間隔壁，一邊可儘可能抑制第1室之電解水與第2室之電解水通過間隔壁而相混合。通水孔的口徑係比專利文獻1所記載之離子交換膜的孔徑(一般為數μm以下)大100~1000倍左右，因此不易發生破損或阻塞，可長期間使用。此外，為抑制第 2室的內部因第1室的間隔壁附近的水流而混亂、或第1室的內部因第2室的間隔壁附近的水流而混亂的情形，較佳為前述通水孔係具有小於前述間隔壁的厚度的口徑。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述第1電極及前述第2電極係形成板狀，分別由複數構成，沿著由前述第1流入口朝向前述第1流出口的方向，隔著預定的間隔互相並行且交替配置，前述第3電極係形成板狀，沿著由前述第2流入口朝向前述第2流出口的方向作配置。

此時，即使縮小板狀的各第1電極及各第2電極的一枚一枚，亦可確保較大的電極面積，可達成裝置小型化。藉由板狀的各第1電極及各第2電極，可將第1室的內部的水流，以由第1流入口朝向第1流出口的方向齊整。此外，藉由板狀之第3電極，可將第2室的內部的水流，以由第2流入口朝向第2流出口的方向齊整。

此外，此時，較佳為前述第3電極係以其表面相對各第1電極及各第2電極的表面形成垂直的方式作配置。此時，由於在各第1電極與第3電極之間、及各第2電極與第3電極之間並沒有遮蔽者，因此無須使用開孔電極等特殊形狀的電極作為各第1電極或各第2電極，即可促進各第1電極與第3電極之間的反應、及各第2電極與第3電極之間的反應。

此外，此時，為了更進一步使第1室的內部的水流齊整，亦可在前述第1室的內部之比各第1電極及 各第2電極較為前述第1流入口側的空間、及比各第1電極及各第2電極較為前述第1流出口側的空間，具有沿著由前述第1流入口朝向前述第1流出口的方向而設的整流板。

若各第1電極、各第2電極及第3電極由板狀構成時，較佳為前述電源部係設成可由對各第1電極及各第2電極分別由前述第1流入口側的端部施加直流電流，且可對前述第3電極由前述第2流入口側的端部施加直流電流。

此時，可由各第1電極及各第2電極的各個第1流入口側的端部至第1流出口側的端部為止，以食鹽水流通之間之儘可能大範圍促進反應。此外，可由第3電極之第2流入口側的端部至第2流出口側的端部為止，以食鹽水流通之間之儘可能大範圍促進反應。

此外，此時，較佳為前述電源部係具有：貫穿各第1電極及各第2電極的前述第1流入口側的端部，並且在各第1電極及各第2電極之間隔著間隙作配置的2個導電性的導電棒；以將其中一方導電棒及各第1電極分別作電性連接且將另一方導電棒及各第2電極分別作電性連接的方式而設的複數導電體；及分別設在前述其中一方導電棒與各第2電極之間及前述另一方導電棒與各第1電極之間的複數絕緣體，可由各導電棒通過各導電體而對各第1電極及各第2電極選擇性施加直流電流。此時，可輕易製造具有板狀的複數第1電極及複數第2電極的構成。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述第1室及前述第2室係分別以前述第1流入口及前述第2流入口成為下方、前述第1流出口及第2流出口成為上方的方式，以水平方向排列配置，前述間隔壁係以沿著上下方向的方式作配置。此時，可將藉由電解而在第1室或第2室發生的氣泡，沿著水流由上方之第1流出口或第2流出口迅速排出，可抑制電解效率因氣泡而降低的情形。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述電源控制電路係具有選擇性切換以下構成的構成：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以將前述第1電極及前述第3電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以將前述第1電極及前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成；及以將前述第1電極及前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的構成。

此時，一邊將食鹽水由第1流入口通過第1室而流至第1流出口，一邊藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第2電極作為陽極的方式施加直流電流而可由第1流出口獲得鹼性水。此外，藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第2電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同一流量的液體而可由第1流出口獲得弱酸性水。此外，藉由電源部，以將第1電極及第 2電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同一流量的液體而可由第1流出口獲得酸性水。此外，藉由電源部，以將第1電極及第2電極作為陰極且將第3電極作為陽極的方式施加直流電流，並且藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同一流量的液體而可由第1流出口獲得鹼性水。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述電源控制電路係具有以分時切換前述電源部與前述第1電極、前述第2電極及前述第3電極之間的電性連接的構成。

此時，藉由以分時切換電源部與各電極的電性連接，調整電流量，藉此可調整pH。藉由切換，若著重在1個電極，電流會呈斷續，但是以離子移動比切換時間為更慢的方式迅速進行切換，藉此化學反應係視為連續，因此可得電解水。

在本發明之電解水製造裝置中，較佳為前述電源控制電路係具有選擇性切換以下構成的構成：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方 式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的構成的構成。

此時，一邊將食鹽水由第1流入口通過第1室而流至第1流出口，一邊藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第2電極作為陽極的方式施加直流電流而可由第1流出口獲得鹼性水。此外，以分時切換：藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第2電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將第2電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同一流量的液體而可由第1流出口獲得弱酸性水。此外，以分時切換：藉由電源部，以將第1電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序、與以將第2電極作為陽極且將第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同一流量的液體而可由第1流出口獲得酸性水。此外，以分時切換：藉由電源部，以將第1電極作為陰極且將第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將第2電極作為陰極且將第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序，藉由第1泵及第2泵，對第2流入口及第2流出口流通同 一流量的液體而可由第1流出口獲得鹼性水。

本發明之電解水製造方法之特徵為：使用前述電解水製造裝置，選擇性地進行：一邊將食鹽水由前述第1流入口通過前述第1室而流至前述第1流出口，一邊藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流而由前述第1流出口獲得鹼性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極、將前述第2電極作為陽極、且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得弱酸性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極及前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得酸性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極及前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得鹼性水。

其他本發明之電解水製造方法之特徵為：使用前述電解水製造裝置，選擇性地進行：一邊將食鹽水由前述第1流入口通過前述第1室而流至前述第1流出口，一邊藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前 述第2電極作為陽極的方式施加直流電流而由前述第1流出口獲得鹼性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口，獲得酸性水、弱酸性水、中性水或鹼性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得酸性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得鹼性水。

食鹽水的濃度較佳為3質量%前後，惟亦可為1質量%以下。亦可使用海水作為食鹽水。在食鹽水亦可使用奈米氣泡水。較佳為各電極係由例如鉑或金等貴金屬或碳等所成。

藉由本發明，可提供不使用離子交換膜即可生成經調整pH的電解水，且可達成製造成本低減的電解水製造裝置及電解水製造方法。

1‧‧‧無隔膜電解槽

1a‧‧‧第1室

1b‧‧‧第2室

2‧‧‧間隔壁

2a‧‧‧通水孔

3‧‧‧第1電極

4‧‧‧第2電極

5‧‧‧第3電極

6‧‧‧第1流入口

7‧‧‧第1流出口

8‧‧‧第2流入口

9‧‧‧第2流出口

10‧‧‧第1泵

11‧‧‧第2泵

12‧‧‧電源部

12a、12b‧‧‧定電流電源

13‧‧‧pH計

20‧‧‧電源控制手段(控制電路部)

21‧‧‧第1H橋式電路

22‧‧‧第2H橋式電路

31a、31b‧‧‧導電棒

32‧‧‧固定棒

33‧‧‧導電體

34‧‧‧絕緣體

35‧‧‧間隔件

36‧‧‧蓋件

37‧‧‧固定體

38‧‧‧整流板

A、B、C、D、E、F、G、H‧‧‧開關

圖1係顯示本發明之第1實施形態之電解水製造裝置的概略縱剖面圖。

圖2係顯示圖1所示之電解水製造裝置之電流控制方式之第1例的概略縱剖面圖。

圖3係顯示圖1所示之電解水製造裝置之電流控制方式之第2例的概略縱剖面圖。

圖4係顯示圖1所示之電解水製造裝置之電流控制方式之第3例的概略縱剖面圖。

圖5係顯示圖1所示之電解水製造裝置之電流控制方式之第4例的概略縱剖面圖。

圖6係顯示圖1所示之電解水製造裝置的使用狀態的說明圖。

圖7係顯示本發明之第2實施形態之電解水製造裝置之生成鹼性水的構成的電路圖。

圖8係圖7所示之電解水製造裝置之生成弱酸性水之(A)顯示第1時序的構成的電路圖、(B)顯示第2時 序的構成的電路圖。

圖9係圖7所示之電解水製造裝置之生成酸性水~強酸性水之(A)顯示第1時序的構成的電路圖、(B)顯示第2時序的構成的電路圖。

圖10係圖7所示之電解水製造裝置之生成鹼性水~強鹼性水之(A)顯示第1時序的構成的電路圖、(B)顯示第2時序的構成的電路圖。

圖11係以圖7所示之電解水製造裝置生成鹼性水時的開關的時間圖。

圖12係在圖8所示之電解水製造裝置中(A)生成酸性水時(B)生成中性水~弱酸性水時(C)生成鹼性水時的開關的時間圖。

圖13係在圖9所示之電解水製造裝置中生成酸性水~強酸性水時的開關的時間圖。

圖14係在圖10所示之電解水製造裝置中生成鹼性水~強鹼性水時的開關的時間圖。

圖15係顯示本發明之第3實施形態之電解水製造裝置之(a)將第1室沿著左右方向切斷的縱剖面圖(正面視)、(b)沿著前後方向切斷的縱剖面圖(右側面視)、(c)橫剖面圖(底面視)。

圖16係顯示圖15所示之電解水製造裝置之對各第1電極及各第2電極供給電流的構成之沿著各導電棒的面的端面圖。

以下根據圖示，說明本發明之實施形態。

圖1~圖5係顯示本發明之第1實施形態之電解水製造裝置。

如圖1所示，電解水製造裝置係具有：無隔膜電解槽1、間隔壁2、第1電極3、第2電極4、第3電極5、第1流入口6、第1流出口7、第2流入口8、第2流出口9、第1泵10、第2泵11、電源部12、及pH計13。

間隔壁2係具有複數通水孔2a，以將無隔膜電解槽1的內部區隔成第1室1a及第2室1b的方式設在無隔膜電解槽1。間隔壁2係由例如丙烯酸樹脂、其他樹脂所構成。間隔壁2係可被固定在無隔膜電解槽1，亦可安裝成可調節安裝位置。通水孔2a係以口徑為0.5mm以上5mm以下為佳，尤其以0.8mm前後為佳。通水孔2a係具有小於間隔壁2的厚度的口徑。具有口徑為0.5mm以上5mm以下的通水孔2a的間隔壁2製造容易，藉由電解所生成的離子係一邊通過間隔壁2，一邊可儘可能抑制第1室1a的電解水與第2室1b的電解水通過間隔壁2而相混合。

第1電極3及第2電極4係彼此分離被配置在第1室1a的內部，第2電極4係被配置在比第1電極3較為接近間隔壁2之側。第3電極5係被配置在第2室1b的內部。

第1流入口6及第1流出口7係夾著第1室1a而彼 此設在相反側，分別與第1室1a相連通。第2流入口8及第2流出口9係夾著第2室1b而彼此設在相反側，分別與第2室1b相連通。第1流入口6及第2流入口8係上游可共通，亦可為個別。

第1泵10及第2泵11係由彼此為相同流量的定量泵所成，分別設在第2流入口8及第2流出口9。此外，第1泵10及第2泵11係由流量脈動小者所構成，構成為可以其脈動亦同步的方式進行同步驅動。第2流入口8的流量與第2流出口9的流量相同，因此可抑制第1室1a的電解水與第2室1b的電解水通過間隔壁2而相混合，且可抑制pH調整功能降低。其中，電解水製造裝置亦可在第1流出口7具有泵或調節器。

電源部12係具有：定電流電源12a、12b、及電源控制手段(控制電路部)20。電源控制手段20係與定電流電源12a、12b作電性連接，具有對第1電極3、與第2電極4、與第3電極5之間選擇性施加直流電流的構成。電源控制手段20係可在第1電極3與第2電極4之間、第1電極3及第2電極4的其中一方或雙方與第3電極5之間、或第1電極3及第3電極5與第2電極4之間，控制各自之電流量而施加直流電流。藉由控制被施加於第1電極3與第2電極4與第3電極5之間的直流電流的電流量，可將由第1流出口7所得之電解水的pH調整為任意的pH。

pH計13係設在第1流出口7，可測定在第1 流出口7流通的水的pH。pH計13的測定資料係被送至電源控制手段20，可藉由pH測定進行反饋控制。

電解水製造裝置係選擇性地如圖2所示，一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，一邊藉由定電流電源12a，以將第1電極3作為陰極、且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流，對第3電極5並未施加電流，若使第1泵10及第2泵11停止，即生成次氯酸鈉，且由第1流出口7獲得鹼性水。在無隔膜電解槽1的第1室1a，係發生氫氣。食鹽水的濃度係以3質量%前後為佳，亦可使用海水來作為食鹽水。

電解水製造裝置係選擇性地如圖3所示，若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，並且藉由第1泵10及第2泵11對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體，一邊藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3及第3電極5作為陰極、且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流時，生成次氯酸鈉與次氯酸的混合物，且由第1流出口7獲得弱酸性水。

藉由調整由第2電極4流通至第1電極3的電流與由第2電極4流通至第3電極5的電流的比，可調整為pH6.5左右，可得高殺菌力。電解水製造裝置係可僅調整電流比來調整pH，因此控制簡單，響應亦快速，可增加控制系的安定性。由第2流出口9係被排出含有氫氧化鈉的食鹽水。在無隔膜電解槽1的第1室1a中係被生 成H₂及Cl₂，H₂係作為氫氣而被排出，Cl₂係大部分溶於水，溶剩的一部分作為氯氣而被排出。

電解水製造裝置係選擇性地如圖4所示，若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，並且藉由第1泵10及第2泵11對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體，一邊藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3及第2電極4作為陽極、且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流時，生成次氯酸，且由第1流出口7獲得酸性水、強酸性水。由第2流出口9係被排出含有氫氧化鈉的食鹽水。在無隔膜電解槽1之第1室1a中係被生成H₂及Cl₂，H₂係作為氫氣而被排出，Cl₂係大部分溶於水，溶剩的一部分作為氯氣而被排出。

電解水製造裝置係選擇性地如圖5所示，若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，並且藉由第1泵10及第2泵11對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體，一邊藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3及第2電極4作為陰極、且將第3電極5作為陽極的方式施加直流電流時，生成氫氧化鈉，且由第1流出口7獲得鹼性水、強鹼性水。由第2流出口9係被排出含有次氯酸的食鹽水。在無隔膜電解槽1的第2室1b，係被生成H₂及Cl₂，H₂係作為氫氣而被排出，Cl₂係大部分溶於水，溶剩的一部分作為氯氣而被排出。

如圖6所示，在電解水製造裝置，藉由電解所致之食鹽水的反應係分別僅在第1電極3、第2電極4及第3電極5之電極附近進行。此外，在第1電極3及第2電極4分別發生的電解水係藉由從第1流入口6朝向第1流出口7的水流加以混合。此時，在電解水製造裝置，將無隔膜電解槽1的內部區隔為2個的間隔壁2係具有複數通水孔2a，因此藉由電解所生成的鈉離子(Na⁺)或氯離子(Cl^-)係可通過間隔壁2而流通電流，且可得經調整pH的電解水。其中，如上所示之離子之電性移動(離子電泳)幾乎對反應沒有貢獻。在圖6中係顯示與圖3同樣地以將第1電極3及第3電極5作為陰極、且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流的情形作為一例。

電解水製造裝置係使用在間隔壁2具有複數通水孔2a者，藉此與以離子交換膜作區隔的情形相比，可達成製造成本的低減。若通水孔2a的口徑為0.5mm以上5mm以下，與離子交換膜等的孔徑相比為較大，因此不易發生破損或阻塞，可長期間使用。由於通水孔2a具有小於間隔壁2的厚度的口徑，因此可抑制因第1室1a的間隔壁2附近的水流而使第2室1b的內部混亂、或因第2室1b的間隔壁2附近水流而使第1室1a的內部混亂。此外，通過通水孔2a，間隔壁2近傍的第1室1a的食鹽水與第2室1b的食鹽水即使稍微混合，在第1室1a或第2室1b亦均含有Na⁺或Cl^-，因此不會影響所得之電解水的pH。

電解水製造裝置係可構成為以1小時獲得1~50噸左右之電解水。藉此，電解水製造裝置係可利用在用以將例如鰻魚等養殖用水、船舶的壓艙水、魚塘的水、在船舶或漁港使用的水等進行殺菌。亦可由藉由電解水製造裝置所得的電解水來製造冰。

圖7~圖14係顯示本發明之第2實施形態之電解水製造裝置。

本發明之第2實施形態之電解水製造裝置係除了電源控制手段(控制電路部)20以外，具有與本發明之第1實施形態之電解水製造裝置相同的構成。因此，對與第1實施形態之電解水製造裝置相同的構件係標註相同符號，且省略重複說明。

電源控制手段20(控制電路部)係如圖7~圖10所示，具有：第1H橋式電路21、及第2H橋式電路22。

第1H橋式電路21係具有開關A、B、C、D，被設在第1電極3及第2電極4與定電流電源12a、12b之間。開關A係設在第1電極3與定電流電源12a、12b的陽極之間，開關B係設在第1電極3與定電流電源12a、12b的陰極之間，開關C係設在第2電極4與定電流電源12a、12b的陽極之間，開關D係設在第2電極4與定電流電源12a、12b的陰極之間。

第2H橋式電路22係具有開關E、F、G、H，被設在第2電極4及第3電極5與定電流電源12a、 12b之間。開關E係設在第2電極4與定電流電源12a、12b的陽極之間，開關F係設在第2電極4與定電流電源12a、12b的陰極之間，開關G係設在第3電極5與定電流電源12a、12b的陽極之間，開關H係設在第3電極5與定電流電源12a、12b的陰極之間。亦可未設置開關F。

開關A~H係藉由MOSFET、IGBT等半導體所構成。電源控制電路係具有以分時切換定電流電源12a、12b與第1電極3、第2電極4及第3電極5之間的電性連接的構成。藉由以分時切換定電流電源12a、12b與各電極的電性連接，調整電流量，藉此可調整pH。藉由切換，若著重在1個電極，電流呈斷續，但是離子的移動以比切換時間為更慢的方式快速切換，藉此化學反應係視為連續，因此可得電解水。

電源控制電路係選擇性地形成為如圖7所示，當關閉開關B、E、且打開其他開關時，以將第1電極3作為陰極、且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流的構成。此外，電源控制電路係形成為如圖8(A)所示，當關閉開關B、E、且打開其他開關時，以將第1電極3作為陰極、且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流的構成，形成為如圖8(B)所示，當關閉開關C、H、且打開其他開關時，以將第2電極4作為陽極、且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的構成。電源控制電路係具有選擇性地以分時切換圖8(A)的構成 與圖8(B)的構成的構成。

此外，電源控制電路係形成為如圖9(A)所示，當關閉開關A、H且打開其他開關時，以將第1電極3作為陽極且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的構成，且形成為如圖9(B)所示，當關閉開關C、H、且打開其他開關時，以將第2電極4作為陽極且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的構成。電源控制電路係具有選擇性地以分時切換圖9(A)的構成與圖9(B)的構成的構成。

此外，電源控制電路係形成為如圖10(A)所示，當關閉開關B、G、且打開其他開關時，以將第1電極3作為陰極且將第3電極5作為陽極的方式施加直流電流的構成，且形成為如圖10(B)所示，當關閉開關D、G且打開其他開關時，以將第2電極4作為陰極且將第3電極5作為陽極的方式施加直流電流的構成。電源控制電路係具有選擇性地以分時切換圖10(A)的構成與圖10(B)的構成的構成。

電源控制電路係若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，一邊選擇性地如圖7所示，藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3作為陰極且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流時，生成次氯酸鈉，且由第1流出口7獲得鹼性水。此時，如圖11所示，開關B、E的開閉係以分時被切換，若第1流出口7的流量小，可縮短開關B、E關閉的時序 而減弱反應，若第1流出口7的流量大，可加長開關B、E關閉的時序而加強反應。

電源控制電路係若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，一邊選擇性地以分時切換：如圖8(A)所示，藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3作為陰極且將第2電極4作為陽極的方式施加直流電流的時序；與如圖8(B)所示，以將第2電極4作為陽極且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的時序，且藉由第1泵10及第2泵11對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體時，生成次氯酸鈉與次氯酸的混合物，且由第1流出口7獲得酸性水、弱酸性水、中性水或鹼性水。

此時，開關B、E及開關C、H的開閉係以分時作切換，如圖12(A)所示，若縮短開關B、E關閉的時序，延長開關C、H關閉的時序時，次氯酸的生成變多，可得酸性水。如圖12(B)所示，若加長開關B、E關閉的時序，縮短開關C、H關閉的時序時，氯酸鈉生成，獲得中性水或弱酸性水。如圖12(C)所示，若加長開關B、E關閉的時序，更加縮短開關C、H關閉的時序時，次氯酸鈉的生成變多，且獲得鹼性水。

藉由調整開關B、E及開關C、H的開閉的時序，可將由第1流出口7流通的電解水調整為pH6.5左右，可得高殺菌力。僅調整時序，即可調整pH，因此控制簡單，響應亦快速，且可增加控制系的安定性。

電源控制電路係若一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，一邊選擇性地以分時切換：如圖9(A)所示，藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3作為陽極且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的時序；與如圖9(B)所示，以將第2電極4作為陽極且將第3電極5作為陰極的方式施加直流電流的時序，且藉由第1泵10及第2泵11，對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體時，由第1流出口7獲得酸性水、強酸性水。

此時，開關A、C、H的開閉係以分時作切換，如圖13(A)所示，若加長開關A關閉的時序，縮短開關C關閉的時序，且保持關閉開關H時，次氯酸的生成變多，獲得酸性水、強酸性水。如圖13(B)所示，在開關A打開的時序，設置開關C關閉的時序與打開的時序，若在該開關C打開的時序打開開關H時，可減弱反應。

電源控制電路係一邊將食鹽水由第1流入口6通過第1室1a而流至第1流出口7，一邊選擇性地以分時切換：如圖10(A)所示，藉由定電流電源12a、12b，以將第1電極3作為陰極且將第3電極5作為陽極的方式施加直流電流的時序；與如圖10(B)所示，以將第2電極4作為陰極且將第3電極5作為陽極的方式施加直流電流的時序，若藉由第1泵10及第2泵11對第2流入口8及第2流出口9流通同一流量的液體時，由第1流出口7 獲得鹼性水或強鹼性水。

此時，開關B、D、G的開閉係以分時作切換，如圖14(A)所示，若加長開關B關閉的時序，縮短開關D關閉的時序，且保持關閉開關G時，氫氧化鈉生成，獲得鹼性水或強鹼性水。如圖14(B)所示，在開關B打開的時序，設置開關D關閉的時序與打開的時序，若在該開關D打開的時序打開開關G時，可減弱反應。

圖15及圖16係顯示本發明之第3實施形態之電解水製造裝置。

在以下說明中，對與第1實施形態之電解水製造裝置相同的構件係標註相同符號，且省略重複說明。

如圖15所示，第1室1a及第2室1b係分別以第1流入口6及第2流入口8成為下方、第1流出口7及第2流出口9成為上方的方式，以水平方向排列配置。此外，間隔壁2係沿著上下方向作配置。

第1電極3及第2電極4係形成矩形板狀，分別由複數所構成。各第1電極3及各第2電極4係沿著由第1流入口6朝向第1流出口7的方向，亦即上下方向，以相對間隔壁2形成垂直的方式，隔著預定間隔而互相並行且交替配置。第3電極5係形成矩形板狀，沿著由第2流入口8朝向第2流出口9的方向，亦即上下方向，相對間隔壁2平行配置。藉此，第3電極5係以其表面相對各第1電極3及各第2電極4的表面形成垂直的方式作配置。

電源部12係具有：2個導電性的導電棒31a、31b；2個絕緣性的固定棒32；複數導電體33；複數絕緣體34；複數間隔件35；及複數蓋件36。各導電棒31a、31b係由鈦製全螺絲所成，被固定在第1室1a的其中一方側壁，橫穿第1室1a的內部，分別貫穿各第1電極3及各第2電極4之第1流入口6之側的兩角部來作安裝。各導電棒31a、31b係在與各第1電極3之間及與各第2電極4之間隔著間隙作配置。各固定棒32係樹脂製，被固定在第1室1a的其中一方側壁，橫越第1室1a的內部，分別貫穿各第1電極3及各第2電極4之第1流出口7之側的兩角部來作安裝。各固定棒32係固定各第1電極3及各第2電極4。

如圖16所示，各導電體33係由鈦製螺帽所成，以將其中一方導電棒31a與各第1電極3、及另一方導電棒31b與各第2電極4分別作電性連接的方式被安裝在各導電棒31a、31b。各絕緣體34係由樹脂製螺帽所成，以其中一方導電棒31a與各第2電極4分別不作電性連接的方式，此外，以另一方導電棒31b與各第1電極3分別不作電性連接的方式，被安裝在各導電棒31a、31b。各導電體33與各絕緣體34係分別各以1個成為一組，各組每隔一個被配置在其中一方導電棒31a之第1電極3與第2電極4之間，亦每隔一個被配置在另一方導電棒31b之第2電極4與第1電極3之間。此外，該各組係以其中一方導電棒31a與另一方導電棒31b，以鋸齒狀交 替配置在第1電極3與第2電極4之間。

各間隔件35係絕緣性且形成圓筒狀，以在第1室1a的內部不會露出其中一方導電棒31a及另一方導電棒31b之側面的方式，被安裝在未配置有導電體33與絕緣體34之成組的其中一方導電棒31a及另一方導電棒31b之第1電極3與第2電極4之間。各蓋件36係以樹脂製形成圓筒狀，以各導電體33及各絕緣體34不會露出的方式覆蓋該等的外面。電源部12係藉由各導電體33、各絕緣體34、及各間隔件35，將各第1電極3及各第2電極4之第1流入口6之側的端部固定在其中一方導電棒31a及另一方導電棒31b。

藉由如上所示之構成，電源部12係可由其中一方導電棒31a通過各導電體33，對各第1電極3施加直流電流。此外，可由另一方導電棒31b通過各導電體33，對各第2電極4施加直流電流。藉此，電源部12係可對各第1電極3及各第2電極4分別由第1流入口6之側的端部，選擇性地施加直流電流。

此外，如圖15(b)及(c)所示，電源部12係具有將第3電極5固定在第2室1b的其中一方壁，並且用以對第3電極5供給電流的導電性固定體37。固定體37係被安裝在第3電極5之第2流入口8之側的端部。藉此，電源部12係可對第3電極5由第2流入口8之側的端部施加直流電流。

此外，如圖15(a)所示，第3實施形態之電 解水製造裝置係在第1室1a的內部之比各第1電極3及各第2電極4較為第1流入口6之側的空間、及比各第1電極3及各第2電極4較為第1流出口7之側的空間，具有複數沿著由第1流入口6朝向第1流出口7的方向而設的整流板38。其中，亦可在第2室1b的內部之比第3電極5較為第2流入口8之側及第2流出口9之側的空間，亦具有沿著由第2流入口8朝向第2流出口9的方向而設的整流板。

藉由第3實施形態之電解水製造裝置，即使縮小矩形板狀的各第1電極3及各第2電極4的一枚一枚，亦可確保較大的電極面積，因此可達成裝置小型化。此外，藉由矩形板狀的各第1電極3及各第2電極4、以及整流板38，可將第1室1a的內部的水流，以由第1流入口6朝向第1流出口7的方向進行齊整。此外，藉由矩形板狀之第3電極5，可將第2室1b的內部的水流，以由第2流入口8朝向第2流出口9的方向進行齊整。

藉由第3實施形態之電解水製造裝置，第3電極5的表面以相對各第1電極3及各第2電極4的表面形成垂直的方式作配置，在各第1電極3與第3電極5之間、及各第2電極4與第3電極5之間，僅有具有通水孔2a的間隔壁2，並沒有遮蔽者。因此，無須使用開孔電極等特殊形狀的電極作為各第1電極3或各第2電極4，可促進各第1電極3與第3電極5之間的反應、及各第2電極4與第3電極5之間的反應。

藉由第3實施形態之電解水製造裝置，電源部12可對各第1電極3、各第2電極4及第3電極5，由第1流入口6或第2流入口8之側的端部施加直流電流，因此可儘可能以大範圍促進電解的反應。此外，藉由電解在第1室1a或第2室1b發生的氣泡沿著水流上升，由上方之第1流出口7或第2流出口9被快速排出，因此可抑制電解效率因氣泡而降低的情形。此外，電解時，第1室1a的內部之各第1電極3及各第2電極4之第1流入口6之側附近係大致被保持為中性，但是各第1電極3及各第2電極4之第1流出口7之側附近係變化成酸性或鹼性，形成為金屬製者容易腐蝕的環境。在第3實施形態之電解水製造裝置中，固定各第1電極3及各第2電極4之第1流出口7之側的端部的各固定棒32為樹脂製，不會被腐蝕。

1‧‧‧無隔膜電解槽

1a‧‧‧第1室

1b‧‧‧第2室

2‧‧‧間隔壁

2a‧‧‧通水孔

3‧‧‧第1電極

4‧‧‧第2電極

5‧‧‧第3電極

6‧‧‧第1流入口

7‧‧‧第1流出口

8‧‧‧第2流入口

9‧‧‧第2流出口

10‧‧‧第1泵

11‧‧‧第2泵

12‧‧‧電源部

12a、12b‧‧‧定電流電源

13‧‧‧pH計

20‧‧‧電源控制手段(控制電路部)

Claims (16)

1. 一種電解水製造裝置，其特徵為：具有：無隔膜電解槽；具有複數通水孔且將前述無隔膜電解槽的內部區隔成第1室及第2室的間隔壁；被配置在前述第1室的內部的第1電極及第2電極；被配置在前述第2室的內部的第3電極；與前述第1室相連通的第1流入口及第1流出口；與前述第2室相連通的第2流入口及第2流出口；及在前述第1電極與前述第2電極與前述第3電極之間選擇性地施加直流電流的電源部，在前述第2流入口及前述第2流出口分別具有互為相同流量的第1泵及第2泵。
2. 如申請專利範圍第1項之電解水製造裝置，其中，前述電源部係具有：定電流電源；及與前述定電流電源作電性連接，且可在前述第1電極與前述第2電極之間、前述第1電極及前述第2電極的其中一方或雙方與前述第3電極之間、或前述第1電極及前述第3電極與前述第2電極之間，控制各自的電流量而施加直流電流的電源控制手段。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之電解水製造裝置，其中，前述通水孔係設成可在前述第1室與前述第2室之間互相通水。
4. 如申請專利範圍第1項、第2項、或第3項之電解水製造裝置，其中，前述通水孔係口徑為0.5mm以上5mm以下。
5. 如申請專利範圍第4項之電解水製造裝置，其中，前述通水孔係具有小於前述間隔壁的厚度的口徑。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之電解水製造裝置，其中，前述第1電極及前述第2電極係形成板狀，分別由複數構成，沿著由前述第1流入口朝向前述第1流出口的方向，隔著預定的間隔互相並行且交替配置，前述第3電極係形成板狀，沿著由前述第2流入口朝向前述第2流出口的方向作配置。
7. 如申請專利範圍第6項之電解水製造裝置，其中，前述第3電極係以其表面相對各第1電極及各第2電極的表面形成垂直的方式作配置。
8. 如申請專利範圍第6項或第7項之電解水製造裝置，其中，在前述第1室的內部之比各第1電極及各第2電極較為前述第1流入口側的空間、及比各第1電極及各第2電極較為前述第1流出口側的空間，具有沿著由前述第1流入口朝向前述第1流出口的方向而設的整流板。
9. 如申請專利範圍第6項、第7項、或第8項之電解水製造裝置，其中，前述電源部係設成可由對各第1電極及各第2電極分別由前述第1流入口側的端部施加直流電流，且可對前述第3電極由前述第2流入口側的端部施加直流電流。
10. 如申請專利範圍第9項之電解水製造裝置，其中，前述電源部係具有：貫穿各第1電極及各第2電極的前述第1流入口側的端部，並且在各第1電極及各第2電極之間隔著間隙作配置的2個導電性的導電棒；以將其中一方導電棒及各第1電極分別作電性連接且將另一方導電棒及各第2電極分別作電性連接的方式而設的複數導電體；及分別設在前述其中一方導電棒與各第2電極之間及前述另一方導電棒與各第1電極之間的複數絕緣體，可由各導電棒通過各導電體而對各第1電極及各第2電極選擇性施加直流電流。
11. 如申請專利範圍第6項至第10項中任一項之電解水製造裝置，其中，前述第1室及前述第2室係分別以前述第1流入口及前述第2流入口成為下方、前述第1流出口及第2流出口成為上方的方式，以水平方向排列配置，前述間隔壁係以沿著上下方向的方式作配置。
12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之電解水製造裝置，其中，前述電源控制電路係具有選擇性切換以下構成的構成：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以將前述第1電極及前述第3電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以將前述第1電極及前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成；及以將前述第1電極及前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的 構成。
13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之電解水製造裝置，其中，前述電源控制電路係具有以分時切換前述電源部與前述第1電極、前述第2電極及前述第3電極之間的電性連接的構成。
14. 如申請專利範圍第13項之電解水製造裝置，其中，前述電源控制電路係具有選擇性切換以下構成的構成：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的構成的構成；以分時切換：以將前述第1電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的構成、與以將前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的構成的構成。
15. 一種電解水製造方法，其係使用如申請專利範圍第12項之電解水製造裝置，選擇性地進行：一邊將食鹽水由前述第1流入口通過前述第1室而流至前述第1流出口，一邊藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流而由前述第 1流出口獲得鹼性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極、將前述第2電極作為陽極、且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得弱酸性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極及前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得酸性水；或藉由前述電源部，以將前述第1電極及前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流，並且藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得鹼性水。
16. 一種電解水製造方法，其係使用如申請專利範圍第13項或第14項之電解水製造裝置，選擇性地進行：一邊將食鹽水由前述第1流入口通過前述第1室而流至前述第1流出口，一邊藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流而由前述第1流出口獲得鹼性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第2電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入 口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口，獲得酸性水、弱酸性水、中性水或鹼性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陽極且將前述第3電極作為陰極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得酸性水；或以分時切換：藉由前述電源部，以將前述第1電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序、與以將前述第2電極作為陰極且將前述第3電極作為陽極的方式施加直流電流的時序，藉由前述第1泵及前述第2泵，對前述第2流入口及前述第2流出口流通同一流量的液體而由前述第1流出口獲得鹼性水。