WO2022181482A1 - 電気分解装置 - Google Patents

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WO2022181482A1
WO2022181482A1 PCT/JP2022/006636 JP2022006636W WO2022181482A1 WO 2022181482 A1 WO2022181482 A1 WO 2022181482A1 JP 2022006636 W JP2022006636 W JP 2022006636W WO 2022181482 A1 WO2022181482 A1 WO 2022181482A1
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WO
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electrode
water
period
sodium hypochlorite
upper electrode
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PCT/JP2022/006636
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English (en)
French (fr)
Inventor
宗郷 熊谷
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
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    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
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    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections

Definitions

  • the present invention relates to an electrolyzer.
  • Patent Document 1 discloses an electrolytic water sprayer.
  • the electrolytic water sprayer of Patent Document 1 generates hypochlorous acid water by electrolysis.
  • the electrolytic water sprayer of Patent Document 1 includes a pair of electrodes and a controller.
  • the control unit reverses the polarity of power supplied to the pair of electrodes.
  • the electrolyzed water sprayer of Patent Document 1 suppresses adhesion of scale components such as calcium hydroxide and calcium carbonate to the surfaces of the electrodes by reversing the polarity of the power supplied to the pair of electrodes.
  • the electrolytic water sprayer of Patent Document 1 does not reverse the polarity of the pair of electrodes during the generation of hypochlorous acid water. Therefore, in addition to the period for generating hypochlorous acid water, a period for suppressing the adhesion of scale components to the surface of the electrode is required.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electrolyzer that does not require a dedicated period for suppressing adhesion of scale components to the surfaces of electrodes. .
  • the electrolyzer of the present invention produces sodium hypochlorite water or hypochlorous acid water.
  • the electrolyzer includes a first electrode, a second electrode, an inverting section, and a control section.
  • the second electrode faces the first electrode. Together with the first electrode, the second electrode performs electrolysis using an aqueous solution containing chloride ions as a main electrolyte to generate the sodium hypochlorite water or the hypochlorous acid water.
  • the inverting part inverts the polarities of the first electrode and the second electrode.
  • the control section controls the inverting section.
  • the control unit controls the reversing unit to reverse the polarities of the first electrode and the second electrode during the generation of the sodium hypochlorite water or the hypochlorous acid water.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing inversion processing; BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows a part of cross section of the electrolyzer which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing an upper electrode; FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing a lower electrode; It is a top view which shows a lower housing
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of reversing processing performed by the electrolyzer according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of a reversing process performed by an electrolyzer according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of reversing processing executed by the electrolyzer according to Embodiment 4 of the present invention
  • It is a figure which shows the experimental result based on the Example of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of a spray device 100.
  • the spray device 100 sprays sodium hypochlorite water.
  • the spray device 100 can be used, for example, for disinfection or deodorization.
  • the spray device 100 includes an electrolyzer 200 and a spray device 400.
  • the electrolyzer 200 produces sodium hypochlorite water by electrolysis.
  • Spray device 400 has trigger 401 .
  • Spray device 400 sprays sodium hypochlorite water in response to a user operating trigger 401 .
  • the electrolyzer 200 electrolyzes to generate sodium hypochlorite water having a desired effective chlorine concentration.
  • the desired available chlorine concentration is 600 ppm or higher.
  • the desired effective chlorine concentration is not limited to 600 ppm or more.
  • the desired available chlorine concentration may be, for example, 500 ppm or higher.
  • sodium hypochlorite water having a desired effective chlorine concentration may be simply referred to as "sodium hypochlorite water”.
  • the production of sodium hypochlorite water having a desired effective chlorine concentration by electrolysis may be described as "production of sodium hypochlorite water”.
  • the electrolyzer 200 includes a container section 210 , a lower housing 230 and an operation section 250 .
  • the spray device 400 is detachably connected to the top of the container part 210 .
  • the container part 210 is coupled to the upper part of the lower housing 230 .
  • the container part 210 protrudes upward from the lower housing 230 .
  • the operation unit 250 is arranged on the surface of the lower housing 230 .
  • the container part 210 accommodates an aqueous solution containing chloride ions before executing the sodium hypochlorite water generation process.
  • an aqueous solution containing chloride ions may be referred to as "chloride ion-containing water".
  • Chloride ion-containing water is, for example, sodium chloride aqueous solution.
  • the user removes the spray device 400 from the container unit 210 and puts a predetermined amount of tap water and a predetermined amount of salt into the container unit 210 before executing the sodium hypochlorite water generation process. By doing so, the sodium chloride aqueous solution is accommodated in the container part 210 .
  • the chloride ion-containing water is not limited to the sodium chloride aqueous solution.
  • the chloride ion-containing water may be an aqueous solution capable of generating sodium hypochlorite water.
  • the chloride ion-containing water may be an aqueous potassium chloride solution, hydrochloric acid, or an aqueous solution obtained by mixing all or part of an aqueous sodium chloride solution, an aqueous potassium chloride solution, and hydrochloric acid. Any additive such as a pH adjuster may be added to the chloride ion-containing water.
  • the electrolyzer 200 generates sodium hypochlorite water in the container part 210 by performing electrolysis using chloride ion-containing water as the main electrolyte.
  • chloride ion-containing water is an aqueous sodium chloride solution
  • the main electrolyte is specifically sodium chloride (eg, salt).
  • the container part 210 contains sodium hypochlorite water.
  • Sodium hypochlorite water is an aqueous solution in which sodium hypochlorite is dissolved in chloride ion-containing water. Hypochlorite ions and sodium ions are dispersed in sodium hypochlorite water. Some hypochlorous acid ions (ClO ⁇ ) may be converted into hypochlorous acid (HClO) and exist in the aqueous solution depending on the pH of the aqueous solution after the electrolysis treatment.
  • the operation unit 250 is operated by the user.
  • the operation unit 250 is, for example, a capacitive touch sensor.
  • the operation unit 250 is not particularly limited as long as it is operated by the user.
  • the operation unit 250 may be a push-type switch.
  • the electrolyzer 200 executes the sodium hypochlorite water generation process. Specifically, the electrolyzer 200 performs electrolysis for a certain period of time. As a result, sodium hypochlorite water having the desired effective chlorine concentration is produced.
  • FIG. 2 is a diagram showing a part of the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the electrolyzer 200 further comprises an upper electrode 2 and a lower electrode 4 .
  • the lower housing 230 has a liquid containing portion 240 .
  • the liquid storage part 240 is formed in the upper part of the lower housing 230 .
  • the upper surface of the lower housing 230 is open, and the liquid containing portion 240 communicates with the inner space of the container portion 210 . Therefore, the liquid containing portion 240 contains the chloride ion-containing water before the sodium hypochlorite water generation process is executed.
  • the sodium hypochlorite water is stored in the liquid storage unit 240 after execution of the sodium hypochlorite water generation process (after the electrolysis process for a certain period of time).
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are arranged inside the liquid container 240 . Therefore, the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are immersed in chloride ion-containing water before performing the sodium hypochlorite water generation process.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 face each other. Specifically, the upper electrode 2 and the lower electrode 4 face each other vertically with a predetermined gap therebetween.
  • the upper electrode 2 is arranged above the lower electrode 4 . Voltages having different polarities are applied to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 . As a result, the upper electrode 2 and the lower electrode 4 perform electrolysis using the chloride ion-containing water as the main electrolyte to generate sodium hypochlorite water.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have the same catalytic component.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have oxides of noble metals such as iridium or ruthenium as catalytic components.
  • the upper electrode 2 and lower electrode 4 may have a metal such as titanium or platinum as a catalytic component.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 may have a composite material of noble metal oxide such as iridium or ruthenium and metal such as titanium or platinum as a catalyst component.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have approximately the same surface area.
  • the electrolyzer 200 inverts the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 once during the sodium hypochlorite aqueous production process. Specifically, the electrolyzer 200 inverts the polarity of the voltage applied to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 once during the sodium hypochlorite aqueous production process.
  • By inverting the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 once it is possible to suppress adhesion of scale components such as calcium hydroxide and calcium carbonate to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 . Therefore, the electrolysis performance of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 can be maintained. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the sodium hypochlorite water production efficiency due to long-term use.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the electrolyzer 200 further includes a switch section 6 , a control section 8 and a power supply section 10 .
  • the power supply unit 10 generates voltage (DC voltage) to be applied to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the power supply unit 10 is, for example, a rechargeable battery (secondary battery) or a dry battery.
  • the power supply unit 10 is not particularly limited as long as it can generate a voltage (DC voltage) to be applied to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the power supply unit 10 may be a power supply device that converts AC voltage to DC voltage.
  • the switch section 6 controls the start and end of voltage application from the power supply section 10 to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the switch section 6 also includes an inverting section 61 .
  • the inversion part 61 inverts the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the inversion unit 61 inverts the polarities of the voltages applied to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the switch unit 6 includes, for example, switch elements.
  • the switch element is, for example, a semiconductor switch.
  • the control unit 8 controls the switch unit 6. Specifically, when the operation unit 250 is operated by the user, the control unit 8 controls the switch unit 6 to start applying voltage from the power supply unit 10 to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 . Further, the control unit 8 stops applying the voltage from the power supply unit 10 to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 after a certain period of time has elapsed since the application of the voltage to the upper electrode 2 and the lower electrode 4 was started.
  • control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the execution of the aqueous sodium hypochlorite generation process (during the electrolysis process for a certain period of time) to switch the upper electrode 2 and the lower electrode 4. Invert the polarity once.
  • the process of reversing the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 may be referred to as "reversal process”.
  • the control unit 8 has a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit). Alternatively, the control unit 8 may have a microcomputer or dedicated hardware.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit).
  • the control unit 8 may have a microcomputer or dedicated hardware.
  • control unit 8 When the control unit 8 has a processor, the control unit 8 further has a memory.
  • the memory stores various computer programs executed by the processor and various data.
  • the memory is, for example, a semiconductor memory.
  • the semiconductor memory includes, for example, RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory).
  • the semiconductor memory includes at least one of flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) in place of or in addition to RAM and ROM. obtain.
  • control unit 8 When the control unit 8 has dedicated hardware, the control unit 8 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field - Programmable Gate Array), or a circuit combining these.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field - Programmable Gate Array
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 2 are The polarity of the side electrode 4 is reversed. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated period for suppressing adhesion of scale components to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 . As a result, the user can continuously use the spray device 100 (the electrolyzer 200).
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing inversion processing.
  • the control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the execution of the sodium hypochlorite water generation process (during the electrolysis process for a certain period of time) so that the upper electrode 2 and the polarity of the lower electrode 4 is inverted once.
  • the first anode period PT1 and the second anode period PT2 need not be distinguished, the first anode period PT1 and the second anode period PT2 are referred to as the "anode period PT.” Sometimes. Similarly, when there is no need to distinguish between the first cathode period NT1 and the second cathode period NT2, the first cathode period NT1 and the second cathode period NT2 may be referred to as the "cathode period NT.” In this embodiment, the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are equal.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have the same catalyst composition. Therefore, the anode performance (electrolysis performance) of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are substantially equal. Similarly, the cathode performance (electrolysis performance) of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are substantially equal. Therefore, by equalizing the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT, it is possible to generate sodium hypochlorite water having a desired effective chlorine concentration. Moreover, according to the present embodiment, the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT need only be equal, so the labor required for developing the electrolyzer 200 can be reduced.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have approximately the same surface area. Therefore, the anode performance (electrolysis performance) of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are more equal. Similarly, the cathode performance (electrolysis performance) of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are more equal. Therefore, by equalizing the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT, it is possible to more reliably generate sodium hypochlorite water having the desired effective chlorine concentration.
  • the present embodiment by reversing the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 once during operation, it is possible to suppress adhesion of scale components to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • scale components may precipitate on the surface of the lower electrode 4 during the second cathode period NT2.
  • a scale component is dissipated from the surface of the lower electrode 4 during the period PT2. Therefore, adhesion of scale components to the surface of the lower electrode 4 can be suppressed.
  • the polarity of the lower electrode 4 is reversed from negative to positive, thereby suppressing the adhesion of the scale components to the surface of the lower electrode 4. can.
  • the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed by controlling the switch section 6 (reversing section 61) during the operation period. Therefore, the number of times that the upper electrode 2 functions as an anode and the number of times that it functions as a cathode are uniform, so that the electrolysis performance of the upper electrode 2 can be maintained for a longer period of time. Similarly, the electrolysis performance of the lower electrode 4 can be maintained for a longer period of time.
  • control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the operation period so that the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are equal to each other. 2 and lower electrode 4 are reversed. Therefore, the cumulative time during which the upper electrode 2 functions as an anode and the cumulative time during which it functions as a cathode are uniform, so that the electrolysis performance of the upper electrode 2 can be maintained for a longer period of time. Similarly, the electrolysis performance of the lower electrode 4 can be maintained for a longer period of time.
  • FIG. 5 is a diagram showing a part of the cross section of the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the lower housing 230 has side walls 231 , a floor 232 , an upper support 233 , a lower support 234 , a first boss 235 and a second boss 236 .
  • the electrolyzer 200 further includes spacers 3 , first fastening members 12 , second fastening members 14 , control substrates 16 , first fixing members 18 and second fixing members 20 .
  • the side wall portion 231 forms the side wall of the lower housing 230 .
  • the side wall portion 231 is cylindrical.
  • the floor portion 232 is coupled to the inner peripheral surface of the side wall portion 231 to form the liquid storage portion 240 together with the side wall portion 231 .
  • the floor portion 232 forms the bottom wall of the liquid containing portion 240 .
  • the side wall portion 231 forms a side wall of the liquid containing portion 240 .
  • the upper support portion 233 supports the outer peripheral surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the upper support portion 233 has a cylindrical shape, is coupled to the floor portion 232 inside the side wall portion 231 , and protrudes upward from the floor portion 232 .
  • the first boss portion 235 and the second boss portion 236 are coupled to the floor portion 232 inside the upper support portion 233 and protrude upward from the floor portion 232 .
  • the first boss portion 235 has a higher height from the floor portion 232 than the second boss portion 236 and supports the lower surface of the upper electrode 2 .
  • the second boss portion 236 supports the lower surface of the lower electrode 4 .
  • the spacer 3 is arranged between the upper electrode 2 and the lower electrode 4 to avoid contact between the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are vertically spaced apart by the thickness of the spacer 3 .
  • the first fastening member 12 fastens the upper electrode 2 to the first boss portion 235 .
  • the second fastening member 14 fastens the lower electrode 4 to the second boss portion 236 .
  • the first fastening member 12 has a head portion 121 and a shaft portion 122 .
  • the second fastening member 14 has a head portion 141 and a shaft portion 142 .
  • the upper electrode 2 has a first through hole 21 and a second through hole 22 .
  • the lower electrode 4 has a first through hole 41 and a second through hole 42 .
  • the diameter of the first through hole 41 of the lower electrode 4 is approximately the same as the outer diameter of the first boss portion 235 or larger than the outer diameter of the first boss portion 235 .
  • a first boss portion 235 is inserted through the first through hole 41 of the lower electrode 4 .
  • the diameter of the first through hole 21 of the upper electrode 2 is smaller than the diameter of the first through hole 41 of the lower electrode 4 .
  • the first through hole 21 of the upper electrode 2 overlaps the through hole of the first boss portion 235 .
  • the through hole of the first boss portion 235 extends to the lower surface of the floor portion 232 .
  • the diameter of the first through-hole 21 of the upper electrode 2 is smaller than the diameter of the head portion 121 of the first fastening member 12 and substantially the same as the diameter of the shaft portion 122 of the first fastening member 12, or the diameter of the shaft portion 122 of the first fastening member 12.
  • the shaft portion 122 of the first fastening member 12 is inserted through the first through hole 21 of the upper electrode 2 and the through hole of the first boss portion 235 .
  • a head portion 121 of the first fastening member 12 contacts the upper surface of the upper electrode 2 .
  • the diameter of the second through hole 22 of the upper electrode 2 is larger than the diameter of the second through hole 42 of the lower electrode 4.
  • the second through hole 22 of the upper electrode 2 overlaps the second through hole 42 of the lower electrode 4 .
  • the diameter of the second through hole 22 of the upper electrode 2 is larger than the diameter of the head portion 141 of the second fastening member 14 .
  • the second through hole 42 of the lower electrode 4 overlaps the through hole of the second boss portion 236 .
  • the through hole of the second boss portion 236 extends to the bottom surface of the floor portion 232 .
  • the diameter of the second through hole 42 of the lower electrode 4 is smaller than the diameter of the head portion 141 of the second fastening member 14 and the outer diameter of the second boss portion 236, and substantially the diameter of the shaft portion 142 of the second fastening member 14. It is equal to or larger than the diameter of the shaft portion 142 of the second fastening member 14 .
  • the shaft portion 142 of the second fastening member 14 is inserted through the second through hole 42 of the lower electrode 4 and the through hole of the second boss portion 236 .
  • the head portion 141 of the second fastening member 14 is inserted through the second through hole 22 of the upper electrode 2 and contacts the upper surface of the lower electrode 4 .
  • first fastening member 12 and the second fastening member 14 are bolts.
  • a groove is formed.
  • thread grooves may be formed on the inner peripheral surfaces of the through holes of the first boss portion 235 and the second boss portion 236 . In this case, the first fastening member 12 is screwed onto the first boss portion 235 and the second fastening member 14 is screwed onto the second boss portion 236 .
  • the control board 16 is arranged below the floor 232 .
  • the control board 16 has a first through hole 161 and a second through hole 162 .
  • the diameter of the first through hole 161 of the control board 16 is substantially the same as the diameter of the shaft portion 122 of the first fastening member 12 or larger than the diameter of the shaft portion 122 of the first fastening member 12 .
  • the diameter of the second through hole 162 of the control board 16 is substantially the same as the diameter of the shaft portion 142 of the second fastening member 14 or larger than the diameter of the shaft portion 142 of the second fastening member 14 .
  • the shaft portion 122 of the first fastening member 12 protrudes from the lower surface of the floor portion 232 and is inserted through the first through hole 161 of the control board 16 .
  • the tip of the shaft portion 122 of the first fastening member 12 protrudes from the lower surface of the control board 16 .
  • the shaft portion 142 of the second fastening member 14 protrudes from the lower surface of the floor portion 232 and is inserted through the second through hole 162 of the control board 16 .
  • the tip of the shaft portion 142 of the second fastening member 14 protrudes from the bottom surface of the control board 16 .
  • the first fixing member 18 is connected to the tip of the shaft portion 122 of the first fastening member 12 to support the control board 16 .
  • the second fixing member 20 is connected to the tip of the shaft portion 142 of the second fastening member 14 to support the control board 16 .
  • the first fixing member 18 and the second fixing member 20 are nuts, for example.
  • a lower support portion 234 of the lower housing 230 is coupled to the floor portion 232 inside the side wall portion 231 and protrudes downward from the floor portion 232 .
  • the first fixing member 18 and the second fixing member 20 are connected to the first fastening member 12 and the second fastening member 14 respectively such that the upper surface of the control board 16 contacts the lower end of the lower support portion 234 .
  • the lower support portion 234 supports the upper surface of the control board 16 .
  • the switch section 6 and the control section 8 described with reference to FIG. 3 are mounted on the control board 16 .
  • the power supply section 10 described with reference to FIG. 3 is arranged below the floor section 232 of the lower housing 230 .
  • first fastening member 12, the second fastening member 14, the first fixing member 18, and the second fixing member 20 are conductive.
  • first fastening member 12 and second fastening member 14 are made of titanium.
  • a conductive portion that contacts the first fixing member 18 is formed on the lower surface of the control board 16 , and voltage is applied from the control board 16 to the upper electrode 2 via the first fixing member 18 and the first fastening member 12 . be.
  • a conductive portion is formed on the lower surface of the control board 16 to be in contact with the second fixing member 20 , and a voltage is applied from the control board 16 to the lower electrode 4 via the second fixing member 20 and the second fastening member 14 . is applied.
  • FIG. 6 is a plan view showing the upper electrode 2.
  • FIG. 7 is a plan view showing the lower electrode 4.
  • the outer shape of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 is circular. Moreover, the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are mesh-like. Since the upper electrode 2 has a mesh shape, the chloride ion-containing water contained in the liquid container 240 flows through the mesh of the upper electrode 2 to the lower side of the upper electrode 2 . As a result, the lower electrode 4 is immersed in the chloride ion-containing water.
  • FIG. 8 is a plan view showing the lower housing 230.
  • the side wall portion 231 is cylindrical and the floor portion 232 is disk-shaped.
  • the upper support portion 233 is cylindrical.
  • the upper support portion 233 has an inner diameter that allows the upper electrode 2 and the lower electrode 4 to be arranged inside the upper support portion 233 .
  • the inner diameter of the upper support portion 233 is the same as the diameters of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 or larger than the diameters of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 .
  • FIG. 9 is a diagram showing the first step included in the assembling process of the electrolyzer 200.
  • FIG. 10 is a diagram showing the second step included in the assembling process of the electrolyzer 200.
  • FIG. 11A and 11B are diagrams showing the third step included in the assembly process of the electrolyzer 200.
  • FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view of the electrolyzer 200. As shown in FIG.
  • the lower electrode 4 is arranged on the lower housing 230 in the first step. Specifically, the first boss portion 235 is inserted through the first through hole 41 of the lower electrode 4 , and the lower surface of the lower electrode 4 abuts the upper end of the second boss portion 236 to form the second through hole 41 of the lower electrode 4 .
  • the lower electrode 4 is arranged inside the upper support portion 233 so that the hole 42 communicates with the through hole of the second boss portion 236 .
  • the shaft portion 142 of the second fastening member 14 is inserted into the through hole of the second boss portion 236 via the second through hole 42 of the lower electrode 4, and the head portion 141 of the second fastening member 14 is positioned downward. It abuts on the upper surface of the electrode 4 .
  • spacers 3 are arranged on the upper surface of lower electrodes 4 .
  • the spacer 3 has an annular shape and is arranged on the outer periphery of the lower electrode 4 .
  • the upper electrode 2 is arranged on the lower housing 230 in the third step. Specifically, the head portion 141 of the second fastening member 14 is inserted through the second through hole 22 of the upper electrode 2 , and the lower surface of the upper electrode 2 abuts the upper end of the first boss portion 235 .
  • the upper electrode 2 is arranged inside the upper support portion 233 so that the through hole 21 communicates with the through hole of the first boss portion 235 .
  • the shaft portion 122 of the first fastening member 12 is inserted through the first through hole 21 of the upper electrode 2 and into the through hole of the first boss portion 235, and as shown in FIG.
  • the head portion 121 contacts the upper surface of the upper electrode 2 .
  • Embodiment 1 of the present invention has been described above with reference to FIGS.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are mesh-shaped in the present embodiment, the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are not limited to being mesh-shaped. It is sufficient that the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have a plurality of through holes.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 13.
  • FIG. However, matters different from those of the first embodiment will be explained, and explanations of matters that are the same as those of the first embodiment will be omitted.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the inversion process. Specifically, in the second embodiment, the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed multiple times during operation.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an example of the reversing process performed by the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the sodium hypochlorite water generation process (during the electrolysis process for a certain period of time) so that the upper electrode 2 and the polarity of the lower electrode 4 is reversed three times.
  • the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are equal.
  • the interval (cycle) of the polarity reversal is constant.
  • the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed three times, so for example, when the length of the operation period is 12 minutes, the polarity reversal time interval (polarity reversal cycle) is 3 minutes.
  • the second embodiment of the present invention has been described above with reference to FIGS. According to this embodiment, it is possible to shorten the length of the cathode period NT by increasing the frequency of reversal of the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 during the operating period. As a result, adhesion of scale components to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 can be further suppressed. Specifically, the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 can be reversed before scale components are deposited on the upper electrode 2 and the lower electrode 4 . Alternatively, by increasing the frequency of reversal of the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 during operation, the amount of scale components deposited on the upper electrode 2 and the lower electrode 4 is reduced. As a result, adhesion of scale components to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 can be further suppressed.
  • the effective chlorine concentration decreases as the number of times the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed (frequency of reversal) increases during the operating period.
  • the control unit 8 reverses the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 multiple times within a range where sodium hypochlorite water having a desired effective chlorine concentration can be generated. For example, when the effective chlorine concentration achieved when the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are not reversed during the operation period is 100%, the control unit 8 controls the effective chlorine concentration to be 90% or more, The polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed multiple times.
  • control unit 8 may reverse the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 multiple times within a range in which the effective chlorine concentration is 600 ppm or more, or may reverse the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 in a range in which the effective chlorine concentration is 500 ppm or more.
  • the polarities of the electrode 2 and the lower electrode 4 may be reversed multiple times.
  • Embodiment 3 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 14. FIG. However, matters different from those of the first and second embodiments will be explained, and explanations of matters that are the same as those of the first and second embodiments will be omitted.
  • Embodiment 3 differs from Embodiments 1 and 2 in the inversion process. Specifically, in Embodiment 3, the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 at the end of the operating period are the same as those at the start of the operating period.
  • FIG. 14 is a sequence diagram showing an example of the reversing process performed by the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the sodium hypochlorite water generation process (during the electrolysis process for a certain period of time) so that the upper electrode 2 and the polarity of the lower electrode 4 is inverted twice.
  • the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are equal.
  • the polarity inversion time interval (polarity inversion cycle) is 4 minutes.
  • control unit 8 determines that the polarity of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 at the start of the operation period is
  • the switch section 6 (reversing section 61) is controlled during operation so that the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are reversed.
  • the third embodiment of the present invention has been described above with reference to FIGS. According to the present embodiment, even if the polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 at the end of the operation period are the same as the polarities at the start of the operation period, the scale components are Adhesion to the surface of the electrode 4 can be suppressed.
  • the electrolysis performance of the upper electrode 2 can be maintained for a longer period of time.
  • the electrolysis performance of the lower electrode 4 can be maintained for a longer period of time.
  • the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are equal. Therefore, by repeating the sodium hypochlorite water generation process, the accumulated time for the upper electrode 2 to function as an anode and the accumulated time for functioning as a cathode become uniform. Therefore, the electrolysis performance of the upper electrode 2 can be maintained for a longer period of time. Similarly, the electrolysis performance of the lower electrode 4 can be maintained for a longer period of time.
  • Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 15.
  • FIG. matters different from those of Embodiments 1 to 3 will be explained, and explanations of matters that are the same as those of Embodiments 1 to 3 will be omitted.
  • Embodiment 4 differs from Embodiments 1 to 3 in inversion processing. Specifically, in the third embodiment, the length of the anode period PT and the length of the cathode period NT are different.
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing an example of the reversing process performed by the electrolyzer 200 of this embodiment.
  • the control unit 8 controls the switch unit 6 (reversing unit 61) during the sodium hypochlorite water generation process (during the electrolysis process for a certain period of time) so that the upper electrode 2 and the polarity of the lower electrode 4 is reversed three times.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 4 have different catalyst components.
  • the surface areas of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are different. Therefore, the amounts of chlorine gas generated per unit time from the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are different. Chlorine gas is generated from the anode. As the amount of chlorine gas generated decreases, the effective chlorine concentration decreases.
  • the amount of chlorine gas generated per unit time from the lower electrode 4 is smaller than the amount of chlorine gas generated per unit time from the upper electrode 2 . Therefore, as shown in FIG. 15, the control unit 8 makes the period during which the lower electrode 4 functions as an anode (second anode period PT2) shorter than the period during which the lower electrode 4 functions as a cathode (second cathode period NT2).
  • the switch section 6 inverting section 61 is controlled such that the period during which the upper electrode 2 functions as an anode (first anode period PT1) is longer than the period during which it functions as a cathode (first cathode period NT1).
  • the total amount of chlorine gas generated during operation can be maintained at the amount required to achieve the desired effective chlorine concentration.
  • the controller 8 keeps the ratio (duty ratio) between the length of the first anode period PT1 and the length of the first cathode period NT1 constant, and the length of the second cathode period NT2 and the length of the second anode period PT2.
  • the fourth embodiment of the present invention has been described above with reference to FIGS. According to this embodiment, adhesion of scale components to the surfaces of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 can be suppressed. Furthermore, according to this embodiment, even if the amounts of chlorine gas generated per unit time from the upper electrode 2 and the lower electrode 4 are different, sodium hypochlorite water having the desired effective chlorine concentration can be obtained. can be generated.
  • Electrode 2 may function as a cathode and lower electrode 4 may function as an anode.
  • hypochlorous acid water can be generated by electrolysis using chloride ion-containing water as the main electrolyte, similarly to sodium hypochlorite water.
  • the chloride ion-containing water may be an aqueous solution capable of generating hypochlorous acid water, such as an aqueous sodium chloride solution, an aqueous potassium chloride solution, or hydrochloric acid, or an aqueous solution obtained by mixing all or part of these.
  • hypochlorite water sodium hypochlorite (NaClO) hydrates in aqueous solution.
  • sodium ions (Na + ) and hypochlorite ions (ClO - ) are present in the aqueous solution.
  • hypochlorous acid water hypochlorous acid (HClO) exists in the aqueous solution as HClO molecules.
  • the abundance ratio of these components in the aqueous solution is in an equilibrium relationship determined by the pH of the aqueous solution, and these components may coexist depending on the pH.
  • hypochlorite water As shown in the table above, the abundance ratio of hypochlorous acid ions (ClO ⁇ ) is higher than the abundance ratio of hypochlorous acid (HClO), It is called sodium hypochlorite water.
  • hypochloric acid such as hydrochloric acid (HCl)
  • sodium hypochlorite solution sodium hypochlorite solution
  • hypochlorite ions ClO ⁇
  • hypochlorous acid HlO
  • the abundance ratio of hypochlorous acid HlO
  • hypochlorous acid ion ClO -
  • pure water electrical resistivity 18.2 M ⁇ cn
  • commercially available salt trade name: sodium chloride (special grade), manufacturer: FUJIFILM Wako Pure Chemical Co., Ltd.
  • a saline solution aqueous sodium chloride solution
  • Electrolysis time was 12 minutes. The polarities of the upper electrode 2 and the lower electrode 4 were reversed by setting the polarity reversal time interval (polarity reversal cycle) to a constant time.
  • FIG. 16 is a diagram showing experimental results of this embodiment. Specifically, FIG. 16 shows the experimental results of Experiments 1-6.
  • the horizontal axis indicates the polarity reversal time interval [min].
  • the vertical axis indicates the effective chlorine concentration [ppm].
  • Plots V1-V6 show the experimental results of Experiments 1-6, respectively.
  • the effective chlorine concentration in Experiment 2 was approximately the same value as the effective chlorine concentration in Experiment 1 (approximately 625 ppm).
  • the effective chlorine concentration in Experiment 3 was slightly lower than that in Experiment 1 (approximately 620 ppm), but was 600 ppm or higher.
  • the effective chlorine concentration in Experiments 4 and 5 was lower than 600 ppm, but was 550 ppm or more.
  • the effective chlorine concentration in Experiment 6 was lower than 500 ppm.
  • the final pH of the aqueous solution is about 9.00.
  • the abundance ratio of hypochlorite ions is higher than the abundance ratio of hypochlorous acid (HClO), so the final aqueous solution is sodium hypochlorite water. is called.
  • the present invention is useful in the field of disinfection and deodorization.

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Abstract

電気分解装置（２００）は、次亜塩素酸ナトリウム水又は次亜塩素酸水を生成する。電気分解装置（２００）は、第１電極（２）と、第２電極（４）と、反転部（６１）と、制御部（８）とを備える。第２電極（４）は、第１電極（２）に対向する。第２電極（４）は、第１電極（２）と共に、塩化物イオンを含有する水溶液を主電解質として電気分解を行い、次亜塩素酸ナトリウム水又は次亜塩素酸水を生成する。反転部（６１）は、第１電極（２）及び第２電極（４）の極性を反転させる。制御部（８）は、反転部（６１）を制御する。制御部（８）は、次亜塩素酸ナトリウム水又は次亜塩素酸水の生成中に反転部（６１）を制御して第１電極（２）及び第２電極（４）の極性を反転させる。

Description

電気分解装置
　本発明は、電気分解装置に関する。
　特許文献１に電解水噴霧器が開示されている。特許文献１の電解水噴霧器は、電気分解により次亜塩素酸水を生成する。特許文献１の電解水噴霧器は、一対の電極と、制御部とを備える。制御部は、一対の電極へ供給する電力の極性を反転させる。特許文献１の電解水噴霧器は、一対の電極へ供給する電力の極性を反転させることにより、水酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどのスケール成分が電極の表面に付着することを抑制する。
国際公開第２０１９／１２３９９９号
　しかしながら、特許文献１の電解水噴霧器は、次亜塩素酸水の生成中に一対の電極の極性を反転させていない。したがって、次亜塩素酸水を生成するための期間とは別に、スケール成分が電極の表面に付着することを抑制するための期間が必要となる。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スケール成分が電極の表面に付着することを抑制するための専用の期間を設ける必要のない電気分解装置を提供することにある。
　本発明の電気分解装置は、次亜塩素酸ナトリウム水又は次亜塩素酸水を生成する。当該電気分解装置は、第１電極と、第２電極と、反転部と、制御部とを備える。前記第２電極は、前記第１電極に対向する。前記第２電極は、前記第１電極と共に、塩化物イオンを含有する水溶液を主電解質として電気分解を行い、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水を生成する。前記反転部は、前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる。前記制御部は、前記反転部を制御する。前記制御部は、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる。
　本発明に係る電気分解装置によれば、スケール成分が電極の表面に付着することを抑制するための専用の期間を設ける必要がない。
噴霧装置の外観を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の一部を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の構成を示すブロック図である。 反転処理を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の断面の一部を示す図である。 上側電極を示す平面図である。 下側電極を示す平面図である。 下部筐体を示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の組み立て工程に含まれる第１工程を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の組み立て工程に含まれる第２工程を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の組み立て工程に含まれる第３工程を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電気分解装置の別の断面図である。 本発明の実施形態２に係る電気分解装置が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態３に係る電気分解装置が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態４に係る電気分解装置が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例に係る実験結果を示す図である。
　以下、図面（図１～図１５）を参照して本発明の電気分解装置に係る実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
［実施形態１］
　以下、図１～図１２を参照して本発明の実施形態１を説明する。まず、図１を参照して噴霧装置１００を説明する。図１は、噴霧装置１００の外観を示す図である。本実施形態において、噴霧装置１００は、次亜塩素酸ナトリウム水を噴霧する。噴霧装置１００は、例えば、除菌又は消臭のために用いることができる。
　図１に示すように、噴霧装置１００は、電気分解装置２００と、スプレー装置４００とを備える。電気分解装置２００は、電気分解により次亜塩素酸ナトリウム水を生成する。スプレー装置４００は、トリガー４０１を有する。スプレー装置４００は、ユーザーがトリガー４０１を操作することに応じて、次亜塩素酸ナトリウム水を噴霧する。
　より詳しくは、電気分解装置２００は、電気分解により、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を生成する。例えば、所期の有効塩素濃度は、６００ｐｐｍ以上である。ただし、所期の有効塩素濃度は、６００ｐｐｍ以上に限定されない。所期の有効塩素濃度は、例えば、５００ｐｐｍ以上であってもよい。以下、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を、単に「次亜塩素酸ナトリウム水」と記載する場合がある。また、電気分解により、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を生成することを、「次亜塩素酸ナトリウム水の生成」と記載する場合がある。
　電気分解装置２００は、容器部２１０と、下部筐体２３０と、操作部２５０とを備える。スプレー装置４００は、容器部２１０の上部に取り外し自在に連結される。容器部２１０は、下部筐体２３０の上部に結合される。容器部２１０は、下部筐体２３０から上方へ突出する。操作部２５０は、下部筐体２３０の表面に配置される。
　容器部２１０は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行前に、塩化物イオンを含有する水溶液を収容する。以下、塩化物イオンを含有する水溶液を、「塩化物イオン含有水」と記載する場合がある。塩化物イオン含有水は、例えば、塩化ナトリウム水溶液である。具体的には、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行前に、ユーザーが、スプレー装置４００を容器部２１０から取り外し、所定量の水道水と所定量の食塩とを容器部２１０内に投入することにより、容器部２１０に塩化ナトリウム水溶液が収容される。
　なお、塩化物イオン含有水は、塩化ナトリウム水溶液に限定されない。塩化物イオン含有水は、次亜塩素酸ナトリウム水を生成できる水溶液であればよい。例えば、塩化物イオン含有水は、塩化カリウム水溶液、又は塩酸であってもよいし、塩化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、及び塩酸の全部又は一部を混合した水溶液であってもよい。また、塩化物イオン含有水には、例えばｐＨ調整剤のような任意の添加物が添加されていてもよい。
　電気分解装置２００は、塩化物イオン含有水を主電解質として電気分解を行うことにより、容器部２１０内において次亜塩素酸ナトリウム水を生成する。例えば、塩化物イオン含有水が塩化ナトリウム水溶液である場合、主電解質は、具体的には塩化ナトリウム（例えば、食塩）である。
　電気分解処理後に、容器部２１０には、次亜塩素酸ナトリウム水が収容される。次亜塩素酸ナトリウム水は、塩化物イオン含有水に次亜塩素酸ナトリウムが溶解した水溶液である。次亜塩素酸ナトリウム水の中では、次亜塩素酸イオンと、ナトリウムイオンとが分散している。なお、電気分解処理後の水溶液のｐＨによっては、一部の次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）が次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）となって水溶液中に存在する場合がある。
　操作部２５０は、ユーザーによって操作される。操作部２５０は、例えば、静電容量式のタッチセンサーである。但し、操作部２５０は、ユーザーによって操作される限り、特に限定されない。例えば、操作部２５０は、プッシュ式のスイッチであってもよい。
　操作部２５０がユーザーによって操作されたことに応じて、電気分解装置２００は次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理を実行する。具体的には、電気分解装置２００は、電気分解を一定時間実行する。この結果、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水が生成される。
　続いて、図２を参照して本実施形態の電気分解装置２００を説明する。図２は、本実施形態の電気分解装置２００の一部を示す図である。図２に示すように、電気分解装置２００は、上側電極２と下側電極４とを更に備える。また、下部筐体２３０は、液収容部２４０を有する。
　液収容部２４０は、下部筐体２３０の上部に形成される。下部筐体２３０の上面は開放されており、液収容部２４０は容器部２１０の内側空間と連通する。したがって、液収容部２４０には、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行前に、塩化物イオン含有水が収容される。また、液収容部２４０には、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行後（一定時間の電気分解処理後）に、次亜塩素酸ナトリウム水が収容される。
　上側電極２及び下側電極４は、液収容部２４０内に配置される。したがって、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行前に、上側電極２及び下側電極４は、塩化物イオン含有水に浸漬される。
　上側電極２及び下側電極４は、互いに対向する。詳しくは、上側電極２及び下側電極４は、所定の隙間を介して上下方向に対向する。上側電極２は、下側電極４の上側に配置される。上側電極２及び下側電極４には、互いに極性の異なる電圧が印加される。この結果、上側電極２及び下側電極４が、塩化物イオン含有水を主電解質とする電気分解を行い、次亜塩素酸ナトリウム水を生成する。
　本実施形態において、上側電極２及び下側電極４は、同じ触媒成分を有する。例えば、上側電極２及び下側電極４は、触媒成分として、イリジウム又はルテニウムのような貴金属の酸化物を有する。あるいは、上側電極２及び下側電極４は、触媒成分として、チタンや白金のような金属を有しもよい。あるいは、上側電極２及び下側電極４は、触媒成分として、イリジウム又はルテニウムのような貴金属の酸化物と、チタンや白金のような金属とを複合化した材料を有してもよい。本実施形態において、上側電極２及び下側電極４は、略同じ表面積を有する。
　電気分解装置２００は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理中に、上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させる。具体的には、電気分解装置２００は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理中に、上側電極２及び下側電極４に印加する電圧の極性を１回反転させる。上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させることにより、水酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどのスケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することを抑制できる。よって、上側電極２及び下側電極４の電気分解性能を維持することができる。その結果、長期間の使用に起因する次亜塩素酸ナトリウム水の生成効率の低下を抑制できる。
　続いて、図３を参照して本実施形態の電気分解装置２００を説明する。図３は、本実施形態の電気分解装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、電気分解装置２００は、スイッチ部６と、制御部８と、電源部１０とを更に備える。
　電源部１０は、上側電極２及び下側電極４へ印加する電圧（直流電圧）を生成する。電源部１０は、例えば、充電式電池（二次電池）、又は乾電池である。なお、電源部１０は、上側電極２及び下側電極４へ印加する電圧（直流電圧）を生成できる限り、特に限定されない。例えば、電源部１０は、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置であってもよい。
　スイッチ部６は、電源部１０から上側電極２及び下側電極４への電圧の印加開始と印加終了とを制御する。また、スイッチ部６は、反転部６１を含む。反転部６１は、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。具体的には、反転部６１は、上側電極２及び下側電極４に印加する電圧の極性を反転させる。スイッチ部６は、例えば、スイッチ素子を含む。スイッチ素子は、例えば、半導体スイッチである。
　制御部８は、スイッチ部６を制御する。具体的には、制御部８は、操作部２５０がユーザーによって操作されると、スイッチ部６を制御して、電源部１０から上側電極２及び下側電極４への電圧の印加を開始させる。また、制御部８は、上側電極２及び下側電極４への電圧の印加を開始してから一定時間が経過すると、電源部１０から上側電極２及び下側電極４への電圧の印加を終了させる。
　更に、制御部８は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）にスイッチ部６（反転部６１）を制御して上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させる。以下、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる処理を、「反転処理」と記載する場合がある。
　制御部８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサを有する。あるいは、制御部８は、マイクロコンピュータを有してもよいし、専用のハードウェアを有してもよい。
　制御部８がプロセッサを有する場合、制御部８はメモリを更に有する。メモリには、プロセッサが実行する種々のコンピュータプログラムや、種々のデータが格納される。
　メモリは、例えば、半導体メモリである。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。あるいは、半導体メモリは、ＲＡＭ及びＲＯＭに替えて、又はＲＡＭ及びＲＯＭに加えて、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）の少なくとも１つを含み得る。
　制御部８が専用のハードウェアを有する場合、制御部８は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせた回路であり得る。
　以上、図１～図３を参照して説明したように、本実施形態によれば、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）に上側電極２及び下側電極４の極性が反転する。したがって、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することを抑制するための専用の期間を設ける必要がない。その結果、ユーザーは、噴霧装置１００（電気分解装置２００）を継続的に使用することができる。
　続いて図３及び図４を参照して反転処理を説明する。図４は、反転処理を示すシーケンス図である。図４に示すように、制御部８は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）にスイッチ部６（反転部６１）を制御して、上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させる。なお、以下の説明において、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の開始時（ｔ＝０）から終了時（ｔ＝Ｅ）までの期間を、「運転期間」と記載する場合がある。
　図４に示す例では、運転期間の開始時（ｔ＝０）に、制御部８は、上側電極２が正極性の電極（陽極）として機能し、下側電極４が負極性の電極（陰極）として機能するようにスイッチ部６を制御する。制御部８は、運転期間の開始から所定時間（ｔ＝ｔ１）が経過すると、スイッチ部６を制御して、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。具体的には、制御部８は、上側電極２が陰極として機能し、下側電極４が陽極として機能するようにスイッチ部６を制御する。制御部８は、運転期間の開始（ｔ＝０）から一定時間（ｔ＝Ｅ）が経過すると、スイッチ部６を制御して、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理（電気分解処理）を終了させる。
　本実施形態では、制御部８は、上側電極２の極性を正極性に維持する第１陽極期間ＰＴ１の長さと、上側電極２の極性を負極性に維持する第１陰極期間ＮＴ１の長さとが等しくなり、下側電極４の極性を負極性に維持する第２陰極期間ＮＴ２の長さと、下側電極４の極性を正極性に維持する第２陽極期間ＰＴ２の長さとが等しくなるように、スイッチ部６（反転部６１）を制御する。例えば、運転期間の長さが１２分間である場合、制御部８は、運転期間の開始（ｔ＝０）から６分経過した時点（ｔ＝ｔ１）で上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。
　なお、以下の説明において、第１陽極期間ＰＴ１と第２陽極期間ＰＴ２とを区別して説明する必要のないときは、第１陽極期間ＰＴ１及び第２陽極期間ＰＴ２を「陽極期間ＰＴ」と記載することがある。同様に、第１陰極期間ＮＴ１と第２陰極期間ＮＴ２とを区別して説明する必要のないときは、第１陰極期間ＮＴ１及び第２陰極期間ＮＴ２を「陰極期間ＮＴ」と記載することがある。本実施形態では、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが等しい。
　図２を参照して説明したように、本実施形態において、上側電極２及び下側電極４は、同じ触媒成分を有する。したがって、上側電極２及び下側電極４の陽極としての性能（電気分解性能）は、実質的に等しい。同様に、上側電極２及び下側電極４の陰極としての性能（電気分解性能）は、実質的に等しい。よって、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとを等しくすることにより、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を生成することができる。また、本実施形態によれば、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとを等しくすればよいため、電気分解装置２００の開発に要する労力を削減できる。
　更に、図２を参照して説明したように、本実施形態において、上側電極２及び下側電極４は、略同じ表面積を有する。したがって、上側電極２及び下側電極４の陽極としての性能（電気分解性能）は、より等しい。同様に、上側電極２及び下側電極４の陰極としての性能（電気分解性能）は、より等しい。したがって、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとを等しくすることにより、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水をより確実に生成することができる。
　本実施形態によれば、運転期間中に上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させることにより、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することを抑制できる。
　具体的には、図４に示す例において、運転期間が開始すると（ｔ＝０）、第２陰極期間ＮＴ２中に下側電極４の表面にスケール成分が析出する可能性があるが、本実施形態によれば、下側電極４の表面にスケール成分が析出しても、運転期間の途中（ｔ＝ｔ１）で下側電極４の極性が負極性から正極性に反転するため、第２陽極期間ＰＴ２中にスケール成分が下側電極４の表面から放散される。よって、スケール成分が下側電極４の表面に付着することを抑制できる。あるいは、下側電極４の表面にスケール成分が析出する前に、下側電極４の極性が負極性から正極性に反転することにより、スケール成分が下側電極４の表面に付着することを抑制できる。
　また、運転期間の途中（ｔ＝ｔ１）で上側電極２の極性が正極性から負極性に反転するため、第１陰極期間ＮＴ１中に上側電極２の表面にスケール成分が析出する可能性があるが、本実施形態によれば、上側電極２の表面にスケール成分が析出しても、次の運転期間の開始時に、上側電極２の極性が正極性に維持されるため、スケール成分が上側電極２の表面から放散される。よって、スケール成分が上側電極２の表面に付着することを抑制できる。あるいは、上側電極２の表面にスケール成分が析出する前に運転期間が終了することにより、スケール成分が上側電極２の表面に付着することを抑制できる。
　また、本実施形態によれば、制御部８は、運転期間の終了時（ｔ＝Ｅ）における上側電極２及び下側電極４の極性が、運転期間の開始時（ｔ＝０）における極性に対して反転しているように、運転期間中にスイッチ部６（反転部６１）を制御して上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。したがって、上側電極２を陽極として機能させる回数と陰極として機能させる回数とが均一になるため、上側電極２の電気分解性能をより長期間維持することができる。同様に、下側電極４の電気分解性能をより長期間維持することができる。
　また、本実施形態によれば、制御部８は、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが等しくなるように、運転期間中にスイッチ部６（反転部６１）を制御して上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。したがって、上側電極２を陽極として機能させる累積時間と、陰極として機能させる累積時間とが均一になるため、上側電極２の電気分解性能をより長期間維持することができる。同様に、下側電極４の電気分解性能をより長期間維持することができる。
　続いて図５を参照して本実施形態の電気分解装置２００を更に説明する。図５は、本実施形態の電気分解装置２００の断面の一部を示す図である。図５に示すように、下部筐体２３０は、側壁部２３１、床部２３２、上側支持部２３３、下側支持部２３４、第１ボス部２３５、及び第２ボス部２３６を有する。また、電気分解装置２００は、スペーサ３、第１締結部材１２、第２締結部材１４、制御基板１６、第１固定部材１８、及び第２固定部材２０を更に備える。
　側壁部２３１は、下部筐体２３０の側壁を形成する。側壁部２３１は、筒状である。床部２３２は、側壁部２３１の内周面に結合して、側壁部２３１と共に液収容部２４０を形成する。床部２３２は、液収容部２４０の底壁を形成する。側壁部２３１は、液収容部２４０の側壁を形成する。
　上側支持部２３３は、上側電極２及び下側電極４の外周面を支持する。上側支持部２３３は筒状であり、側壁部２３１よりも内側において床部２３２に結合して、床部２３２から上方に突出する。
　第１ボス部２３５及び第２ボス部２３６は、上側支持部２３３の内側において床部２３２に結合して、床部２３２から上方に突出する。第１ボス部２３５は、第２ボス部２３６よりも床部２３２からの高さが高く、上側電極２の下面を支持する。第２ボス部２３６は、下側電極４の下面を支持する。
　スペーサ３は、上側電極２と下側電極４との間に配置されて、上側電極２と下側電極４との接触を回避する。上側電極２及び下側電極４は、スペーサ３の厚み分だけ上下方向に離れて配置される。
　第１締結部材１２は、上側電極２を第１ボス部２３５に締結する。第２締結部材１４は、下側電極４を第２ボス部２３６に締結する。詳しくは、第１締結部材１２は、ヘッド部１２１と、軸部１２２とを有する。第２締結部材１４は、ヘッド部１４１と、軸部１４２とを有する。上側電極２は、第１貫通穴２１と、第２貫通穴２２とを有する。下側電極４は、第１貫通穴４１と、第２貫通穴４２とを有する。
　下側電極４の第１貫通穴４１の径は、第１ボス部２３５の外径と略同じか、第１ボス部２３５の外径よりも大きい。下側電極４の第１貫通穴４１には、第１ボス部２３５が挿通される。
　上側電極２の第１貫通穴２１の径は、下側電極４の第１貫通穴４１の径よりも小さい。上側電極２の第１貫通穴２１は、第１ボス部２３５の貫通穴と重なる。第１ボス部２３５の貫通穴は、床部２３２の下面まで延びる。上側電極２の第１貫通穴２１の径は、第１締結部材１２のヘッド部１２１の径より小さく、第１締結部材１２の軸部１２２の径と略同じか、第１締結部材１２の軸部１２２の径より大きい。第１締結部材１２の軸部１２２は、上側電極２の第１貫通穴２１及び第１ボス部２３５の貫通孔に挿通される。第１締結部材１２のヘッド部１２１は、上側電極２の上面に接触する。
　上側電極２の第２貫通穴２２の径は、下側電極４の第２貫通穴４２の径より大きい。上側電極２の第２貫通穴２２は、下側電極４の第２貫通穴４２と重なる。上側電極２の第２貫通穴２２の径は、第２締結部材１４のヘッド部１４１の径より大きい。
　下側電極４の第２貫通穴４２は、第２ボス部２３６の貫通穴と重なる。第２ボス部２３６の貫通穴は、床部２３２の下面まで延びる。下側電極４の第２貫通穴４２の径は、第２締結部材１４のヘッド部１４１の径及び第２ボス部２３６の外径より小さく、第２締結部材１４の軸部１４２の径と略同じか、第２締結部材１４の軸部１４２の径より大きい。第２締結部材１４の軸部１４２は、下側電極４の第２貫通穴４２及び第２ボス部２３６の貫通孔に挿通される。第２締結部材１４のヘッド部１４１は、上側電極２の第２貫通穴２２に挿通されて、下側電極４の上面に接触する。
　本実施形態において、第１締結部材１２及び第２締結部材１４はボルトであり、第１締結部材１２の軸部１２２の周面、及び第２締結部材１４の軸部１４２の周面にはネジ溝が形成されている。なお、第１ボス部２３５及び第２ボス部２３６の貫通穴の内周面にネジ溝が形成されてもよい。この場合、第１締結部材１２は第１ボス部２３５に螺着され、第２締結部材１４は第２ボス部２３６に螺着される。
　制御基板１６は、床部２３２の下方に配置される。制御基板１６は、第１貫通穴１６１及び第２貫通穴１６２を有する。制御基板１６の第１貫通穴１６１の径は、第１締結部材１２の軸部１２２の径と略同じか、第１締結部材１２の軸部１２２の径より大きい。制御基板１６の第２貫通穴１６２の径は、第２締結部材１４の軸部１４２の径と略同じか、第２締結部材１４の軸部１４２の径より大きい。
　第１締結部材１２の軸部１２２は、床部２３２の下面から突出して、制御基板１６の第１貫通穴１６１に挿通される。第１締結部材１２の軸部１２２の先端は、制御基板１６の下面から突出する。同様に、第２締結部材１４の軸部１４２は、床部２３２の下面から突出して、制御基板１６の第２貫通穴１６２に挿通される。第２締結部材１４の軸部１４２の先端は、制御基板１６の下面から突出する。
　第１固定部材１８は、第１締結部材１２の軸部１２２の先端に連結されて、制御基板１６を支持する。同様に、第２固定部材２０は、第２締結部材１４の軸部１４２の先端に連結されて、制御基板１６を支持する。第１固定部材１８及び第２固定部材２０は、例えば、ナットである。
　下部筐体２３０の下側支持部２３４は、側壁部２３１よりも内側において床部２３２に結合して、床部２３２から下方に突出する。第１固定部材１８及び第２固定部材２０は、制御基板１６の上面が下側支持部２３４の下端と当接するように、第１締結部材１２及び第２締結部材１４にそれぞれ連結される。この結果、下側支持部２３４が制御基板１６の上面を支持する。
　制御基板１６には、図３を参照して説明したスイッチ部６及び制御部８が実装される。なお、図３を参照して説明した電源部１０は、下部筐体２３０の床部２３２の下方に配置される。
　本実施形態において、第１締結部材１２、第２締結部材１４、第１固定部材１８、及び第２固定部材２０は、導電性を有する。例えば、第１締結部材１２及び第２締結部材１４は、チタン製である。
　制御基板１６の下面には、第１固定部材１８と接触する導電部が形成されており、制御基板１６から第１固定部材１８及び第１締結部材１２を介して上側電極２に電圧が印加される。また、制御基板１６の下面には、第２固定部材２０と接触する導電部が形成されており、制御基板１６から第２固定部材２０及び第２締結部材１４を介して下側電極４に電圧が印加される。
　続いて図６～図８を参照して、上側電極２、下側電極４、及び下部筐体２３０を説明する。まず、図６及び図７を参照して上側電極２及び下側電極４を説明する。図６は、上側電極２を示す平面図である。図７は、下側電極４を示す平面図である。
　図６及び図７に示すように、本実施形態において、上側電極２及び下側電極４の外形は円形である。また、上側電極２及び下側電極４はメッシュ状である。上側電極２がメッシュ状であることにより、液収容部２４０に収容された塩化物イオン含有水が上側電極２の網目を介して上側電極２の下方へ流入する。その結果、下側電極４が塩化物イオン含有水に浸漬される。
　続いて図８を参照して下部筐体２３０を説明する。図８は、下部筐体２３０を示す平面図である。図８に示すように、本実施形態において、側壁部２３１は円筒状であり、床部２３２は円板状である。また、上側支持部２３３は円筒状である。
　上側支持部２３３は、上側電極２及び下側電極４を上側支持部２３３の内側に配置できる内径を有する。上側支持部２３３の内径は、上側電極２及び下側電極４の径と同じか、上側電極２及び下側電極４の径よりも大きい。
　続いて図９～図１２を参照して電気分解装置２００の組み立て工程を説明する。本実施形態の電気分解装置２００の組み立て工程は、第１工程～第３工程を含む。図９は、電気分解装置２００の組み立て工程に含まれる第１工程を示す図である。図１０は、電気分解装置２００の組み立て工程に含まれる第２工程を示す図である。図１１は、電気分解装置２００の組み立て工程に含まれる第３工程を示す図である。図１２は、電気分解装置２００の断面図である。
　図９に示すように、第１工程では、下側電極４が下部筐体２３０に配置される。詳しくは、下側電極４の第１貫通穴４１に第１ボス部２３５が挿通され、下側電極４の下面が第２ボス部２３６の上端に当接して、下側電極４の第２貫通穴４２が第２ボス部２３６の貫通穴と連通するように、下側電極４が上側支持部２３３の内側に配置される。その後、第２締結部材１４の軸部１４２が下側電極４の第２貫通穴４２を介して第２ボス部２３６の貫通穴へ挿通されて、第２締結部材１４のヘッド部１４１が下側電極４の上面に当接する。
　図１０に示すように、第２工程では、スペーサ３が下側電極４の上面に配置される。詳しくは、スペーサ３は円環状であり、下側電極４の外周部に配置される。
　図１１に示すように、第３工程では、上側電極２が下部筐体２３０に配置される。詳しくは、上側電極２の第２貫通穴２２に第２締結部材１４のヘッド部１４１が挿通され、上側電極２の下面が第１ボス部２３５の上端に当接して、上側電極２の第１貫通穴２１が第１ボス部２３５の貫通穴と連通するように、上側電極２が上側支持部２３３の内側に配置される。その後、第１締結部材１２の軸部１２２が上側電極２の第１貫通穴２１を介して第１ボス部２３５の貫通穴へ挿通されて、図１２に示すように、第１締結部材１２のヘッド部１２１が上側電極２の上面に当接する。
　以上、図１～図１２を参照して本発明の実施形態１を説明した。なお、本実施形態において、上側電極２及び下側電極４はメッシュ状であったが、上側電極２及び下側電極４はメッシュ状に限定されない。上側電極２及び下側電極４は、複数の貫通穴を有していればよい。
［実施形態２］
　続いて、図３及び図１３を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、反転処理が実施形態１と異なる。詳しくは、実施形態２では、上側電極２及び下側電極４の極性が運転期間中に複数回反転する。
　図１３は、本実施形態の電気分解装置２００が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。図１３に示す例では、制御部８は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）にスイッチ部６（反転部６１）を制御して、上側電極２及び下側電極４の極性を３回反転させる。
　本実施形態では、実施形態１と同様に、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが等しい。換言すると、極性を反転させる時間の間隔（周期）が一定である。本実施形態では、上側電極２及び下側電極４の極性を３回反転させるため、例えば、運転期間の長さが１２分間である場合、極性反転時間間隔（極性反転周期）は３分である。制御部８は、運転期間の開始（ｔ＝０）から３分経過した時点（ｔ＝ｔ１１）、６分経過した時点（ｔ＝ｔ１２）、及び９分経過した時点（ｔ＝ｔ１３）の各時点において、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。
　また、本実施形態では、実施形態１と同様に、制御部８は、運転期間の終了時（ｔ＝Ｅ）における上側電極２及び下側電極４の極性が、運転期間の開始時（ｔ＝０）における極性に対して反転しているように、運転期間中にスイッチ部６（反転部６１）を制御して上側電極２及び下側電極４の極性を複数回反転させる。
　以上、図３及び図１３を参照して本発明の実施形態２を説明した。本実施形態によれば、運転期間中における上側電極２及び下側電極４の極性の反転頻度を増加させて、陰極期間ＮＴの長さを短縮させることができる。その結果、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することをより抑制できる。具体的には、上側電極２及び下側電極４にスケール成分が析出する前に上側電極２及び下側電極４の極性を反転させることができる。あるいは、運転期間中における上側電極２及び下側電極４の極性の反転頻度を増加させることで、上側電極２及び下側電極４に析出するスケール成分の量がより少なくなる。その結果、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することをより抑制できる。
　なお、運転期間中に上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる回数（反転頻度）が増加するほど、有効塩素濃度が減少する。本実施形態において、制御部８は、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を生成できる範囲で、上側電極２及び下側電極４の極性を複数回反転させる。例えば、運転期間中に上側電極２及び下側電極４の極性を反転させない場合に達成する有効塩素濃度を１００％としたとき、制御部８は、有効塩素濃度が９０％以上となる範囲で、上側電極２及び下側電極４の極性を複数回反転させる。あるいは、制御部８は、有効塩素濃度が６００ｐｐｍ以上となる範囲で、上側電極２及び下側電極４の極性を複数回反転させてもよいし、有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上となる範囲で、上側電極２及び下側電極４の極性を複数回反転させてもよい。
［実施形態３］
　続いて、図３及び図１４を参照して本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１、２と異なる事項を説明し、実施形態１、２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、反転処理が実施形態１、２と異なる。詳しくは、実施形態３では、運転期間の終了時の上側電極２及び下側電極４の極性が、運転期間の開始時と同じ極性となる。
　図１４は、本実施形態の電気分解装置２００が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。図１４に示す例では、制御部８は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）にスイッチ部６（反転部６１）を制御して、上側電極２及び下側電極４の極性を２回反転させる。
　本実施形態では、実施形態１と同様に、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが等しい。本実施形態では、上側電極２及び下側電極４の極性を２回反転させるため、例えば、運転期間の長さが１２分間である場合、極性反転時間間隔（極性反転周期）は４分である。制御部８は、運転期間の開始（ｔ＝０）から４分経過した時点（ｔ＝ｔ２１）、及び８分経過した時点（ｔ＝ｔ２２）の各時点において、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。
　本実施形態において、制御部８は、運転期間の開始時における上側電極２及び下側電極４の極性が、前回の運転期間の終了時（前回の次亜塩素酸ナトリウム水の生成終了時）における上側電極２及び下側電極４の極性に対して反転しているように、運転期間中にスイッチ部６（反転部６１）を制御する。
　具体的には、図１４に示すように、制御部８は、運転期間の終了時（ｔ＝Ｅ）に上側電極２の極性が正極性に維持され、下側電極４の極性が負極性に維持されている場合、次の運転期間の開始時（ｔ＝０）に、上側電極２の極性が負極性となり、下側電極４の極性が正極性となるようにスイッチ部６（反転部６１）を制御する。
　以上、図３及び図１４を参照して本発明の実施形態３について説明した。本実施形態によれば、運転期間の終了時の上側電極２及び下側電極４の極性が、運転期間の開始時と同じ極性となる場合であっても、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することを抑制することができる。
　具体的には、運転期間の終了時の上側電極２の極性が負極性である場合、運転期間の終了直前の第１陰極期間ＮＴ１中に上側電極２の表面にスケール成分が析出する可能性があるが、本実施形態によれば、上側電極２の表面にスケール成分が析出しても、次の運転期間の開始時に上側電極２の極性が正極性に維持されるため、スケール成分が上側電極２の表面から放散される。同様に、運転期間の終了時の下側電極４の極性が負極性である場合、次の運転期間の開始時に下側電極４の極性が正極性に維持されるため、スケール成分が下側電極４の表面から放散される。
　また、本実施形態によれば、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理を繰り返すことにより、上側電極２を陽極として機能させる回数と、陰極として機能させる回数とが均一になる。したがって、上側電極２の電気分解性能をより長期間維持することができる。同様に、下側電極４の電気分解性能をより長期間維持することができる。
　更に、本実施形態によれば、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが等しい。したがって、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理を繰り返すことにより、上側電極２を陽極として機能させる累積時間と、陰極として機能させる累積時間とが均一になる。したがって、上側電極２の電気分解性能をより長期間維持することができる。同様に、下側電極４の電気分解性能をより長期間維持することができる。
［実施形態４］
　続いて、図３及び図１５を参照して本発明の実施形態４について説明する。但し、実施形態１～３と異なる事項を説明し、実施形態１～３と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態４は、反転処理が実施形態１～３と異なる。詳しくは、実施形態３では、陽極期間ＰＴの長さと陰極期間ＮＴの長さとが異なる。
　図１５は、本実施形態の電気分解装置２００が実行する反転処理の一例を示すシーケンス図である。図１５に示す例では、制御部８は、次亜塩素酸ナトリウム水の生成処理の実行中（一定時間の電気分解処理中）にスイッチ部６（反転部６１）を制御して、上側電極２及び下側電極４の極性を３回反転させる。
　本実施形態では、上側電極２及び下側電極４が異なる触媒成分を有する。あるいは、上側電極２及び下側電極４の表面積が異なる。したがって、上側電極２及び下側電極４から単位時間当たりに発生する塩素ガスの量が異なる。塩素ガスは、陽極から発生する。塩素ガスの発生量が少なくなると有効塩素濃度が下がる。
　本実施形態では、下側電極４から単位時間当たりに発生する塩素ガスの量が、上側電極２から単位時間当たりに発生する塩素ガスの量よりも少ない。そこで、図１５に示すように、制御部８は、下側電極４が陽極として機能する期間（第２陽極期間ＰＴ２）が、陰極として機能する期間（第２陰極期間ＮＴ２）よりも短くなり、上側電極２が陽極として機能する期間（第１陽極期間ＰＴ１）が、陰極として機能する期間（第１陰極期間ＮＴ１）よりも長くなるようにスイッチ部６（反転部６１）を制御する。この結果、運転期間中に発生する塩素ガスの総量を、所期の有効塩素濃度を達成するために必要な量に維持することができる。
　また、制御部８は、第１陽極期間ＰＴ１の長さと第１陰極期間ＮＴ１の長さとの比（デューティ比）が一定となり、第２陰極期間ＮＴ２の長さと第２陽極期間ＰＴ２の長さとの比（デューティ比）が一定となるように、運転期間中にスイッチ部６（反転部６１）を制御する。例えば、運転期間の長さが１２分間であり、第１陽極期間ＰＴ１と第１陰極期間ＮＴ１とのデューティ比が４：２である場合、制御部８は、運転期間の開始（ｔ＝０）から４分経過した時点（ｔ＝ｔ３１）、６分経過した時点（ｔ＝ｔ３２）、１０分経過した時点（ｔ＝ｔ３３）の各時点において、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させる。
　以上、図３及び図１５を参照して本発明の実施形態４を説明した。本実施形態によれば、スケール成分が上側電極２及び下側電極４の表面に付着することを抑制できる。更に、本実施形態によれば、上側電極２及び下側電極４から単位時間当たりに発生する塩素ガスの量が異なる場合であっても、所期の有効塩素濃度を有する次亜塩素酸ナトリウム水を生成することができる。
　以上、図面（図１～図１５）を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
　図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
　例えば、図１～図１５を参照して説明した実施形態では、運転期間の開始時に、上側電極２が陽極として機能し、下側電極４が陰極として機能したが、運転期間の開始時に、上側電極２が陰極として機能し、下側電極４が陽極として機能してもよい。
　また、図１～図１５を参照して説明した実施形態において、電気分解装置２００は、次亜塩素酸ナトリウム水を生成したが、電気分解装置２００は、次亜塩素酸水を生成してもよい。なお、次亜塩素酸水は、次亜塩素酸ナトリウム水と同様に、塩化物イオン含有水を主電解質として電気分解を行うことにより生成できる。塩化物イオン含有水は、次亜塩素酸水を生成できる水溶液であればよく、例えば、塩化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、又は塩酸であってもよいし、これらの全部又は一部を混合した水溶液であってもよい。また、塩化物イオン含有水には、例えばｐＨ調整剤のような任意の添加物が添加されていてもよい。
　ここで、次亜塩素酸ナトリウム水と次亜塩素酸水との関係について説明する。次亜塩素酸ナトリウム水では、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）が水溶液中で水和する。その結果、水溶液中に、ナトリウムイオン（Ｎａ+）及び次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）が存在する。一方、次亜塩素酸水では、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）がＨＣｌＯ分子として水溶液中に存在する。実際には、これらの成分の水溶液中での存在比率は、水溶液のｐＨによって定まる平衡関係にあり、ｐＨによってはこれらの成分が共存する場合がある。次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）と次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）との平衡関係を示す平衡式は、一般的には以下の式で表される。
　　ｐＨ＝７．５３＋ｌｏｇ１０［ＣｌＯ-］／［ＨＣｌＯ］
　上記平衡式において、［ＣｌＯ-］及び［ＨＣｌＯ］には、各成分の存在比率が与えられる。以下の表に、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）及び次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の存在比率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　したがって、水溶液のｐＨによっては次亜塩素酸ナトリウム水と次亜塩素酸水とを明確に区別することが難しくなるが、便宜上、存在比率が高い成分に基づいて呼称されている。例えば、水溶液のｐＨが９．００である場合、上記の表に示すように、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）の存在比率が次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の存在比率よりも高くなるため、次亜塩素酸ナトリウム水と呼称される。しかし、この水溶液（次亜塩素酸ナトリウム水）に、例えば塩酸（ＨＣｌ）のようなｐＨ調整剤を加えて、水溶液のｐＨを６．００に変化させた場合、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）の多くが次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）に変化して、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の存在比率が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）の存在比率がよりも高くなるため、次亜塩素酸水と呼称される。
　以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は実施例の範囲に何ら限定されない。
　本実施例では、溶媒として純水（電気抵抗率１８．２ＭΩ・ｃｎ）を用い、溶質として市販の食塩（商品名：塩化ナトリウム（特級）、製造元：富士フイルム和光純薬株式会社）を用いて、食塩水（塩化ナトリウム水溶液）を準備し、以下の実験１～６を行った。純水の量は３００ｍｌであった。食塩の量は５ｇであった。電気分解時間は１２分間とした。極性反転時間間隔（極性反転周期）を一定時間にして、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させた。
［実験１］
　実験１では、上側電極２及び下側電極４の極性を反転させずに電気分解を１２分間行い、有効塩素濃度を測定した（極性反転回数：０回）。
［実験２］
　実験２では、１２分間の電気分解中に上側電極２及び下側電極４の極性を１回反転させて、有効塩素濃度を測定した（極性反転回数：１回）。極性反転時間間隔は、６分であった。
［実験３］
　実験３では、１２分間の電気分解中に上側電極２及び下側電極４の極性を３回反転させて、有効塩素濃度を測定した（極性反転回数：３回）。極性反転時間間隔は、３分であった。
［実験４］
　実験４では、１２分間の電気分解中に上側電極２及び下側電極４の極性を５回反転させて、有効塩素濃度を測定した（極性反転回数：５回）。極性反転時間間隔は、２分であった。
［実験５］
　実験５では、１２分間の電気分解中に上側電極２及び下側電極４の極性を１１回反転させて（極性反転回数：１１回）、有効塩素濃度を測定した。極性反転時間間隔は、１分であった。
［実験６］
　実験６では、１２分間の電気分解中に上側電極２及び下側電極４の極性を２３回反転させて、有効塩素濃度を測定した（極性反転回数：２３回）。極性反転時間間隔は、３０秒であった。
　図１６は、本実施例の実験結果を示す図である。詳しくは、図１６は、実験１～６の実験結果を示す。図１６において、横軸は、極性反転時間間隔［ｍｉｎ］を示す。縦軸は、有効塩素濃度［ｐｐｍ］を示す。プロットＶ１～Ｖ６はそれぞれ実験１～実験６の実験結果を示す。
　図１６に示すように、実験２の有効塩素濃度は、実験１の有効塩素濃度と略同じ値となった（おおよそ、６２５ｐｐｍ）。実験３の有効塩素濃度は、実験１の有効塩素濃度より若干低い値となったが（おおよそ、６２０ｐｐｍ）、６００ｐｐｍ以上であった。実験４及び実験５の有効塩素濃度は、６００ｐｐｍよりも低い値となったが、５５０ｐｐｍ以上であった。実験６の有効塩素濃度は、５００ｐｐｍよりも低い値となった。
　なお、本実施例のように純水３００ｍｌに電解質として食塩（ＮａＣｌ）を５ｇ溶解させて電気分解を１２分間行った場合、最終的な水溶液のｐＨは約９．００となる。この場合、既に説明したように、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）の存在比率が次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の存在比率よりも高くなるため、最終的な水溶液は、次亜塩素酸ナトリウム水と呼称される。
　本発明は、除菌や消臭の分野に有用である。
２　　　：上側電極
４　　　：下側電極
６　　　：スイッチ部
８　　　：制御部
６１　　：反転部
２００　：電気分解装置

Claims (7)

  1. 　次亜塩素酸ナトリウム水又は次亜塩素酸水を生成する電気分解装置であって、
    　第１電極と、
    　前記第１電極に対向し、前記第１電極と共に、塩化物イオンを含有する水溶液を主電解質として電気分解を行い、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水を生成する第２電極と、
    　前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる反転部と、
    　前記反転部を制御する制御部と
    　を備え、
    　前記制御部は、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる、電気分解装置。
  2. 　前記制御部は、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を複数回反転させる、請求項１に記載の電気分解装置。
  3. 　前記制御部は、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成終了時における前記第１電極及び前記第２電極の極性が、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成開始時における前記第１電極及び前記第２電極の極性に対して反転しているように、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる、請求項１又は請求項２に記載の電気分解装置。
  4. 　前記制御部は、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成開始時における前記第１電極及び前記第２電極の極性が、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の前回の生成終了時における前記第１電極及び前記第２電極の極性に対して反転しているように、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる、請求項１又は請求項２に記載の電気分解装置。
  5. 　前記第１電極及び前記第２電極は、同じ触媒成分を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気分解装置。
  6. 　前記制御部は、前記第１電極の極性を正極性に維持する第１期間の長さと、前記第１電極の極性を負極性に維持する第２期間の長さとの比が一定となり、前記第２電極の極性を負極性に維持する第３期間の長さと、前記第２電極の極性を正極性に維持する第４期間の長さとの比が一定となるように、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気分解装置。
  7. 　前記制御部は、前記第１期間の長さと前記第２期間の長さとが等しくなり、前記第３期間の長さと前記第４期間の長さとが等しくなるように、前記次亜塩素酸ナトリウム水又は前記次亜塩素酸水の生成中に前記反転部を制御して前記第１電極及び前記第２電極の極性を反転させる、請求項６に記載の電気分解装置。
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