JP2000015259A - 次亜塩素酸生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素イオン溶液の蒸発をなくし、次亜塩素酸
を安定して生成させる。 【解決手段】 溶液タンク１６は塩素イオン溶液１５が
供給された容量だけ内容積が収縮し、気密状態を維持で
きるため、塩素イオン溶液１５が蒸発することがなく、
電解槽１２で次亜塩素酸を安定して生成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽水などの水の
浄化に関するもので、特に水中に含まれる塩素イオンを
電気分解することにより次亜塩素酸などの化合物を生成
し、水の殺菌・浄化を行う次亜塩素酸生成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より塩素イオンを含む水を電気分解
することにより、次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンを生
成する次亜塩素酸生成装置が知られている（例えば、特
許第２６１９７５６号、特許第２５８７７３１号）。

【０００３】この次亜塩素酸生成装置は図５に示すよう
に、溶液路１に流量調整弁２と食塩水を供給するポンプ
３及び塩酸を供給するポンプ４の動作により、食塩水タ
ンク５及びび塩酸タンク６から溶液を希釈水と共に電解
槽７内に送り込み、電極８を陽極、電極９を陰極として
直流電解装置１０で通電を行うことにより、電解槽７内
で次亜塩素酸を生成し、排水路１１から次亜塩素酸溶液
を得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
次亜塩素酸生成装置では、塩素イオンの濃厚な食塩水及
び塩酸をそれぞれ食塩水タンク５及び塩酸タンク６に貯
え、これを希釈水で希釈して電気分解を行うことで、各
タンク５，６の消費量を少なくし、溶液補給期間を長く
できる。しかし、各タンク５，６内の溶液を供給する場
合、大気と溶液を入れ替える構成となるため、溶液が大
気と接触する部位が必要となり、そこから溶液が蒸発し
てしまっていた。そのため、各タンク５，６内の溶液の
濃度が変わり、電気分解により得られる次亜塩素酸の濃
度が安定しない。また、蒸発が進めば溶液の塩分が析出
して、ポンプ３，４等の故障の原因にもなった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、内部に少なくとも一対の電極を備える電解槽
と、塩素イオンを含む塩素イオン溶液を貯える溶液タン
クと、前記電極への通電を制御する制御手段と、前記溶
液タンクの塩素イオン溶液を電解槽に供給制御する塩素
イオン供給手段と、前記電解槽の電解液を排出する排出
路を有し、前記溶液タンクを密閉でかつ収縮自在に構成
している。

【０００６】上記発明によれば、溶液タンクの塩素イオ
ン溶液は、塩素イオン供給手段により電解槽内に供給さ
れ、電極に通電を行うことで、電気分解により次亜塩素
酸を生成することができる。このとき、溶液タンクは塩
素イオン溶液が供給された容量だけ内容積が収縮し、気
密状態を維持できるため、塩素イオン溶液が蒸発する事
がなく、次亜塩素酸を安定して生成できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載にかかる次
亜塩素酸生成装置は、内部に少なくとも一対の電極を備
える電解槽と、塩素イオンを含む塩素イオン溶液を貯え
る溶液タンクと、前記電極への通電を制御する制御手段
と、前記溶液タンクの塩素イオン溶液を電解槽に供給制
御する塩素イオン供給手段と、前記電解槽の電解液を排
出する排出路を有し、前記溶液タンクを密閉でかつ収縮
自在に構成するものである。そして、溶液タンクの塩素
イオン溶液は、塩素イオン供給手段により電解槽内に供
給され、電極に通電を行うことで、電気分解により次亜
塩素酸を生成することができる。このとき、溶液タンク
は塩素イオン溶液が供給された容量だけ内容積が収縮
し、気密状態を維持できるため、塩素イオン溶液が蒸発
する事がなく、次亜塩素酸を安定して生成できる。

【０００８】また、請求項２記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、溶液タンクが塩素イオン溶液の内容量変化に
応じて収縮する袋状気密素材より成るものである。そし
て、溶液タンクは塩素イオン溶液が供給された容量だけ
袋がつぶれることで内容積が収縮し、気密状態を維持で
きるため、塩素イオン溶液が蒸発する事がなく、次亜塩
素酸を安定して生成できる。

【０００９】また、請求項３記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、溶液タンクの周囲を被う容器を備えたもので
ある。そして、容器が溶液タンクの変形を抑え、かつ溶
液タンクに漏れが生じた場合にも塩素イオン溶液の他へ
の流出が防止できる。

【００１０】また、請求項４記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、溶液タンクの上部を支持する支持部を設けた
ものである。そして、溶液タンクが自重によって屈曲す
るのを防止し、塩素イオン溶液の供給を安定に行うこと
ができる。

【００１１】また、請求項５記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、溶液タンクに、塩素イオン供給手段に連通す
る接続口を脱着可能に設けたものである。そして、溶液
タンクの接続口を取り外して交換できるので、塩素イオ
ン溶液を補給が簡単に行える。

【００１２】また、請求項６記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、溶液タンクの周囲を被う容器と、前記容器の
底部に塩素イオン溶液を検知する検知手段とを備えたも
のである。そして、検知手段により溶液タンクから塩素
イオン溶液が漏れを検知できるので、漏れの報知及び、
もしくは機器停止等の２次災害の防止措置がとれる。

【００１３】また、請求項７記載にかかかる次亜塩素酸
生成装置は、塩素イオン供給手段に連通し、先端が溶液
タンク底部に位置する管路を前記溶液タンクに内設し、
前記管路の先端は管路に直角方向に開口部を有するもの
である。そして、塩素イオンを供給することで溶液タン
クが収縮して、管路先端に溶液タンクの内壁が管路先端
に接触しても、直角方向の開口部により管路の閉塞が防
止できる。

【００１４】また、請求項８記載にかかる次亜塩素酸生
成装置は、塩素イオン供給手段に連通し、先端が溶液タ
ンク底部に位置する屈曲自在な管路を前記溶液タンクに
内設し、前記管路の先端に塩素イオン溶液より比重の大
きい重りを有するものである。そして、塩素イオンを供
給することで溶液タンクが収縮変形しても、管路先端は
重りにより常に溶液タンクの底部に位置し溶液タンク内
のエアを吸引する事を防止できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１６】（実施例１）図１は本発明の実施例１の次
亜塩素酸生成装置の構成図である。

【００１７】図１において、１２は水溶液の電気分解を
行う電解槽であり、内部に一対の電極１３、１４が備え
られている。１６は塩素イオンを含む塩素イオン溶液と
して食塩水１５を内部に収めている溶液タンクで、この
溶液タンク１６と電解槽１２とは溶液路１７で接続され
ており、溶液タンク１６内の食塩水１５を電解槽１２内
に供給することが可能となっている。この溶液路１７に
は溶液タンク１６内の食塩水１５を強制的に電解槽１２
に送り込む塩素イオン供給手段である溶液ポンプ１８と
電解槽１２から溶液タンク１６への水の逆流を防止する
逆止弁１９が備えられている。また、電解槽１２には水
道水を送り込む給水路２０と、電気分解で生成した次亜
塩素酸溶液を電解槽の外部に排出するための排出路２１
が備えられている。給水路２０には、電解槽１２への水
の供給を制御する弁２２が設置されている。電解槽１２
の電極１３、１４、溶液ポンプ１８、そして弁２２は制
御装置２３にケーブル２４、２５、２６で接続されてお
り、電極１３、１４への通電と極性の変換（以下リバー
スと呼ぶ）、ポンプの動作、弁２２の開閉の制御が行わ
れる。溶液タンク１６は、周囲を被う容器２７に収めら
れ、食塩水１５を内部に貯めることで脹らむ袋状の気密
素材より成り、上端部にねじにより脱着可能に接続口２
８を設けている。気密素材は、ポリエチレン、塩化ビニ
ル、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニリデン、アセテート、ポリカーボネートなど
の樹脂フィルムを単独または複合多重構造とし使用す
る。また、アルミニウムと前記樹脂フィルムにより多重
構造とすることでより気密性を向上させることができ
る。さらに耐薬品性のフッ素樹脂フィルムでもよい。接
続口２８は支持部２９を兼ね、容器２７に設けられた蓋
３０により支持部２９を支持することで、溶液タンク１
６全体を吊り下げるように設置している。接続口２８に
は溶液タンク１６内の食塩水１５を溶液ポンプ１８によ
り送出するための管路３１が固定されていて、この管路
３１の先端を溶液タンク１６底部に位置させ、この先端
は管路３１に直角方向に開口部３２が設けられている。
３３は容器２７の底部に設け溶液の漏れを検知する検知
手段で、一対の検知電極よりなり、溶液タンク１６から
食塩水１５が漏れ出し、容器２７に食塩水１５が溜まり
検知電極間の導電率が変化した場合に液漏れの報知行
う。

【００１８】電解槽１２の構造は、図２に示したよう
に、電極１３および１４は電極端子３４および３５で電
解槽本体３６に固定されている。電極１３、１４の間に
は、水道水の供給を行う給水路２０が設けられており、
電極１３、１４間を通って水道水を送り込むことが可能
な構成としている。そして、電極１３、１４の下側に
は、この電極１３、１４の下端が入り込む電解溝３７が
あり、この底部には食塩水１５を送り込む溶液路１７が
接続されている。なお、ここで用いた電極は、基材がチ
タンまたはチタン合金であり、表面には白金またはイリ
ジウムなどの貴金属を被膜したものを用いている。

【００１９】次に、次亜塩素酸溶液の生成する際の動
作、作用を説明する。まず、給水路２０の弁２２を開
き、電解槽１２内に水道水を注入する。電解槽１２内部
に水道水を充満した後、溶液ポンプ１８を動作させ、電
解槽１２内に食塩水１５を注入する。電解槽１２に注入
された食塩水１５は、比重が水道水よりも高いので、電
解溝３１内に食塩水１５が滞留する。次に電極１３を陽
極、１４を陰極として電気分解を開始する。電気分解の
開始直後は、電極１３、１４の大部分が水道水と接触し
ているため、水の電気分解が優先的に起こり、電極１
３、１４間に水素と酸素ガスを発生する。これらのガス
は水道水よりも軽いので、電解槽１２の上部分に浮上す
る。このガスの移動により、電極１３、１４間に上方向
への水の流れが発生する。そして、電解溝３１に滞留し
ている食塩水１５は、ガスの浮上により発生した水の流
れにより電極１３、１４間に吸い上げられ、電極１３、
１４間に存在する水道水に拡散し、電極１３、１４間だ
け塩素イオン濃度を高くすることができる。一般に塩素
イオン濃度が高いほど次亜塩素酸などの塩素化合物（以
下、次亜塩素酸と呼ぶ）の生成効率は高くなると言われ
ており、（化１）の反応が起こりやすくなる。

【００２０】

【化１】

【００２１】また、電気分解で次亜塩素酸を生成する場
合、供給する食塩水の量が次亜塩素酸の生成効率に大き
く影響を与える。すなわち、電解槽１２への食塩水１５
の供給量が多くなれば、生成効率は高まり、電解槽１２
から排出される水の次亜塩素酸濃度は高くなり、食塩水
１５の供給量が少ないと、電解槽１２から排出される次
亜塩素酸濃度は低くなるので、常に一定の濃度の次亜塩
素酸を得たい場合には電解槽１２に供給される食塩水１
５の量を定量的に送り込む必要がある。そこで、溶液タ
ンク１６と電解槽１２を結ぶ溶液路１７に溶液ポンプ１
８を設け、制御装置２３動作を制御することにより、電
解槽１２へ供給する食塩水１５の量を一定に保つことが
できる。したがって、電気分解により生成する次亜塩素
酸の生成効率を一定に保つことができるので、常に一定
の次亜塩素酸濃度の水を得ることができる。さらに、食
塩水１５の過剰な供給をなくすことができるので、食塩
水１５の節約が可能となり、溶液タンク１６への食塩水
の供給の手間を削減することができる。

【００２２】また、食塩水１５の補給の手間を省くため
には食塩水１５の濃度を高め、溶液タンク１６の容量を
大きくすることで補給回数を減らすことができる。この
際問題となる水分蒸発による食塩水濃度の上昇と食塩の
析出であったが、本実施例では溶液タンク１６を袋状気
密素材で構成することにより、食塩水が供給された容量
だけ内容積が収縮し、気密状態を維持できるため、食塩
水の濃度変化を防止でき、常に一定の次亜塩素酸濃度の
水を得ることができる。

【００２３】さらに、溶液タンク１６の接続口２８はね
じにより脱着可能に設けられ、この接続口２８を取り外
すと、管路３１も同時に溶液タンク１６から外れ、溶液
タンクを交換したり、食塩水を補給するのが簡単に行え
る。接続口２８を溶液タンク１６に取り付けると、パッ
キンにより外気から密閉される。

【００２４】なお、ここで用いる溶液ポンプ１８として
は、電解槽１２に供給する食塩水１５の定量性が高いも
のであればよく、たとえば、電磁ポンプ、ダイヤフラム
ポンプ、チューブポンプ、ギヤポンプなどがある。ポン
プの素材は、食塩水に対する耐食性が要求されるので、
ポンプ内のＯリングなどのゴムの素材をフッ素系のゴム
にすることが望ましく、スプリングはチタンまたは、表
面にチタンなどの耐食性の高い素材を選定する必要があ
る。

【００２５】また、溶液タンク１６は支持部２９により
吊り下げられているため、内部の食塩水１５の自重によ
って屈曲することなく、食塩水１５は自重により溶液タ
ンク１６の底部に集まる。この食塩水１５の送出は、溶
液タンク１６底部に配置した管路３１の先端部から送出
されるため、溶液タンク１６が収縮しても最後まで安定
して送出できる。

【００２６】さらに、管路３１の先端管路に直角方向に
開口部３２が設けてあるので、溶液タンク１６が収縮し
て管路３１の先端に溶液タンク１の内壁が接触しても、
直角方向の開口部により管路の閉塞が防止できる。

【００２７】また、電解槽１２に水道水を注入すると、
電解槽１２内の水の圧力が高くなり、水道水が溶液路１
７を通って、溶液タンク１６に入り込み、溶液タンク１
６内の食塩水１５を薄めてしまうことがあり、ひどい場
合には溶液タンク１６を破損することがある。そこで、
溶液路１７に溶液及び塩素イオンの希薄な水の溶液タン
ク１６への流入を阻止する逆止弁１９を備えることで、
電解槽１２から水道水が溶液タンク１６へ逆流すること
がなくなる。従って、溶液タンク１６内の食塩水が水道
水で希釈されたり、逆流により溶液タンク１６が破損す
ることがなくなる。

【００２８】また、逆止弁１９の故障や、溶液タンク１
６の亀裂等により食塩水１５が漏れ出した場合は、溶液
タンク１６を被う容器２７に受けられるため、食塩水１
５飛散による電気ショート等の問題を起こすことがな
い。

【００２９】さらに、容器２７の底部に設け溶液の漏れ
を検知する検知手段３３により、食塩水１５の漏れの報
知行うため、漏れが速やかに発見、対応できる。

【００３０】なお、逆止弁１９は食塩水が通過するだけ
でなく、電気分解で生成した次亜塩素酸が電解槽１２か
ら逆流することも考えられるので、内部のゴム、スプリ
ングは食塩水だけでなく、次亜塩素酸に対しても耐食性
を有する素材の性質が求められる。具体的にはゴムはフ
ッ素系のゴム、スプリングはチタンまたは表面にチタン
を被膜したものが望ましい。

【００３１】（実施例２）図３は本発明の実施例２にお
ける溶液タンクの断面図である。なお、実施例１の次亜
塩素酸生成装置と同一構造のものは同一符号を付与し、
説明を省略する。

【００３２】実施例１との違いは、溶液タンク１６内の
食塩水１５をゴムチューブ等の屈曲自在な管路４０を用
いた点と、管路４０の先端４１に食塩水１５より比重の
大きいステンレス等の重り４２を設けた点にある。これ
は、溶液タンク１６内の管路４０の先端は４１、重り４
２により常に溶液タンク１６の底部に位置するため、溶
液タンク１６内に空気が存在していても食塩水１５がな
くなるまで空気が供給されることがなく、常に一定の次
亜塩素酸濃度の水を得ることができる。

【００３３】また、溶液タンク１６を横向きに配置して
も、屈曲自在な管路４０と重り４２により、管路４０の
先端４１は溶液タンク１６の最も低い位置に移動する。
したがって、溶液タンク１６の設置角度に制限されるこ
となく、安定して食塩水１５を供給できる。

【００３４】（実施例３）図４は、本発明の実施例３に
おける溶液タンクの断面図である。なお、実施例１の次
亜塩素酸生成装置と同一構造のものは同一符号を付与
し、説明を省略する。

【００３５】実施例１及び２との違いは、接続口５０を
溶液タンク５１の底部に位置させ、支持部５２は接続口
５０に対向する位置に支持孔５３を設け、フック（図示
せず）等に吊すよう支持させる点と、管路５４の先端５
５を接続口５０部に位置させ、溶液タンク５１内には管
路５４がない点にある。したがって、食塩水１５の補給
を行う場合に溶液タンク５１から管路５４を抜く必要が
ないため、接続口５０を外した時の食塩水の垂れ落ちが
なくなる。

【００３６】また、支持孔５３をで溶液タンク５１を支
持するだけなので、取り外しや取り付けが簡単に行え
る。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば以下の効
果を得ることができる。

【００３８】（１）内部に少なくとも一対の電極を備え
る電解槽と、塩素イオンを含む塩素イオン溶液を貯える
溶液タンクと、前記電極への通電を制御する制御手段
と、前記溶液タンクの塩素イオン溶液を電解槽に供給制
御する塩素イオン供給手段と、前記電解槽の電解液を排
出する排出路を有し、前記溶液タンクを密閉でかつ収縮
自在に構成するので、溶液タンクの塩素イオン溶液は、
塩素イオン供給手段により電解槽内に供給され、電極に
通電を行うことで、電気分解により次亜塩素酸の生成さ
せることができる。このとき、溶液タンクは塩素イオン
溶液が供給された容量だけ内容積が収縮し、気密状態を
維持できるため、塩素イオン溶液が蒸発する事がなく、
塩素イオン溶液が無くなるまで次亜塩素酸を安定して生
成できる。

【００３９】（２）溶液タンクが塩素イオン溶液の内容
量変化に応じて収縮する袋状気密素材より成るものであ
り、溶液タンクは塩素イオン溶液が供給された容量だけ
袋がつぶれることで内容積が収縮し、気密状態を維持で
きるため、塩素イオン溶液が蒸発する事がなく、次亜塩
素酸を安定して生成できる。

【００４０】（３）溶液タンクの周囲を被う容器を備え
ることにより、容器が溶液タンクの変形を抑え、かつ溶
液タンクに漏れが生じた場合にも塩素イオン溶液の他へ
の流出が防止できる。

【００４１】（４）溶液タンクの上部を支持する支持部
を設けることにより、溶液タンクが自重によって屈曲す
るのを防止し、塩素イオン溶液の供給を安定に行うこと
ができる。

【００４２】（５）溶液タンクに、塩素イオン供給手段
に連通する接続口を脱着可能に設けることにより、溶液
タンクの接続口を取り外して交換できるので、塩素イオ
ン溶液を補給が簡単に行える。

【００４３】（６）溶液タンクの周囲を被う容器と、前
記容器の底部に塩素イオン溶液を検知する検知手段とを
備え、検知手段により溶液タンクから塩素イオン溶液が
漏れを検知できるので、漏れの報知をしたり、機器停止
等の２次災害の防止措置がとれる。

【００４４】（７）塩素イオン供給手段に連通し、先端
が溶液タンク底部に位置する管路を前記溶液タンクに内
設し、前記管路の先端は管路に直角方向に開口部を有し
ているので、塩素イオンを供給することで溶液タンクが
収縮して、管路先端に溶液タンクの内壁が管路先端に接
触しても、直角方向の開口部により管路の閉塞が防止で
きる。

【００４５】（８）塩素イオン供給手段に連通し、先端
が溶液タンク底部に位置する屈曲自在な管路を前記溶液
タンクに内設し、前記管路の先端に塩素イオン溶液より
比重の大きい重りを有することにより、塩素イオンを供
給することで溶液タンクが収縮変形しても、管路先端は
重りにより常に溶液タンクの底部に位置し溶液タンク内
のエアを吸引する事を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における次亜塩素酸生成装置
の構成図

【図２】同装置における電解槽の断面図

【図３】本発明の実施例２における次亜塩素酸生成装置
の溶液タンクの断面図

【図４】本発明の実施例３における次亜塩素酸生成装置
の溶液タンクの断面図

【図５】従来の次亜塩素酸生成装置の構成図

【符号の説明】

１２ 電解槽 １３、１４ 電極 １５ 食塩水 １６ 溶液タンク １８ 塩素イオン供給手段 ２１ 排出路 ２３ 制御装置 ２７ 容器 ２８ 接続口 ２９ 支持部 ３１ 管路 ３２ 開口部

フロントページの続き (72)発明者 桶田 岳見 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤井 優子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 AA03 AB10 BA02 BB01 BB02 BB04 BD12 BD13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に少なくとも一対の電極を備える電解
   槽と、塩素イオンを含む塩素イオン溶液を貯える溶液タ
   ンクと、前記電極への通電を制御する制御手段と、前記
   溶液タンクの塩素イオン溶液を電解槽に供給制御する塩
   素イオン供給手段と、前記電解槽の電解液を排出する排
   出路を有し、前記溶液タンクを密閉でかつ収縮自在に構
   成する次亜塩素酸生成装置。
2. 【請求項２】溶液タンクは内容量変化に応じて収縮する
   袋状気密素材より成る請求項１記載の次亜塩素酸生成装
   置。
3. 【請求項３】溶液タンクは周囲を被う容器を備えた請求
   項１から２のいずれか１項記載の次亜塩素酸生成装置。
4. 【請求項４】溶液タンクは上部を支持する支持部を設け
   た請求項１から３のいずれか１項記載の次亜塩素酸生成
   装置。
5. 【請求項５】溶液タンクは、塩素イオン供給手段に連通
   する接続口を脱着可能に設けた請求項１から４のいずれ
   か１項記載の次亜塩素酸生成装置。
6. 【請求項６】溶液タンクは、周囲を被う容器と、前記容
   器の底部に溶液を検知する検知手段とを備えた請求項１
   から５のいずれか１項記載の次亜塩素酸生成装置。
7. 【請求項７】塩素イオン供給手段に連通し、先端が溶液
   タンク底部に位置する管路を前記溶液タンクに内設し、
   前記管路の先端は管路に直角方向に開口部を有する請求
   項１から６のいずれか１項記載の次亜塩素酸生成装置。
8. 【請求項８】塩素イオン供給手段に連通し、先端が溶液
   タンク底部に位置する屈曲自在な管路を前記溶液タンク
   に内設し、前記管路の先端に塩素イオン溶液より比重の
   大きい重りを有する請求項１から７のいずれか１項記載
   の次亜塩素酸生成装置。