JP2000218271A

JP2000218271A - 電解装置

Info

Publication number: JP2000218271A
Application number: JP11018359A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Kunimoto; 啓次郎国本; Takemi Oketa; 岳見桶田; Tomohide Matsumoto; 朋秀松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】電解質溶液を電気分解する電解装置におい
て、次亜塩素酸などの化合物を安定して生成させる。【解決手段】電解質溶液１７を電解槽１２に供給し、
電気分解する電解装置の、電極１３，１４への通電時と
供給手段２２の駆動時には給水制御手段２８を停止させ
るようにしたので、電解槽１２内の電解質溶液濃度を測
定したり、濃度調整が容易で、安定した電解が可能にな
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、電気分解（以後電
解と呼ぶ）に関するもので、特に電解質を電解すること
により次亜塩素酸などの化合物を生成する電解装置に関
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
成する電解装置が知られている（例えば、特許第２６１
９７５６号公報、特許第２５８７７３１号公報）。

【０００３】この電解装置は図１１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、同時に電極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
連続的に得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解装置では、食塩水及び塩酸と希釈水の混合水を電解
槽７に供給しながら電極８、９に通電し連続的に電解す
るために、電解の開始直後より連続して次亜塩素酸を供
給できる反面、混合水を流しながら電解を行うため電極
８，９間への塩素イオンの通過時間が短くなり電解効率
が高められなかった。そのため、次亜塩素酸を生成しす
るために多くの電力や食塩水が消費されていた。

【０００５】また、次亜塩素酸の濃度を調整する場合
に、流量調節弁２とポンプ３とポンプ４のそれぞれの供
給量を制御する必要があるため、バラツキ要因が多くな
り要求する濃度が得にくかった。

【０００６】さらに、ポンプが故障したり、食塩水や塩
酸が無くなって要求する濃度の次亜塩素酸が生成できな
くなっても利用者が気づかないため、次亜塩素酸の働き
である殺菌等ができずに食中毒など重大な事故つながる
危険があった。

【０００７】

【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と給水口と電解
液を排出する排出口とを備える電解槽と、前記電解槽へ
の給水を制御する給水制御手段と、電解質溶液を貯える
タンクと、前記電解質溶液を前記電解槽に供給する供給
手段と、前記電極への通電時と前記供給手段の駆動時に
は前記給水制御手段を停止させる制御手段とにより構成
している。

【０００８】上記発明によれば、タンクの電解質溶液
は、供給手段により電解槽内に供給され、電解槽内の水
と混合され電極に通電を行うことで、電気分解により次
亜塩素酸などの化合物を生成することができる。このと
き、電極へ通電時と供給手段の駆動時には給水制御手段
を停止させるため、電解槽への給水がない状態で、電解
槽内の電解質溶液は電極表面に発生する水素ガスや酸素
などのが浮上する際の誘引作用により、対流が発生し電
解質溶液に含まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通
過するため効率の良い電解ができる。

【０００９】また、電極へ通電時と供給手段の駆動時に
は給水制御手段を停止させるため、供給された電解質溶
液は電解槽の中に留まった状態で電解を行うので、電解
質溶液を調整したり、電解質溶液の濃度が容易に測定で
き、供給手段が故障したり、電解質溶液が無くなって要
求する濃度の電解液が生成できなくなることを未然に防
げる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる電解装
置は、内部に少なくとも一対の電極と給水口と電解液を
排出する排出口とを備える電解槽と、前記電解槽への給
水を制御する給水制御手段と、電解質溶液を貯えるタン
クと、前記電解質溶液を前記電解槽に供給する供給手段
と、前記電極への通電時と前記供給手段の駆動時には前
記給水制御手段を停止させる制御手段とにより構成する
ものである。

【００１１】そして、タンクの電解質溶液は、供給手段
により電解槽内に供給され、電解槽内の水と混合され電
極に通電を行うことで、電気分解により次亜塩素酸など
の化合物を生成することができる。このとき、電極へ通
電時と供給手段の駆動時には給水制御手段を停止させる
ため、電解槽への給水がない状態で、電解槽内の電解質
溶液は電極表面に発生する水素ガスや酸素などのが浮上
する際の誘引作用により、対流が発生し電解質溶液に含
まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効
率の良い電解ができる。

【００１２】また、請求項２にかかる電解装置は、制御
手段として、電極への通電開始前に供給手段を駆動させ
る構成としたものである。

【００１３】そして、電解質溶液が電解槽に供給された
後、電極への通電を開始することで電解槽内の電解質溶
液は発生ガスにより混合されながら電解が行われる。

【００１４】また、請求項３にかかる電解装置は、制御
手段として、前記電極間の電気抵抗を検知する抵抗検知
部と、前記検知抵抗に応じて供給手段の電解質溶液供給
量を制御するものである。

【００１５】そして、電解質溶液の濃度と導電率の相関
から電気抵抗によって電解槽に供給された電解質溶液の
濃度が類推できる。したがって、濃度が低い場合には供
給手段の供給量を増すように制御する。

【００１６】また、請求項４にかかる電解装置は、制御
手段として、前記電極間の電気抵抗を検知する抵抗検知
部と、前記検知抵抗に応じて前記電極への通電時間を制
御するものである。

【００１７】そして、電気抵抗によって類推した電解質
溶液の濃度が低い場合には電極の通電時間を長くように
制御する。

【００１８】また、請求項５にかかる電解装置は、制御
手段として、前記電極間の電気抵抗を検知する抵抗検知
部と、前記検知抵抗に応じて定電流制御部の設定値を変
更するものである。

【００１９】そして、電気抵抗によって類推した電解質
溶液の濃度が低い場合には定電流制御部の設定値を高く
なるように制御する。

【００２０】また、請求項６にかかる電解装置は、制御
手段として、前記電極間の電気抵抗を検知する抵抗検知
部と、前記検知抵抗が所定範囲を外れた場合に報知する
報知部とを有するものである。

【００２１】そして、前記検知抵抗が所定範囲を外れた
場合に報知することで、供給手段の故障やタンク内の電
解質溶液不足を使用者に知らせることができる。

【００２２】また、請求項７にかかる電解装置は、制御
手段として、前記電極間の電気抵抗を検知する抵抗検知
部と、供給手段を駆動した場合に検知抵抗が所定時間変
化しなければ報知する報知手段とを有するものである。

【００２３】そして、供給手段を駆動しても検知抵抗に
変化がないのは、供給手段の故障やタンク内の電解質溶
液切れであり、これらを使用者に知らせることができ
る。

【００２４】また、請求項８にかかかる電解装置は、制
御手段の抵抗検知部による抵抗検知を、供給手段による
電解質溶液供給の終了後に行うものである。

【００２５】そして、電解槽に電解質溶液が供給された
状態で抵抗検知を行うので、電極間の電気抵抗から電解
槽内の電解質溶液濃度が正確に検出できる。

【００２６】また、請求項９にかかかる電解装置は、制
御手段の抵抗検知部による抵抗検知を、電極間への通電
を開始して所定時間経過後に行うものである。

【００２７】そして、電極への通電を開始することで電
解槽内の電解質溶液は発生ガスにより混合されるので、
電解槽内の電解質溶液は均一に拡散し、電極間の電気抵
抗から濃度が正確に検出できる。

【００２８】また、請求項１０にかかかる電解装置は、
制御手段の抵抗検知部として、電極間の電流を一定に制
御する定電流制御部と、前記電極間の電圧を検知する電
圧検知部とを有し、電圧変化により電極間の電気抵抗を
検出する構成としたものである。

【００２９】そして、電極間の電流が一定であるから、
電極間の電気抵抗は電圧に比例するため、電極間の電圧
から抵抗が検出できる。

【００３０】また、請求項１１にかかかる電解装置は、
制御手段の抵抗検知部として、電極間の電圧を一定に制
御する定電圧制御部と、前記電極間の電流を検知する電
流検知部とを有し、電流変化により電極間の電気抵抗を
検出する構成としたものである。

【００３１】そして、電極間の電圧が一定であるから、
電極間の電気抵抗は電流に反比例するため、電極間の電
流から抵抗が算定できる。

【００３２】また、請求項１２にかかかる電解装置は、
タンク内の電解質溶液を塩化ナトリウム、塩化マグネシ
ウム、塩化カリウム、塩化カルシュウムなどの塩素化合
物の水溶液としたものである。

【００３３】そして、塩素化合物水溶液を電解槽で電解
し次亜塩素酸を生成する。

【００３４】

【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。

【００３５】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける電解装置の構成図である。

【００３６】図１において、１２は電解質溶液の電気分
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。１５は電解質としての塩素化合物であ
る塩化ナトリウム１６（以降、食塩と呼ぶ）と、水給水
口とを飽和濃度以上の割合で混合して貯えるタンクで、
タンク１５内は飽和濃度を超えているので食塩１６はタ
ンク１５内で沈殿して下部に溜まる。そしてその電解質
溶液１７（以降、食塩水と呼ぶ）は飽和濃度に達して貯
えられている。このタンク１５の食塩水１７の出口１８
は、食塩１６の沈殿物が排出されないようタンク１５の
上部に設けている。また、タンク１５の底部には食塩１
６の沈殿物の内部に給水するための入口１９が設けられ
ており、水はタンク１５上部よりタンク１５内を貫通す
る通水パイプ２０により導かれている。この通水パイプ
２０は、上流の給水路Ａ２１と連通し、給水路Ａ２１に
は給水するための供給手段２２（以降、ポンプと呼ぶ）
と水の逆流を防止する逆止弁２３が備えられている。な
お、ポンプ２２はタンク１５の上端より高い位置に配置
している。タンク１５の出口１８と電解槽１２とは溶液
路２４で接続されており、タンク１５内の食塩水１７を
電解槽１２内に供給することが可能となっている。ま
た、電解槽１２には希釈液である水道水（以降水道水と
呼ぶ）を給水路Ｂ２５より送り込む給水口２６と、電気
分解で生成した電解液を電解槽の外部に排出するための
排出口２７が備えられている。給水路Ｂ２５には、電解
槽１２への水の供給を制御する給水制御手段である電磁
弁２８が設置されている。電解槽１２の電極１３、１
４、ポンプ２２、そして給水制御弁２８は制御手段２９
にケーブル３０、３１、３２で接続されており、電極１
３、１４への通電と極性の変換、ポンプ２２の動作、電
磁弁２８の開閉の制御が行われる。

【００３７】タンク１５は、容器部３３と、蓋部３４と
により気密構成として、この蓋部３４に通水パイプ２０
と出口１８と設けている。

【００３８】通水パイプ２０先端の入口１９は開口部を
絞ったノズル３５を構成し、水が食塩１６の沈殿物内に
供給される時に、水が吐出される流速により、周囲の食
塩水が誘引され食塩の中で拡散し、供給された水の塩分
濃度は短時間のうちに飽和に達する。また、通水パイプ
２０先端の入口１９上部に水平に拡散板３６を設けてい
る。これは、供給された水が比重差によってタンク１５
上部方向へ流れるのを水平方向に拡散するものであり、
水と食塩との接触時間が長くなり、塩分濃度が確実に飽
和に達する。

【００３９】なお、拡散板３６は微少な穴を開けたた
り、網状のものを用いると、より広い範囲で水と食塩が
接触するため、効率的な食塩溶解ができる。

【００４０】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３７および３８で電
解槽本体３９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Ｂ２５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４０
があり、この底部には食塩水１７を送り込む溶液路２４
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。

【００４１】次に、制御手段２９の構成を図３を用いて
説明する。図において５０は、入出力インターフェース
やメモリー等を内蔵した公知のマイクロコンピュータ
（以降、マイコンと呼ぶ）であり、運転開始スイッチを
有した操作パネル５１からの信号を入力するように接続
され、使用者の指示が入力できる。５２は電極１３，１
４に電力を供給する直流電源である。マイコン５０は、
この電極１３，１４への電流を電流検知回路５３を介し
て検知し、予め設定した電流設定値になるよう電圧制御
回路５４に信号を送り電圧を調整する。また、マイコン
５０の信号に応じて、電極１３，１４の極性を切換えた
り、電極１３，１４への電流を遮断する極切換回路５５
を備えている。さらに、マイコン５０により電極１３，
１４の極間電圧を検知して電気抵抗を類推する抵抗検知
部である電圧検知回路５６を電極１３，１４と電圧制御
回路５４の間に設けている。５７はマイコン５０の指示
によりポンプ２２を駆動するポンプ駆動回路。５８はマ
イコン５０の指示により電磁弁２８を駆動する電磁弁駆
動回路である。５９は異常状態を検出した際にマイコン
５０より警告を発する報知手段で、ブザーやＬＥＤ等で
構成される。

【００４２】次に、マイコン５０での処理内容を図４〜
図７を用いて説明する。図４に示すフローチャートは、
運転開始スイッチを使用者が押したのを検知してスター
トするルーチンである。６０は給水制御で、電磁弁２８
を所定時間（電解槽に給水でき得る時間）開き、電解槽
１２内の残留水を押し出し、新たに水を充満させる。給
水が終了すると、６１でポンプ２２を駆動させ、タンク
１５内の食塩水１７を電解槽１２に供給する。食塩水１
７の供給が終了すると６２の定電流制御部で、電極１
３，１４に通電し、電流検知回路５３により検知した電
極１３，１４間の電流が、電流設定値になるように電圧
制御回路５４により電圧を調整する。６３の極切換部で
は電極１３，１４への電流の極性を、予め設定した時間
間隔で切り換える。一方６４では、電圧検知回路５６に
より電極１３，１４の極間電圧を検知し、この電圧より
電極１２，１３間の電気抵抗を推定する。すなわち、６
２において電流が電流設定値に一定に制御されるため、
電気抵抗は電圧に比例する。したがって電圧により電気
抵抗が一律に求められる。この電気抵抗は電極１３，１
４間の水の導電率により、ほぼ決定され、導電率は電解
槽１２に供給される食塩水の量と相関があるため、電気
抵抗から食塩水の供給量を推定できる。そして、６５で
は電気抵抗が予め設定した最大値より高いか、最小値よ
り低い場合はポンプ２２の故障や食塩切れと判断して報
知手段５９により報知する。６６では電気抵抗が予め設
定した値より高ければ、食塩水の供給不足と判定して、
ポンプ２２を駆動させ食塩水を追加供給する。６７は電
極１３，１４への通電を終了させ、電磁弁２８を所定時
間開き、給水口から給水することで電解槽１２内にの電
解水を排出口２７から排出させる。

【００４３】図５は図４における６２，６３の定電流制
御部と極切換部のブロック図で、電流設定値６８と電流
検知回路５３によりなる電流検知６９の検知する電流値
との偏差７０により電極間の電圧をフィードバック制御
する。電圧制御７１は公知のデジタルＰＩＤ制御を用
い、偏差７０がゼロになるよう電圧を制御する。７２の
極切換は電圧制御された電極１３，１４への電流の極性
を、予め設定した時間間隔（例えば１０分間隔）で切り
換える。この極切換は、陽極と陰極を切り換えること
で、陰極に付着するスケール成分を除去する。

【００４４】図６は図４における６１から６６の電極間
の電圧検知と制御・報知の詳細なフローチャートで、７
３で食塩水を供給し、７４で電極への通電を開始する。
７５では通電開始から３０秒間待機する。この３０秒間
で供給された食塩水が拡散して、電解槽内で濃度がほぼ
均一になる。そして７６で電極間の電圧Ｅを検知し、７
７で電圧Ｅが予め設定した最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍ
ｉｎの範囲に入るかを判定し、範囲外と判定した場合
は、異常状態を判定して７８で報知する。電圧Ｅが最大
値Ｅｍａｘより高い場合は、電極間の導電率が低すぎる
ことを意味し、ポンプ２２故障で停止したり、タンク１
５内の食塩が切れて食塩水が供給されなかった状態であ
る。また、電圧Ｅが最小値Ｅｍｉｎより低い場合は、電
極間の導電率が異常に高くなった状態であり、電磁弁２
８が故障で電解槽１２に電解水が排出されずに蓄積した
り、食塩水が漏れだして電解槽１２に流れ込んだりした
と想定される。７９では、電圧Ｅが設定値Ｅｓｅｔを超
えたか判定し、超えなければ電解槽内の食塩供給量は設
定以上あると判断して電解を続ける。一方、電圧Ｅが設
定値Ｅｓｅｔより高ければ食塩水の供給が不足している
と判定し、８０で食塩水を追加供給する。８１では、こ
の追加供給回数をカウントして５回を超えたかを判定す
る。５回以下であれば７５に戻り電圧Ｅの判定を繰り返
す。５回を超えた場合は、食塩水が追加供給されないた
めに電圧Ｅが低下しないと判断して、８２で異常報知す
る。正常運転中であっても、タンク内に空気が溜まった
りすると、ポンプ２２を駆動させて食塩水を供給したつ
もりでも、電解槽には空気しか供給されない場合があ
る。塩水の追加供給は、この空気を追いだし正規の食塩
濃度に食塩供給ができるため、電解の失敗がなくせる。

【００４５】図７は以上の制御手段の動作を示したタイ
ムチャートで、図中の電極間抵抗は電極間の電圧９０か
ら得られる。ここで、スイッチオンすると、電磁弁がｔ
１時まで開き、電解槽に給水する。ｔ１からｔ２時まで
ポンプで食塩水を電解槽に供給する。ｔ２から電極に通
電を開始して３０秒後に電極間の電圧９０を検知し、設
定値９１と比較し、検出値９０の方が高いため、ｔ３で
食塩水の追加供給をする。そして、再度３０秒後に電極
間の電圧９０を検知し、設定値９１と比較し、今度は検
出値９０が低くなったので食塩供給を終了している。そ
して、ｔ４，ｔ５，ｔ６において電極の通電の極性を切
り換える。ｔ７で電極への通電が終了して、ｔ７からｔ
８まで電磁弁が開き、電解槽に給水することにより電解
槽の電解液が排出される。ここで、電極間の電気抵抗の
推移について説明すると、ｔ１までは電極間には水道水
しか存在しないため導電率が小さく抵抗値は大きい。ｔ
１からｔ２まで食塩水が供給されるが、飽和食塩水のた
め水道水に比べ比重が大きく電解槽の底部に溜まり、電
極間の電気抵抗を大幅に低下させることができない。ｔ
２より電極に通電を開始すると、電極間にガスを発生
し、電解槽の上部分に浮上する。このガスの移動により
水の流れが発生し、滞留している食塩水が吸い上げら
れ、電解槽全体に拡散し、電極間の導電率はしだいに電
解槽全体の導電率に近づく。したがって、電極への通電
を開始して３０秒間の時間経過させて電圧を検知するこ
とで、食塩水が拡散する時間を持たせている。最初の検
知電圧９０は設定値９１より高いが、溶液路２４やタン
ク１５等に溜まる空気が電解槽に供給されると、その分
食塩水の供給量が不足し、こうした不足分が電圧９０と
して表れる。ｔ３で食塩水が追加供給されると、電気抵
抗が下がり、検知電圧９０も低下する。その後ｔ７まで
は電解槽内の導電率に大きな変化がなく、ｔ７で電解槽
に水道水が供給されると急激に電気抵抗は上昇する。こ
のように電解槽１２内の食塩濃度状態が電気抵抗（電極
間電圧）により判定できる。

【００４６】次に、電気分解により生成する化合物であ
る次亜塩素酸の生成する際の動作、作用を図１を中心に
説明する。まず、給水路Ｂ２５の給水制御弁２８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、ポンプ２２を動作させ、タンク
１５に水を供給する。供給された水は食塩１６を溶解し
ながら拡散し、食塩水１７を出口１８より押し出す。こ
の食塩水１７は溶液路２４を介して電解槽１２内に注入
される。電解槽１２に注入された食塩水１７は、比重が
水道水よりも高いので、電解溝４０内に滞留する。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１３、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、１
４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１７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する。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
合物の生成効率は高くなると言われており、化式１の反
応が起こりやすくなる。

【００４７】（化式１）２Ｃｌ^-＋２ｅ^-→Ｃｌ₂↑ Ｃｌ₂＋ＯＨ^-→ＨＣｌＯ＋Ｃｌ^- Ｃｌ２＋２ＯＨ^-→ＣｌＯ^-＋Ｃｌ^-＋Ｈ₂Ｏ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１７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１７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１７の量を定量
的に送り込む必要がある。そこで、タンク１５へ水を供
給するポンプ２２の操作量を制御手段２９により制御す
ることにより、電解槽１２へ供給される食塩水１７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１７の過剰な供給をなくすこと
ができるので、食塩水１７の節約が可能となり、タンク
１５への食塩１６の供給の手間を削減することができ
る。

【００４８】また、例えば１リットルのタンク１５に飽
和濃度（約２６％、比重１．２g/cm ²）の食塩水を貯え
ると溶存する食塩量は約３００ｇであるが、１リットル
のタンク１５に嵩比重約１．２g/cm²の食塩を充填する
と１．２kgの食塩量が貯えられることになる。すなわ
ち、本実施例のように飽和濃度を超えた食塩水を貯えた
場合は、飽和濃度の食塩水を貯えるのに比べ約４倍の食
塩貯蔵量となり、食塩供給の手間を大幅に削減できる。

【００４９】なお、ここで用いるポンプ２２としては、
タンク１５に供給する水の定量性が高いものであればよ
く、たとえば、電磁ポンプ、タ゛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。そして、本実施例では
タンク１５の上流にポンプ２２を配置しているので、ポ
ンプ２２内を通過する流体は供給する水だけであり、食
塩水や次亜塩素酸を通さないため、水に対する耐食性だ
け考慮すればよい。また、給水路Ａ２１には逆止弁２３
が設けてあり、給水制御弁２８の開閉に伴う電解槽１２
内の圧力変動による食塩水や次亜塩素酸の逆流を防止で
きる。

【００５０】（実施例２）図８は本発明の実施例２にお
ける電極間の電圧検知と制御・報知の詳細なフローチャ
ートである。なお、実施例１の電解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。

【００５１】実施例１との違いは、７５で検知した電圧
Eに比例した通電時間Ｔｉｍを１００で演算し、１０
１，１０２，１０３で電極への通電時間が演算時間Ｔｉ
ｍになるよう制御する点にある。通電時間ｔｉｍはＴｉｍ＝Ａ＋Ｂ・E・・・・・・式１とし、式１のように検知電圧Ｅに正の定数Ｂを乗じるこ
とにより、電圧Ｅが高くなるほど通電時間Ｔｉｍが長く
なるようにしている。これは、電解槽１２内の食塩水濃
度が下がるほど電圧Ｅが上昇し、生成される次亜塩素酸
の濃度が低下することから、次亜塩素酸の生成濃度に比
例相関のある通電時間により補正するもので、電圧Ｅが
高い場合は、通電時間Ｔｉｍを長くし、電圧Ｅが低い場
合は、通電時間Ｔｉｍを短くする。したがって、生成さ
れる次亜塩素酸の濃度は、食塩水濃度が少々変化しても
一定に制御できる。

【００５２】（実施例３）図９は本発明の実施例３にお
ける電極間の電圧検知と制御・報知の詳細なフローチャ
ートである。なお、実施例１の電解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。

【００５３】実施例１との違いは、７５で検知した電圧
Eに比例した設定電流Ａｓｅｔを１１０で演算し、１１
１で電極への電流がＡｓｅｔになるように定電流制御す
る。この定電流制御１１１は図５に示す構成と同じであ
る。設定電流ＡｓｅｔはＡｓｅｔ＝Ｃ＋Ｄ・E・・・・・・式２とし、式２のように検知電圧Ｅに正の定数Ｄを乗じるこ
とにより、電圧Ｅが高くなるほど設定電流Ａｓｅｔが長
くなるようにしている。これは、電解槽１２内の食塩水
濃度が下がるほど電圧Ｅが上昇し、生成される次亜塩素
酸の濃度が低下することから、次亜塩素酸の生成濃度に
比例相関のある電流値により補正するもので、電圧Ｅが
高い場合は、設定電流Ａｓｅｔを大きくし、電圧Ｅが低
い場合は、設定電流Ａｓｅｔ小さくする。したがって、
生成される次亜塩素酸の濃度は、食塩水濃度が少々変化
しても一定に制御できる。

【００５４】（実施例４）図１０は本発明の実施例４に
おける制御手段２９のフローチャートである。なお、実
施例１の電解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。実施例１との違いは、食塩水の供
給が終了すると１２０の定電圧制御部で、電極１３，１
４に通電し、電圧検知回路５６により検知した電極１
３，１４間の電圧が、予め設定した電圧設定値になるよ
うに電圧制御回路５４により調整し、定電圧制御する点
と、１２１では、電流検知回路５３により電極１３，１
４の極間電流を検知し、この電流より電極１２，１３間
の電気抵抗を推定する点にある。すなわち、１２０にお
いて電圧が電圧設定値に一定に制御されるため、電気抵
抗は電流に反比例する。したがって電流により電気抵抗
が一律に求められる。この電気抵抗は電極１３，１４間
の水の導電率により、ほぼ決定され、導電率は電解槽１
２に供給される食塩水の量と相関があるため、電気抵抗
から食塩水の供給量を推定できる。そして、１２２では
電気抵抗が予め設定した最大値より高いか、最小値より
低い場合はポンプ２２の故障や食塩切れと判断して報知
手段５９により報知する。１２３では電気抵抗が予め設
定した値より高ければ、食塩水の供給不足と判定して、
ポンプ２２を駆動させ食塩水を追加供給する。上記の定
電圧制御は定電圧電源が他の電気回路と共用できるた
め、電気回路の簡素化ができる。なお、上記実施例１か
ら４では電解質に食塩を用いたが、塩化マグネシウム、
塩化カリウム、塩化カルシウムなどの塩素イオンを含む
塩素化合物を用いても上記と同様の効果が得られる。

【００５５】

【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。

【００５６】（１）内部に少なくとも一対の電極と給水
口と電解液を排出する排出口とを備える電解槽と、前記
電解槽への給水を制御する給水制御手段と、電解質溶液
を貯えるタンクと、前記電解質溶液を前記電解槽に供給
する供給手段と、前記電極への通電時と前記供給手段の
駆動時には前記給水制御手段を停止させる制御手段とに
より構成するので、タンクの電解質溶液は、供給手段に
より電解槽内に供給され、電解槽内の水と混合され電極
に通電を行うことで、電気分解により次亜塩素酸などの
化合物を生成することができる。このとき、電極へ通電
時と供給手段の駆動時には給水制御手段を停止させるた
め、電解槽への給水がない状態で、電解槽内の電解質溶
液は電極表面に発生する水素ガスや酸素などのが浮上す
る際の誘引作用により、対流が発生し電解質溶液に含ま
れる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効率
の良い電解ができる。

【００５７】（２）制御手段として、電極への通電開始
前に供給手段を駆動させる構成としているので、電解質
溶液が電解槽に供給された後、電極への通電を開始する
ことで電解槽内の電解質溶液は発生ガスにより混合され
拡散するため、通電直後から安定に電解できる。

【００５８】（３）制御手段として、前記電極間の電気
抵抗を検知する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて供
給手段の電解質溶液供給量を制御するので、電解質溶液
の濃度と導電率の相関から電気抵抗によって電解槽に供
給された電解質溶液の濃度が類推できる。したがって、
濃度が低い場合には供給手段の供給量を増すように調整
することにより一定の電解ができる。

【００５９】（４）制御手段として、前記電極間の電気
抵抗を検知する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて前
記電極への通電時間を制御するので、電気抵抗によって
類推した電解質溶液の濃度が低い場合には電極の通電時
間を長くように調整することにより一定の電解ができ
る。

【００６０】（５）制御手段として、前記電極間の電気
抵抗を検知する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて定
電流制御部の設定値を変更するので、電気抵抗によって
類推した電解質溶液の濃度が低い場合には定電流制御部
の設定値を高くなるように調整することにより一定の電
解ができる。

【００６１】（６）制御手段として、前記電極間の電気
抵抗を検知する抵抗検知部と、前記検知抵抗が所定範囲
を外れた場合に報知する報知部とを有するので、前記検
知抵抗が所定範囲を外れた場合に報知することで、供給
手段の故障やタンク内の電解質溶液不足を使用者に知ら
せることができる。

【００６２】（７）制御手段として、前記電極間の電気
抵抗を検知する抵抗検知部と、供給手段を駆動した場合
に検知抵抗が所定時間変化しなければ報知する報知手段
とを有するので、供給手段を駆動しても検知抵抗に変化
がないのは、供給手段の故障やタンク内の電解質溶液切
れであり、これらを使用者に知らせることができる。

【００６３】（８）制御手段の抵抗検知部による抵抗検
知を、供給手段による電解質溶液供給の終了後に行うの
で、電極間の電気抵抗から電解槽内の電解質溶液濃度が
正確に検出できる。

【００６４】（９）制御手段の抵抗検知部による抵抗検
知を、電極間への通電を開始して所定時間経過後に行う
ことにより、電極への通電を開始することで電解槽内の
電解質溶液は発生ガスにより混合されるので、電解槽内
の電解質溶液は均一に拡散し、電極間の電気抵抗から濃
度が正確に検出できる。

【００６５】（１０）制御手段の抵抗検知部として、電
極間の電流を一定に制御する定電流制御部と、前記電極
間の電圧を検知する電圧検知部とを有し、電圧変化によ
り電極間の電気抵抗を検出する構成としたので、電極間
の電流が一定であるから、電極間の電気抵抗は電圧に比
例するため、電極間の電圧から抵抗が検出できる。

【００６６】（１１）制御手段の抵抗検知部として、電
極間の電圧を一定に制御する定電圧制御部と、前記電極
間の電流を検知する電流検知部とを有し、電流変化によ
り電極間の電気抵抗を検出する構成としたので、電極間
の電圧が一定であるから、電極間の電気抵抗は電流に反
比例するため、電極間の電流から抵抗が算定できる。

【００６７】（１２）タンク内の電解質溶液を塩化ナト
リウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシ
ュウムなどの塩素化合物の水溶液としたことで、塩素化
合物水溶液を電解槽で電解し次亜塩素酸を生成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電解装置の構成図

【図２】同実施例１における電解槽の断面図

【図３】同実施例１における制御手段の構成図

【図４】同実施例１における制御手段の制御フローチャ
ート

【図５】同実施例１における定電流制御部と極切換部の
ブロック図

【図６】同実施例１における制御手段の詳細な制御フロ
ーチャート

【図７】同実施例１における制御のタイムチャート

【図８】本発明の実施例２における制御手段の詳細な制
御フローチャート

【図９】本発明の実施例３における制御手段の詳細な制
御フローチャート

【図１０】本発明の実施例４における制御手段の制御フ
ローチャート

【図１１】従来の電解装置の構成図

【符号の説明】

１２電解槽１３、１４電極１５タンク１７電解質溶液２２供給手段２３逆止弁２６給水口２７排出口２９制御手段２８給水制御手段２９制御手段

フロントページの続き (72)発明者松本朋秀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 DA03 DB10 EA03 EB01 EB05 EB14 EB37 EB38 EB39 ED12 ED13 GA12 GA30 GB07 GB11 GC02 GC06 GC12 GC14 GC15 GC16 GC18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に少なくとも一対の電極と給水口と電
解液を排出する排出口とを備える電解槽と、前記電解槽
への給水を制御する給水制御手段と、電解質溶液を貯え
るタンクと、前記電解質溶液を前記電解槽に供給する供
給手段と、前記電極への通電時と前記供給手段の駆動時
には前記給水制御手段を停止させる制御手段とにより構
成する電解装置。
【請求項２】制御手段は、電極への通電開始前に供給手
段を駆動させる構成とした請求項１記載の電解装置。
【請求項３】制御手段は、前記電極間の電気抵抗を検知
する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて供給手段の電
解質溶液供給量を制御する請求項１または２記載の電解
装置。
【請求項４】制御手段は、前記電極間の電気抵抗を検知
する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて前記電極への
通電時間を制御する請求項１または２記載の電解装置。
【請求項５】制御手段は、前記電極間の電気抵抗を検知
する抵抗検知部と、前記検知抵抗に応じて定電流制御部
の設定値を変更する請求項１または２記載の電解装置。
【請求項６】制御手段は、前記電極間の電気抵抗を検知
する抵抗検知部と、前記検知抵抗が所定範囲を外れた場
合に報知する報知部とを有する請求項１ないし５のいず
れか１項記載の電解装置。
【請求項７】制御手段は、前記電極間の電気抵抗を検知
する抵抗検知部と、供給手段を駆動した場合に検知抵抗
が所定時間変化しなければ報知する報知手段とを有する
請求項１ないし６のいずれか１項記載の電解装置。
【請求項８】抵抗検知部による抵抗検知は、供給手段に
よる電解質溶液供給の終了後に行う請求項３ないし７の
いずれか１項記載の電解装置。
【請求項９】抵抗検知部による抵抗検知は、電極間への
通電を開始して所定時間経過後に行う請求項３ないし８
のいずれか１項記載の電解装置。
【請求項１０】抵抗検知部は、電極間の電流を一定に制
御する定電流制御部と、前記電極間の電圧を検知する電
圧検知部とを有し、電圧変化により電極間の電気抵抗を
検出する構成とした請求項３ないし９のいずれか１項記
載の電解装置。
【請求項１１】抵抗検知部は、電極間の電圧を一定に制
御する定電圧制御部と、前記電極間の電流を検知する電
流検知部とを有し、電流変化により電極間の電気抵抗を
検出する構成とした請求項３ないし９のいずれか１項記
載の電解装置。
【請求項１２】タンク内の電解質溶液を塩化ナトリウ
ム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシュウ
ムなどの塩素化合物の水溶液とした請求項１ないし１１
のいずれか1項記載の電解装置。