JP2017164692A - 電解水生成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】生成する水のpHを正確に調整可能な電解水生成装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、電解水生成装置は、陽極14が設けられ酸性水を生成する陽極室15bと、陰極20が設けられアルカリ性水を生成する陰極室15cと、陽極室と陰極室とを仕切る隔膜と、を備える電解槽11と、アルカリ性水を酸性水に混合する混合部40であって、前記アルカリ性水の全量を酸性水に混合する混合時間と、アルカリ性水の全量を排水する排水時間とを時分割的に切換える切換え機構を有する混合部と、を備えている。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、電解水生成装置に関する。
水を電解して得られる様々な機能を有したものには、次亜塩素酸水、アルカリイオン水、水素水などがあり、電解水と呼ばれている。電解水の生成方法としては、例えば、塩素を含む電解液を電解することにより陽極で塩素ガスを生成し、この塩素ガスと水を反応させて次亜塩素酸水と塩酸水を生成する方法が知られている。次亜塩素酸水の利用法としては、殺菌消毒、除臭などが知られている。
しかしながら、生成した次亜塩素酸水は、塩酸を含むため酸性であり、pH5より酸性度が高くなると、次亜塩素酸と塩素ガスとの平衡反応により、酸性度に応じて塩素ガスを生じてしまう。そこで、従来では、次亜塩素酸水の次亜塩素酸濃度を、塩素ガスが人体に影響しない範囲、具体的には100ppm以下としているが、この場合、次亜塩素酸水の殺菌性などが制約されてしまう。
酸性の次亜塩素酸を中和する手段としては、酸性水にアルカリ性水を混合する方法が知られている。しかし、次亜塩素酸生成効率の高い電解槽では相対的に塩酸生成が抑制される。そのため、酸性水にアルカリ性水を全量混合してしまうと、混合水はアルカリ性となり、次亜塩素酸が殺菌性の弱い次亜塩素酸イオンに代わってしまう。また、陽極での塩素ガス生成を抑制して酸素ガス生成を増やすことで次亜塩素酸生成効率を低下させて塩酸生成を増やすことが考えられる。この場合、酸性水にアルカリ性水を全量混合したときのpHを中性側にある程度調整することはできるが、次亜塩素酸生成の効率が著しく低下してしまう問題を生じる。さらに、供給する水の水質によっても、生成する電解水のpHが変動する場合がある。
この発明の一態様の課題は、生成する水のpHを正確に調整可能な電解水生成装置を提供することにある。
実施形態によれば、電解水生成装置は、陽極が設けられ酸性水を生成する陽極室と、陰極が設けられアルカリ性水を生成する陰極室と、前記陽極室と陰極室とを仕切る隔膜と、を備える電解槽と、前記アルカリ性水を前記酸性水に混合する混合部であって、前記アルカリ性水の全量を前記酸性水に混合する混合時間と、前記アルカリ性水の全量を排水する排水時間とを時分割的に切換える切換え機構を有する混合部と、を備えている。
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
(第1の実施形態)
始めに、電解水生成装置全体の構成を説明する。図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置全体の構成を概略的に示す図である。図1に示すように、電解水生成装置は、いわゆる3室型の電解槽(電解セル)11を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、陰イオン交換膜(第1隔膜)16および陽イオン交換膜(第2隔膜)18により、中間室(電解液室)15aと、中間室15aの両側に位置する陽極室15bおよび陰極室15cと、に仕切られている。陽極室15b内に陽極14が設けられ、陰イオン交換膜16に対向している。陰極室15c内に陰極20が設けられ、陽イオン交換膜18に対向している。陽極14および陰極20は、ほぼ等しい大きさの矩形板状に形成され、中間室15aを挟んで、互いに対向している。なお、第1隔膜および第2隔膜は、イオン交換膜に限らず、透水性を有する多孔質膜を用いてもよい。また、陽極14および陰極20は、第1隔膜および第2隔膜に密着していてもよいし、あるいは、不職布等を挟んで第1隔膜および第2隔膜に対向配置されてもよい。
始めに、電解水生成装置全体の構成を説明する。図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置全体の構成を概略的に示す図である。図1に示すように、電解水生成装置は、いわゆる3室型の電解槽(電解セル)11を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、陰イオン交換膜(第1隔膜)16および陽イオン交換膜(第2隔膜)18により、中間室(電解液室)15aと、中間室15aの両側に位置する陽極室15bおよび陰極室15cと、に仕切られている。陽極室15b内に陽極14が設けられ、陰イオン交換膜16に対向している。陰極室15c内に陰極20が設けられ、陽イオン交換膜18に対向している。陽極14および陰極20は、ほぼ等しい大きさの矩形板状に形成され、中間室15aを挟んで、互いに対向している。なお、第1隔膜および第2隔膜は、イオン交換膜に限らず、透水性を有する多孔質膜を用いてもよい。また、陽極14および陰極20は、第1隔膜および第2隔膜に密着していてもよいし、あるいは、不職布等を挟んで第1隔膜および第2隔膜に対向配置されてもよい。
電解水生成装置は、電解槽11の中間室15aに電解液、例えば、飽和塩水を供給する電解液供給部19と、陽極室15bおよび陰極室15cに電解原水、例えば、水を供給する原水供給部21と、陽極14および陰極20に正電圧および負電圧をそれぞれ印加する電源60と、装置の動作を制御するコントローラ62と、を備えている。
電解液供給部19は、飽和塩水を生成する塩水タンク25と、塩水タンク25から中間室15aの下部に飽和塩水を導く供給配管19aと、供給配管19a中に設けられた送液ポンプ29と、中間室15a内を流れた電解液を中間室15aの上部から塩水タンク25に送る排水配管19bと、を備えている。
原水供給部21は、水を供給する図示しない給水源と、給水源から陽極室15bの下部の流入口23aおよび陰極室15cの下部の流入口22aに水を導く給水配管21aと、陽極室15bを流れた水を陽極室15bの上部の排水口23bから排出する第1排水配管21bと、陰極室15cを流れた水を陰極室15cの上部の排水口22bから排出する第2排水配管21cと、第2排水配管21c中に設けられた気液分離器27と、を備えている。
電解水生成装置は、陰極室15cで生成される陰極水(アルカリ性水)の全部あるいは一部を陽極水(酸性水)に混合する混合部40を更に備えている。本実施形態において、混合部40は、気液分離器27の下流側で第2排水配管21cと第1排水配管21bとに繋がる混合配管32と、この混合配管32と第2排水配管21cとの分岐部(連結部)に設けられた切換え弁(三方弁)34と、を備えている。切換え機構として機能する三方弁34は、例えば、電磁弁で構成され、分岐部において、第2排水配管21cを混合配管32に連通し、第2排水配管32cの下流側を閉じる第1位置と、混合配管32を閉じ第2排水配管21cを流通状態とする第2位置と、へ切換え可能に構成されている。すなわち、三方弁34により、気液分離器27を通って流れてきたアルカリ性水の全量を混合配管32へ送り出すか、第2排水配管21cへ送り出すかを切り換えることができる。
コントローラ62は、電源60、送液ポンプ29、切換え弁34に接続され、これらの動作を制御する。例えば、コントローラ62は、切換え弁34を適宜、切換えてアルカリ性水の混合量を制御する。
コントローラ62は、電源60、送液ポンプ29、切換え弁34に接続され、これらの動作を制御する。例えば、コントローラ62は、切換え弁34を適宜、切換えてアルカリ性水の混合量を制御する。
上記のように構成された電解水生成装置により、実際に塩水を電解して酸性水(次亜塩素酸および塩酸)とアルカリ性水(水酸化ナトリウム)を生成する動作について説明する。
図1に示すように、送液ポンプ29を作動させ、電解槽11の中間室15aに飽和塩水を供給するとともに、陽極室15bおよび陰極室15cに水を給水する。同時に、電源60から正電圧および負電圧を陽極14および陰極20にそれぞれ印加する。
図1に示すように、送液ポンプ29を作動させ、電解槽11の中間室15aに飽和塩水を供給するとともに、陽極室15bおよび陰極室15cに水を給水する。同時に、電源60から正電圧および負電圧を陽極14および陰極20にそれぞれ印加する。
中間室15a内の塩水中において電離している塩素イオンは、陽極14に引き寄せられ、陰イオン交換膜16を通過して、陽極室15bへ流入する。そして、陽極14にて塩素イオンが還元され塩素ガスが発生する。塩素ガスは陽極室15b内で水と反応して次亜塩素酸水と塩酸水を生じる。このようにして生成された酸性水(次亜塩素酸水および塩酸水)は、陽極室15bから第1排水配管21bを通って排水される。
一方、中間室15a内の塩水中において電離しているナトリウムイオンは、陰極20に引き寄せられ、陽イオン交換膜18を通過して、陰極室15cへ流入する。そして、陰極室15cにおいて、陰極20で水が電気分解されて水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液が生成される。このようにして生成された水酸化ナトリウム水溶液および水素ガスは、陰極室15cから第2排水配管21cに流出し、気液分離器27により、水酸化ナトリウム水溶液と水素ガスとに分離される。三方弁34が第1位置にある場合、分離された水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)は、三方弁34および第2排水配管21cを通って排水される。また、三方弁34が第2位置に切換えられている場合、水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)は、三方弁34および混合配管32を通って第1排水配管21bに流入し、第1排水配管21bを流れる酸性水と混合される。このように酸性水にアルカリ性水を混合した混合水は、愛1排水配管21bを通って排水される。
ここで、アルカリ性水が混合された酸性水のpHについて、詳細に説明する。
通常、生成する次亜塩素酸水がpH5より酸性度の強い水である場合、次亜塩素酸水から塩素ガスが酸性度に応じて発生する。次亜塩素酸水からの塩素ガス発生は、pH5以上ではほとんど生じないことから、アルカリ性水を混合した後の次亜塩素酸水のpHは5以上が必要となる。また、pH8を超えてアルカリ側になると、次亜塩素酸は次亜塩素酸イオンに変化して殺菌機能の著しい低下を招く。このため、次亜塩素酸水のpHとしては5〜8の範囲とすべきであり、できれば6〜7程度とすることが好ましい。
通常、生成する次亜塩素酸水がpH5より酸性度の強い水である場合、次亜塩素酸水から塩素ガスが酸性度に応じて発生する。次亜塩素酸水からの塩素ガス発生は、pH5以上ではほとんど生じないことから、アルカリ性水を混合した後の次亜塩素酸水のpHは5以上が必要となる。また、pH8を超えてアルカリ側になると、次亜塩素酸は次亜塩素酸イオンに変化して殺菌機能の著しい低下を招く。このため、次亜塩素酸水のpHとしては5〜8の範囲とすべきであり、できれば6〜7程度とすることが好ましい。
また、電解に用いられる原水の水質も混合水のpHに影響を与える。図2は、一般的な電解水生成装置で生成された酸性水とアルカリ性水との混合比率と混合水のpHとの関係を示している。図2において、横軸は酸性水に混合したアルカリ性水の混合比率を示し、縦軸はその混合水のpHを示している。純水を使用した場合を実線で、市水を使用した場合を点線で示している。この図から、純水と市水とでは生成された混合水のpHが大きく異なることがわかる。その理由は、純水と市水の硬度の違いであり、市水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどにともなって混入する炭酸成分による緩衝効果により、市水のpHの感度が低く抑えられるためである。すなわち、電解に用いられる水質(地域)により電解水のpHは大きく変化する。また、炭酸成分が一定の場合、生成する酸性水の有効塩素濃度が高いほど塩酸成分が増えるため、干渉効果を打ち消す効果が働いて酸性水のpHが下がる。このため、生成する酸性水の有効塩素濃度によっても電解水のpHは大きく変化する。
上述したように、混合水のpHは使用する水質(硬度)に依存する。よって、混合水のpHを6〜7程度とするためには、図2の例では、市水を用いる場合はアルカリ水混合量を0〜20%とし、純水を用いる場合はアルカリ水混合量を60〜68%とすることが必要であり、特に、純水の場合には正確な制御が必要となることがわかる。
本実施形態によれば、三方弁34を適宜切換えることにより、アルカリ性水の混合量を正確に調整、設定することができる。図3は、三方弁34によるアルカリ性水の流量の切り換えのタイミングを経時変化で示した図である。図3に示すように、コントローラ62は、t1時間(混合時間)、三方弁34を第1位置に切換え、続いて、t2時間(排水時間)、三方弁34を第2位置に切換える。これにより、気液分離器27を通って流れてきたアルカリ性水の全量は、t1時間、混合配管32を通って第1排水配管21bへ流入し酸性水に混合され、続いて、t2時間は第2排水配管21cから排水される。従って、生成されたアルカリ性水のt1/(t1+t2)の比率分が酸性水に混入することとなる。例えば、10%のアルカリ性水を酸性水に混入したい場合には、(t1+t2):t1を10:1とすればよい。
なお、市水は地域により硬度の差があるため、上記の混合比率を地域の水質に応じて最適な値に制御することにより、次亜塩素酸水のpHを6〜7程度に調整できる。また、上述したt1とt2の周期をあまり長い周期とすると生成される酸性水のpH濃度にムラが生じるため、できるだけt1、t2を短い周期で繰り返すことが望ましい。
なお、市水は地域により硬度の差があるため、上記の混合比率を地域の水質に応じて最適な値に制御することにより、次亜塩素酸水のpHを6〜7程度に調整できる。また、上述したt1とt2の周期をあまり長い周期とすると生成される酸性水のpH濃度にムラが生じるため、できるだけt1、t2を短い周期で繰り返すことが望ましい。
以上のように構成された本実施形態に係る電解水生成装置によれば、切換え弁を有する混合部40により、所定量のアルカリ性水を酸性水に混合することが可能となる。従って、使用する水の水質(硬度)に応じて、生成する次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができ、水質に影響を受けることなく常に中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能となる。また、本実施形態において、三方弁34によりアルカリ性水の全量をどちらか一方に切り替えているだけであるため、バルブにかかる圧力が変化しても、流量が変化することはない。従って、混合部40により、次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができる。以上のことから、本実施形態によれば、生成する電解水のpHを正確に調整でき、中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能な電解水生成装置を提供することができる。
なお、上述した実施形態では、2隔膜3室型の電解槽を用いているが、電解槽は、これに限らず、1隔膜2室型の構成としてもよい。電解液は塩水、生成水は次亜塩素酸水としたが、これらに限定されることなく、種々の電解液、生成水を適用することができる。
また、上述した実施形態では、混合配管32は第1排水配管21bに連結する構成としたが、特にこの構成に限定されることはなく、例えば、混合配管32は第2排水配管に連結せず、混合配管32から送る出されたアルカリ性水と、第1排水配管21bから送り出される酸性水とをタンクなどに直接排出させ、このタンク内で混合する構成としてもよいし、混合配管32から送り出されるアルカリ水を陽極室15bに導入する構成としてもよい。また、混合部の切換え弁は、所定時間ごとにアルカリ性水の排出方向を切換えるものであれば良く、この作用が適用できるものであれば、三方弁に限らず、種々の切換え機構を適用可能である。
次に、他の実施形態および変形例に係る電解水生成装置について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態および変形例において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態によれば、電解水生成装置の混合部40は、気液分離器27以降で第1排水配管21bと第2排水配管21cとを繋ぎ、アルカリ性水を酸性水に流入させる混合配管32と、混合配管32内に設けられた定量ポンプ36と、を備えている。
図4は、第2の実施形態に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態によれば、電解水生成装置の混合部40は、気液分離器27以降で第1排水配管21bと第2排水配管21cとを繋ぎ、アルカリ性水を酸性水に流入させる混合配管32と、混合配管32内に設けられた定量ポンプ36と、を備えている。
本実施形態において、定量ポンプとは、非容積型ポンプ(ターボ型ポンプ)とは異なり、往復運動や回転運動などにより一定容積の液体を送り出すことができる容積型ポンプを示している。この定量ポンプは、送り出される容積がポンプに作用する圧力にほとんど左右されないという特徴を有している。従って、定量ポンプ36は、第2排水配管21cから第1排水配管21bへ常に一定のアルカリ性水を送り出すことができる。
第2の実施形態において、電解水生成装置の他の構成は、前述した第1の実施形態に係る電解水生成装置と同一である。
第2の実施形態において、電解水生成装置の他の構成は、前述した第1の実施形態に係る電解水生成装置と同一である。
上記のように構成された電解水生成装置において、気液分離器27で分離された水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)の一部は、定量ポンプ36により混合配管32を通って第1排水配管21bへ送り出され、残り水酸化ナトリウム水溶液は、第2排水配管21cを通って排水される。これにより、第1排水配管21bから流出する酸性水は、陽極室15bで生成させる酸性水の全量と、陰極室15cで生成させるアルカリ性水の一部とが混ざった混合水となる。
この際、混合配管32に設けられた定量ポンプ36は、ポンプにかかる圧力に拘らず常に一定のアルカリ性水を吐出することができる。そのため、第2排水配管21cから第1排水配管21bへ常に一定量のアルカリ性水を混入することができ、アルカリ水の混合比率の正確な制御を可能としている。例えば、市水は地域により硬度の差があるため、上記の混合比率を地域の水質に応じて最適な値に制御することにより、すなわち、コントローラ62によって定量ポンプ36の吐出量を最適な値に制御することにより、次亜塩素酸水のpHを6〜7程度に調整することができる。
このように、第2の実施形態に係る電解水生成装置によれば、定量ポンプ36により常に一定量のアルカリ性水を酸性水に混合することが可能となる。従って、使用する水の水質(硬度)に応じて、生成する次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができ、水質に影響を受けることなく常に中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能となる。
以上のことから、第2の実施形態によれば、生成する電解水のpHを正確に調整でき、中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能な電解水生成装置を提供することができる。
以上のことから、第2の実施形態によれば、生成する電解水のpHを正確に調整でき、中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能な電解水生成装置を提供することができる。
(第1変形例)
図5は、第1変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第1変形例によれば、図5に示すように、電解水生成装置の混合部40は、第1排水配管21bと第2排水配管21cとを、気液分離器27と電解槽11との間でつなぎ、アルカリ性水を酸性水に流入させる混合配管32と、混合配管32内に設けられた定量ポンプ36と、を有している。
図5は、第1変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第1変形例によれば、図5に示すように、電解水生成装置の混合部40は、第1排水配管21bと第2排水配管21cとを、気液分離器27と電解槽11との間でつなぎ、アルカリ性水を酸性水に流入させる混合配管32と、混合配管32内に設けられた定量ポンプ36と、を有している。
電解水生成装置をこのような構成とすることにより、陰極室15cで生成された水酸化ナトリウム水溶液および水素ガスの一部は、混合配管32を通って第1排水配管21bへ送り出され、残りは第2排水配管21cに送り出される。従って、本変形例によれば、定量ポンプ36により次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができる。さらに、第1排水配管21bから流出する酸性水には水素ガスが混入するため、副次的な効果としてバブルによる洗浄効果も得ることができる。
(第2変形例)
図6は、第2変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第2変形例によれば、図6に示すように、混合部40は、独立した混合配管32を有し、この混合配管の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23a近傍に形成された第2流入口23cに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と陽極室15bの下部とを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
図6は、第2変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第2変形例によれば、図6に示すように、混合部40は、独立した混合配管32を有し、この混合配管の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23a近傍に形成された第2流入口23cに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と陽極室15bの下部とを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
電解水生成装置をこのような構成とすることにより、陰極室15cで生成された水酸化ナトリウム水溶液の一部は、混合配管32を通って陽極室15bへ送り出され、残りは第2排水配管21cに送り出される。この際、定量ポンプ36によって一定量の水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)を混合することにより、次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができる。また、陽極室15bにはアルカリ性水が混入するため、陽極室15b内をより中性に近い状態に保持できる。従って、本変形例においては、酸による電解槽11の耐食劣化を軽減できる利点がある。
(第3変形例)
図7は、第3変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第3変形例によれば、図7に示すように、混合部40は、独立した混合配管32を有し、この混合配管の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23aと排水口23bとのほぼ中間部に形成された第2流入口23cに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と陽極室15bの中間部とを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
図7は、第3変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第3変形例によれば、図7に示すように、混合部40は、独立した混合配管32を有し、この混合配管の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23aと排水口23bとのほぼ中間部に形成された第2流入口23cに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と陽極室15bの中間部とを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
電解水生成装置をこのような構成とすることにより、陰極室15cで生成された水酸化ナトリウム水溶液の一部は、混合配管32を通って陽極室15bへ送り出され、残りは第2排水配管21cに送り出される。この際、定量ポンプ36によって一定量の水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)を混合することにより、次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができる。また、陽極室15bにはアルカリ性水が混入するため、陽極室15b内をより中性に近い状態に保持できる。
前述した第2変形例では、陽極室15bの第2流入口23c近傍ではアルカリ性となるが、第3変形例によれば、陽極室15b内で生成された塩酸と混合配管32から流入する水酸化ナトリウムとが混合し中和するため、陽極室15bの第2流入口23c近傍ではほぼ中性に近い状態とすることができる。よって、本変形例によれば、第2変形例よりも陽極室15b内の陽極水をより中性に近い状態で保持でき、酸による電解槽11の耐食劣化をより軽減できる長所がある。
(第4変形例)
図8は、第4変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第4変形例によれば、図8に示すように、混合配管32の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23aの近傍で給水配管21aに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と給水配管21aとを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
図8は、第4変形例に係る電解水生成装置を概略的に示すブロック図である。第4変形例によれば、図8に示すように、混合配管32の一端は、陰極室15cの排水口22b近傍に形成された第2排水口22cに接続され、他端は、陽極室15bの流入口23aの近傍で給水配管21aに接続されている。これにより、混合配管32は、陰極室15cの上部と給水配管21aとを繋いでいる。混合配管32には第2の実施形態と同様に定量ポンプ36が設けられている。
電解水生成装置をこのような構成とすることにより、陰極室15cで生成された水酸化ナトリウム水溶液の一部は、混合配管32および給水配管21aを通って陽極室15bへ送り出され、残りは第2排水配管21cに送り出される。この際、定量ポンプ36によって一定量の水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)を混合することにより、陽極室15b内の次亜塩素酸水のpHを正確に制御することができる。
また、第2および第3変形例と同様に、陽極室15bにはアルカリ性水が混入するため、陽極室15b内の陰極水をより中性に近い状態に保持できる。従って、本変形例においては、酸による電解槽11の耐食劣化を軽減できる長所がある。
上述した第1変形ないし第4変形例において、混合配管32の接続構成を除く電解水生成装置の他の構成は、第2の実施形態に係る電解水生成装置の構成と同一である。従って、第1変形例から第4変形例においても、生成する電解水のpHを正確に調整でき、中性域の次亜塩素酸水を生成することが可能な電解水生成装置を提供することができる。
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、電解槽は3室型に限定されることなく、陽極室を有するものであれば、2室型の構成としてもよい。電解液は塩水以外のものでもよく、生成する電解水も次亜塩素酸水以外の電解水でもよい。
例えば、電解槽は3室型に限定されることなく、陽極室を有するものであれば、2室型の構成としてもよい。電解液は塩水以外のものでもよく、生成する電解水も次亜塩素酸水以外の電解水でもよい。
11…電解槽、14…陽極、15a…中間室(電解液室)、15b…陽極室、
15c…陰極室、16…陰イオン交換膜(隔膜)、18…陽イオン交換膜(隔膜)、
20…陰極、21a…給水配管、21b…第1排水配管、21c…第2排水配管、
27…気液分離器、32…混合配管、34…三方弁、36…定量ポンプ、
40…混合部
15c…陰極室、16…陰イオン交換膜(隔膜)、18…陽イオン交換膜(隔膜)、
20…陰極、21a…給水配管、21b…第1排水配管、21c…第2排水配管、
27…気液分離器、32…混合配管、34…三方弁、36…定量ポンプ、
40…混合部
Claims (11)
- 陽極が設けられ酸性水を生成する陽極室と、陰極が設けられアルカリ性水を生成する陰極室と、前記陽極室と陰極室とを仕切る隔膜と、を備える電解槽と、
前記アルカリ性水を前記酸性水に混合する混合部であって、前記アルカリ性水の全量を前記酸性水に混合する混合時間と、前記アルカリ性水の全量を排水する排水時間とを時分割的に切換える切換え機構を有する混合部と、
を備える電解水生成装置。 - 前記混合部は、前記アルカリ性水を前記酸性水に導く混合配管を有し、
前記切換え機構は、前記混合配管に設けられ、前記混合配管にアルカリ性水の全量を流す第1位置と前記混合配管を閉じる第2位置とに切換え可能な切換え弁を備えている請求項1に記載の電解水生成装置。 - 前記陽極室から酸性水を排水する第1排水配管と、前記陰極室からアルカリ性水を排水する第2排水配管と、を更に備え、
前記混合配管は、前記第1排水配管および第2排水配管に連結され、
前記切換え弁は、前記混合配管と第2排水配管との連結部に設けられている請求項2に記載の電解水生成装置。 - 前記第2排水配管に設けられ、気体のみを分離して排気する気液分離器を更に備え、
前記混合配管は、前記気液分離器の下流側で前記第2排水配管に接続されている請求項3に記載の電解水生成装置。 - 陽極が設けられ酸性水を生成する陽極室と、陰極が設けられアルカリ性水を生成する陰極室と、前記陽極室と陰極室とを仕切る隔膜と、を備える電解槽と、
前記アルカリ性水を前記酸性水に導く混合配管と、前記混合配管に設けられ前記アルカリ性水を一定量送液する定量ポンプと、を有し、アルカリ性水の一部あるいは全量を前記酸性水に混合する混合部と、
を備える電解水生成装置。 - 前記陽極室から酸性水を排水する第1排水配管と、前記陰極室からアルカリ性水を排水する第2排水配管と、を更に備え、
前記混合配管は、前記第1排水配管および第2排水配管に連結されている請求項5に記載の電解水生成装置。 - 前記第2排水配管に設けられ、気体のみを分離して排気する気液分離器を更に備え、
前記混合配管は、前記気液分離器の下流側で前記第2排水配管に接続されている請求項6に記載の電解水生成装置。 - 前記第2排水配管に設けられ、気体のみを分離して排気する気液分離器を更に備え、
前記混合配管は、前記陰極室と前記気液分離器との間で前記第2排水配管に接続されている請求項6に記載の電解水生成装置。 - 前記陽極室は、原水が流入する第1流入口と、前記酸性水を排出する排水口と、前記第1流入口に隣接して設けられた第2流入口と、を有し、
前記混合配管は、前記陰極室に接続された一端と、前記陽極室の第2流入口に接続された他端と、を有している請求項6に記載の電解水生成装置。 - 前記陽極室は、原水が流入する第1流入口と、前記酸性水を排出する排水口と、前記第1流入口と前記排水口との中間に設けられた第2流入口と、を有し、
前記混合配管は、前記陰極室に接続された一端と、前記陽極室の第2流入口に接続された他端と、を有している請求項6に記載の電解水生成装置。 - 前記陽極室へ原水を導く給水配管を更に備え、
前記混合配管は、前記陰極室に接続された一端と、前記給水配管に接続された他端と、を有している請求項6に記載の電解水生成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016052663A JP2017164692A (ja) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | 電解水生成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019162607A (ja) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社東芝 | 電解水生成装置 |
JP2019205980A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電解水生成装置及び電解水生成方法 |
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2016
- 2016-03-16 JP JP2016052663A patent/JP2017164692A/ja active Pending
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