JP3479318B2 - 電解水の生成方法および生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電解水の生成方法および
生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解水の生成する一手段として特公平４
−４２０７７号公報に示されているように、隔膜にて区
画された区画室に直流電圧が印加される電極を配置して
形成したアノード室とカソード室にて食塩水を電気分解
し、前記アノード室にて酸性水を生成するとともに前記
カソード室にてアルカリ性水を生成する電解水の生成方
法、および生成装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】当該生成方法および生
成装置にて生成される電解水のうち、アノード室側で生
成される酸性水は殺菌作用を有することから殺菌用処理
液として各種の分野で広く利用されるが、カソード室側
で生成されるアルカリ性水は強アルカリ性であるため、
生鮮食物用処理液として特殊な分野で使用されるが、積
極的に利用されることなく廃棄されているのが一般であ
る。このため、当該電解水の生成においては、カソード
室側生成水を十分に利用できるようにすることが好まし
く、本発明の目的はこのようなカソード室側生成水を飲
料用に適したものにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、隔膜にて区画
された区画室に直流電圧が印加される電極を配置して形
成したアノード室とカソード室にて被電解水である食塩
水を電気分解し、前記アノード室にて酸性水を生成する
とともに前記カソード室にて強アルカリ性水を生成する
電解水の生成方法において、前記カソード室側生成水で
ある強アルカリ性水を、同生成水中の金属イオンを水素
イオンに交換する陽イオン交換樹脂にて処理して、ｐＨ
８〜１０の弱アルカリ性水を生成することを特徴とする
ものである。当該電解水の生成方法においては、前記陽
イオン交換樹脂を前記アノード室側生成水である酸性水
で処理して再生することが好ましい。

【０００５】 また、本発明は当該生成方法に好適に使
用される電解水の生成装置であり、隔膜にて区画された
区画室に直流電圧が印加される電極を配置して形成した
アノード室とカソード室を有し食塩水を被電解水とする
電解槽と、前記カソード室側生成水である強アルカリ性
水中の金属イオンを水素イオンに交換してｐＨ８〜１０
の弱アルカリ性水を生成する陽イオン交換槽を備え、同
陽イオン交換槽が前記電解槽のカソード室側に連結され
ていることを特徴とするものである。

【０００６】当該電解水の生成装置においては、前記陽
イオン交換槽が前記電解槽のカソード室側とアノード室
側との両者に連結されていることが好ましく、また前記
陽イオン交換槽から流出する処理液のpHを検出する検出
手段を備えていることが好ましい。

【０００７】

【発明の作用・効果】本発明に係る電解水の生成方法に
おいては、カソード室側生成水は陽イオン交換樹脂の作
用によりpH8〜10程度の弱アルカリ性水または中性水と
することができる。従って、当該電解水の生成方法によ
れば、殺菌作用を有する酸性水、生鮮食物陽処理液との
して特殊な用途を有する強アルカリ性水、飲料水として
適する弱アルカリ性水、飲料水その他広い用途を有する
中性水等各種の水を得ることがてき、電解水を無駄なく
各種の用途に利用することができる。また、本発明に係
る電解水の生成装置によれば、これらの各種生成水を効
率よく生成することができる。

【０００８】本発明の電解水の生成において、陽イオン
交換樹脂をアノード室側生成水で再生することができ、
かかる手段を採ることにより陽イオン交換樹脂の再生用
として酸性水を別途用意する必要がなく、陽イオン交換
樹脂の再生を効率よく行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
るに、図１には本発明の一実施例に係る電解水の生成装
置が示されている。当該生成装置は希薄食塩水の貯溜タ
ンク１１（第１貯溜タンク）、電解槽１２、陽イオン交
換槽１３、塩酸水溶液の貯溜タンク１４（第２貯溜タン
ク）を備えている。電解槽１２は槽本体１２ａ内を隔膜
１２ｂにて区画されているもので、各区画室にはそれぞ
れ電極１２ｃ，１２ｄが配設されている。両電極１２
ｃ，１２ｄには直流電圧が印加されるもので、一方の区
画室をアノード室Ｒaにまた他方の画室をカソードＲbに
形成しており、希薄食塩水の電気分解時アノード室Ｒa
では次亜塩素酸を含む酸性水が生成され、カソード室Ｒ
bでは水酸化ナトリウムを含むアルカリ性水が生成され
る。

【００１０】陽イオン交換槽１３には陽イオン交換樹脂
が収容されて、イオン交換樹脂中の水素イオンとアルカ
リ性水中のナトリウムイオンとを交換し、強アルカリ性
の生成水を弱アルカリ性とする。陽イオン交換樹脂はカ
ートリッジ式のもので、容易に交換することができる構
成となっている。

【００１１】第１貯溜タンク１１は第１，第２供給管路
２１ａ，２１ｂにより、電解槽１２のアノード室Ｒaと
カソードＲbとに連結されている。電解槽１２のアノー
ド室ＲaとカソードＲbは第１，第２連結管路２２ａ，２
２ｂにより、陽イオン交換槽１３に連結されている。各
連結管路２２ａ，２２ｂには切り替え用の第１，第２電
磁弁２２ｃ，２２ｄが配設され、また第１連結管路２２
ａには吸着槽２２ｅが配設されている。吸着槽２２ｅに
は活性炭が収容されている。

【００１２】第１電磁弁２２ｃはアノード室Ｒa側生成
水である酸性水の供給を、図示しない酸性水用タンクと
陽イオン交換槽１３とに切り替え作動する。第２電磁弁
２２ｄはカソード室Ｒb側生成水である強アルカリ性水
の供給を、図示しない強アルカリ性水用タンクと陽イオ
ン交換槽１３とに切り替え作動する。吸着槽２２ｅはア
ノード室Ｒa側生成水中の塩素を吸着する作用を行う。

【００１３】陽イオン交換槽１３は電解槽１２のアノー
ド室Ｒa側と第２貯溜タンク１４に連結されており、同
交換槽１３内の陽イオン交換樹脂はアノード室Ｒa側生
成水である酸性水または第２貯溜タンク１４に貯溜する
塩酸水溶液により再生される。陽イオン交換槽１３には
流出管路２３ａが連結されており、流出管路２３ａには
pHセンサ２３ｂと第３電磁弁２３ｃが配設されている。
pHセンサ２３ｂは陽イオン交換槽１３から流出する生成
水のpHを検出するものである。第３電磁弁２３ｃは陽イ
オン交換槽１３から流出する生成水を、図示しない飲料
用タンクが連結されている流出管路２３ｄと排出管路２
３ｅとに切り替え作動する。

【００１４】当該電解水の生成装置は制御装置２４を備
えている。制御装置２４は各電磁弁２２ｃ，２２ｄ，２
３ｃおよびpHセンサ２３ｂに接続されていて、pHセンサ
２３ｂからの検出信号により各電磁弁２２ｃ，２２ｄ，
２３ｃを切り替え作動するものである。

【００１５】このような構成の電解水の生成装置におい
ては、第１貯溜タンク１１に0.05〜0.15wt％の希薄食塩
水が貯溜されていて、ポンプ２１ｃの駆動により食塩水
が電解槽１２に供給されて運転が開始される。電解槽１
２への食塩水の供給にともない両電極１２，１３に40〜
50Vの直流電圧が印加される。この状態において、各電
磁弁２２ｃ，２２ｄ，２３ｃは設定された切り替え状態
に制御され、アノード室Ｒaを酸性水タンクへ連結し、
カソード室Ｒbを陽イオン交換槽１３へ連結し、かつ陽
イオン交換槽１３を飲料水用タンクに連結させている。
このため、第１貯溜タンク１１内の希薄食塩水は電解槽
１２のアノード室Ｒaとカソード室Ｒbとに供給され、各
室Ｒa，Ｒbにおいては下記の反応がなされる。

【００１６】

【化１】

【００１７】従って、アノード室Ｒa側生成水は酸性水
用タンクに流出して、殺菌用処理水として使用される。
また、カソード室Ｒb側生成水は陽イオン交換槽１３に
流入し、同交換槽１３のイオン交換樹脂との間でNa⁺とH
⁺とのイオン交換を行って、弱アルカリ性水としてpHセ
ンサ２３ｂを経て飲料水用タンクへ流出し、飲料水とし
て使用される。この間、イオン交換槽１３から流出する
生成水はpHセンサ２３ｂによりpHを検出され、処理水は
pH8〜10程度の飲料に適した弱アルカリ性水に保持され
る。

【００１８】当該電解水の生成装置の運転中には、陽イ
オン交換樹脂のイオン交換能力が漸次低下して、イオン
交換槽１３から流出する処理水のpHが漸次高くなる。pH
センサ２３ｂは処理水のpHが8〜10の範囲の任意の設定
値より高くなるとこれを検出して、この検出信号を制御
装置２４に出力する。制御装置２４はこの検出信号に基
づき各電磁弁２２ｃ，２２ｄ，２３ｃを切り替え作動し
て、電解槽１２のアノード室Ｒaを吸着槽２２ｅを通し
て陽イオン交換槽１３に連結し、カソード室Ｒbの陽イ
オン交換槽１３との連結を遮断し、かつ陽イオン交換槽
１３からの処理水を排出する。

【００１９】これにより、アノード室Ｒa側生成水が陽
イオン交換槽１３内に流入して、同生成水中のH+と陽イ
オン交換樹脂中のNa+とが交換されて、陽イオン交換樹
脂が再生される。この再生程度はpHセンサ２３ｂにより
検出され、再生中の陽イオン交換槽１３を透過したアノ
ード室Ｒa側生成水のpHが4以下の範囲に到達した場合に
はこれを検出して、この検出信号を制御装置２４に出力
する。制御装置２４はこの検出信号に基づき各電磁弁２
２ｃ，２２ｄ，２３ｃを切り替え作動して、電解槽１２
のアノード室Ｒaの陽イオン交換槽１３への連結を遮断
し、カソード室Ｒbを陽イオン交換槽１３に連結し、か
つ陽イオン交換槽１３を飲料水用タンクへ連結する。

【００２０】なお、当該生成装置においては、陽イオン
交換槽１３内のイオン交換樹脂をカートリッジ式にして
いるのでその交換作業が容易である。また、イオン交換
樹脂の再生に当たっては、アノード室Ｒa側生成水に異
状が発生した場合等には、第２貯溜タンク１４内の塩酸
水溶液を使用し得るようになっている。

【００２１】以上説明したように、本実施例に係る電解
水の生成方法によればカソード室Ｒb側生成水は陽イオ
ン交換樹脂の作用によりpH8〜10程度の弱アルカリ性水
とすることができる。従って、当該電解水の生成方法に
よれば、殺菌作用を有する酸性水、生鮮食物用処理液と
して特殊な用途を有する強アルカリ性水、飲料水として
適する弱アルカリ性水等各種の水を得ることがてき、電
解水を無駄なく各種の用途に利用することができる。ま
た、本実施例に係る電解水の生成装置によれば、これら
の各種水を効率よく生成することができるが、特に陽イ
オン交換樹脂をアノード室Ｒa側生成水で再生すること
ができ、かかる手段を採ることにより酸性水を別途用意
する必要がなくて陽イオン交換樹脂の再生を効率よく行
うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る生成方法を実施するのに最適な電
解水の生成装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１１…第１貯溜タンク、１２…電解槽、１２ａ…槽本体
１２、１２ｂ…隔膜、１２ｃ，１２ｄ…電極、１３…陽
イオン交換槽、１４…第２貯溜タンク、Ｒa…アノード
室、Ｒb…カソード室。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隔膜にて区画された区画室に直流電圧が印
   加される電極を配置して形成したアノード室とカソード
   室にて被電解水である食塩水を電気分解し、前記アノー
   ド室にて酸性水を生成するとともに前記カソード室にて
   強アルカリ性水を生成する電解水の生成方法において、
   前記カソード室側生成水である強アルカリ性水を、同生
   成水中の金属イオンを水素イオンに交換する陽イオン交
   換樹脂にて処理して、ｐＨ８〜１０の弱アルカリ性水を
   生成することを特徴とする電解水の生成方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の生成方法において、前記
   陽イオン交換樹脂を前記アノード室側生成水である酸性
   水で処理して再生することを特徴とする電解水の生成方
   法。
3. 【請求項３】隔膜にて区画された区画室に直流電圧が印
   加される電極を配置して形成したアノード室とカソード
   室を有し食塩水を被電解水とする電解槽と、前記カソー
   ド室側生成水である強アルカリ性水中の金属イオンを水
   素イオンに交換してｐＨ８〜１０の弱アルカリ性水を生
   成する陽イオン交換槽を備え、同陽イオン交換槽が前記
   電解槽のカソード室側に連結されていることを特徴とす
   る電解水の生成装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の生成装置において、前記
   陽イオン交換槽が前記電解槽のカソード室側とアノード
   室側に連結されていることを特徴とする電解水の生成装
   置。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載の生成装置におい
   て、前記陽イオン交換槽から流出する処理液のｐＨを検
   出する検出手段を備えていることを特徴とする電解水の
   生成装置。