WO2017051452A1 - ３室型電解水製造装置および電解水製造方法 - Google Patents

３室型電解水製造装置および電解水製造方法 Download PDF

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electrolyzed water
cathode
anode
chamber
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稔 菅野
邦雄 岩井
長谷川　和男
次郎 菅野
太郎 菅野
吉己 庭野
美香 鈴木
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株式会社エーゼット
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a three-chamber electrolyzed water production apparatus and an electrolyzed water production method.
  • an anode tank and a cathode tank are disposed so as to sandwich an intermediate tank, and partition walls are provided between the intermediate tank and the anode tank and between the intermediate tank and the cathode tank, respectively.
  • a three-chamber electrolyzed water production apparatus in which an anode is disposed inside an anode tank and a cathode is disposed inside a cathode tank (see, for example, Patent Document 1 or 2).
  • An example of such a three-chamber type electrolyzed water production apparatus is shown in FIG.
  • a three-chamber electrolysis apparatus introduces an aqueous electrolyte solution such as NaCl or KCl into an intermediate tank, and introduces water (tap water) into an anode tank and a cathode tank.
  • the electrolysis is carried out by passing an electric current through the anode, so that acidic electrolyzed water is produced in the anode tank and alkaline electrolyzed water is produced in the cathode tank.
  • the pH of the acidic electrolyzed water or alkaline electrolyzed water to be produced can be adjusted by controlling the amount of current flowing between the anode and the cathode by controlling the power source.
  • electrolyzed water has different effects and effects depending on the pH value
  • water is mixed with acidic electrolyzed water or alkaline electrolyzed water conventionally produced by an electrolyzed water production apparatus or the like.
  • the pH is adjusted, or acid electrolyzed water and alkaline electrolyzed water are adjusted and mixed in respective amounts.
  • a method for producing electrolyzed water having a desired pH in an anode tank or a cathode tank has been developed by adjusting the amount of water supplied to the anode tank and the cathode tank using a three-chamber electrolysis apparatus. (For example, see Patent Document 3).
  • the present invention has been made paying attention to such problems, and a three-chamber electrolyzed water production apparatus and electrolyzed water production capable of producing electrolyzed water having a desired pH with excellent production efficiency and electrolysis efficiency. It aims to provide a method.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus includes an anode tank and a cathode tank so as to sandwich an intermediate tank, and an anion exchange between the intermediate tank and the anode tank.
  • a three-chamber electrolyzed water producing apparatus partitioned by a partition wall of a membrane and partitioned by a partition wall of a cation exchange membrane between the intermediate tank and the cathode tank, the anode disposed inside the anode tank;
  • Power supply control means provided so as to flow a direct current by independently controlling the amount.
  • an anode tank and a cathode tank are disposed so as to sandwich an intermediate tank, and the intermediate tank and the anode tank are partitioned by a partition wall of an anion exchange membrane,
  • An electrolyzed water production method using a three-chamber electrolyzed water production apparatus in which a space between the cathode cell and a cation exchange membrane is partitioned, wherein an electrolyte aqueous solution is placed in the intermediate cell, and the anode cell and the cathode Put water in the tank, between the anode arranged inside the anode tank and the intermediate electrode arranged inside the intermediate tank, and between the intermediate electrode and the cathode arranged inside the cathode tank
  • acidic current is produced inside the anode cell and alkaline electrolyzed water is produced inside the cathode cell by flowing a direct current by independently controlling the respective current amounts.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus can suitably carry out the electrolyzed water production method according to the present invention.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus and electrolyzed water production method according to the present invention allows a direct current to flow between the anode and the intermediate electrode and between the intermediate electrode and the cathode by independently controlling the respective current amounts.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus and electrolyzed water production method according to the present invention can produce electrolyzed water having a desired pH with excellent production efficiency and electrolysis efficiency.
  • the partition wall between the intermediate tank and the anode tank is composed of an anion exchange membrane that allows only anions to pass between the intermediate tank and the cathode tank.
  • the partition between them consists of a cation exchange membrane that allows only cations to pass through.
  • the electrolyte of the aqueous electrolyte solution NaCl or KCl is preferable.
  • the anode, cathode, and intermediate electrode are preferably made of a material that is insoluble in acidic electrolyzed water, alkaline electrolyzed water, or aqueous electrolyte solution, such as a base metal such as platinum or gold, or carbon.
  • a direct current may be passed through the anode and the cathode while passing water or an aqueous electrolyte solution through the anode tank, the cathode tank, and the intermediate tank,
  • a direct current may be passed through the anode and cathode while water or an aqueous electrolyte solution is stored in the anode tank, cathode tank, and intermediate tank.
  • the three-chamber electrolyzed water producing apparatus includes a water supply means for supplying water to the anode tank and the cathode tank, an aqueous solution supply means for supplying an electrolyte aqueous solution to the intermediate tank, and a current control means by the power supply control means. It is preferable to have mixing means for mixing the acidic electrolyzed water produced inside the anode cell by flowing and the alkaline electrolyzed water produced inside the cathode cell. Moreover, it is preferable that the said mixing means is comprised so that the said acidic electrolyzed water and the said alkaline electrolyzed water may be mixed in a predetermined ratio.
  • the mixed electrolyzed water by mixing the acidic electrolyzed water and the alkaline electrolyzed water at a predetermined ratio.
  • each electrolyzed water can be produced so as not to remain after mixing, and the production efficiency can be increased.
  • the mixing means may consist only of a container for containing the acidic electrolyzed water inside the anode tank and the alkaline electrolyzed water inside the cathode tank, or may comprise a container and a stirring device provided in the container. Moreover, the mixing means may consist of a common pipe
  • the power control means mixes the acidic electrolyzed water and the alkaline electrolyzed water with the mixing means, the mixed electrolyzed water has a desired pH.
  • the amount of current flowing between the anode and the intermediate electrode and the amount of current flowing between the intermediate electrode and the cathode can be controlled.
  • the amount of current flowing between the anode and the intermediate electrode and the amount of current flowing between the intermediate electrode and the cathode are adjusted so that the mixed electrolyzed water has a desired pH. It is preferable to control.
  • mixed electrolyzed water having a desired pH can be easily obtained simply by mixing the produced acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water.
  • each current amount may be controlled so that mixed electrolyzed water having a desired pH is obtained by mixing all of the acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water produced at the same time.
  • a three-chamber electrolyzed water production apparatus and an electrolyzed water production method capable of producing electrolyzed water having a desired pH with excellent production efficiency and electrolysis efficiency can be provided.
  • a three-chamber electrolyzed water production apparatus 10 includes an anode tank 11, a cathode tank 12, an intermediate tank 13, a first partition 14, a second partition 15, an anode 16, a cathode 17, an intermediate electrode 18, and water supply. Means 19, aqueous solution supply means 20, and power supply control means 21 are provided.
  • the anode tank 11, the cathode tank 12, and the intermediate tank 13 are provided so that liquid can be stored therein.
  • the anode tank 11 and the cathode tank 12 are arranged so as to sandwich the intermediate tank 13 from both sides.
  • the first partition 14 is made of an anion exchange membrane that allows only anions to pass therethrough, and is provided so as to partition the intermediate tank 13 and the anode tank 11.
  • the second partition wall 15 is made of a cation exchange membrane that allows only cations to pass through, and is provided so as to partition the intermediate cell 13 and the cathode cell 12.
  • the anode 16, the cathode 17, and the intermediate electrode 18 are made of platinum, and are disposed inside the anode tank 11, the cathode tank 12, and the intermediate tank 13, respectively.
  • the water supply means 19 is configured to supply water to the anode tank 11 and the cathode tank 12.
  • the aqueous solution supply means 20 is configured to supply an electrolyte aqueous solution to the intermediate tank 13. Note that the electrolyte of the aqueous electrolyte solution is NaCl or KCl.
  • the power supply control means 21 has a first power supply 22 connected to the anode 16 and the intermediate electrode 18 and a second power supply 23 connected to the intermediate electrode 18 and the cathode 17.
  • the first power source 22 has a positive terminal connected to the anode 16 side, and is configured to pass a direct current between the anode 16 and the intermediate electrode 18.
  • the second power source 23 has a positive terminal connected to the intermediate electrode 18 side, and is configured to pass a direct current between the intermediate electrode 18 and the cathode 17. Further, the power supply control means 21 can independently control the amount of current flowing from the first power supply 22 and the second power supply 23.
  • the electrolyzed water production method of the embodiment of the present invention can be suitably implemented by the three-chamber electrolyzed water production apparatus 10 of the embodiment of the present invention. That is, first, an aqueous electrolyte solution is put into the intermediate tank 13 by the aqueous solution supply means 20, and water is put into the anode tank 11 and the cathode tank 12 by the water supply means 19. In this state, a direct current is passed between the anode 16 and the intermediate electrode 18 by the first power supply 22 of the power supply control means 21, and a direct current is passed between the intermediate electrode 18 and the cathode 17 by the second power supply 23.
  • the anion of the electrolyte aqueous solution in the intermediate tank 13 enters the anode tank 11 through the first partition 14 and is deprived of electrons by the anode 16 and is oxidized.
  • the cation of the electrolyte aqueous solution in the intermediate tank 13 enters the cathode tank 12 through the second partition wall 15 and is reduced by being given electrons from the cathode 17.
  • the electrolyte aqueous solution is NaCl
  • chloride ions are oxidized in the anode tank 11 to generate chlorine gas, and the water in the anode tank 11 becomes acidic electrolyzed water composed of hypochlorous acid.
  • sodium ions are reduced in the cathode chamber 12 to precipitate metallic sodium, and the water in the cathode chamber 12 becomes alkaline electrolyzed water composed of a sodium hydroxide aqueous solution.
  • the power control means 21 controls the amount of each direct current flowing from the first power source 22 and the second power source 23 independently.
  • acidic electrolyzed water of arbitrary pH can be manufactured in the anode tank 11
  • alkaline electrolyzed water of arbitrary pH can be manufactured in the cathode tank 12.
  • the acidic electrolyzed water produced inside the anode cell 11, the alkaline electrolyzed water produced inside the cathode cell 12, and the electrolyte aqueous solution after electrolysis inside the intermediate cell 13 are respectively anode cell 11, cathode cell 12 and Others are supplied from the intermediate tank 13.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus 10 and the electrolyzed water production method of the embodiment of the present invention can independently adjust the pH of the acidic electrolyzed water and the pH of the alkaline electrolyzed water to be produced. Therefore, it is possible to easily produce acidic electrolyzed water or alkaline electrolyzed water having a desired pH, or mixed electrolyzed water obtained by mixing these.
  • the three-chamber electrolyzed water production apparatus 10 is a mixing means for mixing the acidic electrolyzed water produced in the anode tank 11 and the alkaline electrolyzed water produced in the cathode tank 12 at a predetermined ratio.
  • the power supply control means 21 may be capable of controlling the amount of each current flowing from the first power supply 22 and the second power supply 23 so that the mixed electrolyzed water mixed by the mixing means has a desired pH. For example, by controlling the amount of each current, all of the acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water produced at the same time may be mixed to obtain mixed electrolyzed water having a desired pH.
  • each electrolyzed water can be produced so as not to remain after mixing, and the production efficiency can be increased.
  • mixed electrolyzed water having a desired pH can be easily obtained.
  • the efficiency of electrolysis can be kept high without decreasing.
  • the mixed electrolyzed water thus obtained has various characteristics depending on the pH value, and can be used for various applications by utilizing the characteristics.
  • mixed electrolyzed water having a pH of 4.5 to 7.0 is superior in antibacterial activity and stability over time in the presence of an organic substance, compared to strongly acidic electrolyzed water or diluted acidic electrolyzed water having the same pH. It can be used as an antibacterial agent that can be stored for a long time (see PCT / JP2015 / 62974).
  • Electrolysis was carried out by independently changing the amount of direct current flowing between them to produce acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water. The amount of each current was varied from 1A to 5A to 10A.
  • the capacity of the anode tank 11 is 90 ml
  • the capacity of the cathode tank 12 is 90 ml
  • the capacity of the intermediate tank 13 is 420 ml
  • tap water is supplied to the anode tank 11 and the cathode tank 12 at a flow rate of 1 liter per minute.
  • Electrolysis was performed while passing an aqueous electrolyte solution containing NaCl through the intermediate tank 13 at a rate of 30 ml / min.
  • the acidic electrolyzed water produced in the anode tank 11 and the alkaline electrolyzed water produced in the cathode tank 12 were all mixed to produce mixed electrolyzed water, and the pH of the mixed electrolyzed water was measured.
  • the measurement results of pH are shown in Table 1 and FIG.
  • mixed electrolyzed water having a pH in the range of 3.83 to 10.98 could be obtained.
  • Table 1 and FIG. 2 by checking the relationship between the amount of each current and the pH of the obtained mixed electrolyzed water in advance, it is easy to mix the electrolyzed water having a desired pH simply by controlling the amount of each current. Can get to.
  • the pH of the mixed electrolyzed water obtained can be adjusted more finely by controlling each electric current amount further finely. Further, although each current amount is changed in the range of 5A to 10A, the pH range of the obtained mixed electrolyzed water can be further expanded by expanding the range of each current amount to 5A or less or 10A or more.

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Abstract

【課題】優れた製造効率および電気分解効率で、所望のｐＨの電解水を製造することができる３室型電解水製造装置および電解水製造方法を提供する。 【解決手段】中間槽１３を挟むよう陽極槽１１と陰極槽１２とが配置され、中間槽１３と陽極槽１１との間が陰イオン交換膜の第１隔壁１４により、中間槽１３と陰極槽１２との間が陽イオン交換膜の第２隔壁１５によりそれぞれ仕切られている。陽極１６が陽極槽１１の内部に、陰極１７が陰極槽１２の内部に、中間電極１８が中間槽１３の内部に配置されている。給水手段１９が、陽極槽１１および陰極槽１２に水を供給し、水溶液供給手段２０が中間槽１３に電解質水溶液を供給するよう設けられている。電源制御手段２１が、陽極１６と中間電極１８との間および中間電極１８と陰極１７との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すよう設けられている。

Description

３室型電解水製造装置および電解水製造方法
　本発明は、３室型電解水製造装置および電解水製造方法に関する。
　従来、電解水を製造する装置として、中間槽を挟むよう陽極槽と陰極槽とが配置され、中間槽と陽極槽との間および中間槽と陰極槽との間を仕切るようそれぞれ隔壁が設けられ、陽極槽の内部に陽極が、陰極槽の内部に陰極が配置された３室型の電解水製造装置がある（例えば、特許文献１または２参照）。このような３室型の電解水製造装置の一例を、図３に示す。
　図３に示すように、３室型の電気分解装置は、中間槽にＮａＣｌやＫＣｌなどの電解質水溶液を、陽極槽および陰極槽に水（水道水）を導入して、陽極と陰極との間に電流を流して電気分解を行うことにより、陽極槽に酸性電解水を、陰極槽にアルカリ性電解水を製造するようになっている。また、電源を制御して陽極と陰極との間に流す電流量を制御することにより、製造される酸性電解水やアルカリ性電解水のｐＨを調節可能になっている。
　電解水はｐＨの値により、得られる効果や効能が異なるため、所望のｐＨの電解水を得るために、従来、電解水製造装置等で製造した酸性電解水やアルカリ性電解水に水を混ぜてｐＨを調整したり、酸性電解水とアルカリ性電解水とをそれぞれの量を調整して混合したりしている。また、３室型の電気分解装置を用い、陽極槽と陰極槽とに供給する水の量を調整することにより、陽極槽または陰極槽に所望のｐＨの電解水を製造する方法も開発されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平８－１１６０号公報 特開２００２－３０７０６０号公報 特開２００４－４１８２９号公報
　しかしながら、酸性電解水やアルカリ性電解水を水と混ぜる方法では、使用しない方の電解水が余ってしまい、その電解水を廃棄することになるため、製造効率が悪いという課題があった。また、酸性電解水とアルカリ性電解水とを混合する方法でも、どちらかの電解水が余ってしまうことが多く、余った電解水を廃棄することになるため、やはり製造効率が悪いという課題があった。また、特許文献３に記載の方法では、使用しない方の電解水を製造する槽に対して、供給する水の量を減らすことにより、廃棄する電解水を減らすことはできるが、電気分解の効率が低下してしまうという課題があった。
　本発明は、このような課題に着目してなされたもので、優れた製造効率および電気分解効率で、所望のｐＨの電解水を製造することができる３室型電解水製造装置および電解水製造方法を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明に係る３室型電解水製造装置は、中間槽を挟むよう陽極槽と陰極槽とが配置され、前記中間槽と前記陽極槽との間が陰イオン交換膜の隔壁により仕切られ、前記中間槽と前記陰極槽との間が陽イオン交換膜の隔壁により仕切られた３室型電解水製造装置であって、前記陽極槽の内部に配置された陽極と、前記陰極槽の内部に配置された陰極と、前記中間槽の内部に配置された中間電極と、前記陽極と前記中間電極との間および前記中間電極と前記陰極との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すよう設けられた電源制御手段とを、有することを特徴とする。
　本発明に係る電解水製造方法は、中間槽を挟むよう陽極槽と陰極槽とが配置され、前記中間槽と前記陽極槽との間が陰イオン交換膜の隔壁により仕切られ、前記中間槽と前記陰極槽との間が陽イオン交換膜の隔壁により仕切られた３室型電解水製造装置を用いた電解水製造方法であって、前記中間槽に電解質水溶液を入れ、前記陽極槽および前記陰極槽に水を入れ、前記陽極槽の内部に配置された陽極と前記中間槽の内部に配置された中間電極との間、および前記中間電極と前記陰極槽の内部に配置された陰極との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すことにより、前記陽極槽の内部に酸性電解水を製造し、前記陰極槽の内部にアルカリ性電解水を製造することを特徴とする。
　本発明に係る３室型電解水製造装置は、本発明に係る電解水製造方法を好適に実施することができる。本発明に係る３室型電解水製造装置および電解水製造方法は、陽極と中間電極との間および中間電極と陰極との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すことにより、陽極槽に任意のｐＨの酸性電解水を、陰極槽に任意のｐＨのアルカリ性電解水を製造することができる。このように、製造される酸性電解水のｐＨおよびアルカリ性電解水のｐＨをそれぞれ独立して調整することができるため、所望のｐＨの酸性電解水やアルカリ性電解水、これらを混合した電解水を容易に製造することができる。
　また、製造される酸性電解水のｐＨおよびアルカリ性電解水のｐＨをそれぞれ独立して調整することにより、製造された酸性電解水およびアルカリ性電解水を全て混合して、所望のｐＨの混合電解水を得ることもできる。これにより、製造した電解水を余らせることなく使用することができ、製造効率が良い。また、陽極槽や陰極槽に入れる水の量を減らす必要もないため、電気分解の効率を低下させずに高く維持することができる。このように、本発明に係る３室型電解水製造装置および電解水製造方法は、優れた製造効率および電気分解効率で、所望のｐＨの電解水を製造することができる。
　本発明に係る３室型電解水製造装置および電解水製造方法で、中間槽と陽極槽との間の隔壁は、陰イオンのみを透過させる陰イオン交換膜から成り、中間槽と陰極槽との間の隔壁は、陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜から成る。電解質水溶液の電解質としては、ＮａＣｌまたはＫＣｌが好ましい。陽極や陰極、中間電極は、例えば白金や金などの基金属や炭素など、それぞれ酸性電解水やアルカリ性電解水、電解質水溶液により溶けない材質から成ることが好ましい。また、本発明に係る３室型電解水製造装置および電解水製造方法では、陽極槽、陰極槽および中間槽に水や電解質水溶液を通過させながら、陽極および陰極に直流電流を流してもよく、陽極槽、陰極槽および中間槽に水や電解質水溶液を貯めた状態で、陽極および陰極に直流電流を流してもよい。
　本発明に係る３室型電解水製造装置は、前記陽極槽および前記陰極槽に水を供給する給水手段と、前記中間槽に電解質水溶液を供給する水溶液供給手段と、前記電源制御手段で電流を流すことにより前記陽極槽の内部に製造された酸性電解水と、前記陰極槽の内部に製造されたアルカリ性電解水とを混合する混合手段とを、有することが好ましい。また、前記混合手段は、前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを、あらかじめ決められた割合で混合するよう構成されていることが好ましい。本発明に係る電解水製造方法は、前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを、あらかじめ決められた割合で混合して混合電解水を製造することが好ましい。この場合、酸性電解水とアルカリ性電解水とを、あらかじめ決められた割合で混合するため、混合後に余らないように各電解水を製造することができ、製造効率を高めることができる。例えば、同時に製造した酸性電解水とアルカリ性電解水とを全て混合するよう構成されていてもよい。混合手段は、陽極槽の内部の酸性電解水と陰極槽の内部のアルカリ性電解水とを入れる容器のみから成っていても、容器と容器内に設けられた攪拌装置とから成っていてもよい。また、混合手段は、陽極槽の内部の酸性電解水と陰極槽の内部のアルカリ性電解水とを流す共通の管から成っていてもよい。
　また、本発明に係る３室型電解水製造装置で、前記電源制御手段は、前記混合手段で前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを混合するとき、その混合電解水が所望のｐＨとなるよう、前記陽極と前記中間電極との間に流す電流量および前記中間電極と前記陰極との間に流す電流量を制御可能であることが好ましい。本発明に係る電解水製造方法は、前記混合電解水が所望のｐＨとなるよう、前記陽極と前記中間電極との間に流す電流量および前記中間電極と前記陰極との間に流す電流量を制御することが好ましい。この場合、製造された酸性電解水とアルカリ性電解水とを混合するだけで、容易に所望のｐＨの混合電解水を得ることができる。例えば、同時に製造した酸性電解水とアルカリ性電解水とを全て混合することにより、所望のｐＨの混合電解水が得られるよう、各電流量を制御してもよい。混合時に所望のｐＨの混合電解水が得られるよう、あらかじめ各電流量と得られる混合電解水のｐＨとの関係を調べておくことが好ましい。
　本発明によれば、優れた製造効率および電気分解効率で、所望のｐＨの電解水を製造することができる３室型電解水製造装置および電解水製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態の３室型電解水製造装置を示す縦断面図である。 図１に示す３室型電解水製造装置により得られた、各電流量と混合電解水のｐＨとの関係を示すグラフである。 従来の３室型の電解水製造装置を示す縦断面図である。
　以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
　図１および図２は、本発明の実施の形態の３室型電解水製造装置および電解水製造方法を示している。
　図１に示すように、３室型電解水製造装置１０は、陽極槽１１と陰極槽１２と中間槽１３と第１隔壁１４と第２隔壁１５と陽極１６と陰極１７と中間電極１８と給水手段１９と水溶液供給手段２０と電源制御手段２１とを有している。
　陽極槽１１、陰極槽１２および中間槽１３は、内部に液体を貯水可能に設けられている。陽極槽１１および陰極槽１２は、両側から中間槽１３を挟むよう配置されている。第１隔壁１４は、陰イオンのみを透過させる陰イオン交換膜から成り、中間槽１３と陽極槽１１との間を仕切るよう設けられている。第２隔壁１５は、陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜から成り、中間槽１３と陰極槽１２との間を仕切るよう設けられている。
　陽極１６、陰極１７および中間電極１８は、白金から成り、それぞれ陽極槽１１、陰極槽１２および中間槽１３の内部に配置されている。給水手段１９は、陽極槽１１および陰極槽１２に水を供給するよう構成されている。水溶液供給手段２０は、中間槽１３に電解質水溶液を供給するよう構成されている。なお、電解質水溶液の電解質は、ＮａＣｌまたはＫＣｌである。
　電源制御手段２１は、陽極１６と中間電極１８とに接続された第１電源２２と、中間電極１８と陰極１７とに接続された第２電源２３とを有している。第１電源２２は、陽極１６の側にプラス端子が接続されており、陽極１６と中間電極１８との間に直流電流を流すよう構成されている。第２電源２３は、中間電極１８の側にプラス端子が接続されており、中間電極１８と陰極１７との間に直流電流を流すよう構成されている。また、電源制御手段２１は、第１電源２２および第２電源２３から流す電流量を、それぞれ独立に制御可能になっている。
　本発明の実施の形態の電解水製造方法は、本発明の実施の形態の３室型電解水製造装置１０により好適に実施することができる。すなわち、まず、水溶液供給手段２０により中間槽１３に電解質水溶液を入れ、給水手段１９により陽極槽１１および陰極槽１２に水を入れる。その状態で、電源制御手段２１の第１電源２２により陽極１６と中間電極１８との間に直流電流を流し、第２電源２３により中間電極１８と陰極１７との間に直流電流を流す。これにより、中間槽１３の電解質水溶液の陰イオンが、第１隔壁１４を通って陽極槽１１に入り、陽極１６に電子を奪われて酸化される。また、中間槽１３の電解質水溶液の陽イオンが、第２隔壁１５を通って陰極槽１２に入り、陰極１７から電子を与えられて還元される。例えば、電解質水溶液がＮａＣｌの場合、陽極槽１１で塩化物イオンが酸化されて、塩素ガスが発生するとともに、陽極槽１１の水が次亜塩素酸から成る酸性電解水となる。また、陰極槽１２でナトリウムイオンが還元されて、金属ナトリウムが析出するとともに、陰極槽１２の水が水酸化ナトリウム水溶液から成るアルカリ性電解水となる。
　電気分解時に、電源制御手段２１により、第１電源２２および第２電源２３から流す各直流電流の電流量をそれぞれ独立に制御する。これにより、各電流量に応じて、陽極槽１１に任意のｐＨの酸性電解水を製造し、陰極槽１２に任意のｐＨのアルカリ性電解水を製造することができる。陽極槽１１の内部で製造された酸性電解水、陰極槽１２の内部に製造されたアルカリ性電解水、および中間槽１３の内部の電気分解後の電解質水溶液は、それぞれ陽極槽１１、陰極槽１２および中間槽１３から他に供給される。
　このように、本発明の実施の形態の３室型電解水製造装置１０および電解水製造方法は、製造される酸性電解水のｐＨおよびアルカリ性電解水のｐＨをそれぞれ独立して調整することができるため、所望のｐＨの酸性電解水やアルカリ性電解水、これらを混合した混合電解水を容易に製造することができる。
　なお、３室型電解水製造装置１０は、陽極槽１１の内部に製造された酸性電解水と、陰極槽１２の内部に製造されたアルカリ性電解水とを、あらかじめ決めた割合で混合する混合手段を有し、電源制御手段２１は、混合手段で混合した混合電解水が所望のｐＨとなるよう、第１電源２２および第２電源２３から流す各電流量を制御可能であってもよい。例えば、各電流量を制御することにより、同時に製造された酸性電解水およびアルカリ性電解水を全て混合して、所望のｐＨの混合電解水が得られるよう構成されていてもよい。
　この場合、混合後に余らないように各電解水を製造することができ、製造効率を高めることができる。また、容易に所望のｐＨの混合電解水を得ることができる。また、陽極槽１１や陰極槽１２に入れる水の量を減らす必要がないため、電気分解の効率を低下させず高く維持することができる。こうして得られた混合電解水は、ｐＨの値に応じて様々な特徴を有しており、その特徴を利用して様々な用途に使用することができる。例えば、ｐＨ４．５乃至ｐＨ７．０の混合電解水は、同じｐＨの強酸性電解水や希釈酸性電解水と比べて、有機物存在下での抗菌活性および経時的安定性に優れているという特徴を有しており、長期保存可能な抗菌剤として使用することができる（ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／６２９７４参照）。
　図１に示す３室型電解水製造装置１０を用いて、第１電源２２により陽極１６と中間電極１８との間に流す直流電流、および、第２電源２３により中間電極１８と陰極１７との間に流す直流電流の各電流量を、それぞれ独立に変化させて電気分解を行い、酸性電解水およびアルカリ性電解水を製造した。各電流量は、５Ａ～１０Ａまで１Ａ間隔で変化させた。また、陽極槽１１の容量は９０ミリリットル、陰極槽１２の容量は９０ミリリットル、中間槽１３の容量は４２０ミリリットルであり、陽極槽１１および陰極槽１２には毎分１リットルの流量で水道水を通過させ、中間槽１３には毎分３０ミリリットルでＮａＣｌを含む電解質水溶液を通過させながら、電気分解を行った。
　陽極槽１１で製造された酸性電解水および陰極槽１２で製造されたアルカリ性電解水を全て混合して混合電解水を製造し、その混合電解水のｐＨを測定した。ｐＨの測定結果を、表１および図２に示す。表１および図２に示すように、ｐＨ３．８３～１０．９８の範囲の混合電解水を得ることができた。表１および図２に示すように、あらかじめ各電流量と得られる混合電解水のｐＨとの関係を調べておくことにより、各電流量を制御するだけで、所望のｐＨの混合電解水を容易に得ることができる。なお、各電流量をさらに細かく制御することにより、得られる混合電解水のｐＨを、より細かく調整することができる。また、５Ａ～１０Ａの範囲で各電流量を変化させたが、各電流量の範囲を５Ａ以下や１０Ａ以上に広げることにより、得られる混合電解水のｐＨの範囲を、さらに広げることかできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　１０　３室型電解水製造装置
　１１　陽極槽
　１２　陰極槽
　１３　中間槽
　１４　第１隔壁
　１５　第２隔壁
　１６　陽極
　１７　陰極
　１８　中間電極
　１９　給水手段
　２０　水溶液供給手段
　２１　電源制御手段
　２２　第１電源
　２３　第２電源
 

Claims (7)

  1. 　中間槽を挟むよう陽極槽と陰極槽とが配置され、前記中間槽と前記陽極槽との間が陰イオン交換膜の隔壁により仕切られ、前記中間槽と前記陰極槽との間が陽イオン交換膜の隔壁により仕切られた３室型電解水製造装置であって、
    　前記陽極槽の内部に配置された陽極と、
    　前記陰極槽の内部に配置された陰極と、
    　前記中間槽の内部に配置された中間電極と、
    　前記陽極と前記中間電極との間および前記中間電極と前記陰極との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すよう設けられた電源制御手段とを、
    　有することを特徴とする３室型電解水製造装置。
  2. 　前記陽極槽および前記陰極槽に水を供給する給水手段と、
    　前記中間槽に電解質水溶液を供給する水溶液供給手段と、
    　前記電源制御手段で電流を流すことにより前記陽極槽の内部に製造された酸性電解水と、前記陰極槽の内部に製造されたアルカリ性電解水とを混合する混合手段とを、
    　有することを特徴とする請求項１記載の３室型電解水製造装置。
  3. 　前記混合手段は、前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを、あらかじめ決められた割合で混合するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の３室型電解水製造装置。
  4. 　前記電源制御手段は、前記混合手段で前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを混合するとき、その混合電解水が所望のｐＨとなるよう、前記陽極と前記中間電極との間に流す電流量および前記中間電極と前記陰極との間に流す電流量を制御可能であることを特徴とする請求項３記載の３室型電解水製造装置。
  5. 　中間槽を挟むよう陽極槽と陰極槽とが配置され、前記中間槽と前記陽極槽との間が陰イオン交換膜の隔壁により仕切られ、前記中間槽と前記陰極槽との間が陽イオン交換膜の隔壁により仕切られた３室型電解水製造装置を用いた電解水製造方法であって、
    　前記中間槽に電解質水溶液を入れ、前記陽極槽および前記陰極槽に水を入れ、前記陽極槽の内部に配置された陽極と前記中間槽の内部に配置された中間電極との間、および前記中間電極と前記陰極槽の内部に配置された陰極との間に、それぞれの電流量を独立に制御して直流電流を流すことにより、前記陽極槽の内部に酸性電解水を製造し、前記陰極槽の内部にアルカリ性電解水を製造することを
    　特徴とする電解水製造方法。
  6. 　前記酸性電解水と前記アルカリ性電解水とを、あらかじめ決められた割合で混合して混合電解水を製造することを特徴とする請求項５記載の電解水製造方法。
  7. 　前記混合電解水が所望のｐＨとなるよう、前記陽極と前記中間電極との間に流す電流量および前記中間電極と前記陰極との間に流す電流量を制御することを特徴とする請求項６記載の電解水製造方法。
     
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