特開 2022-94077 次亜塩素酸水生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022094077

(43)【公開日】2022-06-24

(54)【発明の名称】次亜塩素酸水生成装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20060101AFI20220617BHJP

   C02F 1/50 20060101ALI20220617BHJP

   C02F 1/76 20060101ALI20220617BHJP

   C01B 11/04 20060101ALI20220617BHJP

【ＦＩ】

C02F1/461 A

C02F1/50 531M

C02F1/50 540B

C02F1/50 550D

C02F1/50 550L

C02F1/50 560F

C02F1/76 A

C01B11/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020206892

(22)【出願日】2020-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】000194893

【氏名又は名称】ホシザキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155099

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 裕輔

(74)【代理人】

【識別番号】100147625

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】石渡 幸則

【テーマコード（参考）】

4D050

4D061

【Ｆターム（参考）】

4D050AA01

4D050AA12

4D050AB06

4D050BB04

4D050BD04

4D050BD06

4D050CA10

4D061DA03

4D061DB07

4D061DB08

4D061EA02

4D061EB01

4D061EB04

4D061EB11

4D061EB12

4D061EB19

4D061EB37

4D061EB39

4D061ED13

4D061GA02

4D061GA12

4D061GA14

4D061GC12

4D061GC14

4D061GC20

(57)【要約】

【課題】電解水生成装置により生成される電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度よりも高い次亜塩素酸が含まれる次亜塩素酸水生成装置を提供する。
【解決手段】次亜塩素酸水生成装置１０は、塩化ナトリウムを電解質として含む被電解水を電気分解して次亜塩素酸を含む酸性電解水を生成する電解水生成装置２０と、電解水生成装置２０により生成された酸性電解水を送出する電解水送出管２７と、電解水送出管２７内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給して、電解水送出管２７内で次亜塩素酸ナトリウムを酸性電解水に含まれる塩酸と反応させて次亜塩素酸を生成させるための次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０とを備え、電解水送出管２７内で酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の電極に電圧を印加することで塩化ナトリウムを電解質として含む被電解水を電気分解して次亜塩素酸を含む酸性電解水を生成する電解水生成装置と、
前記電解水生成装置により生成された酸性電解水を送出する電解水送出管と、
前記電解水送出管内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給して、前記電解水送出管内で次亜塩素酸ナトリウムを前記酸性電解水に含まれる塩酸と反応させて次亜塩素酸を生成させるための次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部とを備え、
前記酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、前記次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水を前記電解水送出管内で生成する次亜塩素酸水生成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の次亜塩素酸水生成装置において、
生成された次亜塩素酸水はｐＨ２．５～８．５で有効塩素濃度が８０～１６０ｐｐｍの性質を有した次亜塩素酸水生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、次亜塩素酸水を生成する次亜塩素酸水生成装置に関し、特に、電解水生成装置により生成される酸性電解水よりも次亜塩素酸が多く含まれる次亜塩素酸水を生成する次亜塩素酸水生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には電解水生成装置の発明が開示されている。この電解水生成装置は、塩化ナトリウムを電解質として電気分解して酸性の電解水とアルカリ性の電解水を生成するものである。電解水生成装置は、一対の電極を配設した有隔膜の電解槽と、水道等の給水源から電解槽に原水を供給する原水供給管と、電解槽に供給される原水に塩化ナトリウム水溶液を貯えた塩水タンクから電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管と、電解質水溶液供給管に介装されて電解質水溶液を送り出す送出ポンプと、電解槽にて生成された電解水を注出する注出管と、一対の電極の間に直流電圧を印加する電源装置とを備えている。

【0003】

この電解水生成装置においては、電解槽の陽極室では塩化ナトリウムの塩素イオンが陽極の電極と接触して電荷を失い、電解槽の陰極室では塩化ナトリウムのナトリウムイオンが陰極の電極と接触して電荷を失う。陽極の電極と接触して電荷を失った塩素の一部は水と反応して次亜塩素酸または次亜塩素酸イオンとなり、塩素の残る一部は塩素ガスまたは塩酸となり、電解槽の陽極室で生成される電解水は酸性となる。このように、電解槽の陽極室で生成された電解水は次亜塩素酸を含む酸性の電解水となる。陰極の電極と接触して電荷を失ったナトリウムは陰極室の水と反応して水酸化ナトリウムと遊離水素となり、電解槽の陰極室で生成される電解水はアルカリ性となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－１６７６００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の電解水生成装置においては、電解槽の陽極室では次亜塩素酸を含む酸性の電解水が生成されており、生成された次亜塩素酸を含む酸性の電解水は殺菌効果を有していることが知られている。しかし、電解水生成装置で生成される酸性の電解水は特定のウイルスや細菌等の殺菌を目的としたときの有効塩素濃度の要件を満たさないことがある。本発明は、電解水生成装置により生成される電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度よりも高い次亜塩素酸が含まれる次亜塩素酸水生成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、一対の電極に電圧を印加することで塩化ナトリウムを電解質として含む被電解水を電気分解して次亜塩素酸を含む酸性電解水を生成する電解水生成装置と、電解水生成装置により生成された酸性電解水を送出する電解水送出管と、電解水送出管内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給して、電解水送出管内で次亜塩素酸ナトリウムを酸性電解水に含まれる塩酸と反応させて次亜塩素酸を生成させるための次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部とを備え、酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水を電解水送出管内で生成する次亜塩素酸水生成装置を提供するものである。

【0007】

上記のように構成した次亜塩素酸水生成装置においては、電解水送出管内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部から次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給したときに、次亜塩素酸ナトリウムは電解水送出管内で酸性電解水に含まれる塩酸と反応して次亜塩素酸が生成され、電解水送出管内の酸性電解水は電気分解の際に生成された次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水となる。この次亜塩素酸水生成装置で生成される次亜塩素酸水は、電解水生成装置で生成される酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれているので、電解水生成装置で生成される酸性電解水よりも次亜塩素酸が多く含まれることにより有効塩素濃度を高くすることができる。

【0008】

上記のように構成した次亜塩素酸水生成装置においては、生成された次亜塩素酸水はｐＨ２．５～８．５で有効塩素濃度が８０～１６０ｐｐｍの性質を有するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の次亜塩素酸水生成装置の概略図である。

【図2】制御装置のブロック図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

以下に、本発明の次亜塩素酸水生成装置の一実施形態を添付図面を参照して説明する。本実施形態の次亜塩素酸水生成装置１０は、ケーシング１１内に電解水を生成する電解水生成装置２０と、電解水生成装置２０で生成された酸性電解水を送出する第１電解水送出管２７内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給して、第１電解水送出管２７内で次亜塩素酸ナトリウムを酸性電解水に含まれる塩酸と反応させて次亜塩素酸を生成させるための次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０とを備えている。この次亜塩素酸水生成装置１０は、電解水生成装置２０にて生成された酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０から供給される次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含まれる次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水を第１電解水送出管２７内で生成するものである。以下に、この次亜塩素酸水生成装置１０について詳述する。

【0011】

電解水生成装置２０は、被電解水を電気分解するための電解槽２１を備え、電解槽２１は被電解水を電気分解して酸性の電解水（酸性電解水）とアルカリ性の電解水を生成するものである。電解槽２１内には被電解水に含まれる電解質イオンが通過可能な隔膜２２が配設されており、電解槽２１内は隔膜２２によって陽極側と陰極側とからなる２つの電解室２１ａ，２１ｂに仕切られている。電解槽２１の各電解室２１ａ，２１ｂには電極２３，２４が配設されており、各電解室２１ａ，２１ｂ内に供給される被電解水は一対の電極２３，２４に直流電圧を印可することにより電気分解される。

【0012】

電解槽２１には被電解水を構成する原水を供給する原水供給管２５が接続されており、原水供給管２５には原水に電解質水溶液として塩化ナトリウム水溶液（食塩水）を供給する電解質水溶液供給管２６が接続されている。原水供給管２５は主として管部材により構成されており、原水供給管２５の導入端部は水道等の給水源に接続されている。原水供給管２５の導出部は２つに分岐する分岐部２５ａ，２５ｂを備えており、分岐部２５ａ，２５ｂは電解槽２１の陽極側及び陰極側の電解室２１ａ，２１ｂに接続されている。

【0013】

原水供給管２５には減圧弁２５ｃが介装されており、水道等の給水源から送出される原水は減圧弁２５ｃによって所定の圧力以下に減圧される。原水供給管２５には減圧弁２５ｃより下流側に通水弁２５ｄが介装されており、水道等の給水源から送出される原水は通水弁２５ｄの開放によって原水供給管２５を通って電解槽２１に送られる。原水供給管路２５には通水弁２５ｄより下流側に流量センサ２５ｅが介装されており、流量センサ２５ｅは原水供給管２５を通る原水の流量を検出している。

【0014】

電解質水溶液供給管２６は原水供給管２５を通過する原水に電解質水溶液を供給するものであり、原水供給管２５を通る原水は電解質水溶液供給管２６から電解質水溶液が供給されて被電解水となって電解槽２１に送られる。電解質水溶液供給管２６の導入端部は塩化ナトリウムを電解質の成分とした電解室水溶液を貯える電解質水溶液タンク２６ａに接続され、電解質水溶液タンク２６ａ内の電解質水溶液は電解質水溶液供給管２６を通って原水供給管２５を通る原水に送られる。電解質水溶液供給管２６には送出ポンプ２６ｂが介装されており、電解質水溶液タンク２６ａ内の電解質水溶液は送出ポンプ２６ｂの作動によって原水供給管２５を通る原水に送られる。

【0015】

電解槽２１の陽極側及び陰極側の電解室２１ａ，２１ｂには第１及び第２電解水送出管２７，２８が接続されており、第１電解水送出管２７は陽極側の電解室２１ａから酸性電解水を送出し、第２電解水送出管２８は陰極側の電解室２１ｂからアルカリ性電解水を送出する。第１電解水送出管２７には後述する次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０が介装されており、陽極側の電解室２１ａで生成された酸性電解水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０から次亜塩素酸ナトリウムが供給されている。なお、この実施形態では、陰極側の電解室２１ｂで生成されたアルカリ性電解水は第２電解水送出管２８を通って外側に排出されている。

【0016】

電極２３，２４には電源装置３０が接続されており、電源装置３０は電解槽２１内の電極２３，２４の間に直流電圧を印加して、電解槽２１内の被電解水を電気分解するものである。電源装置３０と電極２３との間には電流計３１が接続されており、電流計３１は電源装置３０から電極２３を接続する配線を流れる電流を計測することで、電解槽２１を流れる電解電流を計測するものである。電極２３，２４の間には電圧計３２が接続されており、電圧計３２は電極２３，２４に印加される電圧を計測することで、電解槽２１の電解電圧を計測するものである。

【0017】

次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０は、第１電解水送出管２７内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給して、第１電解水送出管２７内で次亜塩素酸ナトリウムを酸性電解水に含まれる塩酸と反応させて次亜塩素酸を生成させるためのものである。次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯える次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１と、次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１と第１電解水送出管２７とを接続する送液管４２と、送液管４２に介装されて次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を送り出す送液ポンプ４３とを備えている。

【0018】

次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１内には６％の濃度でｐＨ１２の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が貯えられている。送液ポンプ４３はこの実施形態ではチューブポンプが採用されており、モータによって回転する回転部に設けた複数のローラーによって送液管４２を押しつぶしながら送液するものである。この送液ポンプ４３はモータの回転数を変えることにより送液管４２により送出する次亜塩素酸ナトリウム水溶液の送液流量を変更可能としている。なお、この実施形態では送液ポンプ４３にチューブポンプを採用したが、例えばダイアフラム式のパルスポンプ等の他の形式のポンプを用いてもよい。さらに、送液ポンプ４３を用いずに、第１電解水送出管２７を流れる酸性電解水が流れる水流によって次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を負圧吸引したものであってもよい。

【0019】

次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０には送液ポンプ４３による送液流量を選択する２つのスイッチ４４，４５がケーシング４６に設けられており、第１スイッチ４４は送液流量が少なく設定され、第２スイッチ４５は送液流量が多く設定されている。第１スイッチ４４または第２スイッチ４５を選択することで、送液管４２から第１電解水送出管２７に送出される次亜塩素酸ナトリウム水溶液の流量を変えることができ、第１電解水送出管２７内で次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸の生成量を変えることができる。

【0020】

この次亜塩素酸水生成装置１０は制御装置５０を備えており、制御装置５０は、通水弁２５ｄ、流量センサ２５ｅ、送出ポンプ２６ｂ、電源装置３０、電流計３１、電圧計３２及び送液ポンプ４３に接続されている。制御装置５０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を備えており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びタイマ（何れも図示省略）を備えている。

【0021】

制御装置５０は、次亜塩素酸水を生成する次亜塩素酸水生成プログラムを備えており、ケーシング１１に設けた注出スイッチ等のオン操作による操作信号の入力によって次亜塩素酸水生成プログラムが実行される。制御装置５０は、次亜塩素酸水生成プログラムを実行したときには、電解水生成装置２０を制御して電解水を生成させ、電解水生成装置２０で生成した酸性電解水に第１電解水送出管２７内で次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０により次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給するように制御して、酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水を第１電解水送出管２７内で生成する。

【0022】

具体的には、制御装置５０は、次亜塩素酸水生成プログラムを実行したときに、電解水生成装置２０では、通水弁２５ｄを１回の注出量に応じた所定時間で開放させるとともに、流量センサ２５ｅの検出流量、電流計３１による計測電流及び電圧計３２による計測電圧に応じて電源装置３０と送出ポンプ２６ｂとを作動させる。給水源の原水は通水弁２５ｄの開放によって原水供給管２５を通って電解槽２１に流れるとともに、原水供給管２５を流れる原水には送出ポンプ２６ｂの作動によって電解質水溶液タンク２６ａ内の電解質水溶液が加えられ、電解槽２１の各電解室２１ａ，２１ｂには電解質を含む被電解水が送られる。

【0023】

電解槽２１の各電解室２１ａ，２１ｂに送られた被電解水は電源装置３０から電極２３，２４の間を流れる直流電流により電気分解される。陽極側の電解室２１ａでは塩化ナトリウムの塩素イオンが陽極の電極２３と接触して電荷を失い、陽極の電極２３と接触して電荷を失った塩素の一部は水と反応して次亜塩素酸または次亜塩素酸イオンとなり、塩素の残る一部は塩素ガスまたは塩酸となり、電解槽２１の陽極側の電解室２１ａでは次亜塩素酸を含む酸性の電解水が生成される。陰極側の電解室２１ｂでは塩化ナトリウムのナトリウムイオンが陰極の電極２４と接触して電荷を失い、陰極の電極２４と接触して電荷を失ったナトリウムは水と反応して水酸化ナトリウムと遊離水素となり、電解槽２１の陰極側の電解室２１ｂではアルカリ性の電解水が生成される。電解槽２１の各電解室２１ａ，２１ｂで生成された酸性電解水及びアルカリ性電解水は各々の第１及び第２電解水送出管２７，２８から外側に送出される。

【0024】

電解槽２１の陽極側の電解室２１ａで生成された酸性電解水には塩酸と次亜塩素酸が含まれており、電解室２１ａで生成された塩酸と次亜塩素酸を含む酸性電解水は第１電解水送出管２７に送られる。制御装置５０は、上述したように酸性電解水を生成するように電解水生成装置２０を制御するとともに、第１電解水送出管２７内で電解水生成装置２０で生成した酸性電解水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０により次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給するように制御している。次亜塩素酸ナトリウム水溶液タンク４１内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液は送液ポンプ４３の作動によって送液管４２から第１電解水送出管２７に送られ、次亜塩素酸ナトリウム水溶液は第１電解水送出管２７を流れる酸性電解水の水流によって酸性電解水と混合される。

【0025】

次亜塩素酸ナトリウムは第１電解水送出管２７内で酸性電解水に含まれる塩酸と反応して次亜塩素酸と塩化ナトリウムとなり、酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水が第１電解水送出管２７で生成される。第１電解水送出管２７で生成される次亜塩素酸水は、電気分解によって生成された次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成された次亜塩素酸とを含むので、電解水生成装置２０で生成された酸性電解水よりも多く次亜塩素酸を含み、電解水生成装置２０で生成された酸性電解水の有効塩素濃度より高くなっている。また、第１電解水送出管２７内で生成される次亜塩素酸水は、電解水生成装置２０で生成された酸性電解水に含まれる塩酸が次亜塩素酸ナトリウムと反応して次亜塩素酸と塩化ナトリウムが生成されているので、電解水生成装置２０で生成された酸性電解水よりもｐＨが高くなっている。

【0026】

この実施形態では、電解水生成装置２０の陽極側の電解室２１ａで生成された酸性電解水は次亜塩素酸を含み、ｐＨ２～５、有効塩素濃度２０～６０ｐｐｍの性質となっている。この電解水生成装置２０により生成された酸性電解水を用いて第１電解水送出管２７で生成された次亜塩素酸水は、ｐＨ２．５～８．５、有効塩素濃度が８０～１２０ｐｐｍの性質となる。さらに、電解水生成装置２０の電解条件を必要に応じて変更するとともに、次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０からの次亜塩素酸ナトリウム水溶液の送液流量を制御することで、第１電解水送出管２７で生成された次亜塩素酸水は、ｐＨ６～８、有効塩素濃度が８０～１００ｐｐｍの性質とすることもできる。また、上記の実施形態では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０は、第１スイッチ４４を選択したときの送液流量で次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給したに生成される次亜塩素酸の性質であるが、第２スイッチ４５を選択したときの送液流量で次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給したときには第１スイッチ４４を選択したときよりも生成される次亜塩素酸のｐＨを高く、有効塩素濃度を高くすることができる。

【0027】

上記のように構成した次亜塩素酸水生成装置１０においては、第１電解水送出管２７内に次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部４０から次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給したときに、次亜塩素酸ナトリウムは第１電解水送出管２７内で酸性電解水に含まれる塩酸と反応して次亜塩素酸が生成され、第１電解水送出管２７内の酸性電解水は電気分解の際に生成された次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれる次亜塩素酸水となる。この次亜塩素酸水生成装置１０で生成される次亜塩素酸水は、電解水生成装置２０で生成される酸性電解水に含まれる次亜塩素酸と、次亜塩素酸ナトリウムから生成される次亜塩素酸とが含まれているので、電解水生成装置２０で生成される酸性電解水よりも次亜塩素酸が多く含まれることにより有効塩素濃度を高くすることができる。これにより、次亜塩素酸水生成装置１０で様々なウイルスや細菌等の殺菌に効果を有する次亜塩素酸水を生成することができるようになる。

【0028】

上記の実施形態の次亜塩素酸水生成装置１０に用いられる電解水生成装置２０は、電解槽２１が隔膜２２によって陽極側と陰極側の電解室２１ａ，２１ｂに仕切られた有隔膜の電解槽が採用され、陽極側の電解室２１ａで酸性電解水を生成するものであるが、本発明はこれに限られるものでなく、隔膜を有しない電解槽内で被電解水を電気分解して酸性電解水を生成するものであってもよい（無隔膜の電解水生成装置）。この場合に、塩化ナトリウム水溶液（食塩水）よりなる電解質水溶液を原水に加えた被電解水を電解槽内に供給するようにしたものであってもよいし、塩酸を混ぜた塩化ナトリウム水溶液よりなる電解質水溶液を原水に加えた被電解水を電解槽内に供給するようにしたものであってもよい。

【符号の説明】

【0029】

１０…次亜塩素酸水生成装置、２０…電解水生成装置、２３,２４…電極、２７…電解水送出管（第１電解水送出管）、４０…次亜塩素酸ナトリウム水溶液供給部。

【図1】

【図2】