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(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】P2025019377
(43)【公開日】2025-02-07
(54)【発明の名称】電解水生成装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/461 20230101AFI20250131BHJP
B01F 23/2373 20220101ALI20250131BHJP
B01F 23/2375 20220101ALI20250131BHJP
B01F 23/23 20220101ALI20250131BHJP
C25B 9/00 20210101ALI20250131BHJP
C25B 1/01 20210101ALI20250131BHJP
C25B 9/21 20210101ALI20250131BHJP
【ＦＩ】
C02F1/461 A
B01F23/2373
B01F23/2375
B01F23/23
C25B9/00 A
C25B1/01 Z
C25B9/21
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023122956
(22)【出願日】2023-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】592250414
【氏名又は名称】株式会社テックコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100087398
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 勝文
(74)【代理人】
【識別番号】100128783
【弁理士】
【氏名又は名称】井出 真
(74)【代理人】
【識別番号】100128473
【弁理士】
【氏名又は名称】須澤 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100160886
【弁理士】
【氏名又は名称】久松 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】岡 力矢
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 隆康
【テーマコード（参考）】
4D061
4G035
4K021
【Ｆターム（参考）】
4D061DA03
4D061DB07
4D061DB08
4D061EA02
4D061EB01
4D061EB04
4D061EB13
4D061EB14
4D061EB19
4D061EB39
4D061ED12
4D061ED13
4D061GC01
4G035AB04
4G035AE13
4K021AB25
4K021BA02
4K021CA08
4K021CA10
4K021CA15
4K021DB06
4K021DB31
4K021DB36
(57)【要約】
【課題】電解槽の長寿命化を図ることができる電解水生成装置を提供すること。
【解決手段】三室型電解槽（２）と、電解質供給部（４）と、電解質水溶液が前記電解質供給部（４）から供給されるとともに、前記中間室（２３）との間で第１循環経路（５０）を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部（５）と、第１循環経路（５０）と異なる経路で電解質水溶液を電解質循環部（５）に循環させる第２循環経路（６０）と、第２循環経路（６０）に接続する分岐経路（７０）から電解質水溶液が供給される一室型電解槽（３）と、前記分岐経路（７０）に設けられるファインバブル生成器（７）と、を備えることを特徴とする電解水生成装置（１）。
【選択図】図２
【解決手段】三室型電解槽（２）と、電解質供給部（４）と、電解質水溶液が前記電解質供給部（４）から供給されるとともに、前記中間室（２３）との間で第１循環経路（５０）を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部（５）と、第１循環経路（５０）と異なる経路で電解質水溶液を電解質循環部（５）に循環させる第２循環経路（６０）と、第２循環経路（６０）に接続する分岐経路（７０）から電解質水溶液が供給される一室型電解槽（３）と、前記分岐経路（７０）に設けられるファインバブル生成器（７）と、を備えることを特徴とする電解水生成装置（１）。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する中間室と、前記中間室からイオン化した電解質が供給されるアノード室及びカソード室と、を有する三室型電解槽と、
電解質供給部と、
電解質水溶液が前記電解質供給部から供給されるとともに、前記中間室との間で第１循環経路を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部と、
前記第１循環経路と異なる経路で電解質水溶液を前記電解質循環部に循環させる第２循環経路と、
前記第２循環経路に接続する分岐経路から電解質水溶液が供給される一室型電解槽と、
前記分岐経路おいて、前記一室型電解槽の上流に設けられ、生成するファインバブルを、前記分岐経路を流れる電解質水溶液に含有させるファインバブル生成器と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
電解質供給部と、
電解質水溶液が前記電解質供給部から供給されるとともに、前記中間室との間で第１循環経路を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部と、
前記第１循環経路と異なる経路で電解質水溶液を前記電解質循環部に循環させる第２循環経路と、
前記第２循環経路に接続する分岐経路から電解質水溶液が供給される一室型電解槽と、
前記分岐経路おいて、前記一室型電解槽の上流に設けられ、生成するファインバブルを、前記分岐経路を流れる電解質水溶液に含有させるファインバブル生成器と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項2】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記第２循環経路には、第１リザーバタンクが設けられるとともに、前記第１リザーバタンクの下流、かつ前記電解質循環部の上流に第１ポンプが設けられ、
前記分岐経路は、前記第１リザーバタンクに接続することを特徴とする電解水生成装置。
前記第２循環経路には、第１リザーバタンクが設けられるとともに、前記第１リザーバタンクの下流、かつ前記電解質循環部の上流に第１ポンプが設けられ、
前記分岐経路は、前記第１リザーバタンクに接続することを特徴とする電解水生成装置。
【請求項3】
請求項２に記載の電解水生成装置において、
前記分岐経路には、第２リザーバタンクが設けられるとともに、前記第２リザーバタンクの下流、かつ前記ファインバブル生成器の上流に第２ポンプが設けられることを特徴とする電解水生成装置。
前記分岐経路には、第２リザーバタンクが設けられるとともに、前記第２リザーバタンクの下流、かつ前記ファインバブル生成器の上流に第２ポンプが設けられることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項4】
請求項３に記載の電解水生成装置において、
前記分岐経路において前記第２リザーバタンクの上流には、前記第１リザーバタンクから前記電解質水溶液を吸い出して前記第２リザーバタンクに送る第３ポンプが設けられることを特徴とする電解水生成装置。
前記分岐経路において前記第２リザーバタンクの上流には、前記第１リザーバタンクから前記電解質水溶液を吸い出して前記第２リザーバタンクに送る第３ポンプが設けられることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項5】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記第２循環経路には、第１リザーバタンクが設けられるとともに、前記第１リザーバタンクの下流、かつ前記電解質循環部の上流に第１ポンプおよび第１開閉機構が上流から順に設けられ、
前記第２循環経路における前記第１ポンプの下流、かつ前記第１開閉機構の上流に前記分岐経路が接続し、
前記分岐経路には、前記第２循環経路から前記第１ポンプにより前記電解質水溶液が送られる第２リザーバタンクが設けられ、前記第２リザーバタンクの上流に第２開閉機構が設けられ、前記第２リザーバタンクの下流、かつ前記ファインバブル生成器の上流に第２ポンプが設けられる
ことを特徴とする電解水生成装置。
前記第２循環経路には、第１リザーバタンクが設けられるとともに、前記第１リザーバタンクの下流、かつ前記電解質循環部の上流に第１ポンプおよび第１開閉機構が上流から順に設けられ、
前記第２循環経路における前記第１ポンプの下流、かつ前記第１開閉機構の上流に前記分岐経路が接続し、
前記分岐経路には、前記第２循環経路から前記第１ポンプにより前記電解質水溶液が送られる第２リザーバタンクが設けられ、前記第２リザーバタンクの上流に第２開閉機構が設けられ、前記第２リザーバタンクの下流、かつ前記ファインバブル生成器の上流に第２ポンプが設けられる
ことを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図１は、本願出願人が開発した電解水生成装置１００（特許文献１）の構成を示す図である。
三室型電解槽２から排出される電気分解後の電解質水溶液は、第１循環経路５０により再度、三室型電解槽２に戻されるところ、三室型電解槽２の下流にて、所定濃度の電解質水溶液が供給され、消費分の電解質が補充される。従来、この補充に伴う余剰の電解質水溶液は、第１循環経路５０から電解水生成装置１００外に廃棄されていた。
三室型電解槽２から排出される電気分解後の電解質水溶液は、第１循環経路５０により再度、三室型電解槽２に戻されるところ、三室型電解槽２の下流にて、所定濃度の電解質水溶液が供給され、消費分の電解質が補充される。従来、この補充に伴う余剰の電解質水溶液は、第１循環経路５０から電解水生成装置１００外に廃棄されていた。
【0003】
そこで、電解水生成装置１００では、第１循環経路５０に電解質循環部５が設けられている。電解質循環部５には、電解質供給部４から所定濃度の電解質水溶液が供給される。余剰の電解質水溶液は、電解質循環部５から一室型電解槽３に送られる。これにより、電解水生成装置１００では、電解質水溶液の廃液の発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６１３９８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電解水生成装置では、電解質水溶液中に硬度成分としてカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の陽イオンが含まれていると、それらの陽イオンが陰極に集まってスケールとして析出する。該スケールにより電流密度が低下し、電極の寿命が低下し、ひいては電解槽の寿命が低下するおそれがある。
【0006】
本発明の目的は、電解槽の長寿命化を図ることができる電解水生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、例えば以下の通りである。以下では、図の符号を参照のために用いている。
〔１〕供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する中間室（２３）と、前記中間室（２３）からイオン化した電解質が供給されるアノード室（２２）及びカソード室（２１）と、を有する三室型電解槽（２）と、
電解質供給部（４）と、
電解質水溶液が前記電解質供給部（４）から供給されるとともに、前記中間室（２３）との間で第１循環経路（５０）を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部（５）と、
前記第１循環経路（５０）と異なる経路で電解質水溶液を前記電解質循環部（５）に循環させる第２循環経路（６０）と、
前記第２循環経路（６０）に接続する分岐経路（７０）から電解質水溶液が供給される一室型電解槽（３）と、
前記分岐経路（７０）において、前記一室型電解槽（３）の上流に設けられ、生成するファインバブルを、前記分岐経路（７０）を流れる電解質水溶液に含有させるファインバブル生成器（７）と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ，１Ｂ）。
〔２〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記第２循環経路（６０）には、第１リザーバタンク（６４）が設けられるとともに、前記第１リザーバタンク（６４）の下流、かつ前記電解質循環部（５）の上流に第１ポンプ（６２）が設けられ、
前記分岐経路（７０）は、前記第１リザーバタンク（６４）に接続することを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔３〕〔２〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記分岐経路（７０）には、第２リザーバタンク（３９）が設けられるとともに、前記第２リザーバタンク（３９）の下流、かつ前記ファインバブル生成器（７）の上流に第２ポンプ（３４）が設けられることを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔４〕〔３〕に記載の電解水生成装置（１Ａ）において、
前記分岐経路（７０）において前記第２リザーバタンク（３９）の上流には、前記第１リザーバタンク（６４）から前記電解質水溶液を吸い出して前記第２リザーバタンク（３９）に送る第３ポンプ（９２）が設けられることを特徴とする電解水生成装置（１Ａ）。
〔５〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記第２循環経路（６０）には、第１リザーバタンク（６４）が設けられるとともに、前記第１リザーバタンク（６４）の下流、かつ前記電解質循環部（５）の上流に第１ポンプ（６２）および第１開閉機構（９３）が上流から順に設けられ、
前記第２循環経路（６０）における前記第１ポンプ（６２）の下流、かつ前記第１開閉機構（９３）の上流に前記分岐経路（７０）が接続し、
前記分岐経路（７０）には、前記第２循環経路（６０）から前記第１ポンプ（６２）により前記電解質水溶液が送られる第２リザーバタンク（３９）が設けられ、前記第２リザーバタンク（３９）の上流に第２開閉機構（９４）が設けられ、前記第２リザーバタンク（３９）の下流、かつ前記ファインバブル生成器（７）の上流に第２ポンプ（３４）が設けられる
ことを特徴とする電解水生成装置（１Ｂ）。
〔１〕供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する中間室（２３）と、前記中間室（２３）からイオン化した電解質が供給されるアノード室（２２）及びカソード室（２１）と、を有する三室型電解槽（２）と、
電解質供給部（４）と、
電解質水溶液が前記電解質供給部（４）から供給されるとともに、前記中間室（２３）との間で第１循環経路（５０）を介して電解質水溶液が循環する電解質循環部（５）と、
前記第１循環経路（５０）と異なる経路で電解質水溶液を前記電解質循環部（５）に循環させる第２循環経路（６０）と、
前記第２循環経路（６０）に接続する分岐経路（７０）から電解質水溶液が供給される一室型電解槽（３）と、
前記分岐経路（７０）において、前記一室型電解槽（３）の上流に設けられ、生成するファインバブルを、前記分岐経路（７０）を流れる電解質水溶液に含有させるファインバブル生成器（７）と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ，１Ｂ）。
〔２〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記第２循環経路（６０）には、第１リザーバタンク（６４）が設けられるとともに、前記第１リザーバタンク（６４）の下流、かつ前記電解質循環部（５）の上流に第１ポンプ（６２）が設けられ、
前記分岐経路（７０）は、前記第１リザーバタンク（６４）に接続することを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔３〕〔２〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記分岐経路（７０）には、第２リザーバタンク（３９）が設けられるとともに、前記第２リザーバタンク（３９）の下流、かつ前記ファインバブル生成器（７）の上流に第２ポンプ（３４）が設けられることを特徴とする電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔４〕〔３〕に記載の電解水生成装置（１Ａ）において、
前記分岐経路（７０）において前記第２リザーバタンク（３９）の上流には、前記第１リザーバタンク（６４）から前記電解質水溶液を吸い出して前記第２リザーバタンク（３９）に送る第３ポンプ（９２）が設けられることを特徴とする電解水生成装置（１Ａ）。
〔５〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記第２循環経路（６０）には、第１リザーバタンク（６４）が設けられるとともに、前記第１リザーバタンク（６４）の下流、かつ前記電解質循環部（５）の上流に第１ポンプ（６２）および第１開閉機構（９３）が上流から順に設けられ、
前記第２循環経路（６０）における前記第１ポンプ（６２）の下流、かつ前記第１開閉機構（９３）の上流に前記分岐経路（７０）が接続し、
前記分岐経路（７０）には、前記第２循環経路（６０）から前記第１ポンプ（６２）により前記電解質水溶液が送られる第２リザーバタンク（３９）が設けられ、前記第２リザーバタンク（３９）の上流に第２開閉機構（９４）が設けられ、前記第２リザーバタンク（３９）の下流、かつ前記ファインバブル生成器（７）の上流に第２ポンプ（３４）が設けられる
ことを特徴とする電解水生成装置（１Ｂ）。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】従来の電解水生成装置の構成を示す図である。
【図2】電解水生成装置の構成を示す図である。
【図3】電解質循環部の構成の一例を示す図である。
【図4】第１リザーバタンクの構成の一例を示す図である。
【図5】ファインバブル生成器の構成の一例を示す図である。
【図6】他の電解水生成装置の構成を示す図である。
【図7】他の電解水生成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図２は、電解水生成装置１の構成を示す図である。
電解水生成装置１は、三室型電解槽２、一室型電解槽３、電解質供給部４、電解質循環部５、第２循環経路６０、ファインバブル生成器７を備える。
電解水生成装置１は、三室型電解槽２、一室型電解槽３、電解質供給部４、電解質循環部５、第２循環経路６０、ファインバブル生成器７を備える。
【0010】
三室型電解槽２は、内部がカソード室２１、アノード室２２、カソード室２１およびアノード室２２の間にある中間室２３に仕切られる。中間室２３には、電解質循環部５から配管５３を介して電解質水溶液が供給される。電解質水溶液として、例えばＮａＣｌが高濃度で溶解する塩水が用いられる。高濃度の塩水は、飽和食塩水であってもよい。電解質水溶液として、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩酸、塩化カリウム、塩化カルシウムまたはその混合物などの電解質が溶解するものが用いられてもよい。
【0011】
カソード室２１と中間室２３は、陽イオン交換膜２１１に仕切られる。陽イオン交換膜２１１は、Ｎａ＋等の陽イオンを選択的に透過させる。陽イオン交換膜２１１の背面側にカソード電極２４がある。
【0012】
アノード室２２と中間室２３は、陰イオン交換膜２２１に仕切られる。陰イオン交換膜２２１は、Ｃｌ－等の陰イオンを選択的に透過させる。陰イオン交換膜２２１の背面側にアノード電極２５がある。
【0013】
原水供給部８１は、原水を、配管８２および配管８２から分岐する配管８３を介してカソード室２１に供給する。原水供給部８１は、原水を、配管８２および配管８２から分岐する配管８４を介してアノード室２２に供給する。原水として、水道水やＲＯ（Reverse Osmosis）水等を用いることができる。原水は、電解質の濃度が１５ｐｐｍ以下等、電解質が僅かに溶解していてもよい。配管８２には、配管８２内を開閉する開閉機構８５が設けられている。開閉機構８５は、電磁弁であってもよい。後述の開閉機構３８，９１，９３も同様である。
【0014】
電解水生成装置１は、全体を制御する不図示のプロセッサ、プロセッサに読み込まれるプログラム等を記憶する不図示のメモリ、設定画面等を表示する不図示のディスプレイ、ユーザから設定等の入力を受け付けるボタン等の不図示の入力部を備える。開閉機構８５は、プロセッサに制御される。
【0015】
三室型電解槽２による電気分解の実行時には、カソード電極２４およびアノード電極２５に直流電圧が印加される。すると、中間室２３内のＮａ＋等の陽イオンがカソード室２１に移動し、公知の反応によりカソード室２１にアルカリ性電解水が生じる。アルカリ性電解水は、カソード室２１から配管８６を介してアルカリ性電解水排出口８７へ送られる。
【0016】
また、中間室２３内のＣｌ－等の陰イオンがアノード室２２に移動し、公知の反応によりアノード室２２に酸性電解水（例えば次亜塩素酸水）が生じる。酸性電解水は、アノード室２２から配管８８を介して酸性電解水排出口８９へ送られる。配管８８と原水供給部８１とが配管９０で接続される。配管９０には、プロセッサの制御下にある開閉機構９１が設けられている。開閉機構９１を開け、原水供給部８１から配管９０を介して原水を配管８８に送ることで、アノード室２２で生成される酸性電解水を希釈できる。これにより、例えば、アノード室２２で生成される次亜塩素酸水を、弱酸性次亜塩素酸水または微酸性次亜塩素酸水に希釈できる。このように、三室型電解槽２による電気分解の作用により、中間室２３では、電解質水溶液中の電解質の一部が消費される。中間室２３は、電解質の一部が消費された電解質水溶液を配管５１を介して電解質循環部５に送る。
【0017】
電解質供給部４は、電解質が高濃度（所定濃度）に溶解する電解質水溶液、例えば飽和食塩水を貯留する。電解質供給部４は、プロセッサの制御下にあるポンプ４１が設けられた配管４２を介し、電解質循環部５に接続する。プロセッサが例えば三室型電解槽２の稼働時間に応じてポンプ４１を駆動することで、電解質供給部４は、必要量の電解質水溶液を電解質循環部５に送る。
【0018】
電解質循環部５は、電解質水溶液が電解質供給部４から供給されるとともに、中間室２３との間で第１循環経路５０を介して電解質水溶液が循環する。電解質循環部５と中間室２３との間では、配管５１，５３を介して電解質水溶液が循環しており、電解質循環部５と中間室２３とに電解質水溶液を循環させる第１循環経路５０は、配管５３、５１を含んで構成される。配管５３には、プロセッサの制御下にあるポンプ５２が設けられている。ポンプ５２の駆動により、電解質水溶液が第１循環経路５０を循環する。
【0019】
電解質循環部５から中間室２３に供給される電解質水溶液は、三室型電解槽２による電気分解の作用により、塩分濃度が低下し、ｐＨが低下する（酸性度が高くなる）。ｐＨが低下する要因としては、中間室２３に存在する例えばＮａ＋イオンとＨ＋イオンの陽イオンの内、イオン化傾向としてＮａ＋イオンの方が大きいため、陽イオン交換膜２１１を優先的に透過しカソード室２１に移動する。したがって、中間室２３では相対的にＨ＋イオンが残存するため、これにより、中間室２３の電解質水溶液の酸性度が高くなり、ｐＨが低くなることが知られている。
【0020】
そこで、電解質循環部５は、電気分解に利用した電解質水溶液を中間室２３から回収し、電解質供給部４から供給される電解質の濃度の高い電解質水溶液を該電解質水溶液に加えて混合する。この混合された電解質水溶液は、電解質循環部５から中間室２３に送られる。このようにして電解質水溶液は、中間室２３と電解質循環部５との間で循環する。
【0021】
電解質の濃度の高い電解質水溶液が電解質循環部５を介して第１循環経路５０に補給されるとともに、これに伴う第１循環経路５０における余剰の電解質水溶液は、第２循環経路６０、および第２循環経路６０に接続する分岐経路７０を介して一室型電解槽３に供給される。
【0022】
一室型電解槽３では、陰極３１および陽極３２が隔膜で仕切られていない。一室型電解槽３は、供給される酸性に傾いた電解液水溶液を、陰極３１および陽極３２により電気分解し、酸性電解水（例えば微酸性電解水）を生成する。一室型電解槽３で生成される酸性電解水は、配管３５を介して酸性電解水排出口３６に送られる。配管３５と原水供給部８１とが配管３７で接続される。配管３７には、プロセッサの制御下にある開閉機構３８が設けられている。開閉機構３８を開け、原水供給部８１から配管３７を介して原水を配管３５に送ることで、一室型電解槽３で生成される酸性電解水を希釈できる。
【0023】
本実施形態では、三室型電解槽２で電解質水溶液を循環利用しながらアルカリ性電解水および酸性電解水を生成する。また、本実施形態では、三室型電解槽２で循環利用した電解質水溶液を一室型電解槽３で再利用し、酸性電解水を生成する。これにより、本実施形態では、電解質水溶液の廃液を抑制しつつ、大容量の酸性電解水を継続して生成できる。
【0024】
電解水生成装置１において、一室型電解槽３で所定の品質の酸性電解水を継続して生成する観点から、電解質循環部５では、供給される所定濃度の電解質水溶液が、電気分解後の電解質水溶液に十分に混合されることが望ましい。該混合がなされれば、塩分濃度および酸性度が一室型電解槽３での電気分解に適した状態である電解質水溶液、すなわち、品質が安定した電解質水溶液を、電解質循環部５を経由して一室型電解槽３に送ることができ、一室型電解槽３で所定の品質の酸性電解水を継続して生成できる。そこで、一室型電解槽３にて電解水の生成を開始する前に、所定の時間、三室型電解槽２への電解質水溶液の循環を繰り返すことで、第１循環経路５０を流れる電解質水溶液を十分に撹拌して品質を安定させることが考えられる。しかしながら、この方法では、一室型電解槽３による電解水の生成開始までに、所定の時間、一室型電解槽３を待機させる必要がある。
【0025】
上述の通り、一室型電解槽３に送られる電解質水溶液は、塩分濃度および酸性度が、一室型電解槽３による微酸性電解水の生成に適した液性であることが望ましい。そこで、本実施形態では、三室型電解槽２による電気分解を開始した後、第１循環経路５０中の電解質水溶液が一室型電解槽３での利用に適した液性となるまで、一室型電解槽３への電解質水溶液の送出および一室型電解槽３による電気分解を待機し、第１循環経路５０中の電解質水溶液が一室型電解槽３での利用に適した液性になると、一室型電解槽３への電解質水溶液の送出および一室型電解槽３による電気分解を始める。なお、三室型電解槽２および一室型電解槽３による電気分解を最初から共に行ってもよい。例えば、第１循環経路５０中の電解質水溶液が一室型電解槽３での利用に適した液性となるまで、一室型電解槽３で生成される酸性電解水を適宜の用途に利用してもよい。
【0026】
電解質循環部５では、酸性度が高くなった電解質水溶液に高濃度の電解質水溶液が混合するところ、十分な混合を短時間で行うことができれば、三室型電解槽２の電気分解開始から一室型電解槽３の電気分解の開始までの一室型電解槽３の待機時間を減らすことができる。そこで、本実施形態では、第１循環経路５０と異なる経路で電解質水溶液を電解質循環部５に循環させる第２循環経路６０が設けられ、この第２循環経路６０で電解質循環部５に電解質水溶液を循環させることにより、電解質循環部５内の迅速な電解質水溶液の撹拌が図られる。
【0027】
第２循環経路６０には、第１リザーバタンク６４（余剰循環部）とポンプ６２（第１ポンプ）とが設けられている。電解質循環部５と第１リザーバタンク６４とは配管６３で接続され、第１リザーバタンク６４と電解質循環部５とは配管６１で接続される。ポンプ６２は、配管６１中に設けられている、換言すると、第１リザーバタンク６４の下流、かつ電解質循環部５の上流に設けられている。ポンプ６２は、プロセッサによる制御下にあり、第１リザーバタンク６４および電解質循環部５の間に電解質水溶液を循環させる。
【0028】
第１リザーバタンク６４は、電解質循環部５との間に上記第２循環経路６０が形成されている。電解質循環部５において、中間室２３および一室型電解槽３への電解質水溶液の供給量よりも、電解質供給部５および中間室２３からの電解質水溶液の供給量が多いことによる余剰の電解質水溶液は、ポンプ６２の駆動により、第２循環経路６０を通って第１リザーバタンク６４と電解質循環部５との間で循環する。これにより、本実施形態では、電解質循環部５内の電解質水溶液が撹拌されるので、第１循環経路５０を循環する電解質水溶液の濃度を短時間で均一化でき、該電解質水溶液の液性を、短時間で、塩分濃度および酸性度が一室型電解槽３での微酸性電解水の生成に適した液性にできる。従って、本実施形態では、電解質循環部５から第２循環経路６０および分岐経路７０を介して一室型電解槽３に、電気分解に適した電解質水溶液を短時間で送ることができるようになる。
【0029】
分岐経路７０は、第２循環経路６０に接続し、一室型電解槽３に電解液水溶液を送る経路を意味する。分岐経路７０は、本実施形態では、第２循環経路６０における第１リザーバタンク６４に接続する。分岐経路７０は、第１リザーバタンク６４と第２リザーバタンク３９を接続する配管７３、第２リザーバタンク３９と一室型電解槽３を接続する配管７４を含む。分岐経路７０には、第２リザーバタンク３９が設けられるとともに、第２リザーバタンク３９の下流、かつファインバブル生成器７の上流にポンプ３４（第２ポンプ）が設けられる。ポンプ３４は、プロセッサの制御下にある。このポンプ３４の駆動により、第２循環経路６０（第１リザーバタンク６４）から一室型電解槽３に分岐経路７０を介して電解液水溶液が供給される。
【0030】
ファインバブル生成器７は、本実施形態では、分岐経路７０において、ポンプ３４の下流、かつ一室型電解槽３の上流に設けられる。ファインバブル生成器７は、ファインバブルを生成し、分岐経路７０を流れる電解質水溶液にファインバブルを含有させる。ファインバブルは、直径１００μｍ未満の泡を意味し、直径１００μｍ未満で１μｍ（＝０．００１ｍｍ）以上の泡であるマイクロバブルと、直径１μｍ未満の泡であるウルトラファインバブルとを含む概念である。ファインバブル生成器７は、マイクロバブルを主に生成してもよいし、ウルトラファインバブルを主に生成してもよく、本実施形態では、両方を生成するものであるとする。
【0031】
ファインバブルは、電解質水溶液中に長期間残存する特性を有する（特にウルトラファインバブル）。例えば、ファインバブル生成にあたり流路の急激な収縮、及び拡大の作用により電解質水溶液にキャビテーション現象を生じさせ、電解質水溶液に溶存するガスをファインバブルとして電解質水溶液中に析出させることができる。このファインバブルを含有する電解質水溶液は、キャビテーションノズルから吐出され、一室型電解槽３に送出される。
【0032】
本実施形態では、このファインバブルを含んだ電解質水溶液により、一室型電解槽３の陰極３１にスケールが付着することを抑制できるので、陰極３１の長寿命化が図れ、ひいては一室型電解槽３の長寿命化が図れる。また、本実施形態では、ファインバブル生成器７を一室型電解槽３のすぐ上流に配置したので、ファインバブルを含んだ電解質水溶液を三室型電解槽２に送らずに一室型電解槽３にのみ送ることができる。
【0033】
図３は、電解質循環部５の構成の一例を示す図である。図３では、電解質水溶液の流れが横方向となるように描いている。
電解質循環部５には、電解質供給部４からの電解質水溶液の第１流入口５９と、第１リザーバタンク６４（第２循環経路６０）への電解質水溶液の第１流出口５５と、がある。第１流出口５５は、電解質水溶液が流れる方向Ｘにおいて、第１流入口５９よりも下流にある。
電解質循環部５には、電解質供給部４からの電解質水溶液の第１流入口５９と、第１リザーバタンク６４（第２循環経路６０）への電解質水溶液の第１流出口５５と、がある。第１流出口５５は、電解質水溶液が流れる方向Ｘにおいて、第１流入口５９よりも下流にある。
【0034】
電解質循環部５には、中間室２３からの電解質水溶液の第２流入口５６が、方向Ｘにおいて、第１流入口５９よりも下流、かつ第１流出口５５よりも上流にある。電解質循環部５には、中間室２３への電解質水溶液の第２流出口５７が、方向Ｘにおいて、第２流入口５６よりも上流にあり、本実施形態では、第１流入口５９よりも上流にある。電解質循環部５には、第１リザーバタンク６４からの電解質水溶液の第３流入口５８が、方向Ｘにおいて、第１流出口５５よりも上流にある、
【0035】
このような各流出、流入口５５～５９の位置関係により、本実施形態では、電解質循環部５内において、電解質水溶液を良好に撹拌、混合でき、一室型電解槽３に送る電解質水溶液の品質を一室型電解槽３での酸性電解水の生成に適した品質に安定化できる。なお、各流出、流入口５５～５９は、それぞれ複数あってもよい。各流出、流入口５５～５９の上記位置は、例示であり、適宜に設定できる。
【0036】
図４は、第１リザーバタンク６４の構成の一例を示す図である。
第１リザーバタンク６４は、例えばオーバーフロータンクであり、水位が設定値に至ると、余剰の電解質水溶液を排出口６１１から排出する。第１リザーバタンク６４内には、排出口６１１よりも高い位置に、電解質循環部５からの電解質水溶液の不図示の供給口がある。第１リザーバタンク６４内には、例えば配管６１の一部を構成するチューブが差し込まれる。ポンプ６２の駆動により、第１リザーバタンク６４内の電解質水溶液がチューブに吸い上げられ、配管６１により電解質循環部５へ送られる。同様に、第１リザーバタンク６４内には、例えば、第１リザーバタンク６４と第２リザーバタンク３９とを接続する配管７３の一部を構成するチューブが差し込まれる。第２リザーバタンク３９の下流にあるポンプ３４の駆動により、第１リザーバタンク６４内の電解質水溶液がチューブに吸い上げられ、配管７３により第２リザーバタンク３９へ送られる。
第１リザーバタンク６４は、例えばオーバーフロータンクであり、水位が設定値に至ると、余剰の電解質水溶液を排出口６１１から排出する。第１リザーバタンク６４内には、排出口６１１よりも高い位置に、電解質循環部５からの電解質水溶液の不図示の供給口がある。第１リザーバタンク６４内には、例えば配管６１の一部を構成するチューブが差し込まれる。ポンプ６２の駆動により、第１リザーバタンク６４内の電解質水溶液がチューブに吸い上げられ、配管６１により電解質循環部５へ送られる。同様に、第１リザーバタンク６４内には、例えば、第１リザーバタンク６４と第２リザーバタンク３９とを接続する配管７３の一部を構成するチューブが差し込まれる。第２リザーバタンク３９の下流にあるポンプ３４の駆動により、第１リザーバタンク６４内の電解質水溶液がチューブに吸い上げられ、配管７３により第２リザーバタンク３９へ送られる。
【0037】
第２リザーバタンク３９も、例えばオーバーフロータンクであり、第１リザーバタンク６４と同様の構成を有していてもよい。この場合、第２リザーバタンク３９には、電解質水溶液を一室型電解槽３へ送る配管７４の一部を構成するチューブが差し込まれる。ポンプ３４の駆動により第２リザーバタンク３９内の電解質水溶液が該チューブに吸い上げられ、配管７４によりファインバブル生成器７へ送られる。
【0038】
図５は、ファインバブル生成器７の構成の一例を示す図である。
ファインバブル生成器７では、ポンプ３４から圧送される電解質水溶液がキャビテーションノズル７１に送られる。キャビテーションノズル７１は、流路の急激な収縮部および拡大部の作用により、電解質水溶液にキャビテーション現象を生じさせ、電解質水溶液に溶存するガスをファインバブルとして電解質水溶液中に析出させる。ファインバブルを含有する電解質水溶液は、キャビテーションノズル７１から吐出口７２を介して吐出され、一室型電解槽３に送られる。ファインバブル生成器７は、以下の（１）～（４）等の適宜の方式によりファインバブルを生成してもよい。例えば、（１）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、気体を機械的高速回転体によって粉砕する方式、（２）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、水流を高速回転させることで気体を旋回裁断する方式、（３）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、気泡を超音波によって分断する方式、（４）電解質水溶液を加圧して気体を飽和状態まで溶解させ、飽和溶液を急減圧する加圧溶解方式がある。
ファインバブル生成器７では、ポンプ３４から圧送される電解質水溶液がキャビテーションノズル７１に送られる。キャビテーションノズル７１は、流路の急激な収縮部および拡大部の作用により、電解質水溶液にキャビテーション現象を生じさせ、電解質水溶液に溶存するガスをファインバブルとして電解質水溶液中に析出させる。ファインバブルを含有する電解質水溶液は、キャビテーションノズル７１から吐出口７２を介して吐出され、一室型電解槽３に送られる。ファインバブル生成器７は、以下の（１）～（４）等の適宜の方式によりファインバブルを生成してもよい。例えば、（１）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、気体を機械的高速回転体によって粉砕する方式、（２）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、水流を高速回転させることで気体を旋回裁断する方式、（３）電解質水溶液中に外気等の気体を吸引し、または溶存する気体を析出させ、気泡を超音波によって分断する方式、（４）電解質水溶液を加圧して気体を飽和状態まで溶解させ、飽和溶液を急減圧する加圧溶解方式がある。
【0039】
第１リザーバタンク６４より、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の供給は、以下のとおり、構成しても良い。
図６は、電解水生成装置１Ａの構成を示す図である。
電解水生成装置１Ａでは、第１リザーバタンク６４の下流、かつ第２リザーバタンク３９の上流（配管７３）にポンプ９２（第３ポンプ）が設けられている。ポンプ９２は、プロセッサの制御下にある。電解水生成装置１Ａでは、第１リザーバタンク６４のすぐ下流にあるポンプ９２が、第１リザーバタンク６４から電解質水溶液を吸い出して第２リザーバタンク３９に送るので、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の供給が容易である。電解水生成装置１Ａの他の構成は、電解水生成装置１と同様である。
図６は、電解水生成装置１Ａの構成を示す図である。
電解水生成装置１Ａでは、第１リザーバタンク６４の下流、かつ第２リザーバタンク３９の上流（配管７３）にポンプ９２（第３ポンプ）が設けられている。ポンプ９２は、プロセッサの制御下にある。電解水生成装置１Ａでは、第１リザーバタンク６４のすぐ下流にあるポンプ９２が、第１リザーバタンク６４から電解質水溶液を吸い出して第２リザーバタンク３９に送るので、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の供給が容易である。電解水生成装置１Ａの他の構成は、電解水生成装置１と同様である。
【0040】
図７は、電解水生成装置１Ｂの構成を示す図である。
第２循環経路６０において、ポンプ６２の下流、かつ電解質循環部５の上流に開閉機構９３（第１開閉機構）が設けられている。開閉機構９３は、例えば電磁弁であり、プロセッサの制御下にあり、電解質水溶液を流通させたり、電解質水溶液を遮断したりする。第２循環経路６０におけるポンプ６２の下流、かつ開閉機構９３の上流に、分岐経路７０の配管７５の一端が接続している。この配管７５により、第２循環経路６０と第２リザーバタンク３９とが接続されている。分岐経路７０において、第２リザーバタンク３９の上流には、開閉機構９４（第２開閉機構）が設けられている。開閉機構９４は、例えば電磁弁であり、プロセッサの制御下にあり、電解質水溶液を流通させたり、電解質水溶液を遮断したりする。電解水生成装置１Ｂの他の構成は、電解水生成装置１と同様である。
第２循環経路６０において、ポンプ６２の下流、かつ電解質循環部５の上流に開閉機構９３（第１開閉機構）が設けられている。開閉機構９３は、例えば電磁弁であり、プロセッサの制御下にあり、電解質水溶液を流通させたり、電解質水溶液を遮断したりする。第２循環経路６０におけるポンプ６２の下流、かつ開閉機構９３の上流に、分岐経路７０の配管７５の一端が接続している。この配管７５により、第２循環経路６０と第２リザーバタンク３９とが接続されている。分岐経路７０において、第２リザーバタンク３９の上流には、開閉機構９４（第２開閉機構）が設けられている。開閉機構９４は、例えば電磁弁であり、プロセッサの制御下にあり、電解質水溶液を流通させたり、電解質水溶液を遮断したりする。電解水生成装置１Ｂの他の構成は、電解水生成装置１と同様である。
【0041】
電解水生成装置１Ｂは、一室型電解槽３に電解質水溶液を送る前には、第２循環経路６０の開閉機構９３を空けるとともに、分岐経路７０の開閉機構９３を閉じ、第１、第２循環経路５０，６０で循環する電解質水溶液が分岐経路７０に流れていかないようにする。電解水生成装置１Ｂは、このようにして所定の時間、三室型電解槽２への電解質水溶液の循環を繰り返すことで、第１循環経路５０を流れる電解質水溶液を十分に撹拌して品質を安定させる。その後、電解水生成装置１Ｂは、一室型電解槽３に電解質水溶液を送るが、この際、第２循環経路６０を開閉機構９３により遮断するとともに、分岐経路７０を開閉機構９４により開けることで、ポンプ６２により第１リザーバタンク６４から吸い出した電解質水溶液を、第２循環経路６０および分岐経路７０を介して第２リザーバタンク３９に送る。電解水生成装置１Ｂでも、第１リザーバタンク６４のすぐ下流にあるポンプ６２を利用して第１リザーバタンク６４から電解質水溶液を吸い出すので、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の供給が容易である。電解水生成装置１Ｂでは、第２循環経路６０用のポンプ６２を、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の送出用にも利用するので、ポンプの設置台数を抑えつつ、第２リザーバタンク３９への電解質水溶液の供給を容易にできる。
【0042】
本発明は、その特徴から逸脱することなく、実施形態で実施できる。実施形態、変形例、効果は単なる例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。実施形態および変形例の特徴、構造は、追加でき、また代替の構成を得るために様々な方法で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0043】
１，１Ａ，１Ｂ…電解水生成装置、３…一室型電解槽、４…電解質供給部、５…電解質循環部、７…ファインバブル生成器、２１…カソード室、２２…アノード室、２３…中間室、５０…第１循環経路、６０…第２循環経路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
