特許 7280854 電解水生成装置及び次亜塩素酸水生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-16

(45)【発行日】2023-05-24

(54)【発明の名称】電解水生成装置及び次亜塩素酸水生成方法

(51)【国際特許分類】

   C25B 1/26 20060101AFI20230517BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20230517BHJP

   C25B 9/19 20210101ALI20230517BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

C25B1/26 C

C25B9/00 D

C25B9/00 C

C25B9/19

C02F1/461 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020091220

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021188065

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】591201686

【氏名又は名称】株式会社日本トリム

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】橘 孝士

【審査官】萩原 周治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７０９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９６６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０８５２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１４５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０５２４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４０３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２０５２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８７５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４０８５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｂ １／００－１５／０８

Ｃ０２Ｆ １／４６－１／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解水生成装置であって、
水を電気分解するための電解槽と、
前記電解槽の内部を第１室と第２室とに区画するための隔膜と、
前記第１室に配された第１陰極給電板及び前記第２室に配された第１陽極給電板を含み、前記第１室及び前記第２室に供給された前記水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対と、
前記第２室に配され、前記第２室で生成された前記１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対と、
前記隔膜に連なって前記第１室と前記第２室とを隔てる第１隔壁を含み、
前記第１隔壁には、前記第１室と前記第２室との間での水の移動を制限する逆止弁が設けられ、
前記逆止弁は、前記第２室から前記第１室への前記水の流入を許容し、前記第１室で生成された前記１次電解水の前記第２室への流出を阻止する、
電解水生成装置。

【請求項2】

前記第２電極対は、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、
前記第１陰極給電板の電極面積及び前記第１陽極給電板の電極面積は、前記第２陰極給電板の電極面積及び前記第２陽極給電板の電極面積のいずれよりも大きい、請求項１に記載の電解水生成装置。

【請求項3】

前記第２電極対は、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、
前記第１陰極給電板の高さ及び前記第１陽極給電板の高さは、前記第２陰極給電板の高さ及び前記第２陽極給電板の高さのいずれよりも大きい、請求項１に記載の電解水生成装置。

【請求項4】

前記第２電極対は、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、
前記第１陽極給電板と前記第２陰極給電板及び前記第２陽極給電板とは、平面視でＴ字状に交差するように配置されている、請求項１に記載の電解水生成装置。

【請求項5】

前記電解槽は、前記第１室とは反対側に、前記第２室から前記２次電解水を取り出すための注ぎ口を有し、
前記注ぎ口は、前記第２陰極給電板及び前記第２陽極給電板を延長した面上に配されている、請求項４に記載の電解水生成装置。

【請求項6】

前記第２室を、塩化物水溶液を生成するための溶解室と、前記第１陽極給電板及び前記第２電極対によって電気分解を行うための電解室とに区画するための第２隔壁をさらに含み、
前記第２隔壁には、前記溶解室と前記電解室との間で水の行き来を可能とする貫通孔が形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の電解水生成装置。

【請求項7】

前記電解槽は、前記第１室で生成された前記１次電解水を排出するための排出口を有し、前記排出口は、平面視で前記第２室とは反対側に開口する、請求項１ないし６のいずれかに記載の電解水生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気分解によって次亜塩素酸水を生成する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気分解によって次亜塩素酸水を生成する技術が、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３０１５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている装置では、塩酸を無隔膜電解槽で電解し、生成した電解液を水で希釈して微酸性電解水にする。しかしながら、電解に供される塩酸は、取扱いが困難で一般家庭での使用に不向きであった。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、一般家庭等でも容易に次亜塩素酸水を生成できる技術を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１発明は、電解水生成装置であって、水を電気分解するための電解槽と、前記電解槽の内部を第１室と第２室とに区画するための隔膜と、前記第１室に配された第１陰極給電板及び前記第２室に配された第１陽極給電板を含み、前記第１室及び前記第２室に供給された前記水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対と、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、前記第２室で生成された前記１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対とを含み、前記第１陰極給電板の電極面積及び前記第１陽極給電板の電極面積は、前記第２陰極給電板の電極面積及び前記第２陽極給電板の電極面積のいずれよりも大きい。

【0007】

本発明の第２発明は、電解水生成装置であって、水を電気分解するための電解槽と、前記電解槽の内部を第１室と第２室とに区画するための隔膜と、前記第１室に配された第１陰極給電板及び前記第２室に配された第１陽極給電板を含み、前記第１室及び前記第２室に供給された前記水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対と、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、前記第２室で生成された前記１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対とを含み、前記第１陰極給電板の高さ及び前記第１陽極給電板の高さは、前記第２陰極給電板の高さ及び前記第２陽極給電板の高さのいずれよりも大きい。

【0008】

本発明の第３発明は、電解水生成装置であって、水を電気分解するための電解槽と、前記電解槽の内部を第１室と第２室とに区画するための隔膜と、前記第１室に配された第１陰極給電板及び前記第２室に配された第１陽極給電板を含み、前記第１室及び前記第２室に供給された前記水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対と、前記第２室に配された第２陰極給電板及び第２陽極給電板を含み、前記第２室で生成された前記１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対とを含み、前記第１陽極給電板と前記第２陰極給電板及び前記第２陽極給電板とは、平面視でＴ字状に交差するように配置されている。

【0009】

本第３発明に係る前記電解水生成装置において、前記電解槽は、前記第１室とは反対側に、前記第２室から前記２次電解水を取り出すための注ぎ口を有し、前記注ぎ口は、前記第２陰極給電板及び前記第２陽極給電板を延長した面上に配されている、ことが望ましい。

【0010】

本発明の第４発明は、電解水生成装置であって、水を電気分解するための電解槽と、前記電解槽の内部を第１室と第２室とに区画するための隔膜と、前記第１室に配された第１陰極給電板及び前記第２室に配された第１陽極給電板を含み、前記第１室及び前記第２室に供給された前記水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対と、前記第２室に配され、前記第２室で生成された前記１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対と、前記隔膜に連なって前記第１室と前記第２室とを隔てる第１隔壁を含み、前記第１隔壁には、前記第１室と前記第２室との間での水の移動を制限する逆止弁が設けられ、前記逆止弁は、前記第２室から前記第１室への前記水の流入を許容し、前記第１室で生成された前記１次電解水の前記第２室への流出を阻止する。

【0011】

本発明に係る前記電解水生成装置において、前記第２室を、塩化物水溶液を生成するための溶解室と、前記第１陽極給電板及び前記第２電極対によって電気分解を行うための電解室とに区画するための第２隔壁をさらに含み、前記第２隔壁には、前記溶解室と前記電解室との間で水の行き来を可能とする貫通孔が形成されている、ことが望ましい。

【0012】

本発明に係る前記電解水生成装置において、前記電解槽は、前記第１室で生成された前記１次電解水を排出するための排出口を有し、前記排出口は、平面視で前記第２室とは反対側に開口する、ことが望ましい。

【0013】

本発明の第５発明は、次亜塩素酸水生成方法であって、塩化物水溶液を有隔膜電解することにより、酸性の１次電解水を生成する第１ステップと、前記第１ステップで生成された前記１次電解水を対流させる第２ステップと、前記第２ステップを経て対流する前記１次電解水を無隔膜電解することにより、２次電解水を生成し、適性濃度の次亜塩素酸水を得る第３ステップとを含む。

【0014】

本発明に係る前記次亜塩素酸水生成方法において、前記第３ステップで生成された前記２次電解水を対流させる第４ステップを含む、ことが望ましい。

【発明の効果】

【0015】

本第１ないし第４発明の前記電解水生成装置では、前記第１電極対を用いた有隔膜電解によって、前記第２室で酸性の前記１次電解水が生成される。そして、前記第２電極対を用いた無隔膜電解によって、前記第２室で前記２次電解水が生成される。この前記第２室で得られた前記２次電解水は、次亜塩素酸水とも称され、除菌・消臭に有効とされる。従って、塩酸等を用いることなく、容易に次亜塩素酸水が得られる。

【0016】

本第５発明の前記次亜塩素酸水生成方法では、前記第１ステップの有隔膜電解により酸性の前記１次電解水が生成される。そして、前記第３ステップで前記１次電解水が無隔膜電解されることにより、前記２次電解水が生成される。従って、塩酸等を用いることなく、容易に前記次亜塩素酸水が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の電解水生成装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１の電解水生成装置の構成を示す断面図である。

【図3】図１の電解水生成装置の構成を示す断面図である。

【図4】１次電解及び２次電解を実行中の第１電極対及び第２電極対を示す斜視図である。

【図5】第１電極対及び第２電極対の配置を示す平面図である。

【図6】本発明の次亜塩素酸水生成方法における食塩水生成工程を示す電解槽の断面図である。

【図7】図６に続いて、食塩水生成工程を示す電解槽の断面図である。

【図8】本発明の次亜塩素酸水生成方法における電解工程を示す電解槽の断面図である。

【図9】本発明の次亜塩素酸水生成方法における取水工程を示す電解槽の断面図である。

【図10】図９の取水工程を終えた電解槽の断面図である。

【図11】本発明の次亜塩素酸水生成方法における排水工程を示す電解槽の断面図である。

【図12】本発明の電解水生成装置の変形例の概略構成を示す斜視図である。

【図13】図１２の電解水生成装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の電解水生成装置１の外観を示している。図２は、電解水生成装置１の構成を示す断面図である。

【0019】

電解水生成装置１は、電解槽２と、隔膜３と、第１電極対４と、第２電極対５とを含んでいる。

【0020】

電解槽２は、底壁及び側壁によって囲まれた室の内部に、隔膜３、第１電極対４及び第２電極対５を収容する。電解槽２には、電気分解される水が供給される。電解槽２内で、水が電気分解される。

【0021】

電解槽２に供給される水は、塩化物水溶液が望ましい。塩化物としては、例えば、食塩（塩化ナトリウム）及び塩化カリウム等が用いられる。塩化物は、電解槽２内で生成されてもよい。例えば、水道水等の水が充填された電解槽２に塩化物を投入し、攪拌等することにより、塩化物水溶液が生成される。以下、塩化物として、食塩が用いられる形態について説明するが、他の塩化物についても同様である。

【0022】

隔膜３は、電解槽２の内部を第１室２１と第２室２２とに区画する。隔膜３には、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）親水膜が用いられている。隔膜３は、例えば、格子状に形成されたホルダー３１によって、第１室２１側及び第２室２２側の両面で支持されている。

【0023】

第１電極対４は、第１室２１に配された第１陰極給電板４１と、第２室２２に配された第１陽極給電板４２とを含んでいる。第１陰極給電板４１及び第１陽極給電板４２には、両者間に直流電圧を印加するための給電端子が接続されている。給電端子は、第１陰極給電板４１及び第１陽極給電板４２の下方に延びている。隔膜３は、第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２との間に配されている。第１陰極給電板４１、第１陽極給電板４２及び隔膜３は、平行に配されている。

【0024】

第１電極対４は、第１室２１及び第２室２２に供給された水を電気分解することにより１次電解水を生成する（以下、第１電極対４による電気分解を１次電解とする）。第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２との間には、隔膜３が配されているため、第１電極対４による電気分解は、有隔膜電解である。第１電極対４を用いた有隔膜電解によって、第１室２１でアルカリ性の１次電解水が生成され、第２室２２で酸性の１次電解水が生成される。

【0025】

第２電極対５は、第２室２２に配されている。本実施形態の電解水生成装置１では、第２電極対５は、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２を含んでいる。第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２は、第２室２２に配されている。第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２には、両者間に直流電圧を印加するための給電端子が接続されている。給電端子は、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２の下方に延びている。第２陰極給電板５１と第２陽極給電板５２とは、平行に配されている。

【0026】

第２電極対５は、第２室２２に存在する酸性の１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成する（以下、第２電極対５による電気分解を２次電解とする）。第２電極対５による２次電解は、第１電極対４による１次電解と同時に進行してもよい。

【0027】

電解水生成装置１は、上記構成の他、第１電極対４及び第２電極対５に電解電流を供給するための電解制御部（図示せず）を有している。第１電極対４及び第２電極対５に供給される電解電流は、同一であってもよく、また異なっていてもよい。上記電解制御部は、第１電極対４及び第２電極対５に所望の電解電流が供給されるように、第１電極対４及び第２電極対５に印加する電解電圧をフィードバック制御する。本実施形態の電解制御部は、電源回路と共に、電解槽２の下方に配されている。

【0028】

第２陰極給電板５１と第２陽極給電板５２との間には、隔膜が配されていないので、第２電極対５による電気分解は、無隔膜電解である。この第２室で得られた２次電解水は、次亜塩素酸（ＨＯＣＬ）水とも称され、除菌・消臭に有効とされる。従って、本電解水生成装置１では、塩酸等を用いることなく、水道水及び食塩のみで容易に次亜塩素酸水が得られる。

【0029】

本電解水生成装置１で生成される次亜塩素酸水のｐＨは、第１電極対４の電解強度すなわち１次電解水のｐＨに依存する。本電解水生成装置１によって生成可能なｐＨが５～６．５の微酸性の次亜塩素酸水は、強い殺菌力を備え、病原菌やウィルスの除去効果が期待されている。

【0030】

第２室２２の容積は、第１室２１の容積よりも大きい、のが望ましい。これにより、短時間で大量の次亜塩素酸水が生成できるようになる。

【0031】

同一の電解電圧で、効率よく電気分解を行うためには、極板間の間隔を詰める等の手法により、電気抵抗を小さくすることが有効である。ところが、第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２との間には、隔膜３が配されているため、第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２との間隔を十分に詰めることが困難となる場合がある。

【0032】

そこで、本実施形態では、第１陰極給電板４１及び第１陽極給電板４２の電極面積は、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２の電極面積よりも大きい、のが望ましい。これにより、第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２との間での電気抵抗が容易に低減され、１次電解での電解効率が向上する。

【0033】

また、第１陰極給電板４１及び第１陽極給電板４２の高さは、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２の高さよりも大きい、のが望ましい。これにより、第１陰極給電板４１と第１陽極給電板４２の電極面積を容易に大きく設定できる。また、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２の上方に大きな空間を容易に確保することが可能となる。上記空間は、食塩水の攪拌に好適である。

【0034】

図４は、１次電解及び２次電解を実行中の第１電極対４及び第２電極対５を示している。
１次電解によって第１陽極給電板４２の表面から酸素ガスが生成され、気泡となって上方に移動する。同様に、２次電解によって第２陰極給電板５１の表面から水素ガスが、第２陽極給電板５２の表面から酸素ガスがそれぞれ生成され、気泡となって上方に移動する。

【0035】

これらの酸素ガス及び水素ガスの移動の際に、周辺の水が巻き込まれ、第２室２２内で対流が生ずる（同様に、第１室２１内でも対流が生ずる）。このような対流によって、第２室２２内及び第１室２１内の水が拡散され、２次電解及び１次電解が促進される。従って、第１陰極給電板４１、第１陽極給電板４２及び第２陰極給電板５１、第２陽極給電板５２は起立姿勢で電解槽２の筐体等に支持されるのが望ましい。

【0036】

図５は、第１電極対４及び第２電極対５の配置を示す平面図である。第１陰極給電板４１及び第１陽極給電板４２と第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２とは、平面視で直交するように配置されている、のが望ましい。これにより、第２室２２内で、複雑な対流が発生し、水の拡散が促進される。「直交するように」とは、第１陽極給電板４２と第２陰極給電板５１とのなす角及び第１陽極給電板４２と第２陽極給電板５２とのなす角が、９０゜である形態に限られず、上記作用に鑑み、例えば、±１０゜（望ましくは±５゜）誤差を許容する趣旨である。

【0037】

また、本実施形態では、第１電極対４と第２電極対５とが平面視でＴ字状に配置されている。このような配置によって、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２に対する１次電解水の拡散が均等となり、２次電解による次亜塩素酸水の生成が促進される。

【0038】

本電解槽２では、第２室２２の上端部が開放され、第２室２２に食塩を投入するための食塩投入口２５を構成する。これにより、第２室２２での食塩水の調製が容易に行える。

【0039】

第２室２２には、隔壁（第２隔壁）２６が設けられている。隔壁２６は、第２室２２を、食塩水を生成するための溶解室３３と、第１陽極給電板４２及び第２電極対５によって電気分解を行うための電解室３４とに区画する。隔壁２６は、第１陽極給電板４２及び第２電極対５を覆い、食塩水を生成する際に、第１陽極給電板４２及び第２電極対５を保護する。

【0040】

隔壁２６には、貫通孔２６ａが適宜設けられ、溶解室と電解室との間で水が行き来可能である。これにより、食塩水が第１陽極給電板４２及び第２電極対５の周辺に行き渡る。

【0041】

電解槽２は、第１室２１と第２室２２とを隔てる隔壁（第１隔壁）２７を有する、のが望ましい。このような構成では、隔壁２７の一部に隔膜３が設けられる。隔壁２７によってアルカリ性の１次電解水と酸性の次亜塩素酸水とが分離される。なお、本実施形態では、隔壁２６と隔壁２７とが一体に形成されている。

【0042】

隔壁２７には、第１室２１と第２室２２との間での水の移動を制限する逆止弁２８が設けられる、のが望ましい。逆止弁２８は、第２室２２から第１室２１への水の流入を許容し、第１室２１で生成された１次電解水の第２室２２への流出を阻止する。逆止弁２８には、例えば、ダックビル弁の他、アンブレラ弁等が適用される。隔壁２７及び逆止弁２８によって、アルカリ性の１次電解水が酸性の次亜塩素酸水に混合されることが防止される。

【0043】

本電解槽２では、第１室２１とは反対側に、第２室２２から２次電解水を取り出すための注ぎ口２９が設けられている、のが望ましい。注ぎ口２９は、第２室２２の上端部で、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２を延長した面上に配されている。このような構成では、第２室２２で生成された次亜塩素酸水が、第２陰極給電板５１及び第２陽極給電板５２によって堰き止められることなく、注ぎ口２９から別の容器等に容易に移し替えられる。

【0044】

第２室２２から２次電解水を取り出す際に電解槽２を傾けたとき、隔壁２７は、第１室２１で生成されたアルカリ性の１次電解水の第２室２２への流出を阻止する、ように構成されているのが望ましい。例えば、隔壁２７は、第２室２２の上端よりも上方に延出されているのが望ましい。さらに隔壁２７の上端は、第２室２２とは反対側に延出されているのが望ましい。

【0045】

電解槽２は、第１室２１で生成された１次電解水を排出するための排出口３５を有する、のが望ましい。排出口３５は、平面視で第２室２２とは反対側に開口している。このような構成では、第１室２１で生成されたアルカリ性の１次電解水を、容易に次亜塩素酸水から分離して排出できる。

【0046】

図６ないし１１は、電解水生成装置１を用いた次亜塩素酸水生成方法を示している。次亜塩素酸水生成方法は、食塩水生成工程と、電解工程と、取水工程と、排水工程とを含んでいる。

【0047】

図６、７は、食塩水生成工程を示している。図６に示される工程では、食塩投入口２５から第２室２２に電気分解前の原水が供給される。原水には、一般的には水道水が利用されるが、その他、例えば、純水、井戸水、地下水等を用いることができる。この工程では、逆止弁２８を介して第２室２２から第１室２１に原水が流入する。第２室２２の水位と第１室２１の水位が等しくなる。

【0048】

図７に示される工程では、食塩投入口２５から第２室２２に食塩が投入される。そして、第２室２２内の水を攪拌することにより、食塩水が生成される。なお、食塩水生成工程は、電解工程と同時に実行されてもよい。

【0049】

図８は、電解工程を示している。電解工程は、第１電極対４を用いて１次電解水を生成する第１ステップＳ１と、１次電解水を対流させる第２ステップＳ２と、第２電極対５を用いて２次電解水を生成し、次亜塩素酸水を得る第３ステップＳ３とを含んでいる。

【0050】

第１ステップＳ１では、食塩水を第１電極対４で有隔膜電解することにより、１次電解水が生成される。電解槽２の内部は、隔膜３によって第１陰極給電板４１側の第１室２１と第１陽極給電板４２側の第２室２２とが分離されているので、第１ステップＳ１では、第１室２１でアルカリ性の１次電解水が生成され、第２室２２で酸性の１次電解水が生成される。

【0051】

第２ステップＳ２では、第１ステップＳ１で生成された１次電解水が対流する。すなわち、第１室２１では、アルカリ性の１次電解水が対流し、第２室２２では、酸性の１次電解水が対流する。

【0052】

第３ステップＳ３では、第２室２２内で対流する酸性の１次電解水を第２電極対５で無隔膜電解することにより、２次電解水が生成される。従って、塩酸等を用いることなく、容易に適正濃度の次亜塩素酸水が得られる。

【0053】

第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２と、第３ステップＳ３は、同時に実行されるのが望ましいが、交互に実行されてもよい。また、先に第３ステップＳ３を開始した後、第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２を開始し、第１ステップＳ１ないし第３ステップＳ３が同時に継続する形態であってもよい。

【0054】

第１ステップＳ１における１次電解及び第３ステップＳ３における２次電解によって発生した水素ガス及び酸素ガスは、食塩投入口２５及び排出口３５から電解槽２の外部に排出される。

【0055】

一方、第１ステップＳ１における１次電解及び第３ステップＳ３における２次電解によって、第１室２１及び第２室２２の水は消費される。本実施形態の電解槽２では、第２室２２の容積は、第１室２１の容積よりも大きいので、電解工程の進行に伴い、第１室２１の水位が第２室２２の水位よりも低くなる場合がある。この場合、逆止弁２８を介して第２室２２から第１室２１に水が流入するので、第２室２２の水位と第１室２１の水位が等しくなる。逆に、第２室２２の水位が第１室２１の水位よりも低くなる場合、逆止弁２８を介しての水の移動は生じない。

【0056】

本次亜塩素酸水生成方法では、第３ステップＳ３で生成された２次電解水を対流させる第４ステップＳ４を含む、ことが望ましい。上記第２ステップＳ２及び第４ステップＳ４によって、第２室２２内で複雑な対流が発生し水の拡散が促進されるので、次亜塩素酸水の生成が効率よく生成される。

【0057】

図９は、取水工程を示している。取水工程では、電解槽２を傾けることにより、第２室２２で生成された次亜塩素酸水が、注ぎ口２９から注ぎ出される。このとき、第１室２１で生成されたアルカリ性の１次電解水の流出が、隔壁２７によって阻止される。

【0058】

図１０は、取水工程を終え正立された電解槽２を示している。この状態にあっても、逆止弁２８の働きによって、アルカリ性の１次電解水は、第２室２２に移動することなく、第１室２１内に留められる。

【0059】

図１１は、排水工程を示している。排水工程では、電解槽２が図９とは逆向きに傾けられ、第１室２１内のアルカリ性の１次電解水が、排出口３５から排出される。

【0060】

図１２、１３は、図１ないし図１１の電解水生成装置１の変形例である電解水生成装置１Ａの斜視図である。電解水生成装置１Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した電解水生成装置１の構成が採用されうる。

【0061】

電解水生成装置１Ａは、電解槽２Ａと、隔膜３Ａと、第１電極対４Ａと、第２電極対５Ａとを含んでいる。

【0062】

電解槽２Ａは、隔膜３Ａ、第１電極対４Ａ及び第２電極対５Ａを収容する。電解槽２Ａには、電気分解される水が供給される。

【0063】

隔膜３Ａは、電解槽２Ａの内部を第１室２１Ａと第２室２２Ａとに区画する。隔膜３Ａには、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）親水膜が用いられている。隔膜３Ａは、例えば、格子状に形成されたホルダー３１Ａによって、第１室２１Ａ側及び第２室２２Ａ側の両面で支持されている。

【0064】

第１電極対４Ａは、第１室２１Ａに配された第１陰極給電板４１Ａと、第２室２２Ａに配された第１陽極給電板４２Ａとを含んでいる。隔膜３Ａは、第１陰極給電板４１Ａと第１陽極給電板４２Ａとの間に配されている。

【0065】

第１陰極給電板４１Ａ及び第１陽極給電板４２Ａには、両者間に直流電圧を印加するための給電端子が接続されている。本電解槽２の給電端子は、第１陰極給電板４１Ａ及び第１陽極給電板４２Ａの上方に延びている。

【0066】

第１電極対４Ａは、第１室２１Ａ及び第２室２２Ａに供給された水を電気分解することにより１次電解水を生成する。第１電極対４Ａを用いた有隔膜電解によって、第１室２１Ａでアルカリ性の１次電解水が生成され、第２室２２Ａで酸性の１次電解水が生成される。

【0067】

第２電極対５Ａは、第２室２２Ａに配されている。本実施形態の電解水生成装置１Ａでは、第２電極対５Ａは、第２陰極給電板５１Ａ及び第１陽極給電板４２Ａを含んでいる。すなわち、第１電極対４Ａの第１陽極給電板４２Ａは、第２電極対５Ａの陽極給電板としても機能する。そして、第２陰極給電板５１Ａは、第１陽極給電板４２Ａに対向するように配置されている。

【0068】

第２陰極給電板５１Ａには、第２陰極給電板５１Ａ及び第１陽極給電板４２Ａとの間に直流電圧を印加するための給電端子が接続されている。給電端子は、第２陰極給電板５１Ａの上方に延びている。

【0069】

第２電極対５Ａは、第２室２２Ａに存在する酸性の１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成する。

【0070】

電解槽２Ａの上部には、第１電極対４Ａ及び第２電極対５Ａを吊下支持するための支持部材２４Ａが設けられている。第１電極対４Ａ及び第２電極対５Ａは、電解制御部から電解電流の供給を受ける。

【0071】

第２陰極給電板５１Ａと第１陽極給電板４２Ａとの間には、隔膜が配されていないので、第２電極対５による電気分解は、無隔膜電解である。従って、本電解水生成装置１Ａでも、塩酸等を用いることなく、水道水及び食塩のみで容易に次亜塩素酸水が得られる。

【0072】

第１陰極給電板４１Ａ、第１陽極給電板４２Ａ及び第２陰極給電板５１Ａの電極面積は、それぞれ同一である。また、第１陰極給電板４１Ａ、第１陽極給電板４２Ａ及び第２陰極給電板５１Ａの高さは、それぞれ同一である。第２陰極給電板５１Ａの電極面積は、第１陽極給電板４２Ａの電極面積よりも小さくてもよく、第２陰極給電板５１Ａの高さは、第１陽極給電板４２Ａの高さよりも低くてもよい。

【0073】

以上、本発明の電解水生成装置１等及び次亜塩素酸水生成方法が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

【0074】

例えば、電解水生成装置１等は、少なくとも、水を電気分解するための電解槽２と、電解槽２の内部を第１室２１と第２室２２とに区画するための隔膜３と、第１室２１に配された第１陰極給電板４１及び第２室２２に配された第１陽極給電板４２を含み、第１室２１及び第２室２２に供給された水を電気分解することにより１次電解水を生成するための第１電極対４と、第２室２２に配され、第２室２２で生成された１次電解水を電気分解することにより、２次電解水を生成するための第２電極対５とを含んでいればよい。

【0075】

また、次亜塩素酸水生成方法は、少なくとも、食塩水を有隔膜電解することにより、酸性の１次電解水を生成する第１ステップと、第１ステップで生成された１次電解水を無隔膜電解することにより、２次電解水を生成し、次亜塩素酸水を得る第２ステップとを含んでいればよい。

【符号の説明】

【0076】

１ 電解水生成装置
２ 電解槽
３ 隔膜
４ 第１電極対
５ 第２電極対
２１ 第１室
２２ 第２室
２５ 食塩投入口
２６ カバー部材
２７ 隔壁
２８ 逆止弁
２９ 注ぎ口
３５ 排出口
４１ 第１陰極給電板
４２ 第１陽極給電板
５１ 第２陰極給電板
５２ 第２陽極給電板
Ｓ１ 第１ステップ
Ｓ２ 第２ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】