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JP2002336856A - 電解水製造装置、及び電解水の製造方法 - Google Patents

電解水製造装置、及び電解水の製造方法

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JP2002336856A
JP2002336856A JP2001148844A JP2001148844A JP2002336856A JP 2002336856 A JP2002336856 A JP 2002336856A JP 2001148844 A JP2001148844 A JP 2001148844A JP 2001148844 A JP2001148844 A JP 2001148844A JP 2002336856 A JP2002336856 A JP 2002336856A
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JP
Japan
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electrolyzed water
anode
anode chamber
water
cathode
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JP2001148844A
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Kokichi Hanaoka
孝吉 花岡
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Mikuni Corp
Original Assignee
Mikuni Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な装置で、水道水等を電解して陰極側電
解水を得る。 【解決手段】 内部に陽極20を備えると共に少なくと
もその一部を隔膜18で形成した閉鎖陽極室16と前記
陽極室の外部に設けた陰極24とを有する電極部2と、
前記電極部に直流電力を供給する電源部4とからなる電
解水製造装置100の陽極室16に0.01〜2Mの電
解質水溶液を満たすと共に、前記電解水製造装置を0.
001〜0.01Mの電解質水溶液に浸漬し、前記陽極
及び陰極間に電力を供給して電気分解する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解水を製造する
電解水製造装置、及びそれを用いる電解水の製造方法に
関する。上記電解水は飲用、殺菌用、消毒用、アストリ
ンゼン用等に使用できる。
【0002】
【従来の技術】水の電気分解(電解)は、水の特性を変
化させたり、新たに化学物質を生成させたり、陽極側及
び陰極側にそれぞれ異なった電解生成物を生じさせる電
気化学現象の一つであり、定量的に取扱うことが出来る
ことから、工業的にも種々の分野で利用されている。
【0003】また、水の電解により得られる陰極側電解
水は飲用に用いられ、陽極側電解水はアストリンゼン等
に用いられている。
【0004】近年、水道水を直接電解し、陰極側電解水
を連続的に取出す技術が確立され、一般家庭用として広
く利用されており、この技術を利用する電解水製造装置
も一般に市販されている。
【0005】この装置においては、予め活性炭等の吸着
媒体を用いるフィルターを通して水道水が精製された
後、電解槽に連続的に供給され、連続的に電解水が製造
される。電解水製造能力を高めるため、通常電解槽は並
列に配置した複数の電解室で構成され、各電解室内にお
いては隔膜を用いて陰極と陽極とが分離されている。
【0006】連続的な電解水製造装置のうち、特殊なも
のとして隔膜が存在しないものがある。この電解水製造
装置の電解室内においては、電解質水溶液は電極に沿っ
て層流を形成するように流され、陰極側電解水と、陽極
側電解水とが混合しないように設計されている。
【0007】また、陽極室と、陰極室を具備したバッチ
式の電解水製造装置も広く知られている。
【0008】近年、これら電解水製造装置に塩化ナトリ
ウム等の電解質を電解助剤として添加し、強力に電解す
ることにより生成する陽極側電解水を殺菌や消毒に応用
する技術の開発も進んでいる。
【0009】これらの技術はすべて電解水製造装置内に
生成された陽極側電解水や、陰極側電解水を利用するも
のである。
【0010】上記電解水製造装置においては、装置が大
がかりであったり、高価であったりし、必ずしも個人の
需要には十分対応していない場合がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記事情
に鑑み電解水製造装置について種々検討しているうち
に、陽イオンが透過する隔膜で陰極側と分離した閉鎖型
陽極室を設けて、この陽極室内に高濃度の電解質水溶液
を満たすことにより、水道水等を直接電解して簡単に電
解水が製造でき、更に、電解質の種類を選択することに
より、所望のミネラルを補充した電解水を製造できるこ
とを知得し本発明を完成するに至った。
【0012】従って、本発明の目的とするところは、簡
単に電解水が製造できると共に、所望のミネラルを補充
することの出来る、安価な電解水製造装置、及び電解水
の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は以下に記載するものである。
【0014】〔1〕 内部に陽極を備えると共に少なく
ともその一部を隔膜で形成した閉鎖陽極室と前記陽極室
の外部に設けた陰極とを有する電極部と、前記電極部に
直流電力を供給する電源部とからなることを特徴とする
電解水製造装置。
【0015】〔2〕 隔膜が、非荷電性中性膜または陽
イオン交換膜である〔1〕に記載の電解水製造装置。
【0016】〔3〕 電源部が電解電流の制御機構を有
する〔1〕に記載の電解水製造装置。
【0017】〔4〕 内部に陽極を備えると共に少なく
ともその一部を隔膜で形成した閉鎖陽極室と前記陽極室
の外部に設けた陰極とを有する電極部と、前記電極部に
直流電力を供給する電源部とからなる電解水製造装置の
陽極室に0.01〜2.0Mの電解質水溶液を満たすと
共に、前記電解水製造装置を0.001〜0.01Mの
電解質水溶液に浸漬し、前記陽極及び陰極間に電力を供
給して電気分解することを特徴とする電解水の製造方
法。
【0018】〔5〕 陽極室に満たす電解質水溶液の電
解質が、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシ
ウム、亜鉛の、塩酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、またはク
エン酸塩の何れか1または2以上である〔4〕に記載の
電解水の製造方法。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0020】図1は、本発明の電解水製造装置の構成の
一例を示すものである。図1中、100は電解水製造装
置で、電極部2と、電源部4とを主構成とする。
【0021】電極部2において、6は内部中空の直方体
状ケーシングで、プラスチック、セラミック、ガラス等
の絶縁体で形成してある。前記ケーシングの各側壁8に
は、比較的低濃度の電解質水溶液(不図示)通過用窓1
0が複数(本例においては3個)形成してある。
【0022】前記ケーシング6内の上部壁12から下部
壁14にかけて仕切壁15を形成し、これにより陽極室
16を形成してある。また前記仕切壁15は切り欠かれ
ており、その切り欠き部に隔膜18を液密に張設してあ
る。これにより、陽極室16内と、外部とは、液密性が
保たれている。
【0023】隔膜としては、商品名ゴアテックス、フレ
ミオン等の無電荷多孔性隔膜、陽イオン交換膜等が好ま
しい。
【0024】前記陽極室16内には、上部壁12を貫通
して、平板状の陽極20を挿入してある。そして、前記
陽極20と隔膜18とは平行に対向している。
【0025】なお、22は上部壁12に形成した陽極側
電解質水溶液注入孔である。
【0026】24は平板状の陰極で、前記上部壁12を
貫通して陽極室16の外部のケーシング6内に挿入して
ある。そして、前記陰極24は、隔膜18と平行に対向
している。
【0027】前記陽極20及び陰極24はそれぞれ配線
26、28を介して電源部4と接続しており、この電源
部4から各電極に電解電流値や電解時間を制御した電力
を供給するものである。電力は、電池から供給しても、
交流電源を整流して供給するようにしても良い。なお、
30は電解電流値、電解時間等を設定する電解制御部で
ある。
【0028】次ぎに、図2を参照しながら、上記電解水
製造装置100を用いて電解水を製造する場合に付き説
明する。
【0029】図2中、50は水槽で、内部に比較的低濃
度の電解質を含む水52を満たしてある。この水は、例
えば水道水、井水、雨水等の、人体に無害のものが好ま
しい。これらの水には通常ナトリウム、カリウム等のア
ルカリ金属イオン、カルシウムイオン、鉄イオン、アル
ミニウムイオン、亜鉛イオン、塩素イオン、炭酸イオ
ン、硫酸イオン等の各種のイオンが比較的低濃度で含ま
れている。この水に含まれる電解質濃度は、0.05M
以下が好ましく、0.001〜0.03Mがより好まし
い。この程度のイオン濃度は、通常の水道水等に含まれ
ている範囲のものである。従って、特に電解質を添加す
ることなく水道水等をそのまま使用できる。
【0030】本発明においては、前記水槽中の水52中
に、前記電極部2の下部を浸漬するものである。
【0031】次ぎに、図1に示すように、前記電極部2
の上部壁12に形成した陽極側電解質水溶液注入孔22
から、陽極室16に比較的電解質濃度の高い電解質水溶
液(不図示)を注入する。
【0032】この比較的電解質濃度の高い電解質水溶液
中の電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等
の1−1価電解質、塩化カルシウム、塩化マグネシウム
等の2−1価電解質が好ましい。更に、ミネラルとして
亜鉛、セレニューム等を加えることも出来る。ミネラル
の濃度としては、0.005〜0.01Mが好ましい。
【0033】電解質濃度としては各イオンの合計濃度
で、0.01〜2Mが好ましく、特に0.5〜2.0M
が好ましい。
【0034】その後、電源部4から、各電極20、24
に電解条件を制御した直流電力を電解制御部30から供
給する。これにより、陰極側にある電解質イオンのうち
陰イオンは陽極側に移動し、陽イオンは陰極側に移動す
る。一方、陽極室内の陽イオンは隔膜を透過して陰極側
に移動し、陰イオンは陽極側に移動する。
【0035】従って、陰極では次の反応が起きる。
【0036】
【化1】 2H2O+2e → 2OH-+H2 (1) M++OH- → MOH (2) 陽極側では次の反応が起きる。
【0037】
【化2】 2H2O → 4H++O2+4e (3) H++X- → HX (4) ここで、Mはアルカリ金属等の陽イオンを、Xはハロゲ
ンイオン、炭酸イオン、硫酸イオン等の陰イオンを示
す。
【0038】陰極側では、上記式で示すようにpHが高
くなり、陽極側ではpHが低くなる。
【0039】従って、上記のようにして電解を行うこと
により、陰極側電解水を簡単に得ることができる。
【0040】本発明によれば、このように、陽極側電解
質溶液を陰極側と隔離した状態で電解でき、バッチ式で
電解しているにもかかわらず両極で生成する電解水が互
いに混じり合うことがない。
【0041】上記電極部においては、隔膜を陽極室の1
壁に張設したがこれに限られず、複数の壁にそれぞれ隔
膜を張設するようにしてもよい。また、ケーシング、陽
極室を直方体状に形成したがこれに限られず円筒状、多
角筒状等、任意の形状にしても良い。更に電極、隔膜の
形状も特に制限はないものである。
【0042】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明する。
【0043】
【実施例】実施例1 図1、2に示す電解水製造装置を用いて電解水を製造し
た。陽極室の大きさは10x5x4cmで、隔膜、陰
極、陽極の大きさは10x5cmであった。陰極、陽極
の材料は白金で、隔膜は(株)旭硝子社製、製品名アル
サンセップの陽イオン交換樹脂であった。
【0044】陽極室に0.1Mの塩化ナトリウム水溶液
を200ml入れた電極部2を2mMの塩化ナトリウム
を含む水溶液1l(原水)中に浸漬し、電流値0.31
A、電圧8Vで30秒間電解した。得られた陰極側電解
水のpH、酸化還元電位(ORP)、溶存酸素量(D
O)を表1に示した。
【0045】
【表1】 実施例2 実施例1と同一装置を用いて、電解時間を1分間にした
以外は同様に操作して陰極側電解水を得た。その性状を
表2に示した。
【0046】
【表2】 実施例3 実施例1と同一装置を用いて、電解時間を2分間にした
以外は同様に操作して陰極側電解水を得た。その性状を
表3に示した。
【0047】
【表3】 なお、図3に上記実施例で得られた電解時間と陰極側電
解水のORPとの関係を示すグラフを、図4に電解時間
と陰極側電解水のpHとの関係を示すグラフを示した。
【0048】
【発明の効果】本発明の電解水製造装置は、従来の流通
式電解水製造装置と比較して構造が簡単であるので、安
価に製造でき、このため広く普及させることが出来る。
陰極側電解質水溶液は特に調製する必要が無く、水道水
やボトル詰めされたミネラルウォーター等がそのまま使
用できるので、いつでも、簡便に電解水を製造できる。
また、陽極側電解質水溶液の陽イオンを適宜選択するこ
とにより、必要なミネラルの補給が出来る。
【0049】更に、陽極側電解質水溶液に塩素イオンを
含むものを使用することにより陽極側電解水として次亜
塩素酸化合物を生成させることが出来るので、副生物と
してこれを殺菌、消毒用に使用することが出きる等の特
長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解水製造装置の一例を示す概略構成
図である。
【図2】本発明電解水製造装置を用いて電解水を製造す
る場合の一例を示す説明図である。
【図3】実施例1〜3において得られた電解時間と陰極
側電解水のORPとの関係を示すグラフである。
【図4】実施例1〜3において得られた電解時間と陰極
側電解水のpHとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
2 電極部 4 電源部 6 ケーシング 8 側壁 10 電解質水溶液通過用窓 12 上部壁 14 下部壁 15 仕切壁 16 陽極室 18 隔膜 20 陽極 22 陽極側電解質水溶液注入孔 24 陰極 26、28 配線 30 電解制御部 50 水槽 52 水 100 電解水製造装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に陽極を備えると共に少なくともそ
    の一部を隔膜で形成した閉鎖陽極室と前記陽極室の外部
    に設けた陰極とを有する電極部と、前記電極部に直流電
    力を供給する電源部とからなることを特徴とする電解水
    製造装置。
  2. 【請求項2】 隔膜が、非荷電性中性膜または陽イオン
    交換膜である請求項1に記載の電解水製造装置。
  3. 【請求項3】 電源部が電解電流の制御機構を有する請
    求項1に記載の電解水製造装置。
  4. 【請求項4】 内部に陽極を備えると共に少なくともそ
    の一部を隔膜で形成した閉鎖陽極室と前記陽極室の外部
    に設けた陰極とを有する電極部と、前記電極部に直流電
    力を供給する電源部とからなる電解水製造装置の陽極室
    に0.01〜2.0Mの電解質水溶液を満たすと共に、
    前記電解水製造装置を0.001〜0.01Mの電解質
    水溶液に浸漬し、前記陽極及び陰極間に電力を供給して
    電気分解することを特徴とする電解水の製造方法。
  5. 【請求項5】 陽極室に満たす電解質水溶液の電解質
    が、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウ
    ム、亜鉛の、塩酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、またはクエ
    ン酸塩の何れか1または2以上である請求項4に記載の
    電解水の製造方法。
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