JP4597263B1 - 電解水製造装置及びこれを用いる電解水の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
電解水の製造にあたって、高い電解エネルギーで電解原水を電解しつつも、ｐＨ調整剤を用いることなくｐＨを任意の値に調整することを可能とする電解水製造装置を提供する。
【解決手段】
無隔膜電解槽で電解原水の一部を電解して混合電解水を得、この混合電解水を隔膜式電解槽の一方の電解室で電解して陽極水又は陰極水とし、この一部乃至全部を、電解原水と共に前記隔膜式電解槽の他方の電解室に供給して更に電解する。この方法は、電解時に高い電解エネルギーを用いることができ、かつ、再供給する陽極水又は陰極水が中和剤として働くため、再供給する陽極水又は陰極水の量を調整することにより、容易にｐＨを調整することが出来る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電解水製造装置及びこの装置を用いる電解水の製造方法に関する。より詳細には、得られる電解水のｐＨを自在にコントロール出来る電解水製造装置及びこの装置を用いる電解水の製造方法に関する。

一般に、電解水製造装置には、隔膜を隔てて一対の電極が配される隔膜式電解槽を備えるものと、隔膜のない無隔膜式電解槽を備えるものとがあり、それぞれ目的に応じて利用されている。電解槽の陽極側では酸性の電解水が、陰極側ではアルカリ性の電解水がそれぞれ生成する（以下、それぞれ「陽極水」、「陰極水」ともいう）。隔膜式電解槽を用いる電解水製造装置では、通常、陽極水と陰極水とは別々に採取される。

陽極水には、電極反応生成物である塩酸、次亜塩素酸、溶存酸素や、ヒドロキシルラジカルのような活性酸素が含まれる。次亜塩素酸は、強力な塩素化作用と酸化作用を示すことから、陽極水は殺菌等に利用されている。

一方、陰極水は飲用のアルカリイオン水として広く知られている。陰極水製造装置（例えば、特許文献１〜３）は医療器具等として市販され、広く普及している。

これらの電解水は、いくつかの指標によりその性質を表すことが出来る。指標としては、ｐＨ、酸化還元電位、溶存酸素濃度、溶存水素濃度、次亜塩素酸濃度等が採用されている。これら指標の値は、電解原水に含まれる溶質の種類や濃度、電解水に付与された電解エネルギーの大きさ等により決定される。陰極水を飲用に供する場合、飲用に適したｐＨに調整することが極めて重要である。

高い電解エネルギーを用いて製造される電解水は、上記指標を大きく変化させることが出来る。しかし、電解エネルギーが高いと、陽極水のｐＨは強酸性側に、陰極水のｐＨは強アルカリ側に傾くため、生体にとって危険であり、飲用には適さなくなる。飲用の電解水のｐＨは弱アルカリ〜弱酸性領域に調整される。そのため、通常は、電解時にはあまり高い電解エネルギーは使用出来ない。

電解時に高い電解エネルギーを付与しつつも、得られる電解水のｐＨを所定範囲内に保つため、従来様々な方法が用いられている。例えば、無隔膜電解槽を用いて電解することにより、又は隔膜式電解槽で電解した陽極水と陰極水とを混合することにより、混合電解水を得た後、次亜塩素酸等の有害物質を除去する方法（特許文献５）や、隔膜式電解槽を用いて電解を行う前又は後にｐＨ調整剤を添加して陰極水のｐＨをコントロールする方法（特許文献４）等が知られている。

これらの方法は予め定めたｐＨに調整することは出来るものの、任意の時に任意のｐＨに変化させることは出来ない。即ち、一端設定した条件の下で同じｐＨの電解水を作り続けることは出来るが、ｐＨを連続して自在にコントロールすることは出来ない。

特開２００２−１８４３９号公報 特開２０００−３３３７７号公報 特開平１１−１６９８５６号公報 特開２０００−７９３９１号公報 特開２００７−２７５７７８号公報

本発明の目的は、電解水の製造にあたって、電解水に高い電解エネルギーを付与しつつも、電解水のｐＨをｐＨ調整剤を用いずに任意に調整することを可能とする電解水製造装置を提供することにある。

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、電解原水に高い電解エネルギーを付与するために、先ず無隔膜電解槽で電解原水の一部乃至全部を電解して混合電解水を得ることに想到した。次に、この混合電解水を隔膜式電解槽の一方の電解室で電解して陽極水又は陰極水とし、この一部乃至全部を、電解原水と共に前記隔膜式電解槽の他方の電解室に再供給して更に電解する電解水の製造方法に想到した。この製造方法は、電解時に高い電解エネルギーを用いることができ、かつ、再供給することにより、陽極水と陰極水が互いに混合されて互いに中和剤として働く。そして、再供給する陽極水又は陰極水の量を調整することにより、容易にｐＨを調整することが出来ることを見出した。本発明者らは、これらの知見を組合わせて本発明を完成するに至った。

上記課題を解決する本発明は以下に記載するものである。

〔１〕
内部に一対の電極を備え、該電極間に張設される隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成され、電解によりそれぞれ第１電解水及び第２電解水を生成する隔膜式電解槽と、
一端から電解原水を供給し、他端が第１電解室の流入口に接続される第１電解原水供給管と、
一端から電解原水を供給し、他端が第２電解室の流入口に接続される第２電解原水供給管と、
第１電解原水供給管の流路に介装されてなり、内部に一対の電極を備え電解により混合電解水を生成する無隔膜電解槽と、
一端が第１電解室の流出口に接続され、他端が第２電解原水供給管に接続される還流管と、
一端が前記還流管に接続され、他端から第１電解水を取り出す第１電解水排出管と、
第１電解水排出管に介装され、第１電解水排出管から取り出す第１電解水の流通量を調整する流量調整バルブと、
一端が第２電解室の流出口に接続され、他端から第２電解水を取り出す第２電解水取出管と、
を有することを特徴とする電解水製造装置。

上記発明は下記の〔２〕〜〔４〕に記載の発明を含む。

〔２〕
第１電解水の流出口と第２電解室の流入口との流路間、又は第２電解水取出管の少なくとも１箇所に遊離塩素除去フィルタが介装される〔１〕に記載の電解水製造装置。

〔３〕
前記隔膜式電解槽の一対の電極の極性を変更する手段を設けた〔１〕に記載の電解水製造装置。

〔４〕
第２電解原水供給管と還流管との接続部よりも上流側の第２電解原水供給管に水圧調整器を介装してなる〔１〕に記載の電解水製造装置。

〔５〕
電解原水を無隔膜電解槽に連続的に送り電解して得られる混合電解水を、隔膜式電解槽の一方の電解室に連続的に送り電解し、得られる電解水の一部乃至全部を電解原水と共に、隔膜式電解槽の他方の電解室に連続的に送り電解することを特徴とする電解水の製造方法。

〔６〕
〔１〕に記載の電解水製造装置を用いて、
電解原水を流量０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎで連続的に無隔膜電解槽に供給し、電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
前記工程により得られた電解水を連続的に隔膜式電解槽の第１電解室に供給して電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
第１電解室で電解された電解水の一部乃至全部を電解原水と共に連続的に隔膜式電解槽の第２電解室に供給して電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
を有することを特徴とする電解水の製造方法。

本発明の電解水製造装置（以下、「本装置」ともいう）は、隔膜式電解槽の第１電解室で得られる第１電解水の一部乃至全部を電解原水と共に隔膜式電解槽の第２電解室に再供給する。この再供給する第１電解水の量を調整することによって、第２電解水のｐＨを任意に調整することが出来る。

本装置を用いて製造される電解水は、その製造過程で高い電解エネルギーが付与されても、電解水のｐＨを中性付近に保つことが出来る。

本装置を用いる電解水の製造では、電解原水の一部乃至全部の電解回数を３回とすることが出来る。そのため、電解回数が１回である従来の電解水製造装置に比べて高い電解エネルギーが付与された電解水を製造出来る。

陰極水を製造する場合の本装置の一構成例を示す概略構成図である。 図１に示す装置において、流量調整バルブを全閉とした場合の流路を示す説明図である。 図１に示す装置において、流量調整バルブを全開とした場合の流路を示す説明図である。 陽極水を製造する場合の本装置の一構成例を示す概略構成図である。図１の電解水製造装置とは電極の極性が逆である。 陰極水と陽極水の双方を製造する場合の本装置の構成例を示す概略構成図である。

先ず、本装置の構成について説明する。図１は、本装置の一構成例を示す概略構成図である。

図１中、１０００は電解水製造装置で、１００は隔膜式電解槽である。内部が中空の箱状の電解槽１００の内部には、一対の対向側壁１５、１６に沿って一対の電極１１、１３が配設されている。図１においては、電極１１が陽極で、電極１３が陰極である。

電極１１、１３間には、電極１１、１３と平行に隔膜１４が張設されている。電解槽１００の内部空間は隔膜１４により二分され、電解槽１００内に第１電解室１０と第２電解室１２とが形成されている。図１においては、第１電解室１０は陽極室であり、第２電解室１２は陰極室である。

図１中、１７、１８は、電極１１、１３に対して垂直な電解槽１００の側壁を示している。第１電解室１０の側壁１８には第１電解室供給口２２が、第２電解室１２の側壁１７には第２電解室供給口２０がそれぞれ形成されている。

２４は電解原水供給管である。電解原水供給管２４には、その分岐部２４ａにおいて第１電解原水供給管２４ｂの一端が接続され、その他端は第１電解室供給口２２に取り付けられている。第１電解原水供給管２４ｂには無隔膜電解槽２００が介装されている（後述）。第２電解室供給口２０には、電解原水供給管２４が分岐部２４ａで分岐して成る第２電解原水供給管２４ｃが接続されている。第２電解原水供給管２４ｃには水圧調整器としての弁２５が介装され、弁２５の入口側と出口側とで圧力差を生じるようにされている。

第１電解室１０の側壁１７には第１電解水取出口２３が、第２電解室１２の側壁１８には第２電解水取出口２１がそれぞれ形成されている。第２電解水取出口２１には第２電解水取出管３５の一端が接続されている。本装置１０００で生成する第２電解水は、第２電解水取出管３５の他端から本装置１０００の外部に取り出される。

第１電解水取出口２３には、還流管３１の一端が接続されている。還流管３１の他端は、第２電解原水供給管２４ｃの流路に形成される合流部２４ｄで、第２電解原水供給管２４ｃと接続される。 還流管３１の流路には分流部３１ａが形成されている。分流部３１ａには第１電解水排出管３３の一端が接続されている。第１電解水排出管３３には流量調整バルブ３４が介装されている。本装置１０００で生成する第１電解水は、第１電解水排出管３３の他端から本装置１０００の外部に排出される。

前述した通り、第１電解原水供給管２４ｂには無隔膜電解槽２００が介装されている。箱形の電解槽２００の内部には、一対の対向側壁４０、４２に沿って一対の電極４１及び４３が配設され、混合電解室４４が形成されている。図１においては、電極４１が陽極で、電極４３が陰極である。

図１中、４７、４８は、電極４１、４３に対して垂直な電解槽２００の側壁を示している。混合電解室４４の側壁４７には混合電解室供給口４５が形成されている。混合電解室４４の側壁４８には混合電解水取出口４６が形成されている。

次に、この電解水製造装置１０００を用いて電解水を製造する際の各部の動作について説明する。図中の矢印は、装置内における水の流れ方向を示す。

電解原水供給管２４の一端から供給される電解原水は、分岐部２４ａで第１電解原水供給管２４ｂと第２電解原水供給管２４ｃとに分流される。第１電解原水供給管２４ｂと第２電解原水供給管２４ｃとに分流する電解原水の比率は、弁２５によって制御される。

第１電解原水供給管２４ｂに送られた電解原水は、無隔膜電解槽２００へと送られ、混合電解室供給口４５から混合電解室４４内に供給される。混合電解室４４内に供給された電解原水は、電極４１、４３に印加される直流電圧電流により電解される。電解により、電極４１、４３側でそれぞれ生じた電解水は、混合されて混合電解水となる。混合電解室４４内で生成した混合電解水は、混合電解水取出口４６を通じて無隔膜電解槽２００の外に排出され、隔膜式電解槽１００に送られる。

この混合電解水は、隔膜式電解槽１００に形成される第１電解室供給口２２から第１電解室１０内に供給される。第１電解室１０内に供給された混合電解水は、電極１１、１３に印加される直流電圧電流により電解される。電解により、第１電解室１０内に第１電解水が生成する。本装置１０００においては、電極１１は陽極であるため、第１電解水は酸性を示す。

第１電解室１０内で生成した第１電解水は、取出口２３を通じて還流管３１に送られる。還流管３１に送られた第１電解水は分流部３１ａにおいて、流量調整バルブ３４の開き具合に応じ、合流部２４ｄ側の還流管３１と第１電解水排出管３３とに分流される。なお、３２は弁で、前記弁２５と同様の水圧調整器であり、機能も同様である。

図２は、本装置１０００の流量調整バルブ３４が全閉である場合を示している。流量調整バルブ３４が全閉である場合、第１電解水の第１電解水排出管３３への流通は妨げられるため、全量の第１電解水が合流部２４ｄ側の還流管３１に送られる。

図３は、本装置１０００の流量調整バルブ３４が全開である場合を示している。流量調整バルブ３４が全開である場合、全量の第１電解水が第１電解水排出管３３に送られる。

流量調整バルブ３４が半開である場合（図１の場合）、その開き具合に応じて、第１電解水は合流部２４ｄ側の還流管３１と第１電解水排出管３３との双方に送られる。

第１電解水取出し管３３に送られた第１電解水は、第１電解水取出し管３３の他端から本装置１０００外に排出される。この第１電解水は、酸性電解水として各種用途に利用出来る。

合流部２４ｄ側の還流管３１に送られた第１電解水は、合流部２４ｄにおいて第２電解原水供給管２４ｃを流れる電解原水と混合される。この電解原水と第１電解水との混合水は、遊離塩素除去フィルタ２６を経て隔膜式電解槽１００の第２電解室１２に送られる。電解原水と第１電解水との混合水は、第２電解室供給口２０から第２電解室１２内に供給される。第２電解室１２内に供給された電解原水と第１電解水との混合水は、電極１１、１３に印加される直流電圧電流により電解される。電解により、第２電解室１２内に第２電解水が生成する。本装置１０００においては、電極１３は陰極であるため、第２電解水はアルカリ性側に傾く。

第２電解室１２内で生成した第２電解水は、取出口２１を通じて第２電解水取出管３５に送られる。第２電解水取出管３５に送られた第２電解水は、第２電解水取出し管３５の他端から本装置１０００外に取り出される。この第２電解水はアルカリ性〜中性の電解水として各種用途に利用出来る。

次に本装置１０００を用いて製造する電解水のｐＨの調整法について説明する。本説明における「強酸性」、「強アルカリ性」、「弱酸性」、「弱アルカリ性」という用語は説明の簡明化のために用いる用語で、酸解離度で定義される厳密なものではない。相対的な酸性、アルカリ性の強弱を示すものである。

前述の通り、本装置１０００においては、電極１１が陽極であり、電極１３が陰極である。また、電解原水供給管２４の一端から供給される電解原水は中性であることを前提として以下説明する。

先ず、無隔膜電解槽２００は、電極４１、４３間に隔膜がないため、陽極側及び陰極側で得られる電解水は混合されて完全に中和される。よって、この混合電解水は中性のままである。

この混合電解水が、隔膜式電解槽１００の第１電解室１０内（陽極側）で電解されて得られる第１電解水は酸性を示す。一方、電解原水が、隔膜式電解槽１００の第２電解室（陰極側）で電解して得られる電解水はアルカリ性を示す。

流量調整バルブ３４を全開（図３）にして、第１電解水を全て第１電解水排出管３３から排出するとき、第１電解水は強酸性である。このとき、第２電解原水取出管３５から本装置１０００外に取り出される第２電解水は強アルカリ性である。

流量調整バルブ３４を全閉（図２）にして、第１電解室で得られる第１電解水（強酸性）の全量を第２電解室に送る場合、第２電解室１２で電解して得られる第２電解水は、第１電解水の混合により中和されて中性に近づく。

流量調整バルブ３４を半開として、第１電解水の一部を第１電解水排出管３３から排出するとき、第１電解水は強酸性である。第１電解水の残部は第２電解室に送られ、第２電解水のｐＨ上昇を抑制する（中和剤として働く）。そのため、第２電解水取出管３５から本装置１０００外に取り出される第２電解水は、前述の流量調整バルブ３４の全閉時と比べてｐＨは上昇し（アルカリ性側に傾く）、全開時と比べてｐＨは下降する（酸性側に傾く）。

流量調整バルブ３４の開き具合を調整することにより、第２電解室に供給される第１電解水の量を調整することが出来る。本装置１０００は、流量調整バルブ３４の開き具合を調整することにより、第１電解水排出管３３を通じて排出する第１電解水の量を調整する。その結果、第２電解水取出管３５から得られる第２電解水のｐＨを任意に調整することが出来る。

従来法によれば、ｐＨ調整剤を添加したり、電解電流を調整したりすることによりｐＨの調整を行っている。かかる方法は、一端設定した条件の下で同一ｐＨの電解水を作り続けることは出来るが、ｐＨを任意の時に任意の値に調整することは出来ない。本装置１０００によれば、単に流量調整バルブ３４の開き具合を調整するだけで、ｐＨを連続的に調整することが出来る。

本装置１０００では、電解原水の一部乃至全部が、無隔膜電解槽２００で１回電解され、隔膜式電解槽１００の第１電解室１０及び第２電解室１２でそれぞれ１回ずつ電解される。即ち、本装置１０００による電解水の製造では、電解原水の一部乃至全部が合計３回電解される。一方、従来の電解水製造装置は、電解原水を隔膜式電解槽の一方の電解室に１回通じるのみである。そのため、本装置１０００を用いて製造される電解水は、従来の装置を用いて製造される電解水に比べて、電解水に付与される電解エネルギーを高くすることが出来る。これらの電解により得られる電解水は、高い電解エネルギーが付与されているため、前述の指標が大きく変化する。

電解水製造の際には、電極１１、１３間及び４１、４３間に直流電圧電流を印加する。

隔膜式電解槽１００において電極１１、１３間に印加する電流は、毎分１Ｌの流速を有する電解原水に対して０．５Ａ〜１０Ａが好ましく、１Ａ〜５Ａが特に好ましい。０．５Ａ未満の場合は、電解水中の溶存酸素量及び溶存水素量を電解原水よりも高くすることが出来ない。１０Ａを超える場合、大電流が流れるため、電極の疲労が高まり極端に電解効率が落ちる傾向がある。

無隔膜式電解槽２００において４１、４３間に印加する電流は、隔膜式電解槽１００の場合と同じである。

電極１１、１３、４１、４３は電気化学的に不活性な金属材料で形成されている。電極材料としては、白金、白金合金等が好ましい。電極１１、１３の間隔、及び電極４１、４３の間隔は３〜１ｍｍであり、２〜１ｍｍが好ましい。

隔膜１４としては、イオン交換膜や、無電荷膜等、電解隔膜として従来使用されているものが適宜使用出来る。

電解槽１００に供給される電解原水の流量は０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎが好ましく、１〜５Ｌ／ｍｉｎが特に好ましい。

電解原水の水溶性無機塩等のイオン強度は、各水溶性無機電解質の合計で０．１ｍＭ以上とすることが好ましく、０．１〜０．５ｍＭとすることが特に好ましい。電解原水には、通常の水道水や、塩化ナトリウム等の電解質が添加されている水が使用され、Ｃｌ⁻、ＨＣｌ、Ｃｌ_２，、ＯＣｌ⁻等の形態で塩素が含まれる。この塩素は、隔膜式電解槽１００の陽極側の電解室（図１においては第１電解室１０）において下記式に示すように次亜塩素酸を生成する。

次亜塩素酸は殺菌作用を有する。この電解水を殺菌目的で使用する場合には、遊離塩素除去フィルタを通さずに装置外に取り出すことが好ましい。一方、電解水を飲用目的で使用する場合、次亜塩素酸は除去される必要がある。

図１の装置１０００においては、第１電解室１０で生成した次亜塩素酸や次亜塩素酸塩を含む第１電解水は、還流管３１を通って、電解原水と共に遊離塩素除去フィルタ２６に送られる。ここで第１電解水中の次亜塩素酸や次亜塩素酸塩は除去される。そのため、第２電解室１２で得られる第２電解水は、次亜塩素酸や次亜塩素酸塩を含まず、飲用に適する。

遊離塩素除去フィルタ２６は、隔膜式電解槽の陽極側の電解室の下流側であればどこに設置しても良い。図１において、第２電解水（アルカリ性水）を飲用する場合には、還流管３１や、合流部２４ｄと第２電解室供給口２０との流路間、第２電解水取出管３５に介装することが出来る。図１において、第１電解水（酸性水）を飲用する場合には、第１電解水取出口２３と分流部３１ａとの流路間、第１電解水排出管３３に介装することが出来る。

遊離塩素除去フィルタ２６は、活性炭やゼオライト等を吸着剤とする公知のフィルタを用いることが出来る。なお、電解水を飲用目的としない場合には、遊離塩素除去フィルタ２６は介装しなくても良い。

流量調整バルブ３４は、図１においてはボールバルブを使用したが、これに限られず、ダイアフラム弁やフロート式弁等の流量を自在に調整出来るものであればあらゆるものを用いることが出来る。

弁２５、３２はその入口側と出口側とで圧力差を生じさせることが出来れば、弁を用いなくても良い。例えば、入口側と出口側とで配管径を変更することによって圧力差を生じさせても良い。

本装置１０００における電解原水の供給は、電解原水供給管２４の一端を水道の蛇口に接続することにより行うことが出来る。この場合、本装置内における電解原水、電解水の移送は、水道水の水圧により行うことが出来る。電解原水供給管２４の一端を水道に接続しない場合、本装置内における電解原水、電解水の移送は、送液ポンプ等を用いて行うことが出来る。

次に、陽極水を製造する本装置について説明する。図４は、陽極水を製造する本装置の一構成例を示す概略構成図である。図４の電解水製造装置２０００においては、電極の極性が逆である以外は図１と同じ構成であるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。

図４においては、電極１１が陰極であり、電極１３が陽極である。また、電解原水供給管２４の一端から供給される電解原水は中性であることを前提として以下説明する。

図１の装置１０００と同様に得られた混合電解水が、隔膜式電解槽１００の第１電解室１０内（陰極室）で電解されて得られる第１電解水はアルカリ性を示す。一方、電解原水が、隔膜式電解槽１００の第２電解室（陽極室）で電解して得られる電解水は酸性を示す。

流量調整バルブ３４を全開にして、第１電解水を全て第１電解水排出管３３から排出するとき、第１電解水は強アルカリ性である。このとき、第２電解原水取出管３５から本装置２０００外に取り出される第２電解水は強酸性である。

流量調整バルブ３４を全閉して、第１電解室で得られる第１電解水（強アルカリ性）の全量を第２電解室に送る場合、第２電解室１２で電解して得られる第２電解水は、第１電解水の混合により中和されて中性に近づく。

流量調整バルブ３４を半開として、第１電解水の一部を第１電解水排出管３３から排出するとき、第１電解水は強アルカリ性である。第１電解水の残部は第２電解室に送られ、第２電解水のｐＨ低下を抑制する（中和作用を有する）。そのため、第２電解水取出管３５から本装置２０００外に取り出される第２電解水は、流量調整バルブ３４の全閉時と比べてｐＨは下降し（酸性側に傾く）、全開時と比べてｐＨは上昇する（アルカリ性側に傾く）。

図５は、本発明の電解水製造装置の他の例を示す概略構成図である。

図３中、３０００は電解水製造装置である。隔膜式電解槽１００等の構成は、図１に示す電解槽の構成と同様であるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。隔膜式電解槽１００内の電極１１、１３は制御装置３０によって極性を切り替えることが出来る。これにより、１台の装置を用いて陽極水及び陰極水の双方が製造出来る。

〔実施例１〕
図１に示す電解水製造装置を構成した。電解槽１００の内部空間は１５ｃｍｘ１０ｃｍｘ０．２ｃｍの直方体である。電解槽１００内には、１４０ｍｍｘ１００ｍｍの板状に形成した白金電極２枚を２ｍｍ間隔に挿入して陽極１１と陰極１３とした。隔膜１４にはポリテトラフルオロエチレンを材料とする非電荷膜（日本ゴアテックス社製のゴアテックスＳＧＴ−０１０−１３５−１（商品名））を用いた。電解槽２００の内部空間は１５ｃｍｘ１０ｃｍｘ０．２ｃｍの直方体である。電解槽２００内に１４０ｍｍｘ１００ｍｍの板状に形成した白金電極２枚を２ｍｍ間隔に挿入して、陽極４１と陰極４３とした。

この装置を用い、水道水（合計塩素濃度１．５ｍｇ／Ｌ）を電解原水として、陰極水を製造した。電解原水は３Ｌ／ｍｉｎの流量で本装置１０００に供給した。第２電解水（陰極水）を、第２電解水取出管３５から３Ｌ／ｍｉｎの流量で取り出せるように流量調整バルブ３４を調整した。隔膜式電解槽１００の電極間に流れる電流は、第２電解室１２（陰極室）内に流れる水の流速１Ｌ／ｍｉｎに対して１．５Ａに設定した。無隔膜式電解槽２００の電極間に流れる電流は、電解室４４内に流れる水の流速１Ｌ／ｍｉｎに対して１．５Ａに設定した。

〔実施例２〕
実施例１と同じ装置を用いて、以下の点を変更して陰極水を製造した。
陰極水を第２電解室１２（陰極室）から２Ｌ／ｍｉｎの流量で取り出せるように流量調整バルブ３４を調整した。無隔膜式電解槽２００の電極間に流れる電流は、電解室４４内に流れる水の流速１Ｌ／ｍｉｎに対して０．５Ａに設定した。

〔比較例１〕
第１電解原水供給管２４ｂに無隔膜電解槽２００が介装されていない以外は、実施例１と同じ構成の装置を用いて、以下の通り陰極水を製造した。
流量調整バルブ３４を全開にして、第１電解室１０（陽極室）から出た水を第１電解水排出管３３から全て排出するようにして陰極水を製造した。第１電解室１０（陽極室）と第２電解室１２（陰極室）とを通過する水の流量比は１：１とした。

〔比較例２〕
比較例１と同じ装置を用いて、以下の点を変更して陰極水を製造した。
流量調整バルブ３４を全閉にして、第１電解室１０（陽極室）から出た水を第２電解室１２に全て送液するようにして、陰極水を製造した。

実施例１、２と比較例１、２で得られた陰極水のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素（ＤＯ）、溶存水素（ＤＨ）、電気伝導度（ＥＣ）を測定した結果を表１に示す。

実施例１においては、単位時間当たりの流量に対する電気量が比較例１及び２よりも大きいにも係わらず、陰極水のｐＨは比較例１及び２よりも低くなっている。また、ＯＲＰについては比較例２と同じように電解原水に還流しているにも係わらず、無隔膜電解装置によって溶存水素量が増加するために低くなっている。表１の溶存酸素量と溶存水素量から考慮すると、溶存酸素と溶存水素がより多く共存しているものと推測出来る。

実施例２においては、単位時間当たりの流量に対する電気量は実施例１と同じであるが、無隔膜電解槽における電解電流を０．５Ａ／ｍｉｎ・ＬにすることでｐＨ及びＯＲＰは高く、溶存酸素量、溶存水素量、電気伝導度は低くなった。各々の電解槽の単位体積当りの電気量をそれぞれ変えることにより電解水のｐＨ、ＯＲＰ、ＤＯ、ＤＨ、ＥＣなどの物性を任意に変えることが出来る。
隔膜式電解槽や無隔膜電解槽の流量や電気量を変化させることで、ｐＨが同じでＯＲＰやＤＯ、ＤＨが異なる電解水や、ＯＲＰが同じでｐＨやＤＯ、ＤＨが異なる電解水を任意に製造することが出来る。

〔実施例３〕
実施例１で用いた電解水製造装置の電極の極性を変えて図４に示す電解水製造装置を構成した。電解槽及び電極は、実施例１、２及び比較例１、２と同様のものを使用した。この電解水製造装置を用い、０．２質量％の塩化ナトリウム水溶液を電解原水として陽極水を製造した。第１電解室（陰極室）から電解原水に還流させ、実施例１の条件に準じて陽極水を製造した。

〔比較例３〕
実施例３と同じ装置を用いて、以下の点を変更して陽極水を製造した。
電解槽に塩化ナトリウム水溶液を３Ｌ／ｍｉｎの流量で供給し、電極間を流れる電流は第１電解室（陽極室）を流れる水の流速１Ｌ／ｍｉｎに対して３Ａに設定した。

実施例３及び比較例３で得られた陽極水のｐＨ、ＯＲＰ、ＤＯ、遊離塩素濃度を表２に示した。

実施例３においては、陰極水を電解原水に混合して陽極側の電解室に導入することにより、陰極水を廃棄することがなく陽極水として再利用することが出来る。

１０００、２０００、３０００・・・電解水製造装置
１００・・・隔膜式電解槽
２００・・・無隔膜電解槽
１０・・・第１電解室
１２・・・第２電解室
１１、１３・・・電極
１４・・・隔膜
１５、１６、１７、１８・・・側壁
２０・・・第２電解室供給口
２１・・・第２電解水取出口
２２・・・第１電解室供給口
２３・・・第１電解水取出口
２４・・・電解原水供給管
２４ａ・・・分岐部
２４ｂ・・・第１電解原水供給管
２４ｃ・・・第２電解原水供給管
２４ｄ・・・合流部
２５、３２・・・弁
２６・・・遊離塩素除去フィルタ
３０・・・極性制御装置
３１・・・還流管
３１ａ・・・分流部
３３・・・第１電解水排出管
３４・・・流量調整バルブ
３５・・・第２電解水取出管
４０、４２、４７、４８・・・側壁
４１、４３・・・電極
４４・・・混合電解室
４５・・・混合電解室供給口
４６・・・混合電解水取出口

Claims (6)

1. 内部に一対の電極を備え、該電極間に張設される隔膜により第１電解室及び第２電解室が形成され、電解によりそれぞれ第１電解水及び第２電解水を生成する隔膜式電解槽と、
   一端が水道の蛇口に接続され水道水を供給し、他端が第１電解室の流入口に接続される第１電解原水供給管と、
   一端から水道水を供給し、他端が第２電解室の流入口に接続される第２電解原水供給管と、
   第１電解原水供給管の流路に介装されてなり、内部に一対の電極を備え電解により混合電解水を生成する無隔膜電解槽と、
   一端が第１電解室の流出口に接続され、他端が第２電解原水供給管に接続される還流管と、
   一端が前記還流管に接続され、他端から第１電解水を取り出す第１電解水排出管と、
   第１電解水排出管に介装され、第１電解水排出管から取り出す第１電解水の流通量を調整する流量調整バルブと、
   一端が第２電解室の流出口に接続され、他端から第２電解水を取り出す第２電解水取出管と、
   を有することを特徴とする電解水製造装置。
2. 第１電解水の流出口と第２電解室の流入口との流路間、又は第２電解水取出管の少なくとも１箇所に遊離塩素除去フィルタが介装される請求項１に記載の電解水製造装置。
3. 前記隔膜式電解槽の一対の電極の極性を変更する手段を設けた請求項１に記載の電解水製造装置。
4. 第２電解原水供給管と還流管との接続部よりも上流側の第２電解原水供給管に水圧調整器を介装してなる請求項１に記載の電解水製造装置。
5. 水道水を無隔膜電解槽に連続的に送り電解して得られる混合電解水を、隔膜式電解槽の一方の電解室に連続的に送り電解し、得られる電解水の一部乃至全部を電解原水と共に、隔膜式電解槽の他方の電解室に連続的に送り電解することにより前記他方の電解室で製造される電解水のｐＨを調整する電解水の製造方法。
6. 請求項１に記載の電解水製造装置を用いて、
   水道水を流量０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎで連続的に無隔膜電解槽に供給し、電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
   前記工程により得られた電解水を連続的に隔膜式電解槽の第１電解室に供給して電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
   第１電解室で電解された電解水の一部乃至全部を水道水と共に連続的に隔膜式電解槽の第２電解室に供給して電解電流０．５〜１０Ａ／Ｌで連続的に電解する工程と、
   を有することを特徴とする電解水の製造方法。

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