電解水生成装置及び電解水生成方法
【課題】弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水のいずれか一つを選択的に、安定して供給可能な電解水生成装置及び電解水生成方法を提供する。
【解決手段】一対の電極を備え、中性膜により第１及び第２の電極室に区画された電解槽と、定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、原水を電解槽に供給する原水供給路と、原水に中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室に入口側と出口側とを接続する循環路と、循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードと、強酸性水を生成する第２の運転モードと、アルカリ水を生成する第３の運転モードのいずれか１つを選択的に供給可能な電解水生成装置及び電解水生成方法である。
【解決手段】一対の電極を備え、中性膜により第１及び第２の電極室に区画された電解槽と、定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、原水を電解槽に供給する原水供給路と、原水に中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室に入口側と出口側とを接続する循環路と、循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードと、強酸性水を生成する第２の運転モードと、アルカリ水を生成する第３の運転モードのいずれか１つを選択的に供給可能な電解水生成装置及び電解水生成方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置及び電解水生成方法に関する。具体的には、一つの装置で、目的・用途に応じて、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか一つの電解水を選択的に生成し、安定したｐＨを維持した電解水を供給することができる電解水生成装置及び電解水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水生成装置において生成される電解水は、アルカリ水（ｐＨ９．０以上）、弱酸性水（ｐＨ３．５を超えてｐＨ６．９以下）、強酸性水（ｐＨ３．０以下）が挙げられる。一般的なアルカリ水（ｐＨ９．０以上）は、脱脂、洗浄、防錆等の効果を有し、強酸性水（ｐＨ３．０以下）は、洗浄、殺菌、アストリンゼント（収れん）効果を有し、弱酸性水（ｐＨ３．５を超えてｐＨ６．９以下）は、洗浄、殺菌、漂白、脱臭、アストリンゼント効果を有するといわれている。
【０００３】
次亜塩素酸水は、ｐＨによって状態が変化することが知られており、ｐＨが２．０〜３．５程度の強酸性水領域では、下記式（１）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が溶存塩素ガス（Ｃｌ２）に変化する。
【数１】
【０００４】
ｐＨが８〜９程度のアルカリ性水領域では、下記式（２）のように、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）と水素イオン（Ｈ＋）に解離し、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンの比が約１：９程度となる。
【数２】
【０００５】
ｐＨが５．０〜６．５の弱酸性水領域では、水中に含まれる遊離塩素濃度中、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が高比率（約９０％以上）で存在する。非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）は、いずれも殺菌効果を有し、水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン(ＣｌＯ−)、溶存塩素ガス(Ｃｌ２)の合計量を遊離塩素濃度として示している。水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）の中で最も殺菌力が強く安全性が高いのは、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、次亜塩素酸の濃度の高いｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水は、口腔内の洗浄、衣類の洗浄、野菜類等の洗浄殺菌、哺乳瓶等の食器の洗浄殺菌、手指の除菌、近年においては歯科用殺菌水(例えば、特許文献１、２)として使用されている。
【０００６】
一般的に、電解水は、陽極と陰極の間に隔膜のない一室型電解槽を用いて生成されるものと、陽極と陰極がイオン交換膜等の隔膜で仕切られた二室型電解槽を用いて生成されるものと、両方を併用するものとがある。例えば、一室型の無隔膜電解槽を用いて、所定濃度の塩酸（ＨＣｌ）水溶液に所定量の食塩（ＮａＣｌ）を溶解させてなる水溶液を電解して、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水を提供する方法が開示されている（特許文献３）。
【０００７】
また、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物塩と、メタケイ酸ナトリウム等の水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む溶液を添加した水を電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させて、強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成させる方法が開示されている（特許文献４）。
【０００８】
さらに、二室型の有隔膜電解槽で水を電解し、得られたアルカリ水と酸性水を一対の排水管から各別に排出し、一室型の無隔膜電解槽で塩化物水溶液を電解して次亜塩素酸水を含む水に調整して、この次亜塩素酸を含む水を排出する排出管を、有隔膜電解槽から排出する排出管に接続して、アルカリ水、酸性水、及び次亜塩素酸水を適宜混合し、ｐＨが３〜７程度で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を多く含むソフト殺菌水と、ｐＨが３以下で塩素（Ｃｌ２）を多く含むハード殺菌水とを供給する装置が開示されている（特許文献５）。
【０００９】
その他に、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリム等の塩化物塩を含む水溶液を電解して、陰極側でｐＨ１０．５〜１３．５の強アルカリ水を生成し、陽極側で塩素ガス（Ｃｌ２）を含む強酸性水を生成して、この強酸性水を水と混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水に調整する、強アルカリ水、強酸性水、次亜塩素酸水の同時生成方法が提案されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／０９８８７０
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０７２６９７
【特許文献３】特開平４−１３１１８４号公報
【特許文献４】特開平９−２６２５８７号公報
【特許文献５】特開平６−３１２１８９号公報
【特許文献６】特開平１０−７６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献３のように、一室型の無隔膜電解槽に供給する原水に、直接塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）や塩化カリウム（ＫＣｌ）等の電解質を溶解させると、電解質が１００％電解されることなく、生成した電解水中に若干のＮａＣｌ、ＫＣｌ成分が溶存し、殺菌、洗浄等に使用した際に、塩化物として残留し、腐食等の原因となる問題がある。
【００１２】
また、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の電解質を含む原水を電気分解した場合、電気分解が進むにつれて、陽極側の次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）の濃度が大きくなり、所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が溶存した好適にはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を供給することが困難になる。所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含有する弱酸性次亜塩素酸水を供給するために、直流電流を大きくしたり、通水流量を減少することが考えられるが、直流電流を大きくしたり、通水流量を減少させた場合には、原水が酸性側に傾きすぎて塩素ガス（Ｃｌ２）濃度が大きくなる場合があり、所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）に調整した弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。例えば、上記特許文献４において、電解槽の陰極側で生成されたアルカリ水の一部を、陽極側で生成された酸性水に添加して、ｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を調整して供給しているが、電気分解が進むとともに、酸性水に混合するアルカリ水の量を変化させて調整しなければならず、安定したｐＨを有し、所望の次亜塩素酸濃度となる弱酸性次亜塩素酸水の供給は困難である。上記特許文献５においても、安定した濃度の弱酸性次亜塩素酸水（ＨＣｌＯ）を生成するためには、無隔膜電解槽における電気分解の程度に応じて、有隔膜電解槽で生成したアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならず、やはり安定した濃度の弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。
【００１３】
ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好適なｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水は、それぞれ適用する用途が異なり、例えば先ずアルカリ水で脂肪分等の汚れ成分の除去（脱脂）を行ってから、次に用途に応じて、弱酸性次亜塩素酸水又は強酸性水で除菌、殺菌等を行う場合がある。このような場合に、アルカリ水、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水を一つの装置で供給することができると利便性が高い。上記特許文献６においては、アルカリ水、強酸性水、ｐＨ３．０〜７．５の次亜塩素酸水の生成が可能であるが、次亜塩素酸水は、陽極側で塩素ガスを含む強酸性水を生成し、この塩素ガスを含む強酸性水と水とを混合して生成しているので、電気分解の程度に応じて、強酸性水と水との混合比率を変化させて調整しなければならず、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含有するように一定のｐＨに調整した弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。また、塩素ガスは毒性、腐食性が強いので、作業者の安全性が脅かされるおそれがあり、周辺機器が腐食する等の問題が生じる場合もある。また、特許文献６の方法では、アルカリ水と、強酸性水と、次亜塩素酸水が同時に生成されるので、アルカリ水と、強酸性水と、次亜塩素酸水のいずれか一つを選択的に用いる場合や、アルカリ水で脱脂、洗浄した後に、次亜塩素酸水又は強酸性水で、洗浄、除菌、殺菌を行う場合のように、アルカリ水、次亜塩素酸水及び／又は強酸性水のいずれかを段階的に用いる場合に利便性が悪いという問題もある。
【００１４】
本発明は、一つの装置で、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水及び好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか一つの電解水を、用途及び目的に応じて選択的したｐＨ領域を安定に保持したままで供給することができる電解水生成装置及び電解水生成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードと、強酸性水を生成する第２の運転モードと、アルカリ水を生成する第３の運転モードのいずれか一つの運転モードの選択が可能な装置又は方法によって、ｐＨ９．０以上のアルカリ水、好ましくはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水、及びｐＨ３．０以下の強酸性水のいずれか一つの電解水を選択的に生成し、安定した供給をすることができ、上記課題を解決できることを見出した。
【００１６】
[１]一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、一対の電極に電流を流すための定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室に流入させる循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されている電解水生成装置に関する。
【００１７】
[２]第１の電極室から排出された電解水に水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を供給して電解水の希釈を可能とする希釈用水供給路と、希釈用水供給路から供給された原水と電解水とを混合する混合槽とを備えた、[１]記載の電解水生成装置に関する。
[３]弱酸性次亜塩素酸水のｐＨが５．０〜６．５であり、強酸性水のｐＨが３．０以下であり、アルカリ水のｐＨが９．０以上である、[１]又は[２]記載の電解水生成装置に関する。
[４]混合槽の下流の電解水排出路に、ｐＨ測定手段と、遊離塩素濃度測定手段と、第１の流量測定手段とを備えた、[２]又は[３]に記載の電解水生成装置に関する。
[５]希釈用水供給路に流量調整手段及び／又は第２の流量測定手段を備えた[２]〜[４]のいのずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[６]循環路に第３の流量測定手段を備えた、[１]〜[５]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[７]中和電解質供給手段が、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を含む水溶液を噴霧するノズル及び定量ポンプによって構成されている、[１]〜[６]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[８]原水供給路に開閉弁を備え、希釈用水路に開閉弁を備えた、[２]〜[７]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[９]固体電解質供給手段が、固体電解質を内部に貯留し、循環路を循環する電解水の導入部及び排出部を有する個体電解質槽を備えた、[１]〜[８]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
【００１８】
[１０]中和電解質が炭酸水素ナトリウムである、[１]〜[９]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１１]固体電解質が塩化物塩と、炭酸塩とを含む、[１]〜[１０]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１２]塩化物塩が塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムであり、炭酸塩が炭酸ナトリウムである、[１１]記載の電解水生成装置に関する。
[１３]第１の電極室の電極を中性膜と密着させて配置し、第２の電極室の電極を中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置した、[１]〜[１２]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１４]電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１つの金属を含む膜を被覆したものである、[１]〜[１３]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１５]第１の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである、[１]〜[１４]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
【００１９】
[１６]一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、一対の電極に一定の電流を流すための定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室に入口側と出口側とを接続する循環路と、第２の電極室の水の出口側から排出される水の一部を再び入口側から第２の電極室に再び第２の電極室に流入させる循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備えた電解水生成装置を用いて、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ性水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ性水を選択的に生成することを特徴とする、電解水生成方法に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一つの装置で、好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、又はｐＨが９．０以上のアルカリ水のいずれか一つを、用途及び目的に応じて、安定したｐＨを維持して、選択的に供給することができ、利便性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の電解水生成装置の一部である、中和電解質供給手段の概略構成を説明する図である。
【図３】本発明の電解水生成装置の一部である、電解槽の概略構成を説明する図である。
【図４】本発明の第１の運転モードを選択し、弱酸性次亜塩素酸水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【図５】本発明の第２の運転モードを選択し、強酸性水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【図６】本発明の第３の運転モードを選択し、アルカリ水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について、図１〜６に基づき説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００２３】
図１は、本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を説明する図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の電解水生成装置１は、一対の電極２，３を備え、中性膜４により第１の電極室５と第２の電極室６に区画され、第１の電極室５に原水を導入して電気分解して電解水を生成する電解槽７と、一対の電極２，３に一定の電流を流すための定電流電源８と、電極の極性を切り替えるための図示を省略した極性切替手段と、第１の電極室５に接続し、原水を電解槽７に供給する原水供給路９と、電解槽７に流入する前の原水供給路９を流通する原水に、中和電解質の選択的に供給する中和電解質供給手段１０と、第２の電極室６に入口側と出口側とを接続する循環路１１と、第２の電極室６出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室６に流入させる循環手段１２と、循環路１１を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段１３と、第１の電極室５で生成された電解水を、第１の電極室５から排水する電解水排出路１４とを備えている。なお、電極２，３に電流が流されない状態（定電流電源８がオフ（停止）の状態）では、電解槽７において原水供給路９から供給された原水の電気分解が行われず、電解水排出路１４には、原水が流通する。
【００２５】
本明細書において、「水」とは、「電解水」、「原水」を含む意味であり、例えば、定電流電源をオフのまま、循環路１１に内に水を循環させる場合、電極２，３に電流が流されていないので、原水供給路９から供給された原水が循環路１１及び第２の電極室６を循環する。一方、定電流電源８をオンにした場合には、電解槽７において電解水が生成され、第２の電極室６内の電解水が循環路１１及び第２の電極室６を循環する。
【００２６】
本明細書において、「電解水」とは、電解槽７において電気分解された水を意味し、「弱酸性次亜塩素酸水」、「強酸性水」及び「アルカリ水」を含む意味である。
また、本明細書において、「原水」とは、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の水を意味する。
【００２７】
さらに本発明の電解水生成装置１は、電解水排出路１４から排出された電解水に水を供給して、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成するための希釈用水供給路１５と、電解水排出路１４から供給された電解水と希釈用水供給路１５から供給された水とを混合する希釈用混合槽１６とを備えていることが好ましい。希釈用水供給路１５は、原水供給路９から分岐させたものでもよい。図１に示す一実施形態の電解水生成装置１においては、原水供給路９から分岐させた希釈用水供給路１５から電解水に、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の水が供給される。
【００２８】
電解水と希釈用の水を混合する混合槽１６の下流側の電解水排出路１４には、電解水排出路１４を流通する電解水のｐＨを測定するｐＨ測定手段（ｐＨセンサ）１７と、遊離塩素濃度測定手段（遊離塩素濃度センサ）１８と、第１の流量測定手段（第１の流量センサ）１９とを備えていることが好ましい。本明細書中、遊離塩素濃度とは、水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン(ＣｌＯ−)及び溶存塩素ガス(Ｃｌ２)の合計量を意味し、水中に存在する残留塩素の濃度を意味する。水中には遊離塩素（ＨＣｌＯ、ＣｌＯ−、Ｃｌ２）が、平衡状態で共存しており、これらの遊離塩素の中でも、殺菌に最も効果があり、安定している塩素の形態は次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度が最も高い（約９０％以上）ｐＨ領域は、ｐＨ５．０〜６．５である。
【００２９】
希釈用水供給路１５には、希釈用水供給路１５を流通する水の流量を調整する流量調整手段（電動流量調整バルブ）２０、及び／又は、希釈用水供給路１５を流通する水の流量を測定する第２の流量測定手段（第２の流量センサ）２１を備えていることが好ましい。
【００３０】
第２の電極室６に入口側と出口側とを接続した循環路１１には、循環路１１を流通する水の流量を測定する第３の流量測定手段（第３の流量センサ）２２を備えていることが好ましい。循環手段１２としては、循環ポンプ等を用いることができる。
【００３１】
図２は、中和電解質供給手段１０の概略構成を説明する図である。図１及び図２に示すように、中和電解質供給手段１０は、中和電解質を収納した補充ボトル１０１と、中和電解質を含む溶液を貯留したタンク１０２と、タンク１０２内の中和電解質溶液量を測定する液体レベルセンサ１０３と、定量ポンプ１０４と、定量ポンプ１０４の先端部に噴霧ノズル１０５を備えた構成とされていることが好ましい。液体レベルセンサ１０３としては、例えばフロート・センサ等が挙げられる。液体レベルセンサ１０３は、タンク１０２内の中和電解質溶液の液量が規定値以下になった時に、ライトの点灯や、アラーム音等を発して、タンク１０２内の中和電解質溶液の液量が規定量を満たしていないことを知らせる機能を備えていることが好ましい。
【００３２】
中和電解質供給手段１０のタンク１０２から定量ポンプ１０４へは、中和電解質溶液供給路１０６を流通して中和電解質溶液が供給され、定量ポンプ１０４から噴霧ノズル１０５へは噴霧管１０７を流通して中和電解質溶液が供給される。噴霧ノズル１０５から原水供給路９を流通する原水に噴霧される中和電解質溶液の霧化粒度の直径は、好ましくは１０〜１００μｍであり、より好ましくは２０〜８０μｍである。このように小さい粒度の中和電解質溶液を噴霧して添加することにより、原水供給路７内を流通する原水に略均一に中和電解質溶液を添加することができ、電解槽７の第１の電極室５で安定したｐＨを有する電解液を生成することができる。
【００３３】
例えば、中和電解質を添加することなく、原水の電気分解のみで弱酸性次亜塩素酸水を生成しようとする場合には、電極に流す電流を大きくするか、電極槽に供給する原水の量を少なくして、正極（陽極）側で生成される塩素（Ｃｌ２）量を多くし、この塩素が水（Ｈ２Ｏ）と反応して生成される次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）量を多くする必要がある。しかし、電流を大きくする、供給する原水の量を減少する方法では、塩素（Ｃｌ２）の生成量をコントロールすることが難しく、塩素（Ｃｌ２）の生成量が多くなるとｐＨが低下し、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の含有量が多く含まれるｐＨ５．０〜６．５となるように電解水のｐＨを調整することが困難となる。電解槽７に供給される原水に、予め中和電解質を略均一に添加することによって、ｐＨを低下させることなく、最も次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）含有量の多くなるｐＨ５．０〜６．５となるように電解水のｐＨを調整することができる。弱酸性次亜塩素酸水は、好ましくはｐＨ３．５を超えて７．０以下、より好ましくはｐＨ４．０〜６．９、さらに好ましくはｐＨ５．０〜６．５である。
【００３４】
中和電解質は、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）であることが好ましい。予め中和電解質として、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を原水に添加することによって、電解槽７において電気分解時に中和反応が生じ、酸性側に大きく傾くことなく、最も次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が高くなるｐＨ５．０〜６．５の好適範囲にｐＨを調整した電解水を得ることが可能となる。炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３：別名重炭酸ナトリウム、重炭酸ソーダ）は、厚生労働省で定められた食品添加物であり、炭酸水素ナトリウムを中和電解質として生成した電解水は、安全性が高く、例えば口腔内洗浄等に好適に用いることができる。炭酸水素ナトリウムを含む溶液を、定量ポンプ１０４及び噴霧ノズル１０５を備えた構成とされている中和電解質供給手段１０によって、原水に供給することにより、一定量の炭酸水素ナトリウムを略均一に原水に供給することができ、電解槽７において、一定の電流が流れる電極２，３によって、ｐＨや遊離塩素酸濃度が一定の範囲であり、安定したｐＨ及び次亜塩素酸濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成することが可能となる。
【００３５】
固体電解質供給手段１３は、固体電解質を内部に貯留する固体電解質槽からなることが好ましく、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３内の固体電解質の量を測定する固体物測定手段（固体物センサ）２３を備えていることが好ましい。固体物センサ２３としては、固体電解質槽内部を目視で確認できる確認用の透明窓や、固体電解質槽１３内部の固体物を赤外線で確認する赤外線センサ等が挙げられる。固体物センサ２３は、固体電解質槽１３に貯留した固体電解質が規定量以下になったときにライト等を点灯し、又はアラーム音等を発して、固体電解槽１３内部の固体電気質が規定量を満たしていないことを知らせる機能を備えていることが好ましい。電解質を固体化することにより固体電解質槽１３内を循環路１１から供給される水が流通することによって、粉末状の電解質を使用した場合に溶解していない粉末状の電解質が循環路１１に流出して、循環路１１が詰まったり、粉末状の電解質が電極３に付着して電気分解を妨げたりする等の不都合を回避することができる。また、循環路１１を流通する水が飽和するまで、固体電解質槽１３から電解質が供給され、電気分解によって消耗した電解質を供給することができる。
【００３６】
固体電解質は、塩化物塩と、炭酸塩とを含むものであることが好ましい。電解槽５の循環側の電極３を陽極（正極）とした場合、陽極側にマイナスイオン（ＯＨ−、Ｃｌ−等）が引き付けられて、毒性、腐食性が強い塩素ガス（Ｃｌ２）が発生する。本発明は、固体電解質として塩化物塩と炭酸塩を併用することによって、中和反応により塩素ガス（Ｃｌ２）の生成を抑制することができる。塩化物塩と炭酸塩の比は、特に限定されるものではないが、塩化物塩１００質量部に対して、炭酸塩が好ましくは１０〜５０質量部、より好ましくは１０〜３０質量部である。
【００３７】
塩化物塩としては、例えば厚生労働省で食品添加物として定められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。中でも、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。炭酸塩として、例えば厚生労働省で食品添加物として定められている、炭酸カリウム、炭酸カルシウム及び炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の炭酸塩を用いることができる。中でも、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性、水和物形成性などを考慮した場合には、炭酸ナトリウムを使用することが好ましい。これらの塩化物塩及び炭酸塩は、厚生労働省で定められた食品添加物であり、これらの固体電解質を用いて生成した電解水は安全性が高く、例えば口腔内洗浄等に好適に用いることができる。
【００３８】
さらに本発明は、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７と、遊離塩素濃度センサ１８と、第１の流量センサ１９と、希釈用水供給路１５に設けた第２の流量センサ２１と、循環路１１に設けた第３の流量センサ２２で測定した水の流量信号に基づいて、定電流電源８の駆動の開始（オン）／停止（オフ）を選択し、電極槽７の一対の電極２，３に一定の電流を流す機能を備えた制御部２４を備えることが好ましい。また、制御部２４は、第１の流量センサ１９で測定した電解水排出路１４を流通する電解水の流量信号、第２の流量センサ２１で測定した希釈用水排水路１５を流通する希釈用の水の流量信号、第３の流量センサ２２で測定した循環路１１を流通する水の流量信号を検知し、これらの水の流量が規定値以下である場合には、電極槽７内の電極２，３及び中性膜４を保護するために、定電流電源８を自動的に停止（オフ）する機能を備えていることが好ましい。また、定電流電源８を自動的に停止（オフ）した場合には、ライトの点灯、又はアラーム音等を発して、定電流電源８のオフを知らせる機能を備えていることが好ましい。さらに制御部２４は、一対の電極２，３の極性を切り替えるリレー部品（マグネット・リレー）等の極性切替手段を制御する機能を備えていることが好ましい。
【００３９】
制御部２４は、ｐＨセンサ１７と、第１の流量センサ１９で測定した電解水排出路１４を流通する電解水の流量信号、第３の流量センサ２２で測定した循環路１１を流通する水の流量信号をポンプコントローラ２５に伝達し、ポンプコントローラ２５により、中和電解質供給手段１０の定量ポンプ１０４の回転速度を変化させて、中和電解質溶液の供給量を調整する制御機能を備えることが好ましい。
【００４０】
制御部２４は、ｐＨセンサ１７と、遊離塩素濃度センサ１８と、第１の流量センサ１９で測定した電解液排出路１４を流通する電解水に基づく各信号と、第２の流量センサ２１で測定した希釈用水供給路１５を流通する水の流量信号とを、流量コントローラ２６に伝達し、流量コントローラ２６により、希釈用水供給路１５に備えた電動流量調整バルブ２０の開閉量を調整して、希釈用の水の流量を調整する制御機能を備えることが好ましい。
【００４１】
原水供給路９には、原水を電解槽７に供給する原水供給路９から分岐する分岐排出路２７を備えることが好ましい。分岐排出路２７は、固体電解質槽１３と連結する排出用連結路２８を備えていることが好ましい。分岐排出路２７によって、電解水生成装置１を作動させない場合等に、電解槽７に供給する必要がなくなった原水を電解水生成装置１の外部に排出することができ、排出用連結路２８によって、電解水生成装置１を作動させない場合等に、固体電解質槽１３にたまっている水を外部に排出することができる。
【００４２】
制御部２４には、シーケンサ制御回路を備えた制御機や、ＣＰＵボード等を備えていてもよい。
【００４３】
本発明の電解水生成装置１は、原水供給路９に第１の電磁弁ＳＶ１を備え、希釈用水供給路１５に第２の電磁弁ＳＶ２を備え、分岐排出路２７に第３の電磁弁ＳＶ３を備えて構成されることが好ましい。これらの第１〜３の電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３の開閉を自動選択する機能を制御部２４に備えて構成されることが好ましい。
【００４４】
原水供給路９には、さらに流量調整手段（流量調整バルブ）２７を備えていることが好ましい。原水供給路９に設けた流量調整バルブ２７は、手動等により予め原水供給路９を流通させる原水の量を決定することが可能である。制御部２４に、原水供給路９に設けた流量調整バルブ２７の開閉量を制御して、原水供給路９を流通する原水の流量の調整が可能となる制御機能を備えてもよい。
【００４５】
図３は、本発明の電解水生成装置１の一部を示し、電解槽７の好適な一実施形態の概略構成を説明する図である。
図３に示すように、本発明の電解水生成装置１は、電解槽７において、第１の電極室５の電極２を中性膜４と密着させて配置し、第２の電極室６の電極３を中性膜４から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置することが好ましい。このように電極２，３を配置することによって、電気分解によって生成されるイオンの透過率が向上する。例えば、第１の電極室５の電極２を正極（陽極）とし、中和電解質供給手段１０から中和電解質として炭酸ナトリウムを添加した原水が電解槽７に供給された場合、中性膜４を通って第１の電極室に移動したマイナスイオンが中性膜４に密着している電極２に電子を放出しやすくなり、第１の電極室５において、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、塩素（Ｃｌ２）を生成しやすくなる。例えば、第２の電極室６の電極３を負極とした場合、電極３が中性膜４を通って第２の電極室６に移動したプラスイオンは、中性膜４から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置された電極３に引き寄せられて、電極３から電子を受け取り、第２の電極室６でアルカリ水が生成されて、循環路１１を流通する。中性膜４としては、例えば合成樹脂製の膜等が挙げられる。合成樹脂製の膜には分子レベルの微孔が有り、水の透過が僅かである一方、イオン分子は透過するからである。
【００４６】
電極２，３は、溶解性が低いチタン又はチタン合金からなる基材に、比較的溶解性が低く、通電性の良好な白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む膜を被覆したものであることが好ましい。より好ましくは、第１の電極室５に設ける電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室６に設ける電極３が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである。第１の電極室５に設ける電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものである場合、イリジウムの触媒作用により、弱酸性次亜塩素酸水が効率よく生成される。一方、循環路１１が接続された第２の電極室６は、弱酸性次亜塩素酸水が生成されることはないので、イリジウムの触媒作用を必要とせず、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものを用いることができる。電極の形状は特に限定することなく適宜選択した形状の電極を使用することができる。好適には、電解槽７に供給された原水の電気分解が効率よく行われるように、エキスパンド、丸孔、十字孔、角孔、スリット状の長孔が形成された電極を使用することが好ましい。
【００４７】
本発明の電解水生成装置１は、
（１）極性切替手段により、電解槽７における第１の電極室５に設けた電極２を陽極とし、第２の電極室６に設けた電極３を陰極として、中和電解質供給手段１０から中和電解質（例えば、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））が添加された原水を第１の電極室５に供給し、第１の電極室５で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
（２）極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極とし、中和電解質供給手段１０により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室５に供給して、第１の電極室５で強酸性水を生成し、第２の電極室６でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
（３）極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陰極とし、第２の電極室６の電極３を陽極とし、中和電解質供給手段１０により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室５に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室６で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されている。
電解水生成装置１は、第１〜３の運転モードを選択し、選択した運転モードに対応するように、極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替える制御機能を、例えば制御部２４に備えていることが好ましい。
【００４８】
次に、本発明の図１に示す電解水生成装置１を用いて、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水のいずれか一つの電解水を生成する方法について詳述する。
【００４９】
[第１の運転モード：弱酸性次亜塩素酸水の生成]
本発明の図１に示す電解水生成装置１を用いて、第１の運転モードを選択し、好ましくはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させ、定量ポンプ１０４の稼動により噴霧ノズル１０５から中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加する。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量信号を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量信号を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を負極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された弱酸性次亜塩素酸水が排出される。電解水排出路１４を流通する弱酸性次亜塩素酸水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ５．０〜６．５の範囲であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ５．０未満の場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を速くして中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム）の添加量を増加する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ６．５を超えている場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を遅くして中和電解質の添加量を減少する。
【００５０】
図４は、第１の運転モードを選択し、弱酸性次亜塩素酸水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。なお、図４〜６においては、第１の電極室５の電極２、第２の電極室６の電極３は、両方とも中性膜４から間隔をあけて配置しているが、第１の電極室５の電極２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極３は、中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔をあけて配置することが好ましい。
【００５１】
図４に示すように、第１の電極室（陽極側）５では、以下の反応を生じる。
【数３】
【００５２】
原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質として例えば炭酸水素ナトリウムが添加されている場合には、第１の電極室（陽極側）５では、さらに以下の反応を生じる。
【数４】
【００５３】
原水に炭酸水素ナトリウムが添加されることによって、上記式（６）に示す中和反応が生じ、電解水生成側の電解水が大きく酸性側に傾くことなく、水中の遊離塩素濃度中の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度が約９０％以上と高くなるｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。
【００５４】
一方、第２の電極室（陰極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１３によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数５】
【００５５】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、電極３（陰極）に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第２の電極室６（陰極側）の水はアルカリ水となる。第２の電極室６で生成した塩素イオン（Ｃｌ−）と一部の水酸化物イオン（ＯＨ−）は、電極２（陽極）に引き付けられて、中性膜４を通って、第１の電極室（陽極側）５に移動し、塩素ガス（Ｃｌ２）、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、塩化水素（ＨＣｌ）、水（Ｈ２Ｏ）を生成する。
【００５６】
電解水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度は、理論上、電極２,３に流した電流値から得ることができる。次亜塩素酸(ＨＣｌＯ)は下記式（４）、（５）の反応によって生成される。
【００５７】
【数６】
【００５８】
電解反応効率が１００％、電極２，３に流す直流電流２５アンペア（Ａ）、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の原水を電解槽７に供給した場合、理論上、下記式（１３）〜（１６）により次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が約４１１．８１ｍｇ／Ｌ（４１１．８１ｐｐｍ）の弱酸性次亜塩素酸水が生成される。
【００５９】
【数７】
【００６０】
本発明によれば、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を電極２，３に流すことによって、１Ｌ／分の流量で３８９〜４００ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を生成することができ、この数値は、理論値（４１１．８３ｍｇ）とほぼ同程度の数値であり、効率良く、かつ水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度（約９０％以上）で含むｐＨ５．０〜６．５を維持した弱酸性次亜塩素酸水を安定して生成することができる。本発明によれば、原水の供給流量及び原水の温度に影響を受けることなく、電極に付着した付着物等による電気抵抗の影響を抑制して、安定した高濃度の次亜塩素酸(ＨＣｌＯ)を含有する弱酸性次亜塩素酸水を提供することができる。従来のように、例えば電流を大きくしたり、原水の流量を減少することによって、弱酸性次亜塩素酸水を生成すると、生成された電解水のｐＨも増減するので、次亜塩素酸を高濃度で含むｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成することが難しくなる。
【００６１】
次に、第１の運転モードにおいて、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を得るための操作について説明する。第１の運転モードにおいて、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を得るために、電解槽７で得られた弱酸性次亜塩素酸水に、希釈用水供給路１５から水を供給し、弱酸性次亜塩素酸水と希釈用の水とを混合することによって、所望の濃度の次亜塩素酸を含有する弱酸性次亜塩素酸水を生成することが可能となる。
【００６２】
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、電解槽７に原水を供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。さらに希釈水供給路１５の電磁弁ＳＶ３を開き、希釈混合部１６に希釈用の水を供給する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させ、定量ポンプ１０４の稼動により噴霧ノズル１０５から中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加する。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知し、さらに希釈用水供給路１５に設けた第３の流量センサ２１が希釈用水供給路１５を流通する水の流量を感知し、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を陰極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された弱酸性次亜塩素酸水が排出される。電解水排出路１４を流通する弱酸性次亜塩素酸水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ５．０〜６．５の範囲であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ５．０未満の場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を速くして中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム）の添加量を増加する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ６．５を超えている場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を遅くして中和電解質の添加量を減少する。
（ｖ）さらに、電解水排出路１４に設けた遊離塩素濃度センサ１８が、電解水排出路１４を流通する電解水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度を検知し、弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度が所望の濃度となるように、制御部２４から流量コントローラ２６に信号を発信し、流量コントローラ２６によって、希釈用水供給路１５に設けられた電動流量調整バルブ２０の開閉が調整し、希釈用混合槽１６に供給される希釈用の水の量を調整する。
【００６３】
上記のように、電解水生成装置１に、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を電極２，３に流すことによって、１Ｌ／分の流量で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度が４００ｐｐｍであり、かつｐＨ５．０〜６．５に維持した弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。このｐＨ５．０〜６．５を維持した弱酸性次亜塩素酸水は、水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度（約９０％以上）で含むので、例えば、次亜塩素酸濃度８０ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を得る場合には、希釈用水供給路１５から４Ｌ／分の流量の希釈用の水が希釈用混合槽１６に供給されるように、制御部２４から流量コントローラ２６に信号を発する。次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が４００ｐｐｍの電解水（１Ｌ／分）と、希釈用の水（４Ｌ／分）を混合することによって、理論上、４００ｐｐｍの５分の１の濃度である８０ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。例えば制御部２４に、「４０ｐｐｍ」、「５０ｐｐｍ」、「８０ｐｐｍ」、「１００ｐｐｍ」、「４００ｐｐｍ」等のボタンを設け、これらのボタンを選択することによって、希釈用水供給路１５から希釈用混合槽１６に９Ｌ／分、７Ｌ／分、４Ｌ／分、１Ｌ／分、０Ｌ／分の希釈用の水が供給され、選択したボタンの濃度の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含有する弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。
【００６４】
[第２の運転モード：強酸性水の生成]
次に、第２の運転モードを選択し、強酸性水、好ましくはｐＨ３．０以下の強酸性水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させることなく、中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加しない。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を負極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された強酸性水が排出される。電解水排出路１４を流通する強酸性水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ３．０以下であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。
（v）さらに、ｐＨセンサ１７にて検知した電解水（強酸性水）のｐＨの数値が低い場合には、希釈水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成した強酸性水と水とを混合することによって、所望の濃度の強酸性水を生成することが可能となる。
【００６５】
図４は、強酸性水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【００６６】
図４に示すように、第１の電極室（陽極側）５では、以下の反応を生じる。
【数８】
【００６７】
強酸性水生成時には、原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質が添加されず、ｐＨが３．０以下と酸性側に傾いていることから、上記式（５’）に示すように、生成された次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が再び塩素ガス（Ｃｌ２）に変化し、電解水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が低減する。
【００６８】
一方、第２の電極室（負極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１２によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数９】
【００６９】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、電極３（負極）に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第２の電極室６（陰極側）の水はアルカリ水となる。
【００７０】
第２の運転モードにおいても、希釈用水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成した強酸性水と水とを混合することによって、所望の濃度の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）及び塩素（Ｃｌ２）を含有する強酸性水を生成することが可能となる。
【００７１】
[第３の運転モード：アルカリ水の生成]
次に、第３の運転モードを選択し、アルカリ水、好ましくはｐＨ９．０以上のアルカリ水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させることなく、中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加しない。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陰極にし、第２の電極室６の電極３を陽極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成されたアルカリ水が排出される。電解水排出路１４を流通するアルカリ水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ９．０以上であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。
（v）さらに、ｐＨセンサ１７にて検知した電解水（アルカリ水）のｐＨの数値が高い場合には、希釈水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成したアルカリ水と水とを混合することによって、所望の濃度のアルカリ水を生成することが可能となる。
【００７２】
図５は、アルカリ水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【００７３】
図５に示すように、第１の電極室（陰極側）５では、以下の反応を生じる。
【数１０】
【００７４】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、第１の電極室（陰極側）５に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第１の電極室５（陰極側）の電解水がアルカリ水となり、電解水排出路１４からアルカリ水を供給することができる。
【００７５】
一方、第２の電極室（陽極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１３によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数１１】
【００７６】
第３の運転モードでは、原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質が添加されず、第２の電極室（陽極側）６で生成される電解水は、ｐＨが３．０以下の酸性側に傾きやすく、上記式（５’）に示すように、生成された次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が再び塩素ガス（Ｃｌ２）に変化し、電解水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が低減した強酸性水及び／又は弱酸性次亜塩素酸水となる。
【実施例】
【００７７】
[第１の運転モード：弱酸性次亜塩素酸水の生成]
（実施例１）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。
【００７８】
第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００７９】
第１の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加された原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、１分ごとに５分間、得られた電解水（弱酸性次亜塩素酸水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表２に示す。
【００８０】
（実施例２）
第１の運転モードを選択し、噴霧ノズル１０５を用いることなく、実施例１と同様の電解質溶液を、直径約２ｍｍの液滴状態で、６ｍＬ／分の流量で原水に添加したこと以外は、実施例１と同様にして、１分ごとに５分間、得られた電解水（弱酸性次亜塩素酸水）のｐＨを測定した。結果を表２に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
表１に示すように、実施例１の中和電解質溶液を噴霧ノズルによって原水に添加した場合は、電解水のｐＨ値は、５分間で大きな変化がなく、ｐＨ５．０〜６．５の範囲で安定しており、安定した高濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成することができることが確認できた。一方、実施例２の中和電解質溶液を平均直径が約２ｍｍの液滴状態で原水に添加した場合は、電解水のｐＨ値にばらつきがあり、ｐＨ６．５を超えてしまう場合もあった。
【００８３】
（実施例３）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、一対の電極（陽極、陰極）２，３の両方を中性膜４に密着させて配置した。第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に、３．１ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨをｐＨセンサ１７により測定し、遊離塩素濃度を遊離塩素濃度センサ１８を用いて測定した。なお、ｐＨセンサ１７で測定する１回の採取水量は５０ｍｌとし、電極２，３に電流を流してから、３分後に、ｐＨ及び遊離塩素濃度を測定した。測定した遊離塩素濃度から、実施例３と同様の条件で電気分解した場合の弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸濃度の理論値を下記のように算出し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
遊離塩素濃度の理論値の算出式
【数１２】
【００８４】
（実施例４）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極（陽極）２を中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３を中性膜から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給したこと以外は、実施例３と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
【００８５】
（実施例５）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、一対の電極（陽極、陰極）２，３の両方を中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、５．８ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給したこと以外は、実施例３と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
【００８６】
【表２】
【００８７】
表２に示すように、第１の運転モードにおいて、電解水を生成する側の電極（陽極）２を中性膜４に密着させて配置し、循環側の電極（陰極）３を中性膜から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した場合（実施例４）には、電気分解によって生成されるイオンの中性膜への透過率が向上し、遊離塩素濃度がほぼ理論値と同程度であり、かつｐＨ５．０〜６．５であり、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含む弱酸性次亜塩素酸水を生成することができた。一方、電極２，３の両方を中性膜４に密着させて配置し（実施例３）、又は、電極２，３の両方を中性膜４から同距離の間隔をあけて配置した場合（実施例５）には、実施例４の場合と比べて、弱酸性次亜塩素酸水中に含まれる遊離塩素濃度が低下し、ｐＨもバラツキが生じた。
【００８８】
（実施例６）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含み、イリジウムは含まない膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。
第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨをｐＨセンサ１７により測定し、遊離塩素濃度を遊離塩素濃度センサ１８を用いて測定した。なお、ｐＨセンサ１７で測定する１回の採取水量は５０ｍｌとし、電極２，３に電流を流してから、３分後に、ｐＨ及び遊離塩素濃度を測定した。測定した遊離塩素濃度から、実施例３と同様の条件で電気分解した場合の弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸濃度の理論値を算出し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表３に示す。
【００８９】
（実施例７）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金を含み、イリジウムを含まない膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表３に示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
表３の実施例６に示すように、第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものである場合、イリジウムの触媒作用により、理論値に対して、遊離塩素濃度が９４．５％と理論値に近く、かつｐＨが６．３と次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含む弱酸性次亜塩素酸水を効率よく生成することができた。一方、表３の実施例７に示すように、第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含み、イリジウムを含まない膜を被覆したものである場合、実施例６の場合と比べて、理論値に対して、遊離塩素濃度が３７．２％と低く、かつｐＨが７．２と次亜塩素酸の濃度が低い弱酸性次亜塩素酸水が生成された。
【００９２】
[第２の運転モード：強酸性水の生成]
（実施例８）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第２の運転モードを選択し、中和電解質を添加することなく、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第２の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００９３】
第２の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加されていない原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、３分後に、得られた電解水（強酸性水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表４に示す。表４に示すように、ｐＨ３．０以下の強酸性水が得られた。
【００９４】
【表４】
【００９５】
[第３の運転モード：アルカリ水の生成]
（実施例９）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第３の運転モードを選択し、中和電解質を添加することなく、第１の電極室５の電極２を陰極とし、第２の電極室６の電極３を陽極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第３の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陰極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陽極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陰極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陽極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００９６】
第３の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加されていない原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、３分後に、得られた電解水（アルカリ水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表５に示す。表５に示すように、ｐＨ９．０以上のアルカリ水が得られた。
【００９７】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明によれば、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好適なｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか１つの電解水を選択的に安定して生成することができ、それぞれ適用する用途が異なる弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水、又はアルカリ水を選択的に一つの装置で供給することができ、利便性が高く、病院、歯医者等の医療機関や、工場等において使用することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 電解水生成装置
２ 電極
３ 電極
４ 中性膜
５ 第１の電極室
６ 第２の電極室
７ 電解槽
８ 定電流電源
９ 原水供給路
１０ 中和電解質供給手段
１１ 循環路
１２ 循環手段（循環ポンプ）
１３ 固体電解質供給手段（固体電解槽）
１４ 電解水排出路
１５ 希釈用水供給路
１６ 希釈用混合槽
１７ ｐＨ測定手段（ｐＨセンサ）
１８ 遊離塩素濃度測定手段（遊離塩素濃度センサ）
１９ 第１の流量測定手段（第１の流量センサ）
２０ 流量調整手段（電動流量調整バルブ）
２１ 第２の流量測定手段（第２の流量センサ）
２２ 第３の流量測定手段（第３の流量センサ）
２３ 固体物センサ
２４ 制御部
２５ ポンプコントローラ
２６ 流量コントローラ
２７ 分岐排出路
２８ 排出用連結路
１０１ 補充ボトル
１０２ タンク
１０３ 液体レベルセンサ
１０４ 定量ポンプ
１０５ 噴霧ノズル
１０６ 中和電解質溶液供給路
１０７ 噴霧管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置及び電解水生成方法に関する。具体的には、一つの装置で、目的・用途に応じて、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか一つの電解水を選択的に生成し、安定したｐＨを維持した電解水を供給することができる電解水生成装置及び電解水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水生成装置において生成される電解水は、アルカリ水（ｐＨ９．０以上）、弱酸性水（ｐＨ３．５を超えてｐＨ６．９以下）、強酸性水（ｐＨ３．０以下）が挙げられる。一般的なアルカリ水（ｐＨ９．０以上）は、脱脂、洗浄、防錆等の効果を有し、強酸性水（ｐＨ３．０以下）は、洗浄、殺菌、アストリンゼント（収れん）効果を有し、弱酸性水（ｐＨ３．５を超えてｐＨ６．９以下）は、洗浄、殺菌、漂白、脱臭、アストリンゼント効果を有するといわれている。
【０００３】
次亜塩素酸水は、ｐＨによって状態が変化することが知られており、ｐＨが２．０〜３．５程度の強酸性水領域では、下記式（１）の反応によって、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が溶存塩素ガス（Ｃｌ２）に変化する。
【数１】
【０００４】
ｐＨが８〜９程度のアルカリ性水領域では、下記式（２）のように、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）と水素イオン（Ｈ＋）に解離し、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンの比が約１：９程度となる。
【数２】
【０００５】
ｐＨが５．０〜６．５の弱酸性水領域では、水中に含まれる遊離塩素濃度中、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が高比率（約９０％以上）で存在する。非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）は、いずれも殺菌効果を有し、水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン(ＣｌＯ−)、溶存塩素ガス(Ｃｌ２)の合計量を遊離塩素濃度として示している。水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、溶存塩素ガス（Ｃｌ２）の中で最も殺菌力が強く安全性が高いのは、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、次亜塩素酸の濃度の高いｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水は、口腔内の洗浄、衣類の洗浄、野菜類等の洗浄殺菌、哺乳瓶等の食器の洗浄殺菌、手指の除菌、近年においては歯科用殺菌水(例えば、特許文献１、２)として使用されている。
【０００６】
一般的に、電解水は、陽極と陰極の間に隔膜のない一室型電解槽を用いて生成されるものと、陽極と陰極がイオン交換膜等の隔膜で仕切られた二室型電解槽を用いて生成されるものと、両方を併用するものとがある。例えば、一室型の無隔膜電解槽を用いて、所定濃度の塩酸（ＨＣｌ）水溶液に所定量の食塩（ＮａＣｌ）を溶解させてなる水溶液を電解して、ｐＨ３〜７の次亜塩素酸水を提供する方法が開示されている（特許文献３）。
【０００７】
また、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物塩と、メタケイ酸ナトリウム等の水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む溶液を添加した水を電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させて、強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成させる方法が開示されている（特許文献４）。
【０００８】
さらに、二室型の有隔膜電解槽で水を電解し、得られたアルカリ水と酸性水を一対の排水管から各別に排出し、一室型の無隔膜電解槽で塩化物水溶液を電解して次亜塩素酸水を含む水に調整して、この次亜塩素酸を含む水を排出する排出管を、有隔膜電解槽から排出する排出管に接続して、アルカリ水、酸性水、及び次亜塩素酸水を適宜混合し、ｐＨが３〜７程度で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を多く含むソフト殺菌水と、ｐＨが３以下で塩素（Ｃｌ２）を多く含むハード殺菌水とを供給する装置が開示されている（特許文献５）。
【０００９】
その他に、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリム等の塩化物塩を含む水溶液を電解して、陰極側でｐＨ１０．５〜１３．５の強アルカリ水を生成し、陽極側で塩素ガス（Ｃｌ２）を含む強酸性水を生成して、この強酸性水を水と混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸水に調整する、強アルカリ水、強酸性水、次亜塩素酸水の同時生成方法が提案されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／０９８８７０
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０７２６９７
【特許文献３】特開平４−１３１１８４号公報
【特許文献４】特開平９−２６２５８７号公報
【特許文献５】特開平６−３１２１８９号公報
【特許文献６】特開平１０−７６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献３のように、一室型の無隔膜電解槽に供給する原水に、直接塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）や塩化カリウム（ＫＣｌ）等の電解質を溶解させると、電解質が１００％電解されることなく、生成した電解水中に若干のＮａＣｌ、ＫＣｌ成分が溶存し、殺菌、洗浄等に使用した際に、塩化物として残留し、腐食等の原因となる問題がある。
【００１２】
また、二室型の有隔膜電解槽で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の電解質を含む原水を電気分解した場合、電気分解が進むにつれて、陽極側の次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）の濃度が大きくなり、所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が溶存した好適にはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を供給することが困難になる。所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含有する弱酸性次亜塩素酸水を供給するために、直流電流を大きくしたり、通水流量を減少することが考えられるが、直流電流を大きくしたり、通水流量を減少させた場合には、原水が酸性側に傾きすぎて塩素ガス（Ｃｌ２）濃度が大きくなる場合があり、所望の濃度の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）に調整した弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。例えば、上記特許文献４において、電解槽の陰極側で生成されたアルカリ水の一部を、陽極側で生成された酸性水に添加して、ｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を調整して供給しているが、電気分解が進むとともに、酸性水に混合するアルカリ水の量を変化させて調整しなければならず、安定したｐＨを有し、所望の次亜塩素酸濃度となる弱酸性次亜塩素酸水の供給は困難である。上記特許文献５においても、安定した濃度の弱酸性次亜塩素酸水（ＨＣｌＯ）を生成するためには、無隔膜電解槽における電気分解の程度に応じて、有隔膜電解槽で生成したアルカリ水と酸性水の混合比率を変化させて調整しなければならず、やはり安定した濃度の弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。
【００１３】
ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好適なｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水は、それぞれ適用する用途が異なり、例えば先ずアルカリ水で脂肪分等の汚れ成分の除去（脱脂）を行ってから、次に用途に応じて、弱酸性次亜塩素酸水又は強酸性水で除菌、殺菌等を行う場合がある。このような場合に、アルカリ水、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水を一つの装置で供給することができると利便性が高い。上記特許文献６においては、アルカリ水、強酸性水、ｐＨ３．０〜７．５の次亜塩素酸水の生成が可能であるが、次亜塩素酸水は、陽極側で塩素ガスを含む強酸性水を生成し、この塩素ガスを含む強酸性水と水とを混合して生成しているので、電気分解の程度に応じて、強酸性水と水との混合比率を変化させて調整しなければならず、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含有するように一定のｐＨに調整した弱酸性次亜塩素酸水を供給することは困難である。また、塩素ガスは毒性、腐食性が強いので、作業者の安全性が脅かされるおそれがあり、周辺機器が腐食する等の問題が生じる場合もある。また、特許文献６の方法では、アルカリ水と、強酸性水と、次亜塩素酸水が同時に生成されるので、アルカリ水と、強酸性水と、次亜塩素酸水のいずれか一つを選択的に用いる場合や、アルカリ水で脱脂、洗浄した後に、次亜塩素酸水又は強酸性水で、洗浄、除菌、殺菌を行う場合のように、アルカリ水、次亜塩素酸水及び／又は強酸性水のいずれかを段階的に用いる場合に利便性が悪いという問題もある。
【００１４】
本発明は、一つの装置で、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水及び好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか一つの電解水を、用途及び目的に応じて選択的したｐＨ領域を安定に保持したままで供給することができる電解水生成装置及び電解水生成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、弱酸性次亜塩素酸水を生成する第１の運転モードと、強酸性水を生成する第２の運転モードと、アルカリ水を生成する第３の運転モードのいずれか一つの運転モードの選択が可能な装置又は方法によって、ｐＨ９．０以上のアルカリ水、好ましくはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水、及びｐＨ３．０以下の強酸性水のいずれか一つの電解水を選択的に生成し、安定した供給をすることができ、上記課題を解決できることを見出した。
【００１６】
[１]一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、一対の電極に電流を流すための定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室に流入させる循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されている電解水生成装置に関する。
【００１７】
[２]第１の電極室から排出された電解水に水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を供給して電解水の希釈を可能とする希釈用水供給路と、希釈用水供給路から供給された原水と電解水とを混合する混合槽とを備えた、[１]記載の電解水生成装置に関する。
[３]弱酸性次亜塩素酸水のｐＨが５．０〜６．５であり、強酸性水のｐＨが３．０以下であり、アルカリ水のｐＨが９．０以上である、[１]又は[２]記載の電解水生成装置に関する。
[４]混合槽の下流の電解水排出路に、ｐＨ測定手段と、遊離塩素濃度測定手段と、第１の流量測定手段とを備えた、[２]又は[３]に記載の電解水生成装置に関する。
[５]希釈用水供給路に流量調整手段及び／又は第２の流量測定手段を備えた[２]〜[４]のいのずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[６]循環路に第３の流量測定手段を備えた、[１]〜[５]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[７]中和電解質供給手段が、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を含む水溶液を噴霧するノズル及び定量ポンプによって構成されている、[１]〜[６]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[８]原水供給路に開閉弁を備え、希釈用水路に開閉弁を備えた、[２]〜[７]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[９]固体電解質供給手段が、固体電解質を内部に貯留し、循環路を循環する電解水の導入部及び排出部を有する個体電解質槽を備えた、[１]〜[８]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
【００１８】
[１０]中和電解質が炭酸水素ナトリウムである、[１]〜[９]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１１]固体電解質が塩化物塩と、炭酸塩とを含む、[１]〜[１０]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１２]塩化物塩が塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムであり、炭酸塩が炭酸ナトリウムである、[１１]記載の電解水生成装置に関する。
[１３]第１の電極室の電極を中性膜と密着させて配置し、第２の電極室の電極を中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置した、[１]〜[１２]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１４]電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１つの金属を含む膜を被覆したものである、[１]〜[１３]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
[１５]第１の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである、[１]〜[１４]のいずれかに記載の電解水生成装置に関する。
【００１９】
[１６]一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、一対の電極に一定の電流を流すための定電流電源と、電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、第２の電極室に入口側と出口側とを接続する循環路と、第２の電極室の水の出口側から排出される水の一部を再び入口側から第２の電極室に再び第２の電極室に流入させる循環手段と、循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、第１の電極室に接続し、第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備えた電解水生成装置を用いて、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ性水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ性水を選択的に生成することを特徴とする、電解水生成方法に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一つの装置で、好ましくはｐＨが５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、又はｐＨが９．０以上のアルカリ水のいずれか一つを、用途及び目的に応じて、安定したｐＨを維持して、選択的に供給することができ、利便性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の電解水生成装置の一部である、中和電解質供給手段の概略構成を説明する図である。
【図３】本発明の電解水生成装置の一部である、電解槽の概略構成を説明する図である。
【図４】本発明の第１の運転モードを選択し、弱酸性次亜塩素酸水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【図５】本発明の第２の運転モードを選択し、強酸性水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【図６】本発明の第３の運転モードを選択し、アルカリ水を生成する場合の電解槽におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について、図１〜６に基づき説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００２３】
図１は、本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を説明する図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の電解水生成装置１は、一対の電極２，３を備え、中性膜４により第１の電極室５と第２の電極室６に区画され、第１の電極室５に原水を導入して電気分解して電解水を生成する電解槽７と、一対の電極２，３に一定の電流を流すための定電流電源８と、電極の極性を切り替えるための図示を省略した極性切替手段と、第１の電極室５に接続し、原水を電解槽７に供給する原水供給路９と、電解槽７に流入する前の原水供給路９を流通する原水に、中和電解質の選択的に供給する中和電解質供給手段１０と、第２の電極室６に入口側と出口側とを接続する循環路１１と、第２の電極室６出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室６に流入させる循環手段１２と、循環路１１を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段１３と、第１の電極室５で生成された電解水を、第１の電極室５から排水する電解水排出路１４とを備えている。なお、電極２，３に電流が流されない状態（定電流電源８がオフ（停止）の状態）では、電解槽７において原水供給路９から供給された原水の電気分解が行われず、電解水排出路１４には、原水が流通する。
【００２５】
本明細書において、「水」とは、「電解水」、「原水」を含む意味であり、例えば、定電流電源をオフのまま、循環路１１に内に水を循環させる場合、電極２，３に電流が流されていないので、原水供給路９から供給された原水が循環路１１及び第２の電極室６を循環する。一方、定電流電源８をオンにした場合には、電解槽７において電解水が生成され、第２の電極室６内の電解水が循環路１１及び第２の電極室６を循環する。
【００２６】
本明細書において、「電解水」とは、電解槽７において電気分解された水を意味し、「弱酸性次亜塩素酸水」、「強酸性水」及び「アルカリ水」を含む意味である。
また、本明細書において、「原水」とは、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の水を意味する。
【００２７】
さらに本発明の電解水生成装置１は、電解水排出路１４から排出された電解水に水を供給して、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成するための希釈用水供給路１５と、電解水排出路１４から供給された電解水と希釈用水供給路１５から供給された水とを混合する希釈用混合槽１６とを備えていることが好ましい。希釈用水供給路１５は、原水供給路９から分岐させたものでもよい。図１に示す一実施形態の電解水生成装置１においては、原水供給路９から分岐させた希釈用水供給路１５から電解水に、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の水が供給される。
【００２８】
電解水と希釈用の水を混合する混合槽１６の下流側の電解水排出路１４には、電解水排出路１４を流通する電解水のｐＨを測定するｐＨ測定手段（ｐＨセンサ）１７と、遊離塩素濃度測定手段（遊離塩素濃度センサ）１８と、第１の流量測定手段（第１の流量センサ）１９とを備えていることが好ましい。本明細書中、遊離塩素濃度とは、水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン(ＣｌＯ−)及び溶存塩素ガス(Ｃｌ２)の合計量を意味し、水中に存在する残留塩素の濃度を意味する。水中には遊離塩素（ＨＣｌＯ、ＣｌＯ−、Ｃｌ２）が、平衡状態で共存しており、これらの遊離塩素の中でも、殺菌に最も効果があり、安定している塩素の形態は次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）であり、水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度が最も高い（約９０％以上）ｐＨ領域は、ｐＨ５．０〜６．５である。
【００２９】
希釈用水供給路１５には、希釈用水供給路１５を流通する水の流量を調整する流量調整手段（電動流量調整バルブ）２０、及び／又は、希釈用水供給路１５を流通する水の流量を測定する第２の流量測定手段（第２の流量センサ）２１を備えていることが好ましい。
【００３０】
第２の電極室６に入口側と出口側とを接続した循環路１１には、循環路１１を流通する水の流量を測定する第３の流量測定手段（第３の流量センサ）２２を備えていることが好ましい。循環手段１２としては、循環ポンプ等を用いることができる。
【００３１】
図２は、中和電解質供給手段１０の概略構成を説明する図である。図１及び図２に示すように、中和電解質供給手段１０は、中和電解質を収納した補充ボトル１０１と、中和電解質を含む溶液を貯留したタンク１０２と、タンク１０２内の中和電解質溶液量を測定する液体レベルセンサ１０３と、定量ポンプ１０４と、定量ポンプ１０４の先端部に噴霧ノズル１０５を備えた構成とされていることが好ましい。液体レベルセンサ１０３としては、例えばフロート・センサ等が挙げられる。液体レベルセンサ１０３は、タンク１０２内の中和電解質溶液の液量が規定値以下になった時に、ライトの点灯や、アラーム音等を発して、タンク１０２内の中和電解質溶液の液量が規定量を満たしていないことを知らせる機能を備えていることが好ましい。
【００３２】
中和電解質供給手段１０のタンク１０２から定量ポンプ１０４へは、中和電解質溶液供給路１０６を流通して中和電解質溶液が供給され、定量ポンプ１０４から噴霧ノズル１０５へは噴霧管１０７を流通して中和電解質溶液が供給される。噴霧ノズル１０５から原水供給路９を流通する原水に噴霧される中和電解質溶液の霧化粒度の直径は、好ましくは１０〜１００μｍであり、より好ましくは２０〜８０μｍである。このように小さい粒度の中和電解質溶液を噴霧して添加することにより、原水供給路７内を流通する原水に略均一に中和電解質溶液を添加することができ、電解槽７の第１の電極室５で安定したｐＨを有する電解液を生成することができる。
【００３３】
例えば、中和電解質を添加することなく、原水の電気分解のみで弱酸性次亜塩素酸水を生成しようとする場合には、電極に流す電流を大きくするか、電極槽に供給する原水の量を少なくして、正極（陽極）側で生成される塩素（Ｃｌ２）量を多くし、この塩素が水（Ｈ２Ｏ）と反応して生成される次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）量を多くする必要がある。しかし、電流を大きくする、供給する原水の量を減少する方法では、塩素（Ｃｌ２）の生成量をコントロールすることが難しく、塩素（Ｃｌ２）の生成量が多くなるとｐＨが低下し、非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の含有量が多く含まれるｐＨ５．０〜６．５となるように電解水のｐＨを調整することが困難となる。電解槽７に供給される原水に、予め中和電解質を略均一に添加することによって、ｐＨを低下させることなく、最も次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）含有量の多くなるｐＨ５．０〜６．５となるように電解水のｐＨを調整することができる。弱酸性次亜塩素酸水は、好ましくはｐＨ３．５を超えて７．０以下、より好ましくはｐＨ４．０〜６．９、さらに好ましくはｐＨ５．０〜６．５である。
【００３４】
中和電解質は、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）であることが好ましい。予め中和電解質として、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を原水に添加することによって、電解槽７において電気分解時に中和反応が生じ、酸性側に大きく傾くことなく、最も次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が高くなるｐＨ５．０〜６．５の好適範囲にｐＨを調整した電解水を得ることが可能となる。炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３：別名重炭酸ナトリウム、重炭酸ソーダ）は、厚生労働省で定められた食品添加物であり、炭酸水素ナトリウムを中和電解質として生成した電解水は、安全性が高く、例えば口腔内洗浄等に好適に用いることができる。炭酸水素ナトリウムを含む溶液を、定量ポンプ１０４及び噴霧ノズル１０５を備えた構成とされている中和電解質供給手段１０によって、原水に供給することにより、一定量の炭酸水素ナトリウムを略均一に原水に供給することができ、電解槽７において、一定の電流が流れる電極２，３によって、ｐＨや遊離塩素酸濃度が一定の範囲であり、安定したｐＨ及び次亜塩素酸濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成することが可能となる。
【００３５】
固体電解質供給手段１３は、固体電解質を内部に貯留する固体電解質槽からなることが好ましく、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３内の固体電解質の量を測定する固体物測定手段（固体物センサ）２３を備えていることが好ましい。固体物センサ２３としては、固体電解質槽内部を目視で確認できる確認用の透明窓や、固体電解質槽１３内部の固体物を赤外線で確認する赤外線センサ等が挙げられる。固体物センサ２３は、固体電解質槽１３に貯留した固体電解質が規定量以下になったときにライト等を点灯し、又はアラーム音等を発して、固体電解槽１３内部の固体電気質が規定量を満たしていないことを知らせる機能を備えていることが好ましい。電解質を固体化することにより固体電解質槽１３内を循環路１１から供給される水が流通することによって、粉末状の電解質を使用した場合に溶解していない粉末状の電解質が循環路１１に流出して、循環路１１が詰まったり、粉末状の電解質が電極３に付着して電気分解を妨げたりする等の不都合を回避することができる。また、循環路１１を流通する水が飽和するまで、固体電解質槽１３から電解質が供給され、電気分解によって消耗した電解質を供給することができる。
【００３６】
固体電解質は、塩化物塩と、炭酸塩とを含むものであることが好ましい。電解槽５の循環側の電極３を陽極（正極）とした場合、陽極側にマイナスイオン（ＯＨ−、Ｃｌ−等）が引き付けられて、毒性、腐食性が強い塩素ガス（Ｃｌ２）が発生する。本発明は、固体電解質として塩化物塩と炭酸塩を併用することによって、中和反応により塩素ガス（Ｃｌ２）の生成を抑制することができる。塩化物塩と炭酸塩の比は、特に限定されるものではないが、塩化物塩１００質量部に対して、炭酸塩が好ましくは１０〜５０質量部、より好ましくは１０〜３０質量部である。
【００３７】
塩化物塩としては、例えば厚生労働省で食品添加物として定められている、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び塩化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩化物塩を用いることができる。中でも、塩化物塩の分子量、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性等を考慮して、塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムを用いることが好ましい。炭酸塩として、例えば厚生労働省で食品添加物として定められている、炭酸カリウム、炭酸カルシウム及び炭酸ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の炭酸塩を用いることができる。中でも、入手の容易性、保管管理の容易性、溶解性、水和物形成性などを考慮した場合には、炭酸ナトリウムを使用することが好ましい。これらの塩化物塩及び炭酸塩は、厚生労働省で定められた食品添加物であり、これらの固体電解質を用いて生成した電解水は安全性が高く、例えば口腔内洗浄等に好適に用いることができる。
【００３８】
さらに本発明は、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７と、遊離塩素濃度センサ１８と、第１の流量センサ１９と、希釈用水供給路１５に設けた第２の流量センサ２１と、循環路１１に設けた第３の流量センサ２２で測定した水の流量信号に基づいて、定電流電源８の駆動の開始（オン）／停止（オフ）を選択し、電極槽７の一対の電極２，３に一定の電流を流す機能を備えた制御部２４を備えることが好ましい。また、制御部２４は、第１の流量センサ１９で測定した電解水排出路１４を流通する電解水の流量信号、第２の流量センサ２１で測定した希釈用水排水路１５を流通する希釈用の水の流量信号、第３の流量センサ２２で測定した循環路１１を流通する水の流量信号を検知し、これらの水の流量が規定値以下である場合には、電極槽７内の電極２，３及び中性膜４を保護するために、定電流電源８を自動的に停止（オフ）する機能を備えていることが好ましい。また、定電流電源８を自動的に停止（オフ）した場合には、ライトの点灯、又はアラーム音等を発して、定電流電源８のオフを知らせる機能を備えていることが好ましい。さらに制御部２４は、一対の電極２，３の極性を切り替えるリレー部品（マグネット・リレー）等の極性切替手段を制御する機能を備えていることが好ましい。
【００３９】
制御部２４は、ｐＨセンサ１７と、第１の流量センサ１９で測定した電解水排出路１４を流通する電解水の流量信号、第３の流量センサ２２で測定した循環路１１を流通する水の流量信号をポンプコントローラ２５に伝達し、ポンプコントローラ２５により、中和電解質供給手段１０の定量ポンプ１０４の回転速度を変化させて、中和電解質溶液の供給量を調整する制御機能を備えることが好ましい。
【００４０】
制御部２４は、ｐＨセンサ１７と、遊離塩素濃度センサ１８と、第１の流量センサ１９で測定した電解液排出路１４を流通する電解水に基づく各信号と、第２の流量センサ２１で測定した希釈用水供給路１５を流通する水の流量信号とを、流量コントローラ２６に伝達し、流量コントローラ２６により、希釈用水供給路１５に備えた電動流量調整バルブ２０の開閉量を調整して、希釈用の水の流量を調整する制御機能を備えることが好ましい。
【００４１】
原水供給路９には、原水を電解槽７に供給する原水供給路９から分岐する分岐排出路２７を備えることが好ましい。分岐排出路２７は、固体電解質槽１３と連結する排出用連結路２８を備えていることが好ましい。分岐排出路２７によって、電解水生成装置１を作動させない場合等に、電解槽７に供給する必要がなくなった原水を電解水生成装置１の外部に排出することができ、排出用連結路２８によって、電解水生成装置１を作動させない場合等に、固体電解質槽１３にたまっている水を外部に排出することができる。
【００４２】
制御部２４には、シーケンサ制御回路を備えた制御機や、ＣＰＵボード等を備えていてもよい。
【００４３】
本発明の電解水生成装置１は、原水供給路９に第１の電磁弁ＳＶ１を備え、希釈用水供給路１５に第２の電磁弁ＳＶ２を備え、分岐排出路２７に第３の電磁弁ＳＶ３を備えて構成されることが好ましい。これらの第１〜３の電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３の開閉を自動選択する機能を制御部２４に備えて構成されることが好ましい。
【００４４】
原水供給路９には、さらに流量調整手段（流量調整バルブ）２７を備えていることが好ましい。原水供給路９に設けた流量調整バルブ２７は、手動等により予め原水供給路９を流通させる原水の量を決定することが可能である。制御部２４に、原水供給路９に設けた流量調整バルブ２７の開閉量を制御して、原水供給路９を流通する原水の流量の調整が可能となる制御機能を備えてもよい。
【００４５】
図３は、本発明の電解水生成装置１の一部を示し、電解槽７の好適な一実施形態の概略構成を説明する図である。
図３に示すように、本発明の電解水生成装置１は、電解槽７において、第１の電極室５の電極２を中性膜４と密着させて配置し、第２の電極室６の電極３を中性膜４から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置することが好ましい。このように電極２，３を配置することによって、電気分解によって生成されるイオンの透過率が向上する。例えば、第１の電極室５の電極２を正極（陽極）とし、中和電解質供給手段１０から中和電解質として炭酸ナトリウムを添加した原水が電解槽７に供給された場合、中性膜４を通って第１の電極室に移動したマイナスイオンが中性膜４に密着している電極２に電子を放出しやすくなり、第１の電極室５において、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、塩素（Ｃｌ２）を生成しやすくなる。例えば、第２の電極室６の電極３を負極とした場合、電極３が中性膜４を通って第２の電極室６に移動したプラスイオンは、中性膜４から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置された電極３に引き寄せられて、電極３から電子を受け取り、第２の電極室６でアルカリ水が生成されて、循環路１１を流通する。中性膜４としては、例えば合成樹脂製の膜等が挙げられる。合成樹脂製の膜には分子レベルの微孔が有り、水の透過が僅かである一方、イオン分子は透過するからである。
【００４６】
電極２，３は、溶解性が低いチタン又はチタン合金からなる基材に、比較的溶解性が低く、通電性の良好な白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む膜を被覆したものであることが好ましい。より好ましくは、第１の電極室５に設ける電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室６に設ける電極３が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである。第１の電極室５に設ける電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものである場合、イリジウムの触媒作用により、弱酸性次亜塩素酸水が効率よく生成される。一方、循環路１１が接続された第２の電極室６は、弱酸性次亜塩素酸水が生成されることはないので、イリジウムの触媒作用を必要とせず、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものを用いることができる。電極の形状は特に限定することなく適宜選択した形状の電極を使用することができる。好適には、電解槽７に供給された原水の電気分解が効率よく行われるように、エキスパンド、丸孔、十字孔、角孔、スリット状の長孔が形成された電極を使用することが好ましい。
【００４７】
本発明の電解水生成装置１は、
（１）極性切替手段により、電解槽７における第１の電極室５に設けた電極２を陽極とし、第２の電極室６に設けた電極３を陰極として、中和電解質供給手段１０から中和電解質（例えば、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））が添加された原水を第１の電極室５に供給し、第１の電極室５で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
（２）極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極とし、中和電解質供給手段１０により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室５に供給して、第１の電極室５で強酸性水を生成し、第２の電極室６でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
（３）極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陰極とし、第２の電極室６の電極３を陽極とし、中和電解質供給手段１０により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室５に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室６で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されている。
電解水生成装置１は、第１〜３の運転モードを選択し、選択した運転モードに対応するように、極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替える制御機能を、例えば制御部２４に備えていることが好ましい。
【００４８】
次に、本発明の図１に示す電解水生成装置１を用いて、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水のいずれか一つの電解水を生成する方法について詳述する。
【００４９】
[第１の運転モード：弱酸性次亜塩素酸水の生成]
本発明の図１に示す電解水生成装置１を用いて、第１の運転モードを選択し、好ましくはｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させ、定量ポンプ１０４の稼動により噴霧ノズル１０５から中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加する。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量信号を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量信号を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を負極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された弱酸性次亜塩素酸水が排出される。電解水排出路１４を流通する弱酸性次亜塩素酸水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ５．０〜６．５の範囲であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ５．０未満の場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を速くして中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム）の添加量を増加する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ６．５を超えている場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を遅くして中和電解質の添加量を減少する。
【００５０】
図４は、第１の運転モードを選択し、弱酸性次亜塩素酸水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。なお、図４〜６においては、第１の電極室５の電極２、第２の電極室６の電極３は、両方とも中性膜４から間隔をあけて配置しているが、第１の電極室５の電極２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極３は、中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔をあけて配置することが好ましい。
【００５１】
図４に示すように、第１の電極室（陽極側）５では、以下の反応を生じる。
【数３】
【００５２】
原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質として例えば炭酸水素ナトリウムが添加されている場合には、第１の電極室（陽極側）５では、さらに以下の反応を生じる。
【数４】
【００５３】
原水に炭酸水素ナトリウムが添加されることによって、上記式（６）に示す中和反応が生じ、電解水生成側の電解水が大きく酸性側に傾くことなく、水中の遊離塩素濃度中の非解離型の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の濃度が約９０％以上と高くなるｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。
【００５４】
一方、第２の電極室（陰極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１３によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数５】
【００５５】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、電極３（陰極）に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第２の電極室６（陰極側）の水はアルカリ水となる。第２の電極室６で生成した塩素イオン（Ｃｌ−）と一部の水酸化物イオン（ＯＨ−）は、電極２（陽極）に引き付けられて、中性膜４を通って、第１の電極室（陽極側）５に移動し、塩素ガス（Ｃｌ２）、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、塩化水素（ＨＣｌ）、水（Ｈ２Ｏ）を生成する。
【００５６】
電解水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度は、理論上、電極２,３に流した電流値から得ることができる。次亜塩素酸(ＨＣｌＯ)は下記式（４）、（５）の反応によって生成される。
【００５７】
【数６】
【００５８】
電解反応効率が１００％、電極２，３に流す直流電流２５アンペア（Ａ）、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の原水を電解槽７に供給した場合、理論上、下記式（１３）〜（１６）により次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が約４１１．８１ｍｇ／Ｌ（４１１．８１ｐｐｍ）の弱酸性次亜塩素酸水が生成される。
【００５９】
【数７】
【００６０】
本発明によれば、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を電極２，３に流すことによって、１Ｌ／分の流量で３８９〜４００ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を生成することができ、この数値は、理論値（４１１．８３ｍｇ）とほぼ同程度の数値であり、効率良く、かつ水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度（約９０％以上）で含むｐＨ５．０〜６．５を維持した弱酸性次亜塩素酸水を安定して生成することができる。本発明によれば、原水の供給流量及び原水の温度に影響を受けることなく、電極に付着した付着物等による電気抵抗の影響を抑制して、安定した高濃度の次亜塩素酸(ＨＣｌＯ)を含有する弱酸性次亜塩素酸水を提供することができる。従来のように、例えば電流を大きくしたり、原水の流量を減少することによって、弱酸性次亜塩素酸水を生成すると、生成された電解水のｐＨも増減するので、次亜塩素酸を高濃度で含むｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水を生成することが難しくなる。
【００６１】
次に、第１の運転モードにおいて、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を得るための操作について説明する。第１の運転モードにおいて、所望の濃度の弱酸性次亜塩素酸水を得るために、電解槽７で得られた弱酸性次亜塩素酸水に、希釈用水供給路１５から水を供給し、弱酸性次亜塩素酸水と希釈用の水とを混合することによって、所望の濃度の次亜塩素酸を含有する弱酸性次亜塩素酸水を生成することが可能となる。
【００６２】
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、電解槽７に原水を供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。さらに希釈水供給路１５の電磁弁ＳＶ３を開き、希釈混合部１６に希釈用の水を供給する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させ、定量ポンプ１０４の稼動により噴霧ノズル１０５から中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加する。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知し、さらに希釈用水供給路１５に設けた第３の流量センサ２１が希釈用水供給路１５を流通する水の流量を感知し、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を陰極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された弱酸性次亜塩素酸水が排出される。電解水排出路１４を流通する弱酸性次亜塩素酸水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ５．０〜６．５の範囲であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ５．０未満の場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を速くして中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム）の添加量を増加する。弱酸性次亜塩素酸水がｐＨ６．５を超えている場合には、制御部２４より信号をポンプコントローラ２５に発信して、定量ポンプ１０４の回転を遅くして中和電解質の添加量を減少する。
（ｖ）さらに、電解水排出路１４に設けた遊離塩素濃度センサ１８が、電解水排出路１４を流通する電解水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度を検知し、弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度が所望の濃度となるように、制御部２４から流量コントローラ２６に信号を発信し、流量コントローラ２６によって、希釈用水供給路１５に設けられた電動流量調整バルブ２０の開閉が調整し、希釈用混合槽１６に供給される希釈用の水の量を調整する。
【００６３】
上記のように、電解水生成装置１に、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を電極２，３に流すことによって、１Ｌ／分の流量で次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の濃度が４００ｐｐｍであり、かつｐＨ５．０〜６．５に維持した弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。このｐＨ５．０〜６．５を維持した弱酸性次亜塩素酸水は、水中の遊離塩素濃度中の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度（約９０％以上）で含むので、例えば、次亜塩素酸濃度８０ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を得る場合には、希釈用水供給路１５から４Ｌ／分の流量の希釈用の水が希釈用混合槽１６に供給されるように、制御部２４から流量コントローラ２６に信号を発する。次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が４００ｐｐｍの電解水（１Ｌ／分）と、希釈用の水（４Ｌ／分）を混合することによって、理論上、４００ｐｐｍの５分の１の濃度である８０ｐｐｍの弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。例えば制御部２４に、「４０ｐｐｍ」、「５０ｐｐｍ」、「８０ｐｐｍ」、「１００ｐｐｍ」、「４００ｐｐｍ」等のボタンを設け、これらのボタンを選択することによって、希釈用水供給路１５から希釈用混合槽１６に９Ｌ／分、７Ｌ／分、４Ｌ／分、１Ｌ／分、０Ｌ／分の希釈用の水が供給され、選択したボタンの濃度の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含有する弱酸性次亜塩素酸水を生成することができる。
【００６４】
[第２の運転モード：強酸性水の生成]
次に、第２の運転モードを選択し、強酸性水、好ましくはｐＨ３．０以下の強酸性水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させることなく、中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加しない。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陽極にし、第２の電極室６の電極３を負極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成された強酸性水が排出される。電解水排出路１４を流通する強酸性水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ３．０以下であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。
（v）さらに、ｐＨセンサ１７にて検知した電解水（強酸性水）のｐＨの数値が低い場合には、希釈水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成した強酸性水と水とを混合することによって、所望の濃度の強酸性水を生成することが可能となる。
【００６５】
図４は、強酸性水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【００６６】
図４に示すように、第１の電極室（陽極側）５では、以下の反応を生じる。
【数８】
【００６７】
強酸性水生成時には、原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質が添加されず、ｐＨが３．０以下と酸性側に傾いていることから、上記式（５’）に示すように、生成された次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が再び塩素ガス（Ｃｌ２）に変化し、電解水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が低減する。
【００６８】
一方、第２の電極室（負極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１２によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数９】
【００６９】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、電極３（負極）に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第２の電極室６（陰極側）の水はアルカリ水となる。
【００７０】
第２の運転モードにおいても、希釈用水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成した強酸性水と水とを混合することによって、所望の濃度の次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）及び塩素（Ｃｌ２）を含有する強酸性水を生成することが可能となる。
【００７１】
[第３の運転モード：アルカリ水の生成]
次に、第３の運転モードを選択し、アルカリ水、好ましくはｐＨ９．０以上のアルカリ水を生成する方法について説明する。
（ｉ）まず、原水供給路９の電磁弁ＳＶ１を開き、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくとも一種の原水を第１の電極室５から電解槽７に供給する。循環路１１の循環手段（循環ポンプ）１２を作動させ、電解槽７に供給された原水の循環を開始する。原水供給路９を流通する原水の流量は、予め原水供給路９に設けた流量調整手段（流量調整バルブ）２７によって決定する。
（ii）中和電解質供給手段１０を作動させることなく、中和電解質（例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３））を原水に添加しない。
（iii）電解水排出路１４に設けた第１の流量センサ１９が、電解槽７から電気分解されないままで排出された原水の流量を感知し、循環路１１に設けた第２の流量センサ２２が、循環路１１を流通する電気分解されないままの原水の流量を感知して、これらの流量信号に基づき、制御部２４により、定電流電源８をオンにし、極性切替手段により、第１の電極室５の電極２を陰極にし、第２の電極室６の電極３を陽極にするように、電極２，３に一定の電流を流す。
（iv）電解槽７において原水の電気分解が開始し、電解水排出路１４から生成されたアルカリ水が排出される。電解水排出路１４を流通するアルカリ水のｐＨを制御部２４にて設定した規定ｐＨ値、例えばｐＨ９．０以上であるかどうか、ｐＨセンサ１７にて検知する。
（v）さらに、ｐＨセンサ１７にて検知した電解水（アルカリ水）のｐＨの数値が高い場合には、希釈水供給路１５から水を供給し、希釈混合部１６で生成したアルカリ水と水とを混合することによって、所望の濃度のアルカリ水を生成することが可能となる。
【００７２】
図５は、アルカリ水を生成する場合の電解槽７におけるイオンの動き及び反応を模式的に表す説明図である。
【００７３】
図５に示すように、第１の電極室（陰極側）５では、以下の反応を生じる。
【数１０】
【００７４】
上記式（８）〜（１２）の反応によって、一部の水酸化物イオンは、第１の電極室（陰極側）５に引き付けられたナトリウムイオンと反応し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成し、第１の電極室５（陰極側）の電解水がアルカリ水となり、電解水排出路１４からアルカリ水を供給することができる。
【００７５】
一方、第２の電極室（陽極側）６では、以下の反応を生じる。電解槽７に供給され、循環ポンプ１３によって、循環路１１を流通する原水には、固体電解質供給手段（固体電解質槽）１３に貯留した塩化物塩（例えばＮａＣｌ及び／又はＫＣｌ）、並びに炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ３）から電解質が供給される。
【数１１】
【００７６】
第３の運転モードでは、原水供給路９から電解槽７に供給される原水に、中和電解質が添加されず、第２の電極室（陽極側）６で生成される電解水は、ｐＨが３．０以下の酸性側に傾きやすく、上記式（５’）に示すように、生成された次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の一部が再び塩素ガス（Ｃｌ２）に変化し、電解水中に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）濃度が低減した強酸性水及び／又は弱酸性次亜塩素酸水となる。
【実施例】
【００７７】
[第１の運転モード：弱酸性次亜塩素酸水の生成]
（実施例１）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。
【００７８】
第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００７９】
第１の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加された原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、１分ごとに５分間、得られた電解水（弱酸性次亜塩素酸水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表２に示す。
【００８０】
（実施例２）
第１の運転モードを選択し、噴霧ノズル１０５を用いることなく、実施例１と同様の電解質溶液を、直径約２ｍｍの液滴状態で、６ｍＬ／分の流量で原水に添加したこと以外は、実施例１と同様にして、１分ごとに５分間、得られた電解水（弱酸性次亜塩素酸水）のｐＨを測定した。結果を表２に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
表１に示すように、実施例１の中和電解質溶液を噴霧ノズルによって原水に添加した場合は、電解水のｐＨ値は、５分間で大きな変化がなく、ｐＨ５．０〜６．５の範囲で安定しており、安定した高濃度の弱酸性次亜塩素酸水を生成することができることが確認できた。一方、実施例２の中和電解質溶液を平均直径が約２ｍｍの液滴状態で原水に添加した場合は、電解水のｐＨ値にばらつきがあり、ｐＨ６．５を超えてしまう場合もあった。
【００８３】
（実施例３）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、一対の電極（陽極、陰極）２，３の両方を中性膜４に密着させて配置した。第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に、３．１ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨをｐＨセンサ１７により測定し、遊離塩素濃度を遊離塩素濃度センサ１８を用いて測定した。なお、ｐＨセンサ１７で測定する１回の採取水量は５０ｍｌとし、電極２，３に電流を流してから、３分後に、ｐＨ及び遊離塩素濃度を測定した。測定した遊離塩素濃度から、実施例３と同様の条件で電気分解した場合の弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸濃度の理論値を下記のように算出し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
遊離塩素濃度の理論値の算出式
【数１２】
【００８４】
（実施例４）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極（陽極）２を中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３を中性膜から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給したこと以外は、実施例３と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
【００８５】
（実施例５）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、一対の電極（陽極、陰極）２，３の両方を中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、５．８ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給したこと以外は、実施例３と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表２に示す。
【００８６】
【表２】
【００８７】
表２に示すように、第１の運転モードにおいて、電解水を生成する側の電極（陽極）２を中性膜４に密着させて配置し、循環側の電極（陰極）３を中性膜から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した場合（実施例４）には、電気分解によって生成されるイオンの中性膜への透過率が向上し、遊離塩素濃度がほぼ理論値と同程度であり、かつｐＨ５．０〜６．５であり、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含む弱酸性次亜塩素酸水を生成することができた。一方、電極２，３の両方を中性膜４に密着させて配置し（実施例３）、又は、電極２，３の両方を中性膜４から同距離の間隔をあけて配置した場合（実施例５）には、実施例４の場合と比べて、弱酸性次亜塩素酸水中に含まれる遊離塩素濃度が低下し、ｐＨもバラツキが生じた。
【００８８】
（実施例６）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含み、イリジウムは含まない膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。
第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。電極２，３には、４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。中和電解質を噴霧ノズル１０５から炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を含む中和電解質溶液（炭酸水素ナトリウム濃度質量１．１４ｍｏｌ／ｋｇ）を噴霧粒度が直径約５０μｍとなるように６ｍＬ／分の流量で原水に添加した。生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨをｐＨセンサ１７により測定し、遊離塩素濃度を遊離塩素濃度センサ１８を用いて測定した。なお、ｐＨセンサ１７で測定する１回の採取水量は５０ｍｌとし、電極２，３に電流を流してから、３分後に、ｐＨ及び遊離塩素濃度を測定した。測定した遊離塩素濃度から、実施例３と同様の条件で電気分解した場合の弱酸性次亜塩素酸水中の次亜塩素酸濃度の理論値を算出し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表３に示す。
【００８９】
（実施例７）
図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第１の運転モードを選択し、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金を含み、イリジウムを含まない膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、生成された弱酸性次亜塩素酸水のｐＨ及び遊離塩素濃度を測定し、理論値（１００％）に対する、弱酸性次亜塩素酸水中の遊離塩素濃度の実測値の割合を算出した。結果を表３に示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
表３の実施例６に示すように、第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものである場合、イリジウムの触媒作用により、理論値に対して、遊離塩素濃度が９４．５％と理論値に近く、かつｐＨが６．３と次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を高濃度で含む弱酸性次亜塩素酸水を効率よく生成することができた。一方、表３の実施例７に示すように、第１の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極２が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含み、イリジウムを含まない膜を被覆したものである場合、実施例６の場合と比べて、理論値に対して、遊離塩素濃度が３７．２％と低く、かつｐＨが７．２と次亜塩素酸の濃度が低い弱酸性次亜塩素酸水が生成された。
【００９２】
[第２の運転モード：強酸性水の生成]
（実施例８）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第２の運転モードを選択し、中和電解質を添加することなく、第１の電極室５の電極２を陽極とし、第２の電極室６の電極３を陰極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第２の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陽極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陰極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陽極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陰極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００９３】
第２の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加されていない原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、３分後に、得られた電解水（強酸性水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表４に示す。表４に示すように、ｐＨ３．０以下の強酸性水が得られた。
【００９４】
【表４】
【００９５】
[第３の運転モード：アルカリ水の生成]
（実施例９）
次に、図１に示す実施態様の電解水生成装置１を用いて第３の運転モードを選択し、中和電解質を添加することなく、第１の電極室５の電極２を陰極とし、第２の電極室６の電極３を陽極となるように極性切替手段により、電極２，３の極性を切り替えて、電極２，３に４ボルト（Ｖ）、２５アンペア（Ａ）の電流を流し、毎分１Ｌ（１Ｌ／分）の流量で、原水を電解槽７に供給した。第３の運転モードにおいて、第１の電極室５の電極（陰極）２は、チタンからなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。一方、第１の運転モードにおいて、第２の電極室６の電極（陽極）３は、チタンからなる基材に、白金を含む膜（厚さ１μｍ）を被覆し、中性膜４に対向させた面の面積が３１５ｃｍ２のものを用いた。第１の電極室５の電極（陰極）２は、中性膜４に密着させて配置し、第２の電極室６の電極（陽極）３は、中性膜４から０．３ｍｍの間隔をあけて配置した。
【００９６】
第３の運転モードを適用して電解槽７にて、中和電解質が添加されていない原水の電気分解を行い、電解水排出路１４に設けたｐＨセンサ１７を用いて、電極２，３に電流を流してから、３分後に、得られた電解水（アルカリ水）のｐＨを測定した。１回の採取水量を５０ｍｌとした。結果を表５に示す。表５に示すように、ｐＨ９．０以上のアルカリ水が得られた。
【００９７】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明によれば、ｐＨが９．０以上のアルカリ水、ｐＨが３．０以下の強酸性水、好適なｐＨ５．０〜６．５の弱酸性次亜塩素酸水のいずれか１つの電解水を選択的に安定して生成することができ、それぞれ適用する用途が異なる弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水、又はアルカリ水を選択的に一つの装置で供給することができ、利便性が高く、病院、歯医者等の医療機関や、工場等において使用することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 電解水生成装置
２ 電極
３ 電極
４ 中性膜
５ 第１の電極室
６ 第２の電極室
７ 電解槽
８ 定電流電源
９ 原水供給路
１０ 中和電解質供給手段
１１ 循環路
１２ 循環手段（循環ポンプ）
１３ 固体電解質供給手段（固体電解槽）
１４ 電解水排出路
１５ 希釈用水供給路
１６ 希釈用混合槽
１７ ｐＨ測定手段（ｐＨセンサ）
１８ 遊離塩素濃度測定手段（遊離塩素濃度センサ）
１９ 第１の流量測定手段（第１の流量センサ）
２０ 流量調整手段（電動流量調整バルブ）
２１ 第２の流量測定手段（第２の流量センサ）
２２ 第３の流量測定手段（第３の流量センサ）
２３ 固体物センサ
２４ 制御部
２５ ポンプコントローラ
２６ 流量コントローラ
２７ 分岐排出路
２８ 排出用連結路
１０１ 補充ボトル
１０２ タンク
１０３ 液体レベルセンサ
１０４ 定量ポンプ
１０５ 噴霧ノズル
１０６ 中和電解質溶液供給路
１０７ 噴霧管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、
一対の電極に電流を流すための定電流電源と、
電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、
第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、
原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、
第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、
第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室に流入させる循環手段と、
循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、
第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されていることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
第１の電極室から排出された電解水に水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を供給して電解水の希釈を可能とする希釈用水供給路と、希釈用水供給路から供給された原水と電解水とを混合する混合槽とを備えた、請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
弱酸性次亜塩素酸水のｐＨが５．０〜６．５であり、強酸性水のｐＨが３．０以下であり、アルカリ水のｐＨが９．０以上である、請求項１又は２記載の電解水生成装置。
【請求項４】
混合槽の下流の電解水排出路に、ｐＨ測定手段と、遊離塩素濃度測定手段と、第１の流量測定手段とを備えた、請求項２又は３記載の電解水生成装置。
【請求項５】
希釈用水供給路に流量調整手段及び／又は第２の流量測定手段を備えた請求項２〜４のいずれか１項載の電解水生成装置。
【請求項６】
循環路に第３の流量測定手段を備えた、請求項１〜５のいずれか１項記載の電解水生成装置
【請求項７】
中和電解質供給手段が、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を含む水溶液を噴霧するノズル及び定量ポンプによって構成されている、請求項１〜６のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項８】
原水供給路に開閉弁を備え、希釈用水路に開閉弁を備えた、請求項２〜７のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項９】
固体電解質供給手段が、固体電解質を内部に貯留し、循環路を循環する電解水の導入部及び排出部を有する個体電解質槽を備えた、請求項１〜８のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１０】
中和電解質が炭酸水素ナトリウムである、請求項１〜９のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
固体電解質が塩化物塩と、炭酸塩とを含む、請求項１〜１０のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
塩化物塩が塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムであり、炭酸塩が炭酸ナトリウムである、請求項１１記載の電解水生成装置。
【請求項１３】
第１の電極室の電極を中性膜と密着させて配置し、第２の電極室の電極を中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置した、請求項１〜１２のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１４】
電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１つの金属を含む膜を被覆したものである、請求項１〜１３のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１５】
第１の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである、請求項１〜１４のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１６】
一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、
一対の電極に電流を流すための定電流電源と、
電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、
第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、
原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、
第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、
第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側に再び第２の電極室に流入させる循環手段と、
循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、
第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備えた電解水生成装置を用いて、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ性水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ性水を選択的に生成することを特徴とする電解水生成方法。
【請求項１】
一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、
一対の電極に電流を流すための定電流電源と、
電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、
第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、
原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、
第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、
第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側から再び第２の電極室に流入させる循環手段と、
循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、
第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備え、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ水を選択的に生成することが可能に構成されていることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
第１の電極室から排出された電解水に水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を供給して電解水の希釈を可能とする希釈用水供給路と、希釈用水供給路から供給された原水と電解水とを混合する混合槽とを備えた、請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
弱酸性次亜塩素酸水のｐＨが５．０〜６．５であり、強酸性水のｐＨが３．０以下であり、アルカリ水のｐＨが９．０以上である、請求項１又は２記載の電解水生成装置。
【請求項４】
混合槽の下流の電解水排出路に、ｐＨ測定手段と、遊離塩素濃度測定手段と、第１の流量測定手段とを備えた、請求項２又は３記載の電解水生成装置。
【請求項５】
希釈用水供給路に流量調整手段及び／又は第２の流量測定手段を備えた請求項２〜４のいずれか１項載の電解水生成装置。
【請求項６】
循環路に第３の流量測定手段を備えた、請求項１〜５のいずれか１項記載の電解水生成装置
【請求項７】
中和電解質供給手段が、原水供給路を流通する原水に、中和電解質を含む水溶液を噴霧するノズル及び定量ポンプによって構成されている、請求項１〜６のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項８】
原水供給路に開閉弁を備え、希釈用水路に開閉弁を備えた、請求項２〜７のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項９】
固体電解質供給手段が、固体電解質を内部に貯留し、循環路を循環する電解水の導入部及び排出部を有する個体電解質槽を備えた、請求項１〜８のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１０】
中和電解質が炭酸水素ナトリウムである、請求項１〜９のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
固体電解質が塩化物塩と、炭酸塩とを含む、請求項１〜１０のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
塩化物塩が塩化ナトリウム及び／又は塩化カリウムであり、炭酸塩が炭酸ナトリウムである、請求項１１記載の電解水生成装置。
【請求項１３】
第１の電極室の電極を中性膜と密着させて配置し、第２の電極室の電極を中性膜から０．１〜５ｍｍの間隔を設けて配置した、請求項１〜１２のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１４】
電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金、イリジウム、パラジウム及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１つの金属を含む膜を被覆したものである、請求項１〜１３のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１５】
第１の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金及びイリジウムを含む膜を被覆したものであり、第２の電極室の電極が、チタン又はチタン合金からなる基材に、白金を含む膜を被覆したものである、請求項１〜１４のいずれか１項記載の電解水生成装置。
【請求項１６】
一対の電極を備え、中性膜により第１の電極室と第２の電極室に区画され、水道水、軟水及び純水からなる群より選ばれる少なくも一種の原水を導入し、電気分解により電解水を生成する電解槽と、
一対の電極に電流を流すための定電流電源と、
電極の極性を切り替えるための極性切替手段と、
第１の電極室に接続し、第１の電極室へ原水を供給する原水供給路と、
原水供給路を流通する原水に、中和電解質を選択的に供給する中和電解質供給手段と、
第２の電極室の入口側と出口側とを接続する循環路と、
第２の電極室の出口側から排出される水の一部を入口側に再び第２の電極室に流入させる循環手段と、
循環路を流通する水に、固体電解質を供給する固体電解質供給手段と、
第１の電極室で生成された電解水を、第１の電極室から排出する電解水排出路とを備えた電解水生成装置を用いて、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加した原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で弱酸性次亜塩素酸水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第１の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陽極とし、第２の電極室の電極を陰極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、第１の電極室で強酸性水を生成し、第２の電極室でアルカリ水を生成する第２の運転モードと、
極性切替手段により、第１の電極室の電極を陰極とし、第２の電極室の電極を陽極とし、中和電解質供給手段により、中和電解質を添加しない原水を第１の電極室に供給して、アルカリ性水を生成し、第２の電極室で弱酸性次亜塩素酸水及び／又は強酸性水を生成する第３の運転モードのいずれか１つの運転モードを選択して、弱酸性次亜塩素酸水、強酸性水又はアルカリ性水を選択的に生成することを特徴とする電解水生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７１１０３（Ｐ２０１３−７１１０３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４４６７（Ｐ２０１１−２１４４６７）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５１２２２４６８２）アクアエコ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５１２２２４６８２）アクアエコ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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