專利名稱：含氯離子的流水的電解裝置及電解方法
專利說明含氯離子的流水的電解裝置及電解方法 本發明涉及自來水、工業用水、井水等含微量氯離子的流水的電解裝置及電解方法。在公共的凈水處理場，將有殺菌力的次氯酸鈉添加到來自水源的未經處理的水(原水)中，將原水進行殺菌。由于次氯酸鈉不穩定，因此當自來水輸送到家庭和辦公樓時，自來水中的次氯酸鈉大部分已經被分解成氯離子。所以供給家庭和辦公樓等的自來水的殺菌力是弱的。這種殺菌力弱的自來水不能用于家庭和辦公樓內廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、衛生間等的殺菌。
在自動售貨機中將原料與水混合，自動制作清涼飲料水等而出售時，采用的是將貯存到機內貯水槽中的自來水，用產生氯氣的電極將該貯存水進行電解，使之產生氯氣、生成有殺菌力的次氯酸，從而對上述貯存水進行殺菌的衛生保持系統(SANYO TECHNICAL REVIEWVOL.21.No.1 FEB.1989)。
在特開平4-330986號中公開了將食鹽水供給有陽極和陰極的電解槽中，在兩個電極上外加直流電壓制造具有殺菌力的含游離氯的水，將含有該游離氯的水混合到自來水中的殺菌方法。
上述衛生保持系統是對自動售貨機內貯存水進行殺菌的系統。從而，不能把上述衛生保持系統直接用于家庭和辦公樓內廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、衛生間等的殺菌。
在特開平4-330986號公開的殺菌方法中，需要食鹽水的準備、將食鹽水供給食鹽水容器以及對食鹽水容器進行維修、保養等，因此，在上述殺菌方法中，為了實施該殺菌方法，需要裝置的運轉和維修等，這是很費事的。如果有一種裝置，可以不通過添加食鹽水等而直接將自來水、工業用水、井水等含微量氯離子水的流水直接電解使之產生次氯酸的話，就能夠容易的將家庭和辦公樓內廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、大(小)便器等進行殺菌而且裝置的運轉和維修并不費事。
因此，本發明的目的在于提供對自來水、工業用水、井水等含微量氯離子水的流動水能夠長期穩定地進行電解的電解裝置和電解方法。
為達到上述目的，本發明提供對含氯離子的流水進行電解的裝置，其特征在于，該裝置備有由至少一對電極、電極間形成的通路以及連接通路的液體流入口和液體流出口組成的電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置。
本發明通過利用備有由至少一對電極、電極間形成的通路和連接通路的液體流入口和液體流出口組成的電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置的電解裝置，對自來水、工業用水、井水等含微量氯離子的流水進行電解，生成有強殺菌力的溶液，可容易地實現對家庭和辦公樓內廚房的排水口、菜板等的廚房用品、浴室、便器等的殺菌，而且裝置的運轉和維修并不費事。
自來水、工業用水、井水等含有微量的氯離子。例如自來水中含有3～40mg/1的氯離子。如果將自來水、工業用水、井水等其中含有微量氯離子的流水進行電解、在陽極就會產生氯氣、通過將該氯氣溶解在流水中就可生成次氯酸、次氯酸離子等的游離氯。含有游離氯的流水具有殺菌力。
如圖23所示，含游離氯約1mg/1以上濃度的流水，對廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等可具有足夠的殺菌、防污染能力。圖23中的數據，是在含有規定濃度的游離氯的水溶液中，放入2×106CFU大腸菌(Escherichir coli W3110株)，經20秒鐘之后，放入硫代硫酸鈉除去游離氯，通過測定菌的殘存數而得到的。從圖23可以看到，隨著水溶液中游離氯濃度的提高、大腸菌數減少，在1mg/1以上的游離氯濃度下，大腸菌約全部被殺滅。
在使用本發明的電解裝置時，通過提高氯氣在陽極的生成效率或是提高所產生的氯氣在流水中的溶解度，可以生成濃度大于1mg/l的含游離氯的流水。
在本發明的理想狀態中，上述一對電極之間的距離超過0.2mm。
通過使1對電極間的距離超過0.2mm，提高氯發生效率(在電極間流過的電量中用以產生游離氯所消耗的有效電量所占的比例)，增大發生游離氯濃度(氯氣溶解在流水中生成的游離氯濃度)，可形成有足夠殺菌力的流水。如果一對電極之間的距離超過0.4mm，則發生游離氯濃度可維持穩定而且濃度更大。
在本發明的理想狀態中，上述電極中至少陽極是用于產生氯氣的電極(氯發生用電極)。
在陽極雖然生成氯氣和氧氣，但是通過將電極中至少是陽極制成氯發生用電極，可以達到提高氯發生效率、增大發生游離氯濃度，生成有足夠殺菌力的流水。通過提高氯發生效率，可使電極小型化進而使電解槽小型化。
在本發明的理想狀態中，上述電極都是氯發生用電極。
通過轉換電極的極性，可防止流水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子反應而在電極上形成水垢，于是可防止氯發生效率下降的情況發生。通過將電極全部作成氯發生用電極，利用電極的極性轉換，可使氯發生效率不變，長期維持高的氯發生效率和高的發生游離氯濃度，因而能夠長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。由于氯發生效率的提高，使得電極進而電解槽的小型化成為可能。
在本發明的理想狀態中，上述氯發生用電極由發生氯的催化劑的實體材料構成。
由于氯發生用電極是由發生氯的催化劑的實體材料構成，因此提高了氯發生效率，增大了發生游離氯濃度，可生成有足夠殺菌力的流水。由于氯發生效率的提高，電極進而電解槽的小型化也成為可能。
在本發明的理想狀態中，上述氯發生用電極是用導電性的發生氯的催化劑層將導電性材料板的表面被覆而構成的。被覆可以是被覆導電性材料板的全部或是一部分。
通過用導電性的發生氯的催化劑層被覆導電性材料板的表面而構成氯發生用電極，提高了氯發生效率，增大了發生游離氯濃度，可生成有足夠殺菌力的流水。由于提高了氯發生效率，電極進而電解槽的小型化也成為可能。通過使用比發生氯的催化劑更為廉價的材料作為導電性材料能夠降低電解裝置的制造成本。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑至少含有銥。
發生氯的催化劑由于至少含有銥，提高了氯發生效率、增大了發生游離氯濃度、可生成有足夠殺菌力的流水。由于提高了氯發生效率，電極進而電解槽的小型化也成為可能。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑，至少含有鉑和銥。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑含有鉑和銥，相對于鉑的含量與銥的含量之和，鉑的比例用摩爾比表示為70％以上。
由于發生氯的催化劑至少含有鉑和銥，外加電壓時引起的氧化銥等發生氯的催化劑的脫落，由于鉑的混入而被抑制、高的氯發生效率、高的發生游離氯濃度能夠長期地被維持、有足夠殺菌力的流水能長期穩定地被生成。尤其是相對于鉑的含量與銥的含量之和，鉑的比例如在70％以上(以摩爾比表示)，最好是在80％以上時，則電極的壽命可顯著地提高。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑含有鉑、銥和鉭，相對于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比例為30重量％以下。
發生氯的催化劑由于含有鉑、銥、鉭，與含有鉑和銥的情況相比，一方面提高了在初期的氯發生效率，另一方面促進了發生氯的催化劑的脫落。由于相對于鉑、銥和鉭的重量之和鉭的比例在30重量％以下，發生氯氣的催化劑的脫落可被抑制，可長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑層的厚度為0.1μm以上。
由于發生氯的催化劑層厚度在0.1μm以上、最好是在0.2μm以上，發生氯的催化劑量就足夠了，這時發生游離氯濃度為1mg/1以上的流水可被生成。發生游離氯濃度為1mg/1以上的流水對廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等的殺菌、防污染具有足夠的殺菌能力。
在本發明的理想狀態中，上述發生氯的催化劑層的厚度是0.5μm以上。
通過將發生氯的催化劑層厚度制成0.5μm以上，可抑制非導體層的形成。如果由于發生氯氣的催化劑脫落，發生氯氣的催化劑層變薄，則到達導電性材料板與發生氯的催化劑層的界面的水量將增加，導電性材料板的表面被氧化。結果，在導電性材料板與發生氯的催化劑層之間非導體層被形成。因此，通過將發生氯的催化劑層加厚，因發生氯的催化劑脫落而引起的導電性材料板與發生氯的催化劑層之間非導體層的形成被抑制。結果，對于廚房的排水口、菜板等的廚房用品、浴室、便器等的殺菌、防污染具有足夠殺菌能力的流水可長期持續地被生成。
在本發明的理想狀態中，上述導電性材料是抗氧化能力大的材料。
通過選用抗氧化能力大的材料作為導電性材料，在導電性材料板與發生氯的催化劑層之間的非導體層的形成可被抑制。結果，具有足夠殺菌能力的流水可長期持續地被生成。
在本發明的理想狀態中，上述導電性材料是鈦。
通過采用抗氧化能力大的鈦作為導電性材料，在導電性材料板與發生氯的催化劑層之間的非導體層的形成可被抑制。結果，具有足夠殺菌能力的流水，可長期持續地生成。鈦具有分量輕而且機械強度大的優點。
在本發明的理想狀態中，在上述一對電極之間的一部分中設置(定位)隔片。
通過在一對電極間的一部分中設置隔片，一對電極間的距離可以保持一定。結果使電極上的電壓分布均勻，發生氯的催化劑的不均勻脫落和水垢的不均勻附著受到抑制，具有足夠殺菌能力的流水可長期持續地生成。而且，維持電極間的適當距離可以防止氯發生效率的下降。還可防止由于電極間的短路而引起電解裝置發生故障。
在本發明的理想狀態中，上述隔片被插入一對電極之間。
通過將隔片插入一對電極之間，能夠方便地完成隔片和電極的組裝。
在本發明的理想狀態中，上述隔片從一對電極的外側嵌入該對電極側端部間的間隙中。
通過將隔片從一對電極的外側嵌入該對電極側端部間的間隙中，能方便地組裝成電極間距離微小的電解槽。而且，電極間通路內的隔片體積減小，可抑制由隔片引起的水流紊亂和渦流的產生，可抑制水流中沉淀的形成。結果可防止因沉淀所需電力的供給、防止在該沉淀內水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子反應而在電極上形成水垢情況的發生，從而使得有足夠殺菌能力的流水可長期穩定地生成。
在本發明的理想狀態中，上述隔片，至少是表面，由表面能小的材料形成。
通過將隔片，至少是表面，用表面能小的材料形成，可防止因水垢在隔板上附著而使通路變窄的情況發生。由此，可防止下述情況的發生即可防止在局部形成流速低的區域、防止在該區域需要供給更多量的電力、防止在該區域內的水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸報離子等反應而在電極上形成水垢的情況發生。從而有足夠殺菌能力的流水可長期穩定地生成。
水的表面能是70erg/cm2、聚四氟乙烯的表面能是30erg/cm2。由于兩者的表面能之差，在聚四氟乙烯表面上水垢難以附著。從而，與水的表面能之差在40erg/cm2以上的材料可有效地防止水垢的附著。
作為表面能小于30erg/cm2的材料的例子，可舉出如下聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟硅烷、硅氧烷氟化物等。
在本發明的理想狀態中，沿上述電解槽的液體流入口排列液體的流入方向、在電極間形成通路的延續方向和從液體流出口出來的液體流出方向。
通過沿電解槽的液體流入口排列液體的流入方向，在電極間形成通路的延續方向和從液體流出口出來的液體流出方向，可抑制流水中渦流的發生并抑制流水中沉淀的形成。由此可以防止沉淀部分所需的多量電力的供應，防止在該沉淀內的水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應在電極上形成水垢的情況發生。從而有足夠殺菌力的流水能長期穩定地生成。進而，由于在通路上流動的流水一直流向排列在該通路上的液體流出口，因而在電極上生成的氫氣、氧氣的氣泡容易從電極表面上解吸。可防止因氣泡滯留而引起的氯發生效率的下降。
在本發明的理想狀態中，將上述電解槽在電極間形成通路的液體流入口一側的端部設置在比液體流出口一側端部的更下方。
通過將電極間形成通路的液體流入口一側的端部設置在比液體流出口一側的端部的更下方，可使在電極生成的氫氣、氧氣氣泡、因浮力和水流的作用，從電極間的通路迅速被排出。由此可防止由氣泡滯留而引起的氯發生效率的下降。
在本發明的理想狀態中，上述電解槽電極在接近于電極間形成通路的液體流入口側的端部部分和在接近于在電極間形成通路的液體流出口側的端部部分，用絕緣材料被覆。
通過將電極在接近于電極間形成通路的液體流入口側的端部部分和在接近于電極間形成通路的液體流出口側的端部部分用絕緣材料被覆，可防止在電極間形成的通路的液體流入口側的端部以及液體流出口側的端部的電流集中。因而可防止在電極間形成通路的液體流入口側的端部和液體流出口側的端部，在流水中包含的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應，在電極上形成水垢的情況發生。結果具有足夠殺菌力的流水能長期穩定地生成。
在本發明的理想狀態中，在上述電解槽的電極間形成通路的液體流出口側的端部的橫截面積是液體流入口側的端部的橫截面積的1.01倍以上。
通過將在電極間形成通路的液體流出口側的端部的橫截面積做成液體流入口側的端的橫截面積的1.01倍以上，可防止伴隨著由于在電極上氫氣、氧氣氣泡發生而造成的流水體積增加而引起的流水的流速下降的情況發生。因而可防止對流速降低了的流水供應多量的電力、防止流水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應在電極上形成水垢的情況發生。所以有足夠殺菌力的流水可長期穩定地生成。
在本發明的理想狀態中，上述電源裝置是可以進行電極極性轉換的直流電源裝置。
通過將電源裝置制作成可進行電極極性轉換的直流電源裝置，使抑制水垢向電極的附著成為可能。因此，具有足夠殺菌力的流水可長期穩定地生成。
在本發明的理想狀態中，上述電解槽是無隔膜型的電解槽。
通過將電解槽作成無隔膜型的電解槽，電極間距離變窄，能夠降低電解電壓而且能簡化電解槽的結構。
本發明提供對含氯離子的流水進行電解的方法，其特征在于在上述一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以小于1100A/m2的電流密度流過直流電流。
通過在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以小于1100A/m2的電流密度流過直流電流，將含氯離子的流水進行電解，可抑制發生氯的催化劑從電極脫落，能夠長期穩定地生成具有足夠殺菌力的流水。
本發明提供了對含氯離子的流水進行電解的方法，其特征是在一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以大于300A/m2的電流密度流過直流電流。
通過在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以大于300A/m2的電流密度流過直流電流，對含氯離子的流水進行電解，能夠生成游離氯濃度大于1mg/l的，對廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等的殺菌，防污染具有足夠殺菌力的流水。
本發明提供對含氯離子的流水進行電解的方法，其特征是在一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以400A/m2至600A/m2的電流密度流過直流電流。
通過在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以400A/m2至600A/m2的電流密度流過直流電流，對含氯離子的流水進行電解，可提高氯發生效率。
本發明提供對含氯離子的流水進行電解的方法，其特征是使用一種含氯離子的流水的電解裝置，在停止電解之后，繼續維持流水直至經過所規定的時間。
使用含氯離子的流水的電解裝置，在停止電解后，繼續維持流水直至經過所規定的時間，可回避由于電解含氯離子的流水而電解電解槽內的滯留水的情況發生。其結果可防止水垢向陰極的附著，可長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。
本發明提供用于含氯離子流水的電解方法，其特征是使用一種含氯離子的流水的電解裝置，在進行電極的極性轉換的同時進行電解。
通過使用含氯離子流水的電解裝置，一邊進行電極的極性轉換，一邊對含氯離子的流水進行電解，由此可以抑制水垢向陰極的附著。由此，可長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發明的理想狀態中，上述電極的極性轉換次數為每進行一小時電解，電極極性轉換12次以下。
通過將電極極性的轉換次數控制為每進行一小時電解、電極極性轉換12次以下，可抑制發生氯的催化劑從電極上脫落，由此可長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發明的理想狀態中，電解次數每達10次以上，進行上述電極的極性轉換。
通過電解次數每達10次以上，進行電極的極性轉換，可抑制發生氯的催化劑從電極脫落。由此，可長期穩定地生成有足夠殺菌力的流水。
本發明提供對含氯離子的流水進行電解的方法，其特征是使用一種合氯離子的流水的電解裝置，把從液體流入口流入電解槽的流水加熱到高于室溫、低于50℃的溫度之后進行電解。
通過使用對含氯離子的流水進行電解的裝置，把從液體流入口流入電解槽的含氯離子的流水加熱到高于室溫，低于50℃的溫度之后進行電解，可以提高氯氣在流水中的溶解度，進而可提高游離氯的發生效率。由此，可生成有足夠殺菌力的流水。還有，在室溫至50℃以下的溫度范圍，氯氣在陽極的生成效率沒有變化。
在本發明的理想狀態中，對自來水進行電解。
通過使用對含氯離子的流水進行電解的裝置，將自來水的流水進行電解，由于自來水中吸附氯離子或是與氯離子反應的有機成分少，因此，可以將在自來水的流水中含有的氯離子高效率地轉變成氯氣。結果可生成有足夠殺菌力的流水。
在本發明的理想狀態中，對工業用水進行電解。
在本發明的理想狀態中，對井水進行電解。
通過使用對含氯離子的流水進行電解的裝置，將工業用水和井水的流水進行電解，可生成有足夠殺菌力的含有游離氯和氯化胺的流水。

圖1是有關本發明實施例電解裝置的圖解構成圖。
圖2是有關本發明實施例電解裝置所配備的氯發生電極的斷面圖。
圖3是說明氯發生電極劣化機制的氯發生用電極的斷面圖。
圖4是有關本發明實施例電解裝置所配備的電解槽的斷面圖。
圖5是有關本發明實施例電解裝置所配備的電解槽的斷面圖。
圖6(a)是有關本發明實施例電解裝置所配備的電解槽的平面圖，圖6(b)是圖6(a)的b-b向視圖。
圖7(a)是有關本發明實施例電解裝置所配備的電解槽的平面圖，圖7(b)是圖7(a)的b-b向視圖。
圖8是本發明實施例有關的，為了實施自來水的流水的電解所需的實驗裝置的器具構成圖。
圖9是圖8的電解裝置的分解斜視圖。
圖10是表示氯發生效率與電流密度的關系圖。
圖11是表示發生游離氯濃度、氯發生效率與電極板間距離的關系圖。
圖12是表示發生游離氯濃度與電流密度的關系圖。
圖13是表示原則上不進行電極極性轉換的情況下發生游離氯濃度隨時間的變化圖。
圖14是表示原則上不進行電極極性轉換的情況下氯發生效率隨時間的變化圖。
圖15是表示進行電極的極性轉換情況下，發生游離氯濃度隨時間的變化圖。
圖16是表示進行電極的極性轉換情況下，氯發生效率隨時間的變化圖。
圖17是表示電極中的發生氯的催化劑組成不同的情況下發生游離氯濃度隨時間的變化圖。
圖18是表示發生氯的催化劑的層厚度與發生游離氯濃度的關系圖。
圖19是表示電流密度不同的情況下，發生氯的催化劑層厚度的減少值隨時間的變化圖。
圖20是表示電極極性的轉換頻度不同的情況下，發生氯的催化劑層厚度的減少值隨時間的變化圖。
圖21是表示發生氯的催化劑組成不同的情況下，電極間電壓隨時間的變化圖。
圖22是表示發生氯的催化劑組成不同的情況下，發生氯的催化劑層厚度隨時間的變化圖。
圖23是表示次氯酸濃度與殺菌力的關系圖。以下用實施例說明本發明。
圖1是有關本發明實施例電解裝置的圖解構成圖。有關本發明實施例的電解裝置100，裝配帶有液體流入口1和液體流出口2的無隔膜型的電解槽3，在電解槽3內互相隔開一定間隔在中間形成通路5的電極板4.4和為在電極板4.4之間外加直流電壓的直流電源裝置6。
由水源供給的含氯離子的流水，通過流量調節閥7，從液體流入口1進入電解槽3，通過在電極板4.4間形成的通路5。含氯離子的流水，通過通路5時被電解形成含游離氯等殺菌力強的液體。含氯離子的流水被電解生成的有強殺菌力的液體，從液體流出口2向電解槽3外流出，供給殺菌對象用于對該對象殺菌。
以下說明含有氯離子的流水的電解反應。
含氯離子的流水在通過電極板4.4之間的通路5時，在陰極發生由化學式①所示的生成氫的反應，在陽極發生由化學式②所示的生成氯的反應，以及由化學式③所示的氧氣生成反應。由生成氯的反應而生成的氯氣(Cl2)溶于水生成次氯酸(HClO)、次氯酸離子(ClO-)等殺菌力強的游離氯等。
……………①……………………②……………③當上述電解裝置長期使用時，阻礙次氯酸，次氯酸離子生成的主要因素，可舉出的有電極中促進氯生成反應的成分向流水中的脫落，由于電極的氧化而非導體化，由于絕緣性水垢在電極表面的附著而引起電極的非導體化。由絕緣性水垢在電極表面的附著而導致電極的非導體化，是由于起初在電極表面的局部有水垢附著，在該局部周邊電流增大，又因電流增大而使水垢成長，逐漸地將非導體部分擴展到電極全部而引起。由上述主要因素，阻礙了氯氣的生成進而阻礙次氯酸、次氯酸離子的生成。
在用上述電解裝置對流水進行電解的過程中，氯生成反應較氧生成反應越占優勢，游離氯的生成效率越高。
為了使氯生成反應比氧生成反應更占優勢，希望在陽極使用氯發生用電極。所謂氯發生用電極是能夠引起氯生成反應的電極。作為氯發生用電極的例子可舉出如下鐵素體等鐵系電極、鈀系電極、釕系電極、銥系電極、鉑系電極、釕-錫系電極、鈀-鉑系電極、銥-鉑系電極、釕-鉑系電極、銥-鉑-鉭系電極。
氯發生用電極的構成，可以是產生氯的催化劑(能夠引起氯生成的催化劑)的純實體材料，或者如圖2所示，也可以是在導電性材料的板10的表面上被覆發生氯的催化劑層11。
作為發生氯的催化劑實例可列舉如下含有銥、鉑、鈀、釕、銠、鋨、鐵、鈷、鎳等元素的金屬，氧化物等化合物。
發生氯的催化劑，希望其難以向流水中脫落，發生氯的催化劑如果向流水中脫落，則會阻礙由氯發生用電極引起的氯生成反應。
導電性材料，只要是良導體就可以。作為導電性材料的實例可列舉如下鈦、鐵素體、銀、鉑、金、銅。
導電性材料，希望其具有強的抗氧化能力。所謂抗氧化能力，意味著難以被流水中含有的氧化作用成分氧化的性質，或是即使被氧化也難以形成絕緣體層的性質。如果導電性材料的抗氧化能力小，則如圖3所示，在導電性材料板10與發生氯的催化劑層11之間，將形成由導電性材料的氧化物構成的絕緣體層12。如果絕緣體層12超過一定的厚度，則氯發生用電極被非導體化，妨礙電極板間的電導通，氯發生用電極生成氯的作用受到阻礙。鈦是抗氧化能力大的導電性材料。鈦在高溫高壓水中，直到400℃也不被氧化。
流水的電解，希望是在絕緣性水垢在電極表面上難以附著的狀態下進行。如果絕緣性水垢附著在電極表面上，則電極被非導體化，電極板間電的導通被妨礙，氯發生用電極生成氯的作用受到阻礙。
水垢在電極上的附著，被認為是由于在流水中含有的鈣離子、鎂離子等陽離子被拉向陰極，與流水中含有的碳酸根離子反應生成碳酸鈣、碳酸鎂等，這些生成物附著在電極表面上而引起的。本發明的發明人，通過用X射線衍射法分析，從水垢附著的電極上檢出了結晶性碳酸鈣。
在圖1的電解槽3中，電極板4.4隔開一定的間隔設置。為了將電極板4.4隔開一定的間隔設置，希望在電極板4.4之間設置(定位)隔片。如圖4所示，在平行于電極板4.4之間的通路5的延續方向設置一對隔片9，該一對隔片9可以插入到電極板4.4之間，或是如圖5所示，也可以將在平行于電極板4.4之間的通路5的連續方向設置的一對隔片9，從電極板4.4的外側嵌入到電極板4.4的測端部間的間隙中。在電極板4.4的面積大的情況下，為了在電極板4.4之間維持一定的間隔，希望在電極板4.4之間設置3個以上的隔片9。
為了防止電極間的短路，隔片9由絕緣性材料形成。另外，為了防止水垢的附著，希望隔片9，至少是其表面用表面能小的材料形成。所謂表面能小的材料，意味著表面能小于30erg/cm2的材料。作為表面能小的材料的實例，例如含四氟(化)基的樹脂、聚四氟乙烯是特別適宜的材料。
電解槽3的結構只要具有圖1所示的基本構成即可。無隔膜型的電解槽3是所希望的。電解槽3是無隔膜型時，可使電極間距離變窄，電解電壓降低，而且可使電解槽3的結構簡易化。
電解槽3結構的具體例子在圖6、圖7中示出。
在圖6的例子中，流向液體流入口1的液體流入方向和液體流出口2的液體流出方向與在電極板4.4間形成的通路的延續方向垂直。電極板4.4連接在可進行極性轉換的直流電源裝置6上。
在圖7的例子中，流向液體流入口1的液體流入方向和由液體流出口2的液體流出方向排列在電極板4.4間形成的通路5的延續方向上。電極板4.4與可進行極性轉換的直流電源的裝置6連接。
在圖1的電解裝置100中，供給的含氯離子的流水是自來水的情況，通過電解自來水生成的氯氣大致全部溶于自來水中，形成次氯酸、次氯酸離子等游離氯。結果，從電解裝置100流出含游離氯的殺菌力強的溶液。
在圖1的電解裝置100中，供給的含氯離子的流水是工業用水或井水的情況，通過電解工業用水或井水生成的氯氣中的一部分往往與工業用水或井水中存在的胺系化合物反應，生成氯胺、二氯胺、三氯胺等氯化胺。這些氯化胺也具有殺菌力。結果，從電解裝置100中，流出含有游離氯和氯化胺的強殺菌力的溶液。
從電解裝置100流出的有強殺菌力的溶液，供給與水接觸的器具等殺菌對象，對殺菌對象殺菌。作為水接觸的器具的例子舉出如下水槽、炊具系統、水槽和炊具系統的組成部件污水槽、擋渣板、廚桌、菜板、食器等廚房用品，洗面臺、洗面器、洗面臺和洗面器的組成部件，洗滌盆、擋渣板、閥栓金屬零件等，牙刷盒、小物品放置架等盥洗間用品、大便器、便座、局部洗凈器、便蓋、小便器等衛生間用品、浴室、單元池、蒸氣浴、浴室內外配置的浴槽、清洗場、熱水供應器、閥栓器具、淋浴器、肥皂放置處、澡盆蓋、鏡等浴室用品、洗衣機、洗衣機板面、洗衣池等洗滌用品。
通過實驗研究電解裝置100各部件的適宜值和電解裝置100的適宜運轉條件。
(實驗1)研究電極板間距離和電流密度對發生游離氯濃度和氯發生效率的影響。
<1>實驗條件將電極板間距離和電流密度作種種改變，進行自來水的電解實驗，研究發生游離氯濃度和氯發生效率。
如圖8所示，通過流量調節閥21和流量計22將自來水引入電解裝置100。用流量調節閥21調節流量，用流量計22測定流量。在電解裝置100的電解槽3內，按規定的間隔設置多個電極板4，將流過電極板4中通路的自來水，從電解槽3排出貯存在燒杯23中，將電解裝置100帶有整流電路的直流電源裝置6連接在AC100伏的家庭用電源上，將電解槽3內設置的電極板4連接在直流電源裝置6上。用電壓計24測量外加在電極板4之間的電壓，用電流計25測量在電極板4之間流動的電流。
如圖9所示，電解槽3由一端封閉的長方形斷面的筒狀構件3a和簡狀體3a敞開端液體密封的封閉蓋構件3b構成。向設置在電解槽3下部的液體流入口1的液體流入方向和從設置在電解槽3上部的液體流出口2的液體的流出方向與在電極板4之間形成的通路5的延續方向垂直。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
電極板間的距離為0.19mm、0.43mm和0.86mm三種。
當電極板間距離為0.19mm和0.43mm時，如圖9所示，在電解槽3內配置了三個電極板4。將各電極板4的接線柱4 a向電解槽3的外部引出，將兩端的電極板4作為陽極，使用銥被覆鈦電極，中間的電極板4作為陰極，使用鉑電極。在電極板4之間插入與電極板間距離相等厚度的隔片9確保所要求的電極板之間的距離。除去與隔片9相接部分的面積，實際上的電極面積為0.60dm2/極。
在電極板間距離為0.86mm的情況下，在電解槽3內設置2個電極板4。一方的電極板4作陽極，使用銥被覆鈦電極，另一方的電極板4作陰極，使用鉑電極。在電極板4之間插入與電極板間距離相等厚度的隔片9，確保所要求的電極板之間的距離。除去與隔片9相接部分的面積，實際上的電極面積為0.60dm2/極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3內，在電極板間距離為0.19mm和0.43mm的情況，由三個電極板4形成的二個電極板間通路5，以0.24dm3/分的流量通過每對電極板間的通路，在電極板間距離為0.86mm的情況，由二個電極板4形成的一個電極板間通路5，以0.26dm3/分的流量通過電極板間的通路，然后從液體流出口2向電解槽3外排出。
改變電極板間的外加電壓，使電極板間的電流密度在167A/m2～1333A/m2的范圍分數個階段連續變化，對每個電極板間距離和電流密度的組合，在流水狀態進行2分鐘電解，在流水停止狀態停止電解1分鐘，這樣重復10次操作，每次在電解開始1分鐘后向電解槽3外部排放自來水，取樣0.01dm3，用DPD法測定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值。用DPD法測定電解前的自來水中的游離氯濃度，從經過電解實驗得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前的自來水中的游離氯濃度，得出通過電解產生的游離氯濃度，即求出了發生游離氯濃度。
實驗條件在表1中給出。
<2>實驗結果表1中給出了對應每種電極板間距離和電流密度的組合，得到的排出水中的游離氯濃度的平均值和發生游離氯濃度。
根據數式①求出了氯發生效率(電流效率)η。氯發生效率η在表1中給出
η＝(Cfcl×Q×96500)/(35.5×I×103×60)(％)……①式中Cfcl發生游離氯濃度(1mg/l)Q流量 (1/min)I電流 (A)圖10中給出了氯發生效率η與電流密度和電極板間距離的關系。
從圖10可知，電極板間距離為0.43mm時的氯發生效率和電極板間距離為0.86mm時的氯發生效率，在電流密度在400～600A/m2范圍時可達到最大。
圖11中給出了在電流密度是500A/m2時，發生游離氯濃度與電極板間距離的關系，以及氯發生效率與電極板間距離的關系。
從圖11可知，如果電極板間距離超過0.2mm則發生游離氯濃度可達到約1mg/l以上。約1mg/l以上的發生游離氯濃度，對廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等的殺菌，防污染是足夠了。
從圖11可知，當電極板間距離為0.4mm以上時，發生游離氯濃度和氯發生效率都達到了一定的高度值。
圖12中給出了，當電極板間距離為0.43mm、0.86mm時，發生游離氯濃度和電流密度的關系。
從圖12可知，如電流密度達到300A/m2以上，則發生游離氯濃度可達到約1mg/l以上。如前所述，約1mg/l以上的發生游離氯濃度，對廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等殺菌，防污是足夠了。
(實驗2)研究電極極性轉換和停止電解的時限給予發生游離氯濃度及氯發生效率隨時間變化的影響。
<1>實驗條件對于原則上不進行電極極性轉換和進行電極極性轉換的情況，進行自來水的流水的電解實驗，研究發生的游離氯濃度和氯發生效率隨時間的變化。
使用與實驗1同樣的如圖8、圖9所示的實驗裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
將三個電極板4配置在電解槽3內。電極板間距離為0.43mm，把與電極板間距離相同厚度的隔片9插入到電極板4之間，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片g連接部分的面積實際上的電極面積為0.60dm2/極。
在原則上不進行電極極性轉換的情況，兩端的電極板4使用銥被覆鈦電極，中間的電極板4使用鉑電極。在進行電極極性轉換的情況，三個電極板4都使用銥被覆鈦電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3中，由三個電極板4形成的二個電極板間的通路5，以0.25dm3/分的流量通過每個電極間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
將在流水狀態進行2分鐘電解，在流水停止狀態停止一分鐘電解的操作重復進行。
在原則上不進行電極極性轉換的情況，兩端的電極板4作陽極、中間的電極板4作陰極。在電解時間進行到25.3小時的時候進行電極的極性轉換即將兩端的電極板4作為陰極，中間的電極板4作為陽極，在電解時間進行到37.3小時的時候再次進行將兩端的電極板4作陽極，中間的電極板4作陰極的電極極性轉換。與流水開始的同時將直流電源裝置6置于ON(即接通的位置)在電極板4之間外加12V的電壓，與流水停止的同時將直流電源裝置6置于OFF(斷開)解除在電極板4之間的外加電壓。
在進行電極極性轉換的情況，在兩端的電極板4作陽極中間電極板4作陰極的極性組合與兩端的電極板4作陰極中間的電極板4作陽極的極性組合之間進行各自每次的電解極性轉換。與流水開始的同時將直流電源裝置6置于ON，在電極板4之間外加12V的電壓，在電解時間達到4個小時時，與流水停止的同時將直流電源裝置6置于OFF，解除在電極板4之間的外加電壓，在進行電解的時間達到4個小時之后，在流水停止10秒前將直流電源裝置6置于OFF，解除電極板4之間的外加電壓。
在電解開始1分鐘后，向電解槽3外部排放，用適當的時間間隔對排出的自來水取樣0.01dm3，用DPD法測定排出水中的游離氯濃度。用DPD法測定電解前的自來水中的游離氯濃度，從經過電解實驗得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來水中的游離氯濃度，求出發生游離氯濃度。用數式①求出氯發生效率η。
<2>實驗結果原則上不進行電極極性轉換情況的發生游離氯濃度隨時間的變化在圖13中示出，氯發生效率隨時間的變化在圖14中示出。
從圖13、圖14可知①發生游離氯濃度和氯發生效率在電解進行時間超過約7小時時都急驟地下降，在電解進行到約21個小時的時間點時，下降到約為電解開始之后時值的1/5。
②通過在電解時間為25.3小時的時間點進行電極的極性轉換和電解進行到37.3小時的時間點進行電極的極性轉換，雖然發生游離氯濃度分別增加約20％，但是維持換后的電極極性繼續進行電解，發生游離氯濃度與極性轉換前以同樣的斜度隨著時間而下降。
通過電極的極性轉換發生游離氯濃度增大可認為是由于在陰極上附著的水垢，通過電極極性轉換而被剝離的結果。因此，可以認為電極的極性轉換對于發生游離氯濃度隨電解時間而下降進而氯發生效率隨時間的下降的抑制作用是有效的。
在進行電極極性轉換情況的發生游離氯濃度隨時間的變化在圖15中示出，氯發生效率隨時間的變化在圖16中示出。
從圖15、圖16中可得知①發生游離氯濃度和氯發生效率在電解時間進行達到4小時都急速地下降。
盡管進行了電極極性的轉換，但是發生游離氯濃度、氯發生效率仍均隨著時間急速下降的事實被認為是由于通過與流水停止的同時將直流電源裝置6置于OFF，由于直流電源裝置6本身備有的電容器的放電，流水停止后仍有滯留水的電解進行，導致在陰極上附著了水垢而造成的。
②電解進行到4小時之后，直到電解時間達205小時，發生游離氯濃度、氯發生效率都與電解開始之后的值維持有大致相同程度。
降低了的發生游離氯濃度和氯發生效率，恢復到與電解開始之后的值有大致相同程度的值，其后又繼續維持恢復值，這被認為是由于通過在流水停止10秒前將直流電源裝置6置于OFF，滯留水被電解的情況被回避，進而阻止水垢的附著，通過電極的極性轉換，可剝離在陰極上附著的水垢所導致的。
電解自來水的流水使之生成游離氯，含有游離氯的自來水流到廚房，對廚房的排水口、菜板等進行消毒，消毒系統的運轉條件按每12小時連續運轉2分鐘，如果系統的耐用年數為10年則總共運轉時間約為240小時。從圖15、圖16可知，每次電解通過電極極性轉換而且在電解停止后停止流水，上述系統的耐久性對于實際應用已經足夠了。
(實驗3)研究有關發生氯用的催化劑的組成對于發生氯用的電極壽命的影響。
<1>實驗條件在鈦基體表面形成含鉑和銥不含鉭的厚度約1μm的發生氯的催化劑層的電極A和在鈦基體表面上形成含鉑、銥、鉭(重量比為13∶55∶32)的厚度約1μm的發生氯的催化劑層的電極B，使用上述電極A和電極B進行自來水流水的電解實驗，用來研究發生氯的催化劑組成對電極壽命的影響。
使用與實驗1同樣的，如圖8和圖9所示的實驗裝置，但直流電源裝置6為12V的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
將三個電極板4配置在電解槽3內。電極板間距離0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，用來確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際上的電極面積為0.60dm2/極。三個電極板4全部為電極A或電極B。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3中，用三個電極板4形成的二個電極板間通路5、以0.25dm3/分的流量流過每個電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
使用的電流密度為500A/m2。
在流水狀態進行5分鐘電解，在流水停止狀態停止1分鐘電解，將這種操作重復10次，每次電解停止都進行電極的極性轉換。每次電解時都在電解開始1分鐘后從電解槽3排出的自來水中取樣0.01dm3，用DPD法測定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值，用DPD法測定電解前的自來水中的游離氯濃度，從經過電解實驗得到的排出水中的游離氯濃度中扣除電解前自來水中的游離氯濃度，求出發生游離氯濃度。
<2>實驗結果在圖17中給出了發生游離氯濃度隨時間的變化。
從圖17可得知在使用電極B時，雖然在初期得到了高的發生游離氯濃度，但是在電解時間進行到72小時之前，發生游離氯濃度急速的下降了；在使用電極A時，初期的發生游離氯濃度與使用電極B時相比雖然是低的，但是持續電解時直到1000小時發生游離氯濃度也沒有降低。因此，發生氯的催化劑為含有鉑和銥而不含鉭時，足夠長的電極壽命被得到了，對于發生氯的催化劑為含有鉑、銥和鉭的情況，相對于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比例在30重量％以下是所希望的。
(實驗4)有關發生氯的催化劑的層厚度對于發生游離氯濃度影響的研究。
<1>實驗條件使用在鈦基體表面上形成的含有鉑和銥不含鉭的發生氯的催化劑層制作的電極，將發生氯的催化劑層厚度作種種改變，進行自來水流水的電解實驗，研究發生氯的催化劑層厚度對發生氯的催化劑的影響。
使用與實驗1同樣的，如圖8、圖9所示的實驗裝置。但是直流電源裝置6是使用12V的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
在電解槽3中配置了三個電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際的電極面積是0.60dm2/極。三個電極板4全部使用氯發生用電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3中，由三個電極板4形成二個電極板間通路5、按0.25dm3/分的流量流經每個電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為500A/m2。
在流水狀態進行5分鐘電解，在流水停止狀態停止1分鐘電解，反復這種操作10次，在每次電解停止時都轉換電極的極性。每次電解在電解開始1分鐘后從電解槽3排出的自來水中取樣0.01dm3，用DPD法測定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值，用DPD法測定電解前的自來水中的游離氯濃度，從經過電解實驗得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來水中的游離氯濃度，求出發生游離氯濃度。
<2>實驗結果圖18中給出了發生游離氯濃度與發生氯的催化劑層厚度之間的關系。
從圖18可知如果發生氯的催化劑層厚度達到0.1μm，則發生游離氯可達約1mg/l，如果發生氯的催化劑層厚度為0.2μm以上，則發生游離氯濃度可穩定在1mg/l以上。如前所述，約1mg/l以上的發生游離氯濃度，對廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等的殺菌、防污已完全可滿足要求了。
(實驗5)有關電流密度對電極壽命的影響的研究。
<1>實驗條件使用由在鈦基體表面上含鉑和銥不含鉭所形成的約1μm厚的發生氯的催化劑層制成的電極，進行自來水流水的電解實驗，研究電流密度對電極壽命的影響。
使用與實驗1同樣的，如圖8、圖9所示的實驗裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
在電解槽3中裝配三個電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際的電極面積為0.60dm2/極。三個電極板4全部使用氯發生用電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3，由三個電極板4形成二個電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經每個電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為550A/m2、1100A/m2二種。
在流水狀態電解5分鐘，在流水停止狀態停止電解1分鐘，反復進行這樣操作，每次電解都轉換電極的極性。用適當的時間間隔測定氯發生用電極的厚度。
<2>實驗結果在圖19中給出了發生氯的催化劑層厚度的減少值隨時間的變化。
從圖19可知在電流密度為1100A/m2時，進行電解時間達到1000小時，發生氯的催化劑厚度的減少值為1μm，相對于該值，在電流密度為550A/m2時，即使電解時間進行達到1600小時，發生氯的催化劑層厚度的減少值也只是0.9μm以下。該結果表明如果電流密度在1100A/m2以下則可得到足夠長的電極壽命。
(實驗6)關于電極極性的轉換頻度對于電極壽命影響的研究。
<1>實驗條件使用由在鈦基體表面上含鉑和銥不含鉭所形成的約1μm厚的發生氯的催化劑層制成的電極，進行自來水流水的電解實驗，研究電極的極性轉換頻度對電極壽命的影響。
使用與實驗1同樣的，如圖8、圖9所示的實驗裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
在電解槽3中裝配三個電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際的電極面積為0.60dm2/極。三個電極板4全部使用氯發生用電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3，由三個電極板4形成二個電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經每個電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
在流水狀態電解5分鐘，在流水停止狀態停止電解1分鐘，反復進行這樣的操作，電極的極性轉換頻度分為每電解1次轉換和每電解10次轉換二種，在適當的時間間隔測定氯發生用電極的厚度。
<2>實驗結果在圖20中給出了發生氯的催化劑層厚度的減少值隨時間的變化。
從圖20可知每電解10次進行1次電極極性轉換的情況下氯發生用電極厚度的減少值小。
因為一次的電解時間是5分鐘，所以如果每電解一次就進行電極極性轉換，則電解每進行1小時需進行12次電極的極性轉換。因此，可認為如果考慮電極的壽命，則電極的極性轉換頻度至少應是每電解1小時少于12次。
(實驗7)關于電解槽3的構造對發生游離氯濃度和氯發生效率影響的研究。
<1>實驗條件用圖6所示的裝配有沿液體流入口1的液體流入方向和液體從流出口2的流出方向與電極板4.4間形成通路5的延續方向相互垂直的電解槽的電解裝置A，和圖7所示的，裝配有沿液體流入口1的液體流入方向，和液體從流出口2流出方向排列在電極4.4間形成通路5的連續方向上的電解槽的電解裝置B，進行自來水流水的電解實驗，研究電解槽3的構造對發生游離氯濃度和氯發生效率的影響。
電解裝置A使用與實驗1同樣的，圖8、圖9所示的實驗裝置。但是直流電源裝置6是12伏的轉換電源裝置。
電解裝置B使用與實驗1相同的、圖8、圖9所示的實驗裝置。但是，將電解槽3的液體流入口1和液體流出口2設置在如圖9用點劃線所示的電解槽3的高度方向的中間部分上。而且直流電源裝置6為12伏的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長方形板。
在電解槽3中設置二個電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際的電極面積為0.60dm2/極。二個電極板4使用氯發生用電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3中，由二個電極板4形成二個電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經每個電極板間通路，從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為500A/m2。
在流水狀態電解5分鐘，在流水停止狀態停止電解1分鐘，這一操作重復10次，每次停止電解，都進行電極的極性轉換。在每次電解中電解開始1分鐘后從電解槽3排出的自來水取樣0.01dm3，用DPD法測定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值。用DPD法測定電解前的自來水中的游離氯濃度，從通過電解實驗得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來水中的游離氯濃度，求出發生游離氯濃度，氯發生效率η由式①求出。
<2>實驗結果表2給出了發生游離氯濃度與電解槽3構造的關系，氯發生效率與電解槽3構造的關系。
從表2可知使用具有圖7所示電解槽的電解裝置B進行電解，得到的發生游離氯濃度和氯發生效率的值都是高的。
(實驗8)研究發生氯的催化劑組成對氯發生用電極的壽命的影響。
<1>實驗條件用在鈦基體表面上形成含鉑和銥(摩爾比為70∶30)的約1μm厚的發生氯的催化劑層的電極C，和在鈦基體表面上形成含鉑和銥(摩爾比為80∶20)的約1μm厚的發生氯的催化劑層的電極D，進行自來水流水的電解實驗，研究發生氯的催化劑的組成對電極壽命的影響。
使用與實驗1相同，圖8、圖9所示的實驗裝置。但是，直流電源裝置6是12伏的轉換電源裝置。
電極板4是長×寬×板厚為40mm×40mm×0.5mm的長方形板。
在電解槽3中設置二個電極板4。電極板間距離為0.5mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實際的電極面積為0.14dm2/極。二個電極板4使用氯發生用電極。
將自來水從液體流入口1引入電解槽3中，由二個電極板4形成二個電極板間通路5、以0.5dm3/分的流量流經每個電極板間通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為550A/m2。
在流水狀態電解5分鐘，在流水停止狀態停止電解1分鐘，重復該操作10次，每次電解時轉換電極的極性。
通過研究電極間電壓隨時間的變化可測知電極的壽命。考慮到流入電解槽的自來水的電導率有某種程度的變動，將用電壓計測定的電極間的電壓值校正為自來水的電導率ρ為ρ＝150μs/cm情況的值，求出該校正后的電極間電壓隨時間的變化。
電極如果開始非導體化，電極間電壓就會急速地上升。因此，通過研究直到電極間電壓開始急速上升時的已經進行電解的總時間，可測知電極的壽命。
<2>實驗結果圖21中給出了電極間電壓隨時間的變化。
從圖21可知，在使用電極C的情況，進行電解的時間達到約1000小時的時候，電極間電壓開始急速上升，在使用電極D的情況，進行電解的時間達到約1400小時的時候，電極間電壓開始急速上升。該結果表明，含鉑和銥的發生氯的催化劑電極的壽命是足夠長的。可認為由于鉑的混入，可抑制在電極間外加電壓時引起的氧化銥等發生氯的催化劑的脫落。而且由該結果可知，在發生氯的催化劑中相對于鉑的含量和銥的含量之和，鉑的比例，用摩爾比表示為70％以上，最好為80％以上時，可得到足夠長的電極壽命。圖22給出了發生氯的催化測層厚度隨時間的變化。
由圖22，鉑的比例增加則電極的壽命延長的理由，可舉出以下兩點①如果鉑的比例增加則電極非導體化的發生氯的催化劑層厚度變薄。
從圖22可知，鉑的比例(用摩爾比表示)是70％的電極C，在電極間電壓開始急速上升的電解時間為1000小時的時候，發生氯的催化劑層厚度是0.4μm；鉑的比例(用摩爾比表示)是80％的電極D，在電極間電壓開始急速上升的電解時間是1400小時的時候，發生氯的催化劑層厚度是0.2μm以下。
②發生氯的催化劑層厚度在一定程度的減少之后，鉑的比例大的催化劑層，引起發生氯的催化劑層脫落更為困難。
從圖22可知，對于鉑的比例(用摩爾比表示)為70％的電極C，發生氯的催化劑層厚度的減少速度大致是一定的，而鉑的比例(用摩爾比表示)為80％的電極D，在發生氯的催化劑層厚度減少到約0.3μm之后，發生氯的催化劑層厚度減的速度降低了。應用本發明有關含氯離子的流水的電解裝置和電解方法，可容易的對家庭和辦公樓內的廚房排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等進行殺菌而且裝置的運轉和維修保養也很簡易。
表1
<p>表權利要求
1.含氯離子流水的電解裝置，其特征在于該裝置設有含至少一對電極、電極間形成的通路、連通通路的液體流入口和液體流出口的電解槽和對電極間外加電壓的電源裝置。
2.按照權利要求1所述的含氯離子流水的電解裝置，其特征是其中一對電極間的距離大于0.2mm。
3.按照權利要求1或權利要求2記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述電極中至少陽極是氯發生用電極。
4.按照權利要求1或權利要求2記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述電極全部是氯發生用電極。
5.按照權利要求3或4中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述氯發生用電極由發生氯的催化劑的實體材料構成。
6.按照權利要求3或4中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述氯發生用電極是通過用導電性的發生氯的催化劑層被覆導電性材料板表面形成的。
7.按照權利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發生氯的催化劑至少含有銥。
8.按照權利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發生氯的催化劑至少含有鉑和銥。
9.按照權利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述發生氯的催化劑含有鉑和銥，相對于鉑含量和銥含量之和，鉑的比率以摩爾比表示為70％以上。
10.按照權利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發生氯的催化劑，含有鉑、銥和鉭，相對于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比率為30重量％以下。
11.按照權利要求6至10中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發生氯的催化劑層厚度為0.1μm以上。
12.按照權利要求6至10中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述發生氯的催化劑層厚度為0.5μm以上。
13.按照權利要求6至12中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述導電性材料是抗氧化能力大的材料。
14.按照權利要求13中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述導電性材料為鈦。
15.按照權利要求1至14中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，在上述一對電極間的一部分中設置有隔片(Spacer)。
16.按照權利要求15中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片被插入在一對電極之間。
17.按照權利要求15中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片從一對電極的外側，嵌入到該對電極側端部間的間隙中。
18.按照權利要求15至17中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片至少表面是用表面能小的材料形成的。
19.按照權利要求1至18中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，沿上述電解槽的液體流入口的液體流入方向、電極間形成的通路的延續方向、從液體流出口出來的液體流出方向直線排列。
20.按照權利要求1到19中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極間形成的通路的液體流入口側的端部設置在比液體流出口側的端部的更下方。
21.按照權利要求1至20中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極在接近于電極間形成的通路的液體流入口側的端部部分和在接近于在電極間形成的通路的液體流出口側的端部部分用絕緣材料被覆。
22.按照權利要求1至21中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極間形成的通路的液體流出口側的端部的橫截面積是液體流入口側的端部的橫截面積的1.01倍以上。
23.按照權利要求1至22中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電源裝置為可進行電極的極性轉換的直流電源裝置。
24.按照權利要求1至23中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽是無隔膜型的電解槽。
25.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以低于1100A/m2的電流密度流過直流電流。
26.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以300A/m2以上的電流密度流過直流電流。
27.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以400A/m2～600A/m2的電流密度流過直流電流。
28.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，使用權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，在電解停止后，維持流水直至規定的時間。
29.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，使用權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，一邊進行電極的極性轉換，一邊電解。
30.按照權利要求29記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解時間每進行1小時，上述電極的極性轉換次數少于12次。
31.按照權利要求29記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是，上述電極的極性轉換，為每電解10次以上，進行1次電極極性轉換。
32.含氯離子流水的電解方法，其特征是，使用權利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，將從液體流入口流入電解槽的流水加熱到高到室溫但低于50℃的溫度之后進行電解。
33.按照權利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解自來水。
34.按照權利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解工業用水。
35.按照權利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解井水。
全文摘要
一種用于含氯離子流水的電解裝置，該裝置包括電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置；其中的電解槽中有至少一對電極、在電極間形成的通路、連通通路的液體流入口和液體流出口。
文檔編號C02F1/461GK1128980SQ95190499
公開日1996年8月14日 申請日期1995年5月30日 優先權日1994年5月31日
發明者兼國伸彥, 莊野信浩, 清原正勝, 田端研二, 河野秀平, 早川信 申請人:東陶機器株式會社