JP2000061469A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水道水供給路を通して供給される水道水と濃
塩水供給路を通して濃塩水タンクからポンプにより圧送
供給される濃塩水との混合によって生成される希塩水を
電解槽の電解室にて電気分解して電解水を生成するよう
にした電解水生成装置において、前記ポンプに加わる負
荷を低減すること。 【解決手段】 水道水供給路Ｗａ２を通して供給される
水道水と濃塩水供給路Ｗｂ１，Ｗｂ２を通して濃塩水タ
ンクからポンプにより圧送供給される濃塩水との混合に
よって生成される希塩水を電解槽の電解室にて電気分解
して電解水を生成するようにした電解水生成装置におい
て、水道水供給路Ｗａ２に対して濃塩水供給路Ｗｂ１，
Ｗｂ２を鋭角に形成して、水道水の流れに対する塩水の
流入角度が鋭角となるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、希塩水を電解槽の
電解室にて電気分解して電解水を生成する電解水生成装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の電解水生成装置の一つとして、
水道水供給路を通して供給される水道水と濃塩水供給路
を通して濃塩水タンクからポンプにより圧送供給される
濃塩水との混合によって生成される希塩水を電解槽の電
解室にて電気分解して電解水を生成するようにしたもの
があり、例えば特開平１０−４６６号公報に示されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記した特開平１０−
４６６号公報に示されている電解水生成装置において
は、水道水供給路と濃塩水供給路が直交する構成が採用
されていて、濃塩水供給路内の濃塩水には水道水供給路
内の水道水の水圧が大きな背圧として作用している。こ
のため、水道水供給路と濃塩水供給路との接続部より下
方に濃塩水タンクが配設される場合には、当該接続部と
濃塩水タンクの高低差に加えて水道水供給路内の水道水
による大きな背圧もポンプの負荷となり、高揚程仕様で
高価なポンプを採用する必要がある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
に対処すべくなされたものであり、水道水供給路を通し
て供給される水道水と濃塩水供給路を通して濃塩水タン
クからポンプにより圧送供給される濃塩水との混合によ
って生成される希塩水を電解槽の電解室にて電気分解し
て電解水を生成するようにした電解水生成装置におい
て、前記水道水供給路に対して前記濃塩水供給路を鋭角
に形成して、水道水の流れに対する塩水の流入角度が鋭
角となるようにしたことに特徴がある。 【０００５】 【発明の作用効果】本発明による電解水生成装置におい
ては、上記した構成が採用されているため、水道水供給
路内の水道水の流動により濃塩水供給路内の濃塩水に吸
引力を作用させることができて、濃塩水タンクから濃塩
水供給路に濃塩水を圧送するポンプに加わる負荷を低減
でき、ポンプの低能力化を図ることができて、低揚程仕
様で安価なポンプの使用が可能となってコスト低減を図
ることができる。 【０００６】また、本発明による電解水生成装置におい
ては、水道水の流れに対する塩水の流入角度が鋭角とな
るようにして、水道水供給路内の水道水の流動により濃
塩水供給路内の濃塩水に吸引力が作用するようにしたも
のであるため、水道水供給路と濃塩水供給路との接続部
にベンチュリー部を設けて、水道水供給路内の水道水の
流動により濃塩水供給路内の濃塩水に吸引力が作用する
ようにしたものに比して、水道水供給路の通路抵抗を高
めることなく濃塩水を吸引できて、電解室への希塩水の
供給量を十分に確保することができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明による電解水生成装
置の一実施形態を概略的に示していて、この電解水生成
装置は有隔膜の電解槽１００とこの電解槽１００の水道
水供給口１１ｅ及び濃塩水供給口１１ｆにそれぞれ接続
される水道水供給管１０１及び濃塩水供給管１０２を有
している。水道水供給管１０１は、水道管（図示省略）
に接続されていて、常閉形の給水弁１０３が介装されて
おり、給水弁１０３が開かれることにより給水弁１０３
を通して水道水供給口１１ｅに水道水が供給されるよう
になっている。濃塩水供給管１０２は、濃塩水タンク１
０４に接続されていて、濃塩水供給ポンプモータ１０５
が介装されており、濃塩水供給ポンプモータ１０５が駆
動されることにより濃塩水タンク１０４から濃塩水供給
口１１ｆに所定濃度の濃塩水が圧送供給されるようにな
っている。 【０００８】電解槽１００は、水道水供給口１１ｅを通
して供給される水道水と濃塩水供給口１１ｆを通して供
給される濃塩水を内部にて混合して希塩水を生成し同希
塩水を内部の電解室にて電気分解して電解水（酸性水及
びアルカリ性水）を生成するものであり、図２及び図３
に示したように、フロントシェル１１及びリヤシェル１
２と、これら両シェル１１，１２内に組付けられて収容
される隔膜１３、前後一対のスペーサ１４，１５、前後
一対の電極板１６，１７及びパッキン１８を備えてい
る。 【０００９】フロントシェル１１は、図１〜図５に示し
たように、シェル本体１１ａとこれに接着固定したフロ
ーカバー１１ｂと一対のフローガイド１１ｃ，１１ｄに
よって構成されている。シェル本体１１ａは、給水弁１
０３を介装した水道水供給管１０１を介して水道管（図
示省略）に接続される水道水供給口１１ｅと、濃塩水供
給ポンプモータ１０５を介装した濃塩水供給管１０２を
介して濃塩水タンク１０４に接続される濃塩水供給口１
１ｆと、アルカリ性水又は酸性水の流出口１１ｇと、酸
性水又はアルカリ性水の流出口１１ｈを備えるととも
に、フローカバー１１ｂとによって主水道水供給路Ｗａ
１、副水道水供給路Ｗａ２、上流側の濃塩水供給路Ｗｂ
１、下流側の濃塩水供給路Ｗｂ２、副混合室Ａ１、塩水
供給路Ｗｃ、渦巻き状の主混合室Ａ２及び一対の分岐路
Ｂ１，Ｂ２等を形成する通路溝１１ｉと、各分岐路Ｂ
１，Ｂ２に連通する凹所１１ｊ，１１ｋと、フローガイ
ド１１ｃとによって流出口１１ｇに連通する連通路Ｐ１
を形成する通路溝１１ｍと、フローガイド１１ｄとによ
って流出口１１ｈに連通する連通路Ｐ２を形成する通路
溝１１ｎと、シール溝１１ｏを備えている。なお、図５
に示したシェル本体１１ａの斜線部位はフローカバー１
１ｂと一対のフローガイド１１ｃ，１１ｄの接着面を示
している。 【００１０】主水道水供給路Ｗａ１は、水道水供給口１
１ｅの内端から塩水供給路Ｗｃの下流端に向けて水道水
を導く水路である。副水道水供給路Ｗａ２は、主水道水
供給路Ｗａ１から分流して副混合室Ａ１に向けて水道水
を導く水路である。上流側の濃塩水供給路Ｗｂ１は、濃
塩水供給口１１ｆの内端から副水道水供給路Ｗａ２の上
流部位に濃塩水を導く水路であり、副水道水供給路Ｗａ
２に対して鋭角に形成されていて、水道水の流れに対す
る濃塩水の流入角度が鋭角となるようにしてある。下流
側の濃塩水供給路Ｗｂ２は、濃塩水供給口１１ｆの内端
から副水道水供給路Ｗａ２の下流部位に濃塩水を導く水
路であり、副水道水供給路Ｗａ２に対して鋭角に形成さ
れていて、水道水の流れに対する濃塩水の流入角度が鋭
角となるようにしてある。塩水供給路Ｗｃは、副混合室
Ａ１から主水道水供給路Ｗａ１の下流部位に水道水と濃
塩水の混合塩水を導く水路であり、主水道水供給路Ｗａ
１に対して鋭角に形成されていて、水道水の流れに対す
る混合水の流入角度が鋭角となるようにしてある。 【００１１】リヤシェル１２は、図２及び図６に示した
ように、フロントシェル１１の各凹所１１ｊ，１１ｋに
対向する凹所１２ａ，１２ｂを下部に備えるとともに、
フロントシェル１１のシール溝１１ｏに対向するシール
溝１２ｃを周縁部に備えており、また上部に横長の凹所
１２ｄを備えている。このリヤシェル１２は、フロント
シェル１１との間に隔膜１３、前後一対のスペーサ１
４，１５、前後一対の電極板１６，１７及びパッキン１
８を挟んだ状態にて図２に示した多数のビス１９によっ
てフロントシェル１１に接合連結固定されるようになっ
ている。 【００１２】隔膜１３は、図３に示したように、前後一
対のスペーサ１４，１５によって周縁部を挟持された状
態にて両シェル１１，１２間に保持されて、両シェル１
１，１２内に前後一対の電解室Ｒ１，Ｒ２を区画形成し
ている。また、隔膜１３は、図７に示したように、両シ
ェル１１，１２の各凹所１１ｊ，１１ｋと１２ａ，１２
ｂに対応して設けた左右一対の角孔１３ａ，１３ｂを下
部に備えるとともに、左右一対の丸孔１３ｃ，１３ｄを
上部に備えており、周縁部及び上部に多数の小孔１３ｅ
を備えている。 【００１３】前後一対のスペーサ１４，１５は、隔膜１
３の周縁部を挟持する機能と、この隔膜１３と各電極板
１６，１７間の隙間を所定値とする機能と、各電極板１
６，１７を保持する機能を有していて、図８及び図９に
て示したように、上下一対の薄肉ブリッジＣ１，Ｃ２に
て連結された状態にて成形されるようになっており、両
薄肉ブリッジＣ１，Ｃ２を切断除去した状態で使用され
るようになっている。 【００１４】前方に配設されるスペーサ１４は、図８の
右方及び図９の左方に示されていて、隔膜１３の各角孔
１３ａ，１３ｂに一致する各角孔１４ａ，１４ｂと横長
の角孔１４ｃを下部に備えるとともに、後方の電解室Ｒ
２の上部をフロントシェル１１に形成した連通路Ｐ１に
連通させる連通筒１４ｄを上部一側に備えており、図８
の右方に示した背面の周縁には、隔膜１３の小孔１３ｅ
を貫通してスペーサ１５に設けた多数の係合孔１５ｅに
嵌合する多数の係合突起１４ｅが形成されている。ま
た、スペーサ１４の背面には、隔膜１３の丸孔１３ｄを
貫通してスペーサ１５に形成した貫通孔１５ｆに嵌入す
る円柱突起１４ｆが形成されている。一方、スペーサ１
４の前面には、図９の左方に示したように、電極板１６
を組付けるための凹所１４ｇが形成されるとともに、図
９の左方の角孔１４ａから横長の角孔１４ｃに水を導く
ための複数個の切欠１４ｈと、横長の角孔１４ｃから上
方に水を導くための複数個の切欠１４ｉ（図９において
左方の切欠の幅が右方の切欠の幅より広く形成されてい
る）が形成されている。 【００１５】後方に配設されるスペーサ１５は、図８の
左方及び図９の右方に示されていて、隔膜１３の各角孔
１３ａ，１３ｂに一致する各角孔１５ａ，１５ｂと横長
の角孔１５ｃを下部に備えるとともに、上部にスペーサ
１４の連通筒１４ｄと円柱突起１４ｆがそれぞれ嵌合す
る貫通孔１５ｄと１５ｆを備えており、その周縁にはス
ペーサ１４の係合突起１４ｅが嵌合する係合孔１５ｅが
貫通して形成されている。また、スペーサ１５の背面に
は、図９の右方に示したように、電極板１７を組付ける
ための凹所１５ｇが形成されるとともに、図９の左方の
角孔１５ｂから横長の角孔１５ｃに水を導くための複数
個の切欠１５ｈと、横長の角孔１５ｃから上方に水を導
くための複数個の切欠１５ｉ（図９において左方の切欠
の幅が右方の切欠の幅より広く形成されている）が形成
されている。 【００１６】前後一対の電極板１６，１７は、図１０に
て示したように二枚一組で成形加工した後に表面処理
（焼成メッキ）を施し、その後に図１１に示したように
切断部が側部となるように二枚に切断加工して製作した
もので、隔膜１３を挟持する両スペーサ１４，１５の各
凹所１４ｇ，１５ｇに、各２個の円筒打ち出し部１６
ａ，１６ａと１７ａ，１７ａが内側となるようにして組
付けられるようになっている。各円筒打ち出し部１６
ａ，１６ａと１７ａ，１７ａは、通電用の各端子ねじ２
１と２２がねじ込まれて固定される部位であり、各端子
ねじ２１，２２は各シェル１１，１２を液密的に貫通し
てねじ込まれるようになっている。 【００１７】パッキン１８は、図１２〜図１５にて示し
たように、隔膜１３、前後一対のスペーサ１４，１５及
び前後一対の電極板１６，１７を一体化する機能と、隔
膜１３の左方の角孔１３ａと両スペーサ１４，１５の各
角孔１４ａ，１５ａを通して連通する各シェル１１，１
２の凹所１１ｊ，１２ａによって形成されるチャンバー
Ｄ１と隔膜１３の右方の角孔１３ｂと両スペーサ１４，
１５の各角孔１４ｂ，１５ｂを通して連通する各シェル
１１，１２の凹所１１ｋ，１２ｂによって形成されるチ
ャンバーＤ２とを区画する機能を有していて、両スペー
サ１４，１５の周縁部と隔膜１３の周縁部を収容すると
ともに両電極板１６，１７の両側部を収容する凹所１８
ａ１を有して閉ループ形状に形成された矩形の周縁部１
８ａと、左方下部後方のシール部１８ｂと、右方下部前
方のシール部１８ｃを備えており、周縁部１８ａの前後
両面には各シェル１１，１２のシール溝１１ｏ，１２ｃ
に嵌合するリブ１８ｄ，１８ｅがそれぞれ形成されてい
る。 【００１８】上記のように構成した本実施形態の電解水
生成装置においては、水道水供給路１０１を通して水道
水供給口１１ｅに水道水が供給されるとともに濃塩水供
給路１０２を通して濃塩水供給口１１ｆに濃塩水が供給
されると、水道水供給口１１ｅから流入する水道水と濃
塩水供給口１１ｆから流入する濃塩水がフロントシェル
１１に形成した主水道水供給路Ｗａ１、副水道水供給路
Ｗａ２、上流側の濃塩水供給路Ｗｂ１、下流側の濃塩水
供給路Ｗｂ２、副混合室Ａ１、塩水供給路Ｗｃを通して
主混合室Ａ２に向けて流れ、最終的に主混合室Ａ２にて
混合されて希塩水となり、この希塩水が各分岐路Ｂ１，
Ｂ２を通して各チャンバーＤ１，Ｄ２にそれぞれ流入
し、各チャンバーＤ１，Ｄ２から各電解室Ｒ１，Ｒ２へ
と流れる。 【００１９】また、各電解室Ｒ１，Ｒ２に流入した希塩
水は、例えば前方の電極板１６に正極が印加されるとと
もに後方の電極板１７に負極が印加されることによっ
て、それぞれ電気分解されて酸性水とアルカリ性水とな
り、前方の電解室Ｒ１にて生成された酸性水はフロント
シェル１１の右方に形成した連通路Ｐ２を通して右方の
流出口１１ｈへと流れ、また後方の電解室Ｒ２にて生成
されたアルカリ性水はスペーサ１４の連通筒１４ｄとフ
ロントシェル１１の左方に形成した連通路Ｐ１を通して
左方の流出口１１ｇへと流れて、各流出口１１ｈ，１１
ｇから各導出管（図示省略）を通してそれぞれ使用箇所
へと導かれる。 【００２０】ところで、本実施形態においては、上流側
の濃塩水供給路Ｗｂ１及び下流側の濃塩水供給路Ｗｂ２
が副水道水供給路Ｗａ２に対して鋭角に形成されてい
て、水道水の流れに対する濃塩水の流入角度が鋭角とな
るようにしてあるため、副水道水供給路Ｗａ２内の水道
水の流動により各濃塩水供給路Ｗｂ１，Ｗｂ２内の濃塩
水に吸引力を作用させることができて、濃塩水タンク１
０４から各濃塩水供給路Ｗｂ１，Ｗｂ２に濃塩水を圧送
する濃塩水供給ポンプモータ１０５に加わる負荷を低減
でき、濃塩水供給ポンプモータ１０５の低能力化を図る
ことができて、低揚程仕様で安価な濃塩水供給ポンプモ
ータ１０５の使用が可能となってコスト低減を図ること
ができる。 【００２１】また、水道水の流れに対する塩水の流入角
度が鋭角となるようにして、副水道水供給路Ｗａ２内の
水道水の流動により各濃塩水供給路Ｗｂ１，Ｗｂ２内の
濃塩水に吸引力が作用するようにしたものであるため、
副水道水供給路Ｗａ２と各濃塩水供給路Ｗｂ１，Ｗｂ２
との各接続部にベンチュリー部を設けて、副水道水供給
路Ｗａ２内の水道水の流動により各濃塩水供給路Ｗｂ
１，Ｗｂ２内の濃塩水に吸引力が作用するようにしたも
のに比して、副水道水供給路Ｗａ２の通路抵抗を高める
ことなく濃塩水を吸引できて、各電解室Ｒ１，Ｒ２への
希塩水の供給量を十分に確保することができる。また、
濃塩水供給口１１ｆから濃塩水供給管１０２が外れた場
合には、濃塩水供給口１１ｆから電解槽１００外に漏れ
出る水道水の量を少なくすることができる。 【００２２】また、本実施形態の電解槽１００において
は、隔膜１３の周縁部を一対のスペーサ１４，１５にて
挟持し、各スペーサ１４，１５の背面に設けた凹所１４
ｇ，１５ｇに各電極板１６，１７を組付けた状態にて、
両スペーサ１４，１５及び隔膜１３の周縁部と両電極板
１６，１７の両側部をパッキン１８の凹所１８ａ１に収
容することにより、図１６に示したように、パッキン１
８にて隔膜１３、両スペーサ１４，１５及び両電極板１
６，１７等を容易に一体化することができ、またこれら
を一対のシェル１１，１２内に収容して両シェル１１，
１２を接合連結する際には、これらを一部品として容易
に取り扱うことができて、組立作業を容易に行うことが
できる。 【００２３】また、本実施形態の電解槽１００において
は、両電極板１６，１７として、二枚一組で成形加工し
た後に表面処理を施し、その後に切断部が側部となるよ
うに二枚に切断加工して製作した電極板が採用されてい
て、パッキン１８の凹所１８ａ１に収容される各電極板
１６，１７の側部が切断部となって電解水と接触しない
ため、切断部にバリ取り加工や表面処理を施す必要がな
く、各電極板１６，１７を一枚づつ製作する場合に比し
て大幅にコスト低減することができる。 【００２４】また、本実施形態の電解槽１００において
は、図４にて示したように、各分岐路Ｂ１，Ｂ２（分流
基点Ｓから各電解室Ｒ１，Ｒ２に至る各分岐通路の一
部）が絞り通路とされている。このため、供給口１１
ｅ，１１ｆを通して電解槽内に供給される水道水及び濃
塩水の流量が少ない場合にも、両分岐路Ｂ１，Ｂ２より
流入側の水圧を高い状態に維持することができる。した
がって、各分岐路Ｂ１，Ｂ２より流出側の各通路におけ
る圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じて
も、この差圧は各分岐路Ｂ１，Ｂ２を介して抑制されて
流入側に伝わるため、各電解室Ｒ１，Ｒ２に供給される
流量の差は抑制され、電気分解によって生成される酸性
水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性
水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。
また、各分岐路Ｂ１，Ｂ２によって各電解室Ｒ１，Ｒ２
での水圧を低減することができて、隔膜１３に加わる負
荷を低減することができ、隔膜１３の耐久性を高めるこ
とができる。 【００２５】上記実施形態においては、電解槽１００内
にて水道水と濃塩水が混合される電解水生成装置に本発
明を実施したが、電解槽外にて水道水と濃塩水が混合さ
れる電解水生成装置（例えば特開平１０−４６６号公報
に示されている電解水生成装置）にも本発明は同様に実
施し得るものである。また、希塩水を有隔膜の電解槽１
００にて電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する
電解水生成装置に本発明を実施したが、希塩水を無隔膜
の電解槽にて電気分解して電解水を生成する電解槽にも
本発明は同様に実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明による電解水生成装置の一実施形態を
概略的に示す図である。 【図２】 図１に示した電解槽の分解正面図である。 【図３】 図２に示した電解槽を組み立てた状態での縦
断側面図である。 【図４】 図２及び図３に示したフロントシェル背面図
である。 【図５】 図４に示したシェル本体の背面図である。 【図６】 図２及び図３に示したリヤシェルの正面図で
ある。 【図７】 図２及び図３に示した隔膜の正面図である。 【図８】 図３に示した前方のスペーサの背面と後方の
スペーサの前面を示した図である。 【図９】 図３に示した前方のスペーサの前面と後方の
スペーサの背面を示した図である。 【図１０】 図３に示した前後一対の電極板の製作過程
を示す図である。 【図１１】 図１０に示した各電極板単体の正面図であ
る。 【図１２】 図３に示したパッキンの正面図である。 【図１３】 図３に示したパッキンの背面図である。 【図１４】 図１２の１４−１４線に沿った断面図であ
る。 【図１５】 図１２の１５−１５線に沿った断面図であ
る。 【図１６】 隔膜、一対のスペーサ及び一対の電極板を
パッキンにて一体化した組立体の正面図である。 【符号の説明】 １００…電解槽、１０１…水道水供給管、１０２…濃塩
水供給管、１０４…濃塩水タンク、１０５…濃塩水供給
ポンプモータ、１１…フロントシェル、１１ｅ…水道水
供給口、１１ｆ…濃塩水供給口、１１ｈ，１１ｇ…流出
口、１２…リアシェル、１３…隔膜、１４，１５…スペ
ーサ、１６，１７…電極板、１８…パッキン、１８ａ１
…凹所、Ｂ１，Ｂ２…分岐路（絞り通路）、Ｒ１，Ｒ２
…電解室、Ｗａ１…主水道水供給路、Ｗａ２…副水道水
供給路、Ｗｂ１…上流側の濃塩水供給路、Ｗｂ２…下流
側の濃塩水供給路、Ａ１…副混合室、Ｗｃ…塩水供給
路、Ａ２…主混合室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 洋介 愛知県豊明市栄町南館３番の16 ホシザキ 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 AA03 AB07 AB08 BA02 BB01 BB04 BB12 BB14 BB16 BD12 BD13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 水道水供給路を通して供給される水道水
   と濃塩水供給路を通して濃塩水タンクからポンプにより
   圧送供給される濃塩水との混合によって生成される希塩
   水を電解槽の電解室にて電気分解して電解水を生成する
   ようにした電解水生成装置において、前記水道水供給路
   に対して前記濃塩水供給路を鋭角に形成して、水道水の
   流れに対する塩水の流入角度が鋭角となるようにしたこ
   とを特徴とする電解水生成装置。