JP2005052761A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッチ式としても連続式としても使用可能な電解水生成装置、さらには、連続式として使用した場合であっても処理にムラが生じることがない電解水生成装置を提供することを主たる課題とする。
【解決手段】 筒型容器と、電解手段と、からなる電解水生成装置において、前記筒型容器を前記電解手段から着脱可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電解水生成装置に関する。さらに具体的には、バッチ式でも連続式でも使用可能な電解水生成装置に関する。

電解槽、隔膜、および電極板を主たる構成要素とする電解水生成装置は、従来から様々なものが開発されている。

そして、従来からの電解水生成装置は、（Ｉ）予め電解処理すべき水を所定の容積の容器内に貯水しておき、当該容器中に電解水生成装置を設置することによって、予め貯水されていた水を電解処理する（つまり、所定の容積毎に電解処理する）バッチ式のもの（例えば、特許文献１）か、若しくは、（ＩＩ）電解水生成装置内部に所定の流量で連続的に処理すべき水を流入せしめ、装置内を通過する水を電解処理する連続式（一過式）のもの（例えば、特許文献２）に大別することができる。
特開平６−０５５１７４号公報 特開平７−１００４６４号公報

しかしながら、バッチ式（前記（Ｉ））の電解水生成装置においては、処理すべき水がある場所へ当該装置を持っていき、その場で設置・電解処理をすることができる点で優れているものの、電解処理に時間がかかり、歩留まりが悪いといった問題があった。

一方、連続式（前記（ＩＩ））の電解水生成装置においては、前記バッチ式のそれとは逆で、所定量の水を連続的に処理することができる点で優れているが、配管等の準備が必要であり、任意の場所に簡便に設置することは困難であった。また、連続式の電解水生成装置においては、処理すべき水は装置内を一回（装置によっては複数回の場合もあるが）しか通過しないため、電極近傍を通解した水は電解処理がなされても、電極から離れた場所を通過した水は電解処理がなされない、つまり処理にムラが生じる場合もあった。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、バッチ式としても連続式としても使用可能な電解水生成装置、さらには、連続式として使用した場合であっても処理にムラが生じることがない電解水生成装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、水の導入口と、排出口と、を有する筒型容器と、電極板を支持するための筒型の支持部材と、前記支持部材の内周側と外周側のそれぞれに位置する２枚の電極と、前記２枚の電極の間に位置する隔膜と、を有し、当該筒型容器の内部に収納される電解手段と、からなり、前記筒型容器と前記電解手段との間に形成される第１処理空間に導入される水、および前記支持部材の内部に形成される第２処理空間に内の水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置であって、前記筒型容器は、前記電解手段から着脱可能であることを特徴とする。

上記の電解水生成装置において、前記筒型容器の導入口は、当該筒型容器の内周面の接線方向と平行に形成されており、当該導入口から導入された水は、前記電解手段の周囲を螺旋状に回転しながら流通し、排出口から排出される。

また、上記の電解水生成装置において、前記２枚の電極板は、前記隔膜を挟んで５ｍｍ以下である。

さらに、上記の電解水生成装置において、前記２枚の電極板は、網目状、もしくは無数の貫通孔が形成されている金属板からなる。

さらにまた、上記の電解水生成装置において、前記支持部材の内部には、前記第２処理空間に導入される水を拡散するための拡散板が設けられている。

本発明の電解水生成装置においては、筒型容器を装着した状態で使用することにより、筒型容器の導入口から前記第１処理空間に導入され、筒型容器の排出口から排出される水を電解処理する（つまり、筒型容器内部を通過する水を電解処理する）連続式の電解水生成装置として用いることができ、その一方で、筒型容器を取り外した状態で使用することにより、前記第１処理空間がなくなり、電解手段が露出した状態となり、予め貯水されていた水を電解処理するバッチ式の電解水生成装置として用いることもできる。要すれば、本発明の電解水生成装置は、筒型容器の着脱のみで、連続式の電解水生成装置としてもバッチ式のそれとしても使用することができる。

さらに、前記筒型容器の導入口を、当該筒型容器の内周面の接線方向と平行に形成し、当該導入口から導入された水を、前記電解手段の周囲を螺旋状に回転ながら流通し、排出口から排出するようにすることで、本発明の電解水生成装置を連続式で使用する場合に、筒型容器内（第１処理空間）を通過する水をムラなく均等に電解手段の電極に接触させることができ、電解効率を向上することができる。また、水を電解処理する際には、電極表面に気泡（酸素及び水素）が発生するが、水を螺旋状に流通せしめることで、電極表面に付着した気泡をこの水流で自然除去することができ、気泡による電解効率の低下を防止することもできる。

さらに、前記２枚の電極板を、網目状、もしくは無数の貫通孔が形成されている金属板とすることにより、第１処理空間と第２処理空間のイオン交換をスムーズに行うことができる。

さらに、前記支持部材の内部に、前記第２処理空間に導入される水を拡散するための拡散板を設けることで、第２処理空間に導入される水をもムラなく均等に電解手段の電極に接触させることができ、電解効率を向上することができる。

以下に、本発明の電解水生成装置について、図面を用いて具体的に説明する。

図１は、本発明の電解水生成装置であって、筒型容器が装着された状態、つまり連続式の電解水生成装置として用いる場合の正面断面図である。

図示するように、本発明の電解水生成装置１は、水の導入口１１と、排出口１２と、を有する筒型容器１０と、電極板（２２、２３）を支持するための筒型の支持部材２１と、前記支持部材２１の内周側と外周側のそれぞれに位置する２枚の電極２２、２３と、前記２枚の電極２２、２３の間に位置する隔膜２４と、を有し、当該筒型容器１０の内部に収納される電解手段２０と、から構成されている。そして、前記筒型容器１０と前記電解手段２０との間に形成される第１処理空間Ｘに導入される水、および前記支持部材２１の内部に形成される第２処理空間Ｙ内の水がそれぞれ電気分解されて、電解水が生成される。

ここで、本発明の装置１においては、図示するように、電解手段２０にも水の導入口２５と排出口２６とを設けることが好ましい。

このような本発明の電解水生成装置によれば、例えば、指示部材２１の外側の電極（つまり第１処理空間Ｘに存在する電極）２３を陽極とし、指示部材２１の内側の電極（つまり第２処理空間Ｙに存在する電極）２２を陰極とすることで、筒型容器１０の導入口１１から導入された水を、電極２３（陽極）と接触させて酸性電解水を生成し、これを排出口１２から排出することができると同時に、電解手段２０に設けられた導入口２５から導入された水を、電極２２（陰極）と接触させてアルカリ電解水を生成し、これを排出口２６から排出することができる。なお、２つの電極（２２、２３）の極性は、適宜変換することも可能である。

図２は、図１に示す本発明の電解水生成装置１において、筒型容器１０が取り外された状態、つまりバッチ式の電解水生成装置として用いる場合の正面断面図である。

このように、本発明の電解水生成装置１においては、筒型容器１０が、電解水生成装置１に対して脱着可能であることに特徴を有しており、図示するように、筒型容器１０を取り外すことで、筒型容器１０と電解手段２０との間に形成される第１処理空間Ｘがなくなる代わりに、電解手段２０の外周に露出した電極２３を用いて、この周囲に存在する水をバッチ式で電解処理することができる。

なお、この場合においても、電解手段２０に設けられた導入口２５から電解手段２０の内部（つまり、第２処理空間Ｙ）に水を導入することにより、当該空間でも電解処理を行うことができる。また、この第２処理空間Ｙには、電解処理すべき水ではなく、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、乳酸カルシウム等の電解質を溶解した電解質溶液を導入し、これを循環せしめることもできる（図２参照）。このように、電解質溶液を第２処理空間Ｙに循環させることにより、第１処理空間Ｘでの電解処理の効率を向上することができる。

このように、本発明の電解水処理装置１は、例えば配管中を流通する水から電解水を生成する場合には、図１に示すように、筒型容器１０を装着し、当該筒型容器１０と電解手段２０との間に形成される第１処理空間Ｘ内に、水を流通せしめることで連続式に電解水を生成することができ、一方、例えばお風呂などの貯水槽に溜まっている水から電解水を生成する場合には、図２に示すように、筒型容器１０を取り外した状態の電解水生成装置１を、貯水槽に設置することにより、露出した電極２３を用いてバッチ式に電解水を生成することができる。

さらに、本発明の電解水生成装置１においては、図１に示すように、前記支持部材２１の内部、つまり第２処理空間Ｙに、ここに導入される水を拡散するための拡散板３０が設けられている。拡散板３０を設けることにより、第２処理空間Ｙに導入される水をもムラなく均等に電解手段の電極に接触させることができ、電解効率を向上することができる。

拡散板３０の形状については、本発明は特に限定することはなく、前記の作用（第２処理空間Ｙに導入される水をもムラなく均等に電解手段の電極に接触させる）を発揮することができる形状であればよく、例えば、図１に示すように、複数の円形板３１が流通する水に直交するように並んだ形状とすることができ、この場合においては、円形板３１の下面側３１ａを凹レンズのように切削しておいてもよい。

図３は、図１に示した本発明の電解水生成装置１の平面断面図である。

図３に示すように、本発明の電解水生成装置１における筒型容器１０に設けられる導入口１１は、筒型容器１１の内周面１１ａの接線方向（矢印Ｌ参照）と平行に形成されており、当該導入口から導入された水は、電解手段２０の周囲を螺旋状に回転ながら流通し、排出口から排出される（図中の白抜き矢印参照）。こうすることで、本発明の電解水生成装置１を連続式で使用する場合（図１参照）に、筒型容器１０内（第１処理空間）を通過する水をムラなく均等に電解手段２０の電極２３に接触させることができ、電解効率を向上することができるとともに、水を電解処理する際には、電極２３表面に気泡（酸素及び水素）が発生するが、水を螺旋状に流通せしめることで、電極表面に付着した気泡をこの水流で自然除去することができ、気泡による電解効率の低下を防止することもできる。

図４は、本発明の電解水生成装置１において用いられる電極板２２、２３の斜視図である。

本発明において用いられる２枚の電極板２２、２３は、図４に示すように網目状、もしくは無数の貫通孔が形成されている金属板であることが好ましい。なお、電極板としては、各種金属板や合金板などを適宜選択して用いることができ、例えば、チタン板に白金メッキを施した電極板なども使用可能である。また、前記白金メッキに代えて、イリジウム又はパラジウムメッキを施したり、これらの混合メッキを施してもよい。

また、２枚の電極板２２、２３の間隔については、本発明は特に限定することはなく、電解処理が可能な範囲で任意に設定することができるが、５ｍｍ以内とすることが特に好ましい。２枚の電極板２２、２３の間隔を５ｍｍ以内とすることにより、電気抵抗を小さくして、消費電力を抑制することができる。

本発明の電解水生成装置１においては、２枚の電極板２２、２３を支持するための支持部材２１にも貫通孔（図１の符号２１ａ参照）が形成されている。これは、前記第１処理空間と第２処理空間とのイオン交換をスムーズに行うためである。

また、本発明の電解水生成装置１にあっては、図１に示すように、筒型容器１０の底部にスロープ部材４０を設けることもできる。このようなスロープ部材４０を設けることにより、導入口１１から導入された水は、スロープ部材に沿って上昇することとなり、その結果、水を効率よく電解手段２０の周囲を螺旋状に回転ながら流通せしめることができるからである。また、本発明の電解水生成装置１においては、２枚の電極板に印加する電圧の極性を逆転することにより、電極板表面に付着したスケール（沈殿物）を除去することができるが、このスケール除去を行う場合において、筒型容器の排出口１２から水を導入せしめることにより、電極から剥離したスケールは、排出口から導入された水とともにスロープに沿って導入口１１から排出されることとなる。つまり、スロープ部材４０を設けることにより、除去されたスケールが筒型容器１０の底部に堆積することを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、本発明の装置において用いられる隔膜については、本発明はその材質等を特に限定することはなく、従来公知の隔膜を用いることができ、また、筒型容器１０を着脱可能とする手段についても、本発明は特に限定することなく、例えば筒型容器１０の上端部にネジ山を形成することで着脱自在としてもよく、また筒型容器１０の上端部に嵌合部を形成してもよい。

以上、説明したように、本発明の装置は、電解水生成装置を利用する分野において、利用可能である。

本発明の電解水生成装置であって、筒型容器が装着された状態、つまり連続式の電解水生成装置として用いる場合の正面断面図である。 図１に示す本発明の電解水生成装置１において、筒型容器１０が取り外された状態、つまりバッチ式の電解水生成装置として用いる場合の正面断面図である。 図１に示した本発明の電解水生成装置１の平面断面図である。 図４は、本発明の電解水生成装置１において用いられる電極板２２、２３の斜視図である。

符号の説明

１ 電解水生成装置
１０ 筒型容器
１１、２５ 導入口
１２、２６ 排出口
２０ 電解手段
２１ 支持部材
２２、２３ 電極板
２４ 隔膜
３０ 拡散板

Claims (5)

1. 水の導入口と、排出口と、を有する筒型容器と、
   電極板を支持するための筒型の支持部材と、前記支持部材の内周側と外周側のそれぞれに位置する２枚の電極と、前記２枚の電極の間に位置する隔膜と、を有し、当該筒型容器の内部に収納される電解手段と、からなり、
   前記筒型容器と前記電解手段との間に形成される第１処理空間に導入される水、および前記支持部材の内部に形成される第２処理空間内の水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置であって、
   前記筒型容器は、前記電解手段から着脱可能であることを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記筒型容器の導入口は、当該筒型容器の内周面の接線方向と平行に形成されており、
   当該導入口から導入された水は、前記電解手段の周囲を螺旋状に回転ながら流通し、排出口から排出されることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 前記２枚の電極板は、前記隔膜を挟んで５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
4. 前記２枚の電極板は、網目状、もしくは無数の貫通孔が形成されている金属板からなることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一の請求項に記載の電解水生成装置。
5. 前記支持部材の内部には、前記第２処理空間に導入される水を拡散するための拡散板が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一の請求項に記載の電解水生成装置。

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