JP2005279537A - 電解水生成方法及び電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解中に電極表面に付着する、カルシウムやマグネシウムさらに水素と酸素の気泡などが、電解効率を低下させることを防ぎ、電解時の電流電圧を極間だけでなく、極内にも電流電圧を印加させて、水流を遮断することなく安定的に電解水を生成する。
【解決手段】水路を電極板（ａ；ｂ；ｃ）に複数の孔（g-1;g-2;g-3)をあけてつくり、電極板内においても電界を起こすことと、生成中に生成を遮断することなく一定の間隔で電極のプラスとマイナスを入れ替えることで、電解能力を低下させずに洗浄を生成中に行い、尚且つ電解水の生成を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し水質改善をおこなう電解水生成方法及び電解水生成装置に関する。

従来、水道水などの水質を改善する器具として、活性炭でろ過させる方式や電気分解によって水分子を分解させる方法などが知られている。最近では、磁石を利用して、磁力線を作用させて水質の改善を図る器具が実用化されている。しかし、これらの機器は、長期の使用が難しくまた、磁力線についても、磁石の強さを示す「ガウス」の低いものや、リング状の内側を使用するものは、減磁作用があり、水質改善の効果に欠ける問題があった。

今日、電解水生成装置と称する製品が市場提供されているが、そのほとんどは陰陽電極間に隔膜を介した電気分解方式であり、アルカリ水と酸性水に分解して吐水させる方法であった（例えば特許文献１を参照。）。
特開平６−３１２１８６号公報

しかしながら、原水のｐＨを変えるということは医療効果を生む反面、薬事法の管理の下に飲用しなくてはならず、不特定多数の消費者すべてが飲用できないという問題がある。

また、この種のものでは、連続して水を電気分解している間に、電極板にカルシウム、マグネシウムなどが付着して電解能力が低下していくという問題があり、これを解決するために、一定時間の電気分解を行ったあと、電解槽の残水を排水するときに、電解極性を切り替えて（プラス極とマイナス極を反転）カルシウムやマグネシウムの付着を防ぐという洗浄方法（所謂、逆電解洗浄。）の提案があった（例えば特許文献２を参照。）。
特開２００１−２０５２６８号公報

しかしながら、生成終了後に極性を切り替えていた場合、生成時間と洗浄時間が同じでないと効果が弱く、通常電解時間の方が長時間使用されるため、完全な洗浄に至らないという問題がある。

こうしたなかで、一定時間電気分解を行った後、再び電気分解を行うときに、上記極性を反転させるか、吐水弁を反転させて、電気分解と洗浄を同時に行う方法の提案があった（例えば特許文献３を参照。）。
特開平６−２３３９８２号公報

しかし、ここでも前回電気分解を行った時間と今回電気分解を行う時間は同じではなく、使用者が使用する頻度や使用時間により、電気分解の使用極性が偏ると言う問題があった。

また、電気分解槽においては、従来水流はまんべんなく電極板に均等に接触しないことから、水の道が出来て、電極板の寿命低下や電解能力の低下につながるという問題もあった。

そこで、電気分解中に電極表面に付着する、カルシウムやマグネシウムさらに水素と酸素の気泡などが、電解効率を低下させることを防ぎ、電気分解時の電流電圧を極間だけでなく、極内にも電流電圧を印加させて、水流を遮断することなく安定的に電気分解水を生成させ、原水のｐＨをアルカリ性や酸性にほとんど変えることなく、電解水を生成可能とすることが要請される。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し、交流電解により水質改善をおこなう電解水生成方法及び電解水生成装置を提供するものである。

課題を解決するために本発明は、水路を電極板に孔をあけてつくり、電極板内においても電界を起こすことと、生成中に生成を遮断することなく一定の間隔で電極のプラスとマイナスを入れ替えることで、電解能力を低下させずに洗浄を生成中に行い、尚且つ電気分解を行うことにより上記課題を達成するものである。

電解水生成方法は、少なくとも一端に多数の通孔を形成した複数の板状電極を離隔して並設し、隣接する電極間で陰陽電極を構成するとともに、その印加極性を周期的又は間欠的に反転させながら被処理水の電気分解をおこなうようにしたことを特徴とするものである。

ここで、それぞれの電極に、数十ｋＨｚ以上の高周波数と数Ｈｚ以上の低周波数からなる２種類の交流電流を適宜変調しながら重畳的に付加するようにしている。

また、上記方法を実施するための電解水生成装置は、少なくとも一端に多数の通孔を形成した複数の板状電極を離隔して並設し、直流電源に接続して隣接する電極間で陰陽電極を構成し、前記直流電源と陰陽電極間に、印加極性を周期的又は間欠的に反転させる極性反転回路と、それぞれの電極について、数十ｋＨｚ以上の高周波数と数Ｈｚ以上の低周波数からなる２種類の交流電流を適宜変調しながら重畳的に付加する変調回路を含む電解電流制御手段を具備することを特徴とするものである。

ここで、電極材料が、チタン、フェライト、ステンレスその他の非磁性金属、又はこれらに白金を被覆したものから選択される。

本発明によれば、被処理水の電解生成を一時中断させること無く、電解水を吐水することができる。

しかも、使用時間や頻度に関係なく、同等に洗浄と電解水が生成されて、尚且つ電極板へのカルシウムやマグネシウムの付着や水素と酸素の気泡の付着を防止できる。

また、電極板に孔を複数設けたことで、電極板に意図的に水路を作り、必然的に孔の中を水が通過する。そのため、電極板間だけではなく、電極内においても電流が交差して、そこでも電気分解がおこる。そのため、電極板の寿命を延ばし、電解効率を上げることができる。さらに、効果を長時間持続させ、水質をより有効かつ強力に改善できる。

本発明に最良形態は、電極板自体に複数の孔を設けて水が行き来できるようにしている。その孔は複数枚の電極板を使用した場合、奇数の電極板を使用する場合は奇数、偶数枚用いる場合は偶数にあたる枚数の電極板に、孔を空けることを目的としている。

さらに、電極板間には隔膜は設けずに、中間にある電極板そのものを隔膜と代用することができる。

電極間の幅は電極板が交互に接触しないように、電解槽に電極板をささえるガイドを設けて、すべての電極板間の幅を一定に保つことが必要である。

また、電極板（ａ）の片方から通水された水は、電極板（ｂ）に空けられた孔を通り電極板（ｃ）の槽へと移動する。このとき、電極板（ａ）と電極板（ｃ）へはプラスの電流電圧が印加されており、電極板（ｂ）にはマイナスの電流電圧が印加されている。

また、電極板（ｂ）には少なくとも３０ＫＨｚ高周波数と少なくとも１〜２Ｈｚの低周波数の周波数が交差しており、電極板（ｂ）の孔を通過する水はこの周波数の印加を受けることになる。

さらに、ここで、上記１８に印加された電流電圧は、一定時間を経過すると、（ｒ）の電解電流制御部〔手段〕により、すべての印加された電流電圧のプラスマイナスは逆転して、反転状態となる。しかし、上記１９の電極板（ｂ）に印加された高周波数と低周波数は変動しないため、常に孔の内部には、変調電界が起こっていることになる。

本発明の一実施例を添付図面を参照して以下説明する。

図１は、電解水生成装置の断面視構成概要図である。

図２は、電極板の断面視構成概要図である。

図３は、電解電流制御系統を説明するブロック図である。

図示するように、電解槽シリンダー（ｄ）の（ｈ）から（ｉ）にかけて、電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）装着のための電極板固定ガイド（ｅ）が設けられている。その（ｅ）に電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）が装着される。

電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）には貫通孔（ｇ-1）（ｇ-2）（ｇ-3）を複数あける。その電極板の側には接続端子（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）が設けられており、電解電流制御部（ｒ）に接続される。

電解電流制御部（ｒ）では、（ｓ）の電源部より、直流電圧少なくとも５ｖ、電流０．２Ａが電解電流制御部（ｒ）に供給されており、（ｔ）の流量センサーが水が流れると所定のパルスをマイコン部（Ｕ）で感知させる。マイコン部（Ｕ）では、（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）へ供給する所定の電解電流値、電圧、周波数を記憶させ指示するほか、電源ＬＥＤ（Ｘ）及び生成状態ＬＥＤ（Ｙ）の点灯を指示する。

また、マイコン部（Ｕ）でプログラミングさせた所定の電解電流・電圧ならびに周波数を（ｆ−１）（ｆ−２）（ｆ−３）へ供給するが、（ｖ）及び（ｗ）のスイッチングにて動作反転を指示する。

そこで、まず原水はＩＮ側の（ｊ）から注水され、（ｌ）方向及び（ｋ）方向に通水されて、電極板（ａ）にあけられた孔（ｇ-1）の内部を通過する。

そして、その電極板（ａ）にあけられた孔（ｇ-1）を通過した水は、（ｍ）方向へ進み、電極板（ｂ）にあけられた孔（ｇ-2）の内部を通過する。さらに、その電極板（ｂ）にあけられた孔（ｇ-2）を通過した水は、（ｎ）方向へ進み、電極板（ｃ）にあけられた孔（ｇ-3）の内部を通過する。そして、その水は（ｏ）及び（ｐ）方向に進み、ＯＵＴ側の吐水口（ｑ）へと吐水する。

ここで、電極板（ａ）と電極板（ｃ）にはプラス極の電流０．２〜１．５Ａ、電圧５〜３６ｖ、が印加されており、電極板（ｂ）には電流０．２〜１．５Ａ，電圧５〜３６ｖ、が印加されている。また、電極板（ａ）（ｂ）（ｃ）には高周波数と低周波数が印加交差している。特に、孔（ｇ-1）（ｇ-2）（ｇ-3）には、電極板内に電磁界を起こさせている。

さらに、上記２５のプラス極とマイナス極は、一定時間ごとに反転し極性を変えるようにしている。

ＩＮ側（ｊ）から入水された水は、（ｇ-1）を通過するが、このとき、印加された高周波及び低周波の影響を受け、水の分子が激しく振動を起こしている。

その後、電極板（ａ）と（ｂ）に印加された、電圧電流により、水の電気分解が起こり水素イオン、水酸化イオンを生成する。

そして、電気分解された水はさらに、電極板（ｂ）にあけられた孔（ｇ-2）を通過するとき、高周波と低周波の影響を受けて、水分子を激しく振動させる。

そして、電極板（ｂ）と（ｃ）に印加された電圧電流により、水の電気分解が起こり、さらに水素イオンと水酸化イオンを生成させる。

その後、電極板（ｃ）にあけられた孔（ｇ-3）を通過するとき、高周波と低周波の影響を受け、電気分解水はさらに還元力が高く、分子集団の小さい水へと変化する。

電解水生成装置の断面視構成概要図である。 電極板の構成概要図である 電解電流制御系統を説明するブロック図である。

符号の説明

（ａ）電極板（１）
（ｂ）電極板（２）
（ｃ）電極板（３）
（ｄ）電解槽シリンダー
（ｅ）電極板固定ガイド
（ｆ）接続端子
（ｆ-1) 接続端子Ａ
（ｆ-2) 接続端子Ｂ
（ｆ-3) 接続端子Ｃ
（ｇ）孔
（ｇ-1) 孔１
（ｇ-2) 孔２
（ｇ-3) 孔３
（ｈ）上部
（ｉ）下部
（ｊ）入水口ＩＮ側
（ｋ）水の流れる方向１
（ｌ）水の流れる方向２
（ｍ）水の流れる方向３
（ｎ）水の流れる方向４
（ｏ）水の流れる方向５
（ｐ）水の流れる方向６
（ｒ）電解電流制御部〔手段〕
（ｓ）電源部
（ｔ）流量センサー
（Ｕ）マイコン部
（ｖ）スイッチング部Ａ〔極性反転回路〕
（ｗ）スイッチング部Ｂ〔極性反転回路〕
（Ｘ）電源ＬＥＤ
（Ｙ）生成状態ＬＥＤ

Claims (4)

1. 水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し水質改善をおこなう電解水生成方法において、
   少なくとも一端に多数の通孔を形成した複数の板状電極を離隔して並設し、隣接する電極間で陰陽電極を構成するとともに、その印加極性を周期的又は間欠的に反転させながら被処理水の電気分解をおこなうようにしたことを特徴とする電解水生成方法。
2. それぞれの電極に、数十ｋＨｚ以上の高周波数と数Ｈｚ以上の低周波数からなる２種類の交流電流を適宜変調しながら重畳的に付加するようにした請求項１記載の電解水生成方法。
3. 水道水その他の被処理水を多電極型電解槽に導入し水質改善をおこなう電解水生成装置において、
   少なくとも一端に多数の通孔を形成した複数の板状電極を離隔して並設し、直流電源に接続して隣接する電極間で陰陽電極を構成し、
   前記直流電源と陰陽電極間に、印加極性を周期的又は間欠的に反転させる極性反転回路と、それぞれの電極について、数十ｋＨｚ以上の高周波数と数Ｈｚ以上の低周波数からなる２種類の交流電流を適宜変調しながら重畳的に付加する変調回路を含む電解電流制御手段を具備したことを特徴とする電解水生成装置。
4. 電極材料が、チタン、フェライト、ステンレスその他の非磁性金属、又はこれらに白金を被覆したものから選択される請求項３記載の電解水生成装置。

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