JP2006043707A - Apparatus for producing electrolytic water - Google Patents
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Description
この発明は食品,衣類,各種器材類や工業製品等の殺菌や洗浄等に利用される電解水生成装置に関する。 The present invention relates to an electrolyzed water generating apparatus used for sterilization and washing of food, clothing, various equipments, industrial products, and the like.
従来電解質としての食塩水と真水を用い、塩水の供給を受ける中間室、その両側に陰・陽の各電極及び隔膜壁を介して設置される陰極室及び陽極室を備えた電解槽からなる電解装置として、例えば特許文献1に示す装置がある。
しかし、上記のような従来の装置は電解質を収容する中間室とその両側の陰極室及び陽極室との電極や隔膜が給水圧の影響によって変形,破損等する欠点がある。 However, the conventional apparatus as described above has a drawback that the electrodes and diaphragms of the intermediate chamber containing the electrolyte and the cathode chamber and the anode chamber on both sides thereof are deformed or damaged by the influence of the water supply pressure.
上記のような問題点を解決するための本発明の装置は、第1に電解槽1内の中央に電解質を収容する中間室2を形成し、該中間室2の両側には電解液を収容する陰極室3と陽極室4とを形成するとともに、中間室2とその両側の各室3,4との間には、隔膜6,7と電極8,9とを互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置した装置において、両隔膜6,7間には内側より各隔膜6,7をパネル状に保持する支持部材48,48を設け、両支持部材48,48の間隔を一定に保持する突起48aを設けてなることを特徴としている。
In the apparatus of the present invention for solving the above problems, first, an
第2に、突起48aが各支持部材48,48の内面に突設され、組立状態で互いに先端が突合わせ状態となるピン状であることを特徴としている。
Secondly, the
第3に、各室を仕切る状態の各パネル状の隔膜6,7及び電極8,9の外側には陰極室3と陽極室4内に突出し、電解槽1の組立状態で上記電極8,9を外側に当接して支持する案内壁3c,4cを設けてなることを特徴としている。
Thirdly, outside the panel-
第4に、案内壁3c,4cが、陰極室3及び陽極室4内の電解水を蛇行させながら通過させるように配置されてなることを特徴としている。
Fourth, the
第5に、陰電極8側の隔膜(イオン交換膜)6としてガラス繊維製クロス材を、陽電極側の隔膜として化学繊維製クロス材をそれぞれ使用してなることを特徴としている。
Fifth, a glass fiber cloth material is used as the diaphragm (ion exchange membrane) 6 on the
中間室両側の隔膜間に介挿された支持部材により、陰極室,陽極室からの給水圧の影響により電極や隔膜が変形するのを防止する。 The support member inserted between the diaphragms on both sides of the intermediate chamber prevents the electrodes and the diaphragm from being deformed by the influence of the water supply pressure from the cathode chamber and the anode chamber.
また陰極室,陽極室内にはリブ状の案内壁が突出しているので、各電極の外側面よりこれらを支持するとともに、流入した水を左右に蛇行させながら室内を通過させることにより、電解効率を高める。 In addition, rib-shaped guide walls protrude from the cathode chamber and the anode chamber, so that the electrolysis efficiency is improved by supporting these from the outer surface of each electrode and allowing the inflowing water to pass through the chamber while meandering left and right. Increase.
以下図示する実施形態につき説明する。図1は本発明装置の全体構成を示し、電解槽1内の中央には電解質としての食塩水を収容する中間室2が形成され、その両側には水(真水)を収容する陰極室3と陽極室4とが形成されている。中間室2と両側の各室3,4との間には、イオン透過性の隔膜6,7と陰電極8,陽電極9とが互いにパネル状をなして各室を仕切るようにそれぞれ近接設置されている。
Hereinafter, the illustrated embodiment will be described. FIG. 1 shows the overall configuration of the apparatus of the present invention, in which an
上記電解槽1に対しては、下部より陰極室3,陽極室4にそれぞれ給水する給水管11が分岐管11a,11bに分岐して接続され、各分岐管11a,11bには、それぞれ給水量を停止し又は流量を調節するためのバルブを備えた流量調節部12,13が設けられている。14は全体の給水を制御する開閉バルブである。
A
電解槽1の上方位置には液面センサ又は水位計付の電解質供給タンク16が設置され、この電解質供給タンク16からは中間室2に対し、水の落差を利用した自然流水によって供給するバルブ15付の給水管17を介して飽和又は飽和状態に近い食塩水が供給される。上記電解質供給タンク16にはその上方(流)に設けられた電解質(貯留)タンク18が配管19及びバルブ21を介して接続される。
An
22,23はそれぞれ陰極室3,陽極室4で生成されたアルカリ水又は酸性水を収容する電解水タンクで、それぞれ排出管24,26で陰極室3,陽極室4に接続され、各タンク22,23の下部には取出バルブ27,28を付した電解水取出管29,31が付設され、合流した取出口32よりアルカリ水又は酸性水が各別に又は必要に応じ混合されて取り出される。各タンク16,18,22,23にはそれぞれ液面センサ33,34,35,36が付設されている。
上記中間室2の下部には電解質である塩水が落差又は内部の水圧によって自然流出する排水口37と、該排水を受け止めて貯留する受水タンク38が設けられる。該受水タンク38の使用済塩水は返送管39及びポンプ41により電解質供給タンク16に返送される。
A
電解質となる塩水は電解作用により塩分濃度が低下し、酸性化することはよく知られているが、その一部が電解質供給タンク16,中間室2,受水タンク38の間を循環する過程で電解質供給タンク16内で飽和塩水と混合されて略飽和状態に戻されて再使用される。
しかし、この塩分濃度が低く、酸性度が高くなった場合(例えばpH0.5〜0.6位)は、電解質供給タンク16と電解水(酸性水)タンク23との間に設けられたバルブ42付の排水管43を介して、酸性電解水としてタンク23に貯留される。44は中間室2内にエアが流入又は発生した際に、これを抜き取ることにより、エアによる電解効率の低下や中間室2のオーバーフローを防止するための空気(ガス)抜きである。
It is well known that the salt water used as the electrolyte is acidified by decreasing the salt concentration due to the electrolytic action, but a part of the salt water is circulated between the
However, when the salinity is low and the acidity is high (for example, pH 0.5 to 0.6), the
前述した電極8,9は直流電源46の陰極と陽極に接続されており、その電力供給回路中には、供給電力の電流と一定に保つためのホイートストンブリッジ等を利用した定電流装置47が設けられている。この定電流装置としては定電流ダイオードCRD等を使用することも可能である。なお直流電源46は交流電源を整流して得たものが使用されている。
The
電解槽1内電極8,9はいずれもラスメタル状のチタンメッシュ材よりなり、陰電極8には白金がコーティングされたものを、陽電極9には白金とイリジウムがコーティングされたものをそれぞれ用いた。また陰電極8側の隔膜6にはガラス繊維製クロス材を、陽電極9側の隔膜(イオン交換膜)7には化学繊維製クロス材(商品名「ゴアテックス」)を用いた。また両側の隔膜6,7間には、陰極室3,陽極室4からの給水圧の影響により電極や隔膜が変形するのを防止する支持部材48が介挿されている。
The
図2,図3は上記電解槽1の具体例を示す構成図で、この例では中間室2,陰極室3及び陽極室4はいずれも合成樹脂材からなり、図示しない陰極室3側(左側)の構成は、後述する組立構造を含めて図示した陽極室4側(右側)の構成と同一(回転対称)構造となっており、中間室2は繰り抜き中空部(室2a)枠状をなし、上下端面に突出したボス部には給水管17、空気抜き管44,排水口37を接続する接続孔17′,44′,37′がそれぞれ設けられている。
2 and 3 are configuration diagrams showing a specific example of the electrolytic cell 1. In this example, the
陰極室3と陽極室4は、共に内側に凹部(室3a,4a)を形成するように外面壁3b,4bを備えた角皿状に形成され、上下端面の前後逆位置に突設したボス部には、排出管24,26及び給水管(分岐管)11a,11bの接続孔24′,26′,11a′,11b′がそれぞれ設けられている。
Both the
また各室3,4内の前後壁内周面からはリブ状の案内壁3c,4cが交互に水平方向に突出するように、且つ外面壁3b,4bと一体をなして突出している。上記案内壁3c,4cは、電解槽1の組立状態において共に電極8,9の外側面に当接してこれらを支持するとともに、給水管11a,11bより流入した水を左右に蛇行させながら室3a,4a内を通過させることにより、電解効率を高める作用を行わせるものである。
Further, rib-
さらに陽極室4の前方の重ね合せ面内(陰極室3では後方の重ね合せ面内)には電極リード端子板9aが縦方向に挿入され、電極9の端部に接続される構造となっている。電極9と隔膜7との間には、電極9を保護するためにシリコンゴム等の柔軟材よりなる網目シート状のクッション材51が介挿され、さらに隔膜7と中間室2の合せ面との間には、ABS等の硬質樹脂材よりなる網目状の隔膜押え用の支持部材48が介挿される。
Further, an electrode lead terminal plate 9 a is inserted in the vertical direction in the front overlapping surface of the anode chamber 4 (in the rear overlapping surface in the cathode chamber 3) and connected to the end of the electrode 9. Yes. Between the electrode 9 and the diaphragm 7, a mesh sheet-
左右の支持部材48の内面には、組立締着状態でその先端が突合され又は突合せ状態で互いに嵌合し合うピン状の突起48aが突設されている。このように左右の突起が突合されることにより、電極8,9及び隔膜6,7は、組立状態において支持部材48と室内壁3c,4cとによって押圧挟持されてパネル状に保持され、中間室2と左右の各室3,4との圧力差による変形、破損等の防止が図られている。電解槽1は各室が外周においてボルト等になり締着されており、中間室2の両側にはOリング52が嵌挿されて水密性が図られている。
On the inner surfaces of the left and
上記装置により電解水を生成する実施例につき説明すると、給水管11より陰極室3,陽極室4に真水(水道水)をそれぞれ1.5〜3.0l/m供給し、中間室2には飽和食塩水50〜100cc/mを供給し、電極には2〜30Vの電圧で電流が約12Aに一定制御された電力を供給する。ちなみにこの例では電解質供給タンク16の容量は3lの容量であるのに対し、中間室2の容量は約300cc,中間室2への食塩水供給量は約10cc/m程度である。さらに各電解水タンク22,23が50lであるのに対し、塩水タンク18は約30l程度である。
The embodiment in which the electrolyzed water is generated by the above apparatus will be described. Fresh water (tap water) is supplied from the
中間室2内における食塩水の電気抵抗は約0.5Ω位を示し、陰極室3及び陽極室4から排出される電解水はそれぞれpH12,pH3.1のアルカリ水及び酸性水となった。したがって通常運転においてきわめてアルカリ度、酸度の高い電解水が得られることが判明した。
The electrical resistance of the saline solution in the
ちなみに本実施例によって生成電解水の陰極室3,陽極室4及び中間室2におけるpHその他のデータは表1に示す通りであり、各2種類の電極及び隔膜の組合せは前述した組合せのものが酸性,アルカリ性共に最も強い値を示した。
Incidentally, the pH and other data in the
表2は上記によるアルカリイオン水とその他の液体による白布地(木綿)を洗浄した場合のハンター白色度の差を示しており、本実施例によるもの(改良電解水)が最も洗浄力及び漂白度共に高いことが明らかである。 Table 2 shows the difference in hunter whiteness when washing white fabric (cotton) with alkaline ionized water and other liquids as described above, and that according to this example (improved electrolyzed water) is the most detergency and bleaching degree. It is clear that both are high.
表3は陽極室4側の酸性水(I)と中間室2より生成された酸性水(II)及び陰極室3側のアルカリ水を用いた殺菌試験の結果を示し、アルカリ水を除き、いずれの酸性水も十分な殺菌力があることが確認された。
Table 3 shows the results of a sterilization test using acidic water (I) on the
そして上記装置によれば流量調節部12,13を調節することにより、いずれか一方の電解水を多く、他方を少なくすることもでき、さらにいずれか一方の給水を停止した場合、停止側の電解水は生成されないが、停止された側の真水は、陰極室3側で約pH12,陽極室4側で約pH2.5前後の値で均衡停止する。上記流量の選択調整装置は、いずれか一方の電解水が少なくてすむ場合、或いは不要の場合の対応に便利である。
And according to the said apparatus, by adjusting the flow
なおこの実施例での確認によれば、真水の給水量が1.5〜3.0l/mの範囲であれば、通常運転或いは一方の給水量を制限しても電解水のpH濃度は殆ど変化せず、3.0l/mを越えると濃度の低下を生じる。さらにこの実施例では電解質として飽和食塩水を使用したが、これと混合し又は単独で炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)を用いることができ、その使用により生成アルカリ水の洗浄力を相当程度高めることができる。その他電解質として塩化カリウム(KCl),塩酸(HCl)等を用いることも可能である。 In addition, according to the confirmation in this embodiment, if the supply amount of fresh water is in the range of 1.5 to 3.0 l / m, the pH concentration of the electrolyzed water is almost constant even if the normal operation or one of the supply amounts is limited. It does not change, and if it exceeds 3.0 l / m, the concentration decreases. Further, in this example, saturated saline was used as an electrolyte, but it can be mixed with sodium chloride or sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) alone, and its use can considerably increase the detergency of the generated alkaline water. it can. In addition, potassium chloride (KCl), hydrochloric acid (HCl), or the like can be used as the electrolyte.
また図示しないが、各タンクの水量や電化水生成量の調節に際し、それぞれのタンクのセンサ検出値等に応じ、それぞれのバルブ類を制御して給排水の過不足を補うが、この制御を自動的に行うには各センサによる検出信号を入力し、バルブ制御信号等に変換して出力制御する制御装置が必要なことは言うまでもない。その他前記実施例によれば、給水用の水圧とポンプ41による電解質の循環以外の液体の流れは、すべて落差を利用した自然流水で補うことが可能であり、液体の流れを形成するための動力やエネルギーの節減を図ることができる。
Although not shown in the figure, when adjusting the amount of water in each tank or the amount of electric water generated, each valve is controlled to compensate for excess or deficiency of water supply and drainage according to the sensor detection value of each tank. Needless to say, a control device that inputs detection signals from each sensor, converts them into valve control signals, etc., and performs output control is necessary. In addition, according to the above-described embodiment, the liquid flow other than the water pressure for supplying water and the circulation of the electrolyte by the
1 電解槽
2 中間室
3 陰極室
3c,4c 案内壁
4 陽極室
6,7 隔膜
8,9 電極
12,13 流量調節部
16 電解質供給タンク
17 給水路
39 循環回路
43 排出回路
46 直流電源
47 定電流装置
48 支持部材
48a 突起
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