JP2007111647A - 電解器 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、水を電気分解するための電力を商用電源の無い場合においても、酸性又はアルカリ性の電解水を供給することができる電解器を提供することにある。
【解決手段】
発電した電力及び／又は蓄電された電力を使用して電解槽で水を電解する。したがって、この電解槽で生成した酸性又はアルカリ性の電解水を排出口から排出することで、商用電源が無くても酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。また、ろ過部を備えることで、不純物が含まれているような水も電解することができる。
【選択図】
図３

Description

本発明は、発電した電力及び／又は蓄電される電力を使用して水を電解することで酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成する電解器に関するものである。

従来、水を電解することで生成する酸性又はアルカリ性の電解水を消毒用又は飲料として生成する装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この装置において、水を電気分解するための電力は商用電源から供給されたものである。

特開平１１−４２４８０号公報

酸性又はアルカリ性の電解水は、けがの消毒や飲料として使用することができる。しかしながら、消毒や飲料としての電解水は、アウトドアといった屋外でのレジャーの時や災害時等の方が、けがの発生する確率が高く、また飲料水を必要とすることも多い。したがって、上述の特許文献１に記載されているような商用電源を用いる装置では、より必要とする屋外において、酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができない。

そこで、本発明は、水を電気分解するための電力を商用電源の無い場合においても、酸性又はアルカリ性の電解水を供給することができる電解器を提供することを目的とする。

本発明の電解器は、水が供給される供給口を有する上面、及び、前記供給口から供給された水を電解することで生成する酸性の電解水又はアルカリ性の電解水を排出する排出口を有する下面を有する容器本体と、発電した電力及び／又は蓄電された電力を、前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給する電力供給部とを備え、前記容器本体は、前記供給口から供給された水をろ過するろ過部と、前記電力供給部から供給された電力を使って前記ろ過部でろ過された水を電解し、酸性の電解水及びアルカリ性の電解水を生成する電解槽とを内部に備えることを特徴とする。

本発明の電解器によれば、発電した電力及び／又は蓄電された電力を使用して電解槽で水を電解する。したがって、この電解槽で生成した酸性又はアルカリ性の電解水を排出口から排出することで、商用電源が無くても酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。また、ろ過部を備えることで、不純物が含まれているような水も電解することができる。

また、本発明の電解器において、前記ろ過部は、前記電解槽の上方に備えられ、前記ろ過部に供給された水が重力によって前記電解槽に流入することを特徴とする。これにより、供給口から水を絶えず供給できない場合でもろ過部でろ過した水を電解槽に供給することができる。したがって、原料となる水が少ない場合でも酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。

さらに、本発明の電解器において、前記容器本体は、前記電解槽の下方に前記電解槽で生成した酸性の電解水又はアルカリ性の電解水を混合する混合部を備えることを特徴とする。これにより、排出する電解水の水素イオン濃度を調整することができ、用途に合わせて水素イオン濃度が調整された電解水を得ることができる。

またさらに、本発明の電解器において、前記電力供給部は、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、又は、ダイナモによって発電した電力を前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給することを特徴とする。また、本発明の電解器において、前記電力供給部は、１次電池、又は、２次電池に蓄電された電力を前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給することを特徴とする。これにより、商用電源の無い屋外においても水の電解に必要な電力を得ることができる。

本発明の電解器は、発電した電力及び／又は蓄電された電力を使用して電解槽で水を電解する。したがって、この電解槽で生成した酸性又はアルカリ性の電解水を排出口から排出することで、商用電源が無くても酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。また、ろ過部を備えることで、不純物が含まれているような水も電解することができる。

以下、本発明の消毒装置について図１乃至図３を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の電解器の一例の概観形状を示す斜視図である。図２は、容器本体の内部の構造の一例を示す概略図である。図３は、本発明の電解器の各部の関係を示すブロック図である。図１のように、本発明の電解器は、蓋１と水を供給する供給口２０を有する容器本体２と、この供給口２０を塞ぐように容器本体２と螺合する蓋１とを備えている。

容器本体２は、上面に開口を有する筒状の容器で、この上面の開口が水を供給する供給口２０となる。この容器本体２の外側側面には、電解質を電解質添加部２３に供給する電解質供給口２３０と、操作部３とが備えられている。また、容器本体２の下面には、排出口２７が備えられている。さらに、容器本体２の内部には、ろ過部２１と、電解質添加部２３と、電解槽２２と、混合部２６とが備えられている。

供給口２０は、電解を行う水が供給され、電解質に向かってテーパー状となっている。この供給口２０の内部には、ろ過部２１が備えられている。このろ過部２１は、供給口２０から供給された水をろ過する。このろ過により、水の中に含まれている不純物を取り除くことができる。このろ過部としては、屋外に存在する水中によく含まれている砂や土等を取り除くことができるフィルタなどが挙げられる。また、活性炭等の多孔質物質を用いて水中の不純物を取り除いてもよい。

電解質添加部２３は、容器本体２の側面設けられた電解質供給口２３０を開口としている。また、電解質添加部２３は、ろ過部２１を通過してろ過された水が電解槽２２に流入する流路と接続されている。この開口である電解質供給口２３０は開閉自在で、必要なときに電解質が供給され、この電解質添加部２３は、その電解質を保持する。そして、電解質添加部２３中の電解質は、ろ過部２１を通過してろ過された水に添加する。水に電解質を添加することで、水の電解反応を促進させることができる。この電解質添加部２３には、電解質の添加量を調整するために、バルブを有している。このバルブの開閉や電解質の添加量は、後述する操作部３により操作されてもよい。この電解質は、特に限定するものではなく、容器本体２に供給された水の電解を可能とする量が添加される。電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウムといった塩やビタミン類等の固体、これら固体の水溶液等が挙げられる。

電解槽２２は、ろ過部２１の容器本体２内部の下方に備えられている。隔膜２２０を挟んで、陽極２２１と、陰極２２２とが対向するように配置されている。この陽極２２２と陰極２２１は、電力供給部４に接続されている。この電解槽２２は、ろ過部２１を通過し、電解質が添加された水が重力によって流入することで、流入した水を電解することができる。これにより、電解槽２２に水を流入させるために、絶えず水を供給口２０から供給する必要がない。したがって、原料となる水が少ない場合でも酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。また、供給口２０から供給された水を圧送するようなポンプなどを用いる必要が無い。したがって、機構が簡素化され小型化を可能とする。

この電解により、陽極２２２側に酸性の電解水、陰極２２１側にアルカリ性の電解水が生成する。この隔膜２１は、例えば、電解槽２２内で発生するイオンを透過させるイオン交換膜を利用することができる。また、陽極２２２及び陰極２２１は、例えば、白金やチタン等の金属により形成され、白金チタンコーティングされた電極も使用することができる。

混合部２６は、電解槽２２の容器本体２内部の下方に備えられている。電解槽２２の陽極２２２側及び陰極２２１側と配管等によってそれぞれ接続され、生成した酸性とアルカリ性の電解水が供給されるように流路が形成されている。電解槽２２の陽極２２２側と混合部２６との間の流路、及び、電解槽２２の陰極２２１側と混合部２６との間の流路にそれぞれバルブ２４、２５が備えられている。電解槽２２で生成した酸性及びアルカリ性の電解水は、このバルブ２４、２５を開くことで重力によって混合部２６にそれぞれ流入する。このバルブ２４、２５の開閉は、操作部３により制御される。

また、この混合部２６には、流入した電解水の水素イオン濃度を測定する図示されない水素イオン濃度センサが備えられている。操作部３は、その水素イオン濃度センサの示す濃度を参照しながら、バルブ２４、２５の開閉を制御し、生成した酸性の電解水とアルカリ性の電解水の混合部２６への流入量を調整することで、所定の水素イオン濃度を有する電解水を調製する。

排出部２７は、混合部２６の容器本体２内部の下方に備えられている。混合部２６で水素イオン濃度が調整された電解水が重力によって流入する。そして、排出部２７には、バルブ等が備え付けられており、操作部３の操作に応じて容器本体２の外部に排出する。この排出部２７は、電解水を噴霧させるように排出したり、シャワー状に排出したりしてもよい。さらに、このように種々の形態で電解水を排出するために、排出口２７にスプレーノズルや小さい穴を複数設けた口を操作部３の操作に応じて切り替え可能に備え付けてもよい。例えば、スプレーノズルを切り替え可能に備え付けた場合、排出部２７に流入した電解水に対し、スプレーノズルに圧送する手段を備え、操作部３の電解水を噴霧させるボタンを押すことによって電解水に圧力が加わり、電解水を噴霧することができる。

操作部３は、容器本体２の側面に備えられ、利用者がこの操作部３を操作することで、利用者の用途に合わせた水素イオン濃度の電解水を生成し、排出口２７から排出させることができる。操作部３には、例えば、けがの消毒用として使用できる水素イオン濃度が２から４程度の強酸性の電解水を生成するボタンと飲料水として使用できる水素イオン濃度が７から９程度の中性又は弱アルカリ性の電解水を生成するボタンとを有している。また、容器本体２の外部に混合部２６で水素イオン濃度を調整した電解水を排出させるボタンや、混合部２６で水素イオン濃度を調整した電解水を噴霧させるように容器本体２の外部に排出させるボタンを有している。このボタンの操作に応じて、容器本体２に供給された水を電解したり、生成した電解水を排出したりすることができる。

操作部３は、これらのボタンに限られるものではない。例えば、強酸性や中性又は弱アルカリ性の電解水だけでなく、水素イオン濃度が５から６程度の弱酸性の電解水、水素イオン濃度が１０から１２程度の強アルカリ性の電解水などを生成するように、混合部２６で電解水の水素イオン濃度を調整するようなボタン等を設けてもよい。

蓋１は、供給口２０に供給した水を供給口２０から容器本体２の外部に排出しないように供給口２０を塞ぐことができる。この蓋１には、太陽の光によって発電する太陽電池１０が備えられている。

太陽電池１０で発電した電力は、電力供給部４が供給口２０に供給された水の電解に必要な電力として供給する。電力供給部４によって供給される電力は、蓋１を容器本体２に螺合した際に蓋１と容器本体２とが接触する所定の箇所に備えられた接続点２９を経由して太陽電池１０で発電した電力を電力供給部４から電解槽２０に供給する。すなわち、蓋１０では、電力供給部４から接続点２９に導電体による配線が形成され、容器本体２では、接続点２９から電解槽２０に導電体による配線が形成されている。

次に、上述のような構成を有する本発明の電解器の動作について説明する。

まず、本発明の電解器１の供給口２０から電解を行う水を供給する。この水は、特に限定するものではなく、水道水や河川の水や雨水であってもよい。供給口２０より供給された水は、重力によってろ過部２１を通過する。このろ過部２１を通過することで、水の中に含まれる不純物を取り除かれる。

不純物が取り除かれた水は、ろ過部２１から電解槽２０に重力によって流入する際に、電解質添加部２３により電解質が添加される。そして、電解質が添加された水は、電解槽２０の隔膜２２０を介して陽極２２２側と陰極２２１とに流入する。この電解質の添加量は、電解質添加部２３に設けられているバルブを操作部３で操作することで調整することができる。

このとき、容器本体２に蓋１を備え付け、蓋１の太陽電池１０によって発電を行う。すなわち、本発明の電解器を太陽光があたるようにする。これにより、太陽電池１０で発電し、発電によって得られた電力を電解槽２０に供給するように、電力供給部４は、陽極２２２及び陰極２２１と接続される。

これにより、電解槽２０は、電力供給部４と電気的に接続さており、隔膜２１を介して陽極２２側と陰極２３側とで、供給された原水の電解反応を行うことができる。

例えば、水に塩化ナトリウムを添加すると、陽極２２２側では、水素イオン（Ｈ^＋）が発生し、陰極２２１では、水酸化物イオン（ＯＨ⁻）が発生する。したがって、陽極２２２側では、酸性の電解水となり、陰極２２１側では、アルカリ性の電解水となる。このように、電解槽２０による電解によって酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成することができる。この電解槽２０の陽極２２２側では強酸性、陰極２２１側では強アルカリ性の電解水が生成する。

電解槽２０の陽極２２２側で生成した酸性の電解水は、操作部３を介してバルブ２５を開くように制御することで、陽極２２２側に形成された流路を通じて、重力によって混合部２６に流入する。同様に、電解槽２０の陰極２２１側で生成したアルカリ性の電解水は、操作部３を介してバルブ２４を開くように制御することで、陰極２２１側に形成された流路を通じて、重力によって混合部２６に流入する。

混合部２６への酸性の電解水とアルカリ性の電解水との流入量は、混合部２６に備え付けられた水素イオン濃度センサの示す混合部２６内の電解水の濃度を参照しながら、操作部３によって制御される。すなわち、電解水が用途に応じた水素イオン濃度となるように、センサの示す濃度を参照し、バルブ２４、２５を開閉して、混合部に流入する酸性の電解水又はアルカリ性の電解水の流入量を調整する。これにより、所定の水素イオン濃度に調整された電解水が生成する。

例えば、混合部２６で強酸性の電解水を生成させる場合、バルブ２５のみを開き、混合部２６に、電解槽２２の陽極２２２側で生成した酸性の電解水を流入させる。このとき、陽極２２２側で生成した酸性の電解水は、強酸性である、電解槽２２の陰極２２１側で生成したアルカリ性の電解水を流入させなくてもよい。また、例えば、混合部２６で弱アルカリ性の電解水を生成させる場合、水素イオン濃度センサの示す値を参照しながら、バルブ２４、２５の開閉を制御し、酸性の電解水とアルカリ性の電解水との流入量を調整し、混合部２６で電解水の水素イオン濃度を調整する。

水素イオン濃度が調整された電解水は、操作部３の操作に応じて排出口２７から排出される。このとき、所定の水素イオン濃度に調整した電解水を操作部３で噴霧するように排出する場合、スプレーノズルに切り替わり、噴霧するように電解水を排出する。これにより、例えば消毒や洗浄等に生成した電解水を使用する場合、広範囲に電解水を排出することができるため、効率よく電解水を利用することができる。

このように、太陽電池１０で発電した電力を使用して電解槽２２で水を電解することができる。したがって、この電解槽２２で生成した酸性又はアルカリ性の電解水を排出口２７から排出することで、商用電源が無くても酸性又はアルカリ性の電解水を得ることができる。本発明の電解器から排出される電解水は、強酸性であれば消毒に、中性又は弱アルカリ性であれば飲料水に使用することができる。また、排出される電解水が弱酸性であれば洗顔等の人体の洗浄に、強アルカリ性であれば物品の洗浄に使用することができる。

また、ろ過部を備えることで、不純物が含まれているような水も電解することができる。さらに、大腸菌といった細菌等に汚染された水を使用していたとしても、電解により生成する酸性又はアルカリ性の電解水で死滅する。したがって、滅菌された電解水が得られる。

上述のように、本発明は太陽電池１０によって発電した電力を使用することができるが、これに限られるものではない。例えば、図４のようなダイナモ５を使用してもよい。この場合、電力供給部４に供給する電力は、ダイナモ５の回転可能なハンドルを回転させることで、電磁誘導が起こり発電する。この発電した電力を電力供給部４で電解槽２２に供給することで、上述の太陽電池１０と同様に供給口１０に供給された水を電解し、電解水を排出することができる。図４に示されるダイナモ５は、容器本体２とは別途備えられるものであるが、容器側面等に上述のような回転可能なハンドルを備え付け、容器本体２にそのハンドルを回転させることによって電磁誘導により発電する機構を備えてもよい。これにより、ハンドルを回転させることで発電し、発電した電力を電力供給部４から電解槽２２に供給することができる。

また、ダイナモ５のほかにも、燃料電池や風力発電装置などによって発電した電力を使用することができる。さらに、発電でなくても、予め電力が蓄電された１次電池や２次電池を使用しても同様である。またさらに、太陽電池とダイナモとを組み合わせてもよい。さらにまた、例えば太陽電池等で発電した電力を２次電池に蓄電し、２次電池に蓄電された電力を電力供給部４から電解槽２２に供給するようにしてもよい。

１次電池としては、マンガン電池、アルカリ電池等が挙げられ、２次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が挙げられる。このように、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、又は、ダイナモ等によって発電した電力や１次電池、又は、２次電池に蓄電された電力を、供給された水の電解に必要な電力として供給することで、商用電源の無い屋外においても水の電解に必要な電力を得ることができる。

本発明の電解器の一例の概観形状を示す斜視図である。 容器本体の内部の構造の一例を示す概略図である。 本発明の電解器の各部の関係を示すブロック図である。 本発明の電解器の別の一例の概観形状を示す斜視図である。

符号の説明

２０ 供給口
２１ ろ過部
２２ 電解槽
２２０ 隔膜
２２１ 陰極
２２２ 陽極
２３ 電解質添加部
２４、２５バルブ
２６ 混合部
２７ 排出口
３ 操作部
４ 電力供給部

Claims (5)

1. 水が供給される供給口を有する上面、及び、前記供給口から供給された水を電解することで生成する酸性の電解水又はアルカリ性の電解水を排出する排出口を有する下面を有する容器本体と、
   発電した電力及び／又は蓄電された電力を、前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給する電力供給部とを備え、
   前記容器本体は、
   前記供給口から供給された水をろ過するろ過部と、
   前記電力供給部から供給された電力を使って前記ろ過部でろ過された水を電解し、酸性の電解水及びアルカリ性の電解水を生成する電解槽とを内部に備えることを特徴とする電解器。
2. 前記ろ過部は、前記電解槽の上方に備えられ、
   前記ろ過部に供給された水が重力によって前記電解槽に流入することを特徴とする請求項１記載の電解器。
3. 前記容器本体は、前記電解槽の下方に前記電解槽で生成した酸性の電解水又はアルカリ性の電解水を混合する混合部を備えることを特徴とする請求項１記載の電解器。
4. 前記電力供給部は、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、又は、ダイナモによって発電した電力を前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給することを特徴とする請求項１記載の電解器。
5. 前記電力供給部は、１次電池、又は、２次電池に蓄電された電力を前記容器本体に供給された水の電解に必要な電力として供給することを特徴とする請求項１記載の電解器。