JP2014124601A - Electrolyzed water generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気分解によって水素水,オゾン水からなる電解水を生成する電解水生成装置に係る技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to an electrolyzed water generating apparatus that generates electrolyzed water composed of hydrogen water and ozone water by electrolysis.
最近、健康面,衛生面等から水素水,オゾン水の有用性が認知され、水道水等を原水とし電気分解によって水素水,オゾン水からなる電解水を生成する電解水生成装置が各種提供されるようになってきている。これ等の電解水生成装置のなかには、原水に溶解させる気体(水素,オゾン)を発生させる電解処理部にイオン交換機能を有する高分子膜が組込まれたものがある。
Recently, the usefulness of hydrogen water and ozone water has been recognized from the health and hygiene aspects, and various electrolyzed water generators that produce electrolyzed water consisting of hydrogen water and ozone water by electrolysis using tap water as raw water have been provided. It is becoming. Among these electrolyzed water generating apparatuses, there is one in which a polymer membrane having an ion exchange function is incorporated in an electrolysis processing unit that generates a gas (hydrogen, ozone) dissolved in raw water.
従来、高分子膜が組込まれた電解処理部を備えた電解水生成装置としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。
Conventionally, as an electrolyzed water generating apparatus provided with an electrolyzing unit in which a polymer membrane is incorporated, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
特許文献1には、原水が貯溜される生成容器の内部の底面に原水に溶解させる気体を発生させるユニット化された電解処理部が備えられた電解水生成装置が記載されている。この電解水生成装置における電解処理部は、内部に反応室となる容積が確保され側部に反応室と外部とを連通する連通孔が穿孔された窓枠形のケーシングと、ケーシングの窓孔を閉塞するイオン交換機能を有する高分子膜と、高分子膜の両面の全面に積層された網状の電極板とからなる。
Patent Document 1 describes an electrolyzed water generating apparatus provided with a unitized electrolytic treatment unit that generates a gas to be dissolved in raw water on a bottom surface inside a generating container in which the raw water is stored. The electrolytic treatment unit in the electrolyzed water generating apparatus includes a window frame-shaped casing in which a volume serving as a reaction chamber is secured inside and a communication hole that communicates the reaction chamber and the outside is formed in a side portion, and a window hole of the casing. It consists of a polymer membrane having an ion exchange function for blocking, and a net-like electrode plate laminated on both surfaces of the polymer membrane.
特許文献1に係る電解水生成装置は、電解処理部をユニット化して脆弱な高分子膜,電極板を原水の揺動等から保護することで、耐久性能を高めることができるものである。 The electrolyzed water generating apparatus according to Patent Document 1 can improve durability by unitizing an electrolysis processing unit to protect a fragile polymer film and an electrode plate from fluctuations of raw water.
特許文献1に係る電解水生成装置では、生成容器に貯溜された原水のみを電気分解処理するバッチ式であることから、原水を連続的に電気分解処理して大量の電解水を生成することができないという問題点がある。
In the electrolyzed water generating apparatus according to Patent Document 1, since it is a batch type in which only raw water stored in a generating container is electrolyzed, a large amount of electrolyzed water can be generated by electrolyzing raw water continuously. There is a problem that it is not possible.
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、耐久性能を低下させることなく原水を連続的に電気分解処理して大量の電解水を生成することのできる電解水生成装置を提供することを課題とする。
The present invention has been made in consideration of such problems, and an electrolyzed water generating apparatus capable of generating a large amount of electrolyzed water by continuously electrolyzing raw water without degrading durability performance. The issue is to provide.
前述の課題を解決するため、本発明に係る電解水生成装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
In order to solve the above-described problems, the electrolyzed water generating apparatus according to the present invention employs means described in each claim.
即ち、請求項1では、生成容器の内部に原水に溶解させる気体を発生させるユニット化された電解処理部を備え、電解処理部はケーシングと高分子膜と電極板とからなり、電解処理部のケーシングは内部に反応室となる容積が確保され側部に反応室と外部とを連通する連通孔が穿孔された窓枠形に形成され、電解処理部の高分子膜はイオン交換機能を有してケーシングの窓孔を閉塞し、電解処理部の電極板は網状に形成され高分子膜の両面の全面に積層されている電解水生成装置において、生成容器は内部に原水が導入されるインレットポートと内部から電解水が排出されるアウトレットポートとが近接して設けられ内部にインレットポートからアウトレットポートに至る原水,電解水の流通経路を折返構造とする仕切壁が設けられた密閉構造とされ、電解処理部はケーシングが共通の支持板に列状に支持され、支持板は生成容器の仕切壁の両面に取付けられ電解処理部のケーシングの列を流通経路に沿わせることを特徴とする。
That is, in claim 1, the production vessel is provided with a unitized electrolytic treatment section that generates a gas to be dissolved in raw water, and the electrolytic treatment section includes a casing, a polymer film, and an electrode plate. The casing is formed in a window frame shape in which a volume serving as a reaction chamber is secured inside and a communication hole communicating with the reaction chamber and the outside is drilled on the side, and the polymer membrane of the electrolytic treatment section has an ion exchange function. In the electrolyzed water generating device in which the window hole of the casing is closed and the electrode plate of the electrolytic treatment section is formed in a net shape and laminated on both surfaces of the polymer film, the generating container is an inlet port into which raw water is introduced. And an outlet port through which electrolyzed water is discharged from the inside, and a sealed structure with a partition wall in which the flow path of raw water and electrolyzed water from the inlet port to the outlet port is folded. The electrolytic treatment section is characterized in that the casings are supported in a row on a common support plate, and the support plates are attached to both surfaces of the partition wall of the production container, and the rows of the casings of the electrolytic treatment section are along the flow path. To do.
この手段では、ユニット化された電解処理部を生成容器の仕切壁に取付けられる支持板に支持することで、電解処理部を安定的に支持して脆弱な高分子膜,電極板を原水の揺動等からより確実に保護することができる。また、連続的に原水が導入され電解水が排出される生成容器の折返構造の原水,電解水の流通経路に沿って電解処理部を列状に配置することで、限定される容積の容器の内部で電気分解処理の領域を大きく確保することができる。
In this means, the unitized electrolytic treatment part is supported on a support plate attached to the partition wall of the production vessel, so that the electrolytic treatment part is stably supported and the fragile polymer film and the electrode plate are shaken of the raw water. It can protect more reliably from movement. In addition, by arranging the electrolytic treatment sections in a row along the flow path of raw water and electrolytic water in the folded structure of the production vessel where raw water is continuously introduced and electrolytic water is discharged, A large electrolysis treatment area can be secured inside.
また、請求項2では、請求項1の電解水生成装置において、電解処理部のケーシングは隣接するもの同士を互いに連結する連結部が設けられていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the electrolyzed water generating apparatus according to the first aspect, the casing of the electrolysis treatment unit is provided with a connecting portion that connects adjacent ones to each other.
この手段では、電解処理部のケーシングが連結部で互いに連結されることで、電解処理部の一体性が確保される。
With this means, the casings of the electrolytic processing unit are connected to each other by the connecting unit, thereby ensuring the integrity of the electrolytic processing unit.
また、請求項3では、請求項1または2の電解水生成装置において、生成容器は筒形で端部に着脱可能な蓋部が設けられるとともに仕切壁が筒形の軸方向に配置され、支持板は生成容器の端部からスライドさせて仕切壁に着脱されるものであることを特徴とする。
Further, according to
この手段では、電解処理部が支持された支持板が生成容器の端部からスライドさせて仕切壁に着脱されることで、生成容器に対する電解処理部,支持板の着脱が容易になる。
In this means, the support plate on which the electrolytic treatment unit is supported is slid from the end of the production container and attached to and detached from the partition wall, so that the electrolytic treatment unit and the support plate can be easily attached to and detached from the production vessel.
また、請求項4では、請求項3の電解水生成装置において、生成容器の仕切壁は電極板に接続される電線が配線される配線スペースを介して支持板をスライド可能に支持するレール形に形成され、支持板は電極板に接続される電線が挿通される通線孔が配線スペースに連通するように穿孔されていることを特徴とする。
Further, in
この手段では、生成容器の仕切壁と支持板との間に配線スペースが確保され、支持板のに通線孔が穿孔されることで、電極板に接続される電線の配線路が確保される。
In this means, a wiring space is ensured between the partition wall of the production container and the support plate, and a wiring path for the electric wire connected to the electrode plate is ensured by forming a through hole in the support plate. .
本発明に係る電解水生成装置は、ユニット化された電解処理部を生成容器の仕切壁に取付けられる支持板に支持することで、電解処理部を安定的に支持して脆弱な高分子膜,電極板を原水の揺動等からより確実に保護することができるため、耐久性能を低下させることがない効果がある。また、連続的に原水が導入され電解水が排出される生成容器の折返構造の原水,電解水の流通経路に沿って電解処理部を列状に配置することで、限定される容積の容器の内部で電気分解処理の領域を大きく確保することができるため、原水を連続的に電気分解処理して大量の電解水を生成することのできる効果がある。
The electrolyzed water generating apparatus according to the present invention is a fragile polymer membrane that stably supports the electrolyzing unit by supporting the unitized electrolyzing unit on a support plate attached to the partition wall of the generating container, Since the electrode plate can be more reliably protected from fluctuations of raw water and the like, there is an effect that the durability performance is not deteriorated. In addition, by arranging the electrolytic treatment sections in a row along the flow path of raw water and electrolytic water in the folded structure of the production vessel where raw water is continuously introduced and electrolytic water is discharged, Since a large electrolysis region can be secured inside, there is an effect that a large amount of electrolyzed water can be generated by continuously electrolyzing raw water.
さらに、請求項2として、電解処理部のケーシングが連結部で互いに連結されることで、電解処理部の一体性が確保されるため、耐久性能の低下をより確実に防止することができる効果がある。
Further, as claimed in
さらに、請求項3として、電解処理部が支持された支持板が生成容器の端部からスライドさせて仕切壁に着脱されることで、生成容器に対する電解処理部,支持板の着脱が容易になるため、頻繁に必要となる電解処理部の点検清掃が容易になる効果がある。
Furthermore, as claimed in
さらに、請求項4として、生成容器の仕切壁と支持板との間に配線スペースが確保され、支持板のに通線孔が穿孔されることで、電極板に接続される電線の配線路が確保されるため、全体の組立て製造が容易になる効果がある。
Furthermore, as claimed in
以下、本発明に係る電解水生成装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the electrolyzed water generating apparatus which concerns on this invention is demonstrated based on drawing.
この形態は、図1に示すように、生成容器1,電解処理部2,支持板3からなる。
As shown in FIG. 1, this embodiment includes a production container 1, an
生成容器1は、図1,図2,図4に詳細に示されるように、円筒形の容器本体11の両端部に嵌合または螺合で着脱される蓋部12,13が取付けられた密閉構造に形成され、容器本体11の一方の蓋部12寄りの外側に容器本体11の内部に原水Waを導入する短尺のパイプ形のインレットポート14が設けられ、一方の蓋部12の外側に容器本体11の内部から電解水Wbを排出する短尺のパイプ形のアウトレットポート15が設けられている。本体部11の内部には 近接されているインレットポート14からアウトレットポート15に至る原水Wa,電解水Wbの流通経路Rを折返構造とする仕切壁16が設けられている。仕切壁16は、図1にL字形の断面形状で示されるもので、インレットポート14よりも一方の蓋部12寄りの本体部11の内壁から径方向に延びた半円形の前仕切部161と、前仕切部161から本体部11の内壁に沿って軸方向へ延び他方の蓋部13まで少しの間隔を空けた長板形の後仕切部162と、後仕切部162の両面から突出先端を互いに向けて相対するようにL字形に突出されたレール形の係合部163と、後仕切部162の両面から突出長が係合部163よりも短く係合部163の間でI字形に突出されたレール形の支部164とからなる。仕切壁16の係合部163,支部164は、後述の支持板3を配線スペースSを介してスライド可能にする突出高さに設定されている。
As shown in detail in FIGS. 1, 2, and 4, the production container 1 is hermetically sealed with
電解処理部2は、図1,図3に詳細に示されるように、ケーシング21,高分子膜22,電極板23,24,スプリング25からなる。
As shown in detail in FIGS. 1 and 3, the
電解処理部2のケーシング21は、上半部211と上半部211よりも外形が大きな(肉厚が厚い)下半部212とによって内部に反応室213となる容積が確保された方形の窓枠形に形成されてなるもので、上半部211の天部のほぼ全面に開口された方形の窓孔214と、窓孔214の4つの周縁から窓孔214の中心に向けて突出された小爪形のストッパ215と、下半部212に外部と反応室213とを連通するように穿孔された連通孔216と、下半部212の相対する2箇所に突出形成され互いに連結される連結部217とが設けられている。連結部217は、相対する側で上半部211,下半部212方向の位置が異なって他のケーシング21の位置が異なる側と積層されて連結される連結片部217aと、連結片部217aに穿孔され連結片部217aが積層され連結されることで同軸となるネジ孔217bとからなる。
The
電解処理部2の高分子膜22は、イオンの通過を規制するイオン交換機能を有する薄膜からなるもの(例えば、デュポン社製の「ナフィオン
Nafion」が選択される)で、ケーシング21の窓孔21dを閉塞する大きさの方形に形成されている。この高分子膜22については、例えば、デュポン社製の「ナフィオン
Nafion」を選択すると、厚さが127〜183μm程度となる。
The
Nafion ”is selected), and it is formed in a square size that closes the window hole 21d of the
When “Nafion” is selected, the thickness is about 127 to 183 μm.
電解処理部2の電極板23,24は、チタンを基材として白金メッキを施した線材を菱形の網状に組んでなるもので、高分子膜22の両面の全面に積層されプラス,マイナスの両極を構成する。この電極板23,24については、最終的に生成容器1の外部に引出される図示しないリード,電線が接続されている。
The
電解処理部2のスプリング25は、ケーシング21の反応室213の内部に圧縮収容されるコイルスプリングからなるもので、積層された高分子膜22,電極板23,24をケーシング21のストッパ215に弾圧する。このスプリング25については、ケーシング21の反応室213側の電極24のリードを兼用することができる。
The
支持板3は、図4に詳細に示されるように、生成容器1の仕切壁16の係合部163,支部164にスライド可能にされたもので、生成容器1の仕切壁16の後仕切部162よりも幅狭でほぼ同一長さの長板形に形成された本体部31と、電解処理部2のケーシング21の連結部217の連結片部217aが積層され連結されることで同軸となるネジ孔217bに対応する間隔で本体部31に列状に穿孔された取付用ネジ孔32と、本体部32の4隅に生成容器1の仕切壁16との間に形成される配線スペースSに連通するように穿孔された通線孔33とからなる。なお、取付用ネジ孔32の列の片側の再端部に位置するものについては、電解処理部2のケーシング21の連結部217の上半部211寄りにある連結片部217aとの段差を解消するように突出された台部34に設けられている。
As shown in detail in FIG. 4, the
この形態によると、生成容器1の各部と電解処理部2のケーシング21と支持板3とを合成樹脂材による成形で製造することができるため、安価,容易に製造することができる。
According to this form, since each part of the production | generation container 1, the
また、図5に示すように、電解処理部2について、ケーシング21の連結部217の連結片部217aを積層して同軸となった連結片部217aに取付ネジ4を挿通して支持板3の取付用ネジ孔32に螺合締付けすることで、複数個(図面では4個)を互いに連結させて支持板3に列状に支持させることができる。そして、図4,図5に示すように、一体化された電解処理部2,支持板3について、生成容器1の他方の蓋部13を取外して開放された本体部11の端口から仕切壁16の両面側の係合部163,支部164に対してそれぞれ支持板3を抜差しするようにスライドさせることができる。従って、生成容器1,電解処理部2,支持板3の組立て製造を容易に行えるとともに、使用により汚損した電解処理部2の点検清掃も容易に行うことができる。なお、電解処理部2に接続された電線(図示せず)については、支持板3の通線孔33から配線スペースSに配線することができる。従って、一体化された電解処理部2,支持板3の前述のスライドに不都合が生ずることがない。
Further, as shown in FIG. 5, with respect to the
この形態を使用するには、図6に示すように、原水Waが貯溜された貯水槽Tの外部に設置して、生成容器1のインレットポート14に貯水槽Tからフィルタ5,送水ポンプ6を介してホース,パイプ等で供給路を配設し、生成容器1のアウトレットポート14に貯水槽Tまで環流路を配設する。また、図7に示すように、原水Waが貯溜された貯水槽Tの内部に沈漬するように設置して、送水ポンプ6をフィルタ付きの水中ポンプタイプとして生成容器1のインレットポート14に付設または内蔵させる。即ち、貯水槽Tに貯溜されている原水Waを循環させて連続的に電気分解処理を実行することで、貯水槽Tに貯溜される電解水Wbの濃度を順次高めていく使用形態が採られる。
In order to use this form, as shown in FIG. 6, it is installed outside the water tank T in which the raw water Wa is stored, and the
図6,図7に示すように構成された循環路における生成容器1では、インレットポート14から導入された原水Waは、本体部11の内部で仕切壁16に案内されU字状の折返構造の流通経路Rを通過する間に電解処理部2によって電気分解処理されて電解水Wbとなってアウトレットポート15から排出されることになる(図1参照)。
In the production container 1 in the circulation path configured as shown in FIGS. 6 and 7, the raw water Wa introduced from the
密閉構造の生成容器1の本体部11に充満された原水Waは、電解処理部2のケーシング21の連通孔216から反応室213の内部にも浸入する。
The raw water Wa filled in the
電解処理部2の全体が原水Wa浸漬された状態で、ケーシング21の窓孔214側の電極板23をマイナス極とし反応室213側の電極24をプラス極として通電すると、図8に示すように、原水Waが電気分解されケーシング21の反応室213の内部にあるプラス極の電極板24で水素イオンと電子とが生成され高分子膜22を通過してケーシング21の窓孔214に露出しているマイナス極の電極板23で水素(ガス)aが生成される。この水素aは、微細な気泡を形成することから原水Waに効率的に溶解され、水素水からなる電解水Wbが生成されることになる。なお、原水Waが電気分解されると、プラス極の電極板24でオゾン(ガス)bも生成されることになる。ただし、オゾンbは、高分子膜22を通過することなくケーシング21の反応室213の内部に滞留され、ケーシング21の反応室213の内部の滞留圧力が大きくなるとケーシング21の連通孔216から吐出される。この吐出されるオゾンbは、図8に示すように、大きな気泡となるため原水Waに簡単には溶解しない。
When the entire
この電気分解処理は、流通経路Rに沿って配置されている複数個(図面では8個)の電解処理部2によって連続的に実行され、高濃度の水素水からなる電解水Wbが大量に生成されることになる。即ち、生成容器1のアウトレットポート15に近づくにつれて、水素の濃度が高められていくことになる。そして、図6,図7に示す循環路では、原水Wa,電解水Wbを循環させることによって、より高濃度の水素水からなる電解水Wbを生成することができることになる。
This electrolysis treatment is continuously executed by a plurality (eight in the drawing) of the
この電気分解処理を行う電解処理部2は、薄膜からなる高分子膜22の両面の全面を網状の電極板23,24で積層したサンドウィッチ構造で保護するとともに、積層された高分子膜22と電極板23,24とをスプリング25でケーシング21のストッパ215に弾圧し原水Wa,電解水Wbの水圧や揺動に耐えることができるように構成されている。従って、特許文献1に係る電解水生成装置と同様に、電解処理部2のユニット化で脆弱な高分子膜22,電極板23,24を保護して高度の耐久性能が得られる。
The
さらに、この形態では、複数個の電解処理部2の各ケーシング21が連結部217によって積層されて連結されしかも共通の支持板3に支持されている。従って、複数個の電解処理部2が支持板3とともに一体化され、高速の原水Wa,電解水Wbに対しても脆弱な高分子膜22,電極板23,24を保護することができて、より高度の耐久性能が得られる。
Furthermore, in this embodiment, the
以上、図示した形態の外に、電解処理部2の電極板23,24の極性を逆にすることで、オゾン水からなる電解水Wbを生成することも可能である。
As described above, it is also possible to generate the electrolyzed water Wb made of ozone water by reversing the polarities of the
本発明に係る電解水生成装置は、家庭用の小型のものから産業用の大型のものまで適用することが可能である。 The electrolyzed water generating apparatus according to the present invention can be applied from a small household one to a large industrial one.
1 生成容器
14 インレットポート
15 アウトレットポート
16 仕切壁
2 電解処理部
21 ケーシング
213 反応室
214 窓孔
216 連通孔
217 連結部
22 高分子膜
23,24 電極板
3 支持板
33 通線孔
R 流通経路
S 配線スペース
Wa 原水
Wb 電解水
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