JP2018034142A - 電解ナノイオン水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解ナノイオン水生成装置の提供。
【解決手段】陰極電解槽１１０と、陽極電解槽１２０と、イオン交換膜１３０と、直流電源供給モジュール１４０と、調節モジュールとを備え、陰極電解槽１１０には、被電解生成水を収容し、陰極電解板１１１を有し、陰極電解板１１１が陰極電解槽１１０の内側に近設され、陽極電解槽１２０には、電解質水溶液を収容し、陽極電解板１２１を有し、陽極電解板１２１が陽極電解槽１２０の内側に近設され、イオン交換膜１３０は陰極電解槽１１０と陽極電解槽１２０との間に位置する構造とする電解ナノイオン水生成装置１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、生成装置に係り、特に、電解によって電解ナノイオン水を生成する電解ナノイオン水生成装置に関する。

従来の電解イオン水は、良好な洗浄効果を有する上、飲用水としても適しており、しかもそれが排出されても、環境を汚染することはない。

なお、電解イオン水は、生成過程において、陽極側に酸素ガスが発生し、その酸素ガスを電解質水溶液中に気泡で溶解することがあり、前記気泡が電解を阻害してしまい、電解効率を低下させることとなる。一方、陰極側に水素ガスが発生することも、同様にして電解を妨害してしまい、電解効率を低下させることとなる。

上記説明したとおり、従来の電解イオン水生成装置では、依然として改善の余地があって、早急に関連産業と共に改良する必要があった。

本発明は、上記の従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来技術の問題を解決するために、電解ナノイオン水生成装置を提供することにある。

上記の目的に基づいて、本発明は、陰極電解槽と、陽極電解槽と、イオン交換膜と、直流電源供給モジュールと、調節モジュールとを備える電解ナノイオン水生成装置を提供する。陰極電解槽には、被電解生成水を収容し、陰極電解板を有し、陰極電解板が陰極電解槽の内側に近設されている。陽極電解槽には、電解質水溶液を収容し、陽極電解板を有し、陽極電解板が陽極電解槽の内側に近設されている。イオン交換膜は、陰極電解槽と陽極電解槽との間に位置する。直流電源供給モジュールは、その負極が陰極電解板に接続され、かつその正極が陽極電解板に接続され、陰極電解板と陽極電解板との間に直流電源を供給して被電解生成水及び電解質水溶液を電解させ、陽極電解槽における電解後の陽イオンがイオン交換膜を透過して陰極電解槽へ移動することにより、電解ナノイオン水を生成する。調節モジュールは２本のスライドレールを有し、２本のスライドレールが電解ナノイオン水生成装置の両端にそれぞれ設置され、各スライドレールは、陰極電解板の一端を挟持する挟持具と、陽極電解板の一端を挟持する他の挟持具とを具備し、各挟持具は、対応する前記スライドレールに沿って選択的に変位する。

より好ましくは、電解ナノイオン水生成装置は、陰極電解槽の一側の陰極電解槽入口と陰極電解槽出口とに連結され、及び陽極電解槽の一側の陽極電解槽入口と陽極電解槽出口とに連結される流量制御装置をさらに備える。

より好ましくは、陰極電解槽は、生成された電解ナノイオン水の酸度またはアルカリ度を測定する酸・アルカリ度測定モジュールを有する。

より好ましくは、陽極電解槽は、電解質水溶液の濃度を検出する濃度検出モジュールを有する。

より好ましくは、直流電源供給モジュールは、直流電源の電流量を検出する電流検出ユニットを有する。

上記説明したとおり、本発明の電解ナノイオン水生成装置は、電解過程において、陰極電解板と陽極電解板との間に異なる気体を発生させ、陰極電解板と陽極電解板との間の距離を調節することにより、陰極電解板と陽極電解板との間に気体が滞留して電解効果の阻害を防止することができる。さらに、安全排気装置を付設してもよく、この場合、電解過程において発生された有害気体及び可燃・爆発性気体を有効かつ安全に排除することが達成される。一方、陰極電解槽と陽極電解槽との外部に流量制御装置が設置されることで、陰極電解槽と陽極電解槽との内部への流出・流入量を制御することができる。それによって、陰極電解板と陽極電解板との間の距離の調節及び電解質水溶液の濃度の調節に合わせて、異なる酸度またはアルカリ度及び異なるイオン濃度の電解ナノイオン水を生成することができる。

本発明の電解ナノイオン水生成装置の概略図である。 本発明の電解ナノイオン水生成装置の流れ図である。

本発明をより完全に理解するために、本発明の特徴、内容と利点及びそれが達成できる作用効果については、添付図面を参照して、実施例の表現形式で以下のように詳細に説明する。なお、図示された図面は、単に例示または明細書内容を補助する目的としたものであって、本発明の実施後の原寸に比例したものや精確に配置したものには何ら拘束されない。よって、図示された図面は、添付図面の比例と配置関係で解釈されてはならず、本発明を実際に実施する権利範囲に制限することを意図したものではない。

本発明の利点、特徴及び達成する技術方法は、例示的な実施例及び添付した図面に基づきさらに詳細に説明することにより、本発明がより容易に理解されよう。また、本発明が異なる形式で実施されるので、ここに述べる実施例に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの実施例は、本開示が徹底的で完全となり、そして当業者に対して本発明の範疇を完全に伝えるために提示される。なお、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

図１に示す本発明の電解ナノイオン水生成装置の概略図を参照する。図示のように、本発明の電解ナノイオン水生成装置１００は、陰極電解槽１１０と、陽極電解槽１２０と、イオン交換膜１３０と、直流電源供給モジュール１４０と、調節モジュールとを備える。

続いて言えば、陰極電解槽１１０は、被電解生成水を収容するために用いられ、被電解生成水としては、純水、脱イオン水またはナノイオン水などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。陰極電解槽１１０には、陰極電解板１１１を有し、陰極電解板１１１が陰極電解槽１１０の内側に近設されていると共に、イオン交換膜１３０と隣接する。

陽極電解槽１２０は、電解質水溶液を収容するために用いられ、電解質水溶液としては、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。陽極電解槽１２０には、陽極電解板１２１を有し、陽極電解板１２１が陽極電解槽１２０の内側に近設されており、かつイオン交換膜１３０と隣接する。

上記イオン交換膜１３０は、陰極電解槽１１０と陽極電解槽１２０との間に位置し、被電解生成水及び電解質水溶液を隔離するために用いられる。

直流電源供給モジュール１４０は、直流電源を供給するために用いられ、その負極が陰極電解板１１１に接続されると共に、その正極が陽極電解板１２１に接続され、直流電源供給モジュール１４０は、陰極電解板１１１と陽極電解板１２１との間に直流電源を供給することにより、陰極電解板１１１を用いて陰極電解槽１１０に収容された被電解生成水を電解させると共に、陽極電解板１２１を用いて陽極電解槽１２０に収容された電解質水溶液を電解させ、次いで陽極電解槽１２０における電解後の陽イオンがイオン交換膜１３０を透過して陰極電解槽１１０へ移動することにより、電解ナノイオン水を生成する。

なお、調節モジュールは２本のスライドレール１５１，１５１を有し、２本のスライドレール１５１，１５１が電解ナノイオン水生成装置１００の両端にそれぞれ設置され、さらに言えば、その中の１本のスライドレール１５１は陰極電解槽１１０と陽極電解槽１２０との頂端近傍に位置し、他の１本のスライドレール１５１は陰極電解槽１１０と陽極電解槽１２０との底端近傍に位置する。各スライドレール１５１は、陰極電解板１１１の一端を挟持する挟持具１５２と、陽極電解板１２１の一端を挟持する他の挟持具１５２とを具備し、各挟持具１５２は対応するスライドレール１５１に沿って選択的に変位する。換言すれば、陰極電解板１１１の両端が挟持具１５２によりそれぞれ挟持され、また陽極電解板１２１もまた同じように挟持される故、挟持具１５２がスライドレール１５１に沿って変位する場合、陰極電解板１１１または陽極電解板１２１を連動してイオン交換膜１３０に対して変位することで、陰極電解板１１１とイオン交換膜１３０との間の距離を調節することができ、或いは陽極電解板１２１とイオン交換膜１３０との間の距離を調節することができる。

より詳細に言えば、イオン交換膜１３０の両外側が陰極電解槽１１０及び陽極電解槽１２０により固定され、陰極電解板１１１がイオン交換膜１３０の負極面に対向し、陽極電解板１２１がイオン交換膜１３０の正極面に対向するように配置され、電解を行う際には、陰極電解槽１１０内の被電解生成水と陽極電解槽１２０内の電解質水溶液とは、陰極電解槽１１０と陽極電解槽１２０との間に電解を行ってイオンを発生させることで、イオン交換膜１３０によりイオン交換を行う。

なお、電解ナノイオン水生成装置１００は、流量制御装置（図示せず）をさらに備えてもよく、流量制御装置は、陰極電解槽１１０の一側の陰極電解槽入口１１２と陰極電解槽出口１１３とに連結され、及び陽極電解槽１２０の一側の陽極電解槽入口１２２と陽極電解槽出口１２３とに連結される。さらに、流量制御装置により陰極電解槽入口１１２から陰極電解槽１１０内へ被電解生成水を注入し、かつ陰極電解槽出口１１３から生成後の電解ナノイオン水を取り出し、及び陽極電解槽入口１２２から陽極電解槽１２０内へ電解質水溶液を注入すると共に、陰極電解槽１１０及び陽極電解槽１２０内の水流量を持続的に検出する。

なお、陰極電解槽１１０は、酸・アルカリ度測定モジュール１１４を有してもよく、酸・アルカリ度測定モジュール１１４は、生成過程において、生成された電解ナノイオン水の酸度またはアルカリ度を測定するために用いられる。陽極電解槽１２０は、濃度検出モジュール１２４を有してもよく、濃度検出モジュール１２４は電解質水溶液の濃度を検出し、濃度が低くなると、流量制御装置及び電解質水溶液を貯留する電解質水溶液容器に合わせて、陽極電解槽１２０の電解質水溶液の濃度を補給及び調節することで、電解質水溶液濃度の安定性を維持することができる。電解ナノイオン水生成装置１００は、流量制御装置及び濃度検出モジュール１２４の検出に誤りがないと判断した後、直流電源供給モジュール１４０は、陰極電解板１１１及び陽極電解板１２１に直流電源を供給して検出を行う。

また、直流電源供給モジュール１４０は、直流電源の電流量を検出するための電流検出ユニット１４１を有してもよい。ほかに、電解生成過程において、安全排気装置により電解時に発生された気体を排除することができ、そして生成された電解ナノイオン水を陰極電解槽出口１１３から非金属製容器に注入して密閉貯留することができる。

特筆すべきことは、本発明の電解ナノイオン水生成装置１００は、直列接続式連続電解法に用いることができ、それは陰極電解槽１１０から電解ナノイオン水を排出することができると共に、流量制御装置を経由して排出された電解ナノイオン水を他の陰極電解槽に注入して第２回の電解及びイオン化を行う。ただし、これらは単なる例示列挙にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。

前述のように、本発明の電解ナノイオン水生成装置の説明では、既に本発明の電解ナノイオン水生成装置の生成方法の概念を同時に説明してきたが、より明確に理解するため、以下、流れ図を参照して詳細に説明する。

図２に示す本発明の電解ナノイオン水生成装置の流れ図を参照する。図示のように、本発明の電解ナノイオン水生成装置の生成方法は、下記のステップを含む。

ステップＳ２０１において、陰極電解槽中に被電解生成水を収容し、かつ陽極電解槽中に電解質水溶液を収容する。

ステップＳ２０２において、陰極電解槽中に被電解生成水と接触する陰極電解板を設置し、かつ陽極電解槽中に電解質水溶液と接触する陽極電解板を設置する。

ステップＳ２０３において、調節モジュールによって陰極電解板とイオン交換膜との間の距離を調整し、及び陽極電解板とイオン交換膜との間の距離を調整する。

ステップＳ２０４において、直流電源供給モジュールの負極を陰極電解板に接続し、かつその正極を陽極電解板に接続することで、陰極電解板と陽極電解板との間に直流電源を供給すると共に、被電解生成水及び電解質水溶液を電解する。

ステップＳ２０５において、陽極電解槽中の電解質水溶液を電解した後に発生された陽イオンが前記イオン交換膜を透過して陰極電解槽へ移動することにより、電解ナノイオン水を生成する。

さらに、電解ナノイオン水生成装置は、流量制御装置により陰極電解槽の一側の陰極電解槽入口と陰極電解槽出口とに連結され、陽極電解槽の一側の陽極電解槽入口と陽極電解槽出口とに連結されると共に、流量制御装置を用いて被電解生成水、電解質水溶液及び電解ナノイオン水の流出・流入量を制御することができる。

また、電解ナノイオン水生成装置は、陰極電解槽に有する酸・アルカリ度測定モジュールを用いて、生成された電解ナノイオン水の酸度またはアルカリ度を測定することと、陽極電解槽に有する濃度検出モジュールを用いて、電解質水溶液の濃度を検出することと、及び直流電源供給モジュールの電流検出ユニットを用いて、直流電源の電流量を検出することとをさらに含むことができる。

上記説明したとおり、本発明の電解ナノイオン水生成装置は、電解過程において、陰極電解板と陽極電解板との間に異なる気体を発生させ、陰極電解板と陽極電解板との間の距離を調節することにより、陰極電解板と陽極電解板との間に気体が滞留して電解効果の阻害を防止することができる。さらに、安全排気装置を付設してもよく、この場合、電解過程において発生された有害気体及び可燃・爆発性気体を有効かつ安全に排除することが達成される。一方、陰極電解槽と陽極電解槽との外部に流量制御装置が設置されることで、陰極電解槽と陽極電解槽との内部への流出・流入量を制御することができる。それによって、陰極電解板と陽極電解板との間の距離の調節及び電解質水溶液の濃度の調節に合わせて、異なる酸度またはアルカリ度及び異なるイオン濃度の電解ナノイオン水を生成することができる。

以上、上記の実施例は単に本発明の技術思想及び特長を説明するためのものであって、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の請求の範囲を限定するものではない。即ち、本発明の精神と範囲を逸脱することなく均等範囲内における変更または修正は、なお、本明細書特許請求の範囲に含まれるものとする。

１００：電解ナノイオン水生成装置
１１０：陰極電解槽
１１１：陰極電解板
１１２：陰極電解槽入口
１１３：陰極電解槽出口
１１４：酸・アルカリ度測定モジュール
１２０：陽極電解槽
１２１：陽極電解板
１２２：陽極電解槽入口
１２３：陽極電解槽出口
１２４：濃度検出モジュール
１３０：イオン交換膜
１４０：直流電源供給モジュール
１４１：電流検出ユニット
１５１：スライドレール
１５２：挟持具
Ｓ２０１〜Ｓ２０５：ステップ

Claims (5)

1. 陰極電解槽と、陽極電解槽と、イオン交換膜と、直流電源供給モジュールと、調節モジュールと、
   を備える電解ナノイオン水生成装置であって、
   前記陰極電解槽には、被電解生成水を収容し、陰極電解板を有し、前記陰極電解板が前記陰極電解槽の内側に近設されており、
   前記陽極電解槽には、電解質水溶液を収容し、陽極電解板を有し、前記陽極電解板が前記陽極電解槽の内側に近設されており、
   前記イオン交換膜は、前記陰極電解槽と前記陽極電解槽との間に位置し、
   前記直流電源供給モジュールは、負極が前記陰極電解板に接続され、かつ正極が前記陽極電解板に接続され、前記陰極電解板と前記陽極電解板との間に直流電源を供給して前記被電解生成水及び前記電解質水溶液を電解させ、前記陽極電解槽における電解後の陽イオンが前記イオン交換膜を透過して前記陰極電解槽へ移動することにより、電解ナノイオン水を生成し、
   前記調節モジュールは、２本のスライドレールを有し、２本の前記スライドレールが前記電解ナノイオン水生成装置の両端にそれぞれ設置され、各前記スライドレールは前記陰極電解板の一端を挟持する挟持具と、前記陽極電解板の一端を挟持する他の前記挟持具とを具備し、各前記挟持具は、対応する前記スライドレールに沿って選択的に変位することを特徴とする、電解ナノイオン水生成装置。
2. 前記陰極電解槽の一側の陰極電解槽入口と陰極電解槽出口とに連結され、及び前記陽極電解槽の一側の陽極電解槽入口と陽極電解槽出口とに連結される流量制御装置をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の電解ナノイオン水生成装置。
3. 前記陰極電解槽は、生成された前記電解ナノイオン水の酸度またはアルカリ度を測定する酸・アルカリ度測定モジュールを有することを特徴とする、請求項１に記載の電解ナノイオン水生成装置。
4. 前記陽極電解槽は、前記電解質水溶液の濃度を検出する濃度検出モジュールを有することを特徴とする、請求項１に記載の電解ナノイオン水生成装置。
5. 前記直流電源供給モジュールは、前記直流電源の電流量を検出する電流検出ユニットを有することを特徴とする、請求項１に記載の電解ナノイオン水生成装置。
   

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