JP4771883B2

JP4771883B2 - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP4771883B2
Application number: JP2006200227A
Authority: JP
Inventors: 英樹大湯; 圭子黒河; 昌志豊嶋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-07-24
Also published as: JP2008023472A

Description

本発明は、一対の電極を備え、この電極の極性を互いに異ならしめて被処理水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に関する。

従来の電解水生成装置は、たとえば、特開２００４−６６０７８号公報（特許文献１）に記載のように、陰極側の電極へのスケールの付着を防止して電解性能を維持するために、所定時間毎に、電極の極性を反転（陽極は陰極に、一方、陰極は陽極に）させている。
特開２００４−６６０７８号公報

解決しようとする問題点は、電極の極性を反転させても、電極の互いに対向している面とは反対側の面にスケールが付着して堆積するおそれがある点である。

本発明の電解水生成装置は、少なくとも一対の電極（１）を備え、この電極の極性を互いに異ならしめて被処理水（３）を電気分解して電解水を生成する。そして、電解水の生成時には、前記電解水生成装置の下部は、水槽に溜められた被処理水に浸けられ、前記各電極は、被処理水に浸かる前後方向に延在する没水部（１ａ）と、この没水部の後端部から立ち上がる垂直板部（１ｂ）と、この垂直板部の上端部から延在するリード線取付板部（１ｃ）とを有しており、電解水生成の際には、前記被処理水の水位を電極の没水部の上辺の高さ位置以下にしており、一対の電極は左側カバー（２１）および右側カバー（２２）を具備するカバー体（２）で覆われており、各電極は、導電性金属からなる板状の基板（１１）と、この基板の片面に形成された基板とは異質の導電性金属の被膜層（１２）とを具備し、各電極の被膜層の形成された第１面同士は対向して配置され、各電極の第１面とは反対側の被膜層の形成されていない第２面は、カバー体の左側カバーおよび右側カバーの絶縁性を有する内面に密着しており、この左側カバーおよび右側カバーには、カバー体の内側と外側とで水が行き来できるように通水開口（３６）が複数形成され、この左側カバーおよび右側カバーの通水開口に重なるように前記電極の没水部は配置されている。

本発明によれば、電極の白金メッキなどの被膜層の形成されていない第２面が、カバー体の内面に密着しているので、電極に印加される電圧が低い場合でも、電極の第２面にスケールなどが堆積することを極力防止することができる。

電極の互いに対向している第１面とは反対側の第２面にスケールが付着して堆積することを極力防止するという目的を、電極の第２面には、白金メッキなどの被膜層を形成せず、かつ、この第２面に、カバー体の絶縁性を有する内面を密着させることで実現した。

次に、本発明における電解水生成装置の一実施例について、図１ないし図５を用いて説明する。図１は本発明における電解水生成装置の組み立て分解斜視図である。図２は電解水生成装置の斜視図である。図３は電解水生成装置の側面図である。図４は電解水生成装置の底面図である。図５は下から見た電解水生成装置の斜視図である。なお、図２において、二点鎖線は図示しない水槽に溜められた被処理水の位置を示している。そして、図３において、図示しない水槽に溜められた被処理水の上面の位置を二点鎖線で、また、その下面の位置を一点鎖線で示している。さらに、破線で電極の位置を示している。

電解水生成装置は、一対の電解水生成用の電極１と、この電極１を覆う樹脂製のカバー体２とを備えている。各電極１は、導電性金属であるチタン材からなる板状の基板１１と、この基板１１の下部の片面に、白金メッキされた導電性金属の被膜層１２とで形成されている。そして、各電極１は、被処理水３に浸かる前後方向に延在する没水部１ａと、この没水部１ａの後端部から立ち上がる垂直板部１ｂと、この垂直板部１ｂの上端部から後方に延在するリード線取付板部１ｃとを有している。電極１の没水部１ａ、垂直板部１ｂおよびリード線取付板部１ｃは基板１１で形成され、この電極１の没水部１ａにおける基板１１の片面に、被膜層１２が形成されている。また、リード線取付板部１ｃの前部および後部には各々貫通孔１６，１７が形成されている。

非導電性すなわち絶縁性のカバー体２は、左側カバー２１、右側カバー２２、および、左側カバー２１と右側カバー２２との間に配置される仕切部材２３で構成されている。各電極１は、被膜層１２同士が対向するように、仕切部材２３を挟んで配置される。仕切部材２３の両側面には、電極１のリード線取付板部１ｃを止めるための突起２６およびネジ２７が突出している。このネジ２７は絶縁性を具備する樹脂製であることが好ましい。なお、ネジ２７を導電性金属で構成することも可能であるが、その場合には、左右のネジ２７同士は絶縁されている。そして、電極１のリード線取付板部１ｃの前側の貫通孔１６が仕切部材２３の突起２６に嵌められて固定される。また、電極１のリード線取付板部１ｃの後側の貫通孔１７が仕切部材２３のネジ２７に、リード線２８とともに嵌められてナット２９で固定される。この様にして、仕切部材２３の各側面に、電極１がリード線２８とともにネジ止めされる。さらに、電極式の丸棒状の水位計３１が仕切部材２３の側面にリード線３２とともにネジ止めされる。この水位計３１は、ＤＳＥ（Dimensionary Stable Electrode)電極で、チタンの丸棒に白金メッキなどの白金被膜層を形成して構成されている。そして、一対の電極１および水位計３１が取り付けられた仕切部材２３の両側から、左右のカバー２１，２２が覆う状態で結合され、電解水生成装置が組み立てられる。組み立てられた状態では、電極１の没水部１ａの外側の面（被膜層１２が形成されていない面）に、左右のカバー２１，２２の内面が密着する。

そして、左右のカバー２１，２２には、カバー体２の内側と外側とで水が行き来できるように通水開口３６が複数形成されている。左右のカバー２１，２２を結合したカバー体２の下面にも、通水開口３７が形成される。

組み立てられた電解水生成装置の下部は、図２および図３に図示するように、図示しない水槽に溜められた被処理水３に浸けられる。すると、通水開口３６，３７を通って、被処理水３がカバー体２の内部に流入し、電極１の没水部１ａが水に浸かる。また、水槽の被処理水３の水位は、水位計３１で計測される。この水位計３１の計測できる計測境界は、図３に図示されており、それ以下の水位では、電解水の生成の処理は行わない。そして、マイコンなどの制御装置（図示しない）が、水位を、図３の電解水生成水位（電解水を生成する水位）の範囲となるように、水槽への給水を制御している。たとえば、給水弁を開閉制御している。なお、電解水生成水位の範囲の最大高さは、電極１の没水部１ａの上辺と略同じ高さであり、電解水生成の際には、それ以下の水位にしている。

この様に構成されている電解水生成装置で、下記の様にして、水道水などの被処理水を電気分解して電解水を生成する。
組み立てられた電解水生成装置の下部を、図示しない水槽に溜められた被処理水３に浸ける。すると、被処理水３はカバー体２の通水開口３６，３７を通って、カバー体２内に流入する。そして、電極１の没水部１ａや水位計３１の下端部などが被処理水３に浸かる。ついで、一方の電極１を陽極側に、他方の電極１を陰極側に印加し、被処理水３を電気分解する。なお、水位計３１は、水位の計測の最中は、陰極側に印加されている。

そして、陽極側の電極１近傍では、水酸化物イオン（ＯＨ−）が分解され、相対的に水素イオン（Ｈ＋）濃度が高まることによって電解水としての強酸性水が生成されるとともに、水道水の塩素イオン（Ｃｌ−）がいったん塩素ガスとなった後、水と反応し抗菌成分である電解水としての次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成される。

一方の陰極側の電極１近傍では、水素イオン（Ｈ＋）が水素ガスに分解され、相対的に水酸化イオン（ＯＨ−）の濃度が高められ電解水としてのアルカリイオン水が生成される。

この様にして、電解水が生成されるが、陰極側の電極１の白金メッキの被膜層１２の表面には、スケールが付着する。そのため、電極１に印加される極性を制御するマイコンなどの制御装置（図示しない）が、所定時間毎に、電極１の極性を反転（陽極は陰極に、一方、陰極は陽極に）させて、陰極側の電極１へのスケールの付着やその堆積を防止している。電極１の被膜層１２に付着するスケールは、電極１の外側の面（被膜層１２が形成されていない面）に回り込んで付着しようとするが、この実施例の場合には、外側の面にはカバー体２の内面が密着しているため、スケールは電極１の外側の面側に回り込んで付着することはできない。その結果、電極１の外側の面におけるスケールの堆積を極力防止することができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）上記実施例では、電極１や水位計３１の被膜層は、白金メッキであるが、他の被膜層（たとえば、白金族金属酸化物をコーティングした層など）であることも可能である。また、本体のチタン材の表面に白金を焼成することも可能である。
（２）電極の被膜層が形成されていない面は、その一部分（３０％以上が好ましい）がカバー体の内面に密着していれば良い。ただし、電極における被処理水に浸かっている部分の上辺を除く周縁部はカバー体の内面に密着していることが好ましい。

（３）電極は少なくとも一対設けられていれば良い。ただし、コンパクトにするためには、電極は一対であることが好ましい。
（４）電解水生成装置で生成される電解水は、必ずしも次亜塩素酸である必要はない。ただし、この実施例の電解水生成装置は、次亜塩素酸の生成に適している。

（５）カバー体は、必ずしも、一対の電極の全体を覆う必要はなく、電極を部分的に覆う大きさであることも可能である。ただし、カバー体が一対の電極の全体を覆っていると、外部からものなどが不用意に、電極に接触することが減少し、安全性が高くなる。

電極の互いに対向している第１面とは反対側の第２面には、白金メッキなどの被膜層を形成せず、かつ、この第２面に、カバー体の絶縁性を有する内面を密着させているので、電極の第２面にスケールが付着して堆積することを極力防止することができる。したがって、特に電極への印加電圧の低い、電解水生成装置に適用することが最適である。

図１は本発明における電解水生成装置の組み立て分解斜視図である。図２は電解水生成装置の斜視図である。図３は電解水生成装置の側面図である。図４は電解水生成装置の底面図である。図５は下から見た電解水生成装置の斜視図である。

符号の説明

１電極
２カバー体
３被処理水
１１電極の基板
１２電極の被膜層

Claims

少なくとも一対の電極を備え、この電極の極性を互いに異ならしめて被処理水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置において、
電解水の生成時には、前記電解水生成装置の下部は、水槽に溜められた被処理水に浸けられ、
前記各電極は、被処理水に浸かる前後方向に延在する没水部と、この没水部の後端部から立ち上がる垂直板部と、この垂直板部の上端部から延在するリード線取付板部とを有しており、
電解水生成の際には、前記被処理水の水位を電極の没水部の上辺の高さ位置以下にしており、
前記一対の電極は、左側カバーおよび右側カバーを具備するカバー体で覆われており、
前記各電極は、導電性金属からなる板状の基板と、この基板の片面に形成された基板とは異質の導電性金属の被膜層とを具備し、
各電極の被膜層の形成された第１面同士は対向して配置され、
各電極の第１面とは反対側の被膜層の形成されていない第２面は、前記カバー体の左側カバーおよび右側カバーの絶縁性を有する内面に密着しており、
この左側カバーおよび右側カバーには、カバー体の内側と外側とで水が行き来できるように通水開口が複数形成され、
この左側カバーおよび右側カバーの通水開口に重なるように前記電極の没水部は配置されていることを特徴としている電解水生成装置。
前記カバー体は樹脂製であり、
前記電極の基板はチタン材であり、
前記被膜層は白金メッキなどの白金族金属酸化物をコーティングした層であることを特徴としている請求項１記載の電解水生成装置。