JP5150104B2 - ELECTROLYTIC CELL AND ELECTROLYTIC WATER GENERATOR HAVING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、水道水や井戸水等の原水を電気分解してアルカリイオン水や酸性イオン水を生成する電解槽及びこれを備えた電解水生成装置に関し、詳細には、電極を電解槽内部より取り出す技術に関する。 The present invention relates to an electrolytic cell that electrolyzes raw water such as tap water or well water to generate alkaline ionized water or acidic ionized water, and an electrolyzed water generating device provided with the electrolytic cell. Specifically, an electrode is taken out from the inside of the electrolytic cell. Regarding technology.
水道水等を電気分解してアルカリイオン水と酸性イオン水を生成する電解水生成装置において、電解槽の電極取出し構造としては、例えば、白金コーティングされたチタン電極板にチタン電極棒をスポット溶接し、そのチタン電極棒を電解槽外部へ取り出すようにした構造のものが知られている(例えば、特許文献1など参照)。 In an electrolyzed water generating apparatus that electrolyzes tap water and the like to generate alkaline ionized water and acidic ionized water, the electrode extraction structure of the electrolytic cell is, for example, spot welding a titanium electrode rod to a platinum electrode coated titanium electrode plate. A structure in which the titanium electrode rod is taken out of the electrolytic cell is known (for example, see Patent Document 1).
かかる特許文献1に記載のチタン電極棒は、直径が約2.5mmの丸棒を使用し、その丸棒を平板からなる電極板にスポット溶接することにより形成されている。
近年、電解水生成装置においては、性能向上を目的として電極間距離を短縮する傾向にある。つまり、電極間距離を短くすることで、電解電圧を下げることができる。 In recent years, electrolyzed water generation devices tend to shorten the distance between electrodes for the purpose of improving performance. That is, the electrolytic voltage can be lowered by shortening the distance between the electrodes.
しかしながら、特許文献1に記載の電解槽では、電極棒の取り出しに難点があり、電極間距離を短縮するのには限界がある。すなわち、特許文献1に記載の電解槽では、丸棒の電極棒を使用すると共に各電極の取り出し方向を同じ面から取り出しているため、一定以上電極間距離を狭めることはできない。 However, in the electrolytic cell described in Patent Document 1, there is a difficulty in taking out the electrode rod, and there is a limit in shortening the distance between the electrodes. That is, in the electrolytic cell described in Patent Document 1, since a round electrode rod is used and the extraction direction of each electrode is extracted from the same surface, the inter-electrode distance cannot be reduced more than a certain amount.
そこで本発明は、電極間距離を短縮化して性能向上を図ると共に、電解槽の組立性を容易なものとなし、電気的・機械的に信頼性の高い電解槽及びこれを備えた電解水生成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention aims to improve the performance by shortening the distance between the electrodes, making the assembly of the electrolytic cell easy, and providing an electrolyzed cell having high electrical and mechanical reliability and the generation of electrolyzed water provided with the same. An object is to provide an apparatus.
請求項1に記載の発明は、上述の目的を達成するために、筐体内に、陰極板と陽極板と隔膜保持フレームに支持された隔膜とを収容して陰極槽及び陽極槽を構成し、前記陰極板と前記陽極板間に電圧を印加して電解水を生成する電解槽において、前記陰極板及び前記陽極板から外部端子と接続されるターミナルをそれぞれ取り出し、そのターミナルを前記陰極板及び前記陽極板と略同一の板厚として形成し、前記筐体に形成した貫通孔から筐体外へと導出させ、また、同一形状の陰極板又は陽極板を複数枚有し、前記陰極板又は前記陽極板のターミナル取り出し位置を中心からずらした位置に設定し、そのターミナルを重ならないようにずらして陰極板又は陽極板を配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 comprises a cathode plate, an anode plate, and a diaphragm supported by a diaphragm holding frame in a housing to constitute a cathode cell and an anode cell, In an electrolytic cell for generating electrolyzed water by applying a voltage between the cathode plate and the anode plate, terminals connected to external terminals are respectively taken out from the cathode plate and the anode plate, and the terminals are connected to the cathode plate and the anode plate, respectively. The anode plate is formed to have substantially the same thickness as that of the anode plate, and is led out of the housing from the through hole formed in the housing. The cathode plate or the anode plate has a plurality of cathode plates or anode plates having the same shape. The terminal extraction position of the plate is set to a position shifted from the center, and the cathode plate or the anode plate is arranged so that the terminal is not overlapped .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電解槽であって、前記ターミナルは、前記陽極板及び陰極板の一側縁から主面に対して略垂直に立ち上がるように形成されたことを特徴とする。 Invention of Claim 2 is the electrolytic cell of Claim 1, Comprising: The said terminal was formed so that it might stand substantially perpendicularly with respect to the main surface from the one side edge of the said anode plate and a cathode plate It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電解槽であって、前記ターミナルは、前記陰極板及び前記陽極板の一部を延在して一体的に形成され又は前記陰極板及び陽極板がメッシュ金属である場合にスポット溶接して形成されたことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the electrolytic cell according to the second aspect, wherein the terminal is integrally formed by extending a part of the cathode plate and the anode plate, or the cathode plate and When the anode plate is a mesh metal, it is formed by spot welding.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3の何れか一つに記載の電解槽であって、前記ターミナルには、前記陰極板及び前記陽極板の一側縁から垂直に立ち上がる立ち上がり部位に、該ターミナルの一部を湾曲させた変形許容部を設けたことを特徴とする。 Invention of Claim 4 is an electrolytic cell as described in any one of Claims 1-3, Comprising: The said terminal stands | starts up vertically from the one side edge of the said cathode plate and the said anode plate The rising portion is provided with a deformation allowing portion obtained by bending a part of the terminal.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4の何れか一つに記載の電解槽であって、前記ターミナルは、金型で成形される筐体の型割方向と同一方向からこの筐体に組み付けられることを特徴とする。
Invention of
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5の何れか一つに記載の電解槽であって、前記貫通孔には、前記電解槽から前記筐体外へと漏水するのを防止するシール機構部を設けたことを特徴とする。
Invention of
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の電解槽であって、前記シール機構部は、ゴム状弾性体を前記ターミナルに一体成形し、そのゴム状弾性体を前記貫通孔に密着させてなることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the electrolytic cell according to the sixth aspect , wherein the sealing mechanism part integrally forms a rubber-like elastic body on the terminal, and the rubber-like elastic body is closely attached to the through hole. It is characterized by letting it be.
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の電解槽であって、前記シール機構部は、円筒形の樹脂部材の中央にゴム状弾性体を前記ターミナルと共に一体成形すると共に樹脂部品の外周にゴム状弾性体を設け、前記樹脂部品を前記貫通孔に密着して設けてなることを特徴とする。 The invention according to an eighth aspect is the electrolytic cell according to the sixth aspect , wherein the sealing mechanism portion is formed by integrally molding a rubber-like elastic body together with the terminal at the center of a cylindrical resin member. A rubber-like elastic body is provided on the outer periphery, and the resin component is provided in close contact with the through hole.
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8の何れか一つに記載の電解槽において、前記陰極板と前記陽極板間に電圧を印加して電解水を生成させ、その生成した電解水を吐水及び排水することを特徴とする電解水生成装置である。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ターミナルを陰極板及び陽極板と略同一の板厚として形成しているため、丸棒のターミナルを使用した場合と異なり、電極間距離を大幅に短縮することができ、電解槽としての性能向上を図ることができる。また、本発明によれば、ターミナルとして電極棒(丸棒)を使用する必要がないので、電極棒の変形、即ち棒の外径による電解集中を考慮することがないため電極間距離を一定に保つことが可能で電極と隔膜間を樹脂などで覆う必要がなくなる。また、発明によれば、ターミナル取り出し位置を中心からずらし、そのターミナルを重ならないようにずらして陰極板又は陽極板を配置したことで、貫通穴同士の距離と筐体肉厚を確保することができ、陰極板又は陽極板を共通化することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the terminal is formed with substantially the same thickness as the cathode plate and the anode plate, the distance between the electrodes is greatly shortened, unlike the case where a round bar terminal is used. It is possible to improve the performance as an electrolytic cell. In addition, according to the present invention, since it is not necessary to use an electrode rod (round bar) as a terminal, it is not necessary to consider the deformation of the electrode rod, that is, the electrolytic concentration due to the outer diameter of the rod. Therefore, it is not necessary to cover the electrode and the diaphragm with a resin or the like. Further, according to the invention, the distance between the through holes and the thickness of the housing can be ensured by shifting the terminal take-off position from the center and arranging the cathode plate or anode plate so that the terminals do not overlap. The cathode plate or anode plate can be shared .
請求項2に記載の発明によれば、電極板の一側縁から主面に対して略垂直に立ち上がるように形成したので、ターミナルの取り出し位置を任意の位置から取り出すことができる。 According to the second aspect of the present invention, since the electrode plate is formed so as to rise substantially perpendicularly to the main surface from one side edge of the electrode plate, the terminal can be taken out from an arbitrary position.
請求項3に記載の発明によれば、電極板の一部を延在してターミナルとしたので、電極を直接電解槽外に取り出せるため、電極棒を使用した場合に比べてスポット溶接が不要となり、スポット溶接や溶接部のマスキングにまつわる費用や工数の低減につなげることが可能となる。 According to the invention described in claim 3, since a part of the electrode plate is used as a terminal, the electrode can be directly taken out of the electrolytic cell, so that spot welding is not required as compared with the case where an electrode bar is used. It is possible to reduce costs and man-hours related to spot welding and masking of the welded portion.
また、請求項3に記載の発明によれば、陰極板及び陽極板がエキスパンド(電極板を短冊状に加工し引き伸ばし孔形状を形成したもの)などのようにターミナルを平板で延長不可能な場合でも、平板形状のターミナルをスポット溶接して電解槽外へ取り出すことで、電解効率を高めるための電極間距離の短縮を確保することが可能となり、効率化を推進することができる。 According to the invention described in claim 3, when the cathode plate and the anode plate cannot be extended with a flat plate, such as an expand (the electrode plate is processed into a strip shape to form an elongated hole shape). However, it is possible to ensure the shortening of the distance between the electrodes for enhancing the electrolysis efficiency by spot welding the flat terminal and taking it out of the electrolytic cell, and the efficiency can be promoted.
請求項4に記載の発明によれば、圧力容器である筐体が変移した(内圧により筐体が外側へ押圧された)際、電極板である陰極板及び陽極板と筐体との絶対距離が変化し、電極取り出し部であるターミナル部のゴム状弾性体に負荷が掛かり易い状態となるが、ターミナルの一部を湾曲させた変形許容部が伸縮時柔軟にその負荷による変形を吸収する。 According to invention of Claim 4, when the housing | casing which is a pressure vessel changes (a housing | casing is pressed outside by the internal pressure), the absolute distance of the cathode plate and anode plate which are electrode plates, and a housing | casing However, the load is easily applied to the rubber-like elastic body of the terminal portion, which is the electrode lead-out portion, but the deformation-permitting portion in which a part of the terminal is bent absorbs deformation due to the load flexibly during expansion and contraction.
請求項5に記載の発明によれば、電解槽内部は常に筐体外部と比較して通水時は常に正圧がかかる構造となっているが、ターミナルを型割方向と同一方向から筐体に組み付けるようにしたので、筐体に形成した貫通孔の抜き勾配が利用でき、外側へ移動しようとするターミナル取り出し部であるシール機構部の樹脂継手部品がより縮まる方向になり漏れに対して有利に働くことになる。筐体を形成するための金型は、キャビティとコア側に分かれるが、コア側(内側、即ち隔膜保持フレームや電極板が入る部分)よりターミナル取り出し部分を抜くことで抜き勾配や抜け止め防止機構を配することが可能となり、設計に柔軟度を持たせることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the inside of the electrolytic cell is always applied with a positive pressure when water is passed as compared with the outside of the casing, but the terminal is connected to the casing from the same direction as the parting direction. As a result, the draft angle of the through-hole formed in the housing can be used, and the resin joint part of the seal mechanism part, which is the terminal take-out part that is going to move outward, becomes more contracted, which is advantageous against leakage Will work. The mold for forming the housing is divided into the cavity and the core side, but the drafting and retaining mechanism is prevented by pulling out the terminal extraction part from the core side (inside, that is, the part where the diaphragm holding frame and electrode plate are inserted) This makes it possible to provide flexibility in design.
請求項6に記載の発明によれば、貫通孔にシール機構部を設けたので、電解槽から筐体外へと漏水するのを防ぐことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the seal mechanism portion is provided in the through hole, it is possible to prevent water leakage from the electrolytic cell to the outside of the casing.
請求項7に記載の発明によれば、ゴム状弾性体をターミナルに一体成形し、そのゴム状弾性体を貫通孔に密着させたので、ターミナルと陰極板、陽極板の端子エッジ部が強固に封止され、漏水が抑えられる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the rubber-like elastic body is integrally molded with the terminal and the rubber-like elastic body is brought into close contact with the through hole, the terminal edge portions of the terminal, the cathode plate, and the anode plate are firmly formed. Sealed and water leakage is suppressed.
請求項8に記載の発明によれば、円筒形の樹脂部材の中央にゴム状弾性体をターミナルと共に一体成形したので、シール機構部全体を水圧で変位し易いゴム状弾性体で形成する必要が無くなり、その容積をできるだけ少量化することができる。樹脂部品の外周部は、ゴム状弾性体(例えばOリングなどの汎用品)を使用して円形に構成するが、内部はターミナルが平板形状になっているのでオーバル形状などの構成として極力ゴム状弾性体の容積の少量化を図ることが可能となる。また、筐体である電解槽外郭部は水圧により変形し易いが、特に電極の接合部が変移する場合、ゴム状弾性体の少量化が当該ゴム状弾性体自体の変移量を低減させ、その効果を向上させる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the rubber-like elastic body is integrally formed with the terminal in the center of the cylindrical resin member, it is necessary to form the entire sealing mechanism portion with a rubber-like elastic body that is easily displaced by water pressure. The volume can be reduced as much as possible. The outer periphery of the resin part is configured in a circular shape using a rubber-like elastic body (for example, a general-purpose product such as an O-ring), but the inside is a rubber-like structure as much as possible because the terminal has a flat plate shape. It is possible to reduce the volume of the elastic body. In addition, the outer portion of the electrolytic cell that is a casing is easily deformed by water pressure, but particularly when the electrode joint portion is changed, a small amount of the rubber-like elastic body reduces the amount of change of the rubber-like elastic body itself. Improve the effect.
請求項9に記載の発明によれば、性能向上した電解槽による電解水の生成が可能となると共に、電解槽の組立性が容易となり、また、電気的・機械的に信頼性を高めることができる電解水生成装置を提供することができる。 According to the ninth aspect of the invention, it is possible to generate electrolyzed water by the electrolytic cell with improved performance, to facilitate the assembly of the electrolytic cell, and to improve the reliability electrically and mechanically. An electrolyzed water generating device that can be provided can be provided.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
「実施形態1」
先ず、電解水生成システムの概略構成について図1を参照しながら簡単に説明する。電解水生成システムにおいては、蛇口1を開くと、浄水カートリッジ2及びCa添加筒(電解槽での電解を促進させるためCaを添加)3を介して電解槽(陽極流路または陰極流路)5に水が供給される。蛇口1から水が供給されているか否かは、流量センサ6で検知する。陰極室で生成されたアルカリイオン水は、陰極槽の出口7に接続されたリザーブタンク8を介して吐水パイプ9から吐水される。一方、陽極室で生成された酸性イオン水は、陽極槽の出口10に接続された排水パイプ11の排水口12から排水される。
“Embodiment 1”
First, a schematic configuration of the electrolyzed water generation system will be briefly described with reference to FIG. In the electrolyzed water generation system, when the faucet 1 is opened, an electrolytic cell (anode channel or cathode channel) 5 is passed through a water purification cartridge 2 and a Ca-added tube (added Ca to promote electrolysis in the electrolytic cell) 3. Is supplied with water. Whether or not water is supplied from the faucet 1 is detected by the
このとき、陰極槽への入口13と連通する排水弁14と、陽極槽の排水出口15と連通する排水弁16は閉じている。蛇口1を閉じると、陰極と陽極の極性を反転し、これら電極間に一定時間電圧を印加して逆電洗浄を行なう。このとき、水頭圧の関係で、吐水パイプ9から空気が入ってくるが、リザーブタンク8を介在させているので、リザーブタンク8が無いものに比べ電解槽5へ空気が遅れて流入することとなる。本実施形態では、上記一定時間を、電解槽5へ空気が流入するまでの時間内で設定している。一定時間が経過して逆電洗浄が完了すると、排水弁14、16を開いて電解槽5内の水を排水する。
At this time, the
次に、電解槽5の構造に関して説明する。図2は実施形態1の電解槽の平面図、図3は実施形態1の電解槽の縦断面図、図4は実施形態1の電解槽の要部拡大断面図、図5は実施形態1の電解槽の電極板部分の要部拡大断面図、図6は図2のA−A断面図、図7は図2のB−B断面図である。
Next, the structure of the
電解槽5は、図2及び図3に示すように、陰極板17と、この陰極板17を挟んで両側に所定距離を置いてそれぞれ対向配置された2枚の陽極板18と、各陽極板18の一面に接して設けられた隔膜19と、陰極板17と陽極板18との間に設けられ、原水を入口管20から内部に流入させる2つの陰極槽(陰極流路)21と、陽極板18を挟んで前記陰極槽21とは反対側に設けられた2つの陽極槽(陽極流路)22と、これらを内部に収容する筐体23(23A,23B)とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
陰極板17には、例えば長方形状とされた平板状の電極が使用される。かかる陰極板17と陽極板18との間に形成される陰極槽21には、入口管20からその内部に例えば水道水、河川水、井戸水等の原水が流通する。
For the
陽極板18には、陰極板17と同様、長方形状とされた平板状の通水性電極が使用される。かかる陽極板18は、例えば図4及び図5に示すように、Ptメッキしたチタンメッシュ電極とされる。陽極板18は、電解槽5の性能向上(電解電圧の低減による電解効率アップ)を目的として前記陰極板17に対して接近した距離に配置される。
As the
隔膜19には、例えばポリエチレン(PE)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)などの多孔膜にポリエチレンテレフタレート(PET)等の如き不織布を複合化されたものが使用される。かかる隔膜19は、長方形状をなす枠体として形成されたABSなどの樹脂にて一体成形された隔膜保持フレーム24(24A,24B)にその外周縁部をインサート成形されて保持されている。隔膜19は、陰極槽21に臨む側の前記陽極板18の一面に接して設けられる。隔膜19を陽極板18と接触させれば、これらの間の水路を無くすことができ、電解電圧の低減を図ることができる。
For the
2つの隔膜保持フレーム24A,24Bは、陰極板17を挟み込んで互いに突き合わされ、溶着等で外周を固着させ通水路を除き隔膜19以外より漏水を防止する構造としている。また、隔膜保持フレーム24Bには、入口管20から流入する原水を陰極槽21へと導くための導入通水路26と、吐水管27へアルカリイオン水(図3にはアルカリ水と表記)を吐水させる吐水通水路28と、が設けられている。また、この導入通水路26と吐水通水路28の先端側外周面には、Oリングなどの如きシール部材29が設けられている。
The two
陰極槽21は、中央に設けられた陰極板17と、この陰極板17に対して近接配置された陽極板18と該陽極板18の内側にある隔膜19との間に形成される。この実施形態1では、2つの陰極槽21を有している。
The
陽極槽22は、陽極板18の裏面(隔膜19と接する面とは反対側の面)側に設けられている。陽極槽22には、陰極槽21から隔膜19及び陽極板18を通過してくる水が流通する。
The
筐体23は、陰極槽21及び陽極槽22を構成する陰極板17、陽極板18、隔膜19及び隔膜保持フレーム24を内部に収容する2つの筐体23A,23Bで構成される。一方の筐体23Aには、前記した入口管20、吐水管27の他に、一方の陽極板18の陽極ターミナル31及び陰極板17の陰極ターミナル32をそれぞれ筐体外へと導出させる貫通孔33を有した円筒形状のターミナル導出部34が形成されている。他方の筐体23Bには、酸性イオン水(図3では酸性水と表記)を排水する排水管35と、他方の陽極板18の陽極ターミナル31を筐体外へと導出させる貫通孔33を有した円筒形状のターミナル導出部34が形成されている。
The
陰極板17、陽極板18、隔膜19及び隔膜保持フレーム24は、一方の筐体23Aに順次組み込まれた後、パッキン36を介して他方の筐体23Bを組み付けビス37にて固定されることにより、これら筐体23A,23B内に収容される。各ターミナル導出部34から筐体外へと導出された陽極ターミナル31と陰極ターミナル32には、それぞれファストン端子とされる陽極外部端子38と陰極外部端子39が接続される。
After the
かかる構成の電解槽5では、原水は入口管20を通って陰極槽21に流入する。陰極槽21内で原水は、隔膜19を一部通水し、さらに陽極板18を通過して排水として流れる。このとき、陽極板18の表面では、次式(1)及び(2)のような水の電気分解反応が起き、水素イオンと酸素と遊離塩素が生成される。
In the
2H2 O→4H+ +O2 +4e- ・・・(1)式
2Cl− →Cl2+2e− ・・・(2)式
生成された水素イオン、酸素及び遊離塩素は、隔膜19を強制的に通過して流れる水によって陽極板18の表面から排水として除去される。また、隔膜19は、陰極槽21から流れてくる水流によって陽極板18であるメッシュ電極に押し付けられている。
2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e − (1) formula
2Cl − → Cl 2 + 2e − (2) The generated hydrogen ions, oxygen and free chlorine are removed as drainage from the surface of the
陰極槽21では、陰極板17の表面で、次式(3)のような反応によって水が電気分解される。
In the
4H2 O+4e- →4OH- +2H2 ・・・(3)式
このとき生成した水素は、陰極槽21を流れる水に部分的に溶解する。また、水素の生成と同時に、水酸化物イオンも生成される。このように電気分解して生成されたアルカリイオン水は、吐水管27から吐水され、酸性イオン水は、排水管35から排水される。
4H 2 O + 4e − → 4OH − + 2H 2 (3) The hydrogen generated at this time is partially dissolved in the water flowing through the
以上のように構成された電解槽5では、電気分解する上で陰極板17と陽極板18に電圧を印加するためのターミナルを筐体23外へ取り出す必要があるが、図15の従来例のように陰極板17及び陽極板18に丸棒形状の陽極電極棒100及び陰極電極101をスポット溶接してターミナルを取り出した場合、外径による電解集中を考慮し抑制するため、隔膜19を保持するフレームにABSなどで集中電解防止ガイド102を設置しなければならない。また、電極間距離を短縮するためには、陽極電極棒100及び陰極電極棒101の直径を小さくする、若しくは電極位置をずらすなどしなければならず、実質電極棒100,101による極間距離を短縮した端子取り出しは困難である。
In the
そこで本実施形態では、陽極ターミナル31と陰極ターミナル32を、図3、図6及び図7に示すように、陰極板17及び陽極板18と略同一の板厚として陽極外部端子38及び陰極外部端子39と接続される幅に形成し、且つ陽極板18及び陰極板17の一側縁から主面18a,17aに対して略垂直に立ち上がるように形成している。これら陽極ターミナル31と陰極ターミナル32は、陰極板17及び陽極板18の一部を延在させて一体的に形成されている。例えば、平板形状の電極板を陰極板17及び陽極板18の形状に打ち抜くときに、陽極ターミナル31及び陰極ターミナル32も同時に形成し、その細長いターミナル部分を略垂直に折り曲げて形成する。
Therefore, in the present embodiment, the
陽極ターミナル31及び陰極ターミナル32を陽極板18及び陰極板17の一部を延在させて一体的に形成することで、従来からのスポット溶接作業を無くすことができ、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができる。
By integrally forming the
2つの陽極ターミナル31は、陽極外部端子38との結合作業性及び筐体23の肉厚確保を考慮して該筐体23の一面側からと他面側からそれぞれ取り出される。陰極ターミナル32は、同様に、陽極ターミナル31と干渉しない位置で筐体23の肉厚確保を考慮して該筐体23の一面側から取り出される。これら陽極ターミナル31及び陰極ターミナル32は、何れも金型で成形される2つの筐体23A、23Bの型割方向と同一方向から組み付けられる。筐体23は、内圧が付与されると外部へ膨らもうとするため、筐体23A,23Bの型割方向と同一方向からターミナルや電極板等を組み付けることで抜け止め効果が得られる。また、筐体23A,23Bの型割り方向にターミナル取り出し口を設けることで、組み立て性が容易になり、さらに後述するシール機構部の樹脂部品40等を装着する際に装着部に面取り50を施すことで装着も容易となり、樹脂部品40の抜け止めもなされる。
The two
一方の陽極ターミナル31は、一方の筐体23Aに形成されたターミナル導出部34の貫通孔33から筐体外へと導出される。他方の陽極ターミナル31は、これとは反対の他方の筐体23Bに形成されたターミナル導出部34の貫通孔33から筐体外へと導出される。陰極ターミナル32は、同じく前記一方の筐体23Aに形成されたターミナル導出部34の貫通孔33から筐体外へと導出される。
One
前記貫通孔33には、内部から筐体外へ漏水するのを防止するためのシール機構部が設けられている。シール機構部は、円筒状の樹脂部材40の中央にゴム状弾性体41をターミナル(陽極ターミナル31、陰極ターミナル32)と共に一体成形すると共に樹脂部品40の外周にゴム状弾性体であるOリング42を設け、前記樹脂部品40を前記貫通孔33に密着して設けた構造とされている。このシール機構部は、陽極ターミナル31側と陰極ターミナル32側にそれぞれ設けられるが、何れも同一の構造とされている。
The through
樹脂部材40は、貫通孔33に圧入し得る円筒体として形成されている。そして、この樹脂部材40の中心には、ターミナルを一体成形させた弾性に富んだゴム状弾性体41が設けられている。ゴム状弾性体41は、筐体内部とターミナルとの間をシールするもので、例えば二トリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、シリコンゴム等のゴムを使用することが望ましい。このゴム状弾性体41は、筐体23内に生じる水圧で変形し易いため、その容積は出来るだけ少ないことが望ましいことから、樹脂部材40の中心部のみに設けられる。
The
なお、ターミナルは平板形状であるからゴム状弾性体41を楕円形状としてその容量を減らすようにしてもよい。そうすることで、ゴム状弾性体41の容積を低減することでゴム状弾性体41にかかる面圧の抑制が可能となり、前記樹脂部材40との密着強度の信頼性を確保することができる。
Since the terminal has a flat plate shape, the rubber-like
Oリング42は、樹脂部材40の外周面に形成された環状溝43内に装着される。かかるOリング42は、貫通孔33の内周面に密着することでそのスラスト方向(貫通孔33の軸方向)に変位可能となる。これは、電解槽自体が水圧により内圧が上昇して外部との圧力差が生じた際に、陰極板17及び陽極板18と筐体23との位置関係に変位が生じるが、Oリング42がスラスト方向に変位することによりゴム状弾性体41とターミナルエッジ部との切れによる漏水を抑えることができる。なお、Oリング42には、前記したゴム状弾性体41と同一のゴム材料を使用することができる。
The O-
また、本実施形態では、陽極ターミナル31及び陰極ターミナル32の何れもその一部を湾曲させた変形許容部44を有している。陰極板17及び陽極板18は、電極間距離を一定に保つため隔膜保持フレーム24に固定されているが、前記筐体23(23A,23B)に対しては単に装着されるだけで、しかも内圧上昇で位置関係が微妙に変動することから、ターミナルに設けられた変形許容部44がその変動を吸収し漏水を防止する。
Moreover, in this embodiment, both the
「実施形態2」
実施形態2では、実施形態1のように樹脂部材40の中央にのみゴム状弾性体41を設けると共に樹脂部材40の外周にOリング42を設けることでシール機構部を構成したが、ゴム状弾性体のみでシール機構部を構成する。
“Embodiment 2”
In the second embodiment, the rubber-like
具体的には、図8に示すように、ターミナル(陽極ターミナル31及び陰極ターミナル32)に一体成形した円柱体形状をなすゴム状弾性体41を貫通孔33に圧入し、そのゴム状弾性体41の外周面に形成した環状の突起部45を当該貫通孔33の内面に密着させてシールを図っている。
Specifically, as shown in FIG. 8, a rubber-like
実施形態2では、実施形態1のシール機構部に対してゴム状弾性体41の容積が増えるが、電解槽からの漏水防止効果としては十分に効果がある。また、樹脂部材40やOリング42を使用しないため、コストの面でも有利である。
In the second embodiment, the volume of the rubber-like
「実施形態3」
実施形態3では、実施形態1に対して2枚の陽極板18を一枚の電極板から折り曲げて形成し、その2枚の陽極板18からそれぞれターミナルを取り出すのではなくターミナルを共通化して一つの陽極ターミナル31として筐体23の一箇所から取り出す構造とする。
“Embodiment 3”
In the third embodiment, two
具体的には、図9に示すように、一枚の電極板をこの字形状に折り曲げて2つの陽極板18となる部位を形成し、その一方の陰極板17となる部位の側縁から陽極外部端子38と接続し得る幅の陽極ターミナル31を略垂直に立ち上げるように形成し、二つの陽極板18を連結する連結部46を隔膜保持フレーム24の外側へ導出させる。
Specifically, as shown in FIG. 9, one electrode plate is bent into this shape to form a portion that becomes two
実施形態2のように構成すれば、陽極ターミナル31の数を減らすことができると共に陽極ターミナル31の取り出し部分を筐体23に形成する必要もシール機構部の数も減らすことができ、漏水箇所の低減効果に加え部品点数の削減並びに組み立て工数の削減を図ることができる。また、陽極板18の電解に寄与しない部位は、マスキングして白金コーティングを排除することにより、白金量の低減が図れコストダウンを実現できる。
If it is configured as in the second embodiment, the number of
「実施形態4」
実施形態4では、陽極板18がエキスパンドなどのメッシュ金属である場合、陽極ターミナル31をメッシュ金属から延在させて一体的に形成することは困難であるため、陽極板18と同一板厚の平板形状のターミナルをメッシュ金属である陽極板18にスポット溶接する。
“Embodiment 4”
In the fourth embodiment, when the
具体的には、図10及び図11に示すように、陽極板18と同一板厚の平板形状のターミナルを陽極ターミナル31として用意し、その陽極ターミナル31をメッシュ金属とした陽極板18にスポット溶接する。スポット溶接部47は、例えば2箇所として接合信頼性を確保し、また、電解集中を避けるために陰極板17と対向しない面の位置に設ける。
Specifically, as shown in FIGS. 10 and 11, a plate-shaped terminal having the same thickness as the
このように実施形態4によれば、陽極ターミナル31を陽極板18から延在させて一体的に形成するのが困難なメッシュ金属とした陽極板18を使用した場合でも平板形状のターミナルをスポット溶接して陽極ターミナル31を筐体外へと取り出すことができる。
As described above, according to the fourth embodiment, even when the
「実施形態5」
実施形態5では、陽極ターミナル31の取り出し位置を中心からずらした位置に設定し、その陽極ターミナル31を重ならないようにずらして2つの陽極板18、18を配置する構造とする。
“
In the fifth embodiment, the position where the
具体的には、図12及び図13に示すように、陽極板18の長手方向中心位置Cから何れかの方向に位置をずらした部位より陽極ターミナル31を延在して一体的に形成し、その陽極ターミナル31が互いに重なり合わないように反転配置させた構造とする。こうすることで、陽極ターミナル31の取り出し位置の異なる2種類の陽極板18を使用することなく、一種類の陽極板18を2枚用意すればよく部品点数の削減を図ることができる。
Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, the
また、2つの陽極ターミナル31の取り出し位置をずらして電極配置することで、筐体23の肉厚を十分に確保することができる。これは、実施形態5のように陽極板18が複数枚ある場合、ターミナル取り出し位置が筐体23の同一面に設けられる場合、片面メッキで電極を共用化する場合などに有効な手段となる。
Moreover, the thickness of the housing | casing 23 can fully be ensured by shifting the taking-out position of the two
片面メッキで電極を共用化する場合とは、電気分解に必要な面は基本的に隔膜に接する面のみでいいのでその面のみメッキすればよく、陽極槽側は不要という意味である。片面メッキの場合は、反転させる必要があるが、取り出し位置をずらすことで反転時自然と位置がずれるので筐体肉厚を確保することができる。 The case where the electrode is shared by single-sided plating means that the surface necessary for electrolysis is basically only the surface in contact with the diaphragm, so that only that surface needs to be plated, and the anode tank side is unnecessary. In the case of single-sided plating, it is necessary to invert, but by shifting the take-out position, the position naturally shifts at the time of inversion, so that the casing thickness can be ensured.
また、実施形態5では、図13、図14に示すように、筐体23内の内圧上昇による変位対策として実施形態1と同様、陽極ターミナル31の一部に変形許容部44を設けており、さらに陽極ターミナル31を陰極ターミナル32も含めて同一直線上に配置させている。こうすることで、電極間距離の短縮が図れると共に電解槽5の薄肉対応化が可能となる。
Further, in the fifth embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, as in the first embodiment, a
「その他の実施形態」
なお、本発明を適用した電解槽では、中央に陰極板17を配置し、その陰極板17の両側に陽極板18を2つ配置した電極構造としたが、中央に陽極板18を配置し、その陽極板18の両側に陰極板17を2つ配置した電極構造としても同様の作用効果を得ることができる。
"Other embodiments"
In the electrolytic cell to which the present invention is applied, the
5…電解槽
17…陰極板
18…陽極板
19…隔膜
21…陰極槽
22…陽極槽
23…筐体
24…隔膜保持フレーム
31…陽極ターミナル
32…陰極ターミナル
33…貫通孔
34…ターミナル導出部
40…樹脂部材
41…ゴム状弾性体
42…Oリング
44…変形許容部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記陰極板及び前記陽極板から外部端子と接続されるターミナルをそれぞれ取り出し、そのターミナルを前記陰極板及び前記陽極板と略同一の板厚として形成し、前記筐体に形成した貫通孔から筐体外へと導出させ、
また、同一形状の陰極板又は陽極板を複数枚有し、前記陰極板又は前記陽極板のターミナル取り出し位置を中心からずらした位置に設定し、そのターミナルを重ならないようにずらして陰極板又は陽極板を配置した
ことを特徴とする電解槽。 A cathode plate, an anode plate, and a diaphragm supported by a diaphragm holding frame are accommodated in a housing to form a cathode cell and an anode cell, and a voltage is applied between the cathode plate and the anode plate to generate electrolyzed water. In the electrolytic cell
Terminals connected to external terminals are respectively taken out from the cathode plate and the anode plate, the terminals are formed to have substantially the same thickness as the cathode plate and the anode plate, and the terminals are formed from the through holes formed in the housing. To
The cathode plate or anode plate having the same shape is set to a position where the terminal extraction position of the cathode plate or anode plate is shifted from the center, and the terminal is shifted so as not to overlap. An electrolytic cell in which plates are arranged.
前記ターミナルは、前記陽極板及び陰極板の一側縁から主面に対して略垂直に立ち上がるように形成された
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to claim 1,
The electrolytic cell characterized in that the terminal is formed so as to rise substantially perpendicularly to a main surface from one side edge of the anode plate and the cathode plate.
前記ターミナルは、前記陰極板及び前記陽極板の一部を延在して一体的に形成され又は前記陰極板及び陽極板がメッシュ金属である場合にスポット溶接して形成された
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to claim 2,
The terminal is formed integrally by extending a part of the cathode plate and the anode plate, or formed by spot welding when the cathode plate and the anode plate are mesh metal. Electrolytic tank.
前記ターミナルには、前記陰極板及び前記陽極板の一側縁から垂直に立ち上がる立ち上がり部位に、該ターミナルの一部を湾曲させた変形許容部を設けた
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to any one of claims 1 to 3, wherein
The electrolytic cell characterized in that the terminal is provided with a deformable portion in which a part of the terminal is bent at a rising portion that rises vertically from one side edge of the cathode plate and the anode plate.
前記ターミナルは、金型で成形される筐体の型割方向と同一方向からこの筐体に組み付けられる
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to any one of claims 1 to 4 , wherein
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the terminal is assembled to the casing from the same direction as a mold splitting direction of the casing formed by a mold.
前記貫通孔には、前記電解槽から前記筐体外へと漏水するのを防止するシール機構部を設けた
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to any one of claims 1 to 5 , wherein
The electrolytic cell, wherein the through-hole is provided with a seal mechanism portion that prevents water leakage from the electrolytic cell to the outside of the housing.
前記シール機構部は、ゴム状弾性体を前記ターミナルに一体成形し、そのゴム状弾性体を前記貫通孔に密着させてなる
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to claim 6 ,
The electrolysis cell, wherein the sealing mechanism part is formed by integrally molding a rubber-like elastic body on the terminal, and the rubber-like elastic body is brought into close contact with the through hole.
前記シール機構部は、円筒形の樹脂部材の中央にゴム状弾性体を前記ターミナルと共に一体成形すると共に樹脂部品の外周にゴム状弾性体を設け、前記樹脂部品を前記貫通孔に密着して設けてなる
ことを特徴とする電解槽。 The electrolytic cell according to claim 6 ,
The sealing mechanism part is formed by integrally molding a rubber-like elastic body together with the terminal at the center of a cylindrical resin member, providing a rubber-like elastic body on the outer periphery of the resin part, and placing the resin part in close contact with the through hole An electrolytic cell characterized by the above.
前記陰極板と前記陽極板間に電圧を印加して電解水を生成させ、その生成した電解水を吐水及び排水する
ことを特徴とする電解水生成装置。 In the electrolytic cell as described in any one of Claims 1-8 ,
An electrolyzed water generating apparatus characterized in that electrolyzed water is generated by applying a voltage between the cathode plate and the anode plate, and the generated electrolyzed water is discharged and drained.
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