JPH01123691A - 液体のイオン化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気化学ポテンシャルの異なる２種の物質から
夫々が構成された２つの部材を電気的に接続してなる液
体のイオン化装置に関するらのである。

（従来の技術） 従来のこの種の装置としては実公昭４８−２８７６２に
係るものが公知となっている。この公知の装置では電気
化学的ポテンシャルの異なる銅とマグネシウムとが用い
られ、中空の銅製本体の内部にマグネシウム棒状体が取
付けられ、この中空の銅製本体の入口と出口を水道管に
接続することによって水道管内壁に炭酸カルシウムや炭
酸マグネシウムのスケールが付着するのを防止するとと
もに錆笠による腐蝕を防止せんとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの従来のイオン化装置では電気化学的ポ
テンシャルの異なる銅製本体（第１の電極体）とマグネ
シウム棒状体（第２の電極体）とは電気的に直接接続さ
れているため、画電極体間の電位差（電圧）は実質的に
零（最小）で、電解液となる水道管の水を通して得られ
る電流は最大となる。

このように電圧が最小で電流が最大の状況下では以下に
述べるような問題が生ずる。

先ず第１に電流量が大ぎいことにより電極の腐蝕が生ず
る。特に、電極に不純物が付着或いは混入している場合
、この不純物の周囲の腐蝕が激しく進行し、この部分の
電極に孔が開き水漏れが生じる虞れがある。

次に、電解液のイオン化状態は良好ではないと言うこと
である。即ち、本願発明者は画電極体間に電気抵抗体を
取りつけ、しかもこの抵抗体の抵抗値を数オームから数
メグオームまで変えて、画電極体間の電位差をほぼ零か
ら測定可能な値まで変化させて両電極間の電流量を減少
させていったところ、電解液のイオン化は抵抗体の無い
場合に比べて明らかに良くなると言うことを知得した。

従って、上述した従来のイオン化Ｓ装置では、両電極体
が直接的に接触している部分で水に接触している個所は
大きな電流値によって短期間のうちに腐蝕が進行するこ
とになり、またイオン化状態が良好でないためスケール
、錆の除去またはこれらの発生を有効に防止することは
できない。

従って本発明の目的は電気化学ポテンシャルの異なる２
種の物質を正負の電極とし、これらを電気的に接続して
その間に介在する液体をイオン化する装置において、電
極の腐蝕を防止するとともに良好にイオンを発生させる
ことのできる液体のイオン化装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る液体のイオン化
装置では、電気化学ボテフシ１１ルの異なる２種の物質
から正極部材と負極部材とを構成し、該両部材の何れか
一方を中空構造としてその内部に他方の部材を配設し、
該両部材を電気抵抗体で接続するとと６にその間に介在
する水等の電解液を該両部材間の電圧でもってイオン化
するようにしてなるのである。

（実　施　例） 以下に本発明の好適な実施例について添附図面を参照に
して説明する。

第１図に本発明の原理が示されており、本発明では電気
化学ポテンシャルの異なる２種の物質として、例えば負
極をなずアルミニウムと正極をなすカーボンとが用いら
れ、両端が開口したアルミニウム顎筒体１の中実軸部に
カーボンロッド２が配設され、両者の各一端部は電気抵
抗体３を介して相互に接続されている。尚、カーボンロ
ッド２の他端部はこれを筒体１の中央に保持するため、
電気絶縁帯板４によって筒体１の他端部に結合されてい
る。このような構造のものにおいて筒体１の内部に水を
流通させると、この水を電解液とし筒体１と棒体２を電
極とする電池系が形成され、これにより水がイオン化さ
れるのである。

この電気抵抗体３としては種々のものを用いることがで
き、例えば各種の電子機器に用いられている抵抗Ｎ予、
比較的抵抗値の高い線状体や棒状体、導電性カーボンま
たは金属粉を含んだ樹脂、その他の半導電性物質を用い
ることができる。

本発明の効果を実証するために、カーボン製の電極とア
ルミニウム製の電極とを直接に接続した第１のサンプル
とこれらの画電極を電気抵抗体で接続した第２のサンプ
ルを作り、これら２つのサンプルを暖房様における加湿
器の水溜トイレ中に数日門人れて毎日これを観察した。

２日後に、画電極を直接接続したサンプルに腐蝕が現わ
れ、アルミニウム電極の表面に白色斑が表われた。しか
しながら、画電極を電気抵抗体で接続した第２のサンプ
ルでは、数日のテスト期間経過後においても腐蝕の徴候
は表われなかった。

このアルミニウムの表面に表われた白色斑は酸化アルミ
ニウムで、このような酸化物が生成されるためにはその
ための酸素が必要とされる。この酸素は両電極間の電流
によって水から発生ＩＩＩ酸素（極めて活性状態）とし
て抽出されたものである。

これに対し、第２のサンプルでは両電極間に電気抵抗体
が接続されているため、電圧は発生させるが電流量は極
めて少なく、上記のように水から酸素が抽出されること
がないので上記のように酸化物が生成されないのである
。上記の白色斑は画電極の接続個所及びアルミニウムに
不純物が含まれている個所において進展した。前者の個
所は両電極間の極めて狭い間隔の部分に高密度で電流が
流れるためであり、後者の個所は不純物とアルミニウム
を電極とする独立した活性領域が形成されるためである
。

上記の事実から明らかなように、画電極を直接接続した
装置では高電流が流れて電極の腐蝕が進行し、比較的短
期日の内に電極に孔が開いたりする虞れがある。これに
対し、本発明の装置のように、画電極を電気抵抗体を介
して接続したものでは、両電極間の電圧は比較的高いが
電流は極めて少ないため、上記のような腐蝕は発生しな
いのである。

以下に具体的実施例について述べると、第２図は本発明
の第１実施例に係るイオン化装置を示し、この装置では
カーボンロッド２の端部に底深の凹所２ａが形成され、
この凹所４内にタングステン等の螺旋状ワイ＋１−５を
内端に溶接した抵抗器６が挿入されている。この螺旋状
ワイヤー５の直径は凹所２ａの内径よりも若干大きく形
成されており、これによって螺旋状ワイヤー５はカーボ
ンロッド２に圧接している。一方、抵抗器６の外端はア
ルミニウム太線７の中間折曲部に溶接され、このアルミ
ニウム太線７の両端部はアルミニウム製筒体１の端部に
溶接されている。そして、上記凹所２ａ内にはエポキシ
樹脂８が充填され、・この樹脂８は凹所２ａの開口端を
液密にシールしている。

上記螺旋状ワイヤー５としてはタングステンワイー７−
が好ましい。その理由はタングステンワイヤーはばね弾
性に優れているから凹所２Ｑの内壁との密着性が良く、
そいで更にタングステンとカーボンとの電気化学ポテン
シャルは抵抗器６から延出している銅線とカーボンとの
それよりもはるかに小さいからである。

小さな寸法のイオン化装置の場合には、カーボンロッド
２の電極も小径であるため、このカーボンロッド２を筒
体１の一端部が溶接されたアルミニウム太線７と筒体の
他端に接続された第１図同様の電気絶縁帯板４だけで所
定の軸中央に保持することが可能である。これに対し、
大きな寸法のイオン化装置の場合には、ノ）−ボンロッ
ド２も大径となり虫儂も増すから、上記アルミニウム太
線７側にも電気絶縁帯板のような他の保持手段が必要と
なる。

第３図は本発明の第２実施例に係るイオン化装置を示し
、この装置では比較的大きな電気抵抗値を有する線状材
または棒状体９がアルミニウム製筒体１の端面に直径方
向に溶接され、この棒状体９がカーボンロッド２の端部
に形成された溝内に接触状態で挿通され、この棒状体９
とカーボンロッド２との接触部はエポキシ樹脂１０で被
覆され、この接触部に電解液が接触しないようになって
いる。この棒状体９として比較的強を復のある物を用い
ることによってカーボンロッド２の保持材を兼用させる
ことができる。この棒状体９の素材としては金属以外に
導電粉体を混入したエポキシ樹脂その他の導電性プラス
チック、半導電体を用いることができる。

第４図は本発明の第３実滴例に係るイオン化装置を示し
、この装置ではカーボンロッド２の端部に凹部１１が形
成され、この四部１１の内底部に炭素粉または金属粉を
含んだ未硬化のエポキシ樹脂と硬化剤の混合物１２が充
填され、この混合物１２が未硬化の間にアルミニウム太
線７の中央折曲部における軸方向延長部１３が混合物１
２中に挿入される。次いでエポキシ樹脂が硬化した侵に
、非導電性のエポキシ樹脂１４が四部１１の他の部分に
充填され、アルミニウム太４９７と′導電性エポキシ樹
脂樹脂物１２との界面を被覆硬化する。尚、アルミニウ
ム太線７の両端部はアルミニウム筒体１の端面に溶接さ
れる。

第５図は本発明の第４実施例に係るイオン化装置を示し
、この装置ではアルミニウム製筒体１の端部は電気絶縁
板１５で密閉され、カーボンロッド２はこの絶縁板１５
を液密に貫通して外方に突出し、このカーボンロッド２
の突出端とアルミニウム製筒体１の外側面とは抵抗器１
６を介して接続されている。そしてこの装置ではアルミ
ニウム製筒体筒体１の端部近傍の外側面が円形に切欠さ
れ、ここに流体導入管１７が溶接されている。この実施
例では水等の流体は流体導入管１７からアルミニウム筒
体１の内部に供給されるため、抵抗２Ｓ１６は水等の電
解液から完全に隔離されることになる。

第６図には本発明の第５実施例に係るイオン化装置を示
し、この装置ではアルミニウム筒体１とカーボンロッド
２との間に前記実施例で示すような抵抗体が設けられて
いないため、両者の間において得られる電圧は最大なも
のとなっている。そしてこの実施例の場合にはアルミニ
ウム製筒体１の中心部にカーボンロッド２を電気絶縁性
部材１８で単に支持してやればよい。このイオン化装置
では前記実施例のような抵抗体は設けられていないが、
水等の￥Ｈｆｔ性を有する電解液がアルミニウム製筒体
１とカーボンロッド２との聞の電気抵抗体となるのであ
る。この点についてより詳しく説明すると、先ず水がこ
のイオン化装置に入ってアルミニウム製筒体１からなる
電極に接触すると、アルミニウムから電子が放出される
ため初期における僅かなイオン化が生じ、抵抗のある電
導路が形成される。そして更に水がアルミニウム製筒体
１とカーボンロッド２に接触しながら流れると、水のイ
オン化が進行し水のＩＩ性が低下する。このように、装
置の流入口側では流出口側よりも高導電性（低電気抵抗
）となっている。従って、この装置を流水中に設置した
場合には、アルミニウム筒体１とカーボンロッド２との
闇に電気抵抗体を配設したのと同様な水のイオン化が１
１１られるのである。

以下に本発明の第２図に示した装置をクーリングタワー
の水循環路に１ケ月間設置した場合の実験結果を下記の
表に示す。この表から明らかなように、本発明の装置を
設置することによって水の電気伝導率が著しく低下し、
カルシラ１１硬度、マグネシウム硬ｆα、溶存シリカ及
び全鉄が顕著に低下した。

（以下余白） 以上のように本発明に係る上記実施例では、本発明の装
置を単体ユニットとして使用する場合について例示した
が、イオン化のレベルを上昇させるためには第７図に示
すように、例えば第２図に示した本発明のイオン化装置
を直列にして外筒１９内に配設してやればＪ：い。この
場合、外筒１９内を流通する水は流入口側に位置する最
初のユニットでイオン化された後、流出口側に位置する
他のユニットで更にイオン化されるため、本発明台の実
験によるとイオン化の程度は単一のユニットの場合に比
べて約２倍になることが確認された。

また、本発明を大径なパイプに適用するには、例えば第
８図に示すように、大径なアルミニ１クム筒体１を２枚
のアルミニウム仕切板２０にて４つの小室に区分し、各
小室の中心部にカーボンロッド２を配設し、各カーボン
ロッド２をアルミニウム太線２１によって、第２図〜第
４図に示す構造と同様に抵抗体を介して、アルミニウム
筒体１とアルミニウム仕切板１ａとに接続することであ
る。

（効　果） 以上のように本発明に係る液体のイオン化装置では電気
化学ポテンシャルの異なる２種の物質から構成した正極
物質と負極物質と牽電気抵抗体で接続しているため、両
電極間に高電流が流れることがないため、従来のように
電極が腐蝕することがない。また、両電極間の水等の電
解液は比較的高い電圧でイオン化されるため、従来の装
置よりもイオン化は促進され、スケールの除去効果を上
げ、更に防錆効果を一段と増すことができる。

また、電気抵抗体が両電極体と電気的に接続する個所を
液密にシールした場合には電極の腐蝕をより一層効果的
に防ぐことが可能となる。

更にまた、正極部材としてカーボンロッドを用い、カー
ボンロッドの端部に凹部を形成し、ここに電気抵抗体を
挿入し、その凹部の開口端を樹脂で液密にシールした場
合には、電気抵抗体が外部に露出して損傷される虞れも
なく、また電気抵抗体を負極の筒体と接続する太線によ
ってカーボンロッドを筒体の中央に設置することができ
、画電極を接続する太線にカーボンロッドの保持体とし
ての機能を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図番ま本発明に係る装置の原理を示す半断面図、第
２図から第６図は人々本発明の第１から第５実施例に係
る装置の要部を示す半断面図、第７図及び第８図は夫々
本発明の第１及び第２の変形例を示す半断面図と正面図
である。 １・・・アルミニウム製筒体　２・・・カーボンロッド
３．１６・・・抵抗体　　　　６・・・抵抗器７・・・
アルミニウム太線　　８．１０・・・合成樹脂％５　Ｆ
Ｆ出願人　　　　ジャック・ケネス・イボット代　　理
　　人　　　　　　弁　理　士　　−色　　健　　軸向
　　　　弁理士原　島　典　孝 第１図 第３図 第４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気化学ポテンシャルの異なる２種の物質から正
   極部材と負極部材とを構成し、該両部材の何れか一方を
   中空構造としてその内部に他方の部材を配設し、該両部
   材を電気抵抗体で接続するとともにその間に介在する水
   等の電解液を該両部材間の電圧でもってイオン化するよ
   うにしてなることを特徴とする液体のイオン化装置。
2. （２）前記電気抵抗体を前記正極部材と前記負極部材の
   何れか一方の部材中に埋設し、該電気抵抗体と他方の部
   材との接続部を液密にシールしてなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液体のイオン化装置。
3. （３）前記電気抵抗体を前記中空な電極部材の外部に配
   設して前記他方の電極部材と接続し、該電気抵抗体及び
   これと該両電極部材との接続部に接触しない位置から前
   記電解液を該中空な電極部材内に導入するようにしてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体の
   イオン化装置。
4. （４）前記負極部材がアルミニウム製筒体から構成され
   、前記正極部材がカーボンロッドから構成されてなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第
   ３項記載の液体のイオン化装置。
5. （５）前記カーボンロッドの端部に凹部を形成し、前記
   電気抵抗体として電子部品としての抵抗器を用い、該抵
   抗器を該凹部に挿入し、該抵抗器と該アルミニウム製筒
   体とを該筒体の半径方向に渡設したアルミニウム太線に
   て接続し、該凹部内に絶縁性樹脂を充填して該抵抗器及
   び該抵抗器と該アルミニウム太線との接続部を液密にシ
   ールしてなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の液体のイオン化装置。
6. （６）前記電気抵抗体として太線状または棒状の抵抗体
   を用い、該抵抗体を前記カーボンロッドの端面に接触さ
   せた状態で前記アルミニウム製筒体の半径方向に渡設し
   、該抵抗体と該カーボンロッドとの接触部を電気絶縁性
   合成樹脂によって被覆してなることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の液体のイオン化装置。
7. （７）前記カーボンロッドの端部に凹部を形成し、該凹
   部の一部に合成樹脂に導電性粉末を混入させてなる電気
   抵抗体を入れ、該電気抵抗体と前記アルミニウム製筒体
   とを該筒体の半径方向に渡設したアルミニウム太線にて
   接続し、該凹部の他の部分に絶縁性合成樹脂を充填して
   該凹部の開口端を液密にシールしてなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の液体のイオン化装置。