JPH034279B2 - - Google Patents

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ヤルの異なる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もので
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つている。この公知の装置
では電気化学的ポテンシヤ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つ
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
等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
化学的ポテンシヤ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、両電極体間
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に電流量が大き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、本願発明者は両電極体間
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、両
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つた
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。 従つて、上述した従来のイオン化装置では、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つて短期間のうち
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。 従つて本発明の目的は電気化学ポテンシヤルの
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、電気化学ポテンシヤルの異な
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つてイオン化するよ
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ヤルの異なる２種の物質と
して、例えば負極をなす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
ニウム製筒体１の中央軸部にカーボンロツド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、カーボンロツド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によつて筒体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
いる抵抗素子、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両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つサン
プルを暖房機における加湿器の水溜トイレ中に数
日間入れて毎日これを観察した。２日後に、両電
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、両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つた。 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つて水から発生期酸素
（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。上記の白色斑は両電
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、両電極を直接
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、両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ツド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ヤー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、これによつて螺旋状ワイヤー５はカーボ
ンロツド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の端面に溶接されている。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
テンワイヤーが好ましい。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２ａ
の内壁との密着性が良く、そいて更にタングステ
ンとカーボンとの電気化学ポテンシヤルは抵抗器
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
ンロツド２の電極も小径であるため、このカーボ
ンロツド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、カーボンロツド２も大
径となり重量も増すから、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がカーボンロツド２の端面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
ツド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つ
ている。この棒状体９として比較的強度のある物
を用いることによつてカーボンロツド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ツク、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ツド２の端部
に凹部１１が形成され、この凹部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沿長部１３が混合物１２中に
挿入される。次いでエポキシ樹脂が硬化した後
に、非導電性のエポキシ樹脂１４が凹部１１の他
の部分に充填され、アルミニウム太線７と導電性
エポキシ樹脂混合物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、カーボンロツ
ド２はこの絶縁板１５を液密に貫通して外方に突
出し、このカーボンロツド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１６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、抵抗器１
６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
カーボンロツド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つている。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ツド２を電気絶縁性部材１
８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、水等の導電性を有する電解液がアルミニウ
ム製筒体１とカーボンロツド２との間の電気抵抗
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つてア
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とカーボンロツド２に接触しながら流れると、
水のイオン化が進行し水の導電性が低下する。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）となつている。従つて、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とカーボンロツド２との間に電気抵抗体
を配設したのと同様な水のイオン化が得られるの
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ヶ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つて水の
電気伝導率が著しく低下し、カルシウム硬度、マ
グネシウム硬度、溶存シリカ及び全鉄が顕著に低
下した。

【表】 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ツ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１
９内に配設してやればよい。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
ツトでイオン化された後、流出口側に位置する他
のユニツトで更にイオン化されるため、本発明者
の実験によるとイオン化の程度は単一のユニツト
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、大径なアルミニウム筒
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ツド
２を配設し、各カーボンロツド２をアルミニウム
太線２１によつて、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ヤルの異なる２種の物質か
ら構成した正極物質と負極物質とを電気抵抗体で
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ツドを用
い、カーボンロツ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つてカーボン
ロツドを筒体の中央に設置することができ、両電
極を接続する太線にカーボンロツドの保持体とし
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図は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図は夫々本発明の第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…カーボンロツ
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気化学ポテンシヤルの異なる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
   の電圧でもつ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 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 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 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ツドから構成さ
   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 前記カーボンロツ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 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ツドの端
   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ツド
   との接触部を電気絶縁性合成樹脂によつて被覆し
   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 前記カーボンロツ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。