JPH0529118Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本考案は、イオン水生成器の電解槽の改良に関
するものである。

『従来の技術』 従来、水道水等の中性水を電解処理してアルカ
リイオン水と酸性イオン水とを得るイオン水生成
器が種々提案されている。

そして、このイオン水生成器は、所定量の原料
水を容器内に注入して所定時間の電解を行うバツ
チ式と、水道水（通常、原料水に水道水が使用さ
れるため、本願では原料水を単に水道水という。）
の流路の途中で順次流れてくる水道水を電解する
連続式とに区分される。

そして、従来の連続式イオン水生成器の最も基
本的な電解槽の構成を第４図に基づいて説明する
と以下の通りである。

すなわち、第４図中、１が電解槽で、この電解
槽１内に平面状のイオン透過性隔膜７を設けて該
容器１内を酸性室部１ａとアルカリ室部１ｂとに
仕切り、該電解槽１の一端側には上記酸性室部１
ａとアルカリ室部１ｂとの両者に連通する水道水
流入口２を、該電解槽１の他端側にはアルカリ室
部１ｂ内に連通するアルカリイオン水流出口４と
酸性室部１ａ内に連通する酸性イオン水流出口３
とを設け、かつ、上記アルカリ室部１ｂと酸性室
部１ａ内とにはイオン透過性隔膜７を中央にして
一対の電極８，９とを対設収納してなる。なお、
この両電極８，９は平板状のものを使用し、イオ
ン透過性隔膜７よりの間隔を２mm前後の距離に設
定している。

したがつて、この従来装置は水道水流入口２よ
り原料水を注入すると、該原料水は電解槽１内を
通つて両流出口３，４より流出するが、途中、ア
ルカリ室部１ｂと酸性室部１ａとの間を通過する
際に電解（イオン化）され、アルカリ室部１ｂ側
にアルカリイオン水が吸引移動され、酸性室部１
ａ側に酸性イオン水が吸引移動されるものであ
る。

『考案が解決しようとする課題』 しかし、上記従来例は３／分の水道水を処理
してアルカリイオン水流出口４より1.5／分の
PH９のアルカリイオン水を得るのに両電極８，９
が150〜200cm²の面積が必要で、装置が大型となる
欠点を有していた。

具体的には、第４図従来装置で縦20cm・横８cm
の電極８，９を４mmの間隔を有して平行に対設
し、３／分の水道水を供送しつつ、両電極８，
９間に印加する直流電圧を変更したところでは、
40V（1.5アンペア）でPH９のアルカリイオン水を
得た。しかし、印加電圧をそれ以上に昇圧しても
アルカリ濃度の上昇は認められないばかりか、処
理水量の増加効果をも認めることができず、結局
両電極板を小型化して代りに印加電圧を昇圧する
ことは効率低下を伴なうものであつた。もつと
も、電圧を100V近くまで昇圧すると高濃度のア
ルカリイオン水（具体的にはPH11）と高濃度の酸
性イオン水（具体的にはPH３）とに分離できた
が、この際には水が電気分解され気相の酸素と水
素とが発生し、本考案のイオン水生成の目的とす
る電解（水に気相の酸素、水素があまり発生しな
い程度の電圧を印加してアルカリイオン水と酸性
イオン水とに分離する。）とは趣旨を異にするも
のであつた。すなわち、本考案においてアルカリ
イオン水は飲料とするもので、水を気相の酸素と
水素とに電気分解する程度の電圧を印加すると、
電極８，９が水道水中に溶出し飲料水としては適
さないものとなつてしまうものであつた。

しかし、上記従来装置による実際の試験とは別
にして、理論的には電圧と電流とを大きくすれば
電解効率は比例して向上するとされているにもか
かわらず、この理論に反する結果となつた原因を
鋭意追及したところ、水道水の流れ（特に、流速
が早い場合）にチヤンネリング現象と称される狭
い流入口から狭い流出口を直線的に連通する局所
的な流れが発生し、電極８，９の表面に添つて流
れる水道水の流れに流速が大幅に相違する部位が
存在し、水が電界の影響を均一に受けていないこ
とが判明した。

『目的』 そこで本考案は上記欠点に鑑みてなされたもの
で、電極表面に添つて流れる水道水の流れが、ど
の部分でも略同一の流速・流量で、電極面積のす
べてを効率的に電解に作用させることで、小型、
高性能なイオン水生成器の電解槽を提供すること
を目的としたものである。

『課題を解決するための手段』 上記の目的に沿い、先述実用新案登録請求の範
囲を要旨とする本考案の構成は前述課題を解決す
るために、電解槽１を一方側容器部１a′と他方側
容器部１b′とで薄手の容器状に構成し、 上記電解槽１の一端側に水道水流入口２を、他
端側に酸性イオン水流出口３とアルカリイオン水
流出口４とを設け、 上記電解槽１内の水道水流入口２が連通される
部位より下流側部位には、電解槽１内を全幅にわ
たつてスリツト状に狭窄する第一堰５を設け、こ
の第一堰５より上流部位に所定の容量で略電解槽
１の全幅にわたる第一タンク室６を設け、 さらに、電解槽１内の上記第一タンク室６より
下流側部位には所定の容量で略電解槽１の全幅に
わたる第二タンク室６′を設け、この第二タンク
室６′の下流側部位には電解槽１内を全幅にわた
つてスリツト状に狭窄するとともに該スリツト内
を流路を平行に仕切る整流突起１２，１２，１２
……を有した第二堰５′を設け、 また、該電解槽１内には、上記第二堰５′より
下流側に多少の間隙を有して一対の電極８，９対
設収納してなる技術的手段を講じたものである。

『作用』 次ぎに、本考案の作用を説明する。

（電解作用） 本考案イオン水生成器の電解槽における電解作
用は従来と同じで、この種イオン水生成器におけ
る「電解」とは、水を電気分解して酸素ガスと水
素ガスとを得ることが目的ではなく、水をイオン
化して陰極側にアルカリイオン水を、陽極側に酸
性イオン水を生成するものである。したがつて、
両電極に印加される電圧を、原料水中を流れる電
流が中折れ点付近以下となるように、すなわち、
理論的分解電圧以下に設定し、両電極部位より酸
素ガスおよび水素ガスを発生することなく、アル
カリイオン水と酸性イオン水とが生成される作用
を呈するのは無論従来と同じである。

（水の整流作用） 本考案の主たる作用は、上記電界作用を最も効
率的に得るために、電極８，９の間を流れる水道
水が整流されることである。

すなわち、小さな口径の水道水流入口２より高
流速で一定容積の電界槽１内に流入した水道水
は、そのままでは直線的な束状流となり、この流
れが電極表面に均一に広がるには相当な長さの流
路が必要となるが、本考案は第一堰５および第二
堰５′を設け、この第一堰５および第二堰５′より
上流部位に所定の容量の第一タンク室６と第二タ
ンク室６′を設けてあるため、水道水流入口２よ
り電界槽１内に流入する水道水は、一度第一タン
ク室６内に流入する。

上記第一タンク室６束状流を方向転換し帯状流
に変換する作用を呈し、第一タンク室６内に流入
する水導水は大きな渦流を伴つているが、この第
一タンク室６から第二タンク室６′内に流入する
際に第一堰５を越えることになり、この第一堰５
は電解槽１内を全幅にわたつてスリツト状に狭窄
するため、水道水の流れは該第一堰５を通過する
際に電界槽１の全幅にわたつて流れる流れ方向に
整流されることになる。

しかし、この第一堰５を通過した水導水も流れ
方向を変換した直後でもあり、渦流は完全に除去
できるものではなく、また、第一堰５を越える流
量も水道水流入口２に近い部位では多く、遠い部
位では少ないという傾向を有する。そこで、本考
案ではこれらの乱流をさらに第二タンク室６′と
第二堰５′とで整流する作用を呈する。

すなわち、この第二タンク室６′は部位によつ
て流量の相違するのを均一化させ、さらに、第二
堰５′を通過させることでより乱流の少ない帯状
流を得るようになしてある。

なお、上記第一堰５は電解槽１の幅方向に発生
する乱流には整流作用を充分に発揮できないので
（逆説的には、幅方向での局所的流量の差を均一
化する作用は確保する。）第二堰５′では整流突起
１２，１２，１２……によつて、この幅方向の乱
流を整流しているものである。

『実施例』 次に、本考案の実施例を添附図面に従つて説明
すれば以下の通りである。

図中、１が電界槽で、この電解槽１は一方側容
器部１a′と他方側容器部１b′とで薄手の容器状に
構成してなる。この一方側容器部１a′と他方側容
器部１b′とは共に合成樹脂等の防水材で構成され
るのは無論であるが、望ましくは後述電極８，９
を収納するため絶縁材で構成することが望まし
い。そして、この一方側容器部１a′と他方側容器
部１b′とは嵌合部にパツキン１０を介挿し締着螺
子１１，１１，１１……で相互を締着して気密性
を有した薄手の容器状となしてある。

そして、上記電解槽１の一端側に水道水流入口
２を、他端側に酸性イオン水流出口３とアルカリ
イオン水流出口４とを設けてある。すなわち、こ
の電界槽１は水道水流入口２より流入した水道水
は該電界槽１内を通つて酸性イオン水流出口３と
アルカリイオン水流出口４とから流出するように
なしてあるのは従来と同じである。

そして、本考案においては、上記電解槽１内の
水道水流入口２が連通される部位より下流側部位
には、電解槽１内を全幅にわたつてスリツト状に
狭窄する第一堰５を設け、この第一堰５より上流
部位に所定の容量で略電解槽１の全幅にわたる第
一タンク室６を設けてある。

上記第一堰５と、第一タンク室６とは、前述し
た如く、流入する水道水の流れを整流するもの
で、第一堰５によつて狭窄された流路総断面積は
水道水流入口２の断面積より小さくなるように設
定するのは無論である。

さらに、本考案は、電解槽１内の上記第一タン
ク室６より下流側部位には所定の容量で略電解槽
１の全幅にわたる第二タンク室６′を設け、この
第二タンク室６′の下流側部位には電解槽１内を
全幅にわたつてスリツト状に狭窄するとともに該
スリツト内を流路を平行に仕切る整流突起１２，
１２，１２……を有した第二堰５′を設けてある。

この、第二タンク室６′と第二堰５′とは、前記
第一タンク室６と第一堰５とで整流された水道水
をさらに確実に整流するもので、複数段の整流に
よつて、電解槽１の幅方向での局所的流量差が効
率的に均一化され、さらには、第二堰５′には流
路を平行に仕切る整流突起１２，１２，１２……
を設けてあるので上記幅方向での乱流をも整流す
ることになる。

そして、該電解槽１内には、上記第二堰５′よ
り下流側に多少の間隙を有して一対の電極８，９
対設収納してなる。

図示例では、上記電解槽１内には、上記第二堰
５′より下流側を酸性イオン水流出口３に連通す
る酸性室部１ａとアルカリイオン水流出口４に連
通するアルカリ室部１ｂとに仕切るイオン透過性
隔膜７と、このイオン透過性隔膜７を中央にして
多少の間隙を有して対設した一対の電極８，９と
を収納してなる。

上記イオン透過性隔膜７としては酸性室部１ａ
とアルカリ室部１ｂとの水の混合を制限（完全に
制限する必要性はなく、従来は和紙等の通水性材
を使用したものもある。）するがイオンは透過で
きるものが使用でき、多孔板や一面に微細通孔を
有するシート材、不織布材、イオン交換膜等で、
耐酸性・耐アルカリ性のものが使用される。

また、上記電極８，９の材質に関しては特に制
約はないが耐食性金属が使用されることは無論で
あり、両電極８，９の間には所定の直流電圧が印
加されるものは従来と同じで、図示例では左側の
電極８を陽極側、右側の電極９を陰極側となし、
イオン透過性隔膜７の左側が酸性室部１ａ、右側
がアルカリ室部１ｂとなるように構成してある。

また、本実施例において、前記イオン透過性隔
膜７の収納は、電解槽１の下部内で上記第二堰
５′の一方側容器部１a′と他方側容器部１b′との
夫々に整流突起１２，１２，１２……を幅方向に
並置し、前記イオン透過性隔膜７の下部をこの整
流突起１２，１２，１２……で挾持し、電解槽１
の上部内の一方側容器部１a′には全面がイオン透
過性隔膜７と接触する上方一方側挾持部１３を、
他方側容器部１b′には突起１４ａ，１４ａ，１４
ａ……を幅方向に並置した上方他方側挾持部１４
を設け、イオン透過性隔膜７の上端はこの挾持部
１３，１４で挾持されるようになしてある。

また、本実施例において、前記電極８，９の収
納は、陽極側の電極８は第二堰５′、挾持部１３
の間の一方側容器部１a′内面に、陰極側の電極９
は第二堰５′、挾持部１４の間の他方側容器部１
b′内面に、夫々固定（第２図に符号１５で示す螺
子孔に図示しない固定螺子で固定）してある。

また、本実施例において、酸性イオン水流出口
３は、イオン透過性隔膜７と陽極側電極８の間隙
によつて形成される酸性室部１ａの下流側に陽極
側電極８の上端と挾持部４との間で折返した折返
し流路１a″を、一方側容器部１a′に膨出した膨出
部１７（第１図参照）内に形成して、この折返し
流路１a″の先端に設けてあり、また、アルカリイ
オン水流出口４は、一方側容器部１a′の挾持部１
３より上方に設けてある。

したがつて、本実施例においては水道水流入口
２より流入した水道水は、第一タンク室６に入り
第一堰５を通過する際に電解槽１内の全幅に均一
化した流れとなり、さらに、第二タンク室６′と
第二堰５′と通過することで整流され、次いで、
整流突起１２，１２，１２……の間からイオン透
過性隔膜７の両面側に別れ、イオン透過性隔膜７
と陰極側電極９との間を通つてアルカリイオン化
されアルカリイオン水は他方側容器部１b′の突起
１４ａ，１４ａ，１４ａ……の間を通過してアル
カリイオン水流出口４より流出し、一方、イオン
透過性隔膜７と陽極側電極８との間を通つて酸性
イオン化された水は折返し流路１a″を通つて酸性
イオン水流出口３より流出するようになしてあ
る。

なお、本実施例において、アルカリイオン水流
出口４を一方側容器部１a′側に設けたのは、この
アルカリイオン水流出口４を酸性イオン水流出口
３と共に電解槽１の一方側に配置してコンパクト
化を計つたもので、このアルカリイオン水流出口
４は他方側容器部１b′側に設けてもよい。また、
折返し流路１a″を設けたのは、電極８と水道水と
の接触面積を増し、特に、電極８の角部の電界集
中部位で流れ方向を変えることで、この部位に渦
流を発生させ水道水に電界の影響を効率的に作用
させるためで、陰極電極９側にも折返し流路１
a″相当する流路を設けてもよいものである。

なお、図中、１６はリード線取出し孔を示すも
のである。

『考案の効果』 本考案は上記のごときで、電解槽１内を全幅に
わたつてスリツト状に狭窄する第一堰５および第
二堰５′を設け、この両堰５，５′より上流部位に
所定の容量のタンク室６，６′を設けてなるため、
酸性室部１ａとアルカリ室部１ｂとに流入する水
道水は該酸性室部１ａとアルカリ室部１ｂとの上
流側始端部で既に全幅に均一に広がつた流れとな
り、電極８，９との接触効率が良く、第４図従来
装置と比較して、電極面積を1/4程度に減少（具
体的には幅４cm、長さ10cm）しても同等の電界効
率が得られ、小型、高性能なイオン水生成器の電
解槽を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は他方側容器部の内面側正面図、第３図はＡ−
Ａ線断面図、第４図は従来例断面図を示すもので
ある。 １……電解槽、１ａ……酸性室部、１a′……一
方側容器部、１ｂ……アルカリ室部、１b′……他
方側容器部、２……水道水流入口、３……酸性イ
オン水流出口、４……アルカリイオン水流出口、
５……堰、６……タンク室、７……イオン透過性
隔膜、８，９……電極。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電解槽１を一方側容器部１a′と他方側容器部１
   b′とで薄手の容器状に構成し、 上記電解槽１の一端側に水道水流入口２を、他
   端側に酸性イオン水流出口３とアルカリイオン水
   流出口４とを設け、 上記電解槽１内の水道水流入口２が連通される
   部位より下流側部位には、電解槽１内を全幅にわ
   たつてスリツト状に狭窄する第一堰５を設け、こ
   の第一堰５より上流部位に所定の容量で略電解槽
   １の全幅にわたる第一タンク室６を設け、 さらに、電解槽１内の上記第一タンク室６より
   下流側部位には所定の容量で略電解槽１の全幅に
   わたる第二タンク室６′を設け、この第二タンク
   室６′の下流側部位には電解槽１内を全幅にわた
   つてスリツト状に狭窄するとともに該スリツト内
   を流路を平行に仕切る整流突起１２，１２，１２
   ……を有した第二堰５′を設け、 また、該電解槽１内には、上記第二堰５′より
   下流側に多少の間隙を有して一対の電極８，９対
   設収納してなるイオン水生成器の電解槽。