JPH07290062A - 流路切換弁を有する電解整水用電解槽ユニット及びこ の電解槽ユニットの集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排水管や給水管に流路切換弁を設ける必要のな
い極性切換式の電解槽ユニットを提供する。 【構成】電解槽ユニットの内部に流路切換弁機構を内蔵
させる。内側電極の両端に給水フレームと排水流路切換
弁フレームを一体に結合するとともに、両フレーム間に
電解隔膜を張設して一体回転可能の電解槽内部ユニット
に構成する。この内部ユニットを電解槽内に回転自在に
嵌装するとともに、内部ユニットと一体回転可能に設け
た回転操作部材を電解槽の外部に臨ませる。。好ましく
は、給水フレームを排水流路切換弁フレームと同様の給
水流路切換弁フレームに形成する。給水フレームの外側
面の一部に給水口閉鎖壁部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は水を電解してアルカリイオ
ン水と酸性水を生成する電解槽ユニットに関し、詳細に
は電解槽の内部に流路切換弁機構を内蔵した電解槽ユニ
ットに関する。

【０００２】

【発明の背景技術】水を電解してアルカリ水と酸性水を
生成する連続通水式の電解整水装置が近年目覚ましく普
及しており、アルカリイオン水は健康によい飲用水とし
て、また、酸性水は美容や殺菌水として利用されてい
る。この種の電解整水装置は、電解槽の一側から給水し
た原水を電解隔膜で区画した電解槽を通水させながら電
極間に電圧を印加して陰極室にアルカリ水を、陽極室に
酸性水を生成するとともに、アルカリ水と酸性水を一対
の排水口から各別に排出するようになっている。

【０００３】ところで、この種の電解整水装置の電解槽
は、長く電解しているうちに陰極室にカルシウム等が折
出して電解効率が低下してしまうため、一定電解時間毎
に電極の極性を逆転して電解整水作業ができるように
し、これにより、析出したカルシウム等が逆電電解作業
中に溶解されるようにしたものが使用されるようになっ
てきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような逆電式（正
逆切換式）電解整水装置は電極への印加電圧の極性を切
換えると電解槽内の陰極室と陽極室が逆転するためアル
カリ水排水口と酸性水排水口が逆になる。従って、同じ
採水蛇口から同じ電解水を取るためには一対の電解水の
流路を切換えなければならない。このため、従来は、電
解槽の一対の排水口から取水口間の管路の途中に流路切
換弁を介装していた。しかし、この方式は流路切換弁を
別途必要とし、配管工事にもそのための手数がかかり、
コスト高になるほか、装置が大型にならざるを得なかっ
た。

【０００５】電解槽の給水部についても同様のことがい
える。すなわち、内側電極室と外側電極室に独立に通ず
る一対の給水口を有する電解槽ユニットにおいては、一
方の電極室のみに薬液を添加したり、内外電極室に別々
の薬液を添加する場合があるが、電極の極性が逆転する
と、電極室に対する薬液が逆になるため、流路切換弁で
元に戻す必要がある。

【０００６】さらに、電解槽ユニットの排水管側で通水
を開閉制御するいわゆる先止め式の電解整水器は電解槽
に常に水圧がかかった状態にあるため、損傷し易いとい
う問題があった。

【０００７】従って、本発明の第１の目的は電解槽の内
部ユニット自体で内外電極室の排水流路あるいは給水流
路を切換え、配管に流路切換弁を介装する必要のない極
性切換式の電解槽ユニットを提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は排水流路あるいは、
給水流路の前記流路切換えと同じ手段で、通水停止時に
電解槽に水圧がかからないようにした前記電解槽ユニッ
トを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、本発明は、筒状電解槽内の内外電極間を電解
隔膜で内外電極室に仕切り、電解槽の一側に給水部を設
け、他側に一対の排水口を有する排水部を設けた極性切
換え式の電解整水用電解槽ユニットにおいて、電解槽の
給水部内に回転自在に嵌合され、給水部の給水口から供
給された水を電解槽内に導入する通路を有する給水側フ
レームと、電解槽の排水部内に回転自在に嵌合され、給
水部の一方の排水口と内側電極室とを連通する貫通路と
他方の排水口と外側電極室とを連通する外壁通路を有す
る排水流路切換弁フレームと、前記給水フレームと排水
切換弁フレームに両端を一体回転可能に結合させた内側
電極と、前記給水フレームと排水流路切換フレーム間に
張設された電解隔膜と、を一体結合してなる電解槽内部
ユニットと；一側を電解槽外部に臨ませ、他側を前記内
部ユニットに一体回転可能に結合させた回転操作部材
と；を具備し、電解槽内部ユニットの回転により、排水
流路切換弁フレームの貫通路と外壁通路が排水部の一対
の排水口に対して相互に切換わるように配設されている
ことを特徴とする。

【００１０】排水側切換弁フレームに加えて、電解槽の
給水部が一対の給水口を有するとともに、電解槽内部ユ
ニットの前記給水フレームが、一方の給水口と内側電極
室を連通する貫通路と、他方の給水口と外側電極室を連
通する外壁通路を有する給水流路切換弁フレームを構成
しており、電解槽内部ユニットの回転により前記排水流
路切換弁フレームと連動して給水フレームの貫通路と外
側通路が給水部材の一対の給水口に対して相互に切換わ
るように組付けてもよい。

【００１１】前記第２の目的を達成するために、本発明
は上記電解槽ユニットにおいて、給水フレームの外側面
に、回転変位により給水部の給水口を閉じる閉鎖壁部を
形成したことにある。

【００１２】本発明はまた、複数の電解槽ユニットを、
同系水回路の給水口または排水口が共通の管路に連通す
るように組付けるとともに、各電解槽の内部ユニットを
連動して回転させる共通駆動手段を設けてもよい。この
場合、好ましくは、偶数本の電解槽ユニットの半数の内
側電極と残りの半数の外側電極の同極性となるように構
成する。

【００１３】

【作用】電解槽の外部に臨む操作部を回転させると排水
流路切換弁フレームが電解槽内部ユニットと共に一体に
回転する。従って、一対の排水口が１８０度の方向に形
成されているとすると、電解槽ユニットを１８０度回転
させると内外電極室と一対の排水口の通路が切換わる。
このため、電極の極性が正逆切換っても排水口からは常
に同じ性質の電解水が排出される。

【００１４】請求項２の発明では給水部においても同様
に、操作部を回転させると給水フレームで構成される給
水流路切換弁フレームが回転し、内外電極室と一対の給
水口の通路が切換わり、電極の極性が正逆切換わって
も、内外電極室に通ずる給水口もこれに対応して切換わ
る。

【００１５】請求項３の発明は、給水フレームの外側面
に、回転変化により給水部の給水口を閉じる閉鎖壁部が
形成されているので、内部ユニットを回転させ、閉鎖壁
部が給水口を塞ぐ位置に回動変位させることにより、電
解槽への給水が停止される。

【００１６】複数の電解槽ユニットの回転操作部材を共
通の駆動手段で駆動させるようにすると、一つのユニッ
トの操作で複数の電解槽ユニットの流路切換が連動して
回転作動する。

【００１７】また、偶数の電解槽ユニットを組合せ、半
数の内側電解と残り半数の外側電極が同極になるように
することによって、内外電極室の断面積すなわち流量が
異なる場合でも、目的の電解水の総排水量は電極極性切
換えの前後において変化がなく、常に定量の電解水が得
られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１に示すように、電解槽ユニットは外側電
極１を構成する筒状の電解槽１’の一側に給水部２が一
体に結合されているとともに、他側に排水部３が一体に
結合されており、給水部２には原水給水口２ａが形成さ
れ、排水部３には一対の電解水排水口３ａ、３ｂが形成
されている。

【００１９】電解槽１’の給水部２の内側に給水フレー
ム４が回転自在に嵌装されているとともに、電解槽の排
水部３の内側に排水流路切換弁フレーム５が回転自在に
嵌装されている。

【００２０】内側電極６は外側電極１を構成する電解槽
１’の中に同軸に配設されるもので、、この内側電極６
は一側を給水フレーム４に、他側を排水側流路切換弁フ
レーム５に、スプライン係合等により、一体回転可能に
結合され、その一端（図では下端）が電解槽１’の外部
に臨み電圧を印加できるようになっている。

【００２１】給水フレーム４と排水流路切換弁フレーム
５に電解隔膜７の両端が液密に固設されており、内側電
極６と外側電極１間が該電解隔膜７によって内側電極室
８と外側電極室９に仕切られている。

【００２２】電解槽１’の給水部２内に嵌装された給水
フレーム４は、給水部２の給水口２ａから供給された原
水を電解槽１’の内側電極室８に導入する通路１０と外
側電極室９に導入する通路１１を備えている。また、電
解槽１’の排水部３内に嵌装された排水流路切換弁フレ
ーム５は、回転により前記内側電極室８を排水部３の一
方の排水口３ｂまたは３ａに選択的に連通させる貫通路
１２を有するとともに、外側面の一部に、回転により外
側電極室９を他方の排水口３ａまたは３ｂに選択的に連
通させる外壁通路１３を形成してある。図の実施例で
は、排水部３の一対の排水口３ａ、３ｂが１８０度の方
向に形成してあるのでこれに対応して流路切換弁フレー
ム４の貫通路１２と外壁通路１３は互に１８０度の方向
に向きを逆にして形成されている。

【００２３】かくして、内側電極６、給水フレーム４、
排水流路切換弁フレーム５及び電解隔膜７は一体の内部
ユニット１４として、組付けられており電解槽１’の給
水部２と排水部３内に一体回転可能に嵌装されている。

【００２４】さらに、前記内部ユニット１４の一端に、
先端を電解槽１’の外部に臨ませ、基端を内部ユニット
１４にスプライン係合等により一体回転可能に結合させ
た回転操作部材１５が設けられており、この回転操作部
材１５に回転力を与えることにより、前記内部ユニット
１４が一体に回転するようになっている。図の実施例の
回転操作部材１５は、外側にギア１６を形成し、このギ
ア１６を回転駆動装置１７に係合させてある。回転駆動
装置１７は図のようにレバー１８で手動操作してもよ
く、また、モータ等で電動操作されるようにしてもよ
い。

【００２５】内部ユニット１４は所定の流路切換位置ま
で回転したときに、ストッパによって停止されるように
するのが望ましい。この停止手段にはさまざまな方法が
あるが、例えば、回転操作部材１５の筒体先端を半円の
円弧に形成するとともに、この円弧縁１９の回動軌道上
にストッパ２０を設け、円弧縁１９をストッパ２０に係
止させて、所定切換位置に停止させるようにしてもよ
い。また、ストッパ２０に停止位置信号を発信するスイ
ッチ２１を併設し、スイッチ２１の信号を、流路切換の
表示、その他の電気制御に用いてもよい。

【００２６】次に、図１実施例の作用を説明する。給水
部２の給水口２ａから供給された原水は、給水フレーム
４の通路１０、１１を通して電解槽１’の内外電極室
８、９に導入され、ここを通水する過程で内外電極１、
６間に印加される直流電圧によってアルカリ水と酸性水
に電解される。電解生成された内側電極室８の電解水
は、排水流路切換弁フレーム５の貫通路１２を介してこ
れと連通する一方の排水口３ｂから排出され、他方、外
側電極室９の電解水は排水流路切換弁フレーム５の外壁
通路１３を介してこれと連通する他方の排水口３ａから
排出される。

【００２７】本発明の電解槽ユニットは電解時間、電解
電流、通水量等の積算値、あるいは電導度の変化によ
り、内外電極に印加される電圧の極性を逆転させて電解
整水を行う、いわゆる極性切換式の電解槽ユニットであ
り、極性切換えによって内外電解室に生成される電解水
の性質がアルカリ水から酸性水に、酸性水からアルカリ
水に逆転するものである。そこで、極性変換に際し、回
転駆動装置１７により内部ユニット１４と一体の回転操
作部材１５を１８０度回転させると内部ユニット１４の
排水側流路切換弁フレーム５がこれに伴って１８０度回
転し、内側電極室８に連通する貫通路１２と外側電極室
９に連通する外壁通路１３が一対の排水口３ａ、３ｂに
対して逆転する 。従って、図１の状態から、内側電極
室８が貫通路１２を介して排水口３ａに連通し、外側電
極室９が外壁通路１３を介して排水口３ｂに連通するよ
うに流路が切換わる。

【００２８】図の実施例では、内部ユニット１４の回転
による流路切換えは電極の極性切換えに連動して、同時
または一定のタイミングを置いて電気的な制御で切換わ
るようにしてもよく、また、極性切換に際し、手動で流
路を切換えるようにしてもよい。

【００２９】図の実施例では回転操作部材１５を給水フ
レーム４と別体に形成し、一体回転可能に係合させてい
るが、給水フレーム４と一体に形成してもよいことはも
ちろんである。

【００３０】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
この電解槽ユニットは給水部２に一対の給水口２ａ、２
ｂが１８０度方向に形成されている。また、給水フレー
ム４は内側電極室８と一方の給水口（図３の状態では２
ａ）を連通する貫通路２２を有するとともに、外側面に
外側電極室９と他方の給水口（図３の状態では２ｂ）を
連通する外壁通路２２を有し、排水流路切換弁フレーム
５と同様の給水流路切換弁を構成している。この場合、
貫通路２２と外壁通路２３は一対の給水口２ａ、２ｂに
対応して１８０度の方向に形成されており、内部ユニッ
ト１４を１８０度回転すると排水流路切換弁フレーム５
と連動して、貫通路２１が給水口２ｂに連通するととも
に、外壁通路２３が給水口２ａに連通し、これにより、
内外電極室８、９に対応する給水口２ａ、２ｂの流路が
切換わるようになっている。その他の構成は図１の実施
例と同様である。

【００３１】このように構成することにより、一対の給
水口２ａ、２ｂから供給される原水に異なる薬液を添加
して内外電極室８、９に独立に導入する場合に、内外電
極６、１の極性が変っても陰極室と陽極室には常に所定
の薬液添加水が供給される。

【００３２】本発明のような連続通水式の電解槽ユニッ
トは、給水口が開放していると電解槽内に常時水圧がか
かり、隔膜損傷や水もれを起こし易い。この問題を解決
するために、本発明のさらに好ましい実施例は、図５の
ように、給水フレームを所定角度回転したときに給水部
２の給水口２ａ、２ｂを閉じる凸状の閉鎖壁部２４を給
水フレーム４の外側面に一体形成してある。図４、図５
はその一例を示すもので、この実施例の場合は、給水部
２に２個の給水口２ａ、２ｂが形成されているので、給
水フレーム４の外側面にこれら双方の給水口２ａ、２ｂ
に対応する閉鎖壁部２４（ａ）、２４（ｂ）が設けられ
ている。かくして、電解をしないときは、給水フレーム
４を通水状態の図４の位置から閉鎖状態の図５の位置に
回転すると給水口２ａ、２ｂが閉ざされ、電解槽１’へ
の給水圧がかからなくなる。図は省略したが、この閉鎖
壁部２４は図１の実施例にも同様に適用されることはも
ちろんである。

【００３３】本発明の電解槽ユニットは図６に示すよう
に複数のユニットの同系統の排水口あるいは給水口を共
通の配管に接続して多連に組付けることができる。図は
省略したが、この場合は複数電解槽ユニットの各回転操
作部材１５の回転を共通の回転駆動装置１７で連動させ
るようにするのが望ましい。

【００３４】図１、図３の実施例はいずれも、給水フレ
ーム４に回転駆動部材１５を一体回転可能に結合してい
るが、排水部３の上部に開口部を設けるとともに、排水
流路切換弁フレーム５をこの開口部から外部に臨ませ、
排水流路切換弁フレーム５に回転駆動部材を結合させて
もよい。もちろん、この場合は回転駆動装置１７を排水
側流路切換フレーム５側に設置する。

【００３５】さらに、偶数の電解槽ユニットを組み合わ
せて使用する場合は、半数のユニットの外側電極と残り
半数のユニットの内側電極が同極になるようにするのが
望ましい。このようにすると、内外電極室の流量（断面
積）が異っても、利用する電解水の排出総流量は極性変
換の前後で変らない。

【００３６】

【効果】本発明は電解槽ユニットの内部に流路切換弁機
構が内蔵されているので、電極の極性切換式の電解整水
装置に使用したときに、排水管や給水管に流路切換弁を
設ける必要がなくなり、配管工事が著しく簡素化され
る。

【００３７】また、従来から使用されている電解槽内の
部材を利用して流路切換機構が構成されているので追加
部品がわずかであり、内部構造も簡単である。従って、
製造コストが低く、しかも付加価値の高い電解槽ユニッ
トが得られる。

【００３８】電解整水をしないときは、給水口を閉じる
ことができるので給水圧による電解槽の損傷や水もれが
著しく改善されるとともに、流路切換えと同じ操作で給
水を停めることができるから、操作がきわめて簡単にな
る。

【００３９】さらに、連設した複数の電解槽ユニットを
連動して流路切換えできるので操作が簡単であり、ま
た、極性切換前後の電解水取水量を均一にすることによ
り、品質の安定した電解水を連続的に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電解槽ユニットの縦断
面図

【図２】 本発明の実施例による電解槽ユニットの平面
図

【図３】 本発明の他の実施例による電解槽ユニット縦
断面図

【図４】 図３のＡ−Ａ断面図

【図５】 給水停止状態の図４相当図

【図６】 複数の電解槽ユニットを接続した状態の平面
図

【符号の説明】

１…外側電極、 １’…電解槽、 ２…給水部、 ２
ａ、２ｂ…給水口、 ３…排水部、 ３ａ、３ｂ…排水
口、 ４…給水フレーム、 ５…排水流路切換弁フレー
ム、 ６…内側電極、 ７…電解隔膜、 ８…内側電極
室、 ９…外側電極室、 １０、１１…通路、 １２…
貫通路、 １３…外壁通路、 １４…内部ユニット、
１５…回転操作部材、 １６…ギア、 １７…回転駆動
装置、 １８…レバー、 １９…円弧縁、 ２０…スト
ッパ、 ２１…スイッチ、 ２２…貫通路、 ２３…外
壁通路、 ２４（ａ）、２４（ｂ）…閉鎖壁部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状電解槽内の内外電極間を電解隔膜で
   内外電極室に仕切り、電解槽の一側に給水部を設け、他
   側に一対の排水口を有する排水部を設けた極性切換え式
   の電解整水用電解槽ユニットにおいて、電解槽の給水部
   内に回転自在に嵌合され、給水部の給水口から供給され
   た水を電解槽内に導入する通路を有する給水側フレーム
   と、電解槽の排水部内に回転自在に嵌合され、給水部の
   一方の排水口と内側電極室とを連通する貫通路と他方の
   排水口と外側電極室とを連通する外壁通路を有する排水
   流路切換弁フレームと、前記給水フレームと排水切換弁
   フレームに両端を一体回転可能に結合させた内側電極
   と、前記給水フレームと排水流路切換フレーム間に張設
   された電解隔膜と、を一体結合してなる電解槽内部ユニ
   ットと；一側を電解槽外部に臨ませ、他側を前記内部ユ
   ニットに一体回転可能に結合させた回転操作部材と；を
   具備し、電解槽内部ユニットの回転により、排水流路切
   換弁フレームの貫通路と外壁通路が排水部の一対の排水
   口に対して相互に切換わるように配設されていることを
   特徴とする流路切換弁を有する電解整水用電解槽ユニッ
   ト
2. 【請求項２】 電解槽の給水部が一対の給水口を有する
   とともに、電解槽内部ユニットの前記給水フレームが、
   一方の給水口と内側電極室を連通する貫通路と、他方の
   給水口と外側電極室を連通する外壁通路を有する給水流
   路切換弁フレームを構成しており、電解槽内部ユニット
   の回転により、前記排水流路切換弁フレームと連動して
   給水フレームの貫通路と外側通路が給水部材の一対の給
   水口に対して相互に切換わるように組付けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の電解槽ユニット
3. 【請求項３】 給水フレームの外側面に、回転変位によ
   り給水部の給水口を閉じる閉鎖壁部が形成されている請
   求項１または２記載の電解槽ユニット
4. 【請求項４】 複数の電解槽ユニットを、同系水回路の
   給水口または排水口が共通の管路に連通するように組付
   けるとともに、各電解槽の内部ユニットを連動して回転
   させる共通駆動手段を設けたことを特徴とする請求項
   １、２または３記載の電解槽ユニットの集合体
5. 【請求項５】偶数本の電解槽ユニットを組付けてなり、
   その半数の外側電極と残りの半数の内側電極が同極とな
   るように構成されている請求項４記載の電解槽ユニット
   集合体