JPS60139384A

JPS60139384A - 電解水の製造装置

Info

Publication number: JPS60139384A
Application number: JP24681983A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Okazaki; 龍夫岡崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-07-24

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】本発明は、アルカリイオン水を生成する電解水の製造装
置に関するものであシ、とくに、パージ式に電解水を連
続製造するための構成を持った電解水の製造装置に関す
るものである。

この種の製造装置としては、本発明者によって、既に第
１図および第２図に示すような方式が採用されていた。

第１図にみられるものは、陰極室ａと陽極室すとを素焼
などの隔壁Ｃで仕切り、それぞれ両極室ａ−，ｂ内に電
極ｄ、ｅを配置し、こ＼に直流電圧を印加し、水の電気
分解および電気滲透作用を行なうようにすると共に、各
極室はそれぞれ底部に排水弁ｆ、ｇを配置しているもの
で、給水は陰極室ａに対して行なわれ、陽極室すにはレ
ベルセンサｈを配置し、陰極ｇａから隔壁Ｃを越えて水
を陽極室すに供給する形式になっていて、レベルセンサ
ｈの働きで自動給水停止を行なうように々つている。こ
の製造装置では陰極室ａから排水弁ｆを介して供給され
たアルカリイオン水を貯蔵するタンクｉがあシ、こ５に
はレベルセンサｊが設ケてあって、レベルセンサｊが貯
蔵タンクｉの水が使用されて、あるレベル以下になった
時、これを信号として制御系（図示せず）に伝え、給水
、電解、排水のシーケンス作業を行なうようになってい
る。

こ＼で問題になる点は、陰極室ａの上部の水がその電解
過程で隔壁Ｃを越えて陽極室すに流入する点である。こ
の問題点を理解するには、次のような実際の状況を知ら
々ければならない。電気分解を折力うと、よく知られる
ように、陰極室ａ内では電気滲透作用で水レベルが上昇
すると共に、水酸基イオン濃度が高くなるが、この水酸
基イオンの分布は、上方に片寄シ、上方で濃度が高く、
下方で低いという状況が実現する。一方、陽極室す内に
は、電気滲透作用で水レベルが下降すると共に、酸性度
が上方で高く、下方で低いという分布状況を実現する。

したがって、電解中、電気滲透作用で陰極室ａのレベル
が上昇すると、最も水酸基イオン濃度の高い水の部分が
、隔壁Ｃを越えて陽極室すに入り、中和作用を起すため
、陰極室ａ内の水の平均的水酸基イオン濃度を所定値に
あげるまでに相当の時間を要し、電力ロスも大きいとい
う性能上のデメリットが発生する。

また、第２図にみられるように、陽極室す側に水を供給
し、レベルセンサｈは陰極室ａ側に配置する方式も採用
された。こ＼では、初期給水段階において、オーバフロ
ーによシ陰極室ａ側に給水される関係で、酸性水側に残
されたスケール（ＡＢ８樹脂力どの樹脂系、電気分解残
留物、電極溶出物、サルファーなど）が陰極室ａ側に入
り、また、残留酸性水が入る可能性がある。このため、
陰極室ａで飲料に供する臭味のアルカリイオン水を生成
しても、先きに入った残留酸性水やスケールなどで味の
質を著しく低下するという欠点がある０そこで、本発明者は先きに、陰極室から陽極室へのオー
バフロー形式ではあるが、水酸基イオン濃度をあげる効
率は低下させず、しかも、生成されたアルカリイオン水
の味覚を低下させることがないようにした電解水の製造
装置を提唱した。ここでは、陰極室の下部がオーバフロ
ー通路を介して陽極室の上部に連通される構造を持って
いる。

しかし、こ＼で新たな問題が提起された。すなわち、近
時、水道水の品質は著しく低下［７ており、水源によっ
ては、トリノ・ロスタンなどの有機化合物が相当含有さ
れた状態にある。しかし、直流電圧を印加して、電気分
解、電気滲透により水をアルカリイオン水と酸性水とに
分ける装置では、無機化合物、例えば、塩化カルシウム
力どは水中でイオン化し、直流電圧の印加で隔壁を介し
、陰極室に＋イオンとして、また陽極室に一イオンとし
て滲透による移行を達成するが、クロロホルム、四塩化
炭素などの有機化合物は、電子の片寄りによシ、電気的
極性を持つことはできるとしても、無機化合物のように
水中でイオン化されることはなく、分子量も大きく、滲
透作用も得られないので、陰極室に残され、そのま＼、
アルカリイオン水中に保持されてしまう。その結果、ア
ルカリイオン水は、測定結果からみれば、ペーハ値を高
めるが、実質的には上述の有機化合物の除去には到って
いないのであυ、その含有物特有の臭気がアルカリイオ
ン水中に残シ、飲用時、不快感を与える０このような状況下において、種々、検討を試みた結果、
次のようなことが解ってきた。すなわち、電解中に、電
気抵抗によって、水温が上昇し、また水素ガスが発生し
、あるいは炭酸カルシウムが発生する時、水の対流、ガ
スの浮上、炭酸カルシウムの浮上にとも々つて、上述の
有機化合物が水面上に浮上してくるという現象があると
いうことである。この性質を利用して、陰極室内から有
機化合物の除去ができれば、有機化合物については無縁
の電気分解作用の中で、飲料水の水質改善が有機化合物
についてもなされるということになる。

この点からみる限り、先述した第１図に示す装置の構成
は捨て難いものである。

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、陰極室
から陽極室への還流形式ではあるが、水酸基イオン濃度
をあげる効率は低下させず、しかも、生成されたアルカ
リイオン水の味覚を低下させることがなく、また、原水
の水質低下が有機化合物によってもたちされている状況
下では、この改善にも有効であるようにした電解水の製
造装置を提供しようとするものである。

以下、本発明の一実施例を第３図を参照して具体的に説
明する。図において、符号ｌは、パージ式に飲料水を生
成する電解槽であり、例えば、円筒状の素焼などのポー
ラスな隔壁２で内外２室に仕切り、外側を陰極室３、内
側を陽極室４としたものである。なお上記ポーラスな隔
壁は素焼のほか、樹脂成形粒の集結体（多孔体）、メン
ブランフィルタ、不織布々ど、電気滲透作用のある隔壁
、隔膜などで構成されるとよい。そして、各極室３．４
にはそれぞれ電極５．６が配置されていて、スイッチ・
オンによって直流電圧が印加さね、るようになっている
。また、各極室３．４の底部には排水路７．８が設けて
あり、そこにはソレノイド式の排水弁９．１０が設けで
ある。また、陰極室３には給水弁１１を介して水が供給
されるようになっており、また、陰極室３の底部から陽
極室４内に連通ずる連通部が設けられている。この実施
例では、上記連通部は陰極室３の底部から陽極室４内頂
部に延びるオーバフロー通路■２の構成になっており、
これは例えば管状体で構成されている。

一方、陽極室４内にはレベルセンサ１３が設けてあシ、
その水との接触レベルは上記オーバ７０−通路１２の、
陽極室４内の開口１２ａより若干低くなっている。そし
て、上記オーバフロー通路１２には、例えば実施例のよ
うに開口１２ａを液密に閉塞するシャッタ１４が設けら
れている。このシャッタ１４け着脱可能であシ、必要に
応じて増付けられ、取外される。

また、隔壁２の上縁は溢流縁２ａとして機能するもので
、上記オーバフロー通路１２の開口１２ａより高いレベ
ルに位置される。

なお、図中、符号１５は排水路７に辿じる貯蔵タンクで
あり、これには供給用カラン１６が設けられ、また、レ
ベルセンサ１７が設けられている。

次に、この装置のシーケンシャルな動作を説明する。本
装置が比較的水質のよい（有機化合物のほとんど含有し
ていがい原水）所で使用する時には、シャッタ１４を取
外して置く。このような状態で使用される時、貯蔵タン
ク１５内の水が所定レベル以下になると、レベルセンサ
１７がこれを検知して、図示し万い制御系を動作し、給
水弁１１を開放させる。陰極室３内の水レベルがオーバ
フロー通路１２の開口１２ａを越えると、上記通路１２
を介して陽極室４内に水が入シはじめる。

陽極室４の水レベルが第３図のような水位にいたって、
レベルセンサ１３が働き、給水弁１１を閉じ、電極５．
６に直流電圧を印加し、タイマーなどで設定された時間
、電気分解を行なう。

この電気分解の過程で、電気滲透作用により、陽極室４
から隔壁２を介して陰極室３への水の移動があるが、オ
ーバフロー通路１２を介して陰極室３から陽極室４への
還流によシ、陰極室３の水レベルはオーバフロー通路１
２の開口１２．ｌのレベルに保たれる。

しかも、オーバフロー通路１２から陽極室４への水の還
流は、陰極室３の底部から行なわれているから、一番イ
オン濃度の低い水が還流されるのであり、陰極室３の上
部のイオン濃度の高い水の部分は陰極室３に保持される
○そして、電解中は、オーバフロー通路１２からの水の
流れは一方的であり、陽極室４の水は電気滲透作用によ
ってしか、陰極室３には入り得ないのである。電解が完
了すると、タイマーなどの働きで電極５．６への電圧印
加が解除され、各排水弁９．１０が開放され、陰極室３
のアルカリイオン水は貯蔵タンク１５に入り、陽極室４
側の酸性水は、この実施例では、排水弁１０を介して排
出される。

また、本装置が比較的水質のわるい（有機化合物を相当
含んでいる原水）所で使用する時には、シャッタ１４を
取付けて、オーバフロー通路Ｌ２の開口１２ａを閉じ、
オーバフロー通路１２を遮断する。このような状態で使
用される時には、陰極室３から陽極室４への給水は、隔
壁２の溢流縁２ａを介して行なわれることになる。レベ
ルセンサ１３が働いて給水弁１１が閉じられた後は、電
気滲透作用で陰極室３の水レベルが上昇されるが、これ
によって、溢流縁２ａを介して陰極室３から陽極室４へ
の還流がなされる。従って、陰極室３内の水に含有され
た有機化合物は、水が電気抵抗によってうける加温で発
生した対流５．水素ガスの浮上、炭酸カルシウムの浮上
によυ、これにとも々われて水面に上昇し、陽極室４内
へもたらされる。一度、陽極室４にもたらされた有機化
合物は、分子量が大きいので、隔壁２を介して陰極室３
側へ電気滲透されることはない。この方式では、陰極室
３のイオン濃度を全体として高めるのに時間を要するけ
れども、トリハロメタンなどの有機化合物をアルカリイ
オン水から除去するという、電解では考えられない効果
をもたらすことができる。

その結果、有機化合物による臭気などがアルカリイオン
水から取除かれ、飲用に供する上で具合がよい。

このように、オーバフローによる陰極室から陽極室への
還流と陰極室下部から陽極室内への連通手段とを具備す
ることで、一方の連通手段を遮断した時、他方のオーバ
フローが働いて、原水の水質にあった効果的な水処理が
できるのである。

なお、オーバフロ一手段として、上記実施例では隔壁２
の上縁を溢流縁２ａとして利用する形式を取っているが
、別にオーバ°フローパイプを用いて、陰極室３と陽極
室４との間を、その各上部で連通ずるような他の形式に
してもよい。

また、上記実施例において、シャッタ１４は、オーバフ
ロー通路１２の遮断を目的に設けられており、実施例で
は、開口１２ａに設けたが、上記オーバフロー通路１２
のどの位置に設けてもよく、シャッタ１４を開閉弁の構
成にしてもよい。寸だ、パイプ状のオーバフロー通路１
２自体を陽極室内で着脱可能に分離できる構成とし、開
口１２ａを含む立上シバイブの部分を取外して、残され
た部分にシャッタ１４として機能する栓体を付け、通路
遮断するような方式にしてもよい。これも、オーバフロ
ー通路１２の一つの遮断の手段でアル。

また、上記実施例では排水弁９．１０を各極室底部に連
通して排水するようにしたが、上記両極室の底部に開口
する汲み上げ管を介して、ポンプ作用などで排水するよ
うＫしてもよい。

また、上記実施例ではオーバフロー通路１２の開口１２
ａより低い位置にレベルセンサ１３を設けて、開口ｔ２
ａが水面下に沈まないようにしたが、レベルセンサ１３
の位置を上記開口１２ａと同じレベルあるいは上のレベ
ルに設定してもよい。

この場合には、電解が終了して排水する時、開口を介し
て陽極室から陰極室へ水が流れないように、排水時の水
レベル降下を陽極室側が陰極室側より早くなるように排
水できる構成とするとよい。

第５図にみられる実施例では、オーバフロー通路１２の
代りに、単に、陰極室３の下部と陽極室４とを連通ずる
連通部１２’を隔壁２あるいはその下に設けている。そ
して、こ＼にもシャッタに代る栓体１４’が着脱可能に
取付けである。この場合には、栓体１４′が連通部１２
’を遮断している状態で溢流縁２ａをオーバフロ一手段
として使用する態様と々す、栓体１４’を外した状態で
、連通部１２′を利用した還流作用とガる。この場合も
、排水時には、陽極室側の水レベルの降下を、陰極室側
のそれより早くなるようにして、陽極室から陰極室への
水の流れを生じさせないようにすることが望ましい。

本発明は、以上詳述したようになり、陰極室と陰極室と
をポーラスな隔壁で仕切り、両極室に電極を配置して、
直流電圧を印加し、水の電気分解および電気滲透を行な
うものにおいて、給水を陰極室に対して行ない、陰極室
の下部から陽極室内に連通ずる連通部を設け、上記連通
部の流通を遮断するような構成を上記連通部に設け、ま
た、上記電解中における陽極室内の水レベルより高いレ
ベルで上記陰極室の上部を上記陽極室の上部に連通ずる
オーバフロ一手段を具備すると共に、両極室はそれぞれ
下部より排水する構成にしたので、陰極室から陽極室へ
の還流形式ではあるが、水酸基イオン濃度をあげる効率
は低下させず、しかも、酸性水が隔壁を介さずにアルカ
リイオン水側に入るおそれがないので、アルカリイオン
水の味覚を低下させず、更に、原水の品質が低下してト
リハロメタンなどの有機化合物が含有されている時には
他のオーバフロ一手段を用いて、陰極室内の水からこれ
を陽極室に取り込み、陰極室の水はあくまで、健康に適
する良質な水に改めるという効果も発揮できるのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来方式を示す図面、第３図は本
発明の一実施例を示す図面、第４図は同実施例の別の使
用態様を示す図面、第５図は別の実施例を示す図面であ
る。ｌ・・・電解槽、２・・・隔壁、２ａ・・・溢流縁、３
・・・陰極室、４・・・陽極室、５．６・・・電極、７
．８・・・排水路、９．１０・・・排水弁、１１・・・
給水弁、１２・・オーバフローＡ路、１２ａ・・・開口
、１３・・・レベルセンサ、１４・・・シャッタ、１５
・・・貯蔵タンク、１６・・供給用カラン、（７・・・
レベルセンサ。特許出願人　岡　崎　龍　大筒１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

陰極室と陽極室とをポーラス々隔壁で仕切り、両極室に
電極を配置して、直流電圧を印加し、水の電気分解およ
び電気滲透を行なうものにおいて、給水を陰極室に対し
て行ない、陰極室の下部から陽極室内に連通ずる連通部
を設け、上記連通部の流通を遮断するような構成を上記
連通部に設け、また電解中における陽極室内の水レベル
よυ高いレベルで上記陰極室の上部を上記陽極室の上部
に連通ずるオーバフロ一手段を具備すると共に、両極室
はそれぞれ下部より排水する構成にしたことを特徴とす
る電解水の製造装置。