JPS60139386A

JPS60139386A - 電解水の製造装置

Info

Publication number: JPS60139386A
Application number: JP24682183A
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１ａと陽極室すとを素
焼などの隔壁Ｃで仕切シ、それぞれ両極室ａ、ｂ内に電
極ｄ、ｅを配置し、こ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ｆ１ｇを配置しているもの
で、給水は陰極室ａに対して打力われ、陽極室すにはレ
ベルセンサｈを配置し、陰極室ａから隔壁Ｃを越えて水
を陽極室すに供給する形式に力っていて、レベルセンサ
ｈの働きで自動給水停止を行なうようになっている○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夕／りｉがあり、こ＼
にはレベルセンサｊが設けておって、レベルセンサｊが
貯蔵タンク１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
なければならない。電気分解を行なうと、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力るが、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９、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
ーにより陰極室ａ側に給水される関係で、酸性水側に残
されたスケール（ＡＢＳ樹脂などの樹脂系、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で飲料に供する良法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。

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しておシ、水源によって
は、トリハロメタンなどの有機化合物が和尚含有された
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、塩化カルシウムなど
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ミ気的極性
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々く、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、ベーハ値を高める
が、実質的には上述の有機化合物の除去には到っていな
いのであシ、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。

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かつて、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。

この点からみる限シ、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らされている状
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１は、パージ式に飲料水を生
成する電解槽であシ、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、不織布など、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れ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
あシ、そこにはソレノイド式の排水弁９、ＩＯが設けで
ある。また、陰極室３には給水弁ｌｌを介して水が供給
されるようになっておシ、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１２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
ベルは上記オーバフロー通路１２の、陽極室４内の開口
１２ａよυ若干像くなっている。そして、上記オーバフ
ロー通路１２には、自動開閉制御弁などの構成よりなる
開閉可能ガシャツタ１４が設けられている０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Ｉ２ａより高いレペノビに位置
される。

なお、図中、符号１５は排水路７に通じる貯蔵タンクで
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。先
づ、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、図示しない制御系
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Ｌ２ａを越えると、
上記通路１２を介して陽極室４内に水が入りはじめる。

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が閉じ、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。上記レベルセンサ１３が働くと、
シャッタ１４も閉じられる。

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へ水の移動が力されるが、
オーバフロー通路１２はシャッタ１４の閉成で、遮断さ
れているので陰極室３からの還流はない。そして、溢流
縁２ａを介して陰極室３から陽極室４へ水が溢流される
。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、水素ガ
スの浮上之パ炭酸カルシウムの浮上によシ、これにとも
力われて水面に上昇し、溢流縁２ａを越えて陽極室４へ
もたらされる。

このように、シャッタ１４を閉じたま＼の電気分解、電
気滲透をタイマー々とでセットした設定時間性なった後
、タイマー接点の働きなどで信号が図示しない制御系に
入り、シャッタ１４を開放する命令が出される。シャッ
タ１４が開放されれば、オーバフロー通路１２の開口１
２ａのレベルまで陰極室３の水レベルは降下し、その分
、陽極室４の水レベルが上る。この状態では、溢流縁２
ａからの溢流は起らない。以後、電気分解、電気滲透作
用が継続しても、上記オーバフロー通路１２を介して陰
極室３から陽極室４への還流が方されるので、第４図の
ような状況が持続される。

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の底部から行表われているから、一番イ
オン濃度の低い水が還流さｔするのであり、陰極室４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１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。

この方式では、初段において、溢流縁２ａからのオーバ
フローによって、トリハロメタンなどの有機化合物をア
ルカリイオン水側から除去するという、電解では考えら
九々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。

々お、上記実施例では、初段において、シャッタ１４を
開放して、陰極室３から陽極室４ヘオ一バフロー通路１
２を介して水供給を行々い、レベルセンサ１３が水レベ
ルを検知した時、シャッタ１４を閉じたが、初段の給水
の時にはシャッタ１４を閉じたま＼とし、溢流縁２ａを
越えて陽極室への水供給をなすようにしてもよい。そし
て、所定時間、電気滲透作用で陰極室３から陽極室への
溢流縁による溢流を達成した後で、正規の電気分解、電
気滲透作用に入るようにしてもよい。当然、正規の電気
分解、電気滲透作用の時にはシャッタ１４を開放するの
である。このようにタイマーを使う場合、タイマ一時間
の選択ができると、水質によって、溢流縁２ａによるオ
ーバフローの量を選択できるので、有機化合物の含有が
多い水に対しては、その有機化合物除去の作業を長く行
なえるなどの効果も得られる。

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による還
流とを具備することで、そのシーケンシャルな作業過程
で、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としたが、別のオーバフロー形式
、例えばオーバフロー樋などを設ける方式にしてもよい
こと勿論である。

また、上記実施例では、初段でシャッタ１４を閉じて、
溢流縁２ａによるオーバフローを達成し、こ＼で有機化
合物をアルカリイオン水から除去するようにしたが、初
段ではシャッタ１４を開放して置いて、通常の電解、電
気滲透を行ない、最終段あるいは途中である一定時間シ
ャツタ１４を閉じて、上記溢流縁２ａによるオーバフロ
ーを達成して、アルカリイオン水からの有機化合物の除
去を行なってもよいこと勿論である。

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１２
ａが水面下に沈ｔｆｉいようにしたが、レベルセンサ１
３の位置を上記開口ｔ２ａ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々いように、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。あるいは制御系によって７
ヤツタ１４を閉じて置くようにするとよい。

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開閉制御弁１４’が着脱
可能に取付けである。この場合には、開閉制御弁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なり、開閉制御弁１
４’を開放した状態で、連通部１２’を利用した還流作
用となる。この場合も、排水時には、制御系にて開閉制
御弁１４′を閉じるか、あるい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陰極室と陽極室とをポーラ
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
を連通あるいは遮断する制御機構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、トリ
ハロメタンなどの有機化合物が含有しているとしても、
他のオーバフロ一手段により、電解中に、これを陰極室
から排除できるので、陰極室には、あくまで健康に適す
る良質な水が得られるという効果がある。

【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図は同実施例の次の使
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、ｉｏ・・・排水弁、１１・・・
給水弁、１２・・・オーバフロー通ＩＬ１２ａ・・・開
口、１３・・・レベルセンサ、１４・・・シャッタ、１
５・・・貯蔵タンク、１６・・・供給用カラン、１７・
・・レベルセンサ。特許出願人　岡　崎　龍　夫第４関第５図

Claims

【特許請求の範囲】

陰極室と陽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連通あるいは遮断する制御
機構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シ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。