JPS62199789A

JPS62199789A - 水電解槽

Info

Publication number: JPS62199789A
Application number: JP61040861A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tamura; 稔田村
Original assignee: SHIBA KENZABURO
Current assignee: SHIBA KENZABURO
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-09-03
Also published as: JPH0218397B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、電極片に金属製の芯軸を貫通した陽電極部材
を用いることを基本として、水の電解能率を向上させた
水電解槽に関する。

〔従来の技術〕

水を電気分解することにより得られるアルカリ性水は、
胃腸の強化とともに酸化防止作用を有し、豆腐等の食料
品の長期の保存に役立つことが知られている。又他方、
酸性水も漂白作用を有し、その使用によって瓶の美化等
に役立つとともに、殺菌作用を具え、うがい等によって
口中の殺菌等をなしうろことが知られている。

このようなアルカリ性水、酸性水は、陽電極部材と陰電
極部材との間に清水を流過させ電気分解するとともに、
イオン交換膜によってアルカリ性水、酸性水に区分する
ことによりえられる。このような電気分解に用いる水電
解槽の、特に陽電極部材としては、カーボン又は特殊フ
ェライト例えばニッケルフェライトなどの成形品からな
る電極片を用いているが、従来の陽電極部材は、第７図
に示すごとく、電極片Ａを中実円柱状に形成するととも
に、その一端のみに金属材からなるネジ軸Ｂを突出させ
、このネジ軸Ｂに陽電極を接続している。なおこの陽電
極部材Ｃは、金属製の筒体からなる陰電極部材りに挿入
され又その隙にはイオン交換１１１Ｅを取付けている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来のこのような電極片Ａを用いる陽電極部材Ｃ
は、前記電極片Ｆがカーボン又は特殊フェライトなどの
成形品からなり、又このような電極片Ａは比較的抵抗値
が大であるため、前記ネジ軸Ｂに印加される電圧は、そ
の他端の電極片Ａの周囲面では低下することとなり、陰
電極部材りとの間の電位差が軽減するため、−電気分解
効率が低下するという欠点があった。又電位差によって
熱が発生するという問題もある。そのため、電極片Ａは
長寸に形成しえず、又１つの水電解槽の能力が小である
ため、第７図に示すように、複数本例えば２つの水電解
槽Ｆ、Ｆを併用することが必要であった。その結果、２
つの水電解槽Ｆ、Ｆを接続する蓋部材Ｇ、Ｈが横長とな
り装置が大型化する他、蓋部材Ｇ、Ｈは、該蓋部材Ｇ、
Ｈを通る通しポルｌ−Ｋによって、その上下のカバー板
り、　Ｌを固定しているため、カバー板りなどの変形を
充分には抑止しえず、水漏れ等が生じるという問題もあ
った。さらに陽電極部材Ｃが長寸化しえないことと相俟
って、その外筒である陰電極部材りとの間の間隙も相対
的に小であり、従って水の電気分解により析出する沈積
物等の堆積によって、間隙が閉塞されやすく、処理能力
を比較的早期に低下させ、頻繁な洗浄が必要となるなど
の問題もあうた。

本発明は、電極片に金属材からなる芯軸を貫通させると
ともに、該芯軸を用いて陰電極部材の両端の蓋部材を螺
締することを基本として、水電解能力に優れかつ装置を
小型化でき、前記問題点を解決しうるとともに、装置構
造の簡易化等にも役立つ水電解槽の提供を目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

以下、前記した目的を達成でき、問題点を解決しうる本
発明の手段の一実施例を図面に基づき説明する。

第１〜６図において、水電解槽１は、円柱状の電極片２
に金属製の芯軸３が貫通された陽電極部材５を、筒状の
陰電極部材６に挿入し、又芯軸３の先端部７．７に甥合
するナツト金具９を用いて、前記陰電極部材６両端の蓋
部材１０．１１を取付けるとともに、陽電極部材５、陰
電極部材６との間の間隙１３を隔筒１５を用いて内間隙
部１６、外間隙部１７に区分する一方、蓋部材１０には
内、外間隙部１６．１７に通じる流入路１９を、又蓋部
材１１には、内、外間隙部１６．１７に夫々独り立して導通する内流路２０、外流路２１を形成しており
、水電解槽１は、第５図に示すように、浄水器２２、電
源ボックス２３、薬剤供給具２４とともに、メインスイ
ッチ８１メータＭなどの操作パネルを前面に有する外箱
２９内に収納することにより、本例では、第４図に略示
するような水イオン化装置３０を形成している。

＠傷を成形体であって円柱状をなし、又一方の蓋部材１
０側の端には、その１／１０〜１／２の長さ範囲、本例
では、約１／４長さにおいて、先端に向かうて除々に外
径を減じる先細部３５を直柱状の基部３６に連設してい
る。又先細部３５の最小径部は、基部３６の１／２−４
１５、本例では１／３程度に形成される。又電極片２は
、長手方向の中心に孔部３７を設け、該孔部３７には前
記芯軸３が貫通する。

芯軸３はステンレス鋼等の不調金属を用いて形成される
。なお芯軸３として、メッキ、蒸着等によって不調被覆
を施したものを用いるのもよい。

芯軸３は、電極片２と密着して貫通するとともに、該電
極片２の両端において夫々その先端部７．７が突出し、
又該先端部７の端部には外ネジが刻設される。なお電極
片２は芯軸３をインサートとして該芯軸３と一体に成形
することにより、芯軸３を密着して貫通する前記孔部３
７を設けることもできる。

なおミ陽電極部材５は、前記のごとく、陰電極部材６に
挿入される。

陰電極部材６は、前記芯軸３と同様な金属材を用いた円
筒体であり、又本例では、前記電極片２よりも長寸に形
成され、又その外周面には導電性のネジ部材からなる接
続端子３８が溶着される。

又陰電極部材６は、陽電極部材５を挿入することにより
、前記電極片２との間に間隙１３を形成するとともに、
その両端は、前記蓋部材１０．１１により閉止される。

蓋部材１０，１１は、本例では、カバ一体３９．４０と
各その内端に取付（保持板４１．４１とからなる。保持
板４１．４１は、通水孔４２をボス周囲に設ける円板状
をなし、又その外周面には凹溝４３が設けられる。又保
持板４１の外径は、前記電極片２の外径よりも大かつ陰
電極部材６の内径よりも小に設定され、又保持板４１は
、前記電極片２の両端でかつその端面との間にシリコン
ゴムなどの弾性リング４４．４４を介在させて配置され
る。又該保持板４１のボス中心孔には、前記芯軸３の先
端部７が挿通しかつ外向きに突出する。

従って、保持板４１の外周面に取付く前記隔筒１５は、
電極片２を囲むとともに、前記間隙１３を、内間隙部１
６、外間隙部１７に区分する。なお隔筒１５は、弾性リ
ング４４を圧縮した状態にて、前記凹溝４３に巻装する
紐体等を用いて緊縛され、従って弾性リング４４の反発
とともに、該隔筒１５は張設される。なお隔Ｗ１１５と
して、電気分解により生じるイオンを通過する反面、水
分なお隔筒１５には、その内周面等に、例えば合成樹脂
等の絶縁材からなる網等の多孔材を用いた筒状体（図示
せず）を挿着し、該隔ｗＪ１５を補強しその内方への撓
み等を防ぐこともできる。

前記カバ一体３９．４０は、円形の基板４６の周囲に、
前記陰電極部材６を嵌入する段差４７を有する周壁４９
を設けたキャップ状をなし、基板４６の中心には、前記
芯軸３の先端部７を挿通する孔部を有するボス５０を突
設している。

又下方のカバ一体３９には、基板４６に、薬剤送給管５
１が貫通しかつネジ金具を用いて水密する孔部が設けら
れる。又薬剤送給管５１は、上方にのびかつ保持板４１
の前記通水孔４２内に先端が挿入され、従って該薬剤送
給管５１は、前記内間隙部１６で開口できる。

又カバ一体３９．４０は、段差４７外方に設ける内周溝
に嵌合するＯリングにより、前記陰電極部材６を水密し
つつ該陰電極部材６を嵌着するとともに、前記ボス５０
を越えて基板４６から突出する先端部７の外ネジに、例
えばナツトである前記ナツト金具９を螺締することによ
りカバ一体３９．４０は前記段差４７を陰電極部材６端
面に押付けられて取付られる。

又下方のカバ一体３９は、前記周壁４９とボス５０との
間で、通水孔４２をへて内間隙部１６に通じるとともに
又隔筒１５と陰電極部材６との間をへて外間隙部１７に
も導通する前記流入路１９が形成され、又流入路１９は
、周壁４９に螺着するエルボ５４に連通ずる。

他方のカバ一体４０は、第３図に示すごとく、前記周壁
４９とボス５０との間に中壁５５を設けており、又中壁
５５は、カバ一体４０の取付けとともに前記保持板４１
の外周縁でその端面が当接する。従って、ボス５０と内
壁５５との間は、通水孔４２をへて前記内間隙部１６に
通じる内流路２０を形成でき、又中壁５５と周壁４９と
の間は、隔筒１５と陰電極部材６との間で外間隙部１７
に通じる前記外流路２１を夫々独立して構成する。

なお外流路２１は周壁４９に螺着するエルボ５６に導通
し、又内流路２０は、中壁５５と周壁４９とを継ぐ橋絡
片５７を通りかつ中壁５５で開口する導孔に螺着するエ
ルボ５９に通じている。

なお、水電解槽１には、陰電極部材６に溶着する接続端
子３８に、電源ボックス２３からのびる電気コード６１
が端金具を用いてネジ止めされ、又前記芯軸３下端には
、該芯軸３に外挿されかつナツト６２により挟圧される
端金具を用いて、電源ボックス２３の他方の電気コード
６３を導通させる。

水電解槽１は、前記のごとく、浄水器２２、電源ボック
ス２３、薬剤供給具２４とともに外箱２９に収納される
。又外箱２９には、清水取入用のコック状の接続金具６
５と、アルカリ性水取出し用の口金６６と、酸性水取出
し用の口金６７と、ドレーン用のコツクロ９とがその下
方に取付けられる。前記接続金具６５は、圧力スイッチ
ＳＰを介在しかつその外端に、内ネジを有する立上げ部
７２を有する配管７３を接続し、前記立上げ部７２には
、円筒状の前記浄水器２２下端のネジ筒を螺入すること
によって、該浄水器２２を立てて保持できる。

浄水器２２は、接続金具６５から供給される水道水など
の清水を濾過し、さらに清浄化したうえ、上端の筒片７
４から流出でき、又該浄水器２２は、内部に活性炭、亜
硫酸カルシウム等を収納した周知構成を具えている。

前記筒片７４には、ワンタッチで着膜しうる接続金具７
６が取付けでき、又筒片７４は、該接続金具７６に一端
が取付くホース７７、その他端を固定する配管７９をへ
て、水電解槽１の下端の前記エルボ５４に接続される。

なお、前記浄水器２２は、接続金具７６を外しかつ旋回
し前記立上げ部７２から頓退することによって蓋部３１
　（第４図に示す）から取外してき又同様に取付けする
ことにより容易に取換えうる。

前記エルボ５６．５９は、ホース９１．９２を介して口
金６７．６６に夫々導通する。又前記配管７３．７９に
は小管９４．９５を接続するとともに、その合流部分に
、常時は小管９４．９５を遮断しかつ開放によって、両
者を下方の吐出口９６に導通させうる三方弁状の前記コ
ツクロ９を設けている。又配管７９はティ９７によって
分岐管９９を介して前記薬剤供給具２４の流入口に導通
する。又薬剤供給具２４の流出口は前記薬剤送給管５１
に連通する。

なお薬剤供給具２４は、カルシウムイオンを添加するの
に使用され、グリセロリンサンカルシウムなどの薬剤を
キャップから充填でき、又前面のつまみ１０２を作動し
たときのみ、前記分岐管９９から流入する清水とともに
薬剤供給管５１をへて、前記内間隙部１６に薬剤を少量
づつ供給できる。

前記電源ボックス２３は、圧力スイッチＳＰとともに、
本例では、第６図に示す電気回路ＥＣを形成する。

この電気回路ＥＣにおいて、トランスＴの、例えば１０
０Ｖが印加される一次側に、メインスイッチＳと前記圧
カス−ＣフチＳＰとが設けられ、又メインスイッチＳ作
動時にランプＬを照光させる。

又二次側には、主回路Ｅ１と操作回路Ｅ２とが並設され
る。主回路Ｅ１には、操作回路Ｅ２のリレーＲにより切
換えられる接点Ｒ１、Ｒ２、接点Ｒ３、Ｒ４を具える切
換スイッチＳ１が設けられる。

又操作回路Ｅ２は、トランスにより降圧しかつ整流回路
Ｇ１で整流でき、又前記切換スイッチＳ１を切換える洗
浄スイッチＳ２を具える。なお洗浄スイッチＳ２はリレ
ーＲの自己保持接点Ｒ５により、その作動位置で自己保
持され、又洗浄スイッチＳ２の動作、不動作を表示する
ランプＬ２、Ｒ３を具える。

従って操作回路Ｅ２は、洗浄スイッチＳ２のオンによっ
て、リレーＲを介して、主回路Ｅ１の切換スイッチＳ１
の接点Ｒ１、Ｒ２、接点Ｒ３、Ｒ４を切換える。

主回路Ｅ１は、多段のロータリスイッチなどの切換スイ
ッチＳ３と、２段の切換スイッチＳ４によって調圧可能
な電圧を、整流回路Ｇ２に加え、又その出力端子を、前
記接点Ｒ２、Ｒ４に夫々連結する。なお本例では接点Ｒ
２には陽極が、接点Ｒ４には陰極を接続する。

さらに主回路Ｅ１は、整流回路Ｇ３を具えており、該回
路Ｇ３には、切換スイッチＳ４の下流側からのびる配線
と、コイルを挟む他端から、例えばポジスタを用いた定
電流装置Ｋを介してのびる配線とが接続され、又その出
力端子を、前記接点Ｒ１、Ｒ３に接続する。なお整流装
置Ｇ３は、その陽極側を接点Ｒ３に、陰極側を接点Ｒ１
に接続する。又接点Ｒ１、Ｒ２の可動接点Ｒ６には、電
流計などのメータＭを介して前記電気コード６３を接続
し、又接点Ｒ３、Ｒ４の可動接点Ｒ７には前記電気コー
ド６１が接続される。

なお、前記切換スイッチＳ４は、硬水地域、軟水地域を
区分するスイッチであり、硬水地域では、上方にはね上
げ整流回路Ｇ２に印加する電圧を低下させ、軟水地域で
は増大する。又前記切換スイッチＳ３は、水電解槽１の
電気分解時において電流が例えば約３アンペア程度とな
るように手動により切換えでき、又定電流装置には、例
えば５アンペア程度に電流を自動調整する。

〔作用〕従って、前記接続金具６５に水道管等を固着しかつその
コックを開放する。又メインスイッチＳ１をオンしラン
プＬ１が点灯する。

水道水は配管７３をへて浄水器２２に流れ込む。

浄水器２２は、水を上方に流す間に濾過、清浄化したう
え、ホース７７、配管７９を通り前記エルボ５４をへて
流入路１９に水を流入させる。又流入路１９を通る水は
内間隙部１６、外間隙部１７を上昇する。

前記浄水器２２は、水の濾過に際して、流動抵抗を与え
、従って水道水の圧力に基づく水圧により前記圧力スイ
ッチＳＰをオンする。従って整流器Ｇ２により直流化さ
れた電源を、接点Ｒ２、Ｒ４、電気コード６１．６３を
へて、陽電極部材５の芯軸３に陽極を、又陰電極部材６
に陰極を印加する。又内、外間隙部１６．１７間を流れ
る水は電気分解されてその混入元素、分子がイオン化す
る。又負に帯電するイオンは前記隔筒１５を透過し内間
隙部１６に流入する。又正に帯電するイオンは外間隙部
１７に引寄せられる。又水は下端から上端に流過する間
にイオン化されることにより、内間隙部１６ではアルカ
リ性水が、又外間隙部１７では酸性水が集合する。又ア
リカリ性水は、内流路２Ｑ、エルボ５９、ホース９２を
へて口金６６から取出しうる。又酸性水は、外流路２１
、エルボ５６、ホース９１を通り口金６７から流出する
。

又電気分解により生じるカルシウム等は水流とともに流
出すると同時に、陰電極部材６の内面に沈積物として付
着し外流路２１の流過面積を狭めることとなる。なお水
電解槽１は、いわゆるコンデンサと同様な電気特性を具
えており、又水の流入側では、電流値が大となる。これ
は水の流入側では電気分解が進行し、隔筒１５を通る多
量のイオンが発生するためであり、又これにより流入側
では過電流が流れやすくなる。その結果流入側部分での
隔筒１５を損傷し易くその透過孔を目詰りさせることと
なる。他方、流出側ではイオン発生が小であり電流値が
減じる。なお目詰りによって、流入側部分の陰電極部材
６の内面には沈積物が堆積しやすくなる。なお沈積物は
、下端が最大量であり、上方に向かって厚さを減じるテ
ーバ状に付着する。又目詰りは、後記する洗浄に際して
も、沈積物の電気分解を妨げ、洗浄を困難にする。

しかし本例では、電極片２には、蓋部材１０側、即ち水
の流入側には、下端に向かって小径となる先細部３５を
設けている。従って、この先細部３５では、陰電極部材
６との間の距離を増すことにより、水に作用する電位を
低減できる。従って、水の流入側部分での沈積物の堆積
を低減でき、又電極片２の略全長に亘り、略均等な電気
分解を可能とする。又間隙１３が増すことにより、流入
側での沈積物の堆積の進行とともに、該沈積物が電極片
２に当接しその間を短絡すること、又隔筒１５の損傷を
防止している。

又陽電極部材５は、電極片２の中心を貫通する芯軸３に
陽極を接続しており、従って長手方向の抵抗を著減し、
電極片２を全長さにわたって、その表面に均一なプラス
電圧を印加し、全長さにわたって、効率のよい水の電気
分解を可能とする。

又カルシウムイオンを添加する際には前記っまみ１０２
を開くことによって、薬剤供給具２４から、分岐管９９
を通る流水とともに前記内流路２０に供給する。なおり
ルシウムイオンは、高価であり、また調理に使用すると
きには味を損なう場合があり、従って洗浄、調理等の際
にはつまみ１０２をオフする。

又接続金具６５のコックを閉じたときには、浄水器２２
の流動抵抗により圧力スイッチＳＰに作用する、水道水
の圧力に基づく水圧が減じ、その圧力変化によって、該
圧力スイッチＳＰはオフし、電源回路ＥＣを開く。

なお圧力スイッチＳＰを、浄水器２４の上流側に設ける
ことによって、浄水器２４の大なる流動抵抗に基づく水
道圧による水圧を利用して、効率よく圧力スイッチＳＰ
をオン、オフさせる。なお従来のものでは、多くの場合
、該圧力スイッチＳＰは浄水器２４と水電解槽１との間
に設けられている。しかしこのようなものでは、浄水器
２４の流動抵抗が大であることにより、該浄水器２４の
出口側の水圧が低く、又水電解槽１の流動抵抗が比較的
小さなことと相俟って、前記した圧力スイッチの配置で
は、清水の入り切りによる圧力差は小となる。従って、
このとき、感度の大なる圧力スイッチＳＰを用いること
が必要となり、装置を大型化し又コストを一ヒ昇させる
。なお、圧力スイッチの位置を低くする際には、該スイ
ッチＳＰに接続するホースの水圧により、水の停止時に
作動しやすく、又高所に設けるときには、ホース等に生
じる負圧によってスイッチの作動を不確実とする。

前記実施例のごとく、圧力スイッチＳＰを浄水器２４の
上流側に設けることによって、かかる欠点を防止しうる
のである。

さらに、沈積物の堆積が進行したときには、前記洗浄水
スイッチＳ２をオンし、リレーＲを用いて前記切換えス
イッチＳ１を切換える。その結果定電流装置Ｋをへて整
流装置Ｇ３、接点Ｒ１、Ｒ３をへて水電解槽１には、陽
電極部材５に陰極が、陰電極部材６に陽極が付加される
。従って、沈積物はその逆電圧により電解し、水流とと
もに流出し内部を清浄化できる。又電気分解のときより
も大なる、例えば５アンペアの電流が流れるため、効率
のよい洗浄を可能とする。又水流の停止とともに圧力ス
イッチＳＰがオフし、リレーＲの接点Ｒ５が開き、自己
保持が解除されることにより、洗浄スイッチＳ２は復帰
する。

なお前記スイッチＳ３は、前記メータＭが、例えば３ア
ンペアを示すように手動により切換える。

又冬期等には、コツクロ９を開き排水することにより凍
結を防ぐ。

〔発明の効果〕このように本発明の水電解槽は、円柱状の電極片に金属
型の芯軸を貫通させた陽電極部材の、筒状の陰電極部材
に内挿するとともに、前記芯軸を用いて、陰電極部材両
端の蓋部材を固定し、又その内部に隔筒を設けることを
基本として、電極片の長さ方向における電位差をなくし
、電極片の表面に全長に亘りほぼ均一な電位を印加でき
る。従って、全長さに亘る効率のよい水の電気分解が可
能となり、水電解槽の水電解能力を向上できる。

又芯軸を用いて蓋部材を押圧でき、第７図に示す従来の
ものに比べて、その構造が簡易化でき、かつ小型化しう
るとともに、組立を容易としかつコストの低域にも役立
ち、さらに組立強度をも高めるなど多くの効果を奏しう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
分解斜視図、第３図は蓋部材を示す一部を断面した平面
図、第４図は本発明の水電解槽を用いる装置を略示す、
る斜視図、第５図はその内部構造を示す斜視図、第６図
はその電源ボックスを略示する電気回路図、第７図は従
来構造を示す一部を断面した正面図である。２−電極片、　３−芯軸、　５・−陽電極部材、６・・
−陰電極部材、　７−先端部、９−ナツト金具、１０．
１１・−蓋部材、　１３−間隙、１５−隔筒、　１６−
内間隙部、１７−外間隙部、　１９・−流入路、２０−内流路、　　　２１・・−外流路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円柱状の電極片にその長手方向中心にのびる金属
製の芯軸が先端部を突出させ貫通される陽電極部材を、
蓋部材により両端を閉止される筒状の陰電極部材に前記
電極片と該陰電極部材との間に間隙を有してかつ芯軸の
前記先端部を各蓋部材から突出させて挿入しかつこの突
出部にナット金具を螺締することにより蓋部材を前記陰
電極部材に押付けるとともに、前記蓋部材に、前記電極
片周囲を囲み前記間隙を外間隙部と内間隙部とに内外に
区分する隔筒を取付け、さらに一方の蓋部材に、前記外
間隙部と内間隙部とにともに通じる流入路を、又他方の
蓋部材に、外間隙部、内間隙部に夫々独立して導通する
外流路、内流路を設けてなる水電解槽。