JPS63282286A - 水電解槽 - Google Patents

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、チタンからなる筒状基体の内面に二酸化イリ
ジウム又は白金をコーティングした第１の電極体を用い
ることを基本として、酸性水の生成率を向上しうる水電
解槽に関する。

〔背景技術〕

従来、水の電気分解により得られるアルカリ性水が、胃
腸の強化、健康維持に効果的であるとともに酸化防止作
用を有することが知られており、例えば飲料用、豆腐等
の食料品の長期保存用として用いられる他、酸性水も、
その酸化作用による漂白、殺菌効果によって化粧用、洗
顔用の他、食器類等の洗浄に用いられてきた。さらに製
麺等に用いるときには、麺体の溶出を防いで多重まりを
向上しうる他１．防腐効果に、よって薬剤の使用を減じ
うろことも知られている。

しかし、近年、この酸性水は、例えば、皮膚病の治癒、
防止効Ｓ及び水のにごりを低源しうる効果等とあいまっ
てプール、風呂等の水としての使用が望まれる他、ビー
ル、清涼飲料水等の容器、食器類の殺菌等、工業用洗浄
水としての需要も高まっている。

一方、このようなアルカリ性水、酸性水の生成には、例
えばカーボン、ニッケルフェライトなどの棒状陽電極と
、ステンレス等の不錆金匡からなりかつ陽電極に外挿さ
れる円筒状陰電極との間に、イオン交換暎を介在させた
水電解槽が従来から用いられており、該電極間に清水を
流過させつつ電気分解することによりイオン交換膜であ
る隔膜内側即ち陽極側に酸性水を、又外側即ち陰極側に
アルカリ性水を生成していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこのような水電解槽においては、酸性水のアルカ
リ性水に対する生成率を増加することができないという
欠点があった。

その原因としては、　・ ■　例えば隔膜内側を流過する酸性水の流量を、外側を
流過するアルカリ性水の流量に比して増加させた場合、
前記流量の増加即ち流速の増加とともに隔膜内側の内圧
が減少し、従ってこの内外の圧力差によって隔膜は内方
へ押圧されることとなる。さらに酸性水取出口は、アル
カリ性水取出口との位置関係により水電解槽中央付近に
設けられるため、酸性水は、取出口近傍で中央側に向か
う流線を描き、従って隔膜を内方に引っ張ることとなる
。

又各電極間距離の限界値、即ち放電可能距離は、一般に
７Ｗ程度と比較的小寸であり、従ってその内部に介在す
る隔膜は、各電極と近接して配されることとなる。さら
に隔膜は、円筒状のシート体であり、剛性が弱く、従っ
て前記した圧力差、水流等による外力によって内方へ変
形しやすく、例えば陽電極と接触、ショートした際には
、電極の劣化を招来しその寿命を短命化する。

一方、逆に、隔膜外側圧力を減少させることは隔膜を張
設でき、前記ショート防止に効果的であるため、隔膜外
側の流量を増加しかつ前記陽電極側に負電圧を又陰電極
側に正電圧を印加することが考えられうる。

しかし、 ■　従来の陰を極即ちステンレス側に正電圧を印加した
場合、ステンレスはその表面が酸化され、耐久性を減じ
ることとなるばかりか、含有するクロムを溶出する傾向
があり、健康上問題となる場合もある。

又、ステンレスによって棒状陰電極を又カーボン、ニッ
ケルフェライトによって円筒状陽ｔｉを形成することも
考えられるが、カーボン、ニッケルフェライトは、陶器
状であり、割れやすく、加工が困難であり、又焼付収縮
等により精度も一定せず、従ってこのような電極は形成
し難い。

このように、従来の水電解槽においては、その電極の劣
化防止のため、隔膜内側の流量を増加できず又、加工性
に冨みさらに放電効果が良くかつ人体に無害な陽電極体
を形成しえなかったため、酸性水の生成率を増加できず
、時にアルカリ性水の余剰生成を招きコストの上昇を招
来していた。

〔発明の目的〕

本発明は、チタンからなる筒状基体の内面に二酸化イリ
ジウム又は白金をコーティングした第１の電極体に正電
圧を印加することを基本として、構成簡易にかつ安定し
て酸性水の生成率を向上でき、アルカリ性水の余剰生成
を防止でき、生産コストの低減、省資源化にも寄与しう
る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〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図において、水電解槽１は、チタンからなる筒状の、基
体２内面に二酸化イリジウム又は白金をコーティングし
た第１の電極体３の内部に、該第１の電極体３の内面か
ら水流過用間隙５を隔てて前記第１の電極体３と平行に
第２の１２極体６を挿入するとともに、前記第１の電極
体３に正電圧を印加している。

第１の！掻体３は、チタンからなる円筒状の基体２を具
え、その外周面には導電性のネジ部材からなる接続端子
１２が溶着されるとともに、その内面には本例では二酸
化イリジウムがコーティングされる。なお二酸化イリジ
ウムは、吹付、刷毛ぬり等により基体２内面に塗布され
た後読イず処理が施される。

第２の電極体６は、本例では、両婦の開口部を円板体１
３．１３で封止された中空状基筒１５を具え、各円板体
１３にはその中心に、先端に外ネジを螺刻する芯軸１６
が突設される。

なお、前記円板体１３．１３、基筒１５、芯軸１６．１
６は、夫々チタン材からなり、アルゴンガス溶接によっ
て一体かつ密封状に固着されるとともに、その周囲には
、二酸化イリジウムがコーティングされる。

又第２の電極体６は、その外径を前記第１の電極体３内
径に比して小寸に形成され、前記第１のＭ　ｊｌｔ体３
体部内部１の電極体３と回忌かつ平行に挿入することに
より、基体２、基筒１５間に間隙５を形成するとともに
、その両端は、蓋部材１９．２０により閉止される。

蓋部材１９．２０は、カバ一体２１．２２とその内端に
夫々取付く保持板２３．２４とからなる。

保持板２３．２４は、前記芯軸１６を貫通する中心孔を
設ける円板状をなしかつ該中心孔の周囲には、通水孔２
５が透設するとともに、外周面には凹溝２６が周設され
る。又保持板２３．２４の外径は、前記第２の電極体６
の外径よりも大かつ第１の電極体３の内径よりも小に設
定され、又一方の保持板２３は、その下面に６設するボ
ス部２７を第２の電極体６上端と当接して又他方の保持
板２４は、第２の電極体６下端間にシリコンゴムなどの
弾性リング２９を介在させて配置される。

又保持板２３．２４間には、本例では、その外周面に取
付き、前記基筒１５を囲む隔部３１が設けられ、前記間
隙５を内間隙部５Ａ、外間隙部５Ｂに区分する。なお隔
部３１は、弾性リング２９を圧縮した状態にて前記凹溝
２６に巻装する紐体等を用いて緊縛され、従って弾性リ
ング２９０反発とともに、該隔部３１は張設される。な
お隔部３１は、水の電解によって生じるイオンを通過さ
せる反面、水分子の透過を妨げる不織布等のいわゆるイ
オン交換用の膜が用いられるや 前記カバ一体２１．２２は、円形の基板３３の周囲に、
前記第１の電極体３を嵌入する段差３５を有する周壁３
６を設けたキャップ状をなし、基板３３の中心には、前
記芯軸１６の先端部を挿通する孔部を有するボス３７を
突設している。

又カバ一体２１．２２は、前記段差３５外方に設□ける
内周溝に嵌合するＯリングにより、前記第１の電極体３
を水蜜しつつ該第１の電極体３を嵌着するとともに、前
記ボス３７をへて基板３３から突出する芯軸１６の外ネ
ジに、例えばナツトであるナツト金具３９を螺締するこ
とによりカバ一体２１．２２は前記段差３５を第１の電
極体３端面に押付けられて取付けられる。

又下方のカバ一体２２は、前記周壁３６とボス３７との
間で前記通水孔２５をへて内間隙部５Ａに通じるととも
に又隔部３１と第１の電極体３との間をへて外間隙部５
Ｂにも導通する流入路４０が形成され、又流入路４０は
、周壁３６に螺着するエルボ４１に連通ずる。

他方のカバ一体２°１は、第３図に示すごとく、前記周
壁３６とボス３７との間に中壁４２を設けており、又中
壁４２は、カバ一体２２の取付けとともに前記保持板２
３の外周縁でその端面が当接する。従って、ボス３７と
中壁４２との間は、通水孔２５をへて前記内間隙部５Ａ
に通じる内流路４５を形成でき、又中壁４２と周壁３６
との間は、隔部３１と第１の電極体３との間で外間隙部
５Ｂに通じる外流路４６を夫々独立して構成する。なお
外流路４６は周壁３６に螺着するエルボ４７に導通し、
又内流路４５は、中壁４２と周壁３６とを継ぐ橋絡片４
９を通りかつ中壁４２で開口する導孔に螺着するエルボ
４８に通じている。

なお、水電解Ｎ１には、第１の電極体３に溶着する接続
端子１２に電源ボックスからのびる正電極側の電気コー
ド５１が端金具を用いてネジ止めされ、又前記芯軸１６
上端には、芯軸１６に外挿されかつナツト５２により挟
圧される端金具を用いてｔＳボックスからのびる負電極
側の電気コード５３が導通される。なお第１の電極体３
、第２の電極体６間には例えば３０Ｖ〜１００■の直流
電圧が印加される。又本例では、芯軸１６上端側に一方
の電気コード５３を接続することにより、基体２表面に
付着する露が該接続部へ滴下するのを防止している。

又水電解［１には、例えば浄水器を介して、本例では水
道管である水供給源に連通ずる。

浄水器は例えば、内部に活性炭、亜硫酸カルシウム等を
収納した周知構成の濾過器であり、送給される水道水な
どの清水を清浄化しつつ前記エルボ４１を介して水電解
槽ｌに清水を供給する。

なお、浄水器、水道管間には開閉弁が介在し、前記清水
の送給を人、切するとともに、前記エルボ４７．４８は
、周知構成のＩｌ！弁を介して夫々アルカリ注水取出口
、酸性水取出口に連通ずる。

なお、例えば酸性水側のエルボ４７と蛇口との間にフロ
ースイッチ（図示せず）を設けるとともに、アルカリ性
水側のエルボ４８には、該フロースイッチにより開閉す
る電磁バルブを設けることもできる。そのとき、酸性水
の取出しと同時にアルカリ性水の排出が可能とする。又
フロースイッチの作動によって電解用の電源スィッチを
ＯＮＬ、第１、第２の電極３．６に電圧を印加する。な
お、そのとき清水取入れ用のエルボ４１には、清水供給
管、例えば水道管を逆流防止弁を介して直結させておく
。

〔作用〕

然して、水道水は、開閉弁の開放により浄水器に流れ込
み、濾過、清浄化されたのちエルボ４１をへて流入路４
０に流入する。又調量弁は、内間隙部５Ａ、外間隙部５
Ｂを夫々流過する水の流量比が、例えば１：５になるご
とく調節され、従って流入路４０を通る水は、前記所望
する流量比に応じてその流速を変化しつつ夫々内間隙部
５Ａ、外間隙部５Ｂを上昇する。

又、内、外間隙部５Ａ、５Ｂ間を流れる水は第１の電極
体３、第２の電極体６間に印加される電圧により電気分
解され正電圧が印加される第１のｔ掻体３側即ち外間隙
部５Ｂには酸性水が又内間隙部５Ａにはアルカリ性水が
夫々生成される。

なお生成に際しては、外間隙部５Ｂ内が、前記酸性水の
流速の増加に伴い減圧されるため、隔部３１は半径方向
外側に向かって張設され、従って水電解ｆｉｌは、隔部
３１を夫々の電極体３６に接触させることなく、安定し
て水を電気分解できる。

なおチタンは、陽電極として車体で用いた場合、通常そ
の表面に酸化皮膜を形成し、絶縁されうるが、本発明の
水電解槽１は、二酸化イリジウムでコーティングしてい
るため、陽電極として好適に使用しうる。

さらにチタンは、ステンレス等と異なり、電流とともに
表面に非感電性の酸化膜を形成し、チタン自体の溶出を
生じることがない。従って、安全性を高めうる。さらに
二酸化イリジウム、白金等の層００部が剥離したときに
も、剥離個所で前記したチタンの酸化皮膜が形成される
ことにより、侵触を防止できる。

なお第１の電極体３は、二酸化イリジウムの他白金を使
用でき、かかる場合、メッキ、莫着、メタリコン等によ
り基体２内面にコーティングしうる。

又第２の電極体６としては、第１の電極体同様白金によ
ってコーティングするのもよ（、又例えば、カーボン、
ニッケルフェライトからなる従来の電極体を用いること
もできる他、さらにはステンレスからなる軸体を用いる
のもよい。

又第５図に本発明の他の実施例を示す。

図において水電解槽１は、チタンを母材としかつ周囲を
二酸化イリジウム又は白金でコーティングした第１、第
２の電極体３．６間の間隙５内に隔部３１を介在せず又
上端には、前記蓋部材２０と同構成の蓋部材２０Ａが取
付くとともに、第１の電極体３、第２の電極体６間には
、交流電圧が印加される。かかる場合、水の電気分解に
よって活性を帯びた発生期の酸素を発生させうるため、
間隙５を流過する水はすべて強い酸化作用を呈し、従っ
て、酸性水の生成効率をさらに向上しうる。

〔発明の効果〕

叙上のごと（、本発明の水電解槽は、チタンからなる筒
状基体の内面に二酸化イリジウム又は白金をコーティン
グした第１の電極体に正電圧を印加するため、隔部外側
を流過する水の流量を内側に比して増加させることによ
り、隔部を第１の電極体及び第２の電極体に接触させる
ことなく簡易に酸性水の生成率を向上でき、酸性水とと
もに得られるアルカリ性水の余剰生成を防止しうる。

又隔部を設けず、さらに第２の電極体をチタンを母材と
しかつ表面に二酸化イリジウム又は白金をコーティング
したもので形成した場合、又はカーボン、ニッケルフェ
ライトで形成した場合には、第１の電極体、第２の１を
掻体間に交流電圧を印加することによって、電解ととも
に活性水を連続的に生成しうる。又交流電圧を印加する
ときには、スケールの発生を防止し、うるなど本発明の
水電解槽は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図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 ２・−・基体、　３・−第１の電極体、　５−・−間隙
、６・・−第２の電極体。 特許出願人　　　　　斯　波　　憲　三　部１）　　村
　　　　　　稔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタンからなる筒状の基体の内面に二酸化イリジ
   ウム又は白金をコーティングした第１の電極体の内部に
   、該第１の電極体の内面から水流過用間隙を隔てて前記
   第１の電極体と平行に第２の電極体を挿入するとともに
   、前記第１の電極体に正電圧を印加してなる水電解槽。