WO2021166404A1

WO2021166404A1 - 電解槽カートリッジ、および水処理装置

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Publication number: WO2021166404A1
Application number: PCT/JP2020/047198
Authority: WO
Inventors: 俊輔森
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-08-26
Also published as: TW202202449A; CN114981216A; JP2021130083A

Abstract

本開示に係る電解槽カートリッジは、電解水を生成する電解槽と、電解槽を収容するケースと、を備える。ケースは、筒状の周面部と、周面部の両端を閉塞する一対の端面部と、一対の端面部にそれぞれ設けられ、ケースの内部と外部とを通じる一対の開口部とを有する。一対の端面部の少なくとも一方に設けられる開口部の中心は、端面部の図心からずれた位置に位置する。本開示によれば、水処理装置への電解槽カートリッジの取り付け作業を比較的容易にすることができる。

Description

電解槽カートリッジ、および水処理装置

　本開示は、電解槽カートリッジ、および水処理装置に関する。

　従来、電解槽カートリッジとして、電解槽と、電解槽を収容するケースと、ケースの内部と外部とを通じる二つの開口部（給水口、吐水口）と、を備えるものが知られている（特許文献１参照）。この特許文献１では、電解槽カートリッジのケースが、円筒状に形成されており、円筒状のケースの周面部に、二つの開口部が設けられている。

特開２０１７－５１９１５号公報

　上述の電解槽カートリッジにおいては、円筒状のケースの周面部に二つの開口部（給水口、吐水口）が形成されているために、電解槽カートリッジ自体が大きくなり、ひいては電解槽カートリッジが装着される水処理装置も大きくなり得る。二つの開口部を円筒状のケースの端面部に形成することにより、電解槽カートリッジを小さくすることは可能である。しかしながら、電解槽カートリッジの端面部は、極めて小さいのが一般的であり、極めて小さい端面部には作業者の手指が引っ掛かり難く、水処理装置への電解槽カートリッジの取り付け作業が難しくなる可能性がある。

　本開示は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本開示の目的は、水処理装置への電解槽カートリッジの取り付け作業を比較的容易にすることができる電解槽カートリッジ、および水処理装置を提供することにある。

　本開示の態様に係る電解槽カートリッジは、電解水を生成する電解槽と、電解槽を収容するケースと、を備える。ケースは、筒状の周面部と、周面部の両端を閉塞する一対の端面部と、一対の端面部にそれぞれ設けられ、ケースの内部と外部とを通じる一対の開口部とを有する。一対の端面部の少なくとも一方に設けられる開口部の中心は、端面部の図心からずれた位置に位置する。

　本開示の態様に係る水処理装置は、本開示の態様に係る電解槽カートリッジと、電解槽カートリッジを収容する収容部と、を備える。収容部は、電解槽カートリッジの開口部が接続される一対の継手を有し、一対の継手の少なくとも一方は、収容部に対して出没可能に配置される。

　本開示によれば、水処理装置への電解槽カートリッジの取り付け作業を比較的容易にすることができる電解槽カートリッジ、および水処理装置を提供することができる。

一実施形態に係る水処理装置の斜視図である。一実施形態に係る水処理装置を図１とは反対側から見た斜視図である。図２の水処理装置からカバーを取り外した状態を示す斜視図である。図３の水処理装置から電解槽カートリッジを取り外した状態を示す斜視図である。一実施形態に係る電解槽カートリッジの斜視図である。一実施形態に係る電解槽カートリッジのケースを分解して示す斜視図である。一実施形態に係る電解槽カートリッジの概略的な平面図である。

　以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

　以下、図１から図７を用いて、本実施形態に係る電解槽カートリッジ、および水処理装置を説明する。

　［１．構成］
　［水処理装置］
　図１から図４に示すように、水処理装置１は、本体（装置本体）２と、電源（図示せず）と、制御部（図示せず）と、給水用配管３と、吐水用配管４と、電解槽カートリッジ１０と、を備えて構成される。

　［本体］
　本体２は、電源、制御部および電解槽カートリッジ１０などの必要な部品を収容する。また、本体２は、処理前の水を本体２の内部に受け入れ、処理後の水を本体２の外部に排出する。

　本体２は、外観視において略直方体形状である。本体２は、外観視において略直方体形状に限定はされず、例えば、外観視において略立方体形状であってもよく、外観視において略円筒形状であってもよい。

　本体２は、電解槽カートリッジ１０を収容する収容部５と、収容部５を閉塞するカバー６とを有する。カバー６は、本体２の外面に開閉可能（着脱可能）に取り付けられ、カバー６を本体２から取り外すことにより、収容部５が開放される（図３参照）。

　本実施形態では、カバー６は、短辺部６ａと、長辺部６ｂとを有して、平面視において略Ｌ字状に形成されている。

　収容部５は、電解槽カートリッジ１０を収容する。収容部５は、収容部５を開放するときにカバー６が移動する開放側に設けられる開放側部分（開放側空間）５ａと、収容部５を閉塞するときにカバー６が移動する閉塞側に設けられる閉塞側部分（閉塞側空間）５ｂとを有する。

　具体的には、収容部５は、内部の地面（下面）５ｃと、地面５ｃに対向する天面（上面）５ｄと、これらの地面５ｃと天面５ｄとの間に形成される側面５ｅとを有する。そして、この側面５ｅの一部に開口が形成されて、この開口がカバー６により閉塞される。

　本実施形態では、カバー６と同様に、収容部５の側面５ｅは、短辺側面５ｅ１と、長辺側面５ｅ２とを有して、平面視において略Ｌ字状に形成されている。

　また、収容部５は、電解槽カートリッジ１０が係合されて接続される一対の継手７，８を有する。一対の継手７，８の内の一方の継手（給水用継手）７は、収容部５の内部の地面５ｃを貫通して配置される。一方、一対の継手７，８の内の他方の継手（吐水用継手）８は、収容部５の内部の天面５ｄを貫通して配置される。

　給水用継手７および吐水用継手８は、収容部５の内部において、カバー６の閉塞側から近く、カバー６の開放側から遠い位置に配置される。すなわち、給水用継手７および吐水用継手８は、収容部５の閉塞側部分５ｂに配置される。

　本実施形態では、給水用継手７は、収容部５の内部の地面５ｃに対して出没可能（進退可能）に配置される。給水用継手７は、例えばバネにより収容部５の内部の地面５ｃに対して出没可能（進退可能）に配置される。

　本実施形態とは逆に、吐水用継手８が、収容部５の内部の天面５ｄに対して出没可能に配置されてもよい。すなわち、吐水用継手８が、例えばバネにより収容部５の内部の天面５ｄに対して出没可能（進退可能）に配置されてもよい。

　また、給水用継手７が、収容部５の内部の地面５ｃに対して出没可能に配置され、さらに、吐水用継手８が、収容部５の内部の天面５ｄに対して出没可能に配置されてもよい。要するに、一対の継手７，８の内の少なくとも一方が、収容部５に対して出没可能に配置されていればよい。

　そして、本体２は、図示しない係合具により電源および制御部などの部品を支持する。これらの電源および制御部などの部品は、本体２に収容部５とは別に設けられる収容部（内部空間）に配置される。

　［電源］
　図示しない電源は、水処理装置１に電流を供給する。この電源は、例えば、定電流電源から構成される。

　［制御部］
　図示しない制御部は、水処理装置１の処理動作を制御する。この制御部は、例えば、汎用のマイコン（マイクロコントローラ）から構成される。

　［給水用配管］
　給水用配管３は、処理前の水を本体２の内部の電解槽カートリッジ１０に供給する。給水用配管３は、例えば中空の円筒管から構成されて、収容部５の内部の地面５ｃに配置される継手（給水用継手）７に接続される。

　給水用配管３は、例えばＡＢＳ樹脂から形成される。

　［吐水用配管］
　吐水用配管４は、処理後の水を本体２の内部の電解槽カートリッジ１０から排出する。吐水用配管４は、例えば中空の円筒管から構成されて、収容部５の内部の天面５ｄに配置される継手（吐水用継手）８に接続される。

　吐水用配管４は、例えばＡＢＳ樹脂から形成される。

　［電解槽カートリッジ］
　電解槽カートリッジ１０は、水（例えば水道水）の水質を電気分解により改質して、電解水（機能水）を生成する。

　図５および図６に示すように、電解槽カートリッジ１０は、電解槽１２と、制御用回路１３と、これらの電解槽１２および制御用回路１３を収容するケース１４とを有する。

　電解槽１２は、互いに隣り合う電極間に導電性膜が介在するように積層される積層体を有し、水を電解処理する電解部（図示せず）と、この電解部が内部に配置されるハウジング１５とを有する。

　ハウジング１５の下端部には、電解部に供給される水が流入する流入口１６が形成され、ハウジング１５の上端部には、電解部で生成される電解水が流出する流出口１７が形成される。また、ハウジング１５には、ハウジング１５の内部から外部に突出する給電用の電極端子１８，１８が配置される。

　電解槽１２のハウジング１５は、例えばＡＢＳ樹脂から形成される。

　制御用回路１３は、電解槽１２の電極端子１８，１８に電気的に接続されて（図６参照）、電解槽１２の内部の電極に電圧を印加する。

　電解槽カートリッジ１０（ケース１４）は、外観視において略直方体形状である。ケース１４は、外観視において略直方体形状に限定はされず、例えば、外観視において略立方体形状であってもよく、外観視において略円筒形状であってもよい。

　電解槽カートリッジ１０（ケース１４）は、長手方向を有しており、この長手方向に沿って対向する、一対の底面（端面部）２１，２１を有する。これらの底面２１，２１に、開口部（給水用開口２２，吐水用開口２３）が一つずつ形成される。

　すなわち、ケース１４は、筒状の周面部２０と、周面部２０の両端を閉塞する一対の底面（端面部）２１，２１と、一対の端面部２１，２１にそれぞれ設けられ、ケース１４の内部と外部とを通じる一対の開口部（給水用開口２２，吐水用開口２３）とを有する。

　また、本実施形態では、電解槽カートリッジ１０の前段（上流側）に逆止弁２４が配置され、この逆止弁２４は、電解槽カートリッジ１０の給水用開口２２に配置される（図６参照）。

　逆止弁２４は、例えば、円板と、この円板を貫通するゴム製の傘型棒（傘型弁体）とを有して構成される。

　また、逆止弁２４の本体部分をケース１４の分割体１４ａ，１４ｂ（図６参照）によって挟み込むことにより、逆止弁２４が電解槽カートリッジ１０のケース１４に保持される。

　このように逆止弁２４を電解槽カートリッジ１０に配置することにより、電解槽カートリッジ１０を本体２（収容部５）から引き抜いたときに、逆止弁２４によって電解槽カートリッジ１０から水が落ちないようにすることが可能になる。このため、作業者が手指を水で濡らすことなく作業を行うことができ、また、電解槽カートリッジ１０の取り外し作業の際に水処理装置１の本体２を水で濡らすことを抑制することができる。

　また、電解槽カートリッジ１０の後段（下流側）にも逆止弁が配置される。この電解槽カートリッジ１０の下流側の逆止弁は、少なくとも一つが配置されていればよく、吐水用継手８に配置されてもよく、吐水用配管４に配置されてもよい。しかしながら、電解槽カートリッジ１０の下流側の逆止弁は、電解槽カートリッジ１０の直後にあるほうが、吐水用配管４の内部に滞留した水の落下防止としては好ましい。

　図７に示すように、ケース１４の底面（端面部）２１は、平面視において略矩形状（略長方形状）に形成されており、二本の対称軸（長軸Ｌ１、短軸Ｌ２）を有する。底面２１の長軸Ｌ１に沿う方向で、底面２１の長軸Ｌ１と短軸Ｌ２との交点（重心：図心）Ｃ１からずれた長軸Ｌ１上に、開口部２２，２３の少なくとも一つの中心Ｃ２が位置する。

　本実施形態では、一対の端面部２１，２１の内の一方に設けられる開口部（給水用開口）２２の中心Ｃ２は、端面部２１の図心（重心）Ｃ１からずれた位置に位置している。また、一対の端面部２１，２１の内の他方に設けられる開口部（吐水用開口）２３の中心Ｃ２も、端面部２１の図心（重心）Ｃ１からずれた位置に位置している。

　また、本実施形態では、二つの開口部２２，２３の中心Ｃ２が同軸ＳＡ上に位置する。すなわち、一対の端面部２１，２１の内の一方に設けられる開口部（給水用開口２２）の中心Ｃ２と、一対の端面部２１，２１の内の他方に設けられる開口部（吐水用開口２３）の中心Ｃ２とは、同軸ＳＡ上に位置している。

　ケース１４の端面部２１の図心（重心）Ｃ１と、二つの開口部２２，２３の中心Ｃ２の軸ＳＡとをずらして、ケース１４を非対称の形状とすることにより、電解槽カートリッジ１０の左右方向（または前後方向）の逆挿入（誤挿入）を抑制することが可能になる。

　本実施形態では、給水用開口２２と吐水用開口２３とで開口部の形状を異ならせて、ケース１４を上下方向（高さ方向）に関して非対称の形状としている。このように開口部２２，２３をケース１４に形成することにより、電解槽カートリッジ１０の上下方向の逆挿入（誤挿入）を抑制することが可能になる。

　電解槽カートリッジ１０のケース１４は、例えばＡＢＳ樹脂から形成される。

　［２．動作］
　以下、本実施形態で示す電解槽カートリッジ１０、および水処理装置１の動作、作用を説明する。

　［電解槽カートリッジの取り外し作業］
　まず、電解槽カートリッジ１０を本体２の収容部５（継手７，８）から取り外す、取り外し作業について説明する。

　電解槽カートリッジ１０の上端（端面部２１）の手前側（カバー６の開放側）に手指をかけ、鉛直下方向に電解槽カートリッジ１０に対して荷重をかける。給水用継手７の内部のバネの力に対抗して鉛直下方向に電解槽カートリッジ１０を移動させながら、電解槽カートリッジ１０の上端（端面部２１）を手前側（カバー６の開放側）に引いて傾ける。そして、電解槽カートリッジ１０の上端の開口部２３が吐水用継手８から離れたところで、電解槽カートリッジ１０にかけている鉛直下方向の荷重を弱めることにより、その状態で電解槽カートリッジ１０を収容部５から引き出して取り外すことができる。

　［電解槽カートリッジの取り付け作業］
　次に、電解槽カートリッジ１０を本体２の収容部５（継手７，８）に取り付ける、取り付け作業について説明する。

　電解槽カートリッジ１０の上端（端面部２１）を手前側（カバー６の開放側）に斜めに倒した状態で、電解槽カートリッジ１０の下端の開口部２２を給水用継手７に当接させる。鉛直下方向に電解槽カートリッジ１０に対して荷重をかけながら、電解槽カートリッジ１０を鉛直方向に起立させる。そして、電解槽カートリッジ１０に対する鉛直下方向の荷重を弱めて、その状態で電解槽カートリッジ１０から手指を離すことにより、電解槽カートリッジ１０を収容部５（継手７，８）に取り付けることができる。

　［水処理装置の動作］
　次に、水処理装置１の動作について説明する。

　まず、処理前の水（例えば水道水）を水処理装置１に供給するために、給水用配管３および給水用継手７を通じて電解槽カートリッジ１０の電解槽１２に水を供給する。

　電解槽カートリッジ１０の電解槽１２に水を供給している状態で、電解槽１２の電極端子１８，１８に電圧を印加することにより、電解槽１２の内部において電解水が生成される。

　そして、処理後の水（電解水）が、吐水用継手８および吐水用配管４を通じて電解槽カートリッジ１０の電解槽１２から排出される。

　［３．効果等］
　（１）本実施形態において、電解槽カートリッジ１０は、電解水を生成する電解槽１２と、電解槽１２を収容するケース１４と、を備える。ケース１４は、筒状の周面部２０と、周面部の両端を閉塞する一対の端面部２１，２１と、一対の端面部２１，２１にそれぞれ設けられ、ケース１４の内部と外部とを通じる一対の開口部２２，２３とを有する。一対の端面部２１，２１の少なくとも一方に設けられる開口部２２，２３の中心Ｃ２は、端面部２１の図心Ｃ１からずれた位置に位置する。

　開口部２２，２３の中心Ｃ２が端面部２１の図心Ｃ１からずれて位置することにより、電解槽カートリッジ１０（ケース１４）の端面部２１に、開口部２２，２３を間に挟んで面積が大きい部分と、開口部２２，２３を間に挟んで面積が小さい部分とが形成される。このため、電解槽カートリッジ１０（ケース１４）の端面部２１における開口部２２，２３を間に挟んで面積が大きい方の部分に、作業者が手指を引っ掛けて操作（取り外し作業、取り付け作業）をすることができる。

　したがって、本実施形態によれば、水処理装置１への電解槽カートリッジ１０の取り付け作業、および水処理装置１からの電解槽カートリッジ１０の取り外し作業を比較的容易にすることが可能になる。

　（２）本実施形態のように、一対の端面部２１，２１の一方に設けられる開口部（給水用開口）２２の中心Ｃ２と、他方に設けられる開口部（吐水用開口）２３の中心とは、同軸ＳＡ上に位置してもよい。

　このように開口部２２，２３を構成することにより、開口部２２，２３の一方から他方へと流れる水の流れも一つの軸ＳＡに沿うことになり、電解槽カートリッジ１０の電解槽１２の内部の流量が安定する。

　（３）本実施形態において、水処理装置１は、電解槽カートリッジ１０と、電解槽カートリッジ１０を収容する収容部５と、を備える。収容部５は、電解槽カートリッジ１０の開口部２２，２３が接続される一対の継手７，８を有し、一対の継手７，８の少なくとも一方は、収容部５に対して出没可能に配置される。

　このように給水用継手７を構成することにより、水処理装置１への電解槽カートリッジ１０の取り付け作業、および水処理装置１からの電解槽カートリッジ１０の取り外し作業の際に、給水用継手７に内蔵される、例えばバネの力を利用することができる。このため、水処理装置１への電解槽カートリッジ１０の取り付け作業、および水処理装置１からの電解槽カートリッジ１０の取り外し作業を比較的容易にすることが可能になる。

　（４）水処理装置１は、収容部５を閉塞するカバー６を備える。収容部５は、収容部５を開放するときにカバー６が移動する開放側に設けられる開放側部分５ａと、収容部５を閉塞するときにカバー６が移動する閉塞側に設けられる閉塞側部分５ｂとを有する。本実施形態のように、一対の継手７，８の少なくとも一方は、収容部５の閉塞側部分５ｂに配置されてもよい。

　このように継手（給水用継手７、吐水用継手８）を配置することにより、電解槽カートリッジ１０の端面部２１における開口部２２，２３を間に挟んで面積が大きい方の部分が、手前側（作業者側）に配置されることになる。このため、水処理装置１への電解槽カートリッジ１０の取り付け作業、および水処理装置１からの電解槽カートリッジ１０の取り外し作業を比較的容易にすることが可能になる。

　（５）水処理装置１は、電解槽カートリッジ１０の上流側に配置される、少なくとも一つの逆止弁２４を備えてもよい。

　このように逆止弁２４を配置することにより、作業者が手指を水で濡らすことなく作業を行い、また、電解槽カートリッジ１０の取り外し作業の際に水処理装置１の本体２を水で濡らすことを抑制することが可能になる。このため、水処理装置１への電解槽カートリッジ１０の取り付け作業、および水処理装置１からの電解槽カートリッジ１０の取り外し作業を比較的容易にすることが可能になる。

　なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

　本開示は、水処理装置への電解槽カートリッジの取り付け作業を比較的容易にすることができる電解槽カートリッジ、および水処理装置に適用可能である。

　１　水処理装置
　２　本体（装置本体）
　３　給水用配管
　４　吐水用配管
　５　収容部
　５ａ　開放側部分（開放側空間）
　５ｂ　閉塞側部分（閉塞側空間）
　６　カバー
　７　継手（給水用継手）
　８　継手（吐水用継手）
　１０　電解槽カートリッジ
　１２　電解槽
　１３　制御用回路
　１４　ケース
　１５　ハウジング
　２０　周面部
　２１　底面（端面部）
　２２　開口部（給水用開口）
　２３　開口部（吐水用開口）
　２４　逆止弁
　Ｃ１　端面部の図心
　Ｃ２　開口部の中心
　ＳＡ　同軸

Claims

　電解水を生成する電解槽と、
　前記電解槽を収容するケースと、を備え、
　前記ケースは、
　筒状の周面部と、
　前記周面部の両端を閉塞する一対の端面部と、
　前記一対の端面部にそれぞれ設けられ、前記ケースの内部と外部とを通じる一対の開口部とを有し、
　前記一対の端面部の少なくとも一方に設けられる前記開口部の中心は、前記端面部の図心からずれた位置に位置する、電解槽カートリッジ。
　前記一対の端面部の一方に設けられる前記開口部の中心と、他方に設けられる前記開口部の中心とは、同軸上に位置する、請求項１に記載の電解槽カートリッジ。
　請求項１または２に記載の電解槽カートリッジと、
　前記電解槽カートリッジを収容する収容部と、を備え、
　前記収容部は、前記電解槽カートリッジの前記一対の開口部が接続される一対の継手を有し、
　前記一対の継手の少なくとも一方は、前記収容部に対して出没可能に配置される、水処理装置。
　前記収容部を閉塞するカバーをさらに備え、
　前記収容部は、前記収容部を開放するときに前記カバーが移動する開放側に設けられる開放側部分と、前記収容部を閉塞するときに前記カバーが移動する閉塞側に設けられる閉塞側部分とを有し、
　前記一対の継手の少なくとも一方は、前記収容部の前記閉塞側部分に配置される、請求項３に記載の水処理装置。
　前記電解槽カートリッジの上流側に配置される、少なくとも一つの逆止弁をさらに備える、請求項３または４に記載の水処理装置。