JP4568708B2 - 水平放射式電解装置 - Google Patents

Description

本発明は一種の水平放射式電解装置に関する。特に一種の主に水流の安定拡散技術に用いられる水平放射式電解装置に係る。

公知の直立式電解槽には以下のような問題があった。
１．直立式電解槽の酸、アルカリ性水出水口の設計の多くは上方から取水するため、電解後の電解槽には残留水が残り、これに対して残水排出装置を別に設置する必要があるためコストを増加する。しかし、残水排出装置を設置しなければ、残水には細菌が繁殖し、またカルシウムイオンが沈殿し、電解槽のカルシウム蓄積を加速してしまう。これにより次に電解する時には、前回の未電解の残水が先に流出し、酸化還原電位の標準値を達成することはできない、
２．直立式電解槽の進水口と出水口の単位面積は等しく、電解電流もまた近いため、出水口の電極間隔距離を拡大するなら、出水口の電気抵抗もこれに従い増大するため、出水口位置の総電解電流は減少し、これに伴い中性水層の範囲も減少し、さらに陰、陽イオンの分流は明らかに困難になってしまう、
３．直立式電解槽の進水口と出水口の単位面積は等しく、電極板入口に進水する流速と電極板出口を離れる流速も等しいため、出水口の流速を減速することができず、乱流現像を引起し易い、
４．直立式電解槽の多くは大量のネジを固定、分解、組立てに使用するため、非常に不便でコスト増加にも繋がっている、
５．直立式電解槽は給水器貯水槽下の扁平空間内に設置することができず、直立式電解槽を給水器内部に設置しなければならないため場所を取る。しかも管を外に接続しなければならないため、水を電解槽の進水口に導入し電解後、さらに管を利用し酸性水とアルカリ性水を給水器に接続する出水口に導出する必要があり、組立て時の面倒と困難を拡大し、しかもコストを増加している、
６．直立式電解槽の電極間隔距離は固定式で、軟水区域或いは硬水区域の差異に応じて適度に電極間隔距離の調整を行うことができないため、適用範囲は制限されている。一般には、軟水区域の電極間隔距離は硬水区域のそれより短く設計され、反対に硬水区域の電極間隔距離は軟水区域のそれよりやや長く設計されるが、固定式の電極間隔距離設計では一定の制限が存在する。

本発明は上記構造の問題点を解決した水平放射式電解装置を提供するものである。本発明人は現在関連製品の製造、設計に従事し、多年にわたる実務経験と心得を累積しており、上記直立式電解槽に存在する問題と欠点に対して、積極的に刷新と改良の精神を投入し、水平放射式電解装を完成する。

本発明が解決する問題１が応用する装置及び公知技術と比較した効果の一は、水平放射式電解装置は酸、アルカリ性水出水口の一方の出水口が下方から取水するだけで、該出水口より電解槽内の残水を排水可能で、別に残水排出装置を設置する必要はなくなる。これによって、コストを低下可能で、しかも残水に細菌が繁殖し、また残水にカルシウム蓄積が加速する問題を効果的に解決することができる。

本発明が解決する問題２が応用する装置及び公知技術と比較した効果の二は、図１に示すように、水平放射式電解装置を内から外へと、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの５つに等分し、該区分の総電流はそれぞれＩa＜Ｉb＜Ｉc＜Ｉd＜Ｉe でＥ区分が最外周区分になり、総電解電流は最大であるため、出水口の陰、陽極電極板の電極間隔距離を拡大したなら、電解電流はわずかに低下するが正常な電解の進行に影響を及ぼすことはなく、よって中性水層の範囲を大幅に拡大可能で、陰、陽イオンの分流をよりいっそう容易にする。

本発明が解決する問題３が応用する装置及び公知技術と比較した効果の三は、図２に示すように、水平放射式電解装置を内から外へとａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの５つに等分し、該区分の流速はＳａ＞Ｓｂ＞Ｓｃ＞Ｓｄ＞Ｓｅで、 水流は内から外へと拡散する時、流速は内から外へと徐々に緩慢になるため、出水口の流速を効果的に緩慢にし、水流の安定を助け乱流の発生を減少させる。

本発明が解決する問題４が応用する装置及び公知技術と比較した効果の四は、水平放射式電解装置を上下２円盤型台座に設計可能で、直接該台座に相互に対応し固定可能な内、外ネジヤマを設置するため、ネジを使用した固定が不要で、分解と組立てが極めて便利でする。

本発明が解決する問題５が応用する装置及び公知技術と比較した効果の五は、水平放射式電解装置は扁平型構造に属するため、直接給水器貯水槽下の扁平空間内に設置可能で、空間を占拠せず、しかも給水器貯水槽の水導入電解槽は管路を外に接続する面倒と不便を省くことができ、コストを低下させることができる。

本発明が解決する問題６が応用する装置及び公知技術と比較した効果の六は、水平放射式電解装置は円盤型に設計可能で、上記２、３に示すように、隔膜及び間隔物のない設計であり、また進水口は軸心に位置し、出水口は円心の周辺に位置するため、内、外ネジヤマにより、止水部品を対応させ上下電極の間隔距離調整を行うことができ、同時に進水口と出水口の相関位置に影響を及ぼすことがないため、適用範囲がさらに広がることを特徴とする水平放射式電解装置である。

請求項１の発明は、台座と蓋体の対応面に２枚の電極板を水平に設置し、該台座に配置する電極板中心に進水口を設置し、該蓋体に配置する電極板中心には出水口を設置し、これにより水は直接進水口から導入され、さらに水平に外に向けて放射状に拡散し、電解時にはそれぞれ２枚の電極板の水平な両側面において酸性水層とアルカリ性水層を形成し、該台座は該２枚の電極板の外周にあって該２枚の電極板間の間隙に対応するように分流盤を設置し、該分流盤によりアルカリ性水と酸性水とを分離してそれぞれアルカリ性水と酸性水出水ジョイントから導出することを特徴とする水平放射式電解装置としている。
請求項２の発明は、前記台座と蓋体はそれぞれに設置する電極板の板面に対向する面に隔板を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置としている。
請求項３の発明は、前記蓋体に配置する電極板と該台座中心には導電と出水を行う導電接続管と導電管を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置としている。
請求項４の発明は、前記２枚の電極板には補強リブを設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置としている。
請求項５の発明は、前記台座に配置する電極板周囲には該台座を貫通する導電片をプレスにより設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置としている。
請求項６の発明は、前記導電接続管と導電管には相互に対応し固定可能な内、外ネジヤマを設置することを特徴とする請求項３記載の水平放射式電解装置としている。
請求項７の発明は、前記蓋体中心には出水ジョイントを設置し、該導電接続管を封鎖し、同時に該蓋体と該分流盤には相互に対応し固定可能な内、外ネジヤマを設置することを特徴とする請求項３記載の水平放射式電解装置としている。
請求項８の発明は、前記導電接続管には導電弾力片を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置としている。

本発明は水平放射式電解装置を提供し、酸、アルカリ性水出水口の一方の出水口が下方から取水するだけで、該出水口より電解槽内の残水を排水可能で、別に残水排出装置を設置する必要はなくなる。これによって、コストを低下可能で、しかも残水に細菌が繁殖し、また残水にカルシウム蓄積が加速する問題を効果的に解決することができる。

図３、４、５、６に示すように、本発明電解装置は主に蓋体１０、陰極電極板２０、導電接続管３０、導電管４０、水出入ジョイント５０、台座６０、陽極電極板７０、分流盤８０、若干の水止ワッシャＱ１〜Ｑ６により組成する。

該蓋体１０は円盤状を呈し、該蓋体１０の中心周囲には４本のネジ孔柱１１を設置し、同数のネジ１２により該陰極電極板２０を固定する。該蓋体１０底面には複数の等分である隔板１３を設置し、固定時に該陰極電極板２０を安定的に設置する。同時に該各隔板１３の間においてアルカリ性水流路を形成する。該蓋体１０周囲底部には内側階分縁１４を設置し、これにより該分流盤８０を設置し、該陰、陽極電極板２０、７０の最小間隔距離の定位機能を提供する。

該陰極電極板２０は円盤状を呈し、該陰極電極板２０の中心と外周部位には補強リブ２１、２２をプレスにより設置し、該陰極電極板２０がめくり上がり曲がることを防止する。該補強リブ２１の中心にはアルカリ性水出水口２３と該ネジ孔柱１１に対応する４個の貫通孔２４を設置する。該アルカリ性水出水口２３は導電接続管３０をリベット固定し、４個の貫通孔２４は該ネジ１２を該蓋体１０のネジ孔柱１１に固定する。

該導電接続管３０は中空管体で、該導電接続管３０の一端は該陰極電極板２０のアルカリ性水出水口２３位置に固設する。該導電接続管３０の反対端にはネジヤマ３１を設置し、該導電管４０において固定する。該導電接続管３０の中央には溝３２を設置し、水止ワッシャＱ１を設置する。

該導電管４０は中空管体で、アルカリ性水出水に用いる他、負極電源の接続にも用いる。該導電管４０一端にはネジ孔４１を設置し、該導電接続管３０のネジヤマ３１に螺設する。該導電管４０の反対端には外側階分縁４２及び２個の溝４３、４４を設置し、これにより該外側階分縁４２は該水出入ジョイント５０における嵌設時の定位に用いられ、２個の溝４３、４４には２個の水止ワッシャＱ２、Ｑ３を設置する。

該水出入ジョイント５０内部は中空で、下方には孔台５１を設置し、該導電管４０を貫通設置する。該孔台５１内壁には内側階分縁５２を設置し、該導電管４０挿設時に該外側階分縁４２と定位する。該水出入ジョイント５０片側には原料水進水ジョイント５３を設置し、反対側には酸性水出水ジョイント５４を設置する。該水出入ジョイント５０上方には同軸で台座６０を設置する。

該台座６０中心は下向きに中空の嵌接部６１を設置し、該水出入ジョイント５０に嵌設する。該嵌接部６１外部には２本の溝６２、６３を設置し、２個の水止ワッシャＱ４、Ｑ５を設置する。該台座６０頂面には複数の等分隔板６４を設置し、該陽極電極板７０の安定設置に用い、同時に該各隔板６４の間において酸性水流路を形成する。該台座６０頂面には４個の等分の穿孔６５を設置し、該陽極電極板７０の４枚の電極ピン７４の穿出に用いる。該嵌接部６１上方には同軸心の水出入隔管６６を設置し、これにより原料水進水流路と酸性水出水流路を区分する。該進水隔管６６内壁には複数の等分の隔板６７を設置し、該導電管４０の嵌設時にその定位を中心位置において行う。該進水隔管６６外壁には酸性水出水流路を形成し、該酸性水出水流路の底部には複数の等分の酸性水出水孔６８を設置し、該水出入隔管６６上方には陽極電極板７０を固設する。

該陽極電極板７０は円盤状を呈し、該陽極電極板７０中心には進水口７１を設置し、該陽極電極板７０外周と該進水口７１周囲には補強リブ７２、７３及び４枚の電極ピン７４をプレス形成する。該補強リブ７２、７３の作用は該陽極電極板７０のめくり上がりや湾曲の防止で、該電極ピン７４は正極電源に接続する。

該分流盤８０は中空の円盤状を呈し、該蓋体１０と該台座６０の間に設置する。該分流盤８０外部には溝８１を設置し、水止ワッシャＱ６を設置する。該分流盤８０は該陰極電極板２０と該陽極電極板７０の間に対応しブレード状分流板８２を設置し、これにより該陰極電極板２０と該陽極電極板７０の電解時に発生するアルカリ性水と酸性水を区分する。

図７、８に示すように、本発明は上記の各装置の組合せにより、電解時、原料水は該水出入ジョイント５０の原料水進水ジョイント５３と水出入隔管６６から該陽極電極板７０中心の進水口７１に導入され、さらに該陰極電極板２０と該陽極電極板７０の間隙から、水平に外に向かい放射状に拡散し、それぞれ該陰極電極板２０と該陽極電極板７０の両側においてアルカリ性水層流と酸性水層流を形成し、該分流盤８０内縁のブレード状分流板８２を利用し、該上、下２個のアルカリ性水層流と酸性水層流を分割する。

該アルカリ性水層流は先ず該蓋体１０の隔板１３から中心のアルカリ性水出水口２３に導引され、さらに該導電接続管３０と該導電管４０により取水される。

該酸性水層流は先ず該台座６０の隔板６４から該水出入隔管６６に導引され、さらに該水出入隔管６６の酸性水出水孔６８から該水出入ジョイント５０の酸性水出水ジョイント５４に導引され取水される。

本発明が提供する水平放射式電解装置は、図１０に示すよう、主に該陰極電極板２０と該陽極電極板７０を該蓋体１０と該台座６０にそれぞれ固設し、同時に該陰極電極板２０中心にネジヤマ３１を具えた導電接続管３０を設置し、該水出入ジョイント５０中心にはネジ孔４１を具えた導電管４０を設置する。こうして、該蓋体１０を締める或いは緩めるだけで、迅速かつ簡易に組立て或いは分解作業を完成することができ、同時に実際に使用する水の軟、硬度に応じて、円盤状の該陰極電極板２０と該陽極電極板７０の間隔距離を調整することができる。

さらに図１１、１２、１３、１４に示すように、上記水平放射式電解装置の実施例二では、アルカリ性水は該導電管４０下方から出水する型態に設計可能な他に、アルカリ性水が直接該蓋体１０上方から出水する型態に設計することもできる。該電解装置は主に該蓋体１０中心において上向きにアルカリ性水出水ジョイント１５を設置し、導電接続管３０を封鎖し、同時に該蓋体１０と該分流盤８０において相互に対応し固定可能な外ネジヤマ１６と内ネジヤマ８３を設置する。該導電接続管３０と該導電管４０中心にはネジヤマ３１とネジ孔４１を設置せず、しかも該導電弾力片３３を利用し、該導電管４０ろの接触導電を増加する。電解時には、アルカリ性水は直接該蓋体１０上方のアルカリ性水出水ジョイント１５から取水する。

上記水平放射式電解装置は該陽極電極板７０中心の進水口７１の断面積が、該陽極電極板７０と該陰極電極板２０の円周に位置する酸性水とアルカリ性水出水の断面積より小さいため、すなわち該陰、陽極電極板２０、７０の週辺設計を利用し出水口とし、最大の出水口面積を得ることができ、出水口の流速を緩慢にすることができる。こうして効果的に乱流現象を防止し、水流は水平に外に向かい放射状に拡散し、安定的に上層の酸性水層流と下層のアルカリ性水層流に電界される。

上記水平放射式電解装置においては、該陽極電極板７０中心の進水口７１の断面積が、該陽極電極板７０と該陰極電極板２０の円周に位置する酸性水とアルカリ性水出水の断面積より小さいため、該進水口７１の電解電流は、酸性水とアルカリ性水出水の電解電流より小さい。同時に、該陽極電極板７０と該陰極電極板２０の円周外辺には表皮効果（Ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）が生じるため、より大きな電解電流を発生することができる。この現象を利用し、該陽極電極板７０と該陰極電極板２０の間隔距離を徐々に拡大し、これにより酸性水層流とアルカリ性水層流の間の中性水層流範囲を拡大し、乱流現象を減少させ、酸性水層流とアルカリ性水層流の分流に有利となる。

本発明電解槽の電流表示図である。 本発明電解槽の流速表示図である。 本発明実施例一の立体組合せ断面図である。 本発明実施例一の立体分解表示図である。 本発明実施例一の断面組合せ表示図である。 図５のＤ局部拡大表示図である。 本発明実施例一の使用状態表示図である。 図７のＭ−Ｍ位置における断面組合せ表示図である。 図７のＦ−Ｆにおける断面組合せ表示図である。 本発明実施例一の分解状態表示図である。 本発明実施例二の立体組合せ断面図である。 本発明実施例二の立体分解表示図である。 本発明実施例二の断面組合せ表示図である。 本発明実施例二の使用状態表示図である。

符号の説明

１０ 蓋体
１１ ネジ孔柱
１２ ネジ
１３、６４、６７ 隔板
１４ 内側階分縁
１５ 酸性水出水ジョイント
１６ 外ネジヤマ
２０ 陽極電極板
２１、２２、７２、７３ 補強リブ
２３ 酸性水出水口
２４ 貫通孔
３０ 導電接続管
３１ ネジヤマ
３２、４３、４４、６２、６３、８１ 溝
３３ 導電弾力片
４０ 導電管
４１ ネジ孔
４２ 外側階分縁
５０ 水出入ジョイント
５１ 孔台
５２ 内側階分縁
５３ 原料水進水ジョイント
５４ アルカリ性水出水ジョイント
６０ 台座
６１ 嵌接部
６５ 穿孔
６６ 水出入隔管
６８ 酸性水出水孔
７０ 陰極電極板
７１ 進水口
７４ 導電片
８０ 分流盤
８２ ブレード状分流板
８３ 内ネジヤマ
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６ 水止ワッシャ

Claims (8)

1. 台座と蓋体の対応面に２枚の電極板を水平に設置し、該台座に配置する電極板中心に進水口を設置し、該蓋体に配置する電極板中心には出水口を設置し、これにより水は直接進水口から導入され、さらに水平に外に向けて放射状に拡散し、電解時にはそれぞれ２枚の電極板の水平な両側面において酸性水層とアルカリ性水層を形成し、該台座は該２枚の電極板の外周にあって該２枚の電極板間の間隙に対応するように分流盤を設置し、該分流盤によりアルカリ性水と酸性水とを分離してそれぞれアルカリ性水と酸性水出水ジョイントから導出することを特徴とする水平放射式電解装置。
2. 前記台座と蓋体はそれぞれに設置する電極板の板面に対向する面に隔板を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置。
3. 前記蓋体に配置する電極板と該台座中心には導電と出水を行う導電接続管と導電管を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置。
4. 前記２枚の電極板には補強リブを設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置。
5. 前記台座に配置する電極板周囲には該台座を貫通する導電片をプレスにより設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置。
6. 前記導電接続管と導電管には相互に対応し固定可能な内、外ネジヤマを設置することを特徴とする請求項３記載の水平放射式電解装置。
7. 前記蓋体中心には出水ジョイントを設置し、該導電接続管を封鎖し、同時に該蓋体と該分流盤には相互に対応し固定可能な内、外ネジヤマを設置することを特徴とする請求項３記載の水平放射式電解装置。
8. 前記導電接続管には導電弾力片を設置することを特徴とする請求項１記載の水平放射式電解装置。

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