JPH0244909B2 - - Google Patents

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イングした第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、殺菌効果によつて化粧用、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歩止まりを
向上しうる他、防腐効果によつて薬剤の使用を減
じうる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、防止効果及び水のにごりを低減しうる効
果等とあいまつてプール、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
まつている。

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、ニツケルフエライトなど
の棒状陽電極と、ステンレス等の不錆金属からな
りかつ陽電極に外挿される円筒状陰電極との間
に、イオン交換膜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つた。

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、従つてこの
内外の圧力差によつ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、従つて隔膜を内方
に引つ張ることとなる。

又各電極間距離の限界値、即ち放電可能距離
は、一般に７mm程度と比較的小寸であり、従つ
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、従つて前記し
た圧力差、水流等による外力によつて内方へ変
形しやすく、例えば陽電極と接触、シヨートし
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、前記シヨート防止に効果的
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、 従来の陰電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、ステンレスによつて棒状陰電極を又カー
ボン、ニツケルフエライトによつて円筒状陽電
極を形成することも考えられるが、カーボン、
ニツケルフエライトは、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、従つ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、加工性に富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つたため、
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イングした第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
ーテイングした第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の電極体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の電極体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イン
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焼付処理
が施される。

第２の電極体６は、本例では、両端の開口部を
円板体１３，１３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
１６，１６は、夫々チタン材からなり、アルゴン
ガス溶接によつ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
テイングされる。

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
電極体３内部に第１の電極体３と同芯かつ平行に
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１
９，２０により閉止される。

蓋部材１９，２０は、カバー体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
中心孔を設ける円筒状をなしかつ該中心孔の周囲
には、通水孔２５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、その下面に凸設するボス部２
７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を囲む隔筒３１が設
けられ、前記間隙５を内間隙部５Ａ、外間隙部５
Ｂに区分しかつ外間隙部５Ｂには内間隙部５Ａに
比して多量の水を流過させる。なお隔筒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、従つて弾性
リング２９の反発とともに、該隔筒３１は張設さ
れる。なお隔筒３１は、水の電解によつて生じる
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。

前記カバー体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３６を設けたキヤツプ状をなし、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。

又カバー体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ー
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。

又下方のカバー体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筒３１と第１の電極体３と
の間をへて外間隙部５Ｂ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に連通する。

他方のカバー体２１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、カバー体２２の取付けと
ともに前記保持板２３の外周縁でその端面が当接
する。従つて、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、隔筒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４９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、水電解槽１には、第１の電極体３に溶着
する接続端子１２に電源ボツ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
いて電源ボツ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〜100V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。

又水電解槽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する。

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１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、
前記清水の送給を入、切するとともに、前記エル
ボ４７，４８は、周知構成の調量弁を介して夫々
アルカリ性水取出口、酸性水取出口に連通する。

なお、例えば酸性水側のエルボ４７と蛇口との
間にフロースイツチ（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
スイツ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。又フロースイツ
チの作動によつて電解用の電源スイツチをON
し、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４０に流入する。又調量弁は、内間
隙部５Ａ、外間隙部５Ｂ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、従つ
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
電極体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、隔筒
３１は半径方向外側に向かつて張設され、従つて
水電解槽１は、隔筒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、陽電極として単体で用いた場
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
ムでコーテイングしているため、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
とともに表面に非導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。従つて、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、メツキ、蒸着、メ
タリコン等により基体２内面にコーテイングしう
る。

又第２の電極体６としては、第１の電極体同様
白金によつてコーテイングするのもよく、又例え
ば、カーボン、ニツケルフエ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。

〔発明の効果〕

叙上のごとく、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
金をコーテイングした第１の電極体に正電圧を印
加するため、隔筒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、隔筒を第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。

又隔筒を設けず、さらに第２の電極体をチタン
を母材としかつ表面に三酸化イリジウム又は白金
をコーテイングしたもので形成した場合、又はカ
ーボン、ニツケルフエライトで形成した場合に
は、第１の電極体、第２の電極体間に交流電圧を
印加することによつて、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。

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イングした第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
   の間隙を隔てて前記第１の電極体と平行に第２の
   電極体を挿入しかつ前記間隙に、該間隙を第２の
   電極側の内間隙部と、第１の電極側の外間隙部と
   に区分するイオン交換用の膜からなる隔筒を設け
   るとともに、前記第１の電極体に正電圧を印加し
   しかも前記内間隙部に比して外間隙部を流れる水
   量を大とすることにより酸性水の生成率を高める
   ことを特徴とする水電解槽。