JPH07115017B2 - 電解水生成用電解ユニツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電解イオン水生成装置に使用される新規な電解
ユニツトに関し、詳細には電解槽の給水部に内部の陽極
室と陰極室へ各別に連通する二つの独立給水口を設け、
また、双方の電極に陽極としての使用に耐え得る電極材
料を使用し、両電極への電圧の極性を切換えて使用でき
る新規な電解ユニツトに関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

電解槽内に対向配置した陽電極と陰電極の間を電解用隔
膜によって陽極室と陰極室に仕切り、この電解槽の一例
に給水部を、他側に一対の電解生成水排出部を設けた連
続給水式電解イオン水生成装置の電解ユニツトは一般に
給水部に、内部の陽極室と陰極室に通ずる唯一共通の原
水供給口を有している。

ところで、電解イオン水生成装置によって、アルカリイ
オン水や酸性イオン水を製造する際には、必要により陽
極室側あるいは陰極室側の原水に薬液を投入する場合が
ある。この場合、陽極室と陰極室の水に添加する薬液は
それぞれ異なるので予め薬液を混合した原水を共通の給
水口から導入すると薬液が両方の電極室に流れてしまい
好ましくない。このため従来は電解槽の一側に内部の陽
極室と陰極室へそれぞれ独立に連通する一対の薬液供給
路を前記給水路と別個に設け、必要に応じてこれら供給
路からミネラル剤などの薬液を添加していた。しかしな
がら、電解槽端部のせまい場所に薬液の通路を形成する
事が困難であり、また、通路が細いため薬液をスムーズ
に送れないという問題があった。特に、複数の電解ユニ
ツトをセツトし、共通のポンプで薬液を供給する多槽式
の電解装置では各電解ユニツトの細い供給路から一定圧
の薬液を送るのがきわめて困難であり、供給むらの原因
になっていた。

また、電解水生成装置の電解槽は使用しているうちに、
陰極室側に炭酸カルシウムなどが付着するため、定期的
に洗浄しなければならず、また、そのための洗浄水回路
が必要であった。

さらに、従来の電解ユニツトは電極や隔膜を結合する上
下の結合部材の内部構造が異なるため別々の部材を使用
しなければならず、加えて、外側電極、内側電極及び電
解隔膜組立体の三部材の各端部に上下結合部材を当接し
て液密に結合しているが、一つの結合部材で三ケ所を同
時に密閉するには部材の寸法や組立てに高い精度が必要
となり、特に、外側電極を液密に組込むことが困難であ
った。

以上の問題に鑑み、本発明の第１の目的は薬液供給路を
不要にし、原水と一緒に各電極室へ各別に薬液を導入で
きるようにした電解ユニツトを提供することにある。

本発明の第２の目的は電極の極性を切換えて電解操作が
でき、それにより洗浄が不要な電解ユニツトを提供する
ことにある。

本発明の第３の目的は電解ユニツトの構成部材を簡素化
し、部品点数を少なくすることにある。

本発明の第４の目的は外側電極を液密に組込むことので
きる電解ユニツトを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

特許請求の範囲第１項記載の発明は、互いに対向配置さ
れるとともに互いに極性が異なる２つの電極を有する電
解槽と、両電極間に設けられ両電極間を２つの室に仕切
る電解用隔膜と、前記電解槽の供給側に設けられ、各室
に独立して連通する一対の給水口と、前記一対の給水口
に接続され原水中に薬液を注入する一対の薬液供給路と
を備え、前記両電極に陽極電解耐性材料を使用して両電
極への印加電圧の極性を切換えできるようにし、前記一
対の薬液供給路に両電極への印加電圧の極性の切換えに
対応して所望極側の薬液供給路に薬液を送るための切換
装置を設けたことを特徴とする電解水生成用電解ユニッ
トである。

特許請求の範囲第２項記載の発明は、特許請求の範囲第
１項記載の電解水生成用電解ユニツトであって、前記電
解用隔膜を担持する上部支持部材と下部支持部材とが設
けられ、この上部支持部材と下部支持部材は同じ形状に
形成されていることを特徴とする電解水生成用電解ユニ
ットである。

特許請求の範囲第３項記載の発明は、特許請求の範囲第
１項の電解水生成用電解ユニツトであって、前記上部支
持部材と前記下部支持部材をそれぞれ支持する上部結合
部材と下部結合部材がさらに設けられ、前記２つの電極
は、円筒型の外側電極と、この外側電極の内側に配置さ
れる円筒型または円柱状の内側電極とからなり、前記上
部結合部材は前記外側電極の上端にのみ対向圧接され、
前記上部支持部材と前記内側電極の上端部は前記上部結
合部材の内周壁に液密に保持されていることを特徴とす
る電解水生成用電解ユニットである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

図に示した実施例の電解ユニツト１は円筒状の外側電極
2aと円筒または円柱状の内側電極2bを対向配設し、両電
極間を電解用隔膜３によって一対の電極室4a,4bに仕切
った電解槽５を有している。この電解槽５の一側には一
対の原水供給部6a,6bを設けた下部結合部材7aが、ま
た、他側には一対の電解水排出口8a,8bを設けた上部結
合部材7bがそれぞれ嵌合され、ボルト９で一体に結合さ
れている。

電解用隔膜３は内側に内側電極2bを収納し、上下の中空
支持部材10a,10bに結合されている。これらの支持部材1
0a,10bは第２図、第３図に拡大して示すように軸方向に
通路11を形成してあるとともに、一側の開口端に内側電
極2bを嵌合するための間欠縁12を有している。この縁12
は内側電極2bの端部を当接する段部13を有し、開口端に
間欠的に形成してある。従って、通路11は間欠部14を介
して内側の電極室4bに連通している。

上下の支持部材10a,10bは上記構造を有するので図のよ
うに同じ形状の部材に簡素化することができる。

下部結合部材7aは二つの原水供給口6a,6bを設けてあ
り、電解隔膜３の下部支持部材10aは、その通路11が一
方の原水供給口6bと連通するようにして下部結合部材7a
に嵌装されている。

他方電解隔膜３の上部支持部材11bと内側電極2bの先端
はパツキングなどのシール部材15を介して上部結合部材
7bの内側内周壁に摺接している。従って、上部結合部材
7bは外側電極2aの上端とのみ当接結合し、外側電極2aと
上下結合部材7a,7bの液密性が確保されるようになって
いる。

尚、隔壁組立体にかかる下方からの水圧に対抗できるよ
うにするため、内側電極の上部に嵌めた絶縁スリーブ29
に２乃至３ケ所の爪を設けこの爪に係止具30を嵌着して
隔膜組立体の上限ストツパとしてもよい。

一対の電極2a,2bにはいずれも陽極電解耐性材料が使用
されている。ここで云う陽極電解耐性材料とは水電解用
の陽電極として用いるのに適し且つ飲用にも害のない材
質を意味し、例えば（１）フエライト；（２）マグネタ
イト；（３）セラミツクスなどの陶器類に上ぐすりなど
で金または白金の表面処理を施したものその他導電材料
を混合したセラミツクスなど陽電極として使用可能なセ
ラミツクス；（４）チタン；（５）チタン合金；（６）
チタンに貴金属メツキを施したもの；（６）または合金
など陽電極としての消耗に対し合金のイオン同志の持つ
電価の働きで電極表面の陽極崩壊を防ぐようにした合金
材料、などが挙げられる。

この電極2a,2bには各々の端子2a′,2b′から直流高電圧
を印加する電気回路16が接続される。この電気回路16に
は電極2a,2bへの印加電圧の極性を変換するための逆電
切換スイツチ17を組み込んでもよい。

いずれにしても、両電極に上記陽極電解耐性材料を使用
することにより、一定時間毎（例えば24時間毎）に外側
電極と内側電極の極性を切換えて本来の電解操作ができ
るようになっている。

本発明において原水供給部に二つの独立給水口6a,6bを
設けた理由は電極室へ入る前の原水に予め薬液を混入
し、原水と一緒に薬液を槽内の所望の電極室へ投入でき
るようにするためである。

このような構造の原水供給部を設けたことにより、給水
パイプ18の二股供給回路18a,18bに電解ユニツトの一対
の給水口6a,6bを接続し、薬液供給装置19の供給パイプ
を二股回路18a,18bまたはその後流の給水口6a,6bに合流
させることができる。すなわち、各電極室に送られる原
水に予め所望の薬液を混入して原水と一緒に送り込むこ
とができる。

第４図のように二股給水回路18a,18bを内蔵したブロツ
ク20に該二股給水回路18a,18bに連通する複数対の取付
部21a,21bを設けるとともに、薬液供給装置19の供給パ
イプ19a,19bを二股給水回路18a,18bに貫通させて取付ベ
ース部材22を形成し、このベース部材22の取付部21a,21
bに電解ユニット１の給水口6a,6bを第１図のように嵌合
するようにしてもよい。

尚、第１図において、23は薬液導入パイプ、24は薬液の
流路切換バルブ、25はクランク、26はモータ等のバルブ
駆動装置、27a,27bはバルブ位置を検出し、検出信号で
駆動装置26を制御する位置を検出し、検出信号で駆動装
置26を制御するリミツトスイツチなどの検出装置であ
り、薬液供給装置19の駆動装置26は電気回路28またはタ
イマー等で前記電解ユニツトの電圧供給電気回路16の逆
電切換スイツチ17と連動させてもよい。この場合、第１
図に示すように逆電切換スイッチ17により電極2a,2bへ
の印加電圧の極性が切換わると、これに応じて逆電切換
スイッチ17により駆動装置26がクランク25を駆動して流
路切換バルブ24を薬液供給装置19内で作動させる。

このようにすれば、電極2a,2bへの印加電圧の極性の切
換えに対応して、駆動装置26がクランク25を駆動して流
路切換バルブ24を作動させ、薬液をつねに所望極側（例
えば陽極側）の薬液供給路19a,19bのみに供給すること
ができる。

このため、両電極2a,2bへの印加電圧の極性切換えを行
った場合、例えば陽極側において薬液を無駄なく使用す
ることができる。また、所望極側と反対極側の薬液供給
路19a,19bには薬液が送られないため、極性の切換をし
ても反対極側で反応が妨げられることはない。なおこの
場合、流路切換バルブ24およびクランク25により切換装
置24,25が構成される。

上記の実施例では円筒型の電解ユニツトを使用する場合
について説明したが、本発明は平板電極を対向配設した
平型電解ユニツトについても適用されることはもちろん
である。

〔発明の作用及び効果〕

以下に本発明の特徴によって得られる作用及び効果を説
明する。

本発明の電解ユニツトは原水供給部に一対の電極室に各
別に連通する一対の独立給水口を設けてあるので電解の
際に添加する薬液をこの給水口を通過する原水に予め混
合しておくことにより薬液は原水と一緒に所望の電極室
に送られる。従って、従来のように薬液供給の通路を特
別に設ける必要がなく、また、薬液は原水供給路から一
緒に送られるので複数の電解ユニットの薬液濃度を均一
にすることができる。

また、相対する電極の双方に陽極電解耐性材料を使用し
た場合には印加電圧の極性を切換えて本来の電解操作が
できる。すなわち、陰極側に付着した炭酸カルシウムは
極制変換により水中に溶解するので洗浄が不要となる。
従って洗浄水回路が不要となるだけでなく、従来、洗浄
に要した時間も通常の電解を続行できるので電解水生成
の稼働率が著しく向上する。特に本発明の電解ユニツト
はアルカリ性または酸性温泉水の生成に利用できるもの
であるが、この場合、多量の電解水が必要になるので稼
働率の向上はきわめて重要である。また、一対の薬液供
給路に電極への印加電圧の極性の切換えに対応して所望
極側の薬液供給路に薬液を送るための切換装置が設けら
れるため、電極への印加電圧の極性の切換えに対応して
切換装置が作動し、薬液をつねに所望極側、例えば陽極
側の薬液供給路のみに送ることができる。このため、両
電極への印加電圧の極性を切換えできるようにした場合
に、例えば陽極側で薬液を無駄なく使用することができ
る。また、所望極側と反対極側の薬液供給路には薬液が
送られないため、反対極側での反応を妨げたりすること
はない。

さらに、電解用隔膜を支える上下支持部材10a,10bに同
じ形状の部材を使用できるので部品点数が少なくなり、
組付けが容易になる。尚、隔膜の上部支持部材10bと内
側電極2bの上部は上部結合部材7bの内側周壁に摺接し、
その結果、上部結合部材7bは電解槽の外筒を構成する外
側電極2aにのみ当接しているので液密性が保証される。

本発明の電解ユニツトは各ユニツトに外部給排水管に直
接接続される独立の給水口と排出口を設けてあるので、
複数ユニツトを連結して複合電解装置を構成した場合の
耐圧性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す、電解ユニツトの縦断
面図、第２図は隔膜支持部材の拡大平面図、第３図は第
２図のIII−III線断面図、第４図は本発明による電解ユ
ニツトの組立説明図である。 2a,2b…電極、３…電解用隔膜、6a,6b…給水口、7a,7b
…結合部材、8a,8b…電解水排出口、10a,10b…隔膜支持
部材、17…逆電切換スイツチ、18a,18b…二股給水回
路、19…薬液供給装置、21a,21b…取付部、22…取付ベ
ース部材、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向配置されるとともに互いに極性
   が異なる２つの電極を有する電解槽と、 両電極間に設けられ両電極間を２つの室に仕切る電解用
   隔膜と、 前記電解槽の供給側に設けられ、各室に独立して連通す
   る一対の給水口と、 前記一対の給水口に接続され原水中に薬液を注入する一
   対の薬液供給路と、を備え、 前記両電極に陽極電解耐性材料を使用して両電極への印
   加電圧の極性を切換えできるようにし、前記一対の薬液
   供給路に両電極への印加電圧の極性の切換えに対応して
   所望極側の薬液供給路に薬液を送るための切換装置を設
   けたことを特徴とする電解水生成用電解ユニット。
2. 【請求項２】前記電解用隔膜を担持する上部支持部材と
   下部支持部材とが設けられ、この上部支持部材と下部支
   持部材は同じ形状に形成されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の電解水生成用電解ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】前記上部支持部材と前記下部支持部材をそ
   れぞれ支持する上部結合部材と下部結合部材がさらに設
   けられ、 前記２つの電極は、円筒型の外側電極と、この外側電極
   の内側に配置される円筒型または円柱状の内側電極とか
   らなり、 前記上部結合部材は前記外側電極の上端にのみ対向圧接
   され、前記上部支持部材と前記内側電極の上端部は前記
   上部結合部材の内周壁に液密に保持されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電解水生成用電
   解ユニット。