JPH10298791A

JPH10298791A - 電解槽

Info

Publication number: JPH10298791A
Application number: JP9122980A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sonoda; 一徳園田; Shoji Inokuchi; 章二井ノ口; Tomonori Tokumoto; 智憲徳本; Tetsuo Nishimoto; 哲生西本; Masahiro Yano; 正裕矢野; Yasuhiro Kumamoto; 保弘熊本
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JP3780622B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スケールの付着による通水路の閉塞が生じに
くいような電解槽を提供する。【解決手段】電極を対向して配することにより構成さ
れた通水路の入口近傍において、電極端部を隠蔽する、
電極端部間の間隔を大きくする、電極表面の表面粗さを
小さくする等の加工を施す。このようにすると、入口部
における電気力線密度の低下、スケールの付着力の低下
等の効果が得られ、スケールの形成が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に形
成された通水路に水を流し、前記電極に電圧を印加する
ことにより水を電気分解する電解装置に用いられる電解
槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、飲用水として利用されるアルカリ
水、人体の肌を引きしめるための美容水として利用され
る弱酸性水、殺菌水として利用される次亜塩素酸イオン
含有水等、水道水の電気分解により得られる電解水は、
一般家庭においても様々な形で利用されている。

【０００３】電解水を生成するための手段としては、一
対の電極間に形成された通水路に水を流して前記電極間
に電圧を印加することにより前記水を電気分解するよう
な電解装置が多く用いられる。

【０００４】特に家電製品への応用を視野にいれると、
電解装置は、大きさをできるだけ小さくし、高い効率
で、且つ低いランニングコストで電解水を生成できるよ
うにすることが望まれる。このため、電解槽に備えられ
る電極間の間隔はできるだけ小さくすることが好まし
い。電極間の間隔を小さくすると、電解水の生成効率を
損なうことなく印加電圧の値を小さくすることができる
ため、電気エネルギを節約できる。また、電極間の間隔
を小さくすると、電解水の生成効率を損なうことなく電
極板の面積を小さくすることができるため、資源の節約
につながる。

【０００５】ここで、電極間に隔膜が配された電解槽よ
りも、無隔膜型電解槽を用いる方が、電解槽をより小さ
くすることができる。

【０００６】また、電解水の生成効率を高めるため、電
極の流水に接触する面に、電気分解を促進する触媒（例
えば白金）を定着させることが好ましい。

【０００７】以上のような知見に基づき、例えば、表面
に触媒を定着させた少なくとも一対の板状電極（すなわ
ち電極板）を０．５ｍｍオーダーの微小間隔を以て平行
に配置した無隔膜型電解槽を備える電解装置が実用化さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】水道水には通常様々な
物質やイオンが含まれている。このような水道水が電極
間の通水路を流れるとき、例えば炭酸カルシウム、水酸
化マグネシウム、鉄さび等の難溶性物質が、電極の表面
や、電極の端部付近のケーシングの表面に析出し、いわ
ゆるスケールを形成する。このようなスケールは、電極
表面はもとより、通水路の入口側に位置する電極の端部
（角、端面等）にも形成されやすい。

【０００９】電極間間隔を小さくした場合には、通水路
の入口付近における僅かなスケールの付着によっても、
通水路に流入する水の流量が影響を受けるおそれがあ
り、更に、スケールの付着が著しい場合には通水路が完
全に閉塞されてしまうおそれがある。

【００１０】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、スケー
ルの付着による通水路の閉塞が生じにくいような電解槽
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態、及び
発明の効果】電解槽の電極として用いられるものに、電
気分解を促進する触媒の薄層で表面を被覆した矩形の電
極板がある。この電極板を作成する工程の一例を図２１
に示す。金属基板の表面に電気分解を促進する触媒を定
着させて母材２１１を作成し（図２１（ａ））、該母材
２１１を適宜切断又は切削することにより、複数の電極
板２１２を作成する（図２１（ｂ））。このとき、上記
金属基板の表面を予めエッチングしておくことにより触
媒の定着性を高めるということも多く行なわれる。こう
して得られた電極板２１２はその周縁部に角や端面を有
する。

【００１２】上記のような一対の電極板間に水を流して
電気分解を行なったときに、電極板の角にスケールが多
く付着する理由は次のようなものと考えられる。電極板
間に電圧を印加すると、水に含まれるスケールの原料と
なるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の各種イ
オンが電極板に引きつけられる。そして、これらの成分
が、電極板からの電気エネルギにより、水中の他の成分
と反応し、炭酸カルシウムや水酸化マグネシウム等の難
溶性物質が生成される。ところで、電極板の角において
は表面においてよりも電気力線が集中しているため、そ
こには上記イオンが集中的に引きつけられる。このた
め、電極板の角には特に多くのスケールが生成されるも
のと考えられる。

【００１３】一方、電極板の端面にスケールが多く付着
する理由は次のようなものと考えられる。上記のように
切断又は切削により形成された端面は、そのままでは表
面粗さが大きい。従って、そこにスケールが形成される
と、該スケールは強固に付着し、流水によっては除去さ
れなくなる。更に、表面粗さが大きい面においては微小
な突起がスケール生成の核となるため、表面粗さが小さ
い面よりもスケールが形成されやすい。このような理由
により、表面粗さの大きい電極板の端面においてはスケ
ールの形成、付着が起こりやすいものと考えられる。

【００１４】もちろん、上記のようなスケールの付着の
問題は、電極板のみならず、角や端面を有する電極、例
えば角材状の電極を用いたときにも生じうる。

【００１５】以上のような考察に基づき、本発明は、一
対の電極の間に設けられた通水路に水を流して前記電極
に電圧を印加することにより前記水を電気分解するよう
な電解槽において、前記一対の電極の、前記通水路の入
口側の端部における電気力線密度が、該電極の、前記通
水路に面する他の部分における電気力線密度よりも低く
なるようにしたことを特徴とする電解槽を提供する。こ
のような電解槽では、通水路の入口において電極の端部
にイオンが集中的に引きつけられることがないため、通
水路の入口付近におけるスケールの形成が抑制され、従
ってスケールによる通水路の閉塞も起こりにくい。な
お、電気力線密度を低下させる方法としては、例えば、
電極端部の曲げ加工や切削加工、電極端部の表面の平滑
化等が挙げられる。

【００１６】また、本発明は、一対の電極の間に設けら
れた通水路に水を流して前記電極板に電圧を印加するこ
とにより前記水を電気分解するような電解槽において、
前記一対の電極の、前記通水路の入口側の端部の表面に
おけるスケールの付着力が、該電極の、前記通水路に面
する他の部分の表面におけるスケールの付着力より小さ
くなるようにしたことを特徴とする電解槽を提供する。
このような電解槽では、通水路の入口付近において電極
の端部に形成されたスケールが水流により容易に除去さ
れるため、スケールによる通水路の閉塞も起こりにく
い。なお、スケールの付着力を小さくする方法として
は、例えば、電極端部の表面の被覆加工や平滑化等が挙
げられる。

【００１７】また、本発明は、一対の電極板の間に水を
流して前記電極板に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記電極板の、前
記水が流入する側の端部を被覆により隠蔽したことを特
徴とする電解槽を提供する。

【００１８】上記電解槽は、電極板の、水が流入する側
の端部（角、端面等）を被覆により隠蔽することによ
り、前記端部に水が接触しないようにしたものである。
このようにすると、従来より最もスケールの形成され易
かった電極板の端部にスケールが付着しなくなる。

【００１９】上記電解槽において、上記被覆をＡＢＳ樹
脂等の非導電性材料で形成すれば、被覆表面における電
気力線密度を低くすることができるため、スケールの形
成をより効果的に抑制することができる。

【００２０】また、上記電解槽において、被覆の表面粗
さを電極板の入口端部の表面粗さよりも小さくすれば、
被覆へのスケールの付着力を弱めることができるため、
たとえ被覆の表面にスケールが形成されても、そのスケ
ールは水流により容易に除去されるようになる。

【００２１】また、本発明は、一対の電極の間に設けら
れた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加すること
により前記水を電気分解するような電解槽において、前
記一対の電極の、前記通水路の入口側の端部間の距離
は、該一対の電極の間隔よりも大きいことを特徴とする
電解槽を提供する。

【００２２】例えば上記一対の電極として略平行に配設
された一対の電極板を用いる場合、「電極の端部」と
は、電極板の、通水路の入口側の端面及び角をいう。ま
た、「一対の電極の間隔」とは、一対の電極板の、前記
通水路に面する面のうち、水の電気分解が主としてそこ
で行なわれる部分の間隔をいう。

【００２３】例えば、上記電極として一対の電極板を用
いる場合、対応する端部間の距離を大きくするには、一
の電極板を他の電極板に対して通水方向にずらして配置
するという方法、一の電極板の端部の形状を他の電極板
の端部の形状と異ならしめるという方法、一の電極板と
他の電極板の形状を略相似形として寸法のみ異ならしめ
るという方法、各電極板の端部を屈曲あるいは湾曲させ
ること（曲げ加工）により端部間の距離を広げるという
方法等が挙げられる。また、電極板が十分な厚さを有す
る場合は、該電極板の通水路の入口付近の部分を切削加
工（面取り、曲面加工等）することにより、端部間の距
離を実質的に大きくすることもできる。

【００２４】上記のように前記一対の電極の、前記通水
路の入口側に位置する端部の間の距離を大きくすると、
該端部近傍における電気力線密度が低下するため、スケ
ールの形成が抑制される。更に、端部間の距離を大きく
すると通水路の入口における流路断面積も大きくなるか
ら、たとえそこにスケールが形成されても、水を通すた
めの流路が十分に確保される。

【００２５】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記電極のうち、前記通水路の入口付近に含まれる
部分の表面粗さを他の部分の表面粗さよりも小さくした
ことを特徴とする電解槽を提供する。

【００２６】例えば電極として電極板を用い、上記通水
路の入口は前記電極板の端部により構成されている場合
を考える。この場合、該通水路の入口付近に含まれる部
分としては、前記電極板の角、辺、端面等がある。これ
らの部分の表面粗さを、例えば研磨や薬剤処理等の方法
により小さくすると、（１）スケールの付着力が低下す
る、（２）スケール形成の核となる微小な突起が除去さ
れる、といった効果が得られる。

【００２７】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記通水路の入口の前段に電気力線を分散させるた
めの導電性部材を配したことを特徴とする電解槽を提供
する。

【００２８】電極の端部の近傍に導電性部材を配する
と、該端部近傍における電気力線の分布が変化する。従
って、通水路の入口の前段に導電性部材を適宜配設すれ
ば、通水路の入口近傍における電気力線を分散させるこ
とができ、これにより、通水路の入口におけるスケール
の形成を抑制することができる。

【００２９】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記通水路の入口の前段に設けられた導入室と、該
導入室内において水の乱流を生じさせるための乱流形成
手段とを備えることを特徴とする電解槽を提供する。

【００３０】一般に水中における物質やイオンの析出物
は、その水が乱流を起こしているときには大きく成長し
にくい。そこで、上記のように通水路の入口の前段に設
けられた導入室にて水の乱流を生じさせれば、通水路の
入口におけるスケールの形成を抑制することができる。

【００３１】上記乱流形成手段としては、上記導入室内
を流れる水により駆動される攪拌体を備えるものが考え
られる。上記攪拌体としては、流水を受けて振動するリ
ード板、羽根により流水を受けて回転する羽根車、流水
を受けて運動する球体（ビーズ等）等が挙げられる。

【００３２】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記通水路の入口の前段に設けられた導入室と、該
導入室内に配設された可動体とを備え、該可動体は前記
導入室内を流れる水により駆動されて運動し、前記通水
路の入口に接触することを特徴とする電解槽を提供す
る。

【００３３】上記電解槽は、導入室内を流れる水により
可動体が駆動されて運動し、通水路の入口に接触するこ
とにより、そこに形成されたスケールが除去されるよう
にしたものである。

【００３４】上記可動体の例としては、羽根により流水
を受けて回転する羽根車、流水を受けて運動する球体
（ビーズ等）等が挙げられる。

【００３５】また、導入室内の水の圧力に応じて弁体の
位置が変化するような定流量弁を設け、前記弁体が可動
体として機能するようにすることもできる。

【００３６】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記通水路の入口の前段に設けられた導入路と、該
導入路内に配設された補助電極とを備えることを特徴と
する電解槽を提供する。

【００３７】上記電解槽は、スケールの原料となる各種
イオンが通水路の入口に到達する前に導入路内において
補助電極により捕獲されるようにしたものである。この
ようにすると、通水路の入口に到達した水に含まれる上
記イオンの濃度が低下するため、通水路の入口における
スケールの形成が抑制される。

【００３８】上記補助電極には上記一対の電極に印加す
る電圧と同一の電圧を印加するようにしてもよいし、異
なる電圧を印加できるようにしてもよい。また、上記導
入路は、その中に補助電極を配設しても十分な流量で水
を流すことができるように、十分大きな流路断面積を有
するようにすることが望ましい。

【００３９】更にまた、本発明は、一対の電極の間に設
けられた通水路に水を流して前記電極に電圧を印加する
ことにより前記水を電気分解するような電解槽におい
て、前記通水路の入口の前段に設けられた導入室を備
え、前記電極の端部の、前記通水路を構成する面とは反
対側の面が前記導入室内に露出するようにしたことを特
徴とする電解槽を提供する。

【００４０】上記電解槽では、通水路の入口よりも前段
に設けられた導入室内に電極の一部を露出させ、水源か
らの水は通水路の入口に到達する前に上記露出部分に接
触し、そこにスケールが形成されるようにしている。こ
のようにすると、通水路の入口に到達した水に含まれる
上記イオンの濃度が低下するため、通水路の入口におけ
るスケールの形成が抑制される。

【００４１】また、本発明は、一対の電極の間に設けら
れた通水路の直前に設けられた導入路から前記通水路に
水を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水
を電気分解するような電解槽において、前記導入路の、
前記通水路の入口近傍に含まれる部分の表面におけるス
ケールの付着力が、該導入路の他の部分におけるスケー
ルの付着力よりも小さくなるなるようにしたことを特徴
とする電解槽を提供する。このような電解槽では、導入
路において形成されたスケールが流水により容易に除去
されるため、導入路がスケールにより閉塞されて通水路
への通水が不能となるといった事態が起こりにくい。な
お、スケールの付着力を小さくする方法としては、例え
ば、電極端部の表面の被覆加工や平滑化等が挙げられ
る。また、上記一対の電極がケーシングにより保持され
ており、該ケーシングの一部が上記導入路を構成してい
る場合、該導入路を構成するケーシング部分をより高い
平滑度を有する部材により置き換えることによっても、
本発明を実施することができる。

【００４２】また、本発明は、一対の電極の間に設けら
れた通水路の直前に設けられた導入路から前記通水路に
水を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水
を電気分解するような電解槽において、前記導入路の、
前記通水路の入口近傍に含まれる部分の表面粗さを他の
部分の表面粗さよりも小さくしたことを特徴とする電解
槽を提供する。

【００４３】一対の電極間に形成された入口に通じる導
入路を有する電解槽では、該導入路の、前記通水路の入
口近傍に含まれる部分にスケールが付着すると、水の流
路が閉塞されるおそれがある。このことに鑑み、上記電
解槽は、前記通水路の入口近傍に含まれる部分の表面粗
さを他の部分の表面粗さよりも小さくしたものである。
このようにすると、（１）スケールの付着力を弱める、
（２）電気力線密度を低下させる、といった効果が得ら
れ、導入路におけるスケールの形成が抑制される。

【００４４】

【実施例】図１は本発明の第一の実施例の電解槽を示す
斜視図である。本実施例の電解槽では、本体ケース１１
および蓋１２にそれぞれ取り付けられた電極板１３及び
１４の周縁部（端面、角等）を非導電性樹脂から成る被
覆１６により隠蔽したものである（ただし、電極板１４
の被覆については図示せず）。このようにすると、
（１）電極板１３及び１４の周縁部に流水が接触しなく
なるため、そこにスケールが形成されて付着することも
なくなる、（２）被覆１６が非導電性樹脂から成るた
め、電極板１３及び１４の周縁部における電気力線密度
が低下し、スケールの原料成分である各種イオンのうち
そこへ引き寄せられるものの量が減少する、といった効
果が得られる。

【００４５】図２（ａ）は本発明の別の実施例の電解槽
を示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ
線における右方から見た垂直断面図である。本実施例の
電解槽では、非導電性樹脂から成る本体ケース２１及び
蓋２２に、電極板２３及び２４がそれぞれ埋め込まれて
おり、これにより、電極板２３及び２４の周縁部が被覆
部２５により隠蔽された状態となっている。このような
電解槽においても、図１の実施例で説明したのと同様の
効果が得られる。

【００４６】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施例の電極板の各種態様を示す斜視図である。本実施例
では、電極板３１及び３２の端部を通水方向にずらして
配置し、両者が重ならないようにしている。このように
すると、両端部が通水方向において同一の位置にある場
合に比べて、（１）両端部間の電気力線密度を低下させ
ることができるため、そこでのスケールの形成を抑制す
ることができる、（２）両端部間の間隔が大きくなるた
め、端部にスケールが付着しても流水のために十分な流
路面積が両端部間にて確保される、といった効果が得ら
れる。

【００４７】図４は本発明の更に別の実施例の電極板の
各種形態を示す図である。図４において、（ａ１）は本
実施例の一形態である電極板４１及び４２を示す平面図
であり、（ａ２）は同電極板の側面図である。また、
（ｂ１）は本実施例の別の形態である電極板４３及び４
４を示す平面図であり、（ｂ２）は同電極板の側面図で
ある。このうち、電極板４１及び４２について説明する
と、電極板４１と電極板４２は異なる形状を有するよう
に作成されており、相互に対応する通水方向の端部同士
が重ならないように配置されている。このようにする
と、両電極板の端部間の間隔を大きくしたのと同様の効
果（すなわち、図３の実施例において説明した効果）が
得られる。もちろん、（ｂ１）及び（ｂ２）に示した電
極板４３及び４４についても同様のことが言える。

【００４８】図５は本発明の更に別の実施例の電極板の
各種形態を示す図である。ここで、図５において、（ａ
１）は本実施例の一形態である電極板５１及び５２を示
す平面図であり、（ａ２）は同電極板の側面図である。
また、（ｂ１）は本実施例の別の形態である電極板５３
及び５４を示す平面図であり、（ｂ２）は同電極板の側
面図である。このうち、電極板５１及び５２について説
明すると、電極板５１及び５２は略相似形となるように
作成されており、相互に対応する通水方向の端部同士が
重ならないように配置されている。このようにしても、
図３の実施例において説明したと同様の効果が得られ
る。もちろん、（ｂ１）及び（ｂ２）に示した電極板５
３及び５４についても同様のことが言える。

【００４９】図６は本発明の更に別の実施例の電極板の
各種形態を示す断面図である。本実施例では、電極板６
１及び６２の端部６３及び６４を互いに逆方向に屈曲
（図６（ａ）、（ｃ））又は湾曲（図６（ｂ））させる
ことにより入口部６５を形成している。このようにする
と、（１）両端部６３及び６４付近の電気力線密度を低
下させることができるため、そこでのスケールの形成を
抑制することができる、（２）両端部６３及び６４の間
隔が大きいため、たとえ端部６３及び６４にスケールが
付着しても、流水のために十分な流路面積が確保され
る、といった効果が得られる。なお、図６（ａ）のよう
に電極板の端部を直角に折り曲げた場合でも、曲がった
部分６６の表面は曲面となっているから、ここに電気力
線が集中するということはない。

【００５０】図７は本発明の更に別の実施例の電解槽を
示す断面図である。電極板が十分な厚さを有する場合に
は、図７（ａ）に示したように、電極板７１及び７２の
入口部７７の角に面取り部７３及び７４を形成したり、
あるいは、図７（ｂ）に示したように曲面部７５及び７
６を形成することができる。このようにしても、図６の
実施例で説明したのと同様の効果が得られる。

【００５１】図８は本発明の更に別の実施例の電解槽を
示す断面図である。本実施例の電解槽では、一対の電極
板８１及び８２を完全に平行に配置せず、一方を他方に
対してやや傾けて配置したことにより、両電極板間の通
水路８３がテーパ状になり、入口８４における両電極板
８１及び８２の間隔が大きく、出口８５における間隔が
小さくなるようにしている。このようにしても、図６の
実施例で説明したのと同様の効果が得られる。

【００５２】図９（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施例の電極板を作成する方法を説明するための図であ
る。図９において、（ａ）は先に図２１を参照しながら
説明したような方法で作成された電極板９０を示す斜視
図である。上記のように作成された電極板９０は、その
まま何の加工も施されない状態では、図９（ｂ）に示し
たように、端面９１及び角９２が荒れている。そこで、
端面９１及び角９２を研磨することにより、図９（ｃ）
に示したように、端面９１の表面粗さを小さくし、角９
２を面取り加工又は丸め加工する。端面の表面粗さを小
さくすることにより、そこへのスケールの付着力が低下
する。また、電極板の角に面取りを設けたりあるいは丸
めることにより、そこにおける電気力線密度が低下する
ため、スケールの原料成分となる各種イオンのうち電極
板の角へ引き寄せられるものの量が減少し、スケールの
形成が抑制される。

【００５３】図１０は本発明の更に別の実施例の電極板
を作成する方法を説明するための図である。本実施例で
は、電極板１０１及び１０２の通水路１０３に面する表
面のうち入口１０４付近の部分１０５及び１０６が研磨
され、表面粗さが小さくなっている。このようにする
と、（１）通水路１０３の入口１０４付近において電気
力線密度が低下するため、スケールの原料成分となる各
種イオンのうち通水路１０３の入口１０４付近における
電極の表面に引き寄せられるものの量が減少する、
（２）表面粗さを小さくすることにより、スケールの付
着力が低下する、といった効果が得られる。

【００５４】図１１（ａ）及び（ｂ）は本発明の更に別
の実施例の電極板を作成する方法を説明するための図で
ある。本実施例では、通水路１１０に面する電極板１１
１及び１１２の表面１１３及び１１４を従来とは異なる
エッチング方法で加工することにより、前記表面の表面
粗さを小さくするようにしたものである。すなわち、従
来のエッチング方法では、通水路１１０に面する電極板
の表面１１１及び１１２の表面粗さが著しく大きかっ
た。そこで、本実施例では、エッチングの方法を変える
ことにより、上記表面の表面粗さを小さくしたものであ
る。このようにしても、図１０の実施例で説明したのと
同様の効果が得られる。

【００５５】図１２は本発明の更に別の実施例の電極板
を示す断面図である。本実施例では、通水路１２０中に
おいて電極板１２１及び１２２の端部１２３及び１２４
よりも上流に導電体１２５及び１２６が、前記端部１２
３及び１２４に接触しないように配設されている。この
ようにすると、上記端部１２３及び１２４から出る電気
力線の一部が通水路１２０中に出ることなく導電体１２
５及び１２６に向かうようになる。従って、電極板１２
１及び１２２の端部１２３及び１２４付近において通水
路１２０中に発生する電気力線の密度が低下するため、
スケールの形成が抑制される。

【００５６】図１３は本発明の更に別の実施例の電極板
を示す断面図である。本実施例の電極板１３０及び１３
１は導電性材料から成る電極板保持体１３２及び１３３
にそれぞれ固定されている。電極板保持体１３２及び１
３３の両端部は曲面加工されて入口部１３４及び出口部
１３５が形成されている。このようにすると、電極板１
３０及び１３１の端部における電気力線密度が低下する
ため、スケールの形成が抑制される。また、電極板保持
体１３２及び１３３の両端部を曲面加工したことによ
り、図６の実施例で説明したのと同様の効果が得られ
る。

【００５７】図１４は本発明の更に別の実施例の電解槽
を示す図である。図１４において、（ａ）は本実施例の
電解槽の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における右
方から見た垂直断面図である。本実施例の電解槽には、
導水口１４１から一対の電極板１４２及び１４３の間の
通水路１４４の入口１４５へ至る導入路１４６が設けら
れており、更に、該導入路１４６中には、通水路１４４
の入口１４５における両電極１４２及び１４３の間隔よ
りもやや大きい径を有する多数の球体１４７が配設され
ている。このような電解槽に導水口１４１から水を供給
すると、流水の圧力により球体１４７が運動する。する
と、運動する球体１４７により導入路１４６内に発生す
る乱流により通水路１４４の入口１４５に付着したスケ
ールが剥離、除去される。更に、運動する球体１４７が
通水路１４４の入口１４５に付着したスケールに接触す
ることにより、該スケールが剥離、除去される。

【００５８】図１５は本発明の更に別の実施例の電解槽
を示す図である。図１５において、（ａ）は本実施例の
電解槽の垂直断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線におけ
る水平断面図である。本実施例の電解槽には、導水口１
５１から一対の電極板１５２及び１５３間の通水路１５
４の入口１５５へ至る流路上に回転体室１５６が設けら
れており、更に、その中には多数の羽根１５７を有する
回転体１５８が配設されている。このような電解槽に導
水口１５１から水を供給すると、羽根１５７が流水の圧
力を受け、回転体１５８が回転する。すると、回転体１
５８の回転により回転体室１５６内に発生する乱流によ
り通水路１５４の入口１５５に付着したスケールが剥
離、除去される。更に、回転体１５８の羽根１５７の先
端が通水路１５４の入口１５５に付着したスケールに接
触することにより該スケールが剥離、除去される。

【００５９】図１６は本発明の更に別の実施例の電解槽
を示す断面図である。本実施例の電解槽には、導水口１
６１から、一対の電極板１６２（図では一方のみ示す）
の間の通水路（図示せず）の入口１６４へ至る流路の途
上に流量制御室１６５が設けられている。流量制御室１
６５内には軸１６６を中心に回動可能な可動体１６７が
設けられている。可動体１６７にはバネ１６６ａにより
図面上で右方向に回転するような付勢力が加えられてい
る。可動体１６７の先端１６７ａにはリンク１６８の一
端が回動可能に結合されている。また、リンク１６８の
他端は、電極板１６２の上端（すなわち通水路の入口１
６４）に接触して摺動可能なスケール除去体１６９に結
合されている。

【００６０】上記のような電解槽に導水口１６１から水
を供給すると、流量制御室１６５に流入する水の圧力に
より可動体１６７が図面上で左方向に回転し、バネ１６
６ａの付勢力と水圧が均衡するところで可動体１６７は
静止する。このとき、水圧が大きくなると、可動体１６
７の先端はより左に移動し、可動体１６７の先端１６７
ａと流量制御室１６５の天井１６５ａとの間の流路面積
が減少する。逆に、水圧が大きくなると、可動体１６７
の先端１６７ａはより右に移動し、可動体１６７の先端
１６７ａと流量制御室１６５の天井１６５ａとの間の流
路面積が増大する。このような機構により、通水路へ供
給される水の流量が安定化される。

【００６１】上記のように水圧の変動にともなって可動
体１６７の先端１６７ａの位置が左右に変化すると、リ
ンク１６８により可動体１６７の先端１６７ａに連結さ
れたスケール除去体１６９の位置も左右に変化する。こ
れにより、通水路の入口１６４に付着したスケールが剥
離、除去される。

【００６２】図１７は本発明の更に別の実施例の電解槽
を示す断面図である。本実施例の電解槽には、導水口１
７１から一対の電極板（電解用電極板）１７２及び１７
３の間の通水路１７４の入口１７５へ至る流路上にイオ
ン捕捉室１７６が設けられており、イオン捕捉室１７６
内には上記電解用電極板１７２及び１７３とは別の一対
の補助電極板１７７及び１７８が配設されている。ここ
で、上記一対の補助電極板１７７及び１７８は、電解用
電極板１７２及び１７３の間隔よりも大きい間隔を以て
対向している。このような電解槽では、導水口１７１か
ら供給される水に含まれるスケールの原料成分となる各
種イオンの大部分は補助電極板１７７及び１７８に引き
寄せられ、そこにスケールを形成するため、通水路１７
４の入口１７５においてはスケールがほとんど形成され
ない。また、補助電極板１７７及び１７８の間隔は大き
く設定してあるため、そこにスケールが付着しても流路
が閉塞される心配はない。

【００６３】なお、上記電解槽では、電解用電極板と補
助電極板とを分離して設けたが、一枚の電極板を曲げ成
形することにより、電解部と、スケールの原料となるイ
オンを捕捉するためのイオン捕捉部とを有する一体型電
極板を作成して用いても、上記と同様の効果が得られ
る。

【００６４】図１８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の更に
別の実施例の電解槽の一部を示す断面図である。本実施
例の電解槽には、図示せぬ導水口から一対の電極板１８
１及び１８２の間の通水路１８３の入口１８４に至る導
入路１８５が設けられており、導入路内には、前記一対
の電極板１８１及び１８２の端部１８６及び１８７が露
出している。このような電解槽に上記導水口から水を供
給すると、その水は通水路１８３に流入する前に、電極
板１８１及び１８２の端部１８６及び１８７の露出した
表面に接触し、符号１８８で示したような箇所に大部分
のスケールが付着するため、通水路１８３の入口１８４
付近においてはスケールがほとんど形成されない。

【００６５】以上の各実施例では、電極板の端部へのス
ケールの付着により通水路が閉塞されることを防止する
ように構成された電解槽について説明したが、以下の各
実施例では、電極板の端部ではなく、端部付近のケーシ
ング表面へのスケールの付着を防止するように構成され
た電解槽の例を説明する。

【００６６】まず、図１９の電解槽を見てみる。図１９
の電解層には、通水路１９１内の電極板１９２及び１９
３よりも上流のケーシング部分に、ガラス、セラミッ
ク、金属等から成る導入路平滑化部材１９４及び１９５
が配設されている。そして、導入路平滑化部材１９４及
び１９５の表面１９６及び１９７は、電極板１９２およ
び１９３よりも小さい表面粗さを有している。このよう
な導入路平滑化部材１９４及び１９５の間においては電
気力線密度が低下し、更に、導入路平滑化部材１９４及
び１９５の表面へのスケールの付着力は低いため、そこ
にスケールが付着して水の流路が閉塞されるということ
が防止される。

【００６７】次に、図２０の電解槽について説明する。
図２０の電解槽の構成は、一対の補助電極板２０１及び
２０２が、電解用電極板２０３及び２０４から離れて配
設されている点以外は、図１７の電解槽とほぼ同じであ
る。このような電解槽では、導水口２０５から供給され
る水に含まれるスケールの原料成分となる各種イオンの
大部分は補助電極板２０１及び２０２に引き寄せられ、
そこにスケールを形成するため、通水路２０６の入口２
０７よりも上流のケーシング部分２０８においてはスケ
ールがほとんど形成されない。

【００６８】以上、本発明に係る電解槽及び電極の様々
な実施例について説明したが、これらはあくまで例に過
ぎず、本発明の精神及び範囲内で様々に変形することが
可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例
では、本発明により主として通水路の入口におけるスケ
ールの形成を抑制できることを述べたが、上記実施例の
技術のほとんどは、通水路の出口におけるスケールの形
成を抑制するためにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の電解槽を示す斜視
図。

【図２】（ａ）本発明の別の実施例の電解槽を示す斜
視図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における右方から見た垂
直断面図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）本発明の更に別の実施例の電
極板の各種態様を示す斜視図。

【図４】（ａ１）〜（ｂ２）本発明の更に別の実施例
の電極板の各種形態を示す図。

【図５】（ａ１）〜（ｂ２）本発明の更に別の実施例
の電極板の各種形態を示す図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）本発明の更に別の実施例の電
極板の各種形態を示す断面図。

【図７】（ａ）、（ｂ）本発明の更に別の実施例の電
解槽を示す断面図。

【図８】本発明の更に別の実施例の電解槽を示す断面
図。

【図９】（ａ）〜（ｃ）本発明の更に別の実施例の電
極板を作成する方法を説明するための図。

【図１０】（ａ）、（ｂ）本発明の更に別の実施例の
電極板を作成する方法を説明するための図。

【図１１】本発明の更に別の実施例の電極板を作成す
る方法を説明するための図。

【図１２】本発明の更に別の実施例の電極板を示す断
面図。

【図１３】本発明の更に別の実施例の電極板を示す断
面図。

【図１４】（ａ）本発明の更に別の実施例の電解槽を
示す平面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における下方から
見た垂直断面図。

【図１５】（ａ）本発明の更に別の実施例の電解槽を
示す垂直断面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における水平
断面図。

【図１６】本発明の更に別の実施例の電解槽を示す断
面図。

【図１７】本発明の更に別の実施例の電解槽を示す断
面図。

【図１８】（ａ）、（ｂ）本発明の更に別の実施例の
電解槽の一部を示す断面図。

【図１９】電極の端部付近のケーシング表面へのスケ
ールの付着を防止するように構成された電解槽の一例を
示す断面図。

【図２０】電極の端部付近のケーシング表面へのスケ
ールの付着を防止するように構成された電解槽の別の例
を示す断面図。

【図２１】電極板を作成する工程の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳本智憲福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者西本哲生福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者矢野正裕福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者熊本保弘福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記一対の電極
の、前記通水路の入口側の端部における電気力線密度
が、該電極の、前記通水路に面する他の部分における電
気力線密度よりも低くなるようにしたことを特徴とする
電解槽。
【請求項２】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極板に電圧を印加することにより前記水
を電気分解するような電解槽において、前記一対の電極
の、前記通水路の入口側の端部の表面におけるスケール
の付着力が、該電極の、前記通水路に面する他の部分の
表面におけるスケールの付着力より小さくなるようにし
たことを特徴とする電解槽。
【請求項３】一対の電極板の間に水を流して前記電極
板に電圧を印加することにより前記水を電気分解するよ
うな電解槽において、前記電極板の、前記水が流入する
側の端部を被覆により隠蔽したことを特徴とする電解
槽。
【請求項４】上記被覆を非導電性材料で形成したこと
を特徴とする請求項３に記載の電解槽。
【請求項５】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記一対の電極
の、前記通水路の入口側の端部間の距離は、該一対の電
極の間隔よりも大きいことを特徴とする電解槽。
【請求項６】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記電極のうち、
前記通水路の入口付近に含まれる部分の表面粗さを他の
部分の表面粗さよりも小さくしたことを特徴とする電解
槽。
【請求項７】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記通水路の入口
の前段に電気力線を分散させるための導電性部材を配し
たことを特徴とする電解槽。
【請求項８】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記通水路の入口
の前段に設けられた導入室と、該導入室内において水の
乱流を生じさせるための乱流形成手段とを備えることを
特徴とする電解槽。
【請求項９】一対の電極の間に設けられた通水路に水
を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水を
電気分解するような電解槽において、前記通水路の入口
の前段に設けられた導入室と、該導入室内に配設された
可動体とを備え、該可動体は前記導入室内を流れる水に
より駆動されて運動し、前記通水路の入口に接触するこ
とを特徴とする電解槽。
【請求項１０】導入室内の水の圧力に応じて弁体の位
置が変化するような定流量弁を設け、前記弁体が上記可
動体として機能するようにしたことを特徴とする請求項
９に記載の電解槽。
【請求項１１】一対の電極の間に設けられた通水路に
水を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水
を電気分解するような電解槽において、前記通水路の入
口の前段に設けられた導入路と、該導入路内に配設され
た補助電極とを備えることを特徴とする電解槽。
【請求項１２】一対の電極の間に設けられた通水路に
水を流して前記電極に電圧を印加することにより前記水
を電気分解するような電解槽において、前記通水路の入
口の前段に設けられた導入室を備え、前記電極の端部
の、前記通水路を構成する面とは反対側の面が前記導入
室内に露出するようにしたことを特徴とする電解槽。
【請求項１３】一対の電極の間に設けられた通水路の
直前に設けられた導入路から前記通水路に水を流して前
記電極に電圧を印加することにより前記水を電気分解す
るような電解槽において、前記導入路の、前記通水路の
入口近傍に含まれる部分の表面におけるスケールの付着
力が、該導入路の他の部分におけるスケールの付着力よ
りも小さくなるようにしたことを特徴とする電解槽。
【請求項１４】一対の電極の間に設けられた通水路の
直前に設けられた導入路から前記通水路に水を流して前
記電極に電圧を印加することにより前記水を電気分解す
るような電解槽において、前記導入路の、前記通水路の
入口近傍に含まれる部分の表面粗さを他の部分の表面粗
さよりも小さくしたことを特徴とする電解槽。
【請求項１５】上記一対の電極間に隔膜が配されてい
ない無隔膜型電解槽であることを特徴とする請求項１〜
１４のいずれかに記載の電解槽。
【請求項１６】上記電極は、 a)基板の表面に電気分解を促進する触媒を定着させて母
材を作成し、 b)該母材を適宜切断又は切削することにより複数の電極
板を作成する、という工程により作成された電極板であ
ることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の
電解槽。