(57)【要約】　　　（修正有）【課題】小型化、低コスト化し、メンテナンス不要にすることを可能にさせる、電解水生成装置用の電解槽を提供する。【解決手段】電解質容器１１０と電解処理部１２０は一対になるよう組み合わされ電解槽本体１００を構成し、電解質容器１１０は電解槽本体１００の上部を形成し、電解処理部１２０は電解槽本体１００の下部を形成し、電解質容器１１０と電解処理部１２０は交換可能な手段で設けられ、電解処理部１２０は外部容器１２１やイオン交換膜１２２や陰極１２３や陽極１２４や入水管１２５や電解処理部入水部１２６が設けられ、電解質容器１１０の内部には固体電解質１１１や電解質容器入水部１１２や電解質容器出水部１１３が設けられ、電解処理部１２０には電解処理部入水導入部１３０や電解質容器入水導入部１３１や電解処理部入水導入部１３２や吐水部１４０が設けられる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電解処理して電解水を得る電解水生成装置において電解質容器および電解処理部が一対になるよう組み合わされた電解槽であり、前記電解質容器は前記電解槽の本体の上部を形成し、前記電解処理部は前記電解槽の本体の下部を形成し、前記電解質容器と前記電解処理部は交換可能な手段で接続され、前記電解質容器には固体電解質や入水部や出水部が設けられ、前記電解処理部には入水部や吐水部が設けられ、前記電解質容器入水部からの水が前記固体電解質に接触し電解質溶液になり前記電解質容器出水部から出水することで、落下エネルギーにより前記電解質溶液が前記入水部から入水した所定量の水と混合して生ずる混合電解質溶液を前記電解処理部で電解処理した後に得た電解水を前記吐水部から吐水することを特徴とする、フィルター式固体電解質の電解槽。
【請求項２】
前記電解質容器入水部に入水される入水量を制御する水量制御手段または／及び前記電解質容器入水部に入水される水圧量を制御する水圧制御手段を設けることを特徴とする、請求項１に記載のフィルター式固体電解質の電解槽。
【請求項３】
前記電解処理部にはイオン交換膜や陽極や陰極が設けられ、前記混合電解質溶液の濃度に合わせて電解電圧の印加電圧が所定の値に制御される電解電圧制御手段を設けることを特徴とする、請求項１に記載のフィルター式固体電解質の電解槽。
【請求項４】
前記電解質容器が紙製かプラスチック製であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルター式固体電解質の電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解水生成装置の電解槽において、前記電解槽本体の上部を形成する電解質容器と前記電解槽本体の下部を形成する電解処理部とが交換可能な手段で接続され、前記電解質容器には固体電解質が設けられ、前記電解質容器の固体電解質を水に接触させ電解質溶液にし、前記電解質溶液と前記電解処理部内の水と混合された混合電解質溶液を電解処理して電解水を得ることを特徴とする、フィルター式固体電解質の電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水を電気分解することによりアルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水といった電解水を生成させる装置の開発が盛んになってきた。特にｐＨ２〜ｐＨ３前後の酸性水には消毒および殺菌効果があるため、強酸性水の名称で滅菌や消毒や殺菌用水として活用されている。
原理的にはアルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水といった電解水を生成させる装置の電解槽の構造は、イオンを透過可能な隔膜により一対のイオン室に区画された電解槽とこの各イオン室に個々に設けられた一対の電極つまり陽極と陰極とから成り、この陽極と陰極を変えるか電極に供給する直流の極を変えることによって両機能を得ることができる。
つまり、電解槽を同一とし、アルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水を生成するための装置とすることが可能になる。また、一般的に使用されている電解水生成装置としては、電解槽に所定量の水を貯水しておき、貯水しておいた水を所定時間電解することにより電解水を生成するバッチ式電解水生成装置か、水道の蛇口から直結させて通水しながら水道水を電解水に変えて使用する通水式電解水生成装置が知られている。
そして、上述した電解水生成装置の中で、特にｐＨ２〜ｐＨ３前後の強酸性水を生成する強酸性水生成装置が、飲食店や病院などの医療機関で注目されるようになってきており、そのため設置性や利便性を向上させた電解水生成装置や電解水生成装置の活用法の開発案件が増加している。
【０００３】
例えば、電解質を供給する部材を収納したケースの着脱機構を浄水器ホルダーの着脱機構と同じ形状に形成することにより、浄水器ホルダーとの互換性をもたせることを目的とし、その構成は、電解水供給ホルダーは上ケースと下ケースから成り、上下ケースは、例えば、ケース周縁部で相互が螺合されて接続され一体として使用され、上ケースは電解質の保存容器でありその上方に電解質を投入するための注入口とその蓋が設けられていて、下ケースには電解質溶液を所望に従って搬送するポンプが収納され、下ケースの底には原水の給水管口部と排出管口部が形成され、原水は給水管口部から入り、中心に位置する排出管口部から出て、この給水管口部と排出管口部は浄水器の流入口および吐水口と同じ形状および寸法に形成されていることを特徴とする、電解質供給ホルダーの開発案件がある。（特開平０８−１０７７１号公報を参照する）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した電解水生成装置の多くは、水道水に塩化ナトリウムや塩化カリウム等の電解質を添加しなければならず、電解質の添加手段として搬送ポンプや混合装置を設けたり、電解質の添加量を制御する必要が生じるため、電解水生成装置の構造や操作が複雑になりかつ大型化し、さらに生成水の使用量に応じて定期的なメンテナンスが必要であり、製造コストの増加を招いていた。
また、装置が大型化するため、家庭や飲食店や医療機関などで使用する場合には、給水、排水等の点から配置場所が制限され、持ち運びも不便であり、そのため、家庭用や飲食店用や医療機関用で使用する場合とか滅菌や消毒や殺菌用水を必要とする現場での簡易で小型な装置の必要性が指摘されていた。
【０００５】
また、例えば、特開平０８−１０７７１号公報に示す電解質供給ホルダーの開発案件においては、電解水供給ホルダーは上ケースと下ケースから成り、上下ケースは、例えば、ケース周縁部で相互が螺合されて接続され一体として使用され、上ケースは電解質の保存容器でありその上方に電解質を投入するための注入口とその蓋が設けられていて、下ケースには電解質溶液を所望に従って搬送するポンプが収納され、下ケースの底には原水の給水管口部と排出管口部が形成され、原水は給水管口部から入り、中心に位置する排出管口部から出て、この給水管口部と排出管口部は浄水器の流入口および吐水口と同じ形状および寸法に形成されていることを特徴とするが、上記電解水供給ホルダーが２個必要とすることや、電解質溶液を搬送するポンプを必要とすることから、装置の小型化や低コスト化に問題点を指摘されている。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するために成されたものであり、アルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水等の電解水を効率よく生成することができ、しかも、その構造が簡単で使い勝手の良い、出来ればメンテナンスが不要な電解水生成装置用の電解槽の提供を目的とする。
また、上述した電解槽を小型化し、低コスト化し、メンテナンス不要にすることで、上述した電解槽を導入した電解水生成装置が小型化し、低コスト化し、メンテナンス不要にすることを可能にさせる、電解水生成装置用の電解槽の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための第一の手段としては、水を電解処理して電解水を得る電解水生成装置において電解質容器および電解処理部が一対になるよう組み合わされた電解槽であり、前記電解質容器は前記電解槽の本体の上部を形成し、前記電解処理部は前記電解槽の本体の下部を形成し、前記電解質容器と前記電解処理部は交換可能な手段で接続され、前記電解質容器には固体電解質や入水部や出水部が設けられ、前記電解処理部には入水部や吐水部が設けられ、前記電解質容器入水部からの水が前記固体電解質に接触し電解質溶液になり前記電解質容器出水部から出水することで、落下エネルギーにより前記電解質溶液が前記入水部から入水した所定量の水と混合して生ずる混合電解質溶液を前記電解処理部で電解処理した後に得た電解水を前記吐水部から吐水することを特徴とする、フィルター式固体電解質の電解槽を提供することであるが、前記水に関しては水道水でもタンクからの水でもどちらでもよいし、温度に関しては室温程度の水を用いるのが好ましい。前記電解水に関しては、アルカリ水や酸性水や強アルカリ水や強酸性水などから選択して利用できるようにする。
【０００８】
前記電解質容器は前記電解槽の本体の上部に交換可能な手段で設けられ、前記電解処理部に関しては、陰極部と陽極部と隔膜で構成されているタイプであれば何を用いても構わない。前記電解質容器に関しては前記電解槽の本体の上部に交換可能な手段で設けられるのであれば、どんな手段でも構わず特に制限はないが、前記電解質容器が一般ゴミとして処理可能な材質で構成させることが可能ならば、前記電解質容器は使い捨てタイプであることも可能である。前記固体電解質に関しては、塩化ナトリウムや塩化カリウムや塩化カルシウムを代表とする塩化化合物または硫酸ナトリウムや硫酸カルシウムを代表とする硫化化合物や各種酸類の中から選択して使用でき、さらに化合物や混合物としても使用可能である。
金型を製作しこの金型を用いてインジェクション成形される。
【０００９】
課題を解決するための第二の手段としては、前記電解質容器入水部に入水される入水量を制御する水量制御手段または／及び前記電解質容器入水部に入水される水圧量を制御する水圧制御手段を設けることを特徴とする、課題を解決するための第一の手段に記載のフィルター式固体電解質の電解槽を提供することであるが、例えば、前記電解質を急激に溶解したりゆっくり溶解させたいときには、前記水圧制御手段から電磁ポンプ装置へ水圧制御信号を流すことにより前記電解質容器へ流れる前記混合電解質溶液の水圧を時系列的に増減させるようにすることで、前記混合電解質溶液の電気伝導度を所定値の範囲で増減させるようにする。また、例えば、電解質を急激に溶解したりゆっくり溶解させる手段としては、前記水量制御手段から電磁弁へオン・オフ信号を断続的に流すことにより前記電解質容器へ流れる前記混合電解質溶液の水量を時系列的に増減させるようにすることで、前記混合電解質溶液の電気伝導度を増減させることができる。
【００１０】
課題を解決するための第三の手段としては、前記電解処理部にはイオン交換膜や陽極や陰極が設けられ、前記混合電解質溶液の濃度に合わせて電解電圧の印加電圧が所定の値に制御される電解電圧制御手段を設けることを特徴とする、課題を解決するための第一の手段に記載のフィルター式固体電解質の電解槽を提供することであるが、前記イオン交換膜や前記陽極や前記陰極に関しては、一般的に知られた電解処理手段に持ちいられた種類のものを用いればよい。前記電解電圧制御手段に関しては、前記混合電解質溶液の濃度が変化すると前記陽極−陰極間の電流値に変化が生ずることを利用し、前記混合電解質溶液の濃度が薄くなれば前記陽極−陰極間の電流値は低くなるので前記電解電圧制御手段により前記陽極−陰極間の電圧値を所定の値まで上げるようにし、前記混合電解質溶液の濃度が濃くなれば前記陽極−陰極間の電流値は高くなるので前記電解電圧制御手段により前記陽極−陰極間の電圧値を所定の値まで下げるようにすることで、前記混合電解質溶液の電気伝導度を増減させることができる。
【００１１】
課題を解決するための第四の手段としては、前記電解質容器が紙製かプラスチック製であることを特徴とする、課題を解決するための第一の手段に記載のフィルター式固体電解質の電解槽を提供することであるが、前記電解質容器が紙製である場合に関しては前記電解質容器の内部部分が防水性または耐水性を有する紙を用いるか紙に防水手段または耐水手段を設ける必要がある。前記電解質容器がプラスチック製である場合に関しては一般ゴミとして捨てられる素材が好ましいため塩化ビニールを代表とする、ハロゲン基を有しないポリマーの使用が好ましい。前記電解質容器の形状に関しては、任意の形状で構わないが、略円柱体や略立方体や略多角形の立体形状の中から選択して用いればよい。
本発明は、以上の構成となっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るフィルター式固体電解質の電解槽について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態を破断して示した概略図である。
【００１３】
図１より、１００は電解槽本体であり水を電解処理して電解水を得る電解水生成装置の主要部分を構成し、１１０は電解質容器であり電解槽本体１００の上部を形成し、電解処理部１２０は電解槽本体１００の下部を形成し、電解質容器１１０と電解処理部１２０は一対になるよう組み合わされ電解槽本体１００を構成するが互いに交換可能な手段で接続され、Ｃは電解質容器１１０と電解処理部１２０の接続手段であり、電解処理部１２０には外部容器１２１の内部にイオン交換膜１２２や陰極１２３や陽極１２４や入水管１２５や電解処理部入水部１２６が設けられ、電解質容器１１０の内部には固体電解質１１１や電解質容器入水部１１２や電解質容器出水部１１３が設けられ、電解処理部１２０には電解処理部入水導入部１３０や電解質容器入水導入部１３１や電解処理部入水導入部１３２や吐水部１４０が設けられる。
【００１４】
図１より、電解質容器１１０は、例えば一般ゴミの対象になる紙製であれば所定の形状で一般的な紙製容器の製造手段を用いればよく、また例えばプラスチック製であれば所定の形状になるような金型を用いて一般的な合成樹脂用製造手段を用いればよい。電解処理部１２０に関しては、外部容器１２１やイオン交換膜１２２の固定手段や入水管１２５や電解処理部入水部１２６は所定の形状でプラスチック製であることが好ましい。接続手段Ｃに関しては、交換可能な手段に関しては電解質容器１１０と電解処理部１２０が交換可能であればどんな手段を用いても構わない。固体電解質１１１は顆粒状の塩化ナトリウムや結晶状の塩化ナトリウムの使用が好ましいが、固体電解質であれば特に制限はない。電解質容器出水部１１３に関しては、電解質容器１１０内の固体電解質１１１が電解質溶液になり電解処理部１２０内に落下することが可能であれば、どんな手段でも構わないが、ステンレス製メッシュやプラスチック製メッシュやろ過紙やプラスチック製板状体に複数以上の孔部を設けたタイプの使用が好ましい。電解処理部入水導入部１３０は外部容器１２１とイオン交換膜１２２の間に前記水が所定量入水されるための手段であり、電解質容器入水導入部１３１はここから入水した所定量の前記水が電解処理部１２０内を経由して電解質容器入水部１１２に送水されるための手段であり、電解処理部入水導入部１３２はイオン交換膜１２２内に前記水が所定量入水されるための手段であり、吐水部１４０は外部容器１２１の任意の部位に設けられ、電解処理部１２０内で生成された電解水を外部容器１２１の外部に吐水されるための手段である。電解質容器入水部１１２に関しては、電解質容器入水導入部１３１からの前記水を電解質容器１１０内の固体電解質１１１に接触できるようになっていればどんな手段や構造でも構わない。また、この実施の形態例では、電解処理部１２０の入水部は入水管１２５や電解処理部入水部１２６や電解処理部入水導入部１３０や電解質容器入水導入部１３１や電解処理部入水導入部１３２によって構成されている。
【００１５】
図１より、本発明を使用するときは、本発明のフィルター式固体電解質の電解槽を組み込んだ電解水生成装置を使用する場合であり、例えば、電解質容器入水導入部１３１から入水された所定量の水が電解質容器入水部１１２を介して固体電解質１１１に接触し電解質溶液になり電解質容器出水部１１３から出水することで、落下エネルギーにより前記電解質溶液が電解処理部入水導入部１３０から入水され電解処理部入水部１２６から出水し外部容器１２１とイオン交換膜１２２の間に入水された所定量の前記水と電解処理部入水導入部１３２から入水された所定量の水が入水管１２５を介してイオン交換膜１２２内に入水された水とが混合して十分な撹拌が行われて生じた混合電解質溶液を電解処理して得た電解水を吐水部１４０から吐水することを特徴とする。
【００１６】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また上記実施の形態例は例示にすぎず、以上説明した実施の形態例以外にも本発明の枠を逸脱しない範囲内で各種の変形実施が可能である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明より、水を電解処理して電解水を得る電解水生成装置において電解質容器および電解処理部が一対になるよう組み合わされた電解槽であり、前記電解質容器は前記電解槽の本体の上部を形成し、前記電解処理部は前記電解槽の本体の下部を形成し、前記電解質容器と前記電解処理部は交換可能な手段で接続され、前記電解質容器には固体電解質や入水部や出水部が設けられ、前記電解処理部には入水部や吐水部が設けられ、前記電解質容器入水部からの水が前記固体電解質に接触し電解質溶液になり前記電解質容器出水部から出水することで、落下エネルギーにより前記電解質溶液が前記電解槽下部入水部から入水した所定量の水と混合して生ずる混合電解質溶液を前記電解処理部で電解処理した後に得た電解水を前記吐水部から吐水することを特徴とするフィルター式固体電解質の電解槽を提供できることで、従来の電解水生成装置に必要とされた水道水に電解質を添加するための手段としての搬送ポンプや混合装置や電解質の添加量を制御する装置などを必要としないため構造が簡単になる結果、装置が小型化及び軽量化されることによって低コストで製造できる電解水生成装置の製造が可能になる。また、本発明のフィルター式固体電解質の電解槽を用いた電解水生成装置を提供できることで、使用済みのフィルター式固体電解質は本体から簡単に取り出せて一般ごみとして処分可能であり、新しいフィルター式固体電解質は普通の主婦でも簡単に本体に装着できる電解水生成装置の製造が可能になる。
【００１８】
また、請求項２や請求項３の発明によれば、前記電解質容器入水部に入水される入水量を制御する水量制御手段または／及び前記電解質容器入水部に入水される水圧量を制御する水圧制御手段を設けることを特徴とし、または／及び前記電解処理部にはイオン交換膜や陽極や陰極が設けられ、前記混合電解質溶液の濃度に合わせて電解電圧の印加電圧が所定の値に制御される電解電圧制御手段を設けることを特徴とする、フィルター式固体電解質の電解槽を提供できることで、所望以上の前記電解質溶液が前記電解処理部に流れ電解電源の負荷が増大することを防ぐことができる。また、前記電解処理部への印加電圧を前記電解処理部内の電解質溶液の濃度の変動に合わせて適宜変えることにより、前記吐水部からの吐水の性状を常時監視しなくとも所定の吐水期間に電解水が強酸性水の場合では殺菌性のある吐水を確実に得ることができ。この結果、殺菌性の劣る吐水を使用するといった不都合が生じることを避けられる。
また、例えば、電解水が強酸性水の場合では水圧の変動などによる水の供給量の僅かな変動に対して前記電解処理部の内部の負荷の変動を少なくし、安定した水質の強酸性水を得ることを可能とする。
【００１９】
また、請求項４の発明によれば、前記電解質容器が紙製かプラスチック製であることを特徴とする、フィルター式固体電解質の電解槽を導入した電解水生成装置を提供できることで、使用済みのフィルター式固体電解質は本体から簡単に取り出せて一般ごみとして処分可能とすることによって、利用者に煩わしさを軽減させることが出来、結果的に付加価値を高めた電解水生成装置にすることができるフィルター式固体電解質の電解槽を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を破断して示した概略図である。
【符号の説明】
１００　　　電解槽本体
１１０　　　電解質容器
１１１　　　固体電解質
１１２　　　電解質容器入水部
１１３　　　電解質容器出水部
１２０　　　電解処理部
１２１　　　外部容器
１２２　　　イオン交換膜
１２３　　　陰極
１２４　　　陽極
１２５　　　入水管
１２６　　　電解処理部入水部
１３０　　　電解処理部入水導入部
１３１　　　電解質容器入水導入部
１３２　　　電解処理部入水導入部
１４０　　　吐水部
Ｃ　　　　　接続手段
【図１】
2004089978.tif 000003