(57)【要約】【課題】電極が消耗しても電極間の間隔が一定の間隔を保持するように電極を配設させることで、電解効率の低下防止が可能となる電解装置を実現する。【解決手段】電極１２、１３との間には、この電極１２、１３間の間隔を一定に保つ保持部材１６が設けられ、電極１２、１３と保持部材１６は、保持部材１６の両端面に向けて電極１２、１３側からの押圧が掛かるように構成させて電解槽１１内に配設した。これにより、電解効率の低下防止ができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質する水が導入される電解槽（１１）および前記電解槽（１１）内に対向して配設されマグネシウムからなる一対の電極（１２、１３）を有し、前記電極（１２、１３）に電圧を印加させて前記電極（１２、１３）からＭｇ２＋イオンを溶解させて前記電解槽（１１）内の水をアルカリ水に改質する電解装置において、
前記電極（１２、１３）との間には、前記電極（１２、１３）間の間隔を一定に保つ保持部材（１６）が設けられ、前記電極（１２、１３）と前記保持部材（１６）は、前記保持部材（１６）の両端面に向けて前記電極（１２、１３）側からの押圧が掛かるように構成させて前記電解槽（１１）内に配設したことを特徴とする電解装置。
【請求項２】
前記電極（１２、１３）は、前記保持部材（１６）の両端面と圧接する側の少なくとも一方の背面側に伸縮自在の伸縮部材（１５）が設けられ、前記伸縮部材（１５）は、前記電極（１２、１３）を介して前記保持部材（１６）の両端面に押圧が掛かるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記保持部材（１６）は、絶縁材から形成されるとともに、両端面が尖状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウムからなる一対の電極を有する電解装置に関するものであり、特に、電極の消耗による電極間の間隔を一定に保持する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電解装置として、例えば、特開２００１−１９１０７８号公報に記載のものが開示されている。この公報では、改質する水が導入される電解槽と、電解槽内に対向して配設されマグネシウムからなる一対の電極と、この一対の電極に直流電圧を印加する電圧印加手段とから構成している。
【０００３】
そして、一対の電極間に電圧が印加されると、電極間に電位差が発生するので極性が陽極側の電極からＭｇ２＋イオンが溶解し、電解槽内の水がアルカリ性に改質されてアルカリ水となるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報のようにマグネシウムで形成した電極を用いて電解槽内にＭｇ２＋イオンを溶解させると使用回数の経過とともに電極の表面が消耗して板厚が順次薄肉となってくる。さらに、上記公報ではこの電極の消耗を均一とするように、電極に印加する極性を所定時間毎に切り換えるように構成されているが、特に、互いに一方の電極に面する側の消耗が著しいものであって、電極間の間隔が新品のときと比べると順次広がる方向に消耗している。
【０００５】
従って、電極間の間隔が広がることにより電極間の抵抗が増加し、使用回数の経過とともに電解効率が順次低下する問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、電極が消耗しても電極間の間隔が一定の間隔を保持するように電極を配設させることで、電解効率の低下防止が可能となる電解装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、改質する水が導入される電解槽（１１）およびこの電解槽（１１）内に対向して配設されマグネシウムからなる一対の電極（１２、１３）を有し、この電極（１２、１３）に電圧を印加させて電極（１２、１３）からＭｇ２＋イオンを溶解させて電解槽（１１）内の水をアルカリ水に改質する電解装置において、
電極（１２、１３）との間には、電極（１２、１３）間の間隔を一定に保つ保持部材（１６）が設けられ、電極（１２、１３）と保持部材（１６）は、この保持部材（１６）の両端面に向けて電極（１２、１３）側からの押圧が掛かるように構成させて電解槽（１１）内に配設したことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、マグネシウムからなる一対の電極（１２、１３）は、Ｍｇ２＋イオンが溶解されることにより使用回数の経過とともに電極（１２、１３）の表面が消耗して板厚が順次薄肉となってくる。特に、互いに一方の電極（１２、１３）に面する側の消耗が著しいものであって、電極（１２、１３）間の間隔が新品のときと比べると順次広がる方向に消耗している。従って、電極（１２、１３）間の抵抗が増加し、使用回数の経過とともに電解効率が順次低下する問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、電極（１２、１３）間に一定の間隔を保持する保持部材（１６）を設け、この保持部材（１６）の両端面に向けて電極（１２、１３）側からの押圧が掛かるように構成させて電解槽（１１）内に配設したことにより、電極（１２、１３）が消耗して板厚が順次薄肉となってきても、電極（１２、１３）は、保持部材（１６）の両端面に押圧を掛けて圧接させているので、電極（１２、１３）間の間隔は、常に一定の間隔が保持されているので電解効率は変化しない。従って、電極（１２、１３）の消耗によって電極（１２、１３）間の間隔が広がる従来に比べて電解効率の低下の防止が図れる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、電極（１２、１３）は、保持部材（１６）の両端面と圧接する側の少なくとも一方の背面側に伸縮自在の伸縮部材（１５）が設けられ、伸縮部材（１５）は、前記電極（１２、１３）を介して前記保持部材（１６）の両端面に押圧が掛かるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、保持部材（１６）の両端面と圧接する側の背面側に伸縮自在の伸縮部材（１５）が設けられることにより、一定の間隔を保持する保持部材（１６）が、一対の電極（１２、１３）に挟まれるように構成されているので電極（１２、１３）間の間隔が変化することはない。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、保持部材（１６）は、絶縁材から形成されるとともに、両端面が尖状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、保持部材（１６）の両端面が尖状に形成されていることにより、保持部材（１６）の両端面と圧接する電極（１２、１３）側の接触面積を極力小さくしたことで、この圧接部位も他の部位と同じように板厚が薄肉に消耗される。これにより、電極（１２、１３）間の間隔が広がることはない。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、本実施形態の電解装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、電解装置１０は、水が導入される電解槽１１と、電解槽１１内に対向して配設される一対の電極１２、１３と、これらの電極１２、１３に直流電圧を印加する電圧印加手段１４と改質制御器２０から構成している。
【００１６】
電解槽１１は、アルカリに強いプラスチックなどの材料で形成された容器であり、図示しない給水配管に接続され、改質する水を導入する導入口１１ａおよび改質させたアルカリ性の電解水を吐出する吐出口１１ｂが形成されている。
【００１７】
本実施形態の一対の電極１２、１３は、マグネシウムの材料で板状に形成させて、電極１２、１３間の間隔Ｌ０が一定の間隔を保持されるように電解槽１１内に配設させている。具体的には、電解槽１１の壁面と電極１２、１３との間にバネ材からなる伸縮自在の伸縮部材１５を設けるとともに、絶縁材からなる所定の長さの保持部材１６を挟み込むように電極１２、１３が設けられている。
【００１８】
すなわち、電極１２、１３は、伸縮部材１５によって保持部材１６の両端面に押圧が掛かるように構成させて、電極１２、１３と保持部材１６の両端面とが圧接するようにしている。これにより、電極１２、１３の消耗によって板厚が薄肉となっても電極１２、１３間の間隔Ｌ０が一定に保持されるものである。
【００１９】
なお、伸縮部材１５および保持部材１６は、図２に示すように、上下および奥行き方向に複数個（例えば、４個）設けて、間隔Ｌ０の変動が小さくなるようにしている。また、保持部材１６の両端面は、尖状に形成させて電極１２、１３に圧接させるようにしてある。これは、保持部材１６の先端が電極１２、１３側と圧接する部位の接触面積を極力小さくしたことで、この圧接部位も他の部位と同じように板厚が薄肉に消耗されるので電極１２、１３間の間隔Ｌ０が一定に保持されるものである。また、１７は保持部材１６を支持する支持部材であって、絶縁材で形成させている。
【００２０】
そして、電極１２、１３は、電圧印加手段１４に接続されている。この電圧印加手段１４は、電極１２、１３間に直流電圧を印加するように改質制御器２０により制御され、一方の電極１２側に高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を印加し、もう一方の電極１３側に低電位電圧（ＤＣ０Ｖ）を一定時間（例えば５分）印加させ、その後、電極１２側に低電位電圧（ＤＣ０Ｖ）を印加し、電極１３側に高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を一定時間（例えば５分）印加させるように交互に極性を切り換えるように制御している。
【００２１】
なお、電解性能は水道水の水質等の条件によって変動するため、性能を安定させるために、電極１２、１３に印加する電圧を改質制御器２０により制御させ、電解槽１１内を流れる電流が一定に保つ機構を設けても良い。また、改質制御器２０は、図示しない操作パネルに接続され、操作パネルからの操作信号に基づいて電圧印加手段１４の制御を行なう。
【００２２】
次に、以上の構成による電解装置の作動について説明する。まず、アルカリ水を生成させたいときには、図示しない操作スイッチを操作させることで、改質制御器２０により、図示しない給水配管から導いた水が電解槽１１に導入され、改質された水が吐出口１１ｂから吐出される。
【００２３】
そして、電圧印加手段１４に電源が通電され、電極１２、１３間に電圧が印加されると、電極１２、１３間の水が以下に示すように電気分解される。因みに、電極１２、１３間に印加される電圧の極性は所定時間（例えば、５分）毎に切り換えられるが、説明の便宜上、一方の電極１２が陽極、もう一方の電極１３が陰極の状態を例に、電気分解による電解水生成の化学反応について説明する。
【００２４】
図１に示すように、電圧Ｖ０が印加されると高電位側の電極１２からＭｇ２＋イオンが溶解し、下記化学反応式（１）によって示されるように、Ｍｇ２＋イオンがＯＨ−イオンと反応してＭｇ（ＯＨ）２が生成し、電解槽１１内の水がアルカリ性に改質される。
【００２５】
【化１】Ｍｇ２＋＋２ＯＨ−→Ｍｇ（ＯＨ）２
また、一方の低電位側の電極１３では、水素イオン２Ｈ＋が電子を受け取って水素ガスＨ２になる反応が起きている。この水素ガスＨ２は量が僅かであるため安全上問題なく、図示しない排気口から排出されるように構成している。
【００２６】
なお、電極１２、１３の極性が反転したときには、電極１２では水素イオン２Ｈ＋が電子を受け取って水素ガスＨ２になる反応が起き、電極１３では化学式（１）で示す反応が起こるので、説明は省略する。
【００２７】
また、高電位側の電極からＭｇ２＋イオンが溶解することにより、電極１２、１３の材料であるマグネシウムが消耗してしまう。本実施形態では、高電位側と低電位側とを交互に切り換えて通電を行なうことにより、電極１２、１３が交互に溶解するため均等に消耗するように構成されている。
【００２８】
ところで、使用回数の経過とともに、順次電極１２、１３が消耗して板厚が薄肉となる。特に、保持部材１６と圧接する側の表面が順次消耗して薄肉となるが、図４に示すように、複数個の伸縮部材１５が電極１２、１３の圧接する側の背面側から押力を掛けているため電極１２、１３間の間隔Ｌ０が一定の間隔を保持することができるものである。
【００２９】
以上の一実施形態の電解装置１０によれば、電極１２、１３間に一定の間隔を保持する保持部材１６と、電解槽１１内壁と電極１２、１３との間に伸縮部材１５とを設け、この伸縮部材１５のバネ力により保持部材１６の両端面に向けて電極１２、１３側からの押圧が掛かるように一対の電極１２、１３を電解槽１１内に配設したことにより、電極１２、１３が消耗して板厚が順次薄肉となってきても、電極１２、１３は、保持部材１６の両端面に押圧を掛けて圧接させているので電極１２、１３間の間隔Ｌ０は常に一定の間隔が保持されているので電解効率は変化しない。従って、電極１２、１３の消耗によって電極１２、１３間の間隔Ｌ０が広がる従来と比べて電解効率の低下の防止が図れる。
【００３０】
また、保持部材１６の両端面が尖状に形成されていることにより、保持部材１６の両端面と圧接する電極１２、１３側の接触面積を極力小さくしたことで、この圧接部位も他の部位と同じように板厚が薄肉に消耗される。これにより、電極１２、１３間の間隔が広がることはない。
【００３１】
（他の実施形態）
以上の一実施形態では、電解槽１１内壁と電極１２、１３との間に４個の伸縮自在の伸縮部材１５とを設けたが、これに限らず、図４に示すように、電解槽１１内壁と一方の電極１２との間に伸縮部材１５を設け、かつもう一方の電極１３と電解槽１１内壁と間には伸縮しないスペーサ１５ａを設けても良い。これにより、電極１２、１３が消耗して板厚が薄肉になってくると、伸縮部材１５のバネ力により、電極１２および保持部材１６に押圧を掛けて電極１２、１３間の間隔Ｌ０を一定に保持することができる。なお、図中の符号は、一実施形態と同じ構成のものは、一実施形態と同じ符号を付して説明は省略している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における電解装置１０の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す電解槽１１内の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態における電極１２、１３の消耗形態を示す模式図である。
【図４】他の実施形態における電解装置１０の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１１…電解槽
１２、１３…電極
１５…伸縮部材
１６…保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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