(57)【要約】【目的】 給電用端子の存在が電極間距離の短縮化を阻害することがなく、電極間の距離を接近せしめて配置を可能とし電解効率の向上を図ること。【構成】隔膜によって仕切られた陰極室と陽極室を備え、陰極室に配設された電極と陽極室に配設された電極とが前記の電解隔膜を介して対向して設けられた電解槽を有し、前記の各電極に板状の給電用接触端子を接触せしめて設け、この給電用接触端子は前記の電極同士の対向面の背面に位置させて接触せしめてあり、この接触は、前記の端子の電極接触面とは反対側に配設した弾性体の押圧力で押圧密接するようにした構成としている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜によって仕切られた陰極室と陽極室とを備えるとともに、前記陰極室に配設された電極と陽極室に配設された電極とが前記隔膜を介して対向して設けられた電解槽を具備し、前記対向する両電極の対向面の背面に板状の給電用接触端子を前記それぞれの電極に接触せしめて設けたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
給電用接触端子の電極接触面とは反対面に配設した押圧手段によって前記給電用接触端子を電極に接触せしめたことを特徴とする請求項１または２記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記押圧手段がゴム状弾性体又はばねであることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記給電用接触端子の幅方向中央より棒状の接続端子を取り付け、該接続端子により電源と接続せしめるようにしたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水、井戸水等を電気分解して、アルカリ電解水と酸性電解水とを生成するように構成した電解槽を備えた電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より水道水や井戸水などの原水を電気分解してアルカリ電解水と酸性電解水とを生成することのできる電解槽が知られている。そして、この電解槽は、隔膜を介して内部に陰極を有する陰極室と内部に陽極を有する陽極室とがそれぞれ形成されており、更に、前記した陰極室と陽極室には、水の流入口と流出口とが両端部にそれぞれ設けられており、流入口から流入した井戸水等が隔膜で仕切られた陰極室と陽極室とで電気分解されて、陰極室側からアルカリ電解水が陽極室側からは酸性電解水が生成されるものである。
【０００３】
上記したような電解槽は、その構造によってバッチ式と連続式の二つに大きく分類され、前記バッチ式は、電解槽で生成されたアルカリ電解水と酸性電解水とを該電解槽に保存する方式であり、連続式は、電解槽の陰極室と陽極室とに水を連続的に流出入して、アルカリ電解水と酸性電解水とを連続的に得られる方式であり、これら二つの方式のうち連続式の方が連続して電解水を得られる便利さから浄水機能を付加することも併せて主流となっている。
【０００４】
上記した連続式の電解槽においては、短時間で効率よくｐＨ（水素イオン指数）の大きいアルカリ電解水やｐＨの小さい酸性電解水を生成するためや、あるいは電解槽の小型化を図るために、種々の構造の流入式の電解槽が提案されており、これらには、電解槽本体の箱と内部に隔膜付きの隔膜箱があり、隔膜箱が陽極室とし、隔膜箱の外部が陰極室に構成されているユニットセル方式や、電極板と電解隔膜が交互に積層され、電極板を陰極と陽極が交互になるように構成されたフィルタープレス方式や、陰極室と陽極室が電解隔膜を介して２重円筒状で構成された円筒方式がある。
【０００５】
また、近年、電解槽に関して小型化と高効率化を図るものとして流路構成に対する工夫、電極及び電解隔膜材料、電極形状やその配置に着目したものが提案されている。そして、その一つである電極配置については、電極間の距離を短くすることにより電解効率が向上することが一般に知られており、例えば、特開平７−２２２９７８号公報で開示されているものは、電解槽の一端に給水ノズルを他端側に酸性水排水ノズルとアルカリ電解水排水ノズルとをそれぞれ設け、電解槽内の給水ノズルに連続してプール室を形成し、プール室から流入水下流側に、水の流路断面積を狭くする複数の排水溝を設けることにより、電解槽内の電極間に流れる水道水を均一な等しい流量で流し、しかも電極間を精度良く狭くすることにより電解効率を向上させるとともに小型化を図るようにしている。
【０００６】
また、特開平７−２８４７７３号公報で開示されているものは、陰極と陽極として電解時に発生する気泡を透過可能な透過口を多数備えた多孔性の板状電極を採用して、これら両電極の互いに対向する側とは反体側の両部位に被処理水が流通する主流路を形成することで両電極間での気泡の停滞を解消し、両電極間の隔膜を可能な限り接近させることにより電解効率を向上させるとともに電極の劣化を防止しようとしてものである。
【０００７】
さらに，特開平７−２９００５８号公報で開示されているものは、隔膜を支持し、かつ原水供給孔及び一対の電解水排出孔を有する隔膜体と、該隔膜体の原水供給孔及び一対の電解水排出孔にそれぞれ対応する供給孔及び一対の排出孔を有する電極とを重合した水電解装置において、電極に設けた供給通水孔もしくは排水通水孔の形状に改良を加えることで、隔膜体のフレームの厚みを小さくして電極間距離を極力減少させ、しかも電解効率を向上させるようにしている。
【０００８】
上記した電解槽ではその構成が複雑になり、電極に接続される給電用の端子の存在により電極間の距離を短くすることが困難になり、また、本体ハウジングの水密性の確保等の構造上の制約から端子形状が複雑になり組立作業が難しいという問題点を有していることより、これを改良したものとして、図6、図７に示すユニットセル型の電解槽がある。上記の電解層は、本体容器を兼ねるとともに陰極室１０２側セルとなる電解槽ケース１０１と、前記電解槽内部に設けられた陽極室１０３側セルとなる隔膜ケース１０４と電極１０６及び１０７で構成されている。
【０００９】
前記隔膜ケース１０４は支持体１０８と該支持体１０８と間隔をあけた対向して配置された電解隔膜１０９から構成され、隔膜ケース１０４内には陽極となる平板状の電極１０７が支持体１０８に沿って配設され、また、陰極室１０２内には、隔膜ケース１０４における電解隔膜１０９の外面と、電解槽ケース１０１の内面との間に、陰極となる平板状の電極１０６が電解隔膜１０９と隙間をあけて対向するように配設されている。
【００１０】
上記した構成において、電極１０６及び１０７に接続される棒状の給電用端子１１０の突出部分が対向する電極と干渉することを避けるため、この電極と端子の接続に当たり、該端子１１０の中心軸を電極１０６（１０７）の厚み方向の中心に対して電極同士の対向面とは反対方向に位置させる（図７参照）ことによって、各電極１０６，１０７から対向する電極に向けての端子１１０の突出寸法が小さくなり、端子の突出により電極１０６，１０７間の距離を短くして、電解効率を向上させることができるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示のものにおいては、電極間の距離の短縮には一定の効果はみることができるあるものの、電極と端子は溶接等の固着手段によって接続されているため後組み付けができず、その組み立て等において多少の問題がある。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、給電用接触端子の存在が電極間距離の短絡化を阻害することがなく、電極間の距離を接近して配置することができ電解効率を向上させるとともに、小型化が図れる電解水生成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電解水生成装置は、前記の目的を達成するために、隔膜によって仕切られた陰極室と陽極室を備えるとともに、前記陰極室に配設された電極と陽極室に配設された電極とを隔膜を介して対向して設けられた電解槽を具備し、前記対向する両電極の対向面の背面側に板状の給電用接触端子をそれぞれ接触させて設けたことをその特徴とし、前記の給電用接触端子の電極への接触手段として電極接触面とは反対面に配設した弾性体によって押圧したことを特徴とし、更に前記の弾性体がゴムあるいはばねであることをその特徴とするものであり、前記の給電用接触端子に棒状の接続端子を取り付け、該接続端子を電源に接続するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電解水生成装置は、陰極室と陽極室、陰極室と陽極室との間を仕切る隔膜を備えるとともに、陰極室に配設された電極と陽極室に配設された電極とが隔膜を介して対向して設けられた電解槽を備え、各電極に板状の給電用接触端子を接触させ、この接触は前記した電極同士の対向面の背面に位置させて構成したので、電極と端子の構成を簡便化することができ、各電極から対向する電極に向けての端子の突出がないため、端子の突出により電極間の距離が規制されることがなく、電極間の距離を短くし、電解効率を向上させることが可能である。
【００１４】
前記した各電極と給電用接触端子との接触は、該給電用接触端子の電極接触面とは反対面に配設した弾性体の押圧力により給電用接触端子を電極に接触密着させているため、電極と端子を電気的及び機械的に接続する必要がなく、また電極と前記端子とを電気的あるいは機械的に接続するときの変形や汚れ及び破損を防止でき、電極と端子の接続構造を簡便化することができるものであり、更に、ゴム状弾性体やばねを押圧力として用いているので接触構成を簡単にできるとともに後組み付けも可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を説明する。図１は電解槽１の全体斜視図であり、該電解槽１は中空の第一ハウジング２と中空の第二ハウジング３とよりなり、これら両ハウジング２、３は止めネジ４，４、・・によって固定されている。前記第一ハウジング２の側部上部に該ハウジング内に装置される接続端子５の端部が突出され、接続端子５はワッシャ６とロックナット７によって第一ハウジングの側部固定されており、また、同側部下部にコネクタ８が設けられている。第二ハウジング３の側部上方にはコネクタ９が設けられ、下方には第二ハウジング３内に設けられた接続端子１０がワッシャ１１を介してロックナット１２によって第二ハウジング３に固定されており、前記接続端子５．１０によって電源に接続されることになる。
【００１６】
図２は電解槽１の一部を破断した説明図、図３は図２のＡ−Ａ断面を示すもので、電解槽１は前記したように平板中空状の第一ハウジング２と平板中空状の第二ハウジング３とより構成されるもので、前記第二ハウジング３には電解隔膜１５が設けられ、隔膜室を構成している。前記した電解隔膜１５を備えた隔膜室の第一ハウジング２側に格子状をした薄い平板状の樹脂スぺーサ１６を介して陰極となる平板状電極１７が前記電解隔膜１５に対向して設けられ、前記の第一ハウジング２の内壁と電解隔膜１５との間の陰極となる電極１７を含む空間が陰極室１８を形成する。
【００１７】
また、前記した電解隔膜１５を有する隔膜室側に格子状の薄い平板状の樹脂スぺーサ１９を介して陽極となる平板状電極２０が前記陰極となる平板状電極１７と対向して設けられ、該隔膜室が陽極室２１を形成する。また、前記陰極室１８及び陽極室２１の下部には水道水等の流入孔２２および２３が穿設されており、陰極室１８及び陽極室２１の上方にはアルカリ水及び酸性水が流出される流出孔２４、２５が設けられている。
【００１８】
前記した陰極となる平板状電極１７と陽極となる平板状電極２０とが対向する面の前記陰極となる電極の背面の上部端縁部に平板状の給電用接触端子２６が接触されており、前記給電用接触端子２６の電極１７との接触は給電用接触端子２６の電極１７との接触面の反対側に弾性体２７を配設することにより常時前記の弾性体２７の押圧力によって接触を保持するようにしてある。そして、電極１７に接触される給電用接触端子２６の幅方向の略中央には棒状の接続端子５が電気的（例えば、溶接）あるいは機械的（例えば、ねじ込み式や圧入式）手段によって取り付けられている。
【００１９】
前記した電極１７に対する給電用接触端子２６への押圧力である弾性体２７としてはゴムあるいは樹脂状弾性体であってもよいし、また、コイルスプリングあるいは板状ばねであってもよい。また、前記した棒状の接続端子５の他端側が前述したように第一ケース２の側壁より突出されて電源に接続可能とされている。前記した第一ケース２の接続端子５が突出される挿入口２８内には接続端子５の外面と挿入口２８の内面の隙間にはOリング２９が介装されて水密性が確保されている。
【００２０】
前記した陽極となる平板状の電極２０の陰極となる電極１７と対向する面の前記電極２０の背面の下部端縁に平板状の給電用接触端子３０が接触されており、前記給電用接触端子３０の電極２０との接触は、給電用接触端子３０の電極２０の接触面の反対側に弾性体３１（ゴム状弾性体あるいはばね）を配設することにより常時該弾性体３１の反力による押圧力により接触を保持にするようにしている。そして、電極２０に接触される給電用接触端子３０の幅方向の略中央に棒状の接続端子１０が電気的（例えば溶接）あるいは機械的（例えばねじ込み式や圧入式）手段によって取り付けられる。そして、前記した棒状の接続端子１０の他端側が第二ケース３より突出されて電源と接続するようにされる。また、第二ケース３の接続端子１０が突出される挿入口内に接続端子１０の外面と挿入口の隙間にはOリングが介装されて水密を確保している。
【００２１】
本発明の実施の形態において電解水を生成するに当たっては、原水は流入孔２２より電解槽内に流入し、陰極室１８内に供給されるとともに流入孔２３を通じて陽極室２１にも供給される。この状態で電源より接続端子５および１０、板状の給電用接触端子２６、３０を介して電極１７・２０間に電圧を印加すると、原水の電気分解により陰極室１８内ではアルカリ電解水が、陽極室内では酸性電解水が生成する。そして、前記のアルカリ電解水は陰極側流出口２４より電解槽外に流出され、又、酸性電解水は陽極側流出口２５から電解槽外に流出されるようになる。
【００２２】
本実施の形態における電解槽においては、電極１７と電極２０とが電解隔膜１５を介して対向して配設されており、該電極１７と電極２０に接触する板状の給電用接触端子２６，３０を前記対向する電極１７及び２０のそれぞれの対向面の背面に接触せしめるようにしたので各電極１７，２０から対向するそれぞれの電極２０，１７に向けての突出がなくなり、前記両電極間の距離が規制されることを防止して電極間の距離短縮することができ、そのため電解効率を向上させることができるものである。
また、前記した電極と板状の給電用接触端子との接触に際しては、板状の給電用接触端子の電極１７，２０の接触面と反対面に弾性体２７，３１を配設し、該弾性体の反力で板状の接触端子と電極とを密着接触するようにしている。
【００２３】
さらに、本実施の形態においては、前記したように電極と板状の接触端子を電気的あるいは機械的に接続する必要がないので、電極の変形や汚れ及び破損を防止することができるものであり、また組立作業においても容易になるものである。
【００２４】
図５に示すものは、本発明の第二の実施の形態である３電極・２隔膜の電解槽を示すものであり、中央に配設した電極３５を中心としてその両側に所要の距離を隔てて電解隔膜３６，３７が設けられ該電解隔膜３６，３７と所要の距離を隔てて該それぞれの電解隔膜３６，３７の外側に電極３８，３９を対向して設けてある。そして、前記した中央の電極３５の下部には該中央の電極３５の下端部を中心に挟持するように給電用接続端子４０を固設しその端部をＯリング５０を介して電解槽の外に突出させて電源と接続するようにしている。
【００２５】
前記した中央の電極３５と対向して設けられた電極３８の前記電極３５との対向面の背面に板状の給電用接触端子４１を接触せしめ、該接触端子４１の電極３８との接触面の反端面に弾性体４２を配設し、該弾性体４２の反力によって接触端子４１を電極３８に常時密着接触するようにしている。そして、前記の弾性体４２は、ゴム状，樹脂状の弾性体あるいはコイルばねや板状のばねであってもよい。また、前記した板状の給電用接触端子４１の幅方向の略中央に棒状の接続端子４３が溶接あるいはねじ込み等によって取付けられ、該棒状の接続端子４３の他方の端部はＯリング５１を介して電解槽外に突出され、電源と接続するようにされている。
【００２６】
前記した中央の電極３５と対向して設けられた電極３９の前記電極３５との対向面の背面に板状の給電用接触端子４５を接触せしめ、該給電用接触端子４５の電極３９との接触面の反端面に弾性体４６を配設し、該弾性体４６の反力によって給電用接触端子４５を電極３９に常時密着接触するようにしている。そして、前記の弾性体４６は、ゴム状，樹脂状の弾性体あるいはコイルばねや板状のばねであってもよい。また、前記した板状の給電用接触端子４５の幅方向の略中央に棒状の接続端子４７が溶接あるいはねじ込み等によって取付けられ、該棒状の接続端子４５の他方の端部はＯリング５２を介して電解槽外に突出され、電源と接続するようにされる。
【００２７】
上記した第二の実施の形態においても、電解隔膜３６を介して電極３５，３８が対向して設けられ、また、隔膜３７を介して電極３５，３９が対向して設けられている電解槽においても、電極３８及び３９に接触する板状の給電用接触端子４１，４５は電極の対向面の背面に接触するように構成されているので各電極に向けての突出がなくなり電極の距離の規制がなくなり、電極間の距離を短くすることができ電解効率をこうじょうさせることができるものである。また、中央の電極については、他の電極に対して突出しているので樹脂スぺーサ等で被う必要がある。そして、この第二の実施の形態の電解槽においても接続端子４０，４３及び４７を電源に接続して各電極間に電圧を印加することにより電解水を生成せしめることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電解槽の外観図
【図２】電解槽の一部を破断した説明図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】接触端子、弾性体及び接続端子の構成の斜視図
【図５】第二の実施の形態の電解槽の要部説明図
【図６】従来の電解槽の説明図で、ａは縦断面図、ｂはａのイ部の拡大図
【図７】従来の端子の斜視図
【符号の説明】
【００２９】
１          電解槽                ４,１０        接続端子
１５        電解隔膜              １７，２０      電極
１８        陰極室                ２１            陽極室
２６，３０  給電用接触端子        ２７，３１      弾性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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