(57)【要約】【課題】  電解効率を向上させるとともに、小型化が図れ、簡単な構造を有し、電極の電食や変質を軽減させ、加工性が良く、電解槽の内部の水溶液の活性化を図ることを可能とし、電極への負担を軽減させると共に、各電極の寿命の延命を図り、活性化された電解水を得るための電極構造の提供を目的とする。【解決手段】  １０は電解槽本体で、電解槽本体１０には第一電極２０と第二電極３０が固着され、第一電極２０と第二電極３０の間になるようファインセラミックス製で円筒形状の電解隔膜４０が固着され、第一電極２０と第二電極３０の距離を、５ｍｍ以下になるように電解槽本体１０を設計し、電解隔膜４０の厚みを２ｍｍ以下になるよう成型・加工した後に第一電極２０と第二電極３０の間になるよう電解槽本体１０を設計し、第一電極２０と電解隔膜４０の間隔を１ｍｍ以下に、または／及び、第二電極３０と電解隔膜４０の間隔を１ｍｍ以下にすることを特徴とし、本発明は以上の構成となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と第二電極が一対で夫々円筒形状である電解水生成装置の電解槽の電極構造であり、第一電極と第二電極の間にファインセラミックス製で円筒形状の電解隔膜を設けたことを特徴とする小型電解槽用電極構造。
【請求項２】
前記第一電極と前記第二電極の距離を、５ｍｍ以下にすることを特徴とする、請求項１に記載の小型電解槽用電極構造。
【請求項３】
前記電解隔膜の厚みを２ｍｍ以下にすることを特徴とする、請求項１に記載の小型電解槽用電極構造。
【請求項４】
第一電極と前記電解隔膜の間隔、または／及び、第二電極と前記電解隔膜の間隔を１ｍｍ以下にすることを特徴とする、請求項１に記載の小型電解槽用電極構造。
【請求項５】
前記電解隔膜にはゼオライトが設けてあることを特徴とする、請求項１に記載の小型電解槽用電極構造。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、第一電極と第二電極が一対で夫々円筒形状である電解水生成装置の電解槽の電極構造であり、第一電極と第二電極の間にファインセラミックス製で円筒形状の電解隔膜を設けたことを特徼とする小型電解槽用電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年になって、水を電気分解して生成する強酸性水を殺菌に使用したり、アルカリイオン水を健康飲料として用いるための、電解水生成装置が使用されるようになってきている。それに伴い、電解水生成装置の小型化のニーズが高まってきて、そのための開発案件も増えてきた。
例えば、電解槽に関して小型化と高効率化を図る工夫として、電極及び電解隔膜材料、または電極形状や配置に着目したものが一般に提案されていて、そのうち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的に知られており、例えば、陰極室と陽極室が電解隔膜を介して２重円筒形状で構成される方式が注目されており、例えば実開昭５５−１４１５９４号公報の案件で柱状電極と筒状隔膜と筒状電極の組合わせや、特開昭６４−２７６８８号公報の円筒型の外側電極と円筒状の内側電極の組合わせの案件などが知られている。【０００３】  また、電解水生成装置の各電極に関しては、より一層の小型化や高効率化や高寿命化などを目指した開発案件が増加してきた。
例えば、給電用の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、電極間の距離を近接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、簡単な構造を有する電解槽を具備する電解水生成装置の提供を課題とし、その解決手段として、電解槽は陰極室と、陽極室と、陰極室と陽極室との間を仕切る隔膜とを備え、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隔膜を介して対向して設けられ、各電極に棒状の給電用の端子を接続して設けると共に、この端子の中心軸を、電極の厚み方向の中心に対して電極同士の対向面とは反対側に位置させることを特徴とする開発案件が知られている。（特開２００３−３３７６５号公報を参照する）【０００４】  また、例えば、電解水中の気泡を除去することができ、かつ弱酸性で殺菌力の強いＨＣｌＯ含有水を得ることができるコンパクトな簡易型電解水製造装置の提供を課題とし、その解決手段として、流水式の無隔膜式電解水製造装置において、電解槽を内筒と外筒とからなる二重構造とし、該外筒の内壁と該内筒の外壁とに電極をそれぞれ取り付け、該外筒と該内筒との間で電気分解し、該内筒の内部を生成した電解水の貯水槽とすることを特徴とする簡易型電解水製造装置の案件が知られている。（特開２００１−１０４９５６号公報を参照する）
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ところが従来の電解水生成装置に関しては、種々の問題点が指摘されており、一つは、電気分解により溶融しているカルシウムイオン、マグネシウムイオン等のミネラル成分が各電極に付着し、電解性能を低下させることであり、そのため、電解水生成装置の中には両電極に印加する直流電源の極性を逆転することにより、各電極に付着したミネラル成分を水中に溶出して両電極を洗浄したりする機構を備えた装置も知られている。また、一つは、電気分解時には各電極に相当な電解圧力がかかり、そのため各電極が電食されたり、変質したりするため、所定の使用期限が経過すると、各電極を交換したりしている。
【０００６】  また、特開２００３−３３７６５号公報の、電解槽は陰極室と、陽極室と、陰極室と陽極室との間を仕切る隔膜とを備え、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隔膜を介して対向して設けられ、各電極に棒状の給電用の端子を接続して設けると共に、この端子の中心軸を、電極の厚み方向の中心に対して電極同士の対向面とは反対側に位置させることを特徴とする案件や、また、特開２００１−１０４９５６号公報の流水式の無隔膜式電解水製造装置において、電解槽を内筒と外筒とからなる二重構造とし、該外簡の内壁と該内筒の外壁とに電極をそれぞれ取り付け、該外筒と該内筒との間で電気分解し、該内筒の内部を生成した電解水の貯水槽とすることを特徴とする簡易型電解水製造装置の案件などでは、電解槽の構造が複雑となり、電極間の距離を短くすることが困難とか、また電極の組立作業がしにくく、コストアップになるという問題点がある。
【０００７】  本発明は、上述した問題点を解決しようとするもので、各電極間の距離を近接して配置することができ、電気分解する際に起こる電気抵抗を減少させ、電解効率を向上させるとともに、小型化が図れ、簡単な構造を有する電極構造の提供を目的とするものである。
また、本発明は、電極の電食や変質を軽減し、加工性が良い電気分解用の電極を備えることで、電解水生成装置及び電解槽の小型化を図ることができる電極構造の提供を目的とするものである。
また、本発明は、電解槽の内部の水溶液の活性化を図ることで、電極への負担を軽減させると共に、各電極の寿命の延命を図り、活性化された電解水を得るための電極構造の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  請求項１の発明の小型電解槽用電極構造は、第一電極と第二電極が一対で夫々円筒形状である電解水生成装置の電解槽の電極構造であり、第一電極と第二電極の間にファインセラミックス製で円筒形状の電解隔膜を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】  本発明において「電極」に関しては、金属製、合金製、導電性セラミック、導電性プラスチックの中から選択して使用できる。
【００１０】  本発明において「電解水生成装置の電解槽」に関しては、電気分解の手段とか電極の種類とか使用する電流・電圧とかは一般的に知られた手段や範囲のものを用いればよい。
また、前記電解槽の電気分解の手段に関しては、原理的にはアルカリ水や酸性水といった電解水を生成させる装置において、イオンを透過可能なイオン交換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る手段であれば良い。
【００１１】  本発明での「電解隔膜」とは、イオンを透過可能な材質のことである。
【００１２】  請求項２の発明の小型電解槽用電極構造は、請求項１に記載の前記第一電極と前記第二電極の距離を、５ｍｍ以下にすることを特徴とするものである。
【００１３】  請求項３の発明の小型電解槽用電極構造は、請求項１に記載の前記電解隔膜の厚みを２ｍｍ以下にすることを特徴とするものである。
【００１４】  請求項４の発明の小型電解槽用電極構造は、請求項１に記載の第一電極と前記電解隔膜の間隔、または／及び、第二電極と前記電解隔膜の間隔を１ｍｍ以下にすることを特徴とするものである。
【００１５】  請求項５の発明の小型電解槽用電極構造は、請求項１に記載の前記電解隔膜にはゼオライトが設けてあることを特徴とするものである。
【００１６】  本発明において「酸性水または強酸性水」に関しては、酸性水とはｐＨ７〜ｐＨ２前後の水溶液のことをいい、その中でも特にｐＨ４〜ｐＨ２前後の水溶液のことを強酸性水という。また、強酸性水には消毒および殺菌効果を有することが公知になっている。
本発明において「アルカリ水または強アルカリ水」に関しては、アルカリ水とはｐＨ７〜ｐＨ１２前後の水溶液のことをいい、その中でも特にｐＨ１０〜ｐＨ１２前後の水溶液のことを強アルカリ水という。また、強アルカリ水には脂肪分および蛋白質の分解作用を有することが公知になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、本発明の小型電解槽用電極構造の実施の形態例について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態を説明する断面図であり、図２は本発明の実施の形態を説明する側面図である。【００１８】  本発明にかかる電解水生成装置は、水の電解により酸性イオン水やアルカリイオン水等の電解水を生成するものであり、これらの装置構成については、従来から用いられている電解水生成装置の一般構成を採用することができるため、詳しい説明を省略し、本発明の特徴である電極の構造について詳しく説明する。【００１９】  図１と図２より、１０は電解槽本体で、電解槽本体１０には第一電極２０と第二電極３０が固着され、第一電極２０と第二電極３０の間になるようファインセラミックス製で円筒形状の電解隔膜４０が固着され、第一電極２０と第二電極３０の距離を、５ｍｍ以下になるように電解槽本休１０を設計し、電解隔膜４０の厚みを２ｍｍ以下になるよう成型・加工した後に第一電極２０と第二電極３０の間になるよう電解槽本体１０を設計し、第一電極２０と電解隔膜４０の間隔を１ｍｍ以下に、または／及び、第二電極３０と電解隔膜４０の間隔を１ｍｍ以下にすることで、本発明の小型電解槽用電極構造は小型で軽量な構造の電解槽になることが可能になった。【００２０】
【００２１】  本発明における電解効率に関しては、例えば、同一の原水を動水圧０．１ＭＰａで電解槽内に流入させる場合に、第一電極２０と第二電極３０の電解効率を測定した一例を挙げると、第一電極２０と第二電極３０の距離が１０．０ｍｍである場合には、電解効率が約１５％であり、第一電極２０と第二電極３０の距離が５．０ｍｍである場合には約１８％となって、第一電極２０と第二電極３０の距離を５．０ｍｍ以下とした方が、より電解効率が向上することが予想可能である。ここで電解効率は、単位電流あたりに生成したＯＨ−イオンの割合を示すものであり、次の式（１）で定義される。
ξ＝（ｗ’／ｗ）×１００  （１）
ξ：電解効率（％）
Ｗ：ファラデーの法則に基づく物質移動量（ｇ）
ｗ’：実際の物質移動量（ｇ）【００２２】
【００２３】  なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【発明の効果】
【００２４】  本発明によれば、ファインセラミックスを電解隔膜にすることで、ファインセラミックスから放出される育成光線とも呼称される４μｍ〜１４μｍの電磁波（遠赤外線）が水分子を照射し、水分子同士の結合を切断し、水分子のクラスターを小さくでき、水の電気分解が行い易くなる。
その結果、電気分解整水生成装置の電解槽に負担がかかり難くなり装置の寿命を延命することが可能になる。また、水がファインセラミックス層を通過することで水が活性化される。すなわち、水分子のクラスターが小さくなると同時に付与された遠赤外線効果により、電極の耐久性が向上することも可能になる。
また、水分子のクラスターが小さくなり電気分解し易くなっているためアルカリイオン水と共に得られる酸性水の殺菌性の向上も図れる。
【００２５】  さらに、本発明のファインセラミックスは塩素その他の有害物質を吸着する機能を備えているため、ファインセラミックス層に電解槽内の水溶液が接触することで、ファインセラミックスの吸着機能より塩素その他の有害物質の吸着を行い水溶液が浄化されることになる。
【００２６】  また、電解槽に入ってきた水溶液は水分子のクラスターが小さいため電気分解し易いため、電気分解に要する時間も短縮でき、電解槽内の汚れも従来に比べ減らすことができる。そして、それに伴い電極部材にミネラル成分等が付着し難く、付着した場合であっても電解槽内で行われる電離作用を逆転させる洗浄において容易にしかも確実に電極部材に付着した析出物の除去を行うことができることで、電極の交換も頻繁に行なう必要が無くなった。
【００２７】  また本発明により、電極間の距離を短くすることで、電解効率を向上させると共に電解槽の小型化を図ることができるものである。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明する側面図である。
【符号の説明】
１０    電解槽本体
２０    第一電極
３０    第二電極
４０    電解隔膜
【図１】
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【図２】
2005029881.tif 000004