(57)【要約】【課題】効率的にカソードに付着したスケールを除去することができると共に、商用電源の供給ができない場合であっても、被処理水の電気化学的処理をができる電解装置を提供する。【解決手段】本発明の電解装置１は、少なくとも一対の電極３、４を備えて被処理水を電気化学的に処理する電解手段と、コイル６と磁石５を備えて構成され、これらコイル６と磁石５の位置関係の変動によって電解手段としての電極３、４間に印加する電力を生成する発電機構８とを備え、該発電機構８は、コイル６と磁石５の位置関係が変動する際、カソードとして機能する電極４表面のスケールを除去可能とされている。【選択図】図２
2009061409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の電極を備えて被処理水を電気化学的に処理する電解手段と、
コイルと磁石を備えて構成され、これらコイルと磁石の位置関係の変動によって前記電解手段に印加する電力を生成する発電手段とを備え、
該発電手段は、前記コイルと磁石の位置関係が変動する際、カソードとして機能する前記電極表面のスケールを除去可能とされていることを特徴とする電解装置。
【請求項２】
前記発電手段にて生成された電力により充電される充放電可能な蓄電手段を備え、該蓄電手段に蓄積された電力は前記電極に印加されることを特徴とする請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記蓄電手段は着脱可能とされ、且つ、他の電源により充電可能とされていることを特徴とする請求項２に記載の電解装置。
【請求項４】
前記コイルと磁石の位置関係の変動が、前記電極表面のスケールを除去するか否かを切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電解装置。
【請求項５】
前記磁石が相対的に前記一対の電極間を移動することで、該磁石、若しくは、当該磁石と共に移動するスケール除去手段が前記電極表面のスケールを除去し、前記磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解装置。
【請求項６】
前記磁石、若しくは、コイルが回転することで、当該磁石、若しくは、コイル、或いは、それらと共に回転するスケール除去手段が前記電極表面のスケールを除去し、前記磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学的手法により被処理水を電解処理する電解装置であって、特に、水道水等を被処理水とした際にカソード構成電極に付着したスケールを効果的に除去することを可能とする電解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水に少なくとも一対の電解用電極を浸漬し、これらの間に隔膜を設け、電極間に通電することによって、水を電気分解し、アルカリイオン水や酸性イオン水を生成するイオン水生成装置（例えば、特許文献１参照）がある。これ以外にも、被処理水として少なくとも塩化物イオンを含む水道水等を電気化学的手法により処理、例えば少なくとも一対の電極を浸漬し、電極間に通電することによって電解処理し、被処理水中に次亜塩素酸やオゾンなどを生成する電解処理装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
電解処理される水道水には、カルシウムイオンやマグネシウムイオンが含有されているため、電極間への通電により、カソードを構成する電極表面には、これらカルシウムやマグネシウムを主成分とするスケールが付着する。係るスケールの析出が成長すると、カソードを構成する電極表面がスケールにより覆われてしまい、電極として機能する面積が狭小となり、電解効率が低下する問題がある。更に、比較的電極間距離が近くなるように配置されている場合では、当該電極間に形成されるスケールの堆積により、被処理水の流路が閉塞や、極間の短絡によって、電解水の生成が困難となる問題も生起する。
【０００４】
そこで、一般には、電解処理を一定時間行う毎に、電極の極性を切り換えることにより、カソードを構成する電極表面に付着したスケールの除去を行っている。
【０００５】
一方、従来より開発されている電解水生成装置では、商用電源から電気の供給を行い、整流器を介して電極間に給電することで、電解水を生成している。この場合、電解水生成装置は、商用電源への接続が必須となるため、キャンプなどの野外活動や、災害時の停電など電源を確保できない場合には、電解水を生成することができなくなる問題がある。そこで、自蔵エネルギー供給手段により電源の供給を行うことで、被処理水の電解を行うものも開発されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−１６５９８５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９４３号公報
【特許文献３】特開２０００−２７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、電解水生成装置に用いられる電極として、種々の機能を奏する電極の開発が行われており、例えば、オゾン生成能力が高い性質を示す電極として、触媒として機能する表面層に酸化タンタルなどの誘電体を主成分として含む電極が開発されている。電解水生成装置では、この電極に正電位を印加し、他方に、不溶性金属により構成された電極に負電位を印加し、水道水などの被処理水の電気化学的な処理を行う。これにより、触媒機能を有する表面層が構成された電極、即ち、アノードにより、高効率にてオゾンが生成される。
【０００７】
しかし、係る場合において、これらを極性切り替えすることにより、カソードを構成していた不溶性電極のスケール除去を行うと、触媒機能を有する表面層が構成された電極がカソードとなることで、誘電体を主成分とされる表面層が破壊され、脆くなり、表面層の剥離が顕著となる。そのため、当該表面層が構成された電極の耐久性が著しく低下し、通常の電解時におけるオゾン生成機能が著しく低減されてしまう問題がある。
【０００８】
従って、当該電極をカソードとすることなく、電解時において他方の電極表面に付着したスケールを除去する必要がある。係る手法として、薬剤を用いた酸洗浄や物理的なスケール除去方法が考えられる。しかし、この場合、薬剤管理やシステムが複雑になる問題がある。
【０００９】
他方、上記特許文献３では、自蔵エネルギー供給手段により電源の供給を行うことで、被処理水の電解を行っているが、係る場合であっても、カソードに付着したスケールは、極性切換を行うことで電解によりを除去している。
【００１０】
そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、効率的にカソードに付着したスケールを除去することができると共に、商用電源の供給ができない場合であっても、被処理水の電気化学的処理ができる電解装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電解装置は、少なくとも一対の電極を備えて被処理水を電気化学的に処理する電解手段と、コイルと磁石を備えて構成され、これらコイルと磁石の位置関係の変動によって電解手段に印加する電力を生成する発電手段とを備え、該発電手段は、コイルと磁石の位置関係が変動する際、カソードとして機能する電極表面のスケールを除去可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明の電解装置は、上記発明において、発電手段にて生成された電力により充電される充放電可能な蓄電手段を備え、該蓄電手段に蓄積された電力は電極に印加されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明の電解装置は、上記発明において、蓄電手段は着脱可能とされ、且つ、他の電源により充電可能とされていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明の電解装置は、上記各発明において、コイルと磁石の位置関係の変動が、電極表面のスケールを除去するか否かを切り替え可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明の電解装置は、上記各発明において、磁石が相対的に一対の電極間を移動することで、該磁石、若しくは、当該磁石と共に移動するスケール除去手段が電極表面のスケールを除去し、磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明の電解装置は、上記請求項１乃至請求項４の発明において、磁石、若しくは、コイルが回転することで、当該磁石、若しくは、コイル、或いは、それらと共に回転するスケール除去手段が電極表面のスケールを除去し、磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電解装置によれば、少なくとも一対の電極を備えて被処理水を電気化学的に処理する電解手段と、コイルと磁石を備えて構成され、これらコイルと磁石の位置関係の変動によって電解手段に印加する電力を生成する発電手段とを備えているので、コイルと磁石の位置関係を変動させることで、発電手段により電力を生成することができ、当該電力を用いて電解手段により被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。
【００１８】
従って、商用電源への接続を不要とすることができ、野外活動や災害発生時の停電の場合であっても、円滑に被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。そのため、被処理水の電気化学的処理によって、生成された次亜塩素酸やオゾンなどを含む被処理水によって手指の殺菌等、殺菌処理が場面にて有利となる。
【００１９】
また、発電手段は、コイルと磁石の位置関係が変動する際、カソードとして機能する電極表面のスケールを除去可能としているので、格別にカソードのスケールを除去するために極性切換を行う必要が無くなり、電解処理効率の向上を図ることが可能となる。また、カソード電極を極性切換によってアノードとしないことから、高価な貴金属を用いた不溶性電極により構成する必要が無くなり、低廉な材料にて構成することが可能となる。これにより、生産コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００２０】
更に、極性切換を不要とすることから、カソードとすることで劣化が著しくなる電極をアノードを構成する電極として用いた場合であっても、極性切換によってカソードとしないことから、当該電極自体の寿命を長くすることが可能となる。
【００２１】
また、請求項２の発明によれば、上記発明に加えて、発電手段にて生成された電力により充電される充放電可能な蓄電手段を備え、該蓄電手段に蓄積された電力は電極に印加されるので、任意のタイミングにて、発電手段により電力を生成することができると共に、当該発電のタイミングに影響されることなく、蓄電手段に電力が蓄積されている限り、電極へ印加して被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となり、利便性の向上を図ることができる。
【００２２】
更に、請求項３の発明によれば、上記発明に加えて、蓄電手段は着脱可能とされ、且つ、他の電源により充電可能とされているので、別途他の電源により充電し、使用状況に応じて蓄電手段に充電された電力を用いて被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。これにより、より一層、利便性の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、上記各発明に加えて、コイルと磁石の位置関係の変動が、電極表面のスケールを除去するか否かを切り替え可能とされているので、電極表面のスケール除去の必要がない場合には、コイルと磁石の位置関係の変動を制限することが可能となり、発電に要するエネルギーの軽減、若しくは、発電効率の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、上記各発明に加えて、磁石が相対的に一対の電極間を移動することで、該磁石、若しくは、当該磁石と共に移動するスケール除去手段が電極表面のスケールを除去し、磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされているので、スケール除去手段を電極間で移動させることで、磁石とコイルの位置関係を変動させて電力を発生させることができ、当該電極への通電を行うことができると共に、係るスケール除去手段の移動によって、カソードを構成する電極表面に付着したスケールをこすり落とすことが可能となる。
【００２５】
このように簡単な構成にて電極への給電を実現しつつ、カソード表面のスケール除去を行うことが可能となる。従って、商用電源への接続をすることなく、電極間への電力の供給が可能となり、被処理水の電気化学的処理ができるようになる。また、磁石とコイルの位置関係を変動させて電力を発生させるのに伴い、スケール除去手段は、電極間を移動することから、極性切換を行うなどの格別なスケール除去を行う必要が無くなり、電解効率の向上を図ることが可能となる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、上記請求項１乃至請求項４の発明に加えて、磁石、若しくは、コイルが回転することで、当該磁石、若しくは、コイル、或いは、それらと共に回転するスケール除去手段が電極表面のスケールを除去し、磁石とコイルの位置関係が変動する構成とされているので、磁石、若しくは、コイルを回転させることで、これらの位置関係を変動させて電力を発生させると共に、これに伴って、スケール除去手段を電極表面で回転させることで、カソードを構成する電極表面に付着したスケールをこすり落とすことが可能となる。
【００２７】
このように簡単な構成にて電極への給電を実現しつつ、カソード表面のスケール除去を行うことが可能となる。従って、商用電源への接続をすることなく、電極間への電力の供給が可能となり、被処理水の電気化学的処理ができるようになる。また、磁石とコイルの位置関係を変動させて電力を発生させるのに伴い、スケール除去手段は、電極表面を回転することから、極性切換を行うなどの格別なスケール除去を行う必要が無くなり、電解効率の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の電解装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の電解装置の一例としての電解装置１の概略構成図、図２は図１の電解装置１の概略斜視図、図３は図２のストッパー９により磁石５の移動を制限した状態を示す電解装置１の概略斜視図をそれぞれ示している。
【００３０】
本実施例における電解装置１は、被処理水としての例えば水道水を所定量収納可能とする電解容器２により本体が構成されており、当該大きさは、携帯可能な大きさであることが望ましい。この電解容器２は、被処理水を容器２内に流入出可能とする開口を有しており、当該開口は、開閉自在な図示しない蓋部材によって閉塞される。
【００３１】
そして、この電解容器２内には、電解手段を構成する少なくとも一対の電解用電極３、４が配設されている。当該電解用電極３、４は、長手方向に延在する板材により構成されており、所定の間隔を存して電解容器２内に配置される。また、各電極３、４は、電解容器２内に収容された所定量の被処理水に少なくとも一部が浸漬可能となるものとされている。
【００３２】
本実施例において、当該電解装置１は、被処理水を電気化学的処理、即ち、電解処理することにより、次亜塩素酸やオゾン等を発生させることものである。そのため、低電流密度であっても、効率的に次亜塩素酸やオゾン等を発生可能とする材料により構成された電解用電極３、４を用いることが望ましい。当該実施例では、アノードを構成する電解用電極３は、例えば白金又は白金とイリジウムの合金などの貴金属電極、又は、白金とイリジウムの合金を被覆した貴金属被覆電極を例えば板状に形成することにより構成されている。
【００３３】
また、これ以外にも、アノードを構成する電解用電極３は、よりオゾンの発生効率を高めることができる材料にて構成された電解用電極、具体的には、導電性材料、例えば白金（Ｐｔ）若しくは、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）などのバルブ金属やこれらバルブ金属２種以上の合金、或いはシリコン（Ｓｉ）などにより構成される基体の表面に少なくとも誘電体として、酸化チタン、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化ニオブ等を主成分とする表面層を構成した電極を用いても良い。係る電解用電極は、アノードとして用いるとオゾンの発生効率を高めることができるが、カソードとして使用された場合、誘電体破壊が生じ、著しい電極劣化を招来する。そのため、当該電解用電極は、アノードとしてのみ用い、カソードとして用いることは好ましくない。
【００３４】
カソードを構成する電解用電極４は、電極３と同様の構成、或いは、不溶性の貴金属材料、例えば白金、これ以外にもチタン基体表面に白金を焼成した不溶性電極や白金−イリジウム系の電解用電極、カーボン電極などにより構成しても良いが、本実施例では、板状のチタンやＳＵＳ等の電極により構成する。本発明では、詳細は後述するように電解用電極３、４の極性切換を必要としないため、高価な白金等の貴金属を用いた不溶性電極でなくても、低廉な材料として、例えば板状のチタンやＳＵＳなどにて構成することが可能となる。
【００３５】
これら電解用電極３、４間に位置して、発電機構（発電手段）８を構成する永久磁石５が設けられている。なお、この磁石５は、絶縁体でコーティングされているものが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンなどの樹脂によりコーティングされたものが更に望ましい。この永久磁石５は、電解用電極３、４の長手方向に対し摺動自在とされている。なお、本実施例において、永久磁石５は、電解用電極３、４の長手方向の寸法よりも長い寸法を移動可能とされている。具体的には、図２に示すように電解用電極３、４の下端は、電解容器２の底面よりも所定寸法だけ高い位置となるように配され、永久磁石５は、当該電解容器２の底面付近にまで移動自在とされている。
【００３６】
また、永久磁石５は、少なくともカソードを構成する電解用電極４の表面付近、具体的には、当該永久磁石５の移動によって電解用電極４表面に付着するスケールをこすり落とすことを可能とする位置に設けられる。なお、本実施例では、永久磁石５それ自身をスケール除去手段として、電解用電極４の表面に付着したスケールをこすり落とすことを可能なものとしているが、これに限定されるものではなく、当該磁石５の電解用電極４（カソード）に面する側に、硬質合成樹脂やセラミックなどの不導体により構成されるスケール除去部材を設けてもよい。係る場合には、磁石５が電極３、４間を移動するに伴い、スケール除去部材が電極４の表面に当接することで、該表面に付着したスケールをこすり落とすことができる。
【００３７】
そして、電解容器２の側面には、内方に向けて進退可能とするストッパー（移動規制手段）９が設けられている。このストッパー９は、退避させた状態で、永久磁石５の移動を電解容器２の底面付近から電解用電極３、４間にまで可能とする（図２の状態）と共に、突出させた状態で、永久磁石５を電解容器２の底面付近のみで移動可能とし、電解用電極３、４間にまで至らない状態とする。そのため、当該ストッパー９を進退操作することによって、磁石５の移動により電解用電極４表面のスケール除去を行う場合と、当該スケール除去を不要とする場合とを任意に使い分けることが可能となる。
【００３８】
なお、上記永久磁石５は、例えば、電解容器２の内壁面に長手方向、本実施例では、電解容器２の上下方向に延在して設けられたレール部材により、長手方向への摺動を円滑なものとしても良い。
【００３９】
そして、長手方向に延在する電解容器２の周囲には、永久磁石５と共に発電機構８を構成するコイル６が巻回されている。このとき、コイル６は、電解容器２内部に設けられる永久磁石５の摺動方向（実際には、電解容器２の長手方向）に対し、略直交するように巻回されているものとする。
【００４０】
そのため、磁界を発生する永久磁石５がコイル６内を往復動することにより、磁束を変化させることで、コイル６には、誘導起電力が発生する。コイル６に発生された交流電力は、整流器７に導かれ、当該整流器７によって直流電力に変換される。この整流器７の正極には、電解用電極３が接続され、負極には電解用電極４が接続されている。
【００４１】
係る構成により、電解容器２内に所定量の被処理水として水道水を貯留し、蓋部材にて閉塞する。その後、当該電解容器２自体を長手方向に振り動かす動作を繰り返し行う。これにより、電解容器２内に設けられる永久磁石５は、コイル６内を往復動し、永久磁石５とコイル６との位置関係が変動することで、フレミングの右手の法則により誘導起電力が発生する。上述したようにコイル６に発生された交流電力は、整流器７により直流電力に変換され、当該電力は、電解用電極３、４間に印加される。
【００４２】
これによって、水道水などの少なくとも塩素が含まれている被処理水は、電気化学的処理、具体的には、電解処理される。このとき、アノードを構成する電解用電極３では、塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する。その後、この塩素は、水に溶解し、次亜塩素酸を生成する。また、上述したようにアノードを構成する電解用電極３は、白金又は白金とイリジウムの合金などの貴金属電極、又は、白金又は白金とイリジウムの合金を被覆した貴金属被覆電極や、表面層に誘電体を有する電極により構成されていると共に、被処理水としての水道水には、塩化物イオンが存在しているため、電位が上昇し、オゾンなどの活性酸素が発生する。
【００４３】
そのため、殺菌能力を有する次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素を含む電解水を、殺菌を施したい任意の場所、例えば、手指等の洗浄に用いることによって、殺菌処理を行うことが可能となる。
【００４４】
従って、格別に商用電源への接続を行うことなく、電解容器２内にて次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素を含む電解水を生成することができ、野外活動や災害発生時の停電の場合であっても、円滑に被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。そのため、被処理水の電気化学的処理によって生成された次亜塩素酸やオゾンなどを含む電解水によって手指の殺菌等、殺菌処理が場面にて有利となる。
【００４５】
また、本実施例では、電解容器２は、携帯可能な寸法にて形成されているため、持ち運びが容易であり、また、永久磁石５とコイル６との位置関係を変動させる動作は、手動で容器２全体を振り動かすことで実現することが可能となる。このような簡単な構成により、利便性の向上を図ることができ、手軽に次亜塩素酸やオゾンなどを含む殺菌水を利用することが可能となる。
【００４６】
また、本実施例のようにアノードを構成する電解用電極３として、オゾンの生成を可能とする電極を用いれば、残存性が低いが大きな殺菌能力を有するオゾンを現場にて生成し、使用することが可能となる。これにより、より一層利便性が向上される。
【００４７】
なお、本実施例では、手動で永久磁石５とコイル６との位置関係を変動させる動作を行うものとしているが、これに限定されるものではなく、風力や水力などを用いることにより、永久磁石５とコイル６との位置関係を変動させてもよい。これにより、携帯可能な寸法に形成された電解容器２のみならず、大型の電解容器を用いた場合であっても、効率的により多くの電解水を得ることが可能となる。
【００４８】
一方、上述した如き電解処理では、被処理水として用いられる水道水には、カルシウムイオンやマグネシウムイオンが含まれていることから、カソードを構成する電解用電極４の表面に、これらカルシウムやマグネシウムを主成分とするスケールが次第に析出していく。
【００４９】
しかしながら、本実施例の電解装置１では、上述したように、発電動作によって、位置が変動する永久磁石５は、電解用電極３、４の長手方向に対し摺動する。このとき、永久磁石５は、カソードを構成する電解用電極４表面付近を移動することから、当該電極４表面に付着するスケールをこすり落とし、除去することが可能となる。
【００５０】
そのため、格別にカソードを構成する電極４表面のスケールを除去するために極性切換を行う必要が無くなり、電解処理効率の向上を図ることが可能となる。また、カソードを構成する電解用電極４を極性切換によってアノードとしないことから、高価な貴金属を用いた不溶性電極により構成する必要が無くなり、低廉な材料、例えばチタンやＳＵＳなどにて構成することが可能となる。これにより、生産コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００５１】
更に、極性切換を不要とすることから、カソードとすることで劣化が著しくなる電極、例えば、基体表面に誘電体を含む表面層を構成することによって、オゾン発生効率の向上を図った電極をアノード構成電極として用いた場合であっても、極性切換によってカソードとしないことから、当該電極自体の寿命を長くすることが可能となる。
【００５２】
なお、上述したように、磁石５それ自体をカソードのスケール除去手段として用いずに、磁石５に設けられたスケール除去部材を備えた場合であっても、同様の効果を奏することができる。
【００５３】
また、カソードを構成する電解用電極４の表面に殆どスケールが付着していない状態では、上記スケール除去を行う必要がない。そのため、上記ストッパー９を電解容器２内に突出させた状態とし、永久磁石５を電解容器２の底面付近のみで移動可能とし、永久磁石５が電解用電極４の表面を摺動しないように永久磁石５の位置変動を制限する。内部の永久磁石５の位置変動を小さくすることで、電解容器２を振り動かす動作を容易とすることが可能となり、発電に要する労力を軽減することができる。これにより、発電効率の向上を図ることができる。なお、係る発電動作に伴う各電極への通電によって、カソードを構成する電解用電極４表面にスケールが付着してきたら、再びストッパー９を電解容器２内から退避させることで、上述したような磁石５によるスケール除去を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施例では、発電機構８により得られた電力は、そのまま電極３、４間に供給される構成とされているが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、電解装置１に充放電可能な蓄電手段としてのバッテリー１０を設けても良い。これにより、バッテリー１０への充電・放電の切換を行う操作手段を設けて、当該操作手段の切換を行うことにより、発電機構８による充電のみ、若しくは、バッテリー１０に蓄えられた電力を各電極３、４に供給する放電を使い分けることが可能となる。従って、任意のタイミングにて、発電機構８により電力を生成することができると共に、当該発電のタイミングに影響されることなく、バッテリー１０に電力が蓄積されている限り、各電極３、４へ印加して被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となり、利便性の向上を図ることができる。
【００５５】
また、このバッテリー１０は、図５に示すように電解装置１に着脱可能とし、バッテリー１０のみを他の電源により充電可能としても良い。これにより、別途、カーバッテリーや太陽電池、燃料式の発電機、他の商用電源などにより充電し、使用状況に応じてバッテリー１０に充電された電力を用いて被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。これにより、より一層、利便性の向上を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００５６】
次に、図６及び図７を参照して他の実施例としての電解装置１２について説明する。図６は電解装置１２の概略斜視図、図７が電解装置１２の概略構成図をそれぞれ示している。係る実施例における電解装置１２は、上記実施例の電解装置１と、略同様に携帯可能な大きさであって、被処理水を収容する電解容器１３により本体が構成されている。内部には、電解手段を構成する少なくとも一対の電解用電極３、４が配設されている。
【００５７】
電解用電極３、４は上記実施例とほぼ同様の材料にて形成される断面円形の板状部材により構成されており、少なくとの電解用電極４は、板状部材が平面上に回転自在に設けられている。なお、材料については、上記と同様であるため、説明は省略する。カソードを構成する電解用電極４の電解用電極３側の面には、所定間隔、具体的には、電極４表面に付着するスケールを除去可能とする間隔を存して、スケール除去部材１９が設けられている。なお、スケール除去部材１９は、電解容器２内に位置して固定されており、当該材質は、絶縁体であること、若しくは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンなどの樹脂が好ましい。。また、電解用電極３、４間における被処理水の電解処理を阻害しないように、例えば電解用電極４の一方向にのみ延在する線条により構成しても良い。
【００５８】
係る実施例における発電機構１４は、上記実施例と同様に、永久磁石１５と、コイル１６により構成されている。コイル１６は、図７に示すようにカソードを構成する電極４の外方側面、具体的には、アノードを構成する電極３側とは反対側の面に回動軸芯が略同一となるように取り付けられている。このコイル１６の電極４とは反対側の端部には、当該コイル１６の軸芯上に延在する回動軸１８が電解容器１３内から外方に延在し、当該回動軸１８は、電解容器１３外側に位置してクランク状に屈曲形成され、端部にハンドル１７が接続されている。他方、コイル１６の周囲には、磁界を発生させるための永久磁石１５のＳ極とＮ極が配置されている。
【００５９】
そのため、コイル１６が磁界を発生する永久磁石１５を回動することにより、磁束を変化させることで、コイル１６には、誘導起電力が発生する。コイル１６に発生された交流電力は、図示しない整流器に導かれ、当該整流器によって直流電力に変換される。この整流器の正極には、電解用電極３が接続され、負極には電解用電極４が接続されている。
【００６０】
係る構成で、電解容器１３内に所定量の被処理水として水道水を貯留し、ハンドル１７を回転させることで、回動軸１８を中心としてコイル１６が磁石１５のＳ極とＮ極の間で回転し、当該コイル１６と同軸的に取り付けられる電解用電極４が円形平面上を回転する。これにより、コイル１６が磁界を発生する磁石１５間を回動することにより、これらコイル１６と磁石１５との位置関係が変動し、コイル１６には、フレミングの右手の法則により誘導起電力が発生する。上述したようにコイル１６に発生された交流電力は、整流器により直流電力に変換され、当該電力は、電解用電極３、４間に印加される。
【００６１】
これによって、水道水などの少なくとも塩素が含まれている被処理水は、上記実施例と同様に電気化学的処理、具体的には、電解処理される。上記実施例では、発電機構８は、電解容器１３を振り動かすことにより電力を発生させ、当該電力を各電極３、４に供給することにより、電解容器１３内に収容された被処理水の電解処理を行いものである。これに対し、係る実施例における電解装置１２では、発電機構１４は、ハンドル１７の手動による回動操作によってコイル１５を回転させることで電力を発生させ、当該電力を各電極３、４間に供給し、被処理水の電解処理を行うものである。
【００６２】
従って、格別に商用電源への接続を行うことなく、このようなハンドル１７の回動操作による発電によって、電解容器２内にて次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素を含む電解水を生成することができ、野外活動や災害発生時の停電の場合であっても、円滑に被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。そのため、被処理水の電気化学的処理によって生成された次亜塩素酸やオゾンなどを含む電解水によって手指の殺菌等、殺菌処理が場面にて有利となる。
【００６３】
また、係る実施例においても、被処理水の電解処理により、カソードを構成する電解用電極４の表面にスケールが析出していく。しかしながら、本実施例の電解装置１２では、ハンドル１７の回動操作によって、コイル１６と共に、電解用電極４を回動させる。そのため、電解用電極４のアノードを構成する電解用電極３側の面には、スケール除去部材１９が所定間隔を存して設けられているため、上述したような発電動作によって、電解用電極４に対向して設けられるスケール除去部材１９がスケールが付着した電解用電極４と擦り合うことにより、当該スケールがこすり落とされる。
【００６４】
そのため、格別にカソードを構成する電極４表面のスケールを除去するために極性切換を行う必要が無くなり、電解処理効率の向上を図ることが可能となる。また、カソードを構成する電解用電極４を極性切換によってアノードとしないことから、高価な貴金属を用いた不溶性電極により構成する必要が無くなり、低廉な材料、例えばチタンやＳＵＳなどにて構成することが可能となる。これにより、生産コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００６５】
更に、極性切換を不要とすることから、カソードとすることで劣化が著しくなる電極、例えば、基体表面に誘電体を含む表面層を構成することによって、オゾン発生効率の向上を図った電極をアノード構成電極として用いた場合であっても、極性切換によってカソードとしないことから、当該電極自体の寿命を長くすることが可能となる。
【実施例３】
【００６６】
また、図８は、もう一つの他の実施例としての電解装置２０の概略構成図を示している。図９は、当該電解装置２０の部分平断面図を示している。当該実施例では、上記実施例２と同様に、ハンドル１７の回動操作により発電機構により発電を行い、得られた電力を電解用電極３、４間に印加し、内部に収容された被処理水の電解処理を行うものである。
【００６７】
この場合、円形板状の電解用電極３、４は、電解容器１３内に固定とし、当該電極３、４間にスケール除去部材２１を配設する。このスケール除去部材２１は、上記実施例と同様に、電極４表面に付着するスケールを除去可能とする間隔を存して設けられる複数の線条２１Ａ、本実施例では、３つの線条により構成されており、これらは、電解用電極４の中心軸上を中心として、所定間隔を存して外方に向けて配置される。線条が集束される中心部には、アノードを構成する電解用電極３の中心を貫通して設けられる回動軸１８の端部が接続されており、当該回動軸１８の外方側端部は、電解容器１３内から外方に延在し、電解容器１３外側に位置してクランク状に屈曲形成され、端部にハンドル１７が接続されている。
【００６８】
また、スケール除去部材２１を構成する各線条２１Ａは、電解用電極４の外周よりも外側にまで延在して構成されており、当該電解用電極４の外方側であって、アノードを構成する電解用電極３とは反対側に面してそれぞれ永久磁石２２が設けられている。
【００６９】
そして、カソードを構成する電解用電極４の側方、即ち、アノードを構成する電解用電極３側とは反対側には、前記回動軸１８の軸芯上と同軸的であって、前記磁石２２と対向する位置にて巻回されるコイル２３が設けられている。
【００７０】
そのため、磁界を発生する永久磁石２２がコイル２３上を回動することにより、磁束を変化させることで、コイル２３には、誘導起電力が発生する。コイル２３に発生された３相の交流電力は、図示しない整流器に導かれ、当該整流器によって直流電力に変換される。この整流器の正極には、電解用電極３が接続され、負極には電解用電極４が接続されている。
【００７１】
係る構成で、電解容器１３内に所定量の被処理水として水道水を貯留し、ハンドル１７を回転させることで、回動軸１８を中心としてコイル２２が磁石２３上で回転し、端部に当該磁石２３が設けられるスケール除去部材２１が所定間隔を存して電解用電極４の円形平面上を回転する。これにより、磁界を発生する磁石２２がコイル２３上を回動することにより、これら磁石２２とコイル２３との位置関係が変動し、コイル２３には、フレミングの右手の法則により誘導起電力が発生する。上述したようにコイル２３に発生された交流電力は、整流器により直流電力に変換され、当該電力は、電解用電極３、４間に印加される。
【００７２】
これによって、水道水などの少なくとも塩素が含まれている被処理水は、上記各実施例と同様に電気化学的処理、具体的には、電解処理される。上記実施例２における電解装置１２では、ハンドル１７の手動による回動操作によって、コイル１５を回転させることで電力を発生していたが、本実施例における電解装置２０では、ハンドル１７の手動による回動操作によって磁石２２を回転させることで、コイル２３に誘導起電力を発生させ、当該電力を各電極３、４間に供給し、被処理水の電解処理を行うものである。
【００７３】
従って、格別に商用電源への接続を行うことなく、このようなハンドル１７の回動操作による発電によって、電解容器２内にて次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素を含む電解水を生成することができ、野外活動や災害発生時の停電の場合であっても、円滑に被処理水の電気化学的処理を行うことが可能となる。そのため、被処理水の電気化学的処理によって生成された次亜塩素酸やオゾンなどを含む電解水によって手指の殺菌等、殺菌処理が場面にて有利となる。
【００７４】
また、係る実施例においても、被処理水の電解処理により、カソードを構成する電解用電極４の表面にスケールが析出していく。しかしながら、本実施例の電解装置２０では、ハンドル１７の回動操作によって、磁石２２と共に、スケール除去部材２１を構成するそれぞれの線条２１Ａが所定間隔を存して電解用電極４の円形平面上を回動する。
【００７５】
そのため、上述したような発電動作によって、電解用電極４に対向して設けられるスケール除去部材２１がスケールが付着した電解用電極４と擦り合うことにより、当該スケールがこすり落とされる。
【００７６】
そのため、格別にカソードを構成する電極４表面のスケールを除去するために極性切換を行う必要が無くなり、電解処理効率の向上を図ることが可能となる。また、カソードを構成する電解用電極４を極性切換によってアノードとしないことから、高価な貴金属を用いた不溶性電極により構成する必要が無くなり、低廉な材料、例えばチタンやＳＵＳなどにて構成することが可能となる。これにより、生産コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００７７】
更に、極性切換を不要とすることから、カソードとすることで劣化が著しくなる電極、例えば、基体表面に誘電体を含む表面層を構成することによって、オゾン発生効率の向上を図った電極をアノード構成電極として用いた場合であっても、極性切換によってカソードとしないことから、当該電極自体の寿命を長くすることが可能となる。
【００７８】
このように、上記実施例１及び３では、固定されるコイル６（２３）に対し磁石５（２２）を移動させることで、上記実施例２では、固定される磁石１５に対しコイル１６を回動させることで、これらコイルと磁石との位置関係を変動させ、コイルに誘導起電力を発生させ、当該電力を電極３、４間に供給することで、被処理水の電解処理を行っているが、いずれの場合であっても、コイルと磁石の何れか一方が固定され、他方が回動又は摺動などにより移動可能とすることで、これらの位置関係を変動させることができるのであれば、上述した如き実施例に限定されるものではない。
【００７９】
また、上記いずれの場合であっても、コイル又は磁石の移動と共に、スケール除去部材を電解用電極４の表面付近において回転させ、摺動させることで、効果的にカソードに付着したスケール除去することができるものとする。これにより、簡単な構成により、電極への給電を実現して被処理水の電解処理を行いつつ、カソード表面のスケール除去を行うことが可能となる。
【００８０】
また、上記各実施例では、発電手段として、電解容器の振り動かしや、ハンドルの回転動作などにより発電を行うものを挙げているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０に示される電解装置２６のように、上記実施例における電解容器２、１３と略同様に構成される電解容器２７に、ハンドル２５を設け、当該ハンドル２５を操作することにより電解容器２７内部に収容される図示しない歯車を回転させることにより、発電を行うものなどであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】電解装置の概略構成図である。（実施例１）
【図２】図１の電解装置の概略斜視図である。（実施例１）
【図３】図１の電解装置の概略斜視図である。（実施例１）
【図４】蓄電手段を備えた電解装置の概略構成図である。（実施例１）
【図５】図４の蓄電手段を取り外した状態を示す電解装置の概略構成図である。（実施例１）
【図６】他の実施例としての電解装置の概略斜視図である。（実施例２）
【図７】他の実施例としての電解装置の概略構成図である。（実施例２）
【図８】もう一つの他の実施例としての電解装置の概略構成図である。（実施例３）
【図９】もう一つの他の実施例としての電解装置の部分平断面図である。（実施例３）
【図１０】更にもう一つの他の実施例としての電解装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１、１２、２０、２６    電解装置
２、１３、２７    電解容器（本体）
３    電解用電極（アノード）
４    電解用電極（カソード）
５、１５、２２    永久磁石（スケール除去手段）
６、１６、２３    コイル
７    整流器
８、１４    発電機構（発電手段）
９    ストッパー（移動規制手段）
１０  バッテリー（蓄電手段）
１７、２５  ハンドル
１８  回動軸
１９、２１  スケール除去部材
２１Ａ  線条
【図１】
2009061409.tif 000003
【図２】
2009061409.tif 000004
【図３】
2009061409.tif 000005
【図４】
2009061409.tif 000006
【図５】
2009061409.tif 000007
【図６】
2009061409.tif 000008
【図７】
2009061409.tif 000009
【図８】
2009061409.tif 000010
【図９】
2009061409.tif 000011
【図１０】
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