(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水または水を電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水生成装置の電解槽において、前記電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて上部に蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器の電極と電解質が一体状になっていることで、１種類の電解水のみが給水され、１種類の電解水は排出されないことを特徴とする、１種類の電解水が排出されない電解槽。
【請求項２】
前記内部容器の電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とする、請求項１に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽。
【請求項３】
前記内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽。
【請求項４】
前記内部容器が前記外側容器から着脱可能なカートリッジ式電極であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水または水を電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水生成装置の電解槽において、前記電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設け、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器の電極と電解質が一体状になっていることで、１種類の電解水のみが給水され、１種類の電解水は排出されないことを特徴とする、１種類の電解水が排出されない電解槽に関する。
【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。
【０００３】
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、タンクや電解槽に所定量の水を貯水しておき、前記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。
【０００４】
そして、近年になって、上述した電解水生成装置の中でも、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脚光を浴びており、そのための装置や装置の活用法の開発案件が増加している。
例えば、農薬類を使用しない害虫駆除剤の開発案件（特開平０７−６９８２５号広報を参照）や、噴霧型による消毒法及び消毒装置の開発案件（特開平０８−７１１３５号広報を参照）や、精米・炊飯の無菌・滅菌化方法及びその装置の開発案件（特開平０８−３０８７１７号広報を参照）や、床面消毒装置の開発案件（特開平０９−７５４２７号広報を参照）や、手首および器具等の洗浄・消毒用装置の開発案件（特開平１０−７１１８８号広報を参照）や、食肉および魚肉類の殺菌方法の開発案件（特開平１０−１７９０２０号広報を参照）や、砂場の消毒方法の開発案件（特開平１０−１９２３７４号広報を参照）や、洗浄おしぼり及びおしぼり用除菌洗浄装置の開発案件（特開平１１−１８９９０号広報を参照）や、洗剤を使わない食器洗浄システムの開発案件（特開平１１−２４４２１３号広報を参照）や、内視鏡ケーブルアッセンブリ洗浄消毒装置の開発案件（特開２０００−１２６１２６号広報を参照）や、強酸性水を用いた除菌空調システムの開発案件（特開２０００−２５７９１４号広報を参照）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の生活や医療や農業や生産活動の現場においては酸性水や強酸性水及びアルカリ水や強アルカリ水を同時に使用する場合は少なく、大抵は酸性水や強酸性水を使用するときはアルカリ水や強アルカリ水は捨て水になり電解水生成装置の外部に常時排出しなければならない状態になり、アルカリ水や強アルカリ水を使用するときは酸性水や強酸性水が捨て水になり電解水生成装置の外部に常時排出しなければならない状態になる場合が多く、貴重な水資源が無駄になる場合が多かった。
事実、上述した酸性水生成装置の多くは、酸性水や強酸性水を使用するときはアルカリ水や強アルカリ水を捨てている。
さらに、上述した電解水生成装置の多くは、捨て水の為の機構や構造が必要であるため、電解水生成装置の構造や操作が複雑になり、製造コストの増加を招いていた。
また、上述した電解水生成装置の使用環境として、排水設備が必要であるために、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。
【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を提供することを目的とする。
また、上述した強酸性水の開発案件が一般的に普及するためには、現状の電解水生成装置がもっと扱いやすく、小型化し、低コスト化し、使用したいときに直ぐに使用でき、設置場所があまり限定されない、電解水生成装置用の電解槽を提供することを目的とする。
さらに、従来の電解水生成装置では捨て水があり、結果的に水資源の無駄が多かったので、捨て水を作らないことで、水や水道水の利用率を高めた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】
上記課題を解決するための第一の手段は、水道水または水を電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水生成装置の電解槽において、前記電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて上部に蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器の電極と電解質が一体状になっていることで、１種類の電解水のみが給水され、１種類の電解水は排出されないことを特徴とする、１種類の電解水が排出されない電解槽を提供することにある。
【０００８】
上記課題を解決するための第一の手段では、タンクや電解槽に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にも使用でき、また、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にも使用できる。
また、例えば前記外側容器の内側に設けた電極を陽極にし、前記内部容器の内部に設けた電極を陰極にし、所定の電圧を印加させることで前記電解槽からは酸性水が給水され、前記内部容器にアルカリ水は生成はされるが前記内部容器に残留して、電解水生成装置からの残留水排出の信号が来るか残留水排出の操作が成されるまでは排出しない。
さらに、例えば前記外側容器の内側に設けた電極を陰極にし、前記内部容器の内部に設けた電極を陽極にし、所定の電圧を印加させることで前記電解槽からはアルカリ水が給水され、前記内部容器に酸性水は生成はされるが前記内部容器に残留して、電解水生成装置からの残留水排出の信号が来るか残留水排出の操作が成されるまでは排出しない。
また、前記内部容器は上部には複数の孔部を設け底部はメッシュ構造になっており、前記内部容器の内部に少なくとも１種類の電解質を設けることで、電極と電解質が一体状になることを特徴とし、前記電解質が、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。
【０００９】
上記課題を解決するための第二の手段は、前記内部容器の電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とする、請求項１に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を提供することであるが、前記黒鉛や前記活性炭や前記木炭の中にも多くの種類を有するが導電率が高ければ何を用いても構わない。また、前記炭素電極の形状には特に制限は設けないが筒状であることが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するための第三の手段は、前記内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を提供することであるが、前記内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になる手段に関しては、嵌め込み式でもネジ式でも良く特に制限は設けない。
【００１１】
上記課題を解決するための第四の手段は、前記内部容器が前記外側容器から着脱可能なカートリッジ式電極であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を提供することであるが、着脱可能にする機構や構造には特に制限は設けない。
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１種類の電解水が排出されない電解槽について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る１種類の電解水が排出されない電解槽の分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係る１種類の電解水が排出されない電解槽の一部を破断して示した斜視図であり、図３は本発明の一実施形態に係る内部容器の一部を破断して示した斜視図である。
【００１３】
図１から図３より、１０は外部容器であり、１１は蓋部着脱部であり、１２は電極用固定部であり、１３は入水部であり、１４は残留水排出部であり、２０は蓋部であり、２１は内部容器固定部であり、２２は吐水部であり、２３は外部容器着脱部であり、３０は電極であり、３１は電極端子であり、３２はリード線であり、４０はパッキンであり、１００は内部容器であり、１１０はイオン交換膜であり、１２０は炭素電極であり、１２１は電極端子であり、１２２はリード線であり、１３０は電解質であり、１４０は上部であり、１４１はガス抜き孔であり、１４２はリード線用孔部であり、１５０は残留水排出部であり、１６０はメッシュ構造であり、１６１は炭素電極固定部であり、本発明は、以上の構成となっている。
【００１４】
図１から図３より、外部容器１０は合成樹脂製で蓋部着脱部１１と電極用固定部１２と入水部１３と残留水排出部１４が設けられるように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。蓋部２０は合成樹脂製で内部容器固定部２１と吐水部２２と外部容器着脱部２３が設けられるように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。電極３０はチタン製または白金製またはチタンと白金の合金製で図１に示したような形状になるようにかつ電極端子３１が設けられるように金型を製作しこの金型を用いてプレス成形される。リード線３２とパッキン４０は市販されているタイプのものを用いる。
【００１５】
図１から図３より、内部容器１００は胴体がメッシュ構造になっている筒体が市販されているのでこれを使用しこのメッシュ構造になっている筒体に一般的に入手可能なタイプのイオン交換膜１１０を巻きつけ接着剤で固着し、内部容器１００の底部には残留水排出部１５０を設けるように成形し内部にはメッシュ構造１６０が設置できるように成形し、メッシュ構造１６０には炭素電極１２０を固定させるための炭素電極固定部１６１が溝状に設けられる。炭素電極１２０は市販されているタイプを使用し電極端子１２１を設けリード線１２２を接続させる。電解質１３０は本発明の実施の形態では塩化ナトリウムまたは塩化カリウムを用いる。内部容器１００には上部１４０とガス抜き孔１４１とリード線用孔部１４２が設けられるように成形される。
【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。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明より、水道水または水を電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水生成装置の電解槽において、前記電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて上部に蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器の電極と電解質が一体状になっていることで、１種類の電解水のみが給水され、１種類の電解水は排出されないことを特徴とする、１種類の電解水が排出されない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や使用しないで排出される電解水のための特別な排水機構及び配管などを必要としないため構造が簡単になり部品点数の低減効果によって、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り、さらに、捨て水を作らないので貴重な水資源を無駄にしないことで水代や水道代の節約になり、また、設置場所の制約も減少したことを特徴とする、１種類の電解水が排出されない電解槽を提供できる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、前記内部容器の電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とする、請求項１に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を用いた電解水生成装置を提供できることによって、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とし、特に前記炭素電極に導電率の高い活性炭や木炭を使用することで、活性炭や木炭の持つ浄水作用を活用することが可能になり、その結果、本発明を飲用を目的にしたアルカリ水生成装置に応用するとイオン水や浄水やミネラル水を同時に提供できることを特徴とする１種類の電解水が排出されない電解槽を提供できる。
また、前記炭素電極に活性炭や木炭を使用することで、一般的な電解水生成装置の構造的問題である、電解時に発生する電解ガスの発生を減少させることが可能な、１種類の電解水が排出されない電解槽を提供できる。
【００１９】
また、請求項３の発明によれば、前記内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を用いた電解水生成装置を提供できることによって、上述した発明の効果に加えて、電解質の追加や補充が容易になり、メンテナンスが容易になった。
【００２０】
また、請求項４の発明によれば、前記内部容器が前記外側容器から着脱可能なカートリッジ式電極であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の１種類の電解水が排出されない電解槽を用いた電解水生成装置を提供できることによって、上述した発明の効果に加えて、使用済みのカートリッジ式電極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、新しいカートリッジ式電極誰は普通の主婦でも簡単に本体に装着できることで、家庭用においては経済性の高い装置として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一部を破断して示した斜視図である。
【図３】本発明の一部を破断して示した斜視図である。
【符号の説明】
１０      外部容器
１１      蓋部着脱部
１２      電極用固定部
１３      入水部
１４      残留水排出部
２０      蓋部
２１      内部容器固定部
２２      吐水部
２３      外部容器着脱部
３０      電極
３１      電極端子
３２      リード線
４０      パッキン
１００    内部容器
１１０    イオン交換膜
１２０    炭素電極
１２１    電極端子
１２２    リード線
１３０    電解質
１４０    上部
１４１    ガス抜き孔
１４２    リード線用孔部
１５０    残留水排出部
１６０    メッシュ構造
１６１    炭素電極固定部
【図１】
0003821359.tif 000002
【図２】
0003821359.tif 000003
【図３】
0003821359.tif 000004