(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段とを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けると共に、前記電解水吐出手段と電解質供給手段のそれぞれに、同一種類の部品を用いたバッチ式の電解水生成装置。
【請求項２】
隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段と、前記電解水吐出手段と電解質供給手段を保持する送水手段保持部品をそれぞれ備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けると共に、前記各送水手段保持部品に同一形状の部品を用いたバッチ式の電解水生成装置。
【請求項３】
電解水吐出手段と電解質供給手段の位置をずらして上下に設置する請求項１または２に記載のバッチ式の電解水生成装置。
【請求項４】
送水手段保持部品が、電解水吐出手段および電解質供給手段の上部に設けられ、かつ電解水吐出手段および電解質供給手段よりも平面方向の投影面積が大きい請求項２に記載のバッチ式の電解水生成装置。
【請求項５】
隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段とを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設け、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方が、電気的な送水手段であり、前記送水手段に接続するリード線が、前記送水手段の下方を通るバッチ式の電解水生成装置。
【請求項６】
隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段と、前記電解槽を挟んで前記電解水吐出手段及び電解質供給手段と反対側に設けられ、電解質を保持する電解質タンクとを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けたバッチ式の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被電解水を滞留状態で電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に関し、特に還元力の強いアルカリ水を安価に生成できる電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置には、水道等の給水設備に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式がある。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットがあるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全体のコストアップとなる。一方、バッチ方式では滞留状態で電解するため長時間にわたる電解が可能であり、簡易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい。
【０００３】
従来のバッチ方式の電解装置としては、図３に示すように、隔膜１によって陽極室２と陰極室３を形成するとともに陽極室２には陽極４を、また陰極室３には陰極５が隔膜１を介して対向配置されている。また、６は電解質を保持する電解質タンクであり、電解質供給手段７によって陽極室２に電解質が供給される。陰極室３で生成されたアルカリ水の一部は電解水吐出手段８によって吐出され、残りは排水弁９、１０を開くことにより、陽極室２で生成された酸性水と混合して中和されて、排水される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のバッチ式電解装置では、以下に述べるような課題があった。
【０００５】
（１）陰極室３では水素ガスが発生するが、この気泡が陰極室３の上部に滞留し、陰極５と隔膜１の間に入り込んでしまうことから、陰極５と陽極４間の抵抗を増加させ、消費電力を引上げてしまう。
【０００６】
（２）電解質供給手段７と電解水吐出手段８がそれぞれ離れた位置にあるため、電解装置が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、陰極と陽極間の抵抗増加を防いで消費電力を削減した、小型の電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段とを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けると共に、前記電解水吐出手段と電解質供給手段のそれぞれに、同一種類の部品を用いたものである。
【０００９】
上記発明によれば、陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くしたため、陰極室で発生した水素ガスの気泡が陰極室の上部で対流するために、陰極室の下部には気泡が滞留しないため、陰極と陽極間の抵抗増加を防ぎ、消費電力を削減することが出来る。
【００１０】
また、陰極室の下部を狭くすることで生じたスペースに電解質供給手段や電解水吐出手段を設けることで、装置全体を小型化することが出来る。また、同一部品を用いることで製造コストを低減することが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかるバッチ式の電解水生成装置は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段とを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けると共に、前記電解水吐出手段と電解質供給手段のそれぞれに、同一種類の部品を用いたものである。
【００１２】
そして、陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くしたため、陰極室で発生した水素ガスの気泡が陰極室の上部で対流するために、陰極室の下部に気泡が滞留しないため、陰極と陽極間の抵抗増加を防ぎ、消費電力を削減することが出来る。また、陰極室の下部を狭くすることで生じたスペースに電解質供給手段と電解水吐出手段を設けることで、装置全体を小型化することが出来る。また、同一部品を用いることで製造コストを低減することが出来る。
【００１３】
本発明の請求項２にかかるバッチ式の電解水生成装置は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段と、前記電解水吐出手段と電解質供給手段を保持する送水手段保持部品をそれぞれ備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けると共に、前記各送水手段保持部品に同一形状の部品を用いたものである。
【００１４】
そして、陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くしたため、陰極室で発生した水素ガスの気泡が陰極室の上部で対流するために、陰極室の下部に気泡が滞留しないため、陰極と陽極間の抵抗増加を防ぎ、消費電力を削減することが出来る。また、陰極室の下部を狭くすることで生じたスペースに電解質供給手段と電解水吐出手段を設けることで、装置全体を小型化することが出来る。また、共用部品を用いることで製造コストを低減することが出来る。
【００１５】
本発明の請求項３にかかるバッチ式の電解水生成装置は、請求項１または２に記載の電解水吐出手段と電解質供給手段の位置をずらして上下に設置するものである。
【００１６】
そして、電解水吐出手段と電解質供給手段を同一のポンプとした時、位置をずらさずに設置すると、吸水口などが当たらないようにするために互いの距離を離す必要があるが、位置をずらすことで、吸水口をずらすことが出来るので、２つのポンプを上下方向で近接して設置することが出来る。
【００１７】
本発明の請求項４にかかるバッチ式の電解水生成装置は、請求項２に記載の送水手段保持部品が、電解水吐出手段および電解質供給手段の上部に設けられ、かつ電解水吐出手段および電解質供給手段よりも平面方向の投影面積が大きいものである。
【００１８】
そして、陰極室の上部から水が漏れた場合でも、送水手段保持部品によって電解水吐出手段および電解質供給手段に水がかかることを防ぐことが出来る。
【００１９】
本発明の請求項５にかかるバッチ式の電解水生成装置は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段とを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設け、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方が、電気的な送水手段であり、前記送水手段に接続するリード線が、前記送水手段の下方を通るものである。
【００２０】
そして、陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くしたため、陰極室で発生した水素ガスの気泡が陰極室の上部で対流するために、陰極室の下部に気泡が滞留しないため、陰極と陽極間の抵抗増加を防ぎ、消費電力を削減することが出来る。また、陰極室の下部を狭くすることで生じたスペースに電解質供給手段と電解水吐出手段を設けることで、装置全体を小型化することが出来る。また、結露などによりリード線に水滴が付いた場合でも、ポンプとリード線の接続部分はリード線よりも上方にあるため、水滴による電気短絡を防ぐことが出来る。
【００２１】
本発明の請求項６にかかるバッチ式の電解水生成装置は、隔膜を介して陽極室と陰極室を形成し前記陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くした電解槽と、前記陽極室と陰極室に夫々配設する陽極および陰極と、前記電解槽の水を取出す電解水吐出手段と、前記電解槽に電解質を供給する電解質供給手段と、前記電解槽を挟んで、前記電解水吐出手段及び電解質供給手段と反対側に設けられ、電解質を保持する電解質タンクとを備え、前記電解水吐出手段または電解質供給手段の少なくとも一方を、前記陰極室の下部を狭くすることで生じるスペースに設けたものである。
【００２２】
そして、陰極室の下部を陰極室の上部に対して狭くしたため、陰極室で発生した水素ガスの気泡が陰極室の上部で対流するために、陰極室の下部に気泡が滞留しないため、陰極と陽極間の抵抗増加を防ぎ、消費電力を削減することが出来る。また、陰極室の下部を狭くすることで生じたスペースに電解質供給手段と電解水吐出手段を設けることで、装置全体を小型化することが出来る。また、電解質タンクからの水漏れが起きても電解水吐出手段及び電解質供給手段に電解質溶液が付着することがない。特に、電解質として食塩を用いた場合、電解質溶液が電解水吐出手段や電解質供給手段に付着すると、錆びが生じるため、故障の原因となってしまう。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施例における電解水生成装置の正面図を示し、図２は同、側面図を示す。２１は電解水生成装置の本体であり、電解槽２２を支持し排水タンク２３を収納するボデー隔壁下２４、その下方のボデー下２５、前記電解槽２２前面のボデー前２６、その後方で制御基板を保持するプリント基板カバー２７、前記電解槽２２の上方のカバー体となるボデー上２８、前記電解槽２２に水を供給するときに開口するフタ２９からなっている。
【００２５】
前記電解槽２２は、隔膜３０を介して、酸性水を生成する陽極室３１ａと、アルカリ水を生成する陰極室３１ｂとで構成され、前記陽極室３１ａには陽極３３が、前記陰極室の下部３２ｂには陰極３４がそれぞれ設けられている。陰極室の下部３２ｂは陰極室の上部３２ａよりも狭くなるように構成され、電解中に発生する水素ガスの気泡は矢印Ａのように対流するため、陰極室の下部３２ｂに水素ガスの気泡が滞留することがない。このため、陰極３４と隔膜３０の間に水素ガスの気泡が入り込むことによる陰極３４と陽極３３間の抵抗の増加を防ぐことが出来るので、消費電力を低減することが出来る。
【００２６】
そして、陰極室の下部３２ｂを狭くすることで出来たスペースに電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６及びそれらを支える送水手段保持部品３７ａ、３７ｂを設けることで、装置の小型化を図っている。本実施例では、電解水吐出手段３５と、電解質供給手段３６を同一部品とし、送水手段保持部品３７ａ、ｂを同一形状部品とすることで製造コストを安価にしている。なお、電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６として安価な遠心式ポンプを用いている。そして、電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６は位置をずらして設置している。これは、電解水吐出手段給水口３８ａと電解質供給手段吸水口３８ｂの位置をずらすことで、両者を上下方向に近接させて更なる小型化を図るためである。
【００２７】
ここで、電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６が陰極室の上部３２ａの真下に設けられているため、電解槽２２からの水漏れや結露水の落下によって電解水吐出手段３５あるいは電解質供給手段３６として用いている遠心式ポンプが電気短絡を起こし、装置の故障に繋がる危険性が生じる。これを防ぐために、送水手段保持部品３７ａ、３７ｂは、電解水吐出手段３５及び電解質供給手段３６の上方に設けられており、かつ平面方向の投影面積が電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６よりも大きくなっており、電解水吐出手段３５および電解質供給手段３６として用いている遠心式ポンプに水滴が落ちてくるのを防いでいる。さらに電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６に接続するリード線３９ａ、３９ｂは電解水吐出手段３５及び電解質供給手段３６の下方を通る構成になっているため、結露などにより水滴がリード線３９ａ、３９ｂに付着しても、水滴は下方に落ちるため、ポンプとリード線３９ａ、３９ｂとの接続部分４０ａ、４０ｂに水滴が付くことが無いので、電気短絡を防ぐことが出来る。
【００２８】
電解槽２２を挟んで電解水吐出手段３５と電解質供給手段３６の反対側には、塩と水を入れた塩タンク４１（電解質タンク）が設けられている。このため、塩タンク４１から万が一食塩水が漏れることがあっても、電解水吐出手段３５及び電解質供給手段３６に食塩水がかかり、装置が錆びてしまうことがない。そして前記電解槽２２側方に設けられたポンプ槽４２内の水を、電解質供給手段３６で吸引し、前記塩タンク４１に供給し、その押出圧により前記塩タンク４１下方に精製された飽和食塩水を一定量押し出し、前記陽極室３１ａに供給する構成になっている。この際、ポンプ槽４２に設けられたポンプ槽吐水口４３よりも、電解質供給手段吸水口３８ｂを低位置に設けることで、ポンプ槽４２に水を供給すると自動的に電解質供給手段３６に水が供給されるため、遠心式ポンプの空回りによる性能低下が起こらない。
【００２９】
前記陽極室３１ａに供給された飽和食塩水が電解液の働きを行い、前記電解槽２２内の前記陽極３３と陰極３４の間に電気を通電しやすくし、電解を推進することにより、前記陽極室３１ａ内に酸性水が、前記陰極室３１ｂ内にはアルカリ水が、それぞれ生成される。生成されたアルカリ水は、陰極室３１ｂに設けられたアルカリ水吐水口４４から電解水吐出手段３５によって吐出される。この際、アルカリ水吐水口４４の下部に、電解水吐出手段３５の吸入口を設けることで、陰極室３１ｂに水を供給すると自動的に電解水吐出手段３５に水が供給されるため、遠心式ポンプの空回りによる性能低下が起こらない。また、電解水吐出手段３５に接続される電解水経路４５は耐次亜塩素酸イオン性能を持つタイゴンチューブで構成されているため、電解水に含まれる次亜塩素酸イオンによって配管が腐食し、水漏れが起こることがない。
【００３０】
次に本実施例の構成に於ける動作、作用を説明する。本実施例の構成に於ける電解水生成装置の電解槽２２に所定水位まで原水を入れ、電源スイッチを投入すると、ポンプ槽４２内の原水が電解質供給手段３６で吸引され、塩タンク４１に送られることにより、前記塩タンク４１下向に生成された飽和食塩水が、一定量陽極室３１ａに供給され、電解が推進することにより、前記陽極室３１ａ内に酸性水を、陰極室３１ｂ内にはアルカリ水を、それぞれ生成する。このとき、大量の塩を蓄積した塩タンク４１を設け、塩を供給する頻度を少なくすることにより塩分の析出固着等の頻度を減少できるとともに、各電解毎に電解質供給手段３６にて一定量の塩を陽極室３１ａに供給されるため、塩の濃度管理が容易にできる。また、前記給電解質供給手段３６に供給する原水が陽極室３１ａ及び陰極室３１ｂとは別のポンプ槽４２より供給されるため、前回の食塩水の電解によって生じ槽内部に残留していた次亜塩素酸が含まれた水が電解質供給手段３６に接続している原水経路４７に供給される事が無いため、原水経路４７は耐次亜塩素酸性能を必要としないので、シリコンチューブなどの安価な配管を用いることが出来る。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、陰極室の下部を上部に対して狭くすることで陰極室で発生する水素ガスの滞留による陰極と陽極間の抵抗の増加を防ぐことが出来るので、消費電力を減少させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例における電解水生成装置の正面図
【図２】  本発明の実施例における電解水生成装置の側面図
【図３】  従来の電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
２２  電解槽
３０  隔膜
３１ａ  陽極室
３１ｂ  陰極室
３２ａ  陰極室の上部
３２ｂ  陰極室の下部
３３  陽極
３４  陰極
３５  電解水吐出手段
３６  電解質供給手段
３７ａ、３７ｂ  送水手段保持部品
３８ａ  電解水吐出手段吸水口
３８ｂ  電解質供給手段吸水口
３９ａ、３９ｂ  リード線
４１  塩タンク（電解質タンク）
４３  ポンプ槽吐出口（電解水吐出口）
４４  アルカリ水吐出口（電解水吐出口）
４６  電解水経路
【図１】
0003760849.tif 000002
【図２】
0003760849.tif 000003
【図３】
0003760849.tif 000004