JP2016179424A - Electrolyzed water generating apparatus and electrode unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電解水生成装置および電極ユニットに関する。 Embodiments described herein relate generally to an electrolyzed water generating apparatus and an electrode unit.
従来、次亜塩素酸水やアルカリイオン水などの電解水を電解により生成する電解水生成装置が知られている。このような電解水生成装置としては、1隔膜2室型の電解槽や、2隔膜3室型の電解槽に電解液および水を流水して電解水を生成する流水式の電解水生成装置が提案されている。 Conventionally, an electrolyzed water generating apparatus that generates electrolyzed water such as hypochlorous acid water or alkali ion water by electrolysis is known. As such an electrolyzed water generating apparatus, there is a flowing water type electrolyzed water generating apparatus that generates electrolyzed water by flowing an electrolytic solution and water into an electrolyzer having a two-diaphragm and two-chamber three-chamber type. Proposed.
また、給排水に係る配管を持たず比較的簡素な構造の電解水生成装置として、陽極および陰極を有し電解液を隔離した電極ユニットを既存の水槽に投入し、この水槽内の水を電解水に変える、静水式(あるいはバッチ式)の電解水生成装置が提案されている。このような構成であれば、電解液を電解液室に隔離したまま電解による生成水を取り出すことができる。更に、静水状態の水を電解するため、配管が簡略化され、電解特性も安定し、使用できる隔膜の種類を増やすことができる。 In addition, as an electrolyzed water generating device having a relatively simple structure without piping for water supply and drainage, an electrode unit having an anode and a cathode and having an isolated electrolyte is introduced into an existing water tank, and the water in the water tank is electrolyzed. A hydrostatic (or batch-type) electrolyzed water generating apparatus has been proposed. With such a configuration, water generated by electrolysis can be taken out while the electrolytic solution is isolated in the electrolytic solution chamber. Furthermore, since the water in the still water state is electrolyzed, the piping is simplified, the electrolytic characteristics are stabilized, and the number of usable diaphragms can be increased.
しかしながら、上述した静水式(バッチ式)の電解水生成装置において、電極ユニットに電解液室のみを設けた構造では、電解液室に配置された電極により生成される電解水が電解液と混合してしまい、生成水として活用することが困難となる。繰り返し電解する場合、生成された電解物質により電解液の水質が変動していく問題がある。また、流水式の電解水生成装置においても、電解水室に生成された電解水を取り出す際、電解液室の水が一緒に出てしまい無駄となり易い。 However, in the static water type (batch type) electrolyzed water generating apparatus described above, in the structure in which only the electrolytic solution chamber is provided in the electrode unit, the electrolytic water generated by the electrode disposed in the electrolytic solution chamber is mixed with the electrolytic solution. Therefore, it is difficult to use it as generated water. In the case of repeated electrolysis, there is a problem that the water quality of the electrolytic solution varies depending on the generated electrolytic substance. Also in the flowing water type electrolyzed water generator, when the electrolyzed water generated in the electrolyzed water chamber is taken out, the water in the electrolyzed solution chamber comes out together and is likely to be wasted.
本実施形態が解決しようとする課題は、電解液を無駄なくかつ変質させることなく、複数種類の電解水を活用できるようにした電解水生成装置および電極ユニットを提供することにある。 The problem to be solved by the present embodiment is to provide an electrolyzed water generating apparatus and an electrode unit that can utilize a plurality of types of electrolyzed water without wasting and altering the electrolyte.
実施形態によれば、電解水生成装置は、容器に収容された水に浸漬される電極ユニットを備え、前記電極ユニットは、対向する第1隔膜および第2隔膜の間に仕切られ電解液を収容する電解液室と、前記第1隔膜に対向して配置され、前記容器内の水に接する第1電極と、前記電解液室を挟んで前記第1電極と対向して配置された第2電極と、前記第2電極を収容し、前記第2電極により生成される電解水を格納する電解水室と、前記電解液室の電解液と前記電解水室の電解水とを選択的に排水する排水機構と、を具備している。 According to the embodiment, the electrolyzed water generating apparatus includes an electrode unit that is immersed in water contained in a container, and the electrode unit is partitioned between a first diaphragm and a second diaphragm facing each other, and contains an electrolytic solution. An electrolytic solution chamber, a first electrode disposed opposite to the first diaphragm and contacting the water in the container, and a second electrode disposed opposite the first electrode across the electrolytic solution chamber And an electrolytic water chamber that houses the second electrode and stores the electrolytic water generated by the second electrode, and selectively drains the electrolytic solution in the electrolytic solution chamber and the electrolytic water in the electrolytic water chamber. And a drainage mechanism.
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。 Various embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected to a common structure through embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition, each drawing is a schematic diagram for promoting the embodiment and its understanding, and its shape, dimensions, ratio, etc. are different from the actual device, but these are considered in consideration of the following description and known techniques. The design can be changed as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置の全体構成を示す断面図、図2は、電解水生成装置の電極ユニットを示す斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the electrolyzed water generating apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing an electrode unit of the electrolyzed water generating apparatus.
本実施形態において、電解水生成装置10は、容器内に収容された静水状態の水を電解水に生成する、すなわち、電解水に変える、静水式あるいはバッチ式の電解水生成装置として構成されている。図1に示すように、電解水生成装置10は、水等の液体を収容する生成水容器(水槽)12と、生成水容器12の上端開口に脱着自在に装着され、生成水容器12内に支持および配置される電極ユニット16と、この電極ユニット16の電極に電解電力を供給する給電部30と、を備えている。給電部30は、図示しない直流電源に接続されている。なお、給電部30は、定電圧を供給する電池等で構成してもよい。
In the present embodiment, the electrolyzed
生成水容器12は、例えば、ホウケイ酸ガラスや塩化ビニールやポリプロピレンやポリエチレンなどの耐酸性、耐アルカリ性に優れたガラスや樹脂により形成され、円錐台状に形成されている。生成水容器12は、上端開口12a有している。生成水容器12は、例えば、1Lの水を収容可能な容量に形成されている。
The generated
図1および図2に示すように、電極ユニット16は、円板形状に形成された支持体(蓋体)14と、支持体に支持され、支持体と同軸的に位置するほぼ円筒形状の筐体18と、筐体18の下端部に設けられた排水機構50と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
支持体14は、例えば、塩化ビニールやポリプロピレンやポリエチレンなどの耐酸性、耐アルカリ性に優れた樹脂により形成されている。支持体14は、生成水容器12の上端開口12aに脱着自在に装着され、この上端開口12aを閉塞する蓋体としても機能する。支持体14の中央部に、電解液を注入するための注入口14aが形成されている。更に、支持体14は、この支持体の下面から延出する注入管14bを一体に有し、この注入管14bは注入口14aに連通している。
The
筐体18は、例えば、塩化ビニールやポリプロピレンやポリエチレンなどの耐酸性、耐アルカリ性に優れた樹脂により形成されている。筐体18は、中間室(電解液室)20を形成する中間フレーム21と、陰極室(生成室)22を形成する陰極ケース24と、撹拌室(生成室)26を形成する撹拌ケース28と、を有している。中間フレーム21の両側に陰極ケース24および撹拌ケース28が接合され、全体として円筒形状をなしている。
The
中間室20の一方の開口を塞ぐように矩形状の第1隔膜32aが設けられ、中間室20の他方の開口を塞ぐように矩形状の第2隔膜32bが設けられている。第1隔膜32aおよび第2隔膜32bは、互いに対向している。これにより、中間室20は、第1隔膜32aおよび第2隔膜32bの間に仕切られている。中間室20と撹拌室26(生成水容器12内部)との間は第1隔膜32aにより仕切られ、中間室20と陰極室との間は、第2隔膜32bにより仕切られている。中間室20は、例えば、10mLの容量に形成されている。中間室20の上端は注入管14bに連通し、また、中間室20の下端に電解液排水口(第1排水口)20aが形成されている。
A rectangular
本実施形態において、第1隔膜32aおよび第2隔膜32bは、それぞれ透水性を有する隔膜である。例えば、第1隔膜32aおよび第2隔膜32bは、それぞれ、透水性の精密ろ過膜(Microfiltration Membrane : MF膜)や限外ろ過膜(Ultrafiltration Membrane : UF膜)等の多孔質膜を用いている。また、第1隔膜32aおよび第2隔膜32bは、例えば、化学耐性と乾燥性に優れたポリフッ化ビニリデン(PolyVinylidene DiFuoride:PVDF)および酸化チタンを含む素材で形成されている。多孔質隔膜は、透水性があり電解で消費する電解質を陽極および陰極周囲に補充する能力が高いが、流水式のような水圧差がかかる電解水生成装置では差圧により電解生成物が流出してしまうため使うことが難しかった。本実施形態のような静水式の電解水生成装置では、このような差圧が作用しないため、多孔質隔膜を問題なく使うことができ、高い生成効率で電解できるとともに、使用後は電極ユニットを乾燥放置することもできる。
In the present embodiment, the
第1隔膜32aの外側に、矩形板状の陽極34aが隣接、対向して設けられている。陽極34aは撹拌室26内に位置している。第2隔膜32bの外側に矩形板状の陰極34bが隣接、対向して設けられている。陰極34bは陰極室22内に位置している。陽極34aおよび陰極34bは、中間室20を間に挟んで、互いに対向している。陽極34aおよび陰極34bは、接続端子および配線を介して、給電部30に電気的に接続されている。
A rectangular plate-
また、陽極はチタン基材の透水孔を設けた電極にイリジウムなど酸素ガス生成に対して塩素ガス生成の過電圧を低減する触媒が形成されている。陰極はチタン基材の透水孔を設けた電極だが、より電解電圧を低減するためにプラチナなど水分解の過電圧を低減する触媒を形成してもよい。 In addition, the anode is formed with a catalyst for reducing an overvoltage of chlorine gas generation with respect to oxygen gas generation such as iridium on an electrode provided with a water-permeable hole of a titanium base. The cathode is an electrode having a titanium-based water-permeable hole, but a catalyst for reducing an overvoltage of water decomposition such as platinum may be formed in order to further reduce the electrolysis voltage.
陽極34aおよび陰極34bは、例えば、厚さ1mm程度のほぼ矩形板状のチタン基材で形成され、中央部(有効反応領域)には液体を通過させるための微細な貫通孔(図示せず)が形成されている。陽極34aは、基材の表面にイリジウムなど酸素ガス生成に対して塩素ガス生成の過電圧を低減する触媒が形成されている。陰極34bは、基材の表面に、より電解電圧を低減するためにプラチナなど水分解の過電圧を低減する触媒が形成されている。
The
陰極室22は、例えば、20mL程度の容量に形成されている。陰極室22の下端に陰極水排水口(第2排水口)22aが設けられている。また、陰極ケース24の上端部に、陰極室22内で発生するガスを排気するための排気口24b、および生成水容器12内の水を陰極室22に取り込むための取水口24cが形成されている。
The
撹拌室26を形成している撹拌ケース28は、生成水容器12内の水を撹拌室26に取り込むための複数の取水口28aと、撹拌室26内で生成された電解水を生成水容器12内へ排出する複数の排出口28bと、を有している。また、撹拌ケース28は、撹拌室26内に配置された複数の撹拌板(フィン)36を有している。複数の撹拌板36は、それぞれほぼ水平に延在し、撹拌ケース28の長手方向(高さ方向)に間隔をおいて設けられている。撹拌室44は、複数の撹拌板36により、撹拌ケース40の長手方向に並ぶ複数の室に仕切られ、各室は陽極34aに接している。複数の室の各々は、取水口28aおよび排出口28bを通して外部(生成水容器12内部)に連通あるいは開放している。取水口28aを通して生成水容器12内の水を撹拌室44の各室に取り入れ、排出口28bから生成水容器12内へ抜けるようにしている。
The
図3Aは、排水機構を拡大して示す断面図、図3Bは、排水機構の選択開閉蓋体を概略的に示す平面図である。
図1、図3A、図3Bに示すように、排水機構50は、筐体18の下端部に設けられた選択開閉蓋体52を有している。選択開閉蓋体52は、下端が閉塞された円筒のキャップ状に形成されている。選択開閉蓋体52は、その上端部内周面に突設された複数、例えば、3つの支持突起54を有している。これらの支持突起54は、円周方向に互いに等間隔をおいて設けられている。選択開閉蓋体52の底壁52aの周縁部に、複数の円弧状の排水口56が形成されている。底壁52aの中央部に例えば、円形の板状のパッキン(封止部材)58が貼付されている。底壁52aおよびパッキン58は、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aを開閉する弁体を構成している。選択開閉蓋体52は、パッキン58および底壁52aを貫通して形成された排水孔60を有している。排水孔60は、選択開閉蓋体52の中心軸Cに対して、僅かに偏心した位置に設けられている。
FIG. 3A is an enlarged sectional view showing the drainage mechanism, and FIG. 3B is a plan view schematically showing a selective opening / closing lid of the drainage mechanism.
As shown in FIGS. 1, 3 </ b> A, and 3 </ b> B, the
筐体18の下端部外周に環状のガイド溝62が形成されている。ガイド溝62は筐体18と同軸的に形成されている。更に、ガイド溝62の複数個所、ここでは、3箇所に、ガイド溝62から下方に延びる係止溝64が形成されている。これらの係止溝64は、円周方向に互いに等間隔をおいて設けられている。
An
選択開閉蓋体52は、筐体18の下端部に被せられ、支持突起54をガイド溝62に嵌め込むことにより、筐体18の下端部に筐体18と同軸的に、装着されている。選択開閉蓋体52は、ガイド溝62に沿って回動自在に、ここでは、筐体18の中心軸Cの周りで、回動自在に支持されている。図1および図3A、図3Bに示すように、選択開閉蓋体52が図示の閉じ位置にある場合、排水孔60は、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aから外れて位置し、また、パッキン58は筐体18の下端に当接して、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aを密閉している。
The selective opening /
図4Aおよび図4Bに示すように、選択開閉蓋体52を閉塞位置から、図示の第1開放位置まで回動することにより、排水孔60が陰極水排水口22aと整列する位置に移動する。第1開放位置において、電解液排水口20aはパッキン58により閉じられた状態に維持される。これにより、陰極水排水口22aおよび選択開閉蓋体52の排水孔60を通して、陰極室22の陰極水のみを選択的に排水することができる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, by rotating the selective opening / closing
図5に示すように、選択開閉蓋体52を支持突起54が係止溝64と一致する位置(ここでは、第1開放位置)に回動した後、選択開閉蓋体52を筐体18の軸方向に沿って下方へ引き下げると、支持突起54が係止溝64に沿って下降し、選択開閉蓋体52は図示の第2開放位置に下降する。第2開放位置において、選択開閉蓋体52のパッキン58は筐体18の下端から離間し、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aを開放する。これにより、電解液排水口20a、選択開閉蓋体52内部、排水口56を通して、中間室20内の電解液を選択的に排水することができる。第2開放位置では、陰極水排水口22aも同時に開放されるため、陰極室22内の陰極水を同時に排水することもできる。
As shown in FIG. 5, after the selective opening / closing
なお、選択開閉蓋体52を支持突起54が係止溝64と一致する位置は、前述した第1開放位置に限らず、第1開放位置と異なる回動位置としてもよい。いずれの場合でも、排水機構50は、陰極室の陰極水のみを排水するモードと、中間室内の電解液および陰極室内の陰極水を同時に排水するモードとを選択的に設定することができる。
Note that the position at which the
図2に示すように、排水機構50の開閉操作を容易に行えるように、選択開閉蓋体52の外周面、および、筐体18の下端部外周面に、選択開閉蓋体52の回動位置(閉塞位置、第1開放位置、第2開放位置)を示す目盛り、あるいは、マークMを設けてもよい。
As shown in FIG. 2, the rotational position of the selective opening / closing
次に、上記のように構成された電解水生成装置10により、塩水を電解して酸性水(次亜塩素酸水および塩酸)とアルカリ性水(水酸化ナトリウム水あるいは水酸化カリウム水)を生成する動作について説明する。
まず、図1に示したように、電極ユニット16を取外した状態で、生成水容器12内に水を入れ、生成水容器12内にほぼ1Lの水を収容する。投入する水は、水道水などの一般的に入手可能な水でよい。また、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物を含有する電解液として、予め作成した濃度20%程度の塩水を、注入口14aから電極ユニット16の中間室20に注水する。約10mLの塩水を注入し、中間室20を塩水で満たす。塩水注入の際、排水機構50の選択開閉蓋体52は、閉塞位置に設定しておく。
Next, the electrolyzed
First, as shown in FIG. 1, with the
次いで、図1に示すように、塩水が注入された電極ユニット16を生成水容器12内に挿入し、支持体14を生成水容器12の上端開口12aに嵌合する。これにより、電極ユニット16が生成水容器12に装着され、生成水容器12内の水に浸漬される。生成水容器12内の水の一部は、陰極ケース24の取水口24cから陰極室22に流入し、約20mLの水が陰極室22に充填される。また、生成水容器12内の水の一部は、撹拌ケース28の複数の取水口28aから撹拌室26に流入し、各室が水で満みたされる。
Next, as shown in FIG. 1, the
このように撹拌室26は、生成水容器12内に開放した構造となっているため、電極ユニット16の撹拌室26も含めた生成水容器12全体が大きな陽極室を成している。従って、電解水生成装置10は、装置全体としては、中間室20、陰極室32および陽極室を有する2隔膜3室型の構造を有している。
Thus, since the stirring
以上の状態で、給電部30から陽極34aおよび陰極34bに1Aの電解電流を4分程度通電することで、中間室20内の塩水を電解する。中間室20の塩水中において電離しているナトリウムイオンは、陰極34bに引き寄せられ、第2隔膜32bを通過して陰極室22へ流入する。陰極室22において、陰極34bにより水が電気分解されて水素ガスを生成し、この水素ガスとナトリウムイオンとにより水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)を生成する。これにより、陰極室22に、pH13前後の20mLの水酸化ナトリウム水が生成される。
In the above state, the salt water in the
中間室20内の塩水中に電離している塩素イオンは、陽極34aに引き寄せられ、第1隔膜32aを通過して、撹拌室(陽極室、生成室)26へ流入する。撹拌室26では、塩素イオンが陽極34aに電子を与えて塩素ガスを生成する。生成した塩素ガスを撹拌室26内の水に溶かして酸性水(次亜塩素酸水および塩酸)を生成する。このようにして生成された酸性水は、酸素主体の気泡の滞留により、撹拌板36に沿って流れ排出口28bから生成水容器12内の水に撹拌排出される。このように、複数の撹拌板36は、陽極側電解生成物が生成水容器12に撹拌するのを補助するとともに、中間室20から第1隔膜32aを介して撹拌室26内に拡散する電解質の濃度を一時的に電極周囲で高める役割を担っている。また、生成水容器12内の水は、随時、撹拌室26内に取り込まれ、酸性水となって生成水容器12内の水に混合される。これにより、生成水容器12内の1Lの水を有効塩素濃度50ppmの次亜塩素酸水に変える、すなわち、生成することができる。
なお、中間室20に一度注入された10mLの塩水は、1L、50ppm濃度の次亜塩素酸水の生成に、10回程度連続使用することができる。
Chlorine ions ionized in the salt water in the
In addition, 10 mL of salt water once injected into the
電解水生成が終了した後、電極ユニット16を生成水容器12から取外し、生成水容器12内に生成された次亜塩素酸水を排水し各種殺菌用途に用いる。また、陰極室22に生成されたアルカリ性水(水酸化ナトリウム水)を使用する場合は、図4Aおよび図4Bに示したように、排水機構50の選択開閉蓋体52を閉塞位置から第1開放位置へ回し、陰極水排水口22aを開放する。これにより、中間室20内の塩水をそのままにした状態で、アルカリ性水のみを選択的に取り出して、洗浄などに活用することができる。
After the electrolyzed water generation is completed, the
この状態で塩水だけ電極ユニット16に残っているが、塩水は前述したように50ppmの次亜塩素酸水であれば、10回程度(10L)の生成に使用可能であるから、生成水容器12の水を新しい水に入れ替えて、上述した生成動作を繰り返し電解することができ、塩水を無駄なく有効に消費することができる。
In this state, only salt water remains in the
塩水を所定回数の生成に使用した後、塩水を排水する場合は、図5に示したように、排水機構50の選択開閉蓋体52を閉塞位置から第1開放位置に回した後、第2開放位置に引き下げる。これにより、塩水排水口20aおよび陰極水排水口22aが開放し、中間室20から塩水が排水される。10Lの次亜塩素酸水を生成した後、電解水生成装置10を片付ける際、上記のように塩水を排水して電極ユニット16内を洗浄することができる。
When salt water is drained after the salt water has been used for a predetermined number of generations, the second opening / closing
以上のように構成された電解水生成装置10によれば、電解液室に予め塩水を充填した電極ユニット16により、生成水容器12に収容された水を殺菌性のある次亜塩素酸水に変える、つまり、生成することができるとともに、陰極室22には洗浄機能を有した水酸化ナトリウム水を生成し、次亜塩素酸水のみならず水酸化ナトリウム水も取り出すことができる。また、塩水が中間室(電解液室)20に隔離されているため、上述した2種の電解水に塩水が多量に混入することがなく、同時に電解生成物により塩水水質が変質することもない。電極ユニット16の下端に設けた排水機構50により、塩水(電解液)と陰極水を選択的に排水することができ、例えば、塩水を残したまま、陰極水のみを選択的に排水することができる。これにより、生成水容器12に生成する電解水とは異なる陰極室22で生成される電解水を有効に活用することができる。また、生成水容器12の水と陰極室22の陰極水だけを交換することで、電解液室の塩水は複数回使いまわすことができ、塩水を無駄なく有効に消費することができる。
以上のことから、本実施形態によれば、電解液を無駄なくかつ変質させることなく、複数種類の電解水を活用できるようにした電解水生成装置および電極ユニットを提供することができる。
According to the electrolyzed
From the above, according to the present embodiment, it is possible to provide an electrolyzed water generating device and an electrode unit that can utilize a plurality of types of electrolyzed water without waste and alteration of the electrolyte.
次に、他の実施形態に係る電解水生成装置について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。 Next, an electrolyzed water generating apparatus according to another embodiment will be described. In other embodiments described below, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted, and the parts different from those in the first embodiment. Will be described in detail.
(第2の実施形態)
図6Aは、第2の実施形態に係る電解水生成装置の排水機構を示す断面図、図6Bは、排水機構を概略的に示す平面図である。第2の実施形態によれば、電極ユニット16の排水機構50は、選択開閉蓋体52の回動角度に応じて、陰極室の陰極水のみを排水する第1排水モードと、中間室の電解液のみを排水する第2排水モードと、を選択的に設定する構成としている。
(Second Embodiment)
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a drainage mechanism of the electrolyzed water generating apparatus according to the second embodiment, and FIG. 6B is a plan view schematically showing the drainage mechanism. According to the second embodiment, the
図6Aおよび図6Bに示すように、排水機構50は、筐体18の下端部に、中心軸Cの周りで回動自在に設けられた選択開閉蓋体52を有している。選択開閉蓋体52の底壁52aに例えば、円形の板状のパッキン58が貼付されている。選択開閉蓋体52は、パッキン58および底壁52aを貫通して形成された排水孔60を有している。この排水孔60、中間室20の電解液排水口20a、および陰極室22の陰極水排水口22aは、中心軸Cと同芯の同一円上に並んで位置するように形成されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
図6Aおよび図6Bに示すように、選択開閉蓋体52が図示の閉じ位置にある場合、排水孔60は、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aから外れて位置し、また、パッキン58は筐体18の下端に当接して、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aを閉じている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the selective opening / closing
陰極水を排水する場合、図7Aおよび図7Bに示すように、選択開閉蓋体52を閉塞位置から、図示の第1開放位置まで回動することにより、排水孔60が陰極水排水口22aと整列する位置に移動する。第1開放位置において、電解液排水口20aはパッキン58により閉じられた状態に維持される。これにより、排水機構50は第1排水モードに設定され、陰極水排水口22aおよび選択開閉蓋体52の排水孔60を通して、陰極室22の陰極水のみを選択的に排水することができる。
When draining the cathode water, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
電解液を排水する場合、図8Aおよび図8Bに示すように、選択開閉蓋体52を閉塞位置から、あるいは、第1開放位置から、図示の第2開放位置まで回動することにより、排水孔60が電解液排水口20aと整列する位置に移動する。第2開放位置において、陰極水排水口22aはパッキン58により閉じられた状態に維持される。これにより、排水機構50は第2排水モードに設定され、電解液排水口20aおよび排水孔60を通して、中間室20の電解液のみを選択的に排水することができる。
第2の実施形態において、電解水生成装置10の他の構成は、前述した第1の実施形態の電解水生成装置と同一である。
When draining the electrolytic solution, as shown in FIGS. 8A and 8B, the drainage hole is formed by rotating the selective opening / closing
In 2nd Embodiment, the other structure of the electrolyzed
上記のように構成された第2の実施形態によれば、塩水の排水と陰極水の排水とを完全に独立して選定可能となり、生成する次亜塩素酸水濃度と水酸化ナトリウム水濃度と塩水入替を完全に分けて制御することができる。例えば、陰極水と塩水を適時入れ替えならが同じ生成水容器の水を繰り返し電解することにより、より高濃度の次亜塩素酸水を生成することが可能となる。同様に、陰極水だけ入替しないことで、複数回、生成動作を繰り返すことにより、高濃度の水酸化ナトリウム水を得ることができる。
その他、第2の実施形態においても、前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to the second embodiment configured as described above, the drainage of salt water and the drainage of cathodic water can be selected completely independently, and the generated hypochlorous acid water concentration and sodium hydroxide water concentration The salt water replacement can be completely divided and controlled. For example, it is possible to generate hypochlorous acid water with a higher concentration by repeatedly electrolyzing the water in the same generated water container if the cathode water and the salt water are exchanged in a timely manner. Similarly, it is possible to obtain high-concentration sodium hydroxide water by repeating the generation operation a plurality of times without replacing only the cathode water.
In addition, also in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment mentioned above can be acquired.
(第3の実施形態)
図9は、第3の実施形態に係る電解水生成装置の排水機構を示す断面図、図10は、排水機構を構成する栓部材を示す斜視図である。第3の実施形態によれば、電極ユニット16の排水機構50は、中間フレーム21の電解液排水口20aおよび陰極ケース24の陰極水排水口22aにそれぞれ装着された開閉自在な2つの栓部材70a、70bを有している。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a drainage mechanism of an electrolyzed water generating apparatus according to the third embodiment, and FIG. 10 is a perspective view showing a plug member constituting the drainage mechanism. According to the third embodiment, the
図9および図10に示すように、栓部材70a、70bの各々は、円板形状の栓体72と、栓体72の下面から延出した一対のばね脚74と、を有し、弾性を有する合成樹脂等により一体に成形されている。栓体72は、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aの径よりも大きい外径に形成されている。一対のばね脚74は、栓体72の下面からほぼ垂直に延びた後、外側に、すなわち、互いに離間する方向に、屈曲している。
As shown in FIGS. 9 and 10, each of the
栓部材70aの栓体72は、中間室20内に配置され、一対のばね脚74は電解液排水口20aに挿通され、筐体18の外側まで延出し、更に、屈曲した先端部は、筐体18の底面に当接している。栓体72は、ばね脚74の弾性力により、下方に向かって付勢され、中間室20の底壁に押付けられて電解液排水口20aを閉じている。
The
同様に、栓部材70bの栓体72は、陰極室22内に配置され、一対のばね脚74は陰極水排水口22aを挿通して筐体18の外側まで延出し、更に、屈曲した先端部は、筐体18の底面に当接している。栓体72は、ばね脚74の弾性力により、下方に向かって付勢され、陰極室22の底壁に押付けられて陰極水排水口22aを閉じている。
Similarly, the
図11に示すように、電解液あるいは陰極水を排水する場合、栓部材70a、70bを外側から押し上げることにより、電解液排水口20aおよび陰極水排水口22aを開放する。例えば、押圧ピン76により、栓部材70aの栓体72を押し上げると、一対のばね脚74が上方に延び、栓体72が筐体18の底壁から離間して電解液排水口20aを開放する。これにより、電解液室20内の電解液を電解液排水口20aを通して排水することができる。なお、排水が終了した後、押圧ピン76による押圧を解除すると、ばね脚74の弾性力により、栓体72は自動的に閉塞位置に戻り、電解液排水口20aを閉じる。
As shown in FIG. 11, when draining the electrolytic solution or the cathode water, the electrolytic
同様に、例えば、押圧ピン76により、栓部材70bの栓体72を押し上げると、一対のばね脚74が上方に延び、栓体72が筐体18の底壁から離間して陰極水排水口22aを開放する。これにより、陰極室22内の陰極水を陰極水排水口22aを通して排水することができる。排水が終了した後、押圧ピン76による押圧を解除すると、ばね脚74の弾性力により、栓体72は自動的に閉塞位置に戻り、陰極水排水口22aを閉じる。
Similarly, for example, when the
図12は、栓部材70a、70bの開放に使用可能な押圧治具を示している。押圧治具80は、ベース板82と、ベース板82に立設された第1押圧ピン84と、ベース板82に立設された一対の第2押圧ピン86と、を有している。第1押圧ピン84は、栓部材70aあるいは栓部材70bを選択的に押し上げて開放するために用いられる。一対の第2押圧ピン86は、栓部材70aおよび栓部材70bの両方を同時に押し上げて開放するために用いられる。
FIG. 12 shows a pressing jig that can be used to open the
以上のように構成された排水機構50は、栓部材70aおよび栓部材70bを選択的に開放することにより、陰極水のみを排水する第1排水モード、電解液のみを排水する第2排水モード、陰極水および電解液の両方を排水する第3排水モードを設定することができる。第3の実施形態によれば、排水機構50をより簡易な構造にすることができる。その他、第3の実施形態においても、前述した第1および第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
The
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
上述した実施形態では生成水容器の水を次亜塩素酸水に変える構成を説明したが、陽極と陰極を入れ替え、アルカリ性の電解水を生成水容器に生成してもよい。上述した実施形態では、電解液を塩水、生成水を次亜塩素酸水および水酸化ナトリウム水としたが、これらに限定されることなく、本実施形態に係る電解水生成装置は、種々の電解液および種々の生成水を適用することができる。生成水容器は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の容器、水槽、その他、水を貯められるものであれば適用することができる。隔膜は、透水性を有する多孔質膜を用いたが、これに限らず、イオン選択性のあるイオン交換膜を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
In the above-described embodiment, the configuration in which the water in the generated water container is changed to hypochlorous acid water has been described. However, the alkaline electrolyte water may be generated in the generated water container by replacing the anode and the cathode. In the embodiment described above, the electrolytic solution is salt water, and the generated water is hypochlorous acid water and sodium hydroxide water. However, the electrolyzed water generating apparatus according to this embodiment is not limited to these, Liquids and various product waters can be applied. The generated water container is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various containers, water tanks, and the like as long as they can store water. Although the porous membrane having water permeability is used as the diaphragm, the present invention is not limited to this, and an ion-exchange membrane having ion selectivity may be used.
10…電解水生成装置、12…生成水容器、14…支持体(蓋体)、
16…電極ユニット、18…筐体、20…中間室(電解液室)、
20a…電解液排水口、22…陰極室、22a…陰極水排水口、
26…撹拌室(陽極室)、30…給電部、50…排水機構、52…選択開閉蓋板、
60…排水孔、70a、70b…栓部材
DESCRIPTION OF
16 ... electrode unit, 18 ... housing, 20 ... intermediate chamber (electrolyte chamber),
20a ... Electrolyte drain, 22 ... Cathode chamber, 22a ... Cathode water drain,
26 ... Stirring chamber (anode chamber), 30 ... Power feeding unit, 50 ... Drainage mechanism, 52 ... Select open / close lid plate,
60 ... Drain hole, 70a, 70b ... Plug member
Claims (12)
前記電極ユニットは、対向する第1隔膜および第2隔膜の間に仕切られ電解液を収容する電解液室と、前記第1隔膜に対向して配置され、前記容器内の水に接する第1電極と、前記電解液室を挟んで前記第1電極と対向して配置された第2電極と、前記第2電極を収容し、前記第2電極により生成される電解水を格納する電解水室と、前記電解液室の電解液と前記電解水室の電解水とを選択的に排水する排水機構と、を具備する電解水生成装置。 Comprising an electrode unit immersed in water contained in a container;
The electrode unit is partitioned between an opposing first diaphragm and a second diaphragm, and accommodates an electrolyte solution, and is disposed opposite to the first diaphragm and is in contact with water in the container A second electrode disposed opposite to the first electrode across the electrolyte chamber, an electrolyzed water chamber that houses the second electrode and stores the electrolyzed water generated by the second electrode, And a drainage mechanism for selectively draining the electrolytic solution in the electrolytic chamber and the electrolytic water in the electrolytic chamber.
前記排水機構は、前記電極ユニットの下端部に設けられた選択開閉蓋体を備え、前記選択開閉蓋体は、前記電解液排水口および前記電解水排水口に対向する弁体と、前記弁体に形成された排水孔と、を有し、前記弁体により前記電解液排水口および前記電解水排水口を閉じる閉塞位置と、前記排水孔が前記電解液排水口および前記電解水排水口のいずれかに対向する排水位置と、へ移動可能に設けられている請求項1又は2に記載の電解水生成装置。 The electrode unit includes an electrolyte drain port communicating with the electrolyte chamber, and an electrolyte water drain port communicating with the electrolyte chamber.
The drainage mechanism includes a selective opening / closing lid provided at a lower end portion of the electrode unit, and the selective opening / closing lid includes a valve body facing the electrolytic solution drain and the electrolytic water drain, and the valve A drainage hole formed in a closed position for closing the electrolyte solution drain port and the electrolyzed water drain port by the valve body, and the drain hole is any of the electrolyte solution drain port and the electrolyte water drain port The electrolyzed water generating apparatus according to claim 1, wherein the electrolyzed water generating apparatus is provided so as to be movable to a drainage position facing the crab.
前記排水機構は、前記電極ユニットの下端部に設けられた選択開閉蓋体を備え、前記選択開閉蓋体は、前記電解液排水口および前記電解水排水口に対向する弁体と、前記弁体に形成された排水孔と、を有し、前記弁体により前記電解液排水口および前記電解水排水口を閉じる閉塞位置と、前記排水孔が前記電解水排水口に対向する第1排水位置と、前記排水孔が前記電解液排水口に対向する第2排水位置と、の間を回動可能に前記下端部に設けられている請求項1又は3に記載の電解水生成装置。 The electrode unit includes an electrolyte drain port communicating with the electrolyte chamber, and an electrolyte water drain port communicating with the electrolyte chamber.
The drainage mechanism includes a selective opening / closing lid provided at a lower end portion of the electrode unit, and the selective opening / closing lid includes a valve body facing the electrolytic solution drain and the electrolytic water drain, and the valve A drainage hole formed at a closed position for closing the electrolytic solution drainage port and the electrolytic water drainage port by the valve body, and a first drainage position at which the drainage hole faces the electrolytic water drainage port. The electrolyzed water generating apparatus according to claim 1, wherein the drainage hole is provided at the lower end portion so as to be rotatable between a second drainage position facing the electrolyte solution drainage port.
前記排水機構は、前記電解液排水口および前記電解水排水口にそれぞれ装着された2つの栓部材を備え、各栓部材は、前記電解液排水口あるいは前記電解水排水口を開閉する栓体と、前記栓体から延出し前記電解液排水口あるいは前記電解水排水口を貫通して前記栓体と反対側で電極ユニットに当接したばね脚と、を有し、前記ばね脚の弾性により前記栓体を前記電解液排水口あるいは前記電解水排水口を閉じる位置に付勢し、前記栓体を押し上げることにより前記電解液排水口あるいは前記電解水排水口を開放する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電解水生成装置。 The electrode unit includes an electrolyte drain port communicating with the electrolyte chamber, and an electrolyte water drain port communicating with the electrolyte chamber.
The drainage mechanism includes two plug members respectively attached to the electrolyte solution drain port and the electrolyte water drain port, and each plug member includes a plug body that opens and closes the electrolyte solution drain port or the electrolyte water drain port. A spring leg extending from the plug body and penetrating the electrolytic solution drain port or the electrolytic water drain port and abutting the electrode unit on the opposite side of the plug body, and the elasticity of the spring leg 4. The device according to claim 1, wherein the plug body is biased to a position to close the electrolyte solution drain port or the electrolyte water drain port, and the electrolyte solution drain port or the electrolyte water drain port is opened by pushing up the plug body. The electrolyzed water generating apparatus according to claim 1.
前記電極ユニットは、前記生成水容器の上端開口に脱着可能に装着される支持体を有し、前記支持体により前記生成水容器内に支持される請求項1ないし10のいずれか1項に記載の電解水生成装置。 A generated water container having a top opening and containing water;
The said electrode unit has a support body with which the upper end opening of the said produced | generated water container is mounted | worn detachably, and is supported in the said produced | generated water container by the said support body. Electrolyzed water generator.
前記第1隔膜に対向して配置され、外部に露出した第1電極と、
前記電解液室を挟んで前記第1電極と対向して配置された第2電極と、
前記第2電極を収容し、前記第2電極により生成される電解水を格納する電解水室と、
前記電解液室の電解液と前記電解水室の電解水とを選択的に排水する排水機構と、
を具備する電極ユニット。 An electrolyte chamber that is partitioned between the opposing first and second diaphragms and contains an electrolyte;
A first electrode disposed opposite to the first diaphragm and exposed to the outside;
A second electrode disposed opposite to the first electrode across the electrolyte chamber;
An electrolyzed water chamber that houses the second electrode and stores electrolyzed water generated by the second electrode;
A drainage mechanism for selectively draining the electrolytic solution in the electrolytic solution chamber and the electrolytic water in the electrolytic water chamber;
An electrode unit comprising:
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