JP3055746B2 - Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation - Google Patents
Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generationInfo
- Publication number
- JP3055746B2 JP3055746B2 JP5152746A JP15274693A JP3055746B2 JP 3055746 B2 JP3055746 B2 JP 3055746B2 JP 5152746 A JP5152746 A JP 5152746A JP 15274693 A JP15274693 A JP 15274693A JP 3055746 B2 JP3055746 B2 JP 3055746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- ion
- passage
- electrolytic cell
- rich
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、広義には、電気分解に
より上水を改質し、上水の水素イオン濃度(pH)を調
整する装置に関する。より詳しくは、本発明は、上水の
電気分解により水素イオンリッチの酸性水および/又は
水酸イオンリッチのアルカリ性水を生成するようになっ
た電解槽に関する。本発明は、特に、無隔膜型の電解槽
の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates generally to an apparatus for reforming tap water by electrolysis and adjusting the hydrogen ion concentration (pH) of the tap water. More specifically, the present invention relates to an electrolytic cell that produces hydrogen ion-rich acidic water and / or hydroxyl ion-rich alkaline water by electrolysis of tap water. The present invention particularly relates to an improvement in a non-diaphragm type electrolytic cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】水酸イオン(OH−)リッチのアルカリ
性水は、従来“アルカリイオン水”とも呼ばれており、
飲用に供する場合には健康増進に効果があり、お茶・コ
ーヒー等や料理に使用する場合には味を引き立たせる効
果があると考えられている。また、水素イオン(H+)
リッチの酸性水は、麺類をゆでたりするのに適するもの
として知られており、特に水素イオン濃度の高い強酸性
の水は台所のまな板や布巾の滅菌・殺菌等に有用である
として注目されている。2. Description of the Related Art Alkaline water rich in hydroxyl ions (OH − ) is conventionally called “alkali ion water”,
It is considered that when used for drinking, it has an effect on promoting health, and when used for tea, coffee, etc., or for cooking, it has an effect of enhancing the taste. In addition, hydrogen ions (H + )
Rich acidic water is known as being suitable for boiling noodles, and strong acidic water with a high hydrogen ion concentration is attracting attention as being useful for sterilization and sterilization of kitchen cutting boards and cloths. I have.
【0003】このため、従来、種々の形式のイオンリッ
チ水生成装置(業界では、しばしば、イオン水生成装置
と呼ばれる)が市販され、或いは、提案されている。イ
オンリッチ水生成装置は水の電気分解を利用したもの
で、陽極と陰極とを備えた電解槽を有する。陽極と陰極
との間に直流電圧を印加すると、図1に模式的に示した
ように、陽極と水との界面においては、水の電離により
水中に存在するOH−は陽極に電子を与えて酸化され、
酸素ガスとなって系から除去される。その結果、陽極と
水との界面ではH+濃度が高まり、H+リッチの酸性水
が生成される。他方、陰極と水との界面では、H+は陰
極板から電子を受け取って水素に還元され、水素ガスと
なって除去されるので、OH−濃度が高まり、陰極側に
はOH−リッチのアルカリ性水が生成される。[0003] For this reason, various types of ion-rich water generators (often referred to in the industry as ion water generators) are commercially available or proposed. The ion-rich water generator utilizes the electrolysis of water and has an electrolytic cell provided with an anode and a cathode. When a DC voltage is applied between the anode and the cathode, as schematically shown in FIG. 1, at the interface between the anode and the water, OH − present in the water due to ionization of the water gives electrons to the anode. Oxidized,
It becomes oxygen gas and is removed from the system. As a result, the H + concentration increases at the interface between the anode and water, and H + -rich acidic water is generated. On the other hand, at the interface between the cathode and water, H + receives electrons from the cathode plate and is reduced to hydrogen and is removed as hydrogen gas, so that the OH − concentration increases, and the OH − rich alkaline Water is produced.
【0004】初期のイオンリッチ水生成用電解槽はバッ
チ処理式のものであったが、今日では連続通水式の電解
槽が一般的であり、後者は陽極と陰極との間に形成され
た通水路に通水しながら水を電解してイオンリッチ水を
生成するようになっている。連続式の電解槽は、隔膜型
と無隔膜型の2種に大別することができる。[0004] In the early days, the electrolytic cell for producing ion-rich water was of a batch processing type, but today, a continuous flow type electrolytic cell is generally used, the latter being formed between an anode and a cathode. While passing through the water passage, the water is electrolyzed to generate ion-rich water. Continuous electrolytic cells can be broadly classified into two types: a diaphragm type and a non-diaphragm type.
【0005】隔膜型の電解槽においては、例えば、実開
昭56-80292号、特開昭58-189090号、実公昭58-47985号に
開示されているように、陽極と陰極との間に形成され電
解室として作用する通水路は、イオン浸透性で不透水性
の隔膜によって仕切られており、電解により陽極側に生
成した酸性水と陰極側に生成したアルカリ性水とが混合
しないようになっている。このように、不透水性隔膜の
存在により酸性水とアルカリ性水との混合が防止される
ので、隔膜型の電解槽は、生成した酸性水およびアルカ
リ性水を所望の任意の流量でしかも極めて容易に取り出
すことができるという利点がある。In a diaphragm type electrolytic cell, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-80292, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-189090, and Japanese Utility Model Application No. The water passage formed and acting as an electrolytic chamber is separated by an ion-permeable and water-impermeable diaphragm, so that acidic water generated on the anode side by electrolysis and alkaline water generated on the cathode side do not mix. ing. As described above, the presence of the water-impermeable membrane prevents the mixing of the acidic water and the alkaline water, so that the membrane-type electrolytic cell can easily and easily generate the generated acidic water and the alkaline water at desired arbitrary flow rates. There is an advantage that it can be taken out.
【0006】しかしながら、隔膜型電解槽の難点は、
(1)隔膜のところで細菌や微生物が繁殖しやすいので、
衛生的でないこと、(2)隔膜を配置するためには電極間
隔を大きくせざるを得ないので、装置の消費電力が大き
くなること、である。However, the drawback of the diaphragm type electrolytic cell is that
(1) Bacteria and microorganisms can easily grow at the diaphragm.
It is not hygienic, and (2) the power consumption of the device increases because the electrode interval must be increased in order to arrange the diaphragm.
【0007】そこで、従来技術においては、陽極と陰極
との間の隔膜を廃止した所謂“無隔膜型”の電解槽が提
案されている(例えば、実公昭57-8957号)。無隔膜型
の電解槽は、層流の原理を利用したもので、陽極板と陰
極板とはその間に隔膜を介在させることなく互いに近接
して並置してあり、陽極板と陰極板とに沿って層流を形
成させながら通水するようになっている。陽極板と陰極
板との間に電圧を印加しながら通水すると、陽極板と陰
極板との間の電解室として作用する通水路には層流が形
成され、図2に模式的に示したように(図中の数値はp
H値を表し、電極間隔は異なる濃度の層を分かり易く示
すため誇張してある)、強酸性から強アルカリ性まで水
素イオン濃度が漸変する層が形成される。斯る無隔膜型
の電解槽は、隔膜がないので衛生的であり、電極間隔を
小さくできるので消費電力を低減できる、という利点が
ある。Therefore, in the prior art, there has been proposed a so-called "diaphragm type" electrolytic cell in which the diaphragm between the anode and the cathode is abolished (for example, Japanese Utility Model Publication No. 57-8957). A non-diaphragm type electrolytic cell utilizes the principle of laminar flow, in which an anode plate and a cathode plate are juxtaposed and juxtaposed to each other without an intervening diaphragm, and along the anode plate and the cathode plate. Water is passed while forming a laminar flow. When water is passed while applying a voltage between the anode plate and the cathode plate, a laminar flow is formed in the water passage acting as an electrolytic chamber between the anode plate and the cathode plate, and is schematically shown in FIG. As shown in the figure,
The H value is shown, and the electrode spacing is exaggerated for easy understanding of layers having different concentrations), and a layer is formed in which the hydrogen ion concentration gradually changes from strongly acidic to strongly alkaline. Such a non-diaphragm type electrolytic cell has an advantage that it is sanitary because there is no diaphragm, and power consumption can be reduced because the interval between electrodes can be reduced.
【0008】実公昭57-8957号に開示された無隔膜型電
解槽においては、陰極板の両側には2枚の陽極板が配置
してあり、合計3枚の電極板により2つの電解室が形成
されている。この電解槽は陰極板の両面を有効利用した
二重セル構造になっているので、小型ながらも処理流量
を倍増させることができる。陽極板に沿って生成された
酸性水と陰極板に沿って生成されたアルカリ性水とは楔
形の分離板によって分離され、夫々の出口から回収され
るようになっている。In the non-diaphragm type electrolytic cell disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 57-8957, two anode plates are arranged on both sides of a cathode plate, and two electrolytic chambers are formed by a total of three electrode plates. Is formed. Since this electrolytic cell has a double cell structure in which both sides of the cathode plate are effectively used, the processing flow rate can be doubled even though it is small. The acidic water generated along the anode plate and the alkaline water generated along the cathode plate are separated by a wedge-shaped separation plate, and are collected from respective outlets.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公昭
57-8957号の電解槽構造においては、分離板の位置が固
定であるので、強酸性水または強アルカリ性水だけを取
り出すことができない。また、消費電力の低減を目的と
して電極間隔を例えば1mm以下と狭くした場合には、
図2から理解できるように強酸性水の層および強アルカ
リ性水の層は夫々非常に薄くなるので、分離板を高精度
で位置決めすることを要し、品質管理が非常に困難とな
る。[Problems to be solved by the invention] However, Kimiaki Jitsu
In the electrolytic cell structure of No. 57-8957, since the position of the separation plate is fixed, only strongly acidic water or strongly alkaline water cannot be taken out. Further, when the electrode spacing is reduced to, for example, 1 mm or less for the purpose of reducing power consumption,
As can be understood from FIG. 2, the layer of the strongly acidic water and the layer of the strongly alkaline water each become very thin, so that it is necessary to position the separation plate with high precision, and quality control becomes very difficult.
【0010】本発明の目的は、強酸性および/又は強ア
ルカリ性のイオンリッチ水を回収することが可能で、構
造簡素な無隔膜型電解槽を提供することにある。[0010] An object of the present invention is to provide a non-diaphragm type electrolytic cell capable of recovering strongly acidic and / or strongly alkaline ion-rich water and having a simple structure.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、中
央電極板の両側に2枚の側方電極板を配置してなる二重
セル構造の無隔膜型の電解槽において、通水路の下流側
端部は、その延長上に設けられ該通水路の流路断面積よ
り大きな流路断面積を有する第1イオンリッチ水の回収
通路に接続すると共に、該通水路に垂直に開口する第2
イオンリッチ水の回収口に接続し、中央電極板の下流側
端部には第1イオンリッチ水回収通路に向かって延長す
る層流案内板を設けたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a non-diaphragm type electrolytic cell having a double cell structure in which two side electrode plates are disposed on both sides of a central electrode plate, and a downstream of a water passage. The side end is connected to a first ion-rich water recovery passage provided on an extension thereof and having a flow passage cross-sectional area larger than the flow passage cross-sectional area of the water passage, and a second opening that is perpendicular to the water passage.
A laminar flow guide plate connected to the ion-rich water recovery port and extending toward the first ion-rich water recovery passage is provided at the downstream end of the central electrode plate.
【0012】電極板に沿って層流を形成させながら水を
電解すると、中央電極板に沿って第1イオンリッチ水
(中央電極板が陰極の場合にはアルカリ性水となり、中
央電極板が陽極の場合には酸性水)が生成され、側方電
極板に沿って第2イオンリッチ水(中央電極板が陰極の
場合には、酸性水。中央電極板が陽極の場合には、アル
カリ性水)が生成される。側方電極板に沿って流れる酸
性水の流速は遅いので、第2イオンリッチ水回収口に到
達すると主流から分かれて第2イオンリッチ水回収口内
に流入する。アルカリ性水を同伴する主流は層流案内板
に沿って第1イオンリッチ水回収通路に向かって流れ、
第1イオンリッチ水回収通路内に回収される。When water is electrolyzed while forming a laminar flow along the electrode plate, the first ion-rich water (alkaline water when the central electrode plate is a cathode, and the central electrode plate In this case, acidic water is generated, and second ion-rich water (acidic water when the central electrode plate is a cathode; alkaline water when the central electrode plate is an anode) is generated along the side electrode plate. Generated. Since the velocity of the acidic water flowing along the side electrode plate is slow, when the acidic water reaches the second ion-rich water recovery port, it splits from the main stream and flows into the second ion-rich water recovery port. The main flow accompanying the alkaline water flows along the laminar flow guide plate toward the first ion-rich water recovery passage,
It is collected in the first ion-rich water collection passage.
【0013】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従いより詳しく説
明する。The above-mentioned features and effects, and other features and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0014】[0014]
【実施例】図3および図4を参照するに、本発明の無隔
膜型電解槽10は縦長のハウジング12を有する。この
ハウジング12は、樹脂製の耐圧ケース14の凹みに、
第1陽極板16と中央陰極板18と第2陽極板20との
3枚の電極板を複数の樹脂製スペーサ22を挟みながら
順次配置し、カバー24をケース14に液密にねじ止め
することにより構成される。中央陰極板18の両側に側
方陽極板16と20を夫々配置したことによりこの電解
槽10は二重セル構造になっており、中央陰極板18の
両面を有効利用することで処理能力を倍増しながらも小
さなスペースに格納できるようになっている。図示した
実施例では、側方電極板16と20が陽極板として作用
し、中央電極板18が陰極板として作用するように電圧
が印加されるが、言うまでもなく、印加電圧の極性を逆
にすることも可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 3 and 4, a diaphragmless electrolytic cell 10 of the present invention has a vertically long housing 12. As shown in FIG. The housing 12 is formed in a recess of a resin pressure-resistant case 14.
Three electrode plates of a first anode plate 16, a central cathode plate 18, and a second anode plate 20 are sequentially arranged while sandwiching a plurality of resin spacers 22, and a cover 24 is screwed to the case 14 in a liquid-tight manner. It consists of. By arranging the side anode plates 16 and 20 on both sides of the central cathode plate 18, respectively, the electrolytic cell 10 has a double cell structure, and the processing capacity is doubled by effectively using both surfaces of the central cathode plate 18. However, it can be stored in a small space. In the illustrated embodiment, the voltage is applied such that the side electrode plates 16 and 20 act as anode plates and the central electrode plate 18 acts as cathode plate, but needless to say, the polarity of the applied voltage is reversed. It is also possible.
【0015】電極板相互の間隔は例えば5本のスペーサ
22によって定められるもので、この実施例ではスペー
サ22は約0.5mmの厚さを有し、従って、電極間隔
が約0.5mmになるようになっている。好ましくは、
電極板16、18、20は、チタン金属板に白金を被覆
することにより製作され、夫々約6×12cmの寸法を
有し、約0.5mmの厚さを有する。電極板16、1
8、20には端子16A、18A、20Aが夫々固定し
てある。これらの端子16A、18A、20Aの端部は
いづれもケース14の正面に向かって延長するようにな
っており、ケースの正面側のみにて電解槽10の直流電
源(図示せず)に接続できるようになっている。The distance between the electrode plates is determined by, for example, five spacers 22. In this embodiment, the spacers 22 have a thickness of about 0.5 mm, so that the electrode spacing is about 0.5 mm. It has become. Preferably,
The electrode plates 16, 18, 20 are made by coating a titanium metal plate with platinum, each having a size of about 6 × 12 cm and a thickness of about 0.5 mm. Electrode plate 16, 1
Terminals 16A, 18A, and 20A are fixed to 8 and 20, respectively. The ends of these terminals 16A, 18A, and 20A all extend toward the front of the case 14, and can be connected to a DC power supply (not shown) of the electrolytic cell 10 only on the front side of the case. It has become.
【0016】図3からよく分かるように、ケース14に
は、上水入口26とイオンリッチ水出口28および30
が形成してある。図示した実施例では、側方電極板16
と20を陽極板として作用させ、中央電極板18を陰極
板として作用させるので、出口28がアルカリ性水出口
となり、出口30が酸性水出口となる。しかし、前述し
たように電極板の極性を逆にすることも可能であり、そ
の場合には、出口28が酸性水出口となり、出口30が
アルカリ性水出口となる。上水入口26は断面略三角形
の上水分配通路32に連通しており、この上水分配通路
32は、図5からよく分かるように、ケース14とカバ
ー24によって形成されており、電極板の上下方向全長
にわたって延長している。電解槽10の使用に際して
は、上水入口26はホース等により水道管に接続するこ
とができる。或いは、電解槽10を浄水器の下流に接続
し、浄水器によって浄化された水を電解槽10の上水入
口26に導入してもよい。As can be clearly understood from FIG. 3, the case 14 has a tap water inlet 26 and ion-rich water outlets 28 and 30.
Is formed. In the embodiment shown, the side electrode plate 16
And 20 act as an anode plate and the central electrode plate 18 acts as a cathode plate, so that the outlet 28 becomes an alkaline water outlet and the outlet 30 becomes an acidic water outlet. However, as described above, the polarity of the electrode plate can be reversed. In this case, the outlet 28 becomes an acidic water outlet, and the outlet 30 becomes an alkaline water outlet. The water inlet 26 communicates with a water distribution passage 32 having a substantially triangular cross section. The water distribution passage 32 is formed by the case 14 and the cover 24, as can be clearly understood from FIG. It extends over the entire length in the vertical direction. When using the electrolytic cell 10, the water inlet 26 can be connected to a water pipe by a hose or the like. Alternatively, the electrolytic cell 10 may be connected downstream of the water purifier, and the water purified by the water purifier may be introduced into the water inlet 26 of the electrolytic cell 10.
【0017】図8および図9の拡大断面図からよく分か
るように、第1陽極板16と中央陰極板18との間には
第1通水路34が形成され、中央陰極板18と第2陽極
板20との間には第2通水路36が形成される。これら
の通水路34および36は、電極板16、18、20と
協動して電解室として作用するものである。夫々の通水
路34および36は水平方向に延長する例えば5本のス
ペーサ22により上下4つのサブ通水路に分割される。
図9から分かるように、これらの通水路34および36
の上流側端部は上水分配通路32に連通しているので、
上水入口26から分配通路32に沿って流下した上水は
夫々の通水路34および36の4つのサブ通水路に分配
され、図8および図9に示したように通水路34および
36に水平方向に流入する。分配通路32の容量が大き
いのに対して電極間隔が0.5mmと十分に狭いので、
通水路34および36を水平方向に流れる水流は層流と
なる。As can be clearly understood from the enlarged sectional views of FIGS. 8 and 9, a first water passage 34 is formed between the first anode plate 16 and the center cathode plate 18, and the center cathode plate 18 and the second anode A second water passage 36 is formed between the plate 20 and the plate 20. These water passages 34 and 36 cooperate with the electrode plates 16, 18 and 20 to function as an electrolytic chamber. Each of the water passages 34 and 36 is divided into four upper and lower sub-water passages by, for example, five spacers 22 extending in the horizontal direction.
As can be seen from FIG. 9, these waterways 34 and 36
Since the upstream end of is connected to the water distribution passage 32,
The clean water flowing down from the clean water inlet 26 along the distribution passage 32 is distributed to the four sub-water passages of the respective water passages 34 and 36, and horizontally distributed to the water passages 34 and 36 as shown in FIGS. Flows in the direction. Since the capacity of the distribution passage 32 is large, the electrode gap is 0.5 mm, which is sufficiently small.
The water flow flowing in the water passages 34 and 36 in the horizontal direction is laminar.
【0018】図5および図8に示したように、電解室と
して作用する通水路34および36の下流側端部34A
および36Aは、通水路の延長部分34Bおよび36B
を介して、ケース14とカバー24によって形成された
断面略5角形のアルカリ性水回収通路38に連通してい
る。このアルカリ性水回収通路38はアルカリ性水出口
28に連通しており、上水分配通路32と同様に電極板
の上下方向全長にわたって延長している。図5および図
8からよく分かるように、アルカリ性水回収通路38の
流路断面積は通水路34および36の流路断面積に対し
て十分に大きくしてあり、乱流を発生させることなく通
水路34および36の末端からアルカリ性水回収通路3
8に向かってアルカリ性水をスムースに流出させるよう
になっている。As shown in FIGS. 5 and 8, the downstream ends 34A of the water passages 34 and 36 which function as electrolysis chambers.
And 36A are water channel extensions 34B and 36B
Through an alkaline water recovery passage 38 having a substantially pentagonal cross section formed by the case 14 and the cover 24. The alkaline water recovery passage 38 communicates with the alkaline water outlet 28, and extends over the entire length of the electrode plate in the vertical direction, similarly to the clean water distribution passage 32. As can be clearly understood from FIGS. 5 and 8, the cross-sectional area of the flow path of the alkaline water recovery passage 38 is made sufficiently large with respect to the cross-sectional areas of the flow paths of the water passages 34 and 36 so that the flow can be performed without generating turbulence. Alkaline water recovery passage 3 from the ends of water passages 34 and 36
The alkaline water is allowed to flow smoothly toward 8.
【0019】図5からよく分かるように、ケース14お
よびカバー24には、更に、陽極板16および20の上
下方向全長にわたって延長する溝40および42が夫々
形成してあり、陽極板と夫々協動して酸性水回収通路4
4および46を形成するようになっている。これらの酸
性水回収通路44および46の下端は連絡ポート48に
て合流し(図6〜7)、更に酸性水出口30に連通して
いる(図3)。As can be clearly understood from FIG. 5, the case 14 and the cover 24 are further formed with grooves 40 and 42 extending over the entire length of the anode plates 16 and 20 in the vertical direction, respectively, and cooperate with the anode plates. And acid water recovery passage 4
4 and 46 are formed. The lower ends of the acidic water recovery passages 44 and 46 join at a communication port 48 (FIGS. 6 and 7), and further communicate with the acidic water outlet 30 (FIG. 3).
【0020】図4および図8からよく分かるように、図
示した実施例では、側方陽極板16および20には、そ
れらの下流側エッジ16Bおよび20Bよりも上流側に
おいて、通水路34および36に垂直に開口するスリッ
ト16Cおよび20Cが夫々形成してある。これらのス
リット16Cおよび20Cは酸性水回収口として作用す
るもので、スリット16Cおよび20Cを通過した水が
酸性水回収通路44および46に流入するようになって
いる。As best seen in FIGS. 4 and 8, in the illustrated embodiment, the side anode plates 16 and 20 are provided with water passages 34 and 36 upstream of their downstream edges 16B and 20B. Vertically opening slits 16C and 20C are formed respectively. These slits 16C and 20C function as acid water recovery ports, and water that has passed through the slits 16C and 20C flows into the acid water recovery passages 44 and 46.
【0021】中央陰極板18にはスリットは形成されて
いないので、図示した実施例では、スリット16Cおよ
び20Cより下流側の中央陰極板18の延長部分18A
は、後述するように、層流案内板として作用する。Since no slit is formed in the central cathode plate 18, in the illustrated embodiment, an extension 18A of the central cathode plate 18 downstream of the slits 16C and 20C is provided.
Acts as a laminar flow guide plate, as described later.
【0022】図5および図8からよく分かるように、酸
性水回収通路44および46の流路断面積もスリット1
6Cおよび20Cの流路断面積に対して十分に大きくし
てあり、スリットから回収された酸性水が乱流を生じる
ことなく酸性水回収通路44および46内にスムースに
流入するようになっている。スリット16Cおよび20
Cから流出した酸性水は陽極板の上下方向ほぼ全長にわ
たって酸性水回収通路44および46内に回収され、そ
こから更に酸性水出口30へ送られる。As can be clearly understood from FIGS. 5 and 8, the cross-sectional area of the acidic water recovery passages 44 and 46 is also reduced by the slit 1.
6C and 20C are made sufficiently large with respect to the cross-sectional area of the flow passage, so that the acidic water recovered from the slit flows smoothly into the acidic water recovery passages 44 and 46 without generating turbulence. . Slits 16C and 20
The acidic water flowing out of C is collected in the acidic water recovery passages 44 and 46 over substantially the entire length of the anode plate in the vertical direction, and is further sent to the acidic water outlet 30 therefrom.
【0023】この電解槽10の使用に際しては、上水入
口26への上水の供給は従来型の手動又は電動の制御弁
(図示せず)によって制御することができ、アルカリ性
水出口28および酸性水出口30には従来型の流量制御
バルブ50および52を夫々接続することができる。上
水入口26から導入された上水は、前述したように、分
配通路32により電極板16、18、20の上下方向全
長にわたって通水路34および36の入口(上流側端
部)に均一に分配され、通水路34および36内に水平
方向に流入し、層流となる。When using the electrolytic cell 10, the supply of clean water to the clean water inlet 26 can be controlled by a conventional manual or electric control valve (not shown), and the alkaline water outlet 28 and the acidic water Conventional flow control valves 50 and 52 can be connected to the water outlet 30, respectively. As described above, the clean water introduced from the clean water inlet 26 is uniformly distributed to the inlets (upstream ends) of the water passages 34 and 36 over the entire length of the electrode plates 16, 18, and 20 in the vertical direction by the distribution passage 32. Then, it flows into the water passages 34 and 36 in the horizontal direction and becomes laminar.
【0024】陰極板18と陽極板16および20との間
に例えば約12Vの直流電圧を印加することにより、通
水路34および36内に通水しながら電気分解を進行さ
せると、図2を参照して前述したように、陽極板と陰極
板との間の電界に垂直な方向にpHの漸変する流れが生
成する。When a DC voltage of, for example, about 12 V is applied between the cathode plate 18 and the anode plates 16 and 20, the electrolysis proceeds while water flows through the water passages 34 and 36, as shown in FIG. As described above, a flow in which the pH gradually changes in a direction perpendicular to the electric field between the anode plate and the cathode plate is generated.
【0025】酸性水出口30において殺菌の用途に適し
たpH3程度の強酸性水を得たい場合には、アルカリ性
水出口28で得られるアルカリ性水の流量と酸性水出口
30で得られる酸性水の流量との比が約4:1になるよ
うに流量制御バルブ50および/又は52を制御するの
が好ましい。このような流量条件では、陽極板16およ
び20の表面に沿って流れる速度の遅い強酸性水の薄層
は、酸性水回収スリット16Cおよび20Cに到達する
と、図8に矢印で示したようにスリット16Cおよび2
0Cを介して酸性水回収通路44および46内にスムー
スに流入するので、酸性水出口30において強酸性水が
得られる。When it is desired to obtain strongly acidic water having a pH of about 3 suitable for sterilization at the acidic water outlet 30, the flow rate of the alkaline water obtained at the alkaline water outlet 28 and the flow rate of the acidic water obtained at the acidic water outlet 30 It is preferable to control the flow control valves 50 and / or 52 such that the ratio is about 4: 1. Under such a flow rate condition, when the thin layer of the strong acidic water flowing at a low speed along the surfaces of the anode plates 16 and 20 reaches the acidic water recovery slits 16C and 20C, as shown by the arrow in FIG. 16C and 2
Since the water smoothly flows into the acidic water recovery passages 44 and 46 through the OC, strong acidic water is obtained at the acidic water outlet 30.
【0026】中央陰極板18に沿って層流の形で流れて
来たアルカリ性水は、中央陰極板18の層流案内板部分
18Aによって案内され、層流の主流(最大流速をもっ
た流れ)に同伴してアルカリ性水回収通路38に向かっ
て直進する。アルカリ性水回収通路38の流路断面積は
通水路34および36の流路断面積に対して十分に大き
くしてあるので、アルカリ性水は乱流を発生することな
くアルカリ性水回収通路38内に回収される。The alkaline water flowing in the form of laminar flow along the central cathode plate 18 is guided by the laminar flow guide plate portion 18A of the central cathode plate 18, and the main flow of laminar flow (flow having the maximum flow velocity) , Go straight toward the alkaline water recovery passage 38. Since the cross-sectional area of the flow path of the alkaline water recovery passage 38 is sufficiently large with respect to the cross-sectional areas of the flow paths 34 and 36, the alkaline water is recovered in the alkaline water recovery path 38 without generating turbulent flow. Is done.
【0027】アルカリ性水出口28においてpH10程
度の強アルカリ性水を得たい場合には、アルカリ性水出
口28と酸性水出口30の流量比が例えば約3:2にな
るように流量制御バルブ50および/又は52を制御す
ることができる。When it is desired to obtain a strongly alkaline water having a pH of about 10 at the alkaline water outlet 28, the flow control valve 50 and / or the flow control valve 50 are controlled so that the flow ratio between the alkaline water outlet 28 and the acidic water outlet 30 is, for example, about 3: 2. 52 can be controlled.
【0028】図10は電解槽の変化形を示すもので、こ
の実施例においては、側方電極板16および20は酸性
水回収スリット16Cおよび20Cのところで終わって
おり、中央電極板18のみが層流案内板部分18Aを形
成するため延長させてある。図8に示した実施例におい
て、酸性水回収スリットより下流の通水路延長部分34
Bおよび36Bが側方電極板16および20によって形
成されているのに対して、図10の実施例では、酸性水
回収スリットより下流の通水路延長部分34Bおよび3
6Bはケース14およびカバー24によって形成されて
いる。FIG. 10 shows a variant of the electrolytic cell, in which in this embodiment the side electrode plates 16 and 20 end at the acid water recovery slits 16C and 20C, and only the central electrode plate 18 is a layer. It is extended to form a flow guide plate portion 18A. In the embodiment shown in FIG. 8, the water passage extension portion 34 downstream of the acid water recovery slit is provided.
B and 36B are formed by the side electrode plates 16 and 20, whereas in the embodiment of FIG. 10, the water passage extension portions 34B and 3B downstream of the acid water recovery slit are provided.
6B is formed by the case 14 and the cover 24.
【0029】図11に示した変化形においては、中央電
極板18の層流案内板部分18Aは湾曲させてあり、流
速分布カーブで示したように流速の遅いアルカリ性水が
層流案内板部分18Aの湾曲表面に沿ってアルカリ性水
回収通路38に案内されるようになっている。In the variation shown in FIG. 11, the laminar flow guide plate portion 18A of the central electrode plate 18 is curved, and as shown by the flow velocity distribution curve, the alkaline water having a slow flow velocity is supplied to the laminar flow guide plate portion 18A. Is guided to the alkaline water recovery passage 38 along the curved surface of the.
【0030】図12に示した変化形においては、中央電
極板18の層流案内板部分18Aは、中央電極板18と
は別個の部材によって形成されており、接着剤54によ
って中央電極板18に固定してある。In the variation shown in FIG. 12, the laminar flow guide plate portion 18A of the central electrode plate 18 is formed by a member separate from the central electrode plate 18, and is attached to the central electrode plate 18 by an adhesive 54. It is fixed.
【0031】本発明者が図12に示した電解槽を用いて
印加電圧と電流をを変えながらpH7.3の原水を電解
したところ、図13のグラフに示したような結果が得ら
れた。このグラフから、殺菌に利用可能なpH3.5の
強酸性水が約50Wの消費電力で得られることが分か
る。図12の層流案内板18Aを廃止して試験したとこ
ろ、図13のグラフにハッチング領域56で示したよう
に、消費電力を120Wまで上げても、原水のpH改質
に実質的な向上は見られなかった。When the present inventor electrolyzed raw water having a pH of 7.3 using the electrolytic cell shown in FIG. 12 while changing the applied voltage and current, the results shown in the graph of FIG. 13 were obtained. From this graph, it can be seen that strongly acidic water having a pH of 3.5 and usable for sterilization can be obtained with a power consumption of about 50 W. When the laminar flow guide plate 18A of FIG. 12 was abolished and tested, as shown by the hatched area 56 in the graph of FIG. I couldn't see it.
【0032】このことから、電極間隔が狭い場合には、
層流案内板18Aの存在は強酸性水の回収に有効である
ことが推論される。From this, when the electrode spacing is small,
It is inferred that the presence of the laminar flow guide plate 18A is effective for recovering the strongly acidic water.
【0033】以上には本発明の特定の実施例について記
載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本
発明の範囲内で種々の設計変更を加えることができる。
例えば、電極板の極性を逆にし、出口30からアルカリ
性水を取り出し、出口28から酸性水を取り出すことが
できる。Although a specific embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various design changes can be made within the scope of the present invention.
For example, the polarity of the electrode plate can be reversed, alkaline water can be taken out from the outlet 30, and acidic water can be taken out from the outlet 28.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
通水路に垂直に酸性水回収口16Cおよび20Cを開口
させることにより層流の中の流速の遅い酸性水を効果的
に回収すると共に、中央電極板の下流側端部に層流案内
板18Aを設けるという極めて簡単な手段により、強度
のイオンリッチ水を回収することができ、衛生的で消費
電力が小さいという無隔膜型の電解槽の利点を享受しな
がらも、電解槽の構造を簡素化することができる。As described above, according to the present invention,
By opening the acidic water recovery ports 16C and 20C vertically to the water passage, acidic water having a low flow velocity in the laminar flow is effectively recovered, and the laminar flow guide plate 18A is provided at the downstream end of the central electrode plate. By providing a very simple means, it is possible to recover strong ion-rich water and to simplify the structure of the electrolytic cell while enjoying the advantages of a non-diaphragm type electrolytic cell that is hygienic and consumes low power. be able to.
【図1】図1は、水の電解によるイオンリッチ水生成原
理を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the principle of generating ion-rich water by electrolysis of water.
【図2】図2は、無隔膜型電解槽の電解室における水素
イオン濃度分布を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a hydrogen ion concentration distribution in an electrolysis chamber of a diaphragm-free electrolytic cell.
【図3】図3は、本発明の電解槽の一部切欠き正面図で
ある。FIG. 3 is a partially cutaway front view of the electrolytic cell of the present invention.
【図4】図4は、図3に示した電解槽の分解斜視図であ
る。FIG. 4 is an exploded perspective view of the electrolytic cell shown in FIG.
【図5】図5は、図3のV−V線に沿った断面図であっ
て、図面簡素化のため電極板とスペーサは省略してあ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 3, in which an electrode plate and spacers are omitted for simplification of the drawing.
【図6】図6は、図3のVI−VI線に沿った断面図で
ある。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 3;
【図7】図7は、図3のVII−VII線に沿った断面
図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 3;
【図8】図8は、図5の円A内部分の拡大断面図であ
る。FIG. 8 is an enlarged sectional view of a portion inside a circle A in FIG. 5;
【図9】図9は、図5の円B内部分の拡大断面図であ
る。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a portion inside a circle B in FIG. 5;
【図10】図10は、図8に示した構造の変化形を示
す。FIG. 10 shows a variation of the structure shown in FIG.
【図11】図11は、図8に示した構造の他の変化形を
示す。FIG. 11 shows another variation of the structure shown in FIG.
【図12】図12は、図8に示した構造の更に他の変化
形を示す。FIG. 12 shows yet another variation of the structure shown in FIG.
【図13】図13は、図12に示した電解槽の試験結果
を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing test results of the electrolytic cell shown in FIG.
10: 電解槽 16、20: 側方電極板 16C、20C: 酸性水回収口(第2イオンリッチ水
回収口) 18: 中央電極板 18A: 層流案内板 34、36: 通水路(電解室) 38: アルカリ性水回収通路(第1イオンリッチ水回
収通路)10: Electrolysis tanks 16, 20: Side electrode plates 16C, 20C: Acid water recovery port (second ion-rich water recovery port) 18: Central electrode plate 18A: Laminar flow guide plate 34, 36: Water passage (electrolysis chamber) 38: Alkaline water recovery passage (first ion-rich water recovery passage)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 茂 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番 1号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−246272(JP,A) 特開 平4−284889(JP,A) 実開 平4−110189(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/46 - 1/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Ando 2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Totoki Co., Ltd. (56) References JP-A-6-246272 (JP, A) JP-A-4-284889 (JP, A) JP-A-4-110189 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C02F 1/46-1/46
Claims (1)
せることなく側方電極板(16、20)を近接して平行に配
置することにより、電解室として作用する2つの通水路
(34、36)を前記中央電極板の両側に形成し、前記中央
電極板と側方電極板との間に直流電圧を印加しながら前
記通水路に通水することにより水の電気分解によりイオ
ンリッチ水を生成するようになった無隔膜型の電解槽
(10)において:前記通水路(34、36)の下流側端部
は、該通水路の延長上に設けられ該通水路の流路断面積
より大きな流路断面積を有する第1イオンリッチ水の回
収通路(38)に接続すると共に、該通水路に垂直に開口
する第2イオンリッチ水の回収口(16C、20C)に接続
し、前記中央電極板の下流側端部には前記第1イオンリ
ッチ水回収通路(38)に向かって延長する層流案内板
(18A)を設けたことを特徴とする無隔膜型電解槽。The two water passages (2, 3) acting as electrolysis chambers are arranged by closely arranging side electrode plates (16, 20) on both sides of a central electrode plate (18) without intervening diaphragms. 34, 36) are formed on both sides of the central electrode plate, and by passing water through the water passage while applying a DC voltage between the central electrode plate and the side electrode plate, ion-rich by water electrolysis. In the non-diaphragm type electrolytic cell (10) adapted to generate water: the downstream end of the water passage (34, 36) is provided on an extension of the water passage and cut off the flow passage of the water passage. Connected to the first ion-rich water recovery passage (38) having a flow path cross-sectional area larger than the area, and connected to the second ion-rich water recovery ports (16C, 20C) opened vertically to the water passage; The downstream end of the central electrode plate is directed toward the first ion-rich water recovery passage (38). A non-diaphragm type electrolytic cell provided with an extending laminar flow guide plate (18A).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5152746A JP3055746B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5152746A JP3055746B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06339690A JPH06339690A (en) | 1994-12-13 |
JP3055746B2 true JP3055746B2 (en) | 2000-06-26 |
Family
ID=15547263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5152746A Expired - Fee Related JP3055746B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3055746B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2807395A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-25 | Toto Ltd. | Electrolytic cell of non-diaphragm for electrolysis of water |
JP3412267B2 (en) * | 1994-06-30 | 2003-06-03 | 東陶機器株式会社 | Water electrolysis treatment method and apparatus |
GB2487249B (en) * | 2011-01-17 | 2017-08-16 | Oceansaver As | Water treatment |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5152746A patent/JP3055746B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06339690A (en) | 1994-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5534120A (en) | Membraneless water electrolyzer | |
US5865966A (en) | Non-membrane electrolytic cell for electrolysis of water | |
JPH10500895A (en) | Single and double electrolysis cells for aqueous deionization and their arrangement | |
WO2015154705A1 (en) | Commercial water machine | |
JP3055746B2 (en) | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation | |
KR20050020298A (en) | making apparatus of electrolysis water | |
JP3292353B2 (en) | Electrolyzer for ion water generator | |
JPH01287289A (en) | Plural electrodes-type electrolytic cell | |
JP3055744B2 (en) | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation | |
JP3055743B2 (en) | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation | |
JP2990993B2 (en) | Non-diaphragm type continuous ion-rich water generator | |
JP3128794B2 (en) | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation | |
JP3055745B2 (en) | Non-diaphragm type electrolytic cell for ion-rich water generation | |
JP2991111B2 (en) | Non-diaphragm type water electrolyzer | |
JP2007054762A (en) | Electrolytic water generator | |
JPH08134678A (en) | Ozonized water producing device | |
JPH0444238Y2 (en) | ||
JPH0647378A (en) | Ionized water producing apparatus | |
JPH0529118Y2 (en) | ||
JPH0810770A (en) | Diaphragmless type electrolytic cell for forming ion rich water | |
KR200338144Y1 (en) | making apparatus of electrolysis water | |
JP3430670B2 (en) | Continuous ion water conditioner | |
JPH0810769A (en) | Diaphragmless type electrolytic cell for forming iron rich water | |
JPH11179360A (en) | Electrolytic bath for generating weakly acidic electrolytic water containing hypochlorous acid | |
JPH07108272A (en) | Method and apparatus for continuous preparation of ion rich water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |