特開 2024-179622 電解液生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179622

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】電解液生成装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20230101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

C02F1/461 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098608

(22)【出願日】2023-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】辻 裕喜

(72)【発明者】

【氏名】牧野 道彦

(72)【発明者】

【氏名】米原 典彦

(72)【発明者】

【氏名】福島 直人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 史拓

【テーマコード（参考）】

4D061

【Ｆターム（参考）】

4D061DA01

4D061DA04

4D061DB09

4D061EA02

4D061EB16

4D061EB19

4D061EB39

4D061GC20

(57)【要約】

【課題】電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる電解液生成装置を提供する。
【解決手段】第１電極板を備える本体部材と、第２電極板を備える蓋部材と、前記本体部材と前記蓋部材との間に設けられ前記第１電極板及び前記第２電極板により被電解液を電解する電解槽と、を備え、前記本体部材と前記蓋部材とは螺合して結合され、前記蓋部材の外周には、ウォームホイールが形成され、前記本体部材には、前記ウォームホイールに螺合され前記蓋部材を回動可能なウォームギアを備える、電解液生成装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極板を備える本体部材と、第２電極板を備える蓋部材と、前記本体部材と前記蓋部材との間に設けられ前記第１電極板及び前記第２電極板により被電解液を電解する電解槽と、を備え、
前記本体部材と前記蓋部材とは螺合して結合され、
前記蓋部材の外周には、ウォームホイールが形成され、
前記本体部材には、前記ウォームホイールに螺合され前記蓋部材を回動可能なウォームギアを備える、
電解液生成装置。

【請求項2】

前記本体部材は、前記電解槽に被電解液を流入させる入口継手と、前記電解槽から電解液または前記被電解液を流出させる出口継手とが接続され、平板状に形成された第１底部と、雌ねじ部とを備え、
前記蓋部材は、平板状に形成された第２底部と、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部とを備え、
前記第１底部には前記第１電極板が設けられ、前記第２底部には前記第２電極板が設けられている、
請求項１に記載の電解液生成装置。

【請求項3】

前記蓋部材は、前記ウォームホイールに沿って形成され前記第１電極板及び前記第２電極板の距離を示す目盛を備える、
請求項１に記載の電解液生成装置。

【請求項4】

前記電解槽は、前記第１底部及び前記第２底部により囲まれるように形成されており、
前記蓋部材は、前記電解槽を水密に塞ぐＯリングを備える、
請求項２に記載の電解液生成装置。

【請求項5】

前記本体部材は、前記本体部材を貫通して前記第１電極板に電気的に接続される端子を備え、
前記蓋部材は、前記蓋部材を貫通して前記第２電極板に電気的に接続される端子を備える、
請求項２または３に記載の電解液生成装置。

【請求項6】

前記ウォームギアを回動させる操作ハンドルモータを備え、
前記操作ハンドルモータを駆動することで、前記第１電極板と前記第２電極板の距離を変更する制御部を備える、
請求項２または３に記載の電解液生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電解液生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、原水の導電率に応じて電極間の距離を制御し、電極間の位置を可変することにより、広範囲の導電率の水を電解することのできる電解液生成装置の技術を開示する。電極間の距離は、モーター駆動によりギアが回転し、軸を介して、絶縁が施されたバネで連結された電極が移動し、電極間距離が可変することにより制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１７９５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる電解液生成装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示における電解液生成装置は、第１電極板を備える本体部材と、第２電極板を備える蓋部材と、前記本体部材と前記蓋部材との間に設けられ前記第１電極板及び前記第２電極板により被電解液を電解する電解槽と、を備え、前記本体部材と前記蓋部材とは螺合して結合され、前記蓋部材の外周には、ウォームホイールが形成され、前記本体部材には、前記ウォームホイールに螺合され前記蓋部材を回動可能なウォームギアを備える。

【発明の効果】

【0006】

本開示における電解液生成装置は、ウォームギアの連結により、蓋部材側からは動かすことができないため、作業者が不用意に蓋部材を触っても電極間距離がずれることがない。よって、電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる。そして、このように電極間の距離を安定させた上で、被電解液の導電率に合わせて電極間の電圧を最適化することにより、水道水のみならず、例えば食塩水のような、導電率が水道水よりも高い被電解液であっても、電圧と塩素の発生効率のバランスを取って電解を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】電解液生成装置の斜視図

【図2】電解液生成装置を上方から見た平面図

【図3】電解液生成装置を下方から見た平面図

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ断面図

【図5】本体部材の斜視図

【図6】蓋部材の斜視図

【図7】実施の形態２にかかる電解液生成装置の要部を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0008】

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、モーター駆動によりギアが回転し、軸を介して、絶縁が施されたバネで連結された電極が移動し、電極間距離が可変するという技術があった。しかしながら、従来の技術では、電極間距離を安定化させる機構がないため、電極間距離に意図しないずれが発生する可能性がある、と言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで、本開示は、電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる電解液生成装置を提供する。

【0009】

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0010】

（実施の形態１）
［１－１．構成］
図１は、電解液生成装置１の斜視図である。図２は、電解液生成装置１を上方から見た平面図である。図３は、電解液生成装置１を下方から見た平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。図５は、本体部材３の斜視図である。図６は、蓋部材５の斜視図である。

【0011】

電解液生成装置１は、互いに螺合する本体部材３及び蓋部材５を備える。蓋部材５は後述する雄ねじ部５５を備え、本体部材３は後述する雌ねじ部３３を備える。雄ねじ部５５と雌ねじ部３３とが螺合することで、本体部材３と蓋部材５とが一体になり電解液生成装置１が構成される。

【0012】

［１－１－１．本体部材の構成］
本体部材３は、図１、図２及び図３を参照して、側面に延出する支持部材１２を備え、支持部材１２に設けられたウォームギア１１を備える。ウォームギア１１は、操作ハンドル１５を備える。操作ハンドル１５が回動することにより、ウォームギア１１も回動する。ウォームギア１１は、後述するウォームホイール１３と螺合するように設けられている。

【0013】

本体部材３には、図１、図３及び図５に示すように、被電解液が流入する入口継手７と、電解液または被電解液が流出する出口継手９とが接続される。入口継手７及び出口継手９は、クイックファスナー１６により、本体部材３に水密に接続される。入口継手７及び出口継手９には、被電解液が流れるチューブを接続可能である。なお、出口継手９から被電解液が流入し、入口継手７から電解液または被電解液が流出する構成であってもよい。

【0014】

本体部材３は、図３、図４及び図５に示すように、平板状の第１面部３Ａを底として凹状に形成されている。第１面部３Ａには、後述する端子６３が配置されている。本体部材３は配線等が通る切欠き１７を備える。

【0015】

本体部材３は、図３及び図５に示すように、第１面部３Ａの裏側にあたる位置に、第１底部３Ｂを備える。第１底部３Ｂには、第１電極板２１Ａが設けられている。

【0016】

本体部材３は、図４及び図５に示すように、雌ねじ部３３を備え、雌ねじ部３３を内面とし、第１底部３Ｂを内底とする円筒状に形成されている。

【0017】

本体部材３は、図４に示すように、第１面部３Ａと第１底部３Ｂとを貫通する第１孔６１を備える。本体部材３は、第１孔６１に挿通される電極棒６５を備える。電極棒６５は第１電極板２１Ａと電気的に接続されており、Ｏリング６０で水密に封止され、ナット６７及びワッシャー６９により固定されている。電極棒６５と電気的に接続するように端子６３は配置されている。

【0018】

本体部材３は、第１面部３Ａを平板状の底として凹状に形成されているため、第１面部３Ａと第１底部３Ｂとの間の厚さが薄くなっている。これによれば、電解液生成装置１を軽量化できる。

【0019】

［１－１－１．蓋部材の構成］
蓋部材５は、図１、図２、及び図６に示すように、上部にウォームホイール１３を備え、ウォームギア１１と嵌合するように配置されている。ウォームホイール１３は、蓋部材５の外周に形成されている。操作ハンドル１５が回動されることでウォームギア１１が回動し、ウォームホイール１３は回動される。これにより、蓋部材５は、本体部材３に対して上下動できる。

【0020】

蓋部材５は、図１及び図４に示すように、第２面部５Ａを底として凹状に形成されている。第２面部５Ａには、後述する端子７３が配置されている。

【0021】

蓋部材５は、図２及び図６に示すように、第２面部５Ａの裏側にあたる位置に、第２底部５Ｂを備える。第２底部５Ｂには、第２電極板２１Ｂが設けられている。

【0022】

蓋部材５は、図４及び図６に示すように、雌ねじ部３３と螺合する雄ねじ部５５を備える。蓋部材５は、本体部材３の円筒状の形状に嵌合するように、円筒状に形成されている。

【0023】

蓋部材５は図４に示すように、第２面部５Ａと第２底部５Ｂとを貫通する第２孔７１を備える。蓋部材５は、第２孔７１に挿通される電極棒７５を備える。電極棒７５は第２電極板２１Ｂと電気的に接続されており、Ｏリング７０で水密に封止され、ナット７７及びワッシャー７９により固定されている。電極棒７５と電気的に接続するように端子７３は配置されている。

【0024】

蓋部材５は、第２面部５Ａを平板状の底として凹状に形成されているため、第２面部５Ａと第２底部５Ｂとの間の厚さが薄くなっている。これによれば、電解液生成装置１を軽量化できる。

【0025】

蓋部材５は、第２底部５Ｂに、例えば４つの突起部５７を備える。突起部５７は、蓋部材５が締まる方向へ動いたときに、第２電極板２１Ｂと第１電極板２１Ａとが接触することを防止できる。なお、突起部５７については、４つ以外であってもかまわない。

【0026】

図４に示すように、蓋部材５の雄ねじ部５５と、本体部材３が備える雌ねじ部３３とが螺合することで、第２底部５Ｂと第１底部３Ｂとの間に電解槽Ｓが形成される。蓋部材５は、図４に示すように、雄ねじ部５５よりも上方にＯリング４０を備え、Ｏリング４０により電解槽Ｓを水密に封止できる。

【0027】

蓋部材５は、図１及び２を参照して、円形のウォームホイール１３に沿うように３つの目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が形成された円形部材１８を備える。円形部材１８は、蓋部材５の上部に嵌合されている。目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、第１電極板２１Ａと第２電極板２１Ｂとの距離である電極間距離を示す。例えば、図１に示す位置に目盛Ｍ１があるとき、電極間距離が１ｍｍであることを示す。図１に示す位置に目盛Ｍ２があるとき、電極間距離が２ｍｍであることを示し、目盛Ｍ３があるとき、電極間距離が３ｍｍであることを示す。なお、円形部材１８と蓋部材５とは、一体に形成されていてもよい。

【0028】

［１－２．動作］
被電解液は、入口継手７から電解槽Ｓに流入する。この被電解液は、水であっても、食塩を融解させた食塩水であってもよい。

【0029】

被電解液は、電解槽Ｓにおいて、電極棒６５及び端子６３を介して第１電極板２１Ａに、電極棒７５及び端子７３を介して第２電極板２１Ｂに通電することにより電解され、電解液が生成される。

【0030】

被電解液は、その組成により電気伝導率が異なる。第１電極板２１Ａと第２電極板２１Ｂとの距離と、これらの電極板間に印加する電圧を変更することで、種々の被電解液に対応することができる。被電解液と、目的とする電解液の組成に応じて、作業者が操作ハンドル１５を回動することで電極間距離を変更し、設定する。

【0031】

目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３があるため、電極間距離の設定が簡便になる。また、ウォームギア１１はセルフロックの機能を有するため、蓋部材５に触れても、ウォームホイール１３が回動し電極間距離が意図しない距離に変更されてしまうことを防止できる。

【0032】

［１－３．効果等］
以上説明したように、電解液生成装置１は、第１電極板２１Ａを備える本体部材３と、第２電極板２１Ｂを備える蓋部材５と、本体部材３と蓋部材５との間に設けられ第１電極板２１Ａ及び第２電極板２１Ｂにより被電解液を電解する電解槽Ｓと、を備え、本体部材３と蓋部材５とは螺合して結合され、蓋部材５の外周には、ウォームホイール１３が形成され、本体部材３には、ウォームホイール１３に螺合され蓋部材５を回動可能なウォームギア１１を備える。

【0033】

これによれば、ウォームギア１１の連結により、蓋部材５側からは動かすことができないため、作業者が不用意に蓋部材５を触っても電極間距離がずれることがない。よって、電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる。そして、このように電極間の距離を安定させた上で、被電解液の導電率に合わせて電極間の電圧を最適化することにより、水道水のみならず、例えば食塩水のような、導電率が水道水よりも高い被電解液であっても、電圧と塩素の発生効率のバランスを取って電解を行うことができる。

【0034】

また、本体部材３は、電解槽Ｓに被電解液を流入させる入口継手７と、電解槽Ｓから電解液または被電解液を流出させる出口継手９と、平板状に形成された第１底部３Ｂと、雌ねじ部３３とを備え、蓋部材５は、平板状に形成された第２底部５Ｂと、雌ねじ部３３に螺合する雄ねじ部５５とを備え、第１底部３Ｂには第１電極板２１Ａが設けられ、第２底部５Ｂには第２電極板２１Ｂが設けられていてもよい。

【0035】

これによれば、第１電極板２１Ａ及び第２電極板２１Ｂが平板上の面部に設けられているので、簡便な構造で一対の電極を略平行に配置することができ、電極間距離が安定化する。

【0036】

蓋部材５は、ウォームホイール１３に沿って形成され第１電極板２１Ａ及び第２電極板２１Ｂの距離を示す目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を備えてもよい。

【0037】

これによれば、電極間距離を目視確認が可能な形態で安定化し、目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と蓋部材５と連結したウォームホイール１３により、被電解液に最適な電極間距離の誤設定が低減されるので、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる。

【0038】

また、電解槽Ｓは、第１底部３Ｂ及び第２底部５Ｂにより囲まれるように形成されており、蓋部材５は、電解槽Ｓを水密に塞ぐＯリング４０を備えてもよい。

【0039】

これによれば、雌ねじ部３３と雄ねじ部５５との螺合する部分だけでなく、Ｏリング４０によっても電解槽Ｓを封止できるため、水密性が向上する。

【0040】

また、本体部材３は、本体部材３を貫通して第１電極板２１Ａに電気的に接続される端子６３を備え、蓋部材５は、蓋部材５を貫通して第２電極板２１Ｂに電気的に接続される端子７３を備えてもよい。

【0041】

これによれば、本体部材３側からの端子６３から引き出された配線と、蓋部材５側からの端子７３から引き出された配線とが絡まらず、配策が容易になる。

【0042】

（実施の形態２）
以下、図７を用いて実施の形態２を説明する。
［２－１．構成］
図７は、実施の形態２にかかる電解液生成装置１００の要部を示すブロック図である。
実施の形態２にかかる電解液生成装置１００は、少なくとも、制御部２００と、操作ハンドル１５を駆動する操作ハンドルモータ２２０を備える点で、実施の形態１にかかる電解液生成装置１と異なる。
図７に示すように、チューブ２３１から被電解液が電解槽Ｓに流れ込む。チューブ２３１は、図１等に示した入口継手７に接続される。電解槽Ｓが備える第２電極板２１Ｂ及び第１電極板２１Ａには、電解のための電力を供給する電源部２１３が接続される。
電解された被電解液は、チューブ２３５から排出される。チューブ２３５は図１等に示した出口継手９に接続される。
また、電解液生成装置１００は、操作ハンドルモータ２２０の駆動源となる電源部２１１を備える。

【0043】

［２－２．動作］
図７を参照して、制御部２００は、操作ハンドルモータ２２０の駆動量、特に回動量を制御する。制御部２００は、被電解液の種類、被電解液の流量、電解の種々のパラメータに基づいて、操作ハンドルモータ２２０を駆動し電極間距離を変更することができる。
その他の点については、実施の形態１にかかる電解液生成装置１と同様の作用である。

【0044】

［２－３．効果］
以上説明したように、電解液生成装置１００は、ウォームギア１１を回動させる操作ハンドルモータ２２０を備え、操作ハンドルモータ２２０を駆動することで、第１電極板２１Ａと第２電極板２１Ｂの距離を変更する制御部２００を備える。

【0045】

これによれば、電極間距離を自動で調整することができる。

【0046】

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する例示として、上記実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１及び２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

【0047】

実施の形態１では、目盛の一例として、３つの目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を説明した。目盛は、電極間距離を示すものであればよい。したがって３つの目盛Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に限定されず、例えばより多くの目盛を設けてもよい。

【0048】

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【0049】

（付記）
以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。

【0050】

（技術１）第１電極板を備える本体部材と、第２電極板を備える蓋部材と、前記本体部材と前記蓋部材との間に設けられ前記第１電極板及び前記第２電極板により被電解液を電解する電解槽と、を備え、前記本体部材と前記蓋部材とは螺合して結合され、前記蓋部材の外周には、ウォームホイールが形成され、前記本体部材には、前記ウォームホイールに螺合され前記蓋部材を回動可能なウォームギアを備える、電解液生成装置。
これによれば、ウォームギアの連結により、蓋部材側からは動かすことができないため、作業者が不用意に蓋部材を触っても電極間距離がずれることがない。よって、電極間距離を安定化し、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる。そして、このように電極間の距離を安定させた上で、被電解液の導電率に合わせて電極間の電圧を最適化することにより、水道水のみならず、例えば食塩水のような、導電率が水道水よりも高い被電解液であっても、電圧と塩素の発生効率のバランスを取って電解を行うことができる。

【0051】

（技術２）前記本体部材は、前記電解槽に被電解液を流入させる入口継手と、前記電解槽から電解液または前記被電解液を流出させる出口継手とが接続され、平板状に形成された第１底部と、雌ねじ部とを備え、前記蓋部材は、平板状に形成された第２底部と、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部とを備え、前記第１底部には前記第１電極板が設けられ、前記第２底部には前記第２電極板が設けられている、技術１に記載の電解液生成装置。
これによれば、第１電極板及び第２電極板が平板上の面部に設けられているので、簡便な構造で一対の電極を略平行に配置することができ、電極間距離が安定化する。

【0052】

（技術３）前記蓋部材は、前記ウォームホイールに沿って形成され前記第１電極板及び前記第２電極板の距離を示す目盛を備える、技術１または２に記載の電解液生成装置。
これによれば、電極間距離を目視確認が可能な形態で安定化し、目盛と蓋部材と連結したウォームホイールにより、被電解液に最適な電極間距離の誤設定が低減されるので、意図しない塩素濃度での衛生水の生成を抑制できる。

【0053】

（技術４）前記電解槽は、前記第１底部及び前記第２底部により囲まれるように形成されており、前記蓋部材は、前記電解槽を水密に塞ぐＯリングを備える、技術２から３のいずれかに記載の電解液生成装置。
これによれば、雌ねじ部と雄ねじ部との螺合する部分だけでなく、Ｏリングによっても電解槽を封止できるため、水密性が向上する。

【0054】

（技術５）前記本体部材は、前記本体部材を貫通して前記第１電極板に電気的に接続される端子を備え、前記蓋部材は、前記蓋部材を貫通して前記第２電極板に電気的に接続される端子を備える、技術１から４のいずれかに記載の電解液生成装置。
これによれば、本体部材側からの端子から引き出された配線と、蓋部材側からの端子から引き出された配線とが絡まらず、配策が容易になる。

【0055】

（技術６）前記ウォームギアを回動させる操作ハンドルモータを備え、前記操作ハンドルモータを駆動することで、前記第１電極板と前記第２電極板の距離を変更する制御部を備える、技術１から５のいずれかに記載の電解液生成装置。
これによれば、電極間距離を自動で調整することができる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

以上のように、本発明に係る電解液生成装置は、様々な被電解液に対応する電解装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0057】

１、１００ 電解液生成装置
３ 本体部材
３Ａ 第１面部
３Ｂ 第１底部
５ 蓋部材
５Ａ 第２面部
５Ｂ 第２底部
７ 入口継手
９ 出口継手
１１ ウォームギア
１３ ウォームホイール
１５ 操作ハンドル
２１Ａ 第１電極板
２１Ｂ 第２電極板
３３ 雌ねじ部
４０ Ｏリング
６３ 端子
５５ 雄ねじ部
６１ 第１孔
７１ 第２孔
７３ 端子
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 目盛
Ｓ 電解槽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】