特許 7580017 電解水生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】電解水生成装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20230101AFI20241101BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20241101BHJP

【ＦＩ】

C02F1/461 Z

C02F1/00 K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020196518

(22)【出願日】2020-11-27

(65)【公開番号】P2022085041

(43)【公開日】2022-06-08

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【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】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】近藤 雅人

(72)【発明者】

【氏名】千葉 伸

(72)【発明者】

【氏名】兒玉 和也

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０５２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４９０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１８０３４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１７７３２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／００－１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を貯水可能な生成部と、
前記生成部に水を給水する給水部と、
前記生成部に水に溶解する固体の電解促進錠剤を投入する錠剤投入機構と、を有し、
前記生成部は、
給水された水が流れる流路と、
前記流路には、
水の流れにより移動する固体の前記電解促進錠剤を移動しないように保持する錠剤保持部分と、
水を電気化学的に処理する電解機構と、
前記給水部から水が給水される給水位置と、
前記錠剤投入機構から前記電解促進錠剤が投入される錠剤投入位置と、を備え、
前記給水位置と、前記錠剤投入位置と、前記錠剤保持部分と、前記電解機構と、は順に横方向に並んで配置され、
前記給水部から給水された水が、前記給水位置、前記錠剤投入位置、前記錠剤保持部分、前記電解機構の順で移動し、
前記給水位置は、前記給水位置から前記錠剤投入位置に向かって下方へ傾斜する傾斜面であり、
給水された前記水は、前記給水位置へ落下し、前記給水位置から前記錠剤投入位置へ流れ、前記電解促進錠剤を押し流しながら前記錠剤保持部分まで移動させ、
前記電解促進錠剤は、前記錠剤保持部分によって前記流路の下流側へと移動することがないよう保持されることを特徴とする電解水生成装置。

【請求項2】

前記電解促進錠剤は、液体中で重力に従い沈降するものであり、
前記錠剤保持部分は、前記流路の鉛直方向における所定の高さ以下の水流を遮るように設けられており、
所定の高さは前記電解促進錠剤の最も長く設けられた寸法より長いことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。

【請求項3】

前記錠剤保持部分は、板形状のリブであり、
前記リブは、一定間隔で間隙を設けた上部と間隙のない下部に分かれており、前記下部の高さは、前記電解促進錠剤の最も長く設けられた寸法より長く、前記間隙の幅は、前記電解促進錠剤の最も短く設けられた寸法よりも狭いことを特徴とする請求項２記載の電解水生成装置。

【請求項4】

前記生成部は、底面が鉛直方向の高さが異なる第１の水平面と第２の水平面とを有しており、前記第１の水平面は前記錠剤保持部分を有しており、前記第２の水平面は前記第１の水平面の下流に位置し、前記第１の水平面に比べ下方に位置することを特徴とする請求項２、または３に記載の電解水生成装置。

【請求項5】

前記リブは、前記下部の高さが不均一なものであり、すなわち、前記上部の間隙が間隙ごとに開口面積が異なっていることを特徴とする請求項３に記載の電解水生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解促進錠剤を投入する電解水生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の電解水生成装置では、水を貯水する生成部と、生成部に水を供給する給水部とを備え、前記生成部に電解促進錠剤を投入し、前記生成部内で水を電気化学的に処理することで次亜塩素酸を含んだ水を生成していた。（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０―４９０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような従来の電解水を生成する装置においては、装置内に水の移動する流路を設け、流路は、電解促進錠剤を投入する錠剤投入位置と、錠剤投入位置の流路下流側に電解促進錠剤が水の流れにより移動しないように保持するメッシュ状の錠剤保持部分と、が備えられており、
錠剤投入位置に投入された電解促進錠剤は錠剤保持部分にて保持され、そこに流路を移動する水が当たることで電解促進錠剤を素早く溶解させ、溶解後の水を電気化学的に処理することで、次亜塩素酸を含んだ水を短時間で得ていた。

【0005】

しかし、溶解の過程で錠剤保持部分のメッシュの開口より小さくなった微小の電解促進錠剤は、メッシュの開口を通過して錠剤保持部分の流路下流側へと移動し、その後の溶解では、溶解する場所と溶解する速度が安定していなかった。このため、生成される次亜塩素酸を含んだ水の濃度にばらつきが生じていた。

【0006】

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、錠剤保持部分は電解促進錠剤が全て溶解するまで保持可能であり、生成される次亜塩素酸を含んだ水の濃度にばらつきが生じない電解水生成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そして、この目的を達成するために本発明は、水を貯水可能な生成部と、前記生成部に水を給水する給水部と、前記生成部に水に溶解する固体の電解促進錠剤を投入する錠剤投入機構と、を有し、前記生成部は、給水された水が流れる流路と、前記流路には、水の流れにより移動する固体の前記電解促進錠剤を移動しないように保持する錠剤保持部分と、水を電気化学的に処理する電解機構と、前記給水部から水が給水される給水位置と、前記錠剤投入機構から前記電解促進錠剤が投入される錠剤投入位置と、を備え、
前記給水位置と、前記錠剤投入位置と、前記錠剤保持部分と、前記電解機構と、は順に横方向に並んで配置され、前記給水部から給水された水が、前記給水位置、前記錠剤投入位置、前記錠剤保持部分、前記電解機構の順で移動し、前記給水位置は、前記給水位置から前記錠剤投入位置に向かって下方へ傾斜する傾斜面であり、給水された前記水は、前記給水位置へ落下し、前記給水位置から前記錠剤投入位置へ流れ、前記電解促進錠剤を押し流しながら前記錠剤保持部分まで移動させ、前記電解促進錠剤は、前記錠剤保持部分によって前記流路の下流側へと移動することがないよう保持されることを特徴とする電解水生成装置。

【発明の効果】

【0008】

以上のように、本発明は、生成部の投入された電解促進錠剤が所定の位置で、全て溶解されるものであり、生成される次亜塩素酸を含んだ水の濃度にばらつきを生じさせないことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１の電解水生成装置とその周辺構成要素を示す斜視図

【図2】同電解水生成装置の断面斜視図

【図3】同電解水生成装置の錠剤保持部分を示す拡大斜視図

【図4】本発明の実施の形態２の電解水生成装置の断面斜視図

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施の形態１）
図１に示すように、電解水生成装置１は、生成部２と、錠剤投入機構３と、給水部４と、を備えている。

【0011】

図２に示すように、生成部２は、水を貯留するケーシング５と、電解促進錠剤６が溶解した水を電気化学的に処理する電解機構７と、を有している。

【0012】

ケーシング５は、横長の椀形状であり、短手方向における一端側の側面である第１側面８と、短手方向における他端側の側面である第２側面９と、長手方向における一端側の第３側面１０と、長手方向における他端側の第４側面１１と、電解促進錠剤６の溶解を促進する底面と、を備えている。

【0013】

第１側面８は、板形状であり、電解水生成装置１における水平方向に対して垂直に備えられており、後述する流路の上流側に設けられている。

【0014】

第２側面９は、板形状であり、第１側面８に平行に備えられており、後述する流路の下流側に設けられている。また、第２側面は、鉛直方向においてその下端が第１側面８の下端に比べ低い位置にある。

【0015】

第３側面１０は、略板形状であり、第１側面８と第２側面９に垂直に備えられている。

【0016】

第４側面１１は、略板形状であり、第１側面８と第２側面９に垂直に備えられている。

【0017】

底面１２は、第１側面から第２側面にかけて順番に、傾斜面１２ａと、垂直面１２ｂと、水平面１２ｃと、を有している。

【0018】

傾斜面１２ａは、第１側面８の下端から第２側面９方向に向かうにつれて鉛直方向の高さが低くなるように所定の傾斜角で傾斜しており、給水部４から生成部２内へと給水された水が落下する給水位置１３を有している。

【0019】

給水位置１３は、給水部から給水された水が落下する位置である。

【0020】

垂直面１２ｂは、傾斜面の第２側面９側端辺から第２側面９の下端と等しい高さまで、鉛直方向下向きに伸びる面である。

【0021】

水平面１２ｃは、垂直面１２ｂの下端と第２側面９の下端とを繋ぐ面であり、錠剤投入機構３の直下の位置に錠剤投入位置１４と、水の流れによる電解促進錠剤の移動を阻害する錠剤保持部分１５と、を有している。

【0022】

錠剤投入位置１４は、錠剤投入機構３から投入された電解促進錠剤６が落下する位置である。

【0023】

また、第３側面１０と、第４側面１１と、底面１２とにより、給水された水が移動する流路１６が形成される。

【0024】

流路１６は、底面１２が第３側面１０と第４側面１１とに挟まれ、給水された水が、給水位置１３、錠剤投入位置１４、錠剤保持部分１５、電解機構７の順で移動するものである。

【0025】

電解機構７は、一部がケーシング５内の水に浸漬するように設けられており、第１の電極（図示せず）と、第２の電極（図示せず）と、これらの電極を固定するための電極ケース１７とを有している。電解促進錠剤６が溶解した水に浸った第１の電極と第２の電極とに電圧を印加し、水を電気化学的に処理する。

【0026】

錠剤投入機構３は、生成部２の上方に設置され、錠剤投入ケース１８と、錠剤投入ケース１８内に設けた錠剤投入部材（図示せず）と、錠剤投入ケース１８の上方に着脱自在に設けられた錠剤投入カバー１９とを備えている。錠剤投入ケース１８から錠剤投入カバー１９を外し、錠剤投入ケース１８内に電解促進錠剤６を入れておくと、錠剤投入部材が回動し、自動的に電解促進錠剤６は錠剤投入ケース１８の底面の開口（図示せず）より落下する。なお、本発明において電解促進錠剤６には塩化ナトリウムを用いており、その形状は回転楕円体である。

【0027】

給水部４は、給水用ダクト２０と、給水装置（図示せず）と、を備えており、給水用ダクト２０は一端が給水装置に接続されており、他端は円形の開口２０ａとなっており、ケーシング５の傾斜面１２ａの上方に開口２０ａが位置するように設けられている。

【0028】

錠剤保持部分１５は、水平面１２ｃから垂直に突出した横長板形状のリブ２１であり、錠剤投入位置１４の下流側に設けられている。

【0029】

リブ２１は、横長板形状であり、上端以外の３辺は流路１６を形成している第３側面１０と、第４側面１１と、水平面１２ｃとに隙間なく接しており、流路１６の水の流れに対して垂直方向に横断するように設けられている。電解促進錠剤６は錠剤投入位置１４に落下した際に、ケーシング５との接触による跳ね返りが生じる。リブ２１の上端の鉛直方向における高さは、前述の跳ね返りによって電解促進錠剤６がリブ２１の流路１６下流側へと移動することがない十分な高さで設ける必要がある。

【0030】

また、リブ２１は、一定間隔で間隙を設けた上部２１ａと隙間のない下部２１ｂとで構成されていることが望ましい。

【0031】

上部２１ａは、横長板形状であり、上部２１ａの上端から下端にかけて鉛直方向に伸びた間隙２２が所定の間隔で設けられており、間隙２２の幅は回転楕円体形状である電解促進錠剤６の短軸より短く設けられている。

【0032】

下部２１ｂは、横長板形状であり、その高さは回転楕円体形状である電解促進錠剤６の長軸より長く設けられている。

【0033】

また、図３に示すように、リブ２１は本発明において直線形状で設置されているが、湾曲した形状でもよく、その形を特定するものではない。

【0034】

続いて電解水生成装置１の動作のうち本実施の形態に係る部分の主要な動作について説明する。

【0035】

最初に、錠剤投入機構３が動作を開始し、錠剤投入部材が回動することで錠剤投入ケース１８の開口より電解促進錠剤６が錠剤投入位置１４へと落下する。落下した電解促進錠剤６は、錠剤投入位置１４に接触することによる跳ね返りが生じるが、リブ２１もしくは流路１６のいずれかの面と接触することにより、リブ２１と垂直面１２ｂの間の水平面１２ｃ上で静止する。次に、給水装置が動作を開始し、給水用ダクト２０からケーシング５内へ給水が行われる。給水用ダクト２０から給水された水は給水位置１３へと落下し、傾斜面１２ａの傾斜角により水流は加速され、垂直面１２ｂを伝って水平面１２ｃへと移動する。その後、給水された水は電解促進錠剤６を押し流しながらリブ２１まで移動し、リブ２１によって電解促進錠剤６は流路１６下流側へと移動することがないよう保持される。その後も給水部４からの給水が継続され、水面は上昇し、水面がリブ２１の上端に到達すると、水はリブ２１を超えて流路１６の下流に向けて移動を始める。この時、電解促進錠剤６は重力に従い底面１２に沈降しているため、上端以外が隙間なくケーシング５の壁面と接しているリブ２１を超え、流路１６の下流に向かって移動することが出来ず、水の移動によって溶解され続ける。給水装置は目的の水位を得るために一定時間の動作を続けた後に停止する。次に、第１の電極と第２の電極に電圧が印加され、水に溶解した塩化ナトリウムが消費されて次亜塩素酸を含んだ水が生成される。
これによって、錠剤保持部分１５は電解促進錠剤６が全て溶解するまで保持可能であり、生成される次亜塩素酸を含んだ水の濃度にばらつきが生じない電解水生成装置１を提供することが出来る。

【0036】

また、リブ２１を、一定間隔で間隙２２を設けた上部２１ａと隙間のない下部２１ｂとで構成したことにより、間隙２２を設けなかった時に比べて上部２１ａ近傍では局所的に水流が速くなり、上部２１ａ近傍の水流により下部２１ｂ近傍の水も誘引されて移動をするため、下部２１ｂの近傍で水が滞留しにくくなる。電解促進錠剤６の近傍の水が滞留した場合、電解促進錠剤６の溶解が進行するにつれて、電解促進錠剤６の近傍では電解促進錠剤６の成分濃度が徐々に増加し、成分濃度の増加に伴って電解促進錠剤６の溶解速度は低下する。本発明は、この電解促進錠剤６の溶解速度の低下を防止することができる。また、間隙２２の幅は電解促進錠剤６の短軸より短く設けられているため、電解促進錠剤６の投入時にケーシング５との接触による跳ね返りが生じたとしても電解促進錠剤６は間隙２２を通り抜けることはなく、流路１６においてリブ２１の流路１６下流側へと移動することはない。また、下部２１ｂは、板形状であり、その高さは電解促進錠剤６の長軸より長く設けられているため、重力に従い底面へと沈降する電解促進錠剤６が、水流によって下部２１ｂを超え、流路１６の下流に向かって移動することはない。これより、錠剤保持部分１５は電解促進錠剤６が全て溶解するまで保持可能である。これによって、生成される次亜塩素酸を含んだ水の濃度にばらつきが生じない電解水生成装置を提供することができる。

【0037】

また、下部２１ｂの高さは不均一なものであってもよく、すなわち、上部２１ａの間隙２２の開口面積が間隙２２ごとに異なるように調整可能なものとしてもよい。

【0038】

上記の構成としたことによりケーシング５の形状や、ケーシング５内の構成部品の配置に合わせて、リブ２１の流路１６下流側で水が混合されやすいよう間隙２２ごとの流量を調整することが可能になり、電解促進錠剤６の成分濃度が電解機構７近傍で不均一となることを防止することができる。

【0039】

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の電解水生成装置１の斜視図である。実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その詳細の説明を省略する。実施の形態１と相違する点は、ケーシング５における底面１２の形状である。

【0040】

図４のように、底面２３は、第１側面８から第２側面９にかけて順番に、傾斜面２３ａと、第１垂直面２３ｂと、第１水平面２３ｃと、第２垂直面２３ｄと、第２水平面２３ｅと、を有している。

【0041】

傾斜面２３ａは、第１側面８の下端から第２側面９方向に向かうにつれて鉛直方向の高さが低くなるように所定の傾斜角で傾斜しており、給水部４から生成部２内へと給水された水が落下する給水位置１３を有している。

【0042】

第１垂直面２３ｂは、傾斜面２３ａの第２側面９側端辺から鉛直方向下向きに伸びる所定長さの面である。

【0043】

第１水平面２３ｃは、第１垂直面２３ｂの下端から第２側面９方向に伸びる所定長さの面であり、錠剤投入位置１４と、錠剤保持部分１５と、を有している。

【0044】

第２垂直面２３ｄは、第１水平面２３ｃの第２側面９側端辺から第２側面９の下端と等しい高度まで、鉛直方向下向きに伸びる面である。

【0045】

第２水平面２３ｅは、第２垂直面２３ｄの下端と第２側面９の下端とを繋ぐ面であり、電解機構７の下方に位置している。

【0046】

ケーシング５において、第１水平面２３ｃより鉛直方向下方の空間を１次貯水区画２４とし、第１水平面２３ｃより鉛直方向上方の空間を２次貯水区画２５とする。

【0047】

本発明における電解促進錠剤６は、その溶解速度は、電解促進錠剤６の周囲の水の流速との間に正の相関関係を有している。重力に従い沈降する電解促進錠剤６の周囲の水の流速は、錠剤保持部分１５を有する面の水位が上昇するにつれて低下していくことは自明である。すなわち、電解促進錠剤６の周囲の水の水位の上昇は、電解促進錠剤６の溶解速度との間に、負の相関関係を有する。

【0048】

上記の構成としたことにより、給水部４から生成部２へと給水された水は、傾斜面２３ａ、第１垂直面２３ｂ、第１水平面２３ｃを経て、１次貯水区画２４へと到達し、１次貯水区画２４の水位が上昇する。１次貯水区画２４が満水になった時、すなわち第１水平面２３ｃの高さに水位が到達した時、２次貯水区画２５の水位が上昇し始める。このように、錠剤保持部分１５を有する第１水平面２３ｃの流路１６下流側において、鉛直方向の下方に位置する第２水平面２３ｅを設けたことで、実施の形態１の構成に比べ、給水量に対する電解促進錠剤６を有する面の水位上昇が抑えられるため、電解促進錠剤６をより短時間で溶解させることが可能となる。

【0049】

本発明における電解促進錠剤６は塩化ナトリウムを使用しているが、その成分を制限するものではなく、塩化物イオンを供給できるものであれば、塩酸等を用いることもでき、またｐＨの調整を目的として、りん酸等の緩衝剤を混合してもよく、その構成を制限するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明に係る電解水生成装置は、電解促進錠剤が溶解した水を電気化学的に処理することで次亜塩素酸を含んだ水を生成できるもので、短時間かつ濃度にばらつきのない次亜塩素酸を含んだ水の生成装置として活用が期待されるものである。

【符号の説明】

【0051】

１ 電解水生成装置
２ 生成部
３ 錠剤投入機構
４ 給水部
５ ケーシング
６ 電解促進錠剤
７ 電解機構
８ 第１側面
９ 第２側面
１０ 第３側面
１１ 第４側面
１２ 底面
１２ａ 傾斜面
１２ｂ 垂直面
１２ｃ 水平面
１３ 給水位置
１４ 錠剤投入位置
１５ 錠剤保持部分
１６ 流路
１７ 電極ケース
１８ 錠剤投入ケース
１９ 錠剤投入カバー
２０ 給水用ダクト
２０ａ 開口
２１ リブ
２１ａ 上部
２１ｂ 下部
２２ 間隙
２３ 底面
２３ａ 傾斜面
２３ｂ 第１垂直面
２３ｃ 第１水平面
２３ｄ 第２垂直面
２３ｅ 第２水平面
２４ １次貯水区画
２５ ２次貯水区画

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】