特許 7598848 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】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電解水生成装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20230101AFI20241205BHJP

   C02F 1/68 20230101ALI20241205BHJP

   C25B 1/26 20060101ALI20241205BHJP

   C25B 15/08 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

C02F1/461 A

C02F1/68 510A

C02F1/68 520B

C02F1/68 530A

C25B1/26 A

C25B15/08 302

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021210031

(22)【出願日】2021-12-24

(65)【公開番号】P2023094631

(43)【公開日】2023-07-06

【審査請求日】2023-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】一桐 正志

(72)【発明者】

【氏名】千葉 博資

(72)【発明者】

【氏名】陳 致堯

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／０２７４７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０２７４７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２２６３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８８３０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４６－ １／４８

Ｃ０２Ｆ １／６６－ １／６８

Ｃ２５Ｂ １／００－１５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解液の原料薬液を電気分解して電解生成物の塩素ガスを発生させ、塩素ガスを給水中に混気し、電解水を生成する装置上部に配置する電解槽と、
装置下部に接続する給水源から電解槽に給水する流路の途中に電解水トラップを有する給水系と、
装置下部に配置する電解液移送機器を有し、電解液タンクの電解液を電解槽へ供給する電解液供給系とを備え、
電解槽は、混気部において電解槽の開口部から電解生成物である塩素ガスを給水系の管路を流れる給水中に混気し、電解水を生成し、
電解水トラップは、給水系が電解槽の混気部に接続する流入口より高位置を流れる高位流路を有し、電解槽から給水系への電解水の逆流を抑制することを特徴とする電解水生成装置。

【請求項2】

電解水トラップは、電解槽より低位の給水源から電解槽への流入口より高位置を流れる第１の高位流路と、この高位流路に続く電解槽より低位の低位流路を構成するＵ字状管路とを有し、Ｕ字状管路を通して電解槽の流入口に接続する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】

電解液供給系は、電解液移送機器から電解槽へ至る流路の途中に電解生成物トラップを有し、
電解生成物トラップは、横軸廻り、または縦軸廻りに旋回する旋廻流路を有し、電解槽から電解液供給系への電解生成物の逆流を抑制する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4】

電解液供給系は、コネクタを介して電解液タンクを電解液移送機器に接続する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5】

給水系は、管路の接続にクイックファスナーおよび連結継手を用いる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6】

装置構造材を透明性樹脂で形成することにより、または装置構造材に肉抜き加工を施すことで装置構造材が視認性を有することを特徴とする請求項１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、除菌、消臭、除塵、ガス除去の機能を備える空気清浄装置等に使用する電解水生成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、空気清浄装置に使用する電解水生成装置は、電解槽で原料薬液を電気分解して塩素ガスを発生させ、塩素ガスを給水系から供給する給水中に混気し、微酸性電解水を生成している。

【0003】

また、特許文献１に記載する電解水製造装置は、電解槽と、電解槽に原料水を供給する原料ポンプと、原料ポンプの吐出口と電解槽の流入口とを接続する原料水配管と、原料水配管において吐出口と流入口との間に形成される電解液移流抑止部とを備えており、原料ポンプを電解槽より上方に配することで、電解液移流抑止部を構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】WO2013/027477

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の空気清浄装置に使用する電解水生成装置では、給水系が電解槽より低い位置から給水しており、電解槽より高い位置からの供給が困難であった。このため、電解水生成装置の停止中に、電解槽付近の流路に滞留する電解水が給水系に逆流して拡散し、給水系の水路を構成する電磁弁、減圧弁、逆止弁、流量計などの水路部品を破損させ、故障や漏水を引き起こす場合がある。

【0006】

また、電解槽に電解液を移送する電解液供給系が電解槽より低い位置から電解液を、チューブを流路として供給しており、装置の構造上、電解槽より高い位置からの供給が困難であった。このため、電解水生成装置の停止中に、電解槽内の電解生成物がチューブを通して逆流し、電解液供給系を構成する移送機器にまで拡散して沈降し、その強酸化力により移送機器の部品を破損させ、漏水や腐食を引き起こす場合がある。

【0007】

また、電解液供給系は、流路をなす電解液吸引チューブと電解液タンクとの接続において気密性を確保するために、電解液吸引チューブの吸引具に配置したＯリングをバネの力で電解液タンクの開口に押し付けている。しかし、Ｏリングやバネの弾力性が経年劣化し、気密性が損なわれて電解液の吸込みに不具合が生じ、電解槽への電解液供給が滞ることで電解不良を引き起こす場合がある。

【0008】

また、一体化した部品が多く、各部品間をネジ接続している。このため、故障時に部品を交換する際に、ネジ接続の接合離脱を行う必要があり、作業性が悪かった。さらに、一体化した部品は部分的な交換ができないので、一部の破損であっても一体化した部品の全体を交換する必要があり、コスト高となり、環境への負荷も大きかった。

【0009】

また、装置構造材であるブラケット（筐体）等が金属平板からなることで、装置内に収めた部品の視認性が低く、構造的に部品にアクセスし難いので、メンテナンスや部品交換時の作業性が悪かった。

【0010】

特許文献１の構成では、原料水配管において吐出口と流入口との間に形成される電解液移流抑止部は、Ｕ字状の流路を繋げているので、原料ポンプと電解槽とを一直線に配置することができず、流路が長くなる。このため、原料ポンプの駆動開始から電解槽に電解液が到達するまでに時間を要し、制御の応答性が悪く、エラー発生の原因となっている。

【0011】

本発明は上記した課題を解決するものであり、漏水や腐食などのトラブルを未然に防止し、メンテナンスや部品交換時の作業性の向上によって、メンテナスコスト削減や作業時間の短縮を実現できる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】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明の電解水生成装置は、電解液の原料薬液を電気分解して電解生成物の塩素ガスを発生させ、塩素ガスを給水中に混気し、電解水を生成する装置上部に配置する電解槽と、装置下部に接続する給水源から電解槽に給水する流路の途中に電解水トラップを有する給水系と、装置下部に配置する電解液移送機器を有し、電解液タンクの電解液を電解槽へ供給する電解液供給系とを備え、電解槽は、混気部において電解槽の開口部から電解生成物である塩素ガスを給水系の管路を流れる給水中に混気し、電解水を生成し、電解水トラップは、給水系が電解槽の混気部に接続する流入口より高位置を流れる高位流路を有し、電解槽から給水系への電解水の逆流を抑制することを特徴とする。

【0013】

本発明の電解水生成装置において、電解水トラップは、電解槽より低位の給水源から電解槽への流入口より高位置を流れる第１の高位流路と、この高位流路に続く電解槽より低位の低位流路を構成するＵ字状管路とを有し、Ｕ字状管路を通して電解槽の流入口に接続することを特徴とする。

【0014】

本発明の電解水生成装置において、電解液供給系は、電解液移送機器から電解槽へ至る流路の途中に電解生成物トラップを有し、電解生成物トラップは、横軸廻り、または縦軸廻りに旋回する旋廻流路を有し、電解槽から電解液供給系への電解生成物の逆流を抑制することを特徴とする。

【0015】

本発明の電解水生成装置において、電解液供給系は、コネクタを介して電解液タンクを電解液移送機器に接続することを特徴とする。

【0016】

本発明の電解水生成装置において、給水系は、管路の接続にクイックファスナーおよび連結継手を用いることを特徴とする。

【0017】

本発明の電解水生成装置において、装置構造材を透明性樹脂で形成することにより、または装置構造材に肉抜き加工を施すことで装置構造材が視認性を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

以上のように本発明によれば、給水系途中に電解水トラップを有し、電解液供給系の電解液移送機器から電解槽へ至る流路の途中に電解生成物トラップを有することで、装置の下部において給水系を給水源に接続し、装置の下部に電解液移送機器を配置する場合にあっても、装置の運転停止時に電解水や電解生成物の逆流が生じない構造を実現することができ、漏水や腐食などのトラブルを未然に防止できる。また、コネクタやクイックファスナーの採用によってメンテナンスや部品交換時の作業性が向上し、メンテナスコスト削減や作業時間の短縮を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態に係る電解水生成装置を示すブロック図

【図2】同実施の形態に係る電解水生成装置の要部を示す模式図

【図3】同実施の形態に係る電解水生成装置を示す斜視図

【図4】同実施の形態に係る電解水生成装置を示す正面図

【図5】同実施の形態に係る電解水生成装置を示す側面図

【図6】同実施の形態に係る電解水生成装置を示す背面図

【図7】同実施の形態に係る電解水生成装置の電解液タンクとの接続を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態に係る電解水生成装置を図面に基づいて説明する。図１から図７に示すように、電解水生成装置１は、主要構成部として電解槽２と給水系３と電解液供給系４と制御部５を備えている。

【0021】

本実施の形態において一例として示す電解槽２は、図２に示すように、槽内に電極２１を有し、電解液である原料薬液の塩酸を電気分解して塩素ガスＧを発生させ、混気部２２において電解槽２の開口部２３から塩素ガスＧを給水系３の管路を流れる給水中に混気し、微酸性電解水を得る。ここでの微酸性電解水は、主な有効成分が次亜塩素酸（ＨＣＬＯ）で、ｐＨ５．０－６．５、有効塩素濃度１０－８０ｍｇ／ｋｇの水溶液である。

【0022】

給水系３は、電解槽２に給水する流路の途中に、装置の下部に接続する上流の給水源７１の側から下流の電解槽２に向けて順次に減圧弁３１と電磁弁３２と流量計３３と逆止弁３４と電解水トラップ３５を有している。

【0023】

電解水トラップ３５は、図３から図５に示すように、低位の給水源７１から電解槽２の混気部２２への流入口より高位置を流れる高位流路３５１を有し、この高位流路３５１に続く電解槽２より低位の低位流路を構成するＵ字状管路３５２を有し、Ｕ字状管路３５２を通して電解槽の流入口に接続し、電解槽２から給水系３に電解水が逆流すること抑制する。

【0024】

また、給水系３および電解水トラップ３５は、管路の接続にクイックファスナー３６および連結継手３７を用いている。

【0025】

電解液供給系４は、装置の下部に電解液タンク６を配置し、電解液タンク６に貯留する電解液である原料薬液の塩酸を電解槽２へ供給するものである。そして、電解液タンク６から電解槽２へ至る流路の途中に上流から下流に順次にチューブポンプ等からなる電解液移送機器４１、電解生成物トラップ４２を有し、電解液移送機器４１を装置下部に配置している。

【0026】

電解生成物トラップ４２は、電解槽２から電解液供給系４への電解生成物の逆流を抑制するものであり、横軸廻り、または縦軸廻りに旋回する旋廻流路をなし、ここでは、横軸廻りに旋回する１回転チューブからなる。電解生成物トラップ４２は縦軸廻りに旋回するコイルチューブでも構成することができる。

【0027】

図７に示すように、電解液供給系４は、電解液移送機器４１の吸引口に接続した電解液吸引チューブ４３がコネクタ４４、ここではルアーフィッティングを介して電解液タンク６に接続している。

【0028】

また、電解水生成装置１の装置構造材をなすブラケット１１は、肉抜き加工を施して複数個所が広く開口１２している。また電解液タンク６を配置するタンク配置部１３は透明性樹脂で形成している。

【0029】

上記の構成において、電解水生成装置１は、制御部５により電解液移送機器４１のチューブポンプを制御し、チューブポンプの駆動により電解液タンク６に貯留する電解液の塩酸を、電解液供給系４を通して電解槽２に供給する。さらに制御部５は、給水系３の電磁弁３２を制御し、給水源７１からの水を、給水系３を通して電解槽２に給水するとともに、その流量を制御し、電解槽２で生成する微酸性電解水の濃度を制御する。

【0030】

電解槽２は、電解液である原料薬液の塩酸を電気分解して塩素ガスＧを発生させ、混気部２２において電解槽２の開口部２３から電解生成物である塩素ガスＧを給水系３の管路を流れる給水中に混気し、微酸性電解水を生成する。生成した微酸性電解水は、電解水吐出路７２を通して系外へ供給する。

【0031】

本実施の形態に係る電解水生成装置１によれば、給水系３の途中に電解水トラップ３５を有し、電解液供給系４の電解液移送機器４１から電解槽２へ至る流路の途中に電解生成物トラップ４２を有することで、装置の下部において給水系３を給水源７１に接続し、装置の下部に電解液移送機器４１および電解液タンク６を配置する場合にあっても、電解水や電解生成物の逆流が生じない構造を実現することができ、漏水や腐食などのトラブルを未然に防止できる。

【0032】

すなわち、電解水トラップ３５を設けることで、装置の運転停止中に電解槽２より下流の電解水吐出路７２に滞留する電解水が、電解槽２の近傍の給水系３に逆流して拡散することを阻止し、給水系３の水路部品である逆止弁３４、流量計３３、電磁弁３２、減圧弁３１の損傷を防止するので、故障や漏水を未然に防ぐことができる。

【0033】

また、高位流路３５１に続く電解槽２より低位の低位流路を構成するＵ字状管路３５２を有し、Ｕ字状管路３５２を通して電解槽の流入口に接続することで、電解槽２で発生する電解生成物の塩素ガスＧが電解槽２の近傍の給水系３に拡散することを阻止でき、給水系３の水路部品である逆止弁３４、流量計３３、電磁弁３２、減圧弁３１の損傷を防止するので、故障や漏水を未然に防ぐことができる。

【0034】

また、電解生成物トラップ４２を設けることで、装置の運転停止中に電解槽２の電解生成物が装置の下部に配置した電解液移送機器４１のチューブポンプに拡散・沈降することを抑制し、電解液移送機器４１の部品の損傷を防止するので、漏水や腐食を未然に防ぐことができる。

【0035】

また、クイックファスナー３６および連結継手３７の採用によって、管路の付け外しに工具が不要となり、ワンタッチで行えるので、部品交換時の作業性が改善でき、メンテナンスコスト削減や作業時間の短縮を実現できる。また、接続部が管軸心周りに自由に回転させることができるので、管路の配置において取り回しの自由度が増す。

【0036】

また、ルアーフィッティング等のコネクタ４４の採用によって、電解液吸引チューブ４３と電解液タンク６との接続部において、経年劣化による気密性の低下が生じ難く、電解槽２への電解液供給不足による電解不良を抑制できる。

【0037】

また、電解水生成装置１の装置構造材をなすブラケット１１は、肉抜き加工を施して複数個所が広く開口１２し、電解液タンク６を配置するタンク配置部１３が透明性樹脂からなることで、装置内に収めた部品の視認性が向上し、構造的に部品にアクセスし易くなり、メンテナンスや部品交換時の作業性を改善できる。

【符号の説明】

【0038】

１ 電解水生成装置
２ 電解槽
３ 給水系
４ 電解液供給系
５ 制御部
６ 電解液タンク
１１ ブラケット
１２ 開口
１３ タンク配置部
２１ 電極
２２ 混気部
２３ 開口部
３１ 減圧弁
３２ 電磁弁
３３ 流量計
３４ 逆止弁
３５ 電解水トラップ
３６ クイックファスナー
３７ 連結継手
４１ 電解液移送機器
４２ 電解生成物トラップ
４３ 電解液吸引チューブ
４４ コネクタ
７１ 給水源
７２ 電解水吐出路
３５１ 高位流路
３５２ Ｕ字状管路
Ｇ 塩素ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】