JP4184546B2 - 塩素発生器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や地下水等の原水を浄化して一般家庭用或いは業務用の飲料水として供給する塩素発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の塩素発生器として、シスターン内に陽極と陰極で構成された一対の平板の電極を設置したものが一般的に知られている。この塩素発生器によれば、タイマにより所定のインターバルで各電極に直流電流を通電し、シスターン内の飲料水を電気分解し、殺菌に有効な成分である有効塩素（次亜塩素酸）を発生させている。
【０００３】
しかしながら、この塩素発生器では、シスターンが開放或いは開放に近い状態であるため、発生した有効塩素が外部に蒸散し易く、また外部からバクテリア等が侵入して水質汚損を生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、出願人は特開平１１ー１１４５６６号に係る塩素発生器を提案している。この塩素発生器は、給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する密閉の貯水容器と、この貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の水を内外の各電極間に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する密閉型の塩素発生器である。
【０００５】
この塩素発生器によれば、停水時に貯水容器内に貯留された水に有効塩素を含ませるシスターン型の塩素発生器と、給水時に有効塩素を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を備えているため、殺菌生成された水を安定的に供給でき、また、シスターン型の塩素発生器と比較し小型にできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この密閉型の塩素発生器は、家庭用の飲料用水供給器又は業務用の飲料ディスペンサに搭載されているが、各電極に直流電流が通電されるタイミングは、供給器（或いはディスペンサ）に飲料供給信号が出力されたとき（流水時通電）、そして、流水が終了した後所定時間となっている（停水時通電）。
【０００７】
また、各電極への直流電流の通電により塩素が発生し、この発生塩素は瞬時に水に溶け込み、水のなかで次亜塩素酸或いは次亜塩素酸イオンとなる。一方、この電気分解により陰極側で水素ガスが発生し、陽極側で酸素ガスが発生する。
【０００８】
ここで、水素ガス或いは酸素ガスは微小の気泡となって発生し、これらの多くは互いに融合して大きな気泡となっ貯水容器の上部に滞留するが、微小の気泡の一部は浮遊して貯水容器内の水中に留まる。
【０００９】
このような状況で供給器（或いはディスペンサ）に水を供給するときは、この貯水容器内に浮遊する微小の気泡が供給水に混合して供給されるため、供給水の色がやや乳白色となり、飲料品質の点で不都合なものとなっていた。
【００１０】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、気泡状の電解ガスの流通を規制し、ガス混入水の供給を防止する塩素発生器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の各電極に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、貯水容器内への給水のたびに各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、通水管路はその内部に各電極間の隙間で浮遊する電解ガスの下流への流通を規制するガス流通規制部材を有する構造となっている。
【００１２】
本発明によれば、各電極に直流電流を通電することにより、塩素イオン含有水が電気分解され、塩素が発生し水に溶け込む。一方、この電気分解により陰極側で水素ガスが発生し、陽極側で酸素ガスが発生する。ここで、貯水容器内の水を送水管路を通じて飲料機等に送水するとき、貯水容器内の水に浮遊する微小の電解ガス（水素ガス及び酸素ガス）がガス流通規制部材により下流への流通が規制される。従って、電解ガスの混入した水が飲料機等に供給されることがない。
【００１３】
ここで、ガス流通規制部材の設置個所に関して、請求項２の発明では通水管路のうち下部開口に、請求項３の発明では通水管路のうち各電極間の隙間の下部側に、請求項４及び請求項５の発明では通水管路のうち内側電極内の空所にそれぞれ設置している。何れの場合もガス流通規制部材で下流へのガス流れが規制される。
【００１４】
なお、このガス流通規制部材として請求項６の発明の如く、不織布、メッシュ状部材、多孔質部材、粒子状部材の集合体、或いは、これらの各部材の組み合わせた部材で形成する。
【００１５】
請求項７の発明は、給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の各電極に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、貯水容器内への給水のたびに各電極に直流電流を所定時間通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、通水管路は、各電極の上部開口部、上部開口部に連通する各電極の隙間、隙間に連通し内側電極の下部に形成された下部開口部、下部開口部に連通する内側電極内の空所、空所の底部と送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、内側電極の空所に、外面に環状の鍔部を複数段に形成し水の流れに乱流を形成する案内筒を配置した構造となっている。
【００１６】
この発明によれば、飲料機等に水を流す際、内側電極内の空所に流入した水が案内筒の鍔部で乱流を起こし、電解ガスの微小の気泡が集合して大きな気泡となって貯水容器の上部に上昇し、貯留容器の上部に溜まる。これにより、飲料機等に供給される水への電解ガスの混入量が減少する。
【００１７】
なお、請求項１から請求項７の塩素発生器の貯水容器にガス抜き機構を設けるときは、貯水容器内に溜まった電解ガスを外部に放出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６は本発明に係る塩素発生器の第１実施形態を示すもので、図１は塩素発生器の縦断面図、図２はキャップの斜視図、図３は内側電極を展開した状態を示す図、図４は外側電極を展開した状態を示す図、図５は塩素発生器の平面断面図、図６はガス流通規制部材の他の設置例を示す省略断面図である。
【００１９】
この塩素発生器２は、図１に示すように、原水（例えば塩素イオン含有水である水道水）を電解して有効塩素濃度を向上させ、飲料機１（例えばジュース、コーヒ等を販売する飲料ディスペンサ）に給水するものとして使用される。
【００２０】
この塩素発生器２は、図１に示すように密閉された円筒状の貯水容器２１を有する。この貯水容器２１の下部開口のハウジング２２と、このハウジング２２に螺合して密閉状態とする蓋体２３とを有し、この蓋体２３の周縁寄りには流入口２３ａを設け、給水管２０を通じて圧送される水道水をハウジング２２内に導いている。また、この蓋体２３の中央側には流出口２３ｂを設け、送水管２４（送水管路）を通じてハウジング２２内に貯留された水を飲料機１に送水するようになっている。
【００２１】
このように構成された貯水容器２１において、蓋体２３には電極ユニット２５が設置されている。この電極ユニット２５は円筒状の内側電極２５ａとこの内側電極２５ａの外側に所定間隙をおいて同心円上に配置された外側電極２５ｂとを有し、各電極２５ａ，２５ｂを例えばチタン材料をベースに白金或いは白金系（白金−イリジウムも含む）をコーティングした電極材で形成している。内側電極２５ａの上部開口には絶縁物質、例えばポリプロピレン製で円盤状のキャップ２５ｃが嵌入されている。更に、図２で示すように、キャップ２５ｃの外周には径方向外方に突出する突出部２５ｄが周方向に等間隔で複数個所、例えば４個所設けられている。この突出部２５ｄの径方向先端側には、その下面に嵌め込み溝２５ｅが形成され、この嵌め込み溝２５ｅを外側電極２５ｂの上端部の切り欠き部２５ｆに係合している。これにより、内側及び外側電極２５ａ，２５ｂは、互いにその径方向の移動が阻止され、両電極２５ａ，２５ｂ間の径方向距離が所定の値（例えば、３〜５ｍｍ）に維持される（なお、図１に示されているキャップ２５ｃの断面は図２のＡ−Ｏ−Ｂ線矢印方向に沿って切断した面で表している。）。こうして、両電極２５ａ，２５ｂとによって円環筒状の隙間２５ｇが画成され、キャップ２５ｃ、内側電極２５ａ及び蓋体２３によって円筒状の空所２６が画成される。また、内側電極２５ａと外側電極２５ｂの各々上端はキャップ２５ｃの突出部２５ｄを除き開口しており、上端開口部２５ｈを形成している。なお、各々の電極２５ａ，２５ｂの下端には電極用端子２５ｊ，２５ｋがそれぞれ接続固定されている。これら電極用端子２５ｊ，２５ｋは気密性を保ちつつ蓋体２３に貫通し、外部直流電源（図示せず）に接続されている。
【００２２】
図１に加え図３をも参照すると、内側電極２５ａの下部には周方向に等間隔で複数個の下部開口部２５ｍが形成されており、その直径は例えば８ｍｍとなるように設計されている。上記のような構成により、流水時（飲料が販売されている時）、給水管２０を通り流入口２３ａを介してハウジング２２内で外側電極２５ｂの外方空所２７に流入した原水は、図１の実線矢印で示すように上端開口部２５ｈを経て隙間２５ｇに流れ込み、この隙間２５ｇで電気分解される。この電気分解された原水は隙間２５ｇから下部開口部２５ｍを経て空所２６に流れ、更にハウジング２２の流出口２３ｂを経て送水管２４に流れ、飲料水として飲料機１に供給される。このように、塩素発生器２のハウジング２２の内部には流入口２３ａ、外方空所２７、上部開口部２５ｈ、隙間２５ｇ、下部開口部２５ｍ、空所２６及び流出口２３ｂと連なる流路が形成されることとなる。なお、この流路のうち、上部開口部２５ｈ、隙間２５ｇ、下部開口部２５ｍ、空所２６及び流出口２３ｂと連なる流路により、空所２７に入った原水を送水管２４に流す通水管路を構成している。
【００２３】
更に、外側電極２５ｂの上部にはガス拡散用の複数の小孔２５ｎが図５で示すような配列で穿設されている。小孔２５ｎの直径は例えば１．８ｍｍとなるよう設計されている。従って、小孔２５ｎの開口面積は、下部開口部２５ｍのそれと比較して極めて小さな値となっている。また、外部電極２５ｂの上端には上記した切り欠き部２５ｆが形成されている。
【００２４】
以上のように構成された塩素発生器において、本実施形態に係る塩素発生器２は図１及び図５に示すようにガス流通規制部材３０を設置している。このガス流通規制部材３０は例えば環状に形成された不織布（メッシュ径、例えば１０μｍ程度）で形成されているもので、図１に示すように、下部開口部２５ｍの内側内面を閉塞するよう接着されている。
【００２５】
また、この塩素発生器２には空所２６，２７内に滞留した電解ガスを抜くガス抜き機構４０が設けられている。即ち、空所２６内の電解ガスを抜く手段としてキャップ２５ｃの中央には各空所２６，２７に連通するガス抜き穴４１が穿設されている。また、ハウジング２２の上板中央にはガス出口４２が突出しており、このガス出口４２にガス排出弁４３が設置されたガス抜き管４４が連結している。
【００２６】
本実施形態によれば、流水時（飲料が販売されている時）の原水は、前述の如く、給水管２０→流入口２３ａ→空所２７→上部開口部２５ｈ→隙間２５ｇ→下部開口部２５ｍ→空所２６→流出口２３→送水管２４→飲料機１と順次流れる。この流水時に各電極２５ａ，２５ｂに直流電流を通電するときは、隙間２５ｇを流れる水が電気分解され、微小の塩素ガス、水素ガス及び酸素ガスが発生する。ここで、塩素ガスは瞬時に水に溶け込んで次亜塩素酸或いは次亜塩素酸イオンとなって水に混入する。一方、水素ガス及び酸素ガスは水に溶け込むことなく気泡Ａとなって水に浮遊し、流水と一緒に下部開口部２５ｍに向かって流れるが、この水素ガス等がガス流通規制部材３０で空所２６への侵入が規制され、また、ガス流通規制部材３０の表面でガスが集まって大きな気泡Ａとなる。そして、流水が終了した後はこの気泡Ａが図１に示すように隙間２５ｇを上昇して空所２７の上部に移動する。従って、流水時においてガス混入水が飲料機１に供給されることがない。
【００２７】
なお、ハウジング２２内に溜まったガスはガス排出弁４３を開動作することによりガス抜き管４４を通じて外に排出することができる。
【００２８】
図６はガス流通規制部材３０の設置手段の他の例を示すもので、この例では環状の弾性枠３１を内側電極２５ａの内側に配置し、この弾性枠３１と内側電極２５ａとの間にガス流通規制部材３０を挟持している。なお、この弾性枠３１には下部開口部２５ｍと対向する部位に水流通を確保するため通水穴３１ａを形成している。このように、ガス流通規制部材３０の保持部材として弾性枠３１を使用するときは、この弾性枠３１の着脱によりガス流通規制部材３０を容易に着脱でき、メンテナンスが簡単になる。
【００２９】
図７及び図８は本発明に係る塩素発生器の第２実施形態を示すものである。この実施形態ではガス流通規制部材３２として粒状（直径５０μｍ程度）の樹脂を隙間２５ｇの下部に多数充填し、下部開口部２５ｍを覆った構造となっている。
【００３０】
この実施形態によれば、隙間２５ｇ内に生成される水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡が、このガス流通規制部材３２で堰き止められるため、水素ガス等が空所２６に侵入することがなく、飲料機１へ供給される水に水素ガス等が混入することがない。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
図９及び図１０は本実施形態に係る塩素発生器の第３実施形態を示すものである。この実施形態ではガス流通規制部材３３として粒状（直径５０μｍ程度）の樹脂を空所２６の下部全体を覆うよう設置した構造となっている。この粒状の樹脂は通水性を有する受皿３３ａに収容されており、この受皿３３ａを介して内側電極２５ａの内面に設置されている。また、ガス流通規制部材３３の上下位置は、図１０に示すように、下部開口部２５ｍより下方に設置している。
【００３２】
この実施形態によれば、隙間２５ｇ内に生成される水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡は、内側電極２５ａの内側の空所２６内に侵入するが、その後、ガス流通規制部材３３で堰き止められるため、流出口２３ｂ側には流れず、飲料機１へ供給される水に水素ガス等が混入することがない。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
図１１及び図１２は本実施形態に係る塩素発生器の第４実施形態を示すものである。この実施形態では、内側電極２５ａの内側の空所２６内に水の流れを案内する案内筒３４を設置している。この案内筒３４は、図１１に示すように、有底筒状に形成したもので、底部３４ａには流出口２３ｂに連通する出口３４ｂを有し、この出口３４ｂを通じて空所２６内の水を流出口２３ｂに流すようになっている。また、案内筒３４の側壁外面には外方向に突出した環状の鍔部３４ｃを上下複数段に形成している。
【００３４】
本実施形態によれば、流水時（飲料販売時）は、隙間２５ｇ内に水が流れかつ電解され、水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡が発生する。これらの気泡は水の流れに従って下部開口部２５ｍを通じて空所２６内に侵入する。この空所２６内に侵入した気泡は水の流れとともに案内筒３４の外面に沿って上昇する。この案内筒３４の外面の上昇中に図１１の矢印に示すように鍔部３４ｃの箇所で乱流を起こし、この乱流により微小の水素ガスの気泡が互いに集合して大きな気泡Ａとなる。従って、この大きな気泡Ａが、図１１に示すように、キャップ２５ｃのガス抜き穴４１を通じて空所２７側に移動する。
【００３５】
このようにガス抜きされた水は案内筒３４の内側を通り、更に出口３４ｂ及び流出口２３ｂを通って飲料機１に供給される。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３６】
図１３は本実施形態に係る塩素発生器の第５実施形態を示すものである。この実施形態では、前記各実施形態に係る電極ユニット２５の構造を改良したものである。
【００３７】
即ち、電極ユニット２５０は同心円状に内側電極２５０ａと外側電極２５０ｂとを有し、この外側電極２５０ｂの上端にはキャップ２５０ｃが被せられており、外側電極２５０ｂ内を密閉している。この外側電極２５０ｂの上部側にはガス拡散用の複数の小孔２５０ｎを穿設し、下部には空所２７から各電極２５０ａ，２５０ｂ間の隙間２５０ｇへ水を流すための下部開口部２５０ｍを形成している。また、内側電極２５０ａの上端はキャップ２５０ｃより下方に位置しており、内側電極２５０ａの上端とキャップ２５０ｃとの間に上端開口部２５０ｈを形成し、隙間２５０ｇを通る水がこの上端開口部２５０ｈを通じて空所２６０内に流れるようになっている。更に、この内側電極２５０ａの下部にはガス流通規制部材３００、例えば前記第１実施形態と同様の不織布を展張しており、これにより、空所２６０内に流入した気泡が流出口２３ｂに流れないよう規制している。
【００３８】
本実施形態によれば、流水時（飲料販売時）には、原水は、図１３の矢印に示すように、給水管２０→流入口２３ａ→空所２７→下部開口部２５０ｍ→隙間２５０ｇ→上端開口部２５０ｈ→空所２６０→ガス流通規制部材３００→流出口２３ｂ→送水管２４→飲料機１と順次流れる。この流水時に各電極２５０ａ，２５０ｂに直流電流を通電するときは、有効塩素が生成されるとともに、水素ガスや酸素ガスが発生し、図１３に示すように、これらガスが微小の気泡となって水の流れに従って空所２６０内に移動する。この空所に移動した微小の気泡はガス流通規制部材３００で流出口２３ｂ側への侵入が規制され、また、ガス流通規制部材３００の表面でガスが集まって大きな気泡Ａとなる。従って、流水操作が終了した後はこの気泡Ａが図１３に示すように空所２６０を上昇し、更にキャップ２５０ｃのガス抜き穴４１０を通じて空所２７側に移動する。このようにしてガス抜きされた水は流出口２３ｂを通じて飲料機１に供給される。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貯水容器内の水を送水管路を通じて飲料機等に送水するとき、貯水容器内の水に浮遊する微小の電解ガス（水素ガス及び酸素ガス）がガス流通規制部材により下流への流通が規制され、電解ガスが飲料機等に供給されることがない。従って、供給される水が乳白色になる等、水の品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【図２】第１実施形態に係る塩素発生器のキャップの斜視図
【図３】第１実施形態に係る塩素発生器の内側電極を展開した状態を示す図
【図４】第１実施形態に係る塩素発生器の外側電極を展開した状態を示す図
【図５】第１実施形態に係る塩素発生器の塩素発生器の平面断面図
【図６】第１実施形態に係る塩素発生器のガス流通規制部材の他の設置例を示す省略断面図
【図７】第２実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図８】第２実施形態に係る塩素発生器の要部断面図
【図９】第３実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図１０】第３実施形態に係る塩素発生器の要部断面図
【図１１】第４実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【図１２】第４実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図１３】第５実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【符号の説明】
１…飲料機、２…塩素発生器、２１…貯水容器、２４…送水管、２５，２５０…電極ユニット、２５ａ，２５ｂ，２５０ａ，２５０ｂ…電極、３０，３２，３３，３００…ガス流通規制部材、３４…案内筒、３４ｃ…鍔部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や地下水等の原水を浄化して一般家庭用或いは業務用の飲料水として供給する塩素発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の塩素発生器として、シスターン内に陽極と陰極で構成された一対の平板の電極を設置したものが一般的に知られている。この塩素発生器によれば、タイマにより所定のインターバルで各電極に直流電流を通電し、シスターン内の飲料水を電気分解し、殺菌に有効な成分である有効塩素（次亜塩素酸）を発生させている。
【０００３】
しかしながら、この塩素発生器では、シスターンが開放或いは開放に近い状態であるため、発生した有効塩素が外部に蒸散し易く、また外部からバクテリア等が侵入して水質汚損を生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、出願人は特開平１１ー１１４５６６号に係る塩素発生器を提案している。この塩素発生器は、給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する密閉の貯水容器と、この貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の水を内外の各電極間に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する密閉型の塩素発生器である。
【０００５】
この塩素発生器によれば、停水時に貯水容器内に貯留された水に有効塩素を含ませるシスターン型の塩素発生器と、給水時に有効塩素を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を備えているため、殺菌生成された水を安定的に供給でき、また、シスターン型の塩素発生器と比較し小型にできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この密閉型の塩素発生器は、家庭用の飲料用水供給器又は業務用の飲料ディスペンサに搭載されているが、各電極に直流電流が通電されるタイミングは、供給器（或いはディスペンサ）に飲料供給信号が出力されたとき（流水時通電）、そして、流水が終了した後所定時間となっている（停水時通電）。
【０００７】
また、各電極への直流電流の通電により塩素が発生し、この発生塩素は瞬時に水に溶け込み、水のなかで次亜塩素酸或いは次亜塩素酸イオンとなる。一方、この電気分解により陰極側で水素ガスが発生し、陽極側で酸素ガスが発生する。
【０００８】
ここで、水素ガス或いは酸素ガスは微小の気泡となって発生し、これらの多くは互いに融合して大きな気泡となっ貯水容器の上部に滞留するが、微小の気泡の一部は浮遊して貯水容器内の水中に留まる。
【０００９】
このような状況で供給器（或いはディスペンサ）に水を供給するときは、この貯水容器内に浮遊する微小の気泡が供給水に混合して供給されるため、供給水の色がやや乳白色となり、飲料品質の点で不都合なものとなっていた。
【００１０】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、気泡状の電解ガスの流通を規制し、ガス混入水の供給を防止する塩素発生器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の各電極に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、貯水容器内への給水のたびに各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、通水管路はその内部に各電極間の隙間で浮遊する電解ガスの下流への流通を規制するガス流通規制部材を有する構造となっている。
【００１２】
本発明によれば、各電極に直流電流を通電することにより、塩素イオン含有水が電気分解され、塩素が発生し水に溶け込む。一方、この電気分解により陰極側で水素ガスが発生し、陽極側で酸素ガスが発生する。ここで、貯水容器内の水を送水管路を通じて飲料機等に送水するとき、貯水容器内の水に浮遊する微小の電解ガス（水素ガス及び酸素ガス）がガス流通規制部材により下流への流通が規制される。従って、電解ガスの混入した水が飲料機等に供給されることがない。
【００１３】
ここで、ガス流通規制部材の設置個所に関して、請求項２の発明では通水管路のうち下部開口に、請求項３の発明では通水管路のうち各電極間の隙間の下部側に、請求項４及び請求項５の発明では通水管路のうち内側電極内の空所にそれぞれ設置している。何れの場合もガス流通規制部材で下流へのガス流れが規制される。
【００１４】
なお、このガス流通規制部材として請求項６の発明の如く、不織布、メッシュ状部材、多孔質部材、粒子状部材の集合体、或いは、これらの各部材の組み合わせた部材で形成する。
【００１５】
請求項７の発明は、給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の各電極に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、貯水容器内への給水のたびに各電極に直流電流を所定時間通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、通水管路は、各電極の上部開口部、上部開口部に連通する各電極の隙間、隙間に連通し内側電極の下部に形成された下部開口部、下部開口部に連通する内側電極内の空所、空所の底部と送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、内側電極の空所に、外面に環状の鍔部を複数段に形成し水の流れに乱流を形成する案内筒を配置した構造となっている。
【００１６】
この発明によれば、飲料機等に水を流す際、内側電極内の空所に流入した水が案内筒の鍔部で乱流を起こし、電解ガスの微小の気泡が集合して大きな気泡となって貯水容器の上部に上昇し、貯留容器の上部に溜まる。これにより、飲料機等に供給される水への電解ガスの混入量が減少する。
【００１７】
なお、請求項１から請求項７の塩素発生器の貯水容器にガス抜き機構を設けるときは、貯水容器内に溜まった電解ガスを外部に放出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６は本発明に係る塩素発生器の第１実施形態を示すもので、図１は塩素発生器の縦断面図、図２はキャップの斜視図、図３は内側電極を展開した状態を示す図、図４は外側電極を展開した状態を示す図、図５は塩素発生器の平面断面図、図６はガス流通規制部材の他の設置例を示す省略断面図である。
【００１９】
この塩素発生器２は、図１に示すように、原水（例えば塩素イオン含有水である水道水）を電解して有効塩素濃度を向上させ、飲料機１（例えばジュース、コーヒ等を販売する飲料ディスペンサ）に給水するものとして使用される。
【００２０】
この塩素発生器２は、図１に示すように密閉された円筒状の貯水容器２１を有する。この貯水容器２１の下部開口のハウジング２２と、このハウジング２２に螺合して密閉状態とする蓋体２３とを有し、この蓋体２３の周縁寄りには流入口２３ａを設け、給水管２０を通じて圧送される水道水をハウジング２２内に導いている。また、この蓋体２３の中央側には流出口２３ｂを設け、送水管２４（送水管路）を通じてハウジング２２内に貯留された水を飲料機１に送水するようになっている。
【００２１】
このように構成された貯水容器２１において、蓋体２３には電極ユニット２５が設置されている。この電極ユニット２５は円筒状の内側電極２５ａとこの内側電極２５ａの外側に所定間隙をおいて同心円上に配置された外側電極２５ｂとを有し、各電極２５ａ，２５ｂを例えばチタン材料をベースに白金或いは白金系（白金−イリジウムも含む）をコーティングした電極材で形成している。内側電極２５ａの上部開口には絶縁物質、例えばポリプロピレン製で円盤状のキャップ２５ｃが嵌入されている。更に、図２で示すように、キャップ２５ｃの外周には径方向外方に突出する突出部２５ｄが周方向に等間隔で複数個所、例えば４個所設けられている。この突出部２５ｄの径方向先端側には、その下面に嵌め込み溝２５ｅが形成され、この嵌め込み溝２５ｅを外側電極２５ｂの上端部の切り欠き部２５ｆに係合している。これにより、内側及び外側電極２５ａ，２５ｂは、互いにその径方向の移動が阻止され、両電極２５ａ，２５ｂ間の径方向距離が所定の値（例えば、３〜５ｍｍ）に維持される（なお、図１に示されているキャップ２５ｃの断面は図２のＡ−Ｏ−Ｂ線矢印方向に沿って切断した面で表している。）。こうして、両電極２５ａ，２５ｂとによって円環筒状の隙間２５ｇが画成され、キャップ２５ｃ、内側電極２５ａ及び蓋体２３によって円筒状の空所２６が画成される。また、内側電極２５ａと外側電極２５ｂの各々上端はキャップ２５ｃの突出部２５ｄを除き開口しており、上端開口部２５ｈを形成している。なお、各々の電極２５ａ，２５ｂの下端には電極用端子２５ｊ，２５ｋがそれぞれ接続固定されている。これら電極用端子２５ｊ，２５ｋは気密性を保ちつつ蓋体２３に貫通し、外部直流電源（図示せず）に接続されている。
【００２２】
図１に加え図３をも参照すると、内側電極２５ａの下部には周方向に等間隔で複数個の下部開口部２５ｍが形成されており、その直径は例えば８ｍｍとなるように設計されている。上記のような構成により、流水時（飲料が販売されている時）、給水管２０を通り流入口２３ａを介してハウジング２２内で外側電極２５ｂの外方空所２７に流入した原水は、図１の実線矢印で示すように上端開口部２５ｈを経て隙間２５ｇに流れ込み、この隙間２５ｇで電気分解される。この電気分解された原水は隙間２５ｇから下部開口部２５ｍを経て空所２６に流れ、更にハウジング２２の流出口２３ｂを経て送水管２４に流れ、飲料水として飲料機１に供給される。このように、塩素発生器２のハウジング２２の内部には流入口２３ａ、外方空所２７、上部開口部２５ｈ、隙間２５ｇ、下部開口部２５ｍ、空所２６及び流出口２３ｂと連なる流路が形成されることとなる。なお、この流路のうち、上部開口部２５ｈ、隙間２５ｇ、下部開口部２５ｍ、空所２６及び流出口２３ｂと連なる流路により、空所２７に入った原水を送水管２４に流す通水管路を構成している。
【００２３】
更に、外側電極２５ｂの上部にはガス拡散用の複数の小孔２５ｎが図５で示すような配列で穿設されている。小孔２５ｎの直径は例えば１．８ｍｍとなるよう設計されている。従って、小孔２５ｎの開口面積は、下部開口部２５ｍのそれと比較して極めて小さな値となっている。また、外部電極２５ｂの上端には上記した切り欠き部２５ｆが形成されている。
【００２４】
以上のように構成された塩素発生器において、本実施形態に係る塩素発生器２は図１及び図５に示すようにガス流通規制部材３０を設置している。このガス流通規制部材３０は例えば環状に形成された不織布（メッシュ径、例えば１０μｍ程度）で形成されているもので、図１に示すように、下部開口部２５ｍの内側内面を閉塞するよう接着されている。
【００２５】
また、この塩素発生器２には空所２６，２７内に滞留した電解ガスを抜くガス抜き機構４０が設けられている。即ち、空所２６内の電解ガスを抜く手段としてキャップ２５ｃの中央には各空所２６，２７に連通するガス抜き穴４１が穿設されている。また、ハウジング２２の上板中央にはガス出口４２が突出しており、このガス出口４２にガス排出弁４３が設置されたガス抜き管４４が連結している。
【００２６】
本実施形態によれば、流水時（飲料が販売されている時）の原水は、前述の如く、給水管２０→流入口２３ａ→空所２７→上部開口部２５ｈ→隙間２５ｇ→下部開口部２５ｍ→空所２６→流出口２３→送水管２４→飲料機１と順次流れる。この流水時に各電極２５ａ，２５ｂに直流電流を通電するときは、隙間２５ｇを流れる水が電気分解され、微小の塩素ガス、水素ガス及び酸素ガスが発生する。ここで、塩素ガスは瞬時に水に溶け込んで次亜塩素酸或いは次亜塩素酸イオンとなって水に混入する。一方、水素ガス及び酸素ガスは水に溶け込むことなく気泡Ａとなって水に浮遊し、流水と一緒に下部開口部２５ｍに向かって流れるが、この水素ガス等がガス流通規制部材３０で空所２６への侵入が規制され、また、ガス流通規制部材３０の表面でガスが集まって大きな気泡Ａとなる。そして、流水が終了した後はこの気泡Ａが図１に示すように隙間２５ｇを上昇して空所２７の上部に移動する。従って、流水時においてガス混入水が飲料機１に供給されることがない。
【００２７】
なお、ハウジング２２内に溜まったガスはガス排出弁４３を開動作することによりガス抜き管４４を通じて外に排出することができる。
【００２８】
図６はガス流通規制部材３０の設置手段の他の例を示すもので、この例では環状の弾性枠３１を内側電極２５ａの内側に配置し、この弾性枠３１と内側電極２５ａとの間にガス流通規制部材３０を挟持している。なお、この弾性枠３１には下部開口部２５ｍと対向する部位に水流通を確保するため通水穴３１ａを形成している。このように、ガス流通規制部材３０の保持部材として弾性枠３１を使用するときは、この弾性枠３１の着脱によりガス流通規制部材３０を容易に着脱でき、メンテナンスが簡単になる。
【００２９】
図７及び図８は本発明に係る塩素発生器の第２実施形態を示すものである。この実施形態ではガス流通規制部材３２として粒状（直径５０μｍ程度）の樹脂を隙間２５ｇの下部に多数充填し、下部開口部２５ｍを覆った構造となっている。
【００３０】
この実施形態によれば、隙間２５ｇ内に生成される水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡が、このガス流通規制部材３２で堰き止められるため、水素ガス等が空所２６に侵入することがなく、飲料機１へ供給される水に水素ガス等が混入することがない。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
図９及び図１０は本実施形態に係る塩素発生器の第３実施形態を示すものである。この実施形態ではガス流通規制部材３３として粒状（直径５０μｍ程度）の樹脂を空所２６の下部全体を覆うよう設置した構造となっている。この粒状の樹脂は通水性を有する受皿３３ａに収容されており、この受皿３３ａを介して内側電極２５ａの内面に設置されている。また、ガス流通規制部材３３の上下位置は、図１０に示すように、下部開口部２５ｍより下方に設置している。
【００３２】
この実施形態によれば、隙間２５ｇ内に生成される水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡は、内側電極２５ａの内側の空所２６内に侵入するが、その後、ガス流通規制部材３３で堰き止められるため、流出口２３ｂ側には流れず、飲料機１へ供給される水に水素ガス等が混入することがない。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
図１１及び図１２は本実施形態に係る塩素発生器の第４実施形態を示すものである。この実施形態では、内側電極２５ａの内側の空所２６内に水の流れを案内する案内筒３４を設置している。この案内筒３４は、図１１に示すように、有底筒状に形成したもので、底部３４ａには流出口２３ｂに連通する出口３４ｂを有し、この出口３４ｂを通じて空所２６内の水を流出口２３ｂに流すようになっている。また、案内筒３４の側壁外面には外方向に突出した環状の鍔部３４ｃを上下複数段に形成している。
【００３４】
本実施形態によれば、流水時（飲料販売時）は、隙間２５ｇ内に水が流れかつ電解され、水素ガスの気泡や酸素ガスの気泡が発生する。これらの気泡は水の流れに従って下部開口部２５ｍを通じて空所２６内に侵入する。この空所２６内に侵入した気泡は水の流れとともに案内筒３４の外面に沿って上昇する。この案内筒３４の外面の上昇中に図１１の矢印に示すように鍔部３４ｃの箇所で乱流を起こし、この乱流により微小の水素ガスの気泡が互いに集合して大きな気泡Ａとなる。従って、この大きな気泡Ａが、図１１に示すように、キャップ２５ｃのガス抜き穴４１を通じて空所２７側に移動する。
【００３５】
このようにガス抜きされた水は案内筒３４の内側を通り、更に出口３４ｂ及び流出口２３ｂを通って飲料機１に供給される。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３６】
図１３は本実施形態に係る塩素発生器の第５実施形態を示すものである。この実施形態では、前記各実施形態に係る電極ユニット２５の構造を改良したものである。
【００３７】
即ち、電極ユニット２５０は同心円状に内側電極２５０ａと外側電極２５０ｂとを有し、この外側電極２５０ｂの上端にはキャップ２５０ｃが被せられており、外側電極２５０ｂ内を密閉している。この外側電極２５０ｂの上部側にはガス拡散用の複数の小孔２５０ｎを穿設し、下部には空所２７から各電極２５０ａ，２５０ｂ間の隙間２５０ｇへ水を流すための下部開口部２５０ｍを形成している。また、内側電極２５０ａの上端はキャップ２５０ｃより下方に位置しており、内側電極２５０ａの上端とキャップ２５０ｃとの間に上端開口部２５０ｈを形成し、隙間２５０ｇを通る水がこの上端開口部２５０ｈを通じて空所２６０内に流れるようになっている。更に、この内側電極２５０ａの下部にはガス流通規制部材３００、例えば前記第１実施形態と同様の不織布を展張しており、これにより、空所２６０内に流入した気泡が流出口２３ｂに流れないよう規制している。
【００３８】
本実施形態によれば、流水時（飲料販売時）には、原水は、図１３の矢印に示すように、給水管２０→流入口２３ａ→空所２７→下部開口部２５０ｍ→隙間２５０ｇ→上端開口部２５０ｈ→空所２６０→ガス流通規制部材３００→流出口２３ｂ→送水管２４→飲料機１と順次流れる。この流水時に各電極２５０ａ，２５０ｂに直流電流を通電するときは、有効塩素が生成されるとともに、水素ガスや酸素ガスが発生し、図１３に示すように、これらガスが微小の気泡となって水の流れに従って空所２６０内に移動する。この空所に移動した微小の気泡はガス流通規制部材３００で流出口２３ｂ側への侵入が規制され、また、ガス流通規制部材３００の表面でガスが集まって大きな気泡Ａとなる。従って、流水操作が終了した後はこの気泡Ａが図１３に示すように空所２６０を上昇し、更にキャップ２５０ｃのガス抜き穴４１０を通じて空所２７側に移動する。このようにしてガス抜きされた水は流出口２３ｂを通じて飲料機１に供給される。なお、その他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貯水容器内の水を送水管路を通じて飲料機等に送水するとき、貯水容器内の水に浮遊する微小の電解ガス（水素ガス及び酸素ガス）がガス流通規制部材により下流への流通が規制され、電解ガスが飲料機等に供給されることがない。従って、供給される水が乳白色になる等、水の品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【図２】第１実施形態に係る塩素発生器のキャップの斜視図
【図３】第１実施形態に係る塩素発生器の内側電極を展開した状態を示す図
【図４】第１実施形態に係る塩素発生器の外側電極を展開した状態を示す図
【図５】第１実施形態に係る塩素発生器の塩素発生器の平面断面図
【図６】第１実施形態に係る塩素発生器のガス流通規制部材の他の設置例を示す省略断面図
【図７】第２実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図８】第２実施形態に係る塩素発生器の要部断面図
【図９】第３実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図１０】第３実施形態に係る塩素発生器の要部断面図
【図１１】第４実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【図１２】第４実施形態に係る塩素発生器の平面断面図
【図１３】第５実施形態に係る塩素発生器の縦断面図
【符号の説明】
１…飲料機、２…塩素発生器、２１…貯水容器、２４…送水管、２５，２５０…電極ユニット、２５ａ，２５ｂ，２５０ａ，２５０ｂ…電極、３０，３２，３３，３００…ガス流通規制部材、３４…案内筒、３４ｃ…鍔部。
Claims (8)
- 給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、該貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の該各電極に通す通水管路と、該通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該貯水容器内への給水のたびに該各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、
前記通水管路の内部に、前記各電極間の隙間で浮遊する電解ガスの下流への流通を規制するガス流通規制部材を有する
ことを特徴とする塩素発生器。 - 前記通水管路は、前記各電極間の上部開口部、該上部開口部に連通する該各電極の隙間、該隙間に連通し内側電極の下部に穿設された下部開口部、該下部開口部に連通する内側電極内の空所、該空所の底部と前記送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、
前記ガス流通規制部材は前記内側電極の前記下部開口部を覆うよう設置した
ことを特徴とする請求項１記載の塩素発生器。 - 前記通水管路は、前記各電極の上部開口部、該上部開口部に連通する該各電極の隙間、該隙間に連通し内側電極の下部に形成された下部開口部、該下部開口部に連通する内側電極内の空所、該空所の底部と前記送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、
前記隙間のうち前記下部開口部に対応する部分に前記ガス流通規制部材を充填した
ことを特徴とする請求項１記載の塩素発生器。 - 前記通水管路は、前記各電極の上部開口部、該上部開口部に連通する該各電極の隙間、該隙間に連通し内側電極の下部に形成された下部開口部、該下部開口部に連通する内側電極内の空所、該空所の底部と前記送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、
前記内側電極の空所で前記下部開口部より下位に前記ガス流通規制部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の塩素発生器。 - 前記通水管路は、前記外側電極の下部に穿設した下部開口部、該下部開口部に連通する該各電極の隙間、該隙間に連通し内側の上部に形成された上部開口部、該上部開口部に連通する内側電極内の空所、該空所の底部と前記送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、
前記内側電極の空所で前記上部開口部より下位に前記ガス流通規制部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の塩素発生器。 - 前記ガス流通規制部材は、不織布、メッシュ状部材、多孔質部材、粒子状部材の集合体、或いは、これらの各部材を組み合わせた部材で形成した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の塩素発生器。 - 給水管路を通じて給送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電流が通電される一対の筒状の電極と、該貯水容器内の塩素イオン含有水を内外の該各電極に通す通水管路と、該通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該貯水容器内への給水のたびに該各電極に直流電流を通電して電解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器において、
前記通水管路は、前記各電極の上部開口部、該上部開口部に連通する該各電極の隙間、該隙間に連通し内側電極の下部に形成された下部開口部、該下部開口部に連通する内側電極内の空所、該空所の底部と前記送水管路を連通させる流出口を順次連通して構成し、
前記内側電極の空所に、外面に環状の鍔部を複数段に形成し水の流れに乱流を形成する案内筒を配置した
ことを特徴とする塩素発生器。 - 前記貯水容器にはガス抜き機構を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の塩素発生器。
Priority Applications (1)
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| JP19572299A JP4184546B2 (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 塩素発生器 |
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| JP19572299A JP4184546B2 (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 塩素発生器 |
Publications (2)
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