JP2003062569A

JP2003062569A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP2003062569A
Application number: JP2001255683A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Kunimoto; 啓次郎國本; Shigeru Shirai; 白井　　滋; Takemi Oketa; 岳見桶田; Koji Oka; 浩二岡; Kazushige Nakamura; 一繁中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した性能の電解水を生成できる電解水生
成装置を提供する。【解決手段】陽極５６と陰極５７との間にイオン透過
性の隔膜５３が配置され、この隔膜５３によって陽極室
５４と陰極室５５とが形成された電解槽５０を備え、給
水口５１より陽極室５４に注がれた被電解水が溢れて陰
極室５５に供給され、その水位を水位検知手段９１、９
２により適正水位と判断して電解するので、被電解水を
電解したとき、常に安定した性能の電解水を生成できる
電解水生成装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被電解水を電気分
解して生成する高アルカリの電解水、およびその電解水
生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解水生成装置には、水道等の給水設備
に接続され、流水状態で電解を行い、酸性水やアルカリ
水を生成する流水式と、給水設備に接続しない簡易、低
コスト構造で水を滞留状態で電解するバッチ方式があ
る。流水方式では即座に電解水が取水できるメリットが
あるが、酸化力の強い酸性水や還元力の強いアルカリ水
を得ようとした場合、電極の大型化が必要となり大電力
が必要となるとともに複雑な構成が必要となり、装置全
体のコストアップとなる。一方、バッチ方式では滞留状
態で電解するため長時間にわたる電解が可能であるが反
面簡易な構成で上記酸性水やアルカリ水が得られやすい
特徴がある。

【０００３】このような電解水生成装置としては、特開
平７−１５５７６３号公報に記載されているようなもの
があった。この電解水生成装置は図６に示すように、電
解槽１内に、一対の電極２，３を有し、この電極２，３
に電圧を印加することにより、アルカリ水及び酸性水を
生成するもので、通常は流入路４から電解槽１に給水さ
れた水は隔膜５により陽極室６と陰極室７に分流し、電
気分解により生成された酸性水は酸性水流出路８より流
出位し、アルカリ水はアルカリ水流出路９より流出す
る。この電解槽１には電解槽１内の水位を検出する水位
検出手段１０が設けられ、この水位検出手段１０からの
水位情報信号に基づいて、電極２，３間に印加される印
加状態を制御するものである。この構成により電解槽１
への給水量が少なく電極２，３から発生するガスが電解
槽１内に溜まるような状態の異常な電気分解を防止する
ことができ、イオン水の高濃度化と温水化、及びこれに
起因する電解槽構成部材の損傷を防ぐことができるとし
ている。

【０００４】しかしながら前記特開平７−１５５７６３
号公報に記載された従来の構成では、流水電解における
流量停止や流量低下などが起因した、電解ガスの溜まっ
た状態を検知するもので、水位検出手段１０は流量セン
サの代替手段に他ならない。そして、水位が低下した場
合は異常を検知できるが、給水が停止した状態で電解に
よるガスのほとんどが酸性水流出路８やアルカリ水流出
路９から抜けてしまうような状態では水位低下として検
出できないため、イオン水の高濃度化を防止することは
できない。このように流水電解においては電解槽１内の
水位の変化では正常か異常かの充分な判定はできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するもので、安定した性能の電解水を生成で
きる電解水生成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、本発明の電解水生成装置は、陽極と陰極と
の間にイオン透過性の隔膜が配置され、この隔膜によっ
て陽極室と陰極室とが形成された電解槽と、前記陽極室
及び陰極室に被電解水を予め供給する給水口と、前記電
解槽内の被電解水の水位を検出する水位検知手段と、前
記水位検知手段の検出値に応じて電解運転を制御する制
御手段を備えたたものである。

【０００７】上記発明によれば、被電解水を電解したと
き、水位検知手段により検知した水位に応じて電解運転
の時間、電流などが制御できるので、たとえば水位が高
めならば電解時間を長くしたり、逆に水位が低ければ電
解時間を短くすることにより、生成される酸性水やアル
カリ水のイオン濃度が安定して得られる。また異常に水
位が少ない場合に電解を中止することで、電流集中によ
る電極や隔膜の寿命低下を防止できる。さらに、酸性水
とアルカリ水が隔膜を越えて混ざるほど水位が上昇した
場合にも電解を中止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明の電解水生
成装置は、陽極と陰極との間にイオン透過性の隔膜が配
置され、この隔膜によって陽極室と陰極室とが形成され
た電解槽と、前記陽極室及び陰極室に被電解水を予め供
給する給水口と、前記電解槽内の被電解水の水位を検出
する水位検知手段と、前記水位検知手段の検出値に応じ
て電解運転を制御する制御手段を備えたものである。こ
れは電解槽内の検出水位によって電解時間、電解電流を
調整することで、被電解水の水位に関わらず一定の電解
水を生成することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明の電解水生成装置
は、給水口が、陽極室と陰極室のいずれか一方に被電解
水を供給し、溢れた被電解水が他方に供給されるように
構成するとともに、水位検知手段は前記他方に設けられ
たもので、一方の被電解水の水位は溢れ出す水位に固定
されるため、他方の水位を検出するだけで陽極室と陰極
室の全体の水量が検知できる。また、陽極室と陰極室で
水位差を設けることで生成される陽極水と陰極水が混ざ
って性能劣化するのを防止できる。

【００１０】請求項３に記載の発明の電解水生成装置
は、給水口が陽極室に主に被電解水を供給し、水位検知
手段は陰極室に設けるようにしたもので、この構成によ
り陽極室側の水位が溢れ出す水位に固定され、陰極室側
の水位がそれよりも低く保たれる。この水位差のある状
態で電解を行うと、陽極側の被電解水に含まれるナトリ
ウムやカリウムなどの陽イオンが隔膜を介して陰極室に
移動するのが促進されるので、陽極と陰極間の電解時の
導電率が低くなり消費電力も低く抑えられる。またこの
ような陽イオンの含まれるアルカリ水は油脂の鹸化や乳
化作用および蛋白質に対する加水分解作用が強く洗浄水
として利用できる。

【００１１】請求項４に記載の発明の電解水生成装置
は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水位検知手段
の検出値が所定範囲外であれば電解を禁止するもので、
被電解水の入れ忘れや異常な低水量による電解で電極や
隔膜の劣化を防止すると共に、酸性水とアルカリ水が隔
膜を越えて混ざるほど水位が上昇した場合にも電解を中
止するので、酸性水とアルカリ水の混合による電解水の
劣化を防止できる。

【００１２】請求項５に記載の発明の電解水生成装置
は、請求項４に記載の水位検知手段の所定範囲を、給水
口が陽極室と陰極室のいずれか一方に被電解水を供給し
隔膜の上端を越えて溢れ出る際の水位より低く設定する
もので、電解時の酸性水とアルカリ水が隔膜を越えて混
ざることがないので、酸性水とアルカリ水の混合による
電解水の性能低下を防止できる。

【００１３】請求項６に記載の発明の電解水生成装置
は、請求項４に記載の水位検知手段の所定範囲が、陽極
または陰極の上端より高く設定するもので、電解時に陽
極または陰極が水面より露出することがないため、低水
位による電流集中による電極や隔膜の寿命低下を防止で
きる。

【００１４】請求項７に記載の発明の電解水生成装置
は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の同装置に水位
検知手段の検出値が所定範囲外の場合に報知する報知手
段を設けたもので、異常水位を使用者に伝えて、被電解
水の供給量を確認するよう促す。これにより、異常な電
解が防止でき、安定した電解水が生成できる。

【００１５】請求項８に記載の発明の電解水生成装置
は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水位検知手段
を、陽極と陰極間の電位または電流により電解槽内の被
電解水の水位を判定するようにしたもので、被電解水の
供給忘れや供給不足による異常低水位の場合に陽極また
は陰極の被電解水との接触面積が変化し、電解時の電位
や電流としてこの変化を捉えることができる。したがっ
て、特別な水位検知手段を設けなくても異常低水位が判
定できるので、構成やメンテナンスが簡単になり安く造
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】図１は本発明の実施例１における電解水生
成装置の構成図を示す。図２は本発明の実施例１におけ
る制御手段の操作パネルを示す。図３は本発明の実施例
１における制御動作のタイムチャートを示す。図４は本
発明の実施例１における電解水生成装置の外観図を示
す。

【００１８】この実施例は電解水としてアルカリ水を採
取し、洗浄水として用いた場合を示す。最初に図１を中
心に説明する。同図において、５０は上端の給水口５１
を電解槽蓋５２により閉じると密閉状態となる電解槽で
あり、イオン透過性の隔膜５３によって陽極室５４と陰
極室５５が形成されており、各々陽極５６および陰極５
７が隔膜５３を介して対向は位置されている。電解槽５
０の下方には陽極水出口５８と陰極水出口５９が設けら
れ、陰極室５５の中水位部６０には電解した陰極水を取
り出す取出口６１が設けられている。

【００１９】電解槽５０の上方の給水口５１部には陽極
室５４から発生する有害ガスである塩素ガスを溶解処理
する液体保持手段６２が備えられており、この液体保持
手段６２は微細空隙を有するよう構成され、内部の空隙
に液体を浸透させて保持させている。ここでの液体と
は、電解槽５０に供給する被電解水は水道水や地下水で
あり以降、原水と記す。

【００２０】電解槽５０から発生するガスは液体保持手
段６２を通過して排気口６３から排気する。

【００２１】この間に酸素や水素ガスなど原水に溶解し
にくいガスは排気口６３から排出され、塩素ガスは液体
保持手段６２に含まれる原水に接触し溶解する。液体保
持手段６２の上面に原水を溜める凹状の溜まり部６４
と、底部には液体保持手段６２の底が原水に浸ることが
できる液溜まり部６５を設けている。

【００２２】液体保持手段６２は、耐塩素ガス素材であ
るポリエチレンを連続発泡の多孔体に成型したスポンジ
で構成している。

【００２３】電解槽５０への給水は使用者が電解槽蓋５
２を上方へ開き原水を注ぐ、このとき原水はいったん液
体保持手段６２の上面に広がった後、陽極室５４側に入
る。そして、陽極室５４が満水になり溢れ出した原水が
陰極室５５に注がれる構成となっている。

【００２４】６６は着脱自在のキャップ６７および電解
質床６８を有する電解質タンクであり、ここでは電解質
として食塩６９が充填されている。電解質タンク６６に
は陽極室５４に設けられた原水給水口７０からパルスポ
ンプにてなる供給手段７１によって電解槽５０に入れら
れた原水が導入路７２を経て電解質タンク６６の上方に
送られる。導入された原水は食塩６９を溶解して飽和食
塩水となり、電解質床６８および給液路７３を通じて電
解質供給口７４から電解質溶液が陽極室５４供給される
構成となっている。

【００２５】陽極室５４に供給される飽和食塩水は、原
水に対して比重が大きいため陽極室５４の底部に沈んで
溜まる。この底に溜まった状態の高濃度の食塩水は電解
を開始すると、陽極５６表面に発生する酸素や塩素ガス
が上昇する際の対流により陽極５６と隔膜５３の間に原
水と混合しながら誘引され、最終的には全てが混合され
た状態となる。

【００２６】ここで、給液路７３の電解質供給口７４近
傍には陽極室５４の原水の逆流を阻止する方向に逆止弁
７５Ａが設けられ、導入路７２の電解質タンク６６と供
給手段７１の間に、電解質タンク６６の食塩水が供給手
段７１に逆流するのを防止する逆止弁７５Ｂが設けられ
ている。また電解質供給口７４は電解質タンク６６の液
面７６よりも上方位置に設けることにより、電解質タン
ク６６内の飽和食塩水が落差により電解槽５０に流出す
るのを防いでいる。さらに電解質供給口７４と原水給水
口７０の配置高さは略同一にすることで、電解槽５０の
原水がない場合でも電解質タンク６６の出入口の落差を
なくし、電解質タンク６６内の水の流出を防止してい
る。また、原水給水口７０は陽極室５４底部に溜まる高
濃度の食塩水の滞留部より充分に上方とすることで、給
水手段７１に供給した食塩水が再び吸引されることがな
ので、食塩による給水手段７１の腐食や固着が防止でき
る。

【００２７】陰極水取出口６１の下流には吐出手段７７
が設けられており、これを駆動することで吐出路７８を
通じて陰極水が吐出口７９から電解水容器８０に取水さ
れる。

【００２８】また陰極水出口５９と陽極水出口５８の下
流には、陰極水と陽極水を混合する混合手段８１が設け
られている。この混合手段８１は、排水路８２を通じて
陽極水と陰極水の混合しながら排出する開閉弁８３と、
この開閉弁８３の排水を貯める混合槽８４より成り、最
終的にこの混合槽８４により陰極水と陽極水は完全に混
合される。

【００２９】８５は操作パネル８６と制御回路８７と逆
電手段８８と直流電源８９から成る制御手段である。

【００３０】制御手段８５は、電解水容器８０の存在を
検知する容器検知手段９０の信号が制御回路８７に入力
され、容器検知手段９０によって容器が吐出口７９の対
向位置に存在する時のみ電解動作を行うように構成され
ている。

【００３１】さらに、制御手段８５は、電解槽５０に所
定量の原水（被電解水）を入れ、所定電解質濃度になる
ようにパルスポンプ７１で飽和食塩水を陽極室５４に供
給した後、所定電流を陽極５６と陰極５７との間に流す
ように所定時間通電することによって、陰極室５５で生
成される電解水をｐＨ１１．５〜１２．５のアルカリ水
にすべく、前記所定時間通電後に自動的にその通電を停
止する構成である。

【００３２】また、制御手段８５は、陽極５６と陰極６
７への通電を停止した後、自動的に吐出手段７７である
ポンプを運転し、ｐＨ１１．５〜１２．５のアルカリ水
を陰極室５５から電解水容器８０に自動搬送して停止
し、表示ランプ１００（図２）やチャイム、ブザーなど
の生成報知手段で報知する構成である。

【００３３】さらに制御手段８５は、電解槽５０の水位
センサからなる水位検知手段９１、９２の検出値によっ
て電解運転を制御する。すなわち電解運転が開始される
際に水位検知手段９２に水位がなければ原水の供給が不
充分と判定して電解を中止する。また水位検知手段９１
に水位があれば給水オーバーとしてこれも電解を中止す
る。すなわち水位検知手段９２に水位があり水位検知手
段９１に水位がない場合に電解運転をするように制御す
る。

【００３４】また制御手段８５は、混合槽８４の存在を
検知する混合槽検知手段９３と混合槽８４内の混合水の
満水を検知する混合水検知手段９４の信号が制御回路８
７に入力され、混合槽８４がないと判定されたり、混合
水が満水と判定された場合に、表示ランプやチャイム、
ブザーなどの排水注意の報知手段で報知するとともに開
閉弁８３が開かないように制御する構成である。なお両
検知手段９４，９５はフロート９６に設けられたマグネ
ット９７の磁気に感応するリードスイッチより成ってい
る。

【００３５】さらに制御手段８５は、電解槽蓋５２が閉
じられたことを検知する蓋開閉検知手段９７が電解槽５
０上面に設けられ、蓋が開いてる状態では電解運転を開
始しないように制御する。

【００３６】また、この電解槽蓋５２の閉止を保持する
蓋閉止保持手段９８が設けられている。この蓋閉止保持
手段９８はレノイドより成っていて、制御回路８７によ
り電解開始から所定時間の間は閉止を保持するよう作用
させる。すなわち、電解中や電解終了後も電解槽５０内
に塩素ガスが充満していると思われる時間帯は電解槽蓋
５２が開かないようにしている。これにより使用者が不
用意に電解槽蓋５２を開けてしまい塩素ガスによる不快
感を与えたり、塩素ガスが漏れ出して周りの金属を腐食
させるなどの不都合を防止できる。

【００３７】さらに制御手段８５は、直流電源８９の電
圧を検知する電圧検知回路（図示せず）を有し、陽極室
５４に添加された食塩の量をこの電圧値から求める電解
質検知手段８７Ａを有している。陽極室５４に食塩が添
加されると陽極５６と陰極５７の間の導電率が添加量に
比例して上昇する。したがって、電極間に定電流を流す
と電位差として導電率が求まり、食塩の添加量を推定す
ることができる。

【００３８】４９は上記各構成要素を一体に収めて構成
する電解水生成装置本体（図４）で、図４のように電解
水容器８０を本体４９から取り外して、これに噴霧手段
１２０を装着して、使用できるようにしている。なお、
この噴霧手段１２０は電解水容器８０と一体に構成して
もよい。このように一体に構成しているので、家庭やオ
フィスのどこにでも置けて、手軽に使用することができ
る。

【００３９】上記構成において次に動作、作用について
説明する。

【００４０】電解前に電解槽５０の電解槽蓋５２を開
け、所定水位まで原水を入れる。この時、液体保持手段
６２に原水を注ぐことになり、液体保持手段６２に原水
が浸透しながら陽極室５４内に流れ込む。そして陽極室
５４が満水となり隔膜５３上端から溢れ出た原水が陰極
室５５に供給される。そして、陰極室５５の所定水位に
達したら原水の供給を止める。

【００４１】この時原水の供給を止めても、液体保持手
段６２は上面の溜り部６４に溜まった原水が徐々に液体
保持手段６２の内部に浸透してゆく。また、液体保持手
段６２から染み出してくる原水は、液溜り部６５に溜
り、液体保持手段６２を原水に浸す状態になるため、液
体保持手段６２は常に原水を保持できる。

【００４２】次に、電解槽蓋５２を閉めて、操作パネル
８６の電源スイッチ１０２を投入し、電解スイッチ１０
３を投入することで電源ランプ１０４と電解ランプ１０
５が点灯して電解動作が開始される。

【００４３】また、陰極室５５の原水の水位が不充分で
水位検知手段９２に原水が達していなければ、給水ラン
プ１１０が点灯して給水不足を警告するとともに電解開
始を保留する。逆に原水の入れ過ぎによって水位検知手
段９１に原水が達してしまった場合は、給水オーバーラ
ンプ１１１が点灯して、電解開始を保留する。そして、
原水の水位が水位検知手段９１と水位検知手段９２の間
にある場合に電解動作が開始される。例えば低水位で電
解を行うと、陽極５６や陰極５７に局部的に大電流が流
れてしまい電極寿命が悪化する。逆に隔膜５３部の上端
を超える水位で電解を行うと、陽極水と陰極水が混ざっ
てしまい陰極水の洗浄性能が出なくなる。また、この水
位のバラツキは生成される陰極水のｐＨ値やナトリウム
イオン濃度に影響し安定した性能が得られなくなる。こ
うした問題をこの水位検知手段９１、９２の検出値によ
り制御することで解消でき、安定した電解が可能とな
る。

【００４４】次に電解動作について図３に基づいて説明
する。電解スイッチ１０２が投入されると、まずパルス
ポンプ７１が所定時間ｔｐだけ駆動され、陽極室５４の
原水が導入路７２、逆止弁７５Ｂを経て電解質タンク６
６に送られる。電解質タンク６６は水密状態に構成され
ており、原水が導入されることにより飽和状態の食塩水
が電解質床６８、給液路７３、逆止弁７５Ａを経て電解
質供給口７４から陽極室５４内に所定量供給される。飽
和食塩水は陽極室５４内の原水より比重が大きいため陽
極室５４底部に溜まり、底部に電解質滞留部を形成す
る。

【００４５】次いで制御回路８７が動作して陽極５６と
陰極５７間に電圧が印加されて電気分解が始まる。この
時直流電源８９は定電流を供給し一定の電解水を生成で
きるようにしている。また逆電手段８８は通常の極性で
電解運転されるように陽極５６にはプラス極、陰極５７
にはマイナス極になるよう設定されている。

【００４６】そして正常に電気分解が開始された場合
は、この極性ので所定時間ｔｅだけ電気分解される。電
解時の陽極室５４では化式１に示した反応が生じて酸性
水が生成される。

【００４７】このとき陽極５６と陰極５７の対向面では
通電にともなって、電解ガスが発生する。陽極５６表面
では酸素と塩素ガスは発生し、このガスの上昇による対
流作用により陽極５６と隔膜５３の間に循環流が形成さ
れる。そして、この循環流の誘引作用により、陽極室５
４底部の電解質滞留部の高濃度食塩水が原水と混合しな
がら陽極５６と隔膜５３の間に流れ込む。したがって、
電解開始からしばらくの間に陽極室５４全体の食塩濃度
より濃い食塩水が陽極５６と隔膜５３の間に流れ、電解
の効率を高めるように作用する。

【００４８】（化式１）２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂↑＋２ｅ^- Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂↑＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- 一方、陰極室５５では化式２に示した反応が生じて水酸
基ＯＨ−を中和するためＮａ＋が隔膜２１を通過して移
動し、アルカリ水が生成される。

【００４９】（化式２）２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂↑＋２ＯＨ^- Ｎａ⁺＋ｅ^-→Ｎａ２Ｎａ＋２Ｈ₂Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ₂↑ ここで、陽極室５４の陽極５６と隔膜５３の間に高濃度
の食塩溶液が供給されるので短時間にｐＨ１１．５〜１
２．５の還元力の強いアルカリ水が得られる。すなわ
ち、陽極５６と陰極５７間に電圧が印可されると被電解
水に含まれるイオンは電気吸引力により陽／陰極５６、
５７と逆極性のイオンが隔膜５３を通過して移動するこ
ととなる。したがって陽極室５４に導入された食塩に含
まれるＮａイオンは隔膜５３を経て陰極室５５へと即座
に移動する。この結果、短時間にｐＨ値の高いアルカリ
水が得られる。実験によれば約５００ＣＣの水を１．５
アンペアで１０分間電解することでｐＨ１２のアルカリ
水が得られた。このナトリウムイオン濃度の高いアルカ
リ水は油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水
分解作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面
の洗浄水として利用できる。

【００５０】また陽極室５４のみに食塩溶液が供給され
ることで陰極室５５には塩素イオン濃度の低いアルカリ
水が生成される。塩素イオンは洗浄力を阻害する因子と
なるため、陽極室５５のみに食塩溶液が供給することで
洗浄力の高いアルカリ水を生成できる。

【００５１】陰極室５５に生成されたアルカリ水は、所
定時間ｔｅ電解された後、直ちに吐出手段７７が予め設
定された時間ｔｏ駆動されて、陰極水取出口６１を経て
吐出路７８を通じて吐出口７９から電解水容器８０に注
入される。そして中水位部６０から上部のアルカリ水が
取り出される。これにより隔膜５３を介しての酸性水と
アルカリ水の浸透混入が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止
できる。なお、電解水容器８０には図４に示すように噴
霧手段１２０を装着して被洗浄面に直接スプレー噴霧し
て使用することができる。

【００５２】次いで制御回路８７が逆電手段８８を動作
させて陽極５６と陰極５７間に逆極性、つまり陽極５６
側をマイナス極、陰極５７側をプラス極とする逆電位を
印加して電解する。この逆電位で所定時間ｔｒ印加され
る。この時陰極室５５の中水位部６０までの残水と陽極
室５４の陽極水とで逆極性の電気分解が行われ、陽極水
のｐＨが上がり、陰極水のｐＨが下がる。すなわち両者
ともに中性に近づくことになる。

【００５３】さらにこの逆電位の印加は、前回の電解に
よって陰極５７の表面に析出したスケール成分が酸化さ
れて洗浄される。すなわち、原水には各種のイオンが含
まれており、特にカルシウムイオンやマグネシウムイオ
ンなどの陽イオンは陰極室５５の水酸基と反応して水酸
化カルシウムや水酸化マグネシウムとなり、溶解限界を
越えると陰極５７や隔膜５３の表面に析出し、電解電流
の妨害因子となるが、この逆電運転を所定時間行うこと
で良好に洗浄されてスケール成分が分解され、電極の長
寿命化が実現できる。

【００５４】そして逆電位での印加が終わった段階で、
開閉弁８３を所定時間ｔｄ開き、陽極水と陰極水を混合
槽８４に排水させ混合する。この混合槽８４に貯まった
混合水は使用者が混合槽８４を本体４９から取り出して
捨て、空の混合槽８４を本体４９に戻して一連の運転は
終了する。

【００５５】上記のように本実施例の電解水生成装置
は、陽極５６と陰極５７との間にイオン透過性の隔膜５
３が配置され、この隔膜５３によって陽極室５４と陰極
室５５とが形成された電解槽５０と、給水口５１より陽
極室５４に注がれた被電解水が溢れて陰極室５５に供給
され、その水位を水位検知手段９１、９２により適正水
位と判断して電解するので、被電解水を電解したとき、
陰極室５５で生成されるアルカリの電解水は、そのｐＨ
が常に安定した洗浄力に優れ安全な電解水である。

【００５６】また、イオン透過性の隔膜５３は陽極室５
４から陰極室５５にナトリウムイオンやカリウムイオン
などの陽イオンを透過し、塩素イオンなどの陰イオンの
透過を抑制する陽イオン交換膜が洗浄力に優れた電解水
を生成するのに優れている。

【００５７】本実施例の電解槽５０は給水口５１から給
水される原水は、まず陽極室５４に供給され、ここで溢
れた水が陰極室５５に注がれる構成であるので、陽極室
５４の水位の方が陰極室５５の水位よりも高くなる。

【００５８】ここで陽極室５４に食塩を添加して電気分
解を行った場合の陽極水と陰極水の水位差による陰極水
の電解性能を図５に示す。この図は、陰極水の量、食塩
濃度、電解電流、電解時間を一定にして、陽極水の水位
を変えた状態で電解を行い、その時の陰極水のｐＨとナ
トリウムイオン濃度を示す。図のように水位差が同等も
しくは陽極水の水位が高い方が陰極水が高い場合よりｐ
Ｈ値が高く、またナトリウムイオンの移動を促進させて
いることがわかる。したがって、少量の電解質で効率よ
くｐＨ値の高いアルカリ水が生成できる。また、水位差
を設けることで、陽極水が陰極水に混入して電解水の性
質を悪化させるのを防ぐことができる。

【００５９】ちなみに本実施例の電解水生成装置では、
約５００ＣＣの水を１．５アンペアで１０分間電解する
ことでｐＨ１２のアルカリ水が得られることから、制御
手段８５は陽極５６と陰極５７との間への通電を開始し
てから１０分後に、自動的にこの通電を停止するように
している。

【００６０】またこのように、制御手段８５は、少なく
とも陽極５６と陰極５７との間への通電開始から通電停
止までの通電時間で電解水がｐＨ１１．５〜１２．５の
アルカリ水になったと判定制御することにより、特にｐ
Ｈセンサを備える必要がないため、構成が簡単安価でｐ
Ｈセンサの特性変化に影響されたり、ｐＨセンサのメン
テナンス等わずらわしいこともなく、長期にわたって安
定して使用できる。

【００６１】また電解質６９を、ナトリウムまたはカリ
ウムを含有する電解質とすることより、ナトリウムイオ
ンまたはカリウムイオンの移動によって陽極５６と陰極
５７の間のイオン濃度を高くするように作用し、陽極５
６，陰極５７間に電流が流れやすくなり、短時間に効率
的にｐＨ値の高いアルカリ水が得られる。このｐＨ値の
高いアルカリ水は洗浄力が高く、手など皮膚についても
安全な洗浄水として利用できる。特に電解質６９を食塩
とすることにより、一般の人が入手しやすく家庭でもオ
フィスでも使用しやすくできる。

【００６２】なお本実施例では水位検知手段９１と９２
の二つの水位センサを用いたが、超音波水位センサや圧
力センサなどの水位をリニアに検知できるものを採用す
ることで、水位に比例して電解時間を変更して、一定の
イオン濃度の電解水を生成させることもできる。

【００６３】また、陽極５６と陰極５７間に一定電流を
印加し、この電位により電解槽内の被電解水が供給され
ているかを判定することができる。すなわち異常低水位
の場合に陽極５６または陰極５７の被電解水との接触面
積が変化することにより、陽極５６と陰極５７間の電気
抵抗が増すことに伴なう電位上昇を捉え、異常低水位を
判定する。したがって、特別な水位検知手段を設けなく
ても異常低水位が判定できるので、構成やメンテナンス
が簡単になり安く造ることができる。

【００６４】さらに本実施例では陰極室５５のアルカリ
水による洗浄水生成を目的としたが、陽極室５４に生成
される酸性水は除菌や漂白に利用できる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、上記発明の電解水生成装
置によれば、簡単で小型な構成で安定した性能の電解水
を生成する電解水生成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電解水生成装置の構
成図

【図２】同実施例１における操作パネルの構成図

【図３】同実施例１における制御動作のタイムチャート

【図４】同実施例１における電解水生成装置の外観図

【図５】同実施例１における陽極水と陰極水の水位差と
陰極水のｐＨおよびナトリウム濃度の関係図

【図６】従来の電解水生成装置の構成図

【符号の説明】

５０電解槽５１給水口５３隔膜５４陽極室５５陰極室５６陽極５７陰極９１水位検知手段８５制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桶田岳見大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者岡浩二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者中村一繁大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB07 EA02 EB02 EB05 EB13 EB19 EB37 EB38 EB39 ED13 GA04 GA06 GA30 GB04 GB18 GC04 GC11 GC15 GC16 GC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極との間にイオン透過性の隔膜
が配置され、この隔膜によって陽極室と陰極室とが形成
された電解槽と、前記陽極室及び陰極室に被電解水を予
め供給する給水口と、前記電解槽内の被電解水の水位を
検出する水位検知手段と、前記水位検知手段の検出値に
応じて電解運転を制御する制御手段を備えた電解水生成
装置。
【請求項２】給水口は、陽極室と陰極室のいずれか一
方に主に被電解水を供給し、溢れた被電解水が他方に供
給されるように構成するとともに、水位検知手段は前記
他方に設けた請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】給水口は、陽極室に主に被電解水を供給
し、水位検知手段は陰極室に設けた請求項２に記載の電
解水生成装置。
【請求項４】水位検知手段の検出値が所定範囲外であ
れば電解を禁止する請求項ｃ記載の電解水生成装置。
【請求項５】水位検知手段の所定範囲は、給水口が陽
極室と陰極室のいずれか一方に被電解水を供給し溢れ出
る際の水位より低く設定する請求項４に記載の電解水生
成装置。
【請求項６】水位検知手段の所定範囲は、陽極または
陰極の上端より高く設定する請求項４に記載の電解水生
成装置。
【請求項７】水位検知手段の検出値が所定範囲外の場
合に報知する報知手段を設けた請求項１〜６のいずれか
１項に記載の電解水生成装置。
【請求項８】水位検知手段は、陽極と陰極間の電位ま
たは電流により電解槽内の被電解水の水位を判定するよ
うにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解水生
成装置。