JP2012179566A

JP2012179566A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP2012179566A
Application number: JP2011044982A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Matsunaga; 恭文松永; Yuji Hiraishi; 裕二平石
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】広範囲の導電率の水を電解することのできる電解水生成装置を提供する。
【解決手段】電解水生成装置は、陽極２１と陰極２２の少なくとも一対の電極を備える電解槽２と、電解槽２に流入する原水の導電率を検知する検知部８と、検知部８により検知された原水の導電率に応じて電極間の距離を制御する制御部７と、制御部７の制御に応じて電極間の位置を可変する電極位置可変部１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解水を生成する電解水生成装置に関する。

従来より、電解水を生成する電解水生成装置が知られている。例えば、特許文献１には、電解処理に先立ってパルス通電により電流値を検出し、導電率の高い水が通水され過電流が流れた場合は電解槽への通電を停止させる電解水生成器が開示されている。このような電解水生成器によれば、過電流による回路部品の損傷を防止することができる。

特開平１０−１５６３６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される電解水生成器では、過電流を検知すると電解を停止するため、導電率の高い水が通水された場合は電解ができない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、広範囲の導電率の水を電解することのできる電解水生成装置を提供することである。

本発明は、電解水を生成する電解水生成装置であって、陽極と陰極の少なくとも一対の電極を備える電解槽と、前記電解槽に流入する原水の導電率を検知する検知部と、前記検知部により検知された原水の導電率に応じて前記電極間の距離を制御する制御部と、前記制御部の制御に応じて前記電極間の位置を可変する電極位置可変部とを備える。

また、本発明において、前記制御部は、前記電極間に流れる電解電流値が所定の値以上の場合は電極間距離を広げ、その電解電流値が所定の値まで小さくなると前記電極の位置を固定し、逆に、前記電極間に流れる電解電流値が所定の値以下の場合は電極間距離を狭くし、その電解電流値が所定の値まで大きくなると前記電極の位置を固定してもよい。

また、本発明は、前記電極に接触防止用のストッパを設けてもよい。

本発明によれば、原水の導電率に応じて電極間の距離を可変するようにしているので、広範囲の導電率の水を電解することのできる電解水生成装置を提供することが可能となる。

第１実施形態における電解水生成装置の構成図である。第１実施形態における電解槽内の電極の位置を説明するための図である。電解電流値と電極間距離との関係を説明するための図である。第１実施形態における電解水生成装置の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における電解槽内の電極の位置を説明するための図である。第２実施形態における電解水生成装置の構成図である。第２実施形態における電解槽内の電極の位置を説明するための図である。第２実施形態における電解水生成装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における電解水生成装置の構成図である。この図に示すように、原水導入口１から通水された原水はカートリッジ４で不純物が取り除かれ、流量センサ５を通過し電解槽２に流れ込む。電解槽２は、陽極２１と陰極２２の少なくとも一対の電極を備えている。これら電極に電圧を印加すると、陰極室にはアルカリ水が生成され、陽極室には酸性水が生成される。生成されたアルカリ水はアルカリ水吐出口３から排出され、酸性水は図示しない酸性水排出口から排出されるようになっている。流量センサ５は、流量を検知して制御部７に通知する。検知部８は、電解槽２に流入する原水の導電率（電極間に流れる電解電流値）を検知して制御部７に通知する。制御部７は、電解槽２への通電や印加する電解電圧を制御したり、検知部８により検知された原水の導電率に応じて電極間の距離を制御したりする。電極位置可変部１０は、制御部７の制御に応じて電極間の位置を可変する。

図２は、電解槽２内の電極の位置を説明するための図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）はＡ矢視図である。ここでは、中央陽極２１の両側に２つの側方陰極２２ａ，２２ｂをそれぞれ配置している。陽極２１および陰極２２ａ，２２ｂは、絶縁が施されたバネ２３により連結されており、モーター駆動により電極間距離が可変できるようになっている。すなわち、モーター２７が回転すると、ギア２５，２６および軸２４を介して陰極２２ａが矢印方向に移動し、バネ２３で連結された陽極２１も矢印方向に移動する。陰極２２ｂは固定されているものとする。このように、モーター２７により片側の電極２２ａだけを移動させても、各々の電極はバネ２３により連結されているので、陽極２１と陰極２２ａとの間の距離、陽極２１と陰極２２ｂとの間の距離はそれぞれ同一となる。

制御部７は、流量センサ５の信号を読み取り、流量レベルが一定量を超えると通水中と判断する。そして、電源部９を制御して電解槽２の電極に直流電圧を供給し、アルカリ水または酸性水を生成する。この電解制御において、検知部８は、電極間に流れる電解電流値を監視している。ここで、図３に示すように、水の導電率をρ、電極間距離をＬ、電極板の面積をＡ、電解電圧値をＶとする。抵抗Ｒは、Ｒ＝ρ×Ｌ/Ａであるから、オームの法則より、電極間に流れる電解電流値ｉは、ｉ＝Ｖ/Ｒ＝（Ｖ×Ａ）/（Ｌ×ρ）である。したがって、電解電圧値Ｖおよび電極板面積Ａを固定値とすると、電極間距離Ｌが広くなるほど流れる電流値ｉはより小さくなり、逆に、電極間距離Ｌが狭くなるほど流れる電流値ｉはより大きくなる。

ここで、導電率が高い原水が通水された場合、水の抵抗値が小さいため電極間を流れる電流は大きくなる。そこで、制御部７は、電解電流値が所定の値以上の場合、電極位置可変部１０のモーター２７を回転させて電極間距離を広げる（図４、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６）。これにより、電解電流値が所定の値まで小さくなると、電極位置可変部１０のモーター２７を停止し、電極の位置を固定する。

逆に、導電率が低い原水が通水された場合、水の抵抗値が大きいため電極間に流れる電流は小さくなる。そこで、制御部７は、電解電流値が所定の値以下の場合、電極位置可変部１０のモーター２７を先程とは逆回転させて電極間距離を狭くする（図４、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５）。これにより、電解電流値が所定の値まで大きくなると、電極位置可変部１０のモーター２７を停止し、電極の位置を固定する。

その後、通水が停止すると、電解電圧の印加を停止する（図４、Ｓ７→Ｓ８）。

以上のように、第１実施形態における電解水生成装置によれば、原水の導電率に応じて電極間の距離を可変するようにしているので、広範囲の導電率の水を電解することができる。すなわち、導電率が高い水でも回路部品に負荷をかけることなく電解することができ、逆に、導電率が低い水でもｐＨを得ることができる。

また、制御部７は、電解電流値が所定の値以上の場合は電極間距離を広げ、その電解電流値が所定の値まで小さくなると電極の位置を固定する。逆に、電解電流値が所定の値以下の場合は電極間距離を狭くし、その電解電流値が所定の値まで大きくなると電極の位置を固定する。これにより、電解電流値に応じた適切な電極間距離を保つことが可能である。

なお、ここでは、片側の陰極２２ａだけを移動させることとしているが、もう片側の陰極２２ｂも同様に移動させてもよい。すなわち、図５に示すように、モーター２７ｂが回転すると、ギア２５ｂ，２６ｂおよび軸２４ｂを介して陰極２２ｂが矢印方向に移動するようにしてもよい。この場合、バネ２３は不要である。このような電極位置可変部１０によっても、モーター２７ａ，２７ｂを同じ回転数に制御することで、陽極２１と陰極２２ａとの間の距離、陽極２１と陰極２２ｂとの間の距離をそれぞれ同一にすることができる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態における電解水生成装置の構成図である。この電解水生成装置は、図６に示すように、電極間の距離可変用のモーター２７に流れる電流値を検知して制御部７に通知するモーター電流検知部１１を備えている。また、電極に接触防止用のストッパ３０を設けている。例えば、図７に示すように、電解槽２内の陰極２２ａ，２２ｂの両面にストッパ３０となる突起を設けるようにしてもよい。ストッパ３０の材質は、導電性がなく耐水性があればよく、例えばゴム等を採用することができる。このようなストッパ３０は、電極板に均等に力が加わるようにするため、電極板の四隅に設けるのが望ましい。ここでは、陰極２２ａ，２２ｂの両面にストッパ３０を設けることとしているが、陽極２１に面している側にはストッパ３０を設けず、陽極２１側にストッパ３０を設けるようにしてもよい。

図８は、第２実施形態における電解水生成装置の動作を示すフローチャートである。この図に示すように、基本動作は第１実施形態と同じである。すなわち、電極板が移動する際、より大きな導電率の原水が通水された場合、電極板は電解槽ケースに近づき（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１９）、逆に、より小さな導電率の原水が通水された場合、電極板同士が近づく（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５）。これにより、電極板に設けられたストッパ３０が電解槽ケースもしくは相手電極板に当たると、それ以上、電極板は移動することができなくなる。この時、電極位置可変部１０のモーター２７はロック状態となり、過電流が流れる。モーター駆動中、モーター電流検知部１１はモーター電流を常に監視している。そして、一定以上の電流が流れた場合はモーター２７を停止させ、電極板の移動を停止させる（Ｓ１６→Ｓ１７→Ｓ１８、Ｓ２０→Ｓ２１→Ｓ２２）。

以上のように、第２実施形態における電解水生成装置によれば、電極に接触防止用のストッパ３０を設けているので、電極板が移動し過ぎないように規制することができる。これにより、電極板同士の接触や、電極間が広がり過ぎることを防止することが可能である。

なお、以上では好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、電解槽２は少なくとも一対の電極を備えていればよく、その構成は適宜変更することが可能である。

２電解槽
８検知部
７制御部
１０電極位置可変部
２１陽極
２２陰極
３０ストッパ

Claims

電解水を生成する電解水生成装置であって、
陽極と陰極の少なくとも一対の電極を備える電解槽と、
前記電解槽に流入する原水の導電率を検知する検知部と、
前記検知部により検知された原水の導電率に応じて前記電極間の距離を制御する制御部と、
前記制御部の制御に応じて前記電極間の位置を可変する電極位置可変部と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
前記制御部は、前記電極間に流れる電解電流値が所定の値以上の場合は電極間距離を広げ、その電解電流値が所定の値まで小さくなると前記電極の位置を固定し、逆に、前記電極間に流れる電解電流値が所定の値以下の場合は電極間距離を狭くし、その電解電流値が所定の値まで大きくなると前記電極の位置を固定することを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
前記電極に接触防止用のストッパを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電解水生成装置。