JP2012240025A

JP2012240025A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JP2012240025A
Application number: JP2011115681A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Sakai; 陽坂井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】所望のｐＨ値のイオン水をより簡単な制御構成で且つより安定して生成することのできる電解水生成装置を得ることを目的とする。
【解決手段】水栓（水供給部）２ａから原水が導水される主配管（流路）３に、少なくとも一対の陽極および陰極の電極板１１、１２（１２、１３）を備えた電解槽９と、流量検知手段１８とを配置させた電解水生成装置１において、流量検知手段１８が検出した流量に応じて前記電極板１１、１２（１２、１３）の電解面積を可変とする面積可変手段１９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解水生成装置に関する。

従来の電解水生成装置として、水供給部と電解槽との間の流路に流量計を設け、この流量計からの情報信号に基づき、生成するイオン水のｐＨ値が所望の値となるように、電解槽の電極板に印加する電圧を調整するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような構成により、蛇口の開き具合いの変化などによって装置内に導入される原水の流量が変化した場合にも、所望のｐＨ値のイオン水を生成することができる。

特開平７−１２４５６２号公報

しかしながら、上記従来の電解水生成装置にあっては、原水の流量に応じて制御部による細かな制御作業が必要となり、制御部が複雑化してしまうとともに、イオン水を安定して生成することができない恐れがあった。

そこで、本発明は、所望のｐＨ値のイオン水をより簡単な制御構成で且つより安定して生成することのできる電解水生成装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にあっては、水供給部から原水が導入される流路に、少なくとも一対の陽極および陰極の電極板を備えた電解槽と、流量検知手段とを配置させた電解水生成装置において、前記流量検知手段が検出した流量に応じて前記電極板の電解面積を可変とする面積可変手段を設けたことを特徴とする。

本発明の電解水生成装置によれば、流量検知手段が検出した流量に応じて電極板の電解面積を可変とする面積可変手段を設けている。そのため、従来のような制御手段による細かな制御作業が不要となり、より簡単な制御構成で且つより安定して所望のｐＨ値のイオン水を生成することができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる電解水生成装置を示した図である。図２は、図１に示す電解水生成装置の面積可変手段を示した側面図である。図３は、図１に示す電解水生成装置の面積可変手段を示した正面図である。図４は、本発明の第２実施形態にかかる電解水生成装置を示した図である。図５は、本発明の第３実施形態にかかる電解水生成装置を示した図である。図６は、図５に示す電解水生成装置の面積可変手段を示した側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３は、本発明の第１実施形態にかかる電解水生成装置を示した図である。

図１に示すように、本実施形態の電解水生成装置１は、水道管などの原水管２に連結された水栓（水供給部）２ａから水道水などの原水が導入される主配管（流路）３を備えている。この主配管３には、上流側から順に浄化部６、流量センサ７、カルシウム供給部８および電解槽９が配設されている。なお、原水は水道水に限られるものではなく、井戸水や溜め水等であってもよい。

浄化部６は、原水中の汚濁成分を除去するものであり、本実施形態では、活性炭フィルタ４と中空糸膜フィルタ５とを備えた浄水カートリッジを用いている。

活性炭フィルタ４は、原水中に含まれる残留塩素やトリハロメタンなどを吸着して除去する機能を有している。一方、中空糸膜フィルタ５は、活性炭フィルタ４で捕捉しきれない微細な不純物を除去するとともに、活性炭フィルタ４から漏出した活性炭粒子を除去する機能を有している。

浄化部６の活性炭フィルタ４および中空糸膜フィルタ５を通過して濾過された水は、流量センサ７を通過してカルシウム供給部８に至る。

カルシウム供給部８では、例えばグリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウムなどのカルシウムイオンが添加されるようになっている。そして、カルシウムイオンにより導電率の高められた浄水は電解槽９に流入する。

電解槽９は、内部を二分して一対の電極室Ｓ１、Ｓ２を形成する隔膜１０と、各電極室Ｓ１、Ｓ２に配置される少なくとも一対の陽極および陰極の電極板１１、１２（１２、１３）とを備えている。本実施形態では、電解槽９での電解効率を高めるために、隔膜１０の内側の電極室Ｓ１に電極板１２を一つ配置しているのに対し、隔膜１０の外側の電極室Ｓ２には電極板１１、１３を２つ配置している。そして、電解槽９の上流側の主配管３を分岐させ、一方の分岐路を電極室Ｓ１の入口に連通するとともに、他方の分岐路を電極室Ｓ２の入口に連通させている。

電解槽９の一対の電極室Ｓ１、Ｓ２に導入された水は、陰極と陽極の間（電極板１１と１２、１２と１３の間）に電圧を印加することで電気分解され、一方の電極室ではアルカリイオン水が生成されるとともに、他方の電極室では酸性水（次亜水）が生成される。

また、隔膜１０の内側の電極室Ｓ１下流側には排水管１４が連通されているとともに、隔膜１０の外側の電極室Ｓ２下流側には吐水管１５が連通されている。そして、電極室Ｓ１で生成された何れか一方のイオン水は排水管１４を通り、当該排水管１４の出口から外部に排出される。一方、電極室Ｓ２で生成された何れか他方のイオン水は吐水管１５を通り、当該吐水管１５の出口から外部に排出される。

電解水生成装置１には、当該装置の駆動／停止を入力する電源ボタン（図示せぬ）や、モード選択ボタン２４、ｐＨ調節ボタン２５などを備えた操作部２２が設けられている。本実施形態では、モード選択ボタン２４によってアルカリイオン水モード、酸性水モード、浄水モードの何れかを選択できるとともに、ｐＨ調節ボタン２５によって所望のｐＨ値を適宜設定できるようになっている。また、操作部２２の近傍には表示部２３が設けられており、この表示部２３によって上述した装置の駆動／停止状態、選択モード、ｐＨ値などが表示されるようになっている。

また、電解水生成装置１には制御部２６が設けられている。この制御部２６には、流量センサ７からの検知信号や、操作部２２および表示部２３からの操作信号などが送られるようになっている。また、電解槽９は、制御部２６の指令信号によって駆動するようになっており、電解槽９の電極板１１〜１３には、電源プラグ１６から電源部１７を介してＡＣからＤＣに変換された電圧が印加されるようになっている。

ここで、本実施形態の電解水生成装置１には、流量検知手段が検出した流量に応じて電解槽９の電極板１１〜１３の電解面積（電解有効面積）を可変とする面積可変手段が設けられている。具体的には、図１〜図３に示すように、本実施形態では、流量検知手段が主配管３内に配置されるフロート部材１８であり、面積可変手段が回転軸２７を中心に巻取可能な遮蔽部材１９により構成されている。

フロート部材１８は、本体の外部または内部に磁石を備えており、図１に示すように、上下方向に延びる主配管３の通路３ａに配置されることにより、流量の変化に応じて上下方向に往復動自在となっている。すなわち、本実施形態では、流量が少ない場合には図１に示すような通路３ａの上流側（図１中下側）に位置し、水栓２ａの開き具合などによって流量が増えた場合には、フロート部材１８が押し流されて通路３ａの下流側（図１中上側）に移動するようになる。

遮蔽部材１９は、図２および図３に示すように、図示せぬスプリングによって巻取方向に付勢されたいわゆるロールカーテンやロールスクリーン状のゴムシートにより構成されている。なお、遮蔽部材の材質は、電極板１１〜１３の電解を阻害する非導電性の材質であれば何でも適用することができる。

遮蔽部材１９は、回転軸２７の周縁部が収納部２１となっており、本実施形態では、この収納部２１から遮蔽部材１９の先端部１９ａを下方に垂れ下げることにより、電極板間を遮蔽できるようにしている。すなわち、遮蔽部材１９は、回転軸２７および収納部２１が電極板１１〜１３よりも下流側に位置して配置されるようになっている。本実施形態では、このような遮蔽部材１９を、先端部１９ａが電極室Ｓ１の電極板１２と電極板１１側の隔膜１０との間を移動するようにすることで、電極板１１と電極板１２との間を遮蔽できるようにしている。

遮蔽部材１９には、先端部１９ａから基端部１９ｂに架けて適宜間隔を空けて複数（本実施形態では２つ）のガイド部材２０が設けられている。そして、このガイド部材２０を遮蔽部材１９の両脇に配置されるレール部材２８にセットすることで、遮蔽部材１９をフロート部材１８が移動する上下方向に沿って直線的にガイドし、スライド移動できるようにしている。

また、遮蔽部材１９の先端部１９ａに配置されるガイド部材２０には、フロート部材１８と同じく磁石が内蔵されている。これにより、遮蔽部材１９の先端部１９ａを流量に応じて上下動するフロート部材１８に追従させて、陽極と陰極（電極板１１と１２）の電解面積を可変させることができる。

以上の構成の電解水生成装置１では、まずは使用者が操作部２２の電源ボタンを押して装置を駆動し、モード選択ボタン２４を操作して、アルカリイオン水モード、酸性水モード、浄水モードのうちの何れかを選択する。そして、上記モードのうちアルカリイオン水モードまたは酸性水モードを選択した場合には、ｐＨ調節ボタン２５を操作して所望のｐＨ値を適宜選択し、水栓２ａを開く。

水栓２ａから導入された原水は、浄化部６にて残留塩素や細菌などの不純物が除去され、流量センサ７を通過してカルシウム供給部８にて電気分解が容易に行われるようになされた状態で電解槽９に通水される。このとき、制御部２６は、流量センサ７からの信号を読み取り、その流量レベルが一定レベルを超えたときにその状態を通水中と判断するようになっている。

そして、制御部２６は、使用者が操作部２２で入力したモードで電気分解を行わせるように電極板１１〜１３に印加する電圧を制御する。すなわち、アルカリイオン水モードでは、電極板１１、１３を陰極として電極室Ｓ２が陰極室、電極板１２を陽極として電極室Ｓ１が陽極室となるように制御する。一方、酸性水モードでは、電極板１１、１３を陽極として電極室Ｓ２が陽極室、電極板１２を陰極として電極室Ｓ１が陰極室となるように制御する。

これにより、アルカリイオン水モードでは、陽極室となる電極室Ｓ１から排水管１４を介して酸性水を排出させるとともに、陰極室となる電極室Ｓ２から吐水管１５を介してアルカリイオン水を吐出させることができる。一方、酸性水モードでは、陰極室となる電極室Ｓ１から排水管１４を介してアルカリイオン水を排出させるとともに、陽極室となる電極室Ｓ２から吐水管１５を介して酸性水を吐出させることができる。また、浄水モードにおいては、電極板１１〜１３に電圧を印加しないことで、そのままの浄水を吐水管１５から吐出させるようにしている。

このような電解水生成装置１において、主配管３の通路３ａには流量検知手段としてのフロート部材１８が配置されており、電解槽９の電極室Ｓ１には面積可変手段としての遮蔽部材１９が配置されている。

遮蔽部材１９は、電極板１１と１２の間に垂れ下がった状態で、即ち、先端部１９ａのガイド部材２０が電極板１１と１２の上流側（図１中下側）に配置された状態で使用される。

このように配置された遮蔽部材１９は、流量に応じて上下動するフロート部材１８に先端部１９ａを追従させて、陽極と陰極（電極板１１と１２）の電解面積を可変させることができる。すなわち、流量が少ない場合には電解面積を小さくすることができ、流量が多い場合には電解面積を大きくすることができる。

よって、特に流量が少ないにも関わらず低いｐＨ値のイオン水を生成したい場合に、従来では電極板のすべてが電解面積となるため、制御部での制御が困難となり低いｐＨ値のイオン水を生成できない等の問題があったが、本実施形態ではそれを解決できる。すなわち、遮蔽部材１９によって電解面積を小さくすることができるので、低いｐＨ値のイオン水にあっても安定して生成することができるようになる。このように、本実施形態の電解水生成装置１によれば、フロート部材２０が検出した流量に応じて陽極と陰極（電極板１１と１２）の電解面積を可変とする遮蔽部材１９を設けたので、より簡単な制御構成で且つより安定して所望のｐＨ値のイオン水を生成することができる。

なお、本実施形態を実施するにあたって、電解水生成装置１の使用状態において、遮蔽部材１９の先端部１９ａを電極板１１、１２の上流側（図１中下側）に位置させることが必須となる。このような状態は、例えば遮蔽部材１９がスプリングによって巻取方向に付勢される力よりも若干大きな力関係となるように、ガイド部材２０の重さを調整することで作り出すことができる。そして、例えばカルシウム供給部８の開口（上蓋）から主配管３内にフロート部材１８が投入され、装置内に通水された水によってフロート部材１８が押し流されて上下方向に延びる通路３ａに導くことができる。また、流量が多い場合にフロート部材１８が通路３ａの下流端部（図１中上端部）からさらに下流側へ押し流されてしまわないように、下流端部にメッシュ状の柵などを設けるのが好ましい。

以上、説明してきたように、本実施形態の電解水生成装置１によれば、流量検知手段としてのフロート部材１８が検出した流量に応じて電極板１１、１２（陽極と陰極）の電解面積を可変とする面積可変手段としての遮蔽部材１９を備えている。そのため、従来のような制御手段による細かな制御作業が不要となり、より簡単な制御構成で且つより安定して所望のｐＨ値のイオン水を生成することができる。

特に、本実施形態によれば、流量が少ないにも関わらず低いｐＨ値のイオン水を生成したい場合にあっても、当該低いｐＨ値のイオン水を安定して生成することができるという利点がある。このように、本実施形態によれば従来と比べてより低いｐＨ値のイオン水を生成することができるようになるので、より広い範囲のｐＨ値（例えばｐＨ８，５程度〜ｐＨ９，５程度）のイオン水を安定して生成することができるようになる。

また、本実施形態では、流量検知手段が主配管３の通路３ａに配置されるフロート部材１８であり、面積可変手段が回転軸２７を中心に巻取可能に構成され、先端部１９ａを流量に応じて上下動（移動）するフロート部材１８に追従させるようにした遮蔽部材１９により構成している。そのため、流量センサ７を必須の構成とする必要がなくなり、且つ制御部２６から電極板１１、１２への一定の電圧の印加で所望のｐＨ値のイオン水を生成することができるので、より簡単な制御構成とすることができる。

なお、本実施形態では、遮蔽部材１９によって電極板１１と１２の間のみを遮蔽する構成としたが、さらに電極板１２と１３の間を遮蔽するようにしてもよい。また、本実施形態では、遮蔽部材１９を電極室Ｓ１に配置するようにしたが、電極室Ｓ２に配置するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態では、上下動するフロート部材１８に対して遮蔽部材１９を追従させるようにしたが、左右に平行移動するフロート部材１８に対して遮蔽部材１９を追従させる構成とすることで、電極板１１、１２（１２、１３）の電解面積を可変させるようにしてもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態にかかる電解水生成装置１Ａを示した図である。なお、本実施形態を説明するにあたって、上記第１実施形態の電解水生成装置１と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態の電解水生成装置１Ａは、上記第１実施形態と同様にして、フロート部材１８が検出した流量に応じて電極板の電解面積（電解有効面積）を可変とする遮蔽部材１９が設けられている。

ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ａが上記第１実施形態と主に異なる点は、電解槽９の上流側の主配管３に、電解槽９を迂回して当該電解槽９の下流側と接続するバイパス配管３ｂを設け、このバイパス配管３ｂにフロート部材１９を配置したことにある。

図４に示すように、バイパス配管３ｂは電解槽９の上流側の分岐路に延長して形成されており、本実施形態では略Ｌ字状に折れ曲がって電解槽９の側壁部の近傍を通り、排水管１４に合流させている。このような構成により、本実施形態では、遮蔽部材１９が電極板１２と１３の間を遮蔽するようにしている。

本実施形態においても、流量が多い場合にフロート部材１８がバイパス配管３ｂの下流端部（図４中上端部）から排水管１４側へ押し流されてしまわないように、下流端部にメッシュ状の柵などを設けるのが好ましい。また、本実施形態では、分岐路の電極室Ｓ１、Ｓ２に連通する開口にもメッシュ状の柵などを設けておくことで、カルシウム供給部８の開口（上蓋）から投入されたフロート部材１８を押し流して、バイパス配管３ｂへ導くことができる。

以上の構成により、本実施形態の電解水生成装置１Ａによれば、上記第１実施形態の電解水生成装置１と同様に、より簡単な制御構成で且つより安定して所望のｐＨ値のイオン水を生成することができるようになる。

また、本実施形態では、電解槽９の上流側と下流側とを接続するバイパス配管（バイパス流路）３ｂにフロート部材１９を配置したので、流路が複雑化してしまうのを抑制することができるという利点がある。よって、上記第１実施形態と比べて、電解水生成装置１Ａの製造を容易化したり、コストの削減にも繋がる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。図５および図６は、本実施形態にかかる電解水生成装置１Ｂを示した図である。なお、本実施形態を説明するにあたって、上記第１実施形態の電解水生成装置１と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態の電解水生成装置１Ｂは、上記第１実施形態と同様にして、流量検知手段が検出した流量に応じて電極板の電解面積（電解有効面積）を可変とする面積可変手段が設けられている。

ここで、本実施形態の電解水生成装置１Ｂが上記第１実施形態と主に異なる点は、流量検知手段が主配管３に配置された流量センサ７となり、面積可変手段が遮蔽部材１９とモータ部材３０とにより構成されたことにある。すなわち、本実施形態では、流量センサ７が検出した流量データに基づいてモータ部材３０の回転軸２７を回転制御することにより、遮蔽部材１９の先端部１９ａを巻取方向に移動させるようにしている。

モータ部材３０は、例えばステッピングモータを用いることができる。図６に示すように、モータ部材３０は、回転軸２７が遮蔽部材１９の基端部１９ｂ（図３参照）に連結されており、制御部２６により正回転、逆回転と回転制御されることによって、先端部１９ａが上下方向に移動自在となっている。

流量センサ７は、上記第１実施形態と同様に、浄化部６とカルシウム供給部８との間の主配管３内に配置されており、検出した流量データを制御部２６に伝送するようになっている。

以上の構成により、本実施形態の電解水生成装置１Ｂによれば、上記第１実施形態の電解水生成装置１と同様の作用・効果を得ることができる。

また、本実施形態では、流量検知手段が流量センサ７であり、面積可変手段が回転軸２７を中心に巻取可能な遮蔽部材１９と、流量センサ７で検出した流量データに基づいて遮蔽部材１９の先端部１９ａを巻取方向に移動させるモータ部材３０とにより構成している。そのため、モータ部材３０によって電極板１１、１２の電解面積を自由に可変させることができるようになるという利点がある。したがって、例えば流量少でｐＨ値の高いイオン水を生成したい場合には電解面積を大きくし、流量少でｐＨ値の低いイオン水を生成したい場合には電解面積を小さくするといったように、色々なバリエーションに対応することができるようになる。また、モータ部材３０により電解面積の細かな制御が可能となるので、所望のｐＨ値のイオン水をより確実に生成することができる。

さらにまた、本実施形態では、このようにモータ部材３０によって電極板１１、１２の電解面積を自由に可変させることができるので、原水の流量の変化の他に導電率が変動する場合にも有効である。例えば、導電率が高いにも関わらず低いｐＨ値のイオン水を生成したい場合に、従来では電極板のすべてが電解面積となるため、制御部での制御が困難となり低いｐＨ値のイオン水を生成できなかったが、本実施形態ではそれを解決できる。すなわち、電解面積を小さくすることによって低いｐＨ値のイオン水にあっても安定して生成することができるようになる。このように、本実施形態によれば原水の流量の変化の他に導電率が変動する場合にも対応することができるので、より好適である。

なお、本実施形態では、流量センサ７が検出した流量レベルが一定レベルを下回ると、この状態を止水状態と判断して電極板１１〜１３へのエネルギー供給が終了するようになっている。この時、制御部２６によって遮蔽部材１９の先端部１９ａを収納部２１に収納するようにし、電極板１１〜１３の電解面積を最大限にしておく。そして、止水後の所定時間だけ逆の電位を電極板１１〜１３に印加して逆電解を行わせるようにすれば、電極板に付着したカルシウムなどのスケールを除去することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、所望のｐＨ値のイオン水を得るために面積可変手段により電極板の電解面積を可変としつつ、制御部により電極板に印加する電圧を調整するようにしてもよい。こうすれば、制御部による細かな制御作業は必要となるが、より広範囲のｐＨ値のイオン水を安定して生成することができるようになる。

１、１Ａ、１Ｂ電解水生成装置
２ａ水栓（水供給部）
３配水管（流路）
４浄化部
７流量センサ（流量検知手段）
９電解槽
１１電極板
１２電極板
１３電極板
１８フロート部材（流量検知手段）
１９遮蔽部材（面積可変手段）

Claims

水供給部から原水が導入される流路に、少なくとも一対の陽極および陰極の電極板を備えた電解槽と、流量検知手段とを配置させた電解水生成装置において、
前記流量検知手段が検出した流量に応じて前記電極板の電解面積を可変とする面積可変手段を設けたことを特徴とする電解水生成装置。
前記流量検知手段が、前記流路内に配置されるフロート部材であり、
前記面積可変手段が、回転軸を中心に巻取可能に構成され、先端部を流量に応じて移動する前記フロート部材に追従させるようにした遮蔽部材であることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
前記電解槽の上流側の流路に、前記電解槽を迂回して当該電解槽の下流側と接続するバイパス流路を設け、
前記バイパス流路に、前記フロート部材を配置したことを特徴とする請求項２に記載の電解水生成装置。
前記流量検知手段が、前記流路内に配置される流量センサであり、
前記面積可変手段が、回転軸を中心に巻取可能な遮蔽部材と、前記流量センサが検出した流量データに基づいて前記遮蔽部材の先端部を巻取方向に移動させるモータ部材と、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。