JP2020131156A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆流防止用タンクの内部に貯留された水が給水口に接することをより確実に防止する電解水生成装置を提供する。【解決手段】電解水生成装置１０は、逆流防止用タンク１２を備え、逆流防止用タンク１２は、上部タンク部分１４と、下部タンク部分１５とを有する。上部タンク部分１４は、上部天面１９と、上部天面１９に連なる上部周面２０と、少なくとも一部が開口面である上部底面と、上部周面２０に形成される給水口１３とを有する。下部タンク部分１５は、下部底面２５に連なる下部周面２６と、下部底面２５に形成される吐水口２３と、下部周面２６に形成されるオーバーフロー口２４とを有する。上部タンク部分１４における上部周面２０で囲まれた空間の水平方向面積Ａは、上部タンク部分１４における上部底面（境界面２７）で囲まれた空間の水平方向面積Ｂよりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、電解水生成装置に関する。

従来から、逆流防止用タンクを備える電解水生成装置が知られている（例えば、特許文献１）。

電解水生成装置がキッチンにおいて使用される場合、一般的に、逆流防止用タンクを含む電解水生成装置のほとんどの部分がシンクの下に配置される。

このような電解水生成装置においては、逆流防止用タンクの内部の水位がオーバーフロー口を超えて上昇すると、逆流防止用タンクにおけるオーバーフロー口よりも上方の内部空間（縁切り空間）の空気が、水によって圧縮される。これにより、逆流防止用タンクにおけるオーバーフロー口よりも上方の内部空間の気圧が上昇し、オーバーフロー口に接続されたオーバーフロー流路の水が押し上げられ、逆流防止用タンクの外部への排水が促される。

特開２０１５−１９２９６７号公報

逆流防止用タンクにおけるオーバーフロー口よりも上方の内部空間の気圧を高めて、オーバーフロー流路の水が押し上げられるようにするためには、逆流防止用タンクの内部の水位を、オーバーフロー口を超える一定の位置まで上昇させなければならない。このため、逆流防止用タンクにおけるオーバーフロー口よりも上方の内部空間の容積によっては、逆流防止用タンクの内部に貯留された水が給水口に接する可能性がある。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、逆流防止用タンクの内部に貯留された水が給水口に接することをより確実に防止する電解水生成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の態様に係る電解水生成装置は、電解水を生成する電解水生成機構と、電解水生成機構の上流又は電解水生成機構と一体に配置され、水の逆流を防止する逆流防止用タンクとを備える。逆流防止用タンクは、上部タンク部分と、下部タンク部分とを有する。上部タンク部分は、逆流防止用タンクの天面を構成する上部天面と、上部天面に連なる上部周面と、少なくとも一部が開口面である上部底面と、上部天面及び上部周面のいずれかに形成される給水口とを有する。下部タンク部分は、逆流防止用タンクの底面を構成する下部底面と、下部底面に連なる下部周面と、下部底面及び下部周面のいずれかに形成される吐水口と、下部周面に形成されるオーバーフロー口とを有する。オーバーフロー口は、上部タンク部分の上部周面と下部タンク部分の下部周面との境界面と重なっている。上部タンク部分における上部周面で囲まれた空間の水平方向面積は、上部タンク部分における上部底面の水平方向面積よりも小さい。

本開示によれば、逆流防止用タンクの内部に貯留された水が給水口に接することをより確実に防止する電解水生成装置を提供することができる。

本実施形態に係る電解水生成装置の要部を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る電解水生成装置の要部を模式的に示す構成図である。 図２に示す逆流防止用タンクのオーバーフロー時の説明図である。 従来例に係る逆流防止用タンクのオーバーフロー時の説明図である。

以下、本実施形態を図面と共に詳述する。

図１及び図２に示すように、電解水生成装置１０は、電解水生成機構１１と、逆流防止用タンク１２とを備える。

電解水生成機構１１は、オゾンデバイスとも称されるものであり、供給された水から電解水を生成するためのものである。なお、電解水生成機構１１は公知の構成でよいものであるから、電解水生成機構１１についての詳細な説明は省略する。

逆流防止用タンク１２は、給水口１３側への水の逆流を防止するためのものである。逆流防止用タンク１２は、電解水生成機構１１の上流に配置されている。なお、逆流防止用タンク１２は、本実施形態とは異なり、電解水生成機構１１を内部に備えるように一体となって配置されてもよい。

逆流防止用タンク１２は、上部タンク部分１４と、下部タンク部分１５とを有している。

上部タンク部分１４に、給水路１６が接続され、下部タンク部分１５には、吐水路１７及びオーバーフロー流路１８が接続されている。

上部タンク部分１４は、逆流防止用タンク１２の上部を構成する。

上部タンク部分１４は、何らかの異常により給水口１３からの水が供給され続けた場合に、下部タンク部分１５に貯留された水をオーバーフロー流路１８に流すために、一定の気圧を有する空気を貯留する。

上部タンク部分１４は、薄肉円板状に形成され、逆流防止用タンク１２の天面を構成する上部天面１９を有している。上部天面１９は、本実施形態では平面状に形成されているが、これに限定はされず、上方に凸となる曲面状に形成されていてもよい。

また、上部タンク部分１４は、薄肉円板状に形成され、少なくとも一部が開口している開口面である上部底面と、上端部が上部天面１９の外縁部に連なり、下端部が上部底面の外縁部に連なる上部周面２０と、を有する。上部周面２０は、薄肉円筒状に形成されている。

本実施形態における上部底面は、図２に示すように、全体が完全に開口しているので、実体がない。なお、実体がある場合の上部底面は、平面状に形成されていてもよく、曲面状に形成されていてもよい。

本実施形態における上部周面２０で囲まれた空間は、図２に示すように、円錐台形状に形成されている。すなわち、図１に示すように、上部タンク部分１４における上部周面２０で囲まれた空間の水平方向面積Ａは、下方から上方へ行くに従い小さくなっている。

給水口１３は、本実施形態では上部天面１９に形成されているが、これに限定はされず、上部周面２０に形成されていてもよい。給水口１３に、給水路１６が接続されており、給水路１６には、開閉弁２１が配置されている。開閉弁２１としては、例えば、ノーマルクローズの電磁弁を用いることができる。

上部タンク部分１４の内部における給水口１３と上部底面との間に、せき板２２が配置される。すなわち、上部タンク部分１４の内部の給水口１３の下方に、せき板２２が配置される。せき板２２は、例えば、上部天面１９又は上部周面２０の内側面に形成されるリブである。

せき板２２は、上部タンク部分１４の高さにおける５０％以上の高さに配置されることが好ましい。本実施形態では、せき板２２は、上部タンク部分１４の高さにおける５０％の高さに配置されている。

下部タンク部分１５は、逆流防止用タンク１２の下部を構成する。

下部タンク部分１５は、通常時は、逆流防止用タンク１２の内部に貯留した水を吐水口２３から吐水路１７へ吐水し、何らかの異常時には、逆流防止用タンク１２の内部に貯留した水をオーバーフロー口２４からオーバーフロー流路１８に排出する。

下部タンク部分１５は、薄肉円板状に形成され、逆流防止用タンク１２の底面を構成する下部底面２５を有している。下部底面２５は、本実施形態では平面状に形成されているが、これに限定はされず、下方に凸となる曲面状に形成されていてもよい。

また、下部タンク部分１５は、薄肉円板状に形成され、少なくとも一部が開口している開口面である下部天面と、下端部が下部底面２５の外縁部に連なり、上端部が下部天面の外縁部に連なる下部周面２６と、を有する。下部周面２６は、薄肉円筒状に形成されている。

本実施形態における下部天面は、図２に示すように、全体が完全に開口しているので、実体がない。なお、実体がある場合の下部天面は、平面状に形成されていてもよく、曲面状に形成されていてもよい。

下部周面２６で囲まれた空間は、図２に示すように、円柱形状に形成されている。すなわち、図１に示すように、下部タンク部分１５における下部周面２６で囲まれた空間の水平方向面積Ｃは、下部底面から下部天面（境界面２７）に至るまで一定である。

吐水口２３は、本実施形態では下部底面２５に形成されているが、これに限定はされず、下部周面２６に形成されていてもよい。吐水口２３に、吐水路１７が接続されており、吐水路１７には、上流側から順に、送水用のポンプ２８と、逆止弁（逆流防止弁）２９と、電解水生成機構（オゾンデバイス）１１とが配置されている。

オーバーフロー口（オーバーフローホール）２４が、下部周面２６に形成される。オーバーフロー口２４は、一部が下部天面及び下部底面と重なるように下部タンク部分１５に設けられる。すなわち、オーバーフロー口２４は、図２に示すように、一部が上部タンク部分１４の上部周面２０と下部タンク部分１５の下部周面２６との境界面２７と重なるように下部タンク部分１５に設けられる。本実施形態では、オーバーフロー口２４の最上縁２４ａが、図２に示すように、上部タンク部分１４の上部周面２０と下部タンク部分１５の下部周面２６との境界面２７と重なるように下部タンク部分１５に設けられる。オーバーフロー口２４には、オーバーフロー流路１８が接続されている。

また、下部周面２６で囲まれた空間の内部に、給水停止センサ３０及び給水センサ３１が配置される。下部周面２６で囲まれた空間の内部には、高い方の位置から順に、給水停止センサ３０と、給水センサ３１とが配置されている。

給水停止センサ３０は、水の存在を検知することで給水口１３（開閉弁２１）を閉止する信号を、図２に示す制御部（プロセッサ）３２に送信する。また、給水センサ３１は、水の不在を検知することで給水口１３（開閉弁２１）を開放する信号を、図２に示す制御部３２に送信する。これらの給水停止センサ３０及び給水センサ３１の信号は、図２に示す制御部３２に送信され、この制御部３２が給水口１３（開閉弁２１）の開閉を制御する。

そして、図１に示すように、上部タンク部分１４における上部周面２０で囲まれた空間の水平方向面積Ａは、上部タンク部分１４における上部底面（境界面２７）の水平方向面積Ｂよりも小さいことが必要である。

ところで、「上部タンク部分における上部周面で囲まれた空間の水平方向面積」とは、上部タンク部分１４における上部天面１９と上部底面（境界面２７）とで挟まれた空間にある面であって、上部底面（境界面２７）と平行な面の面積のことをいう。

また、図２に示すように、吐水路１７における境界面２７よりも上方にある部分の容積と、オーバーフロー流路１８における境界面２７よりも上方にある部分の容積との和（合計）は、上部タンク部分１４の容積よりも小さいことが必要である。

〔逆流防止用タンクの取付〕
図１及び図２に示す逆流防止用タンク１２が、キッチンのシンクの下に配置されて取り付けられる。この際、逆流防止用タンク１２は、上部天面及び下部底面（上部タンク部分１４の上部周面２０と下部タンク部分１５の下部周面２６との境界面２７）がほぼ水平となるように配置される。

逆流防止用タンク１２に、必要な配線及び配管（給水路１６、吐水路１７及びオーバーフロー流路１８等）が取り付けられる。

〔通常の吐水時の動作〕
最初に取り付けた状態の逆流防止用タンク１２の内部には、水がない状態である。

給水センサ３１が逆流防止用タンク１２の内部における水の不在を検知することにより、制御部３２によって給水口１３（開閉弁２１）が開放される。

水が給水口１３から逆流防止用タンク１２の内部に供給され、逆流防止用タンク１２の内部の水位が給水停止センサ３０の位置を超えたことを給水停止センサ３０が検知することにより、制御部３２によって給水口１３（開閉弁２１）が閉止される。

水の使用が開始されると、制御部３２によってポンプ２８が駆動されて、水が吐水口２３から逆流防止用タンク１２の外部（吐水路１７）に吐水される。

水の使用が停止されると、制御部３２によってポンプ２８が停止されて、吐水口２３から逆流防止用タンク１２の外部（吐水路１７）への吐水が終了する。

水が吐水口２３から逆流防止用タンク１２の外部（吐水路１７）に吐水されている際に、給水センサ３１が水の不在を検知した場合には、吐水中に同時に、制御部３２によって給水口１３（開閉弁２１）が開放されて給水が開始されてもよい。

以下、給水と吐水とが前述と同様に繰り返される。

〔オーバーフロー時の動作〕
水が給水口１３から逆流防止用タンク１２の内部に供給され、何らかの異常により、逆流防止用タンク１２の内部の水位が給水停止センサ３０の位置を超えても、給水口１３（開閉弁２１）が閉止されないことがある。

逆流防止用タンク１２の内部の水位が上昇し、それに伴い、逆流防止用タンク１２の内部の空気がオーバーフロー口２４を通じて逆流防止用タンク１２の外部（オーバーフロー流路１８）に排出される。

逆流防止用タンク１２の内部の水位がさらに上昇し、逆流防止用タンク１２の内部の水が上部底面及び下部天面（上部タンク部分１４の上部周面２０と下部タンク部分１５の下部周面２６との境界面２７）まで到達する。この状態では、オーバーフロー口２４が完全に浸漬して、オーバーフロー口２４を通じての逆流防止用タンク１２の内部の空気の排出はできなくなる。

逆流防止用タンク１２の内部の水位が上部底面及び下部天面（境界面２７）を超えてさらに上昇すると、上部タンク部分１４の内部で空気が圧縮され、上部タンク部分１４の内部の気圧が上昇する。

一定以上の気圧となった上部タンク部分１４の内部の空気が下部タンク部分１５の内部の水を押し出して、下部タンク部分１５の内部の水が、オーバーフロー口２４を通じて逆流防止用タンク１２の外部（オーバーフロー流路１８）に排出される。

オーバーフロー口２４及びオーバーフロー流路１８と同様に、吐水口２３及び吐水路１７も開放となっているので、下部タンク部分１５の内部の水は、吐水口２３からも逆流防止用タンク１２の外部（吐水路１７）へと排出される。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）電解水生成装置１０は、電解水を生成する電解水生成機構１１と、電解水生成機構１１の上流又は電解水生成機構１１と一体に配置され、水の逆流を防止する逆流防止用タンク１２とを備える。逆流防止用タンク１２は、上部タンク部分１４と、下部タンク部分１５とを有する。上部タンク部分１４は、逆流防止用タンク１２の天面を構成する上部天面１９と、上部天面１９に連なる上部周面２０と、少なくとも一部が開口面である上部底面と、上部天面１９及び上部周面２０のいずれかに形成される給水口１３とを有する。下部タンク部分１５は、逆流防止用タンク１２の底面を構成する下部底面２５と、下部底面２５に連なる下部周面２６と、下部底面２５及び下部周面２６のいずれかに形成される吐水口２３と、下部周面２６に形成されるオーバーフロー口２４とを有する。オーバーフロー口２４は、上部タンク部分１４の上部周面２０と下部タンク部分１５の下部周面２６との境界面２７と重なっている。上部タンク部分１４における上部周面２０で囲まれた空間の水平方向面積Ａは、上部タンク部分１４における上部底面（境界面２７）の水平方向面積Ｂよりも小さい。

図１に示すように、上部タンク部分１４における上部周面２０で囲まれた空間の水平方向面積Ａは、上部タンク部分１４における上部底面（境界面２７）の水平方向面積Ｂよりも小さい。これにより、図３に示す通り、上部タンク部分１４の内部における、一定の気圧まで空気を圧縮するために必要な水位の上昇を、図４に示す従来例に係る逆流防止用タンク１１２に比べて低く抑えることができる。

なお、図４に示す逆流防止用タンク１１２において、符号１１４は上部タンク部分を示し、符号１１５は下部タンク部分を示し、符号１２７は上部タンク部分１１４と下部タンク部分１１５との境界面を示し、符号１２４はオーバーフロー口を示す。図４に示す従来例に係る逆流防止用タンク１１２においては、上部タンク部分１１４から下部タンク部分１１５に至るまで、その水平方向面積は一定になっている。

例えば、図３に示す逆流防止用タンク１２を、図４に示す従来例に係る逆流防止用タンク１１２と比較する。図３に示す下部タンク部分１５における水平方向面積が、図４に示す下部タンク部分１１５における水平方向面積と同じとする。さらに、図３に示す上部タンク部分１４における容積が、図４に示す上部タンク部分１１４における容積と同じであるとして、上部タンク部分１４の容積の５０％まで空気を圧縮するものとする。図３に示す逆流防止用タンク１２の場合は、水位の上昇が上部タンク部分１４の高さの２９％に留まる。一方、図４に示す逆流防止用タンク１１２の場合は、水位が上部タンク部分１１４の５０％まで上昇する。このため、図３に示す通り、上部タンク部分１４の内部における、一定の気圧まで空気を圧縮した際の給水口１３から水面までの距離ａを、図４に示す距離ｂに比べて大きく確保することができる。

以上要するに、本実施形態に係る電解水生成装置１０によれば、逆流防止用タンク１２の内部に貯留された水が給水口１３に接することをより確実に防止することができる。

（２）上部タンク部分１４の内部の給水口１３の下方に、せき板２２が配置される。

これにより、給水口１３からの水が逆流防止用タンク１２の内部に貯留された水に接触する際の勢いが緩和されて、逆流防止用タンク１２の内部の気泡を減少させることができる。気泡が減少することにより、オーバーフロー流路１８を通じた上部タンク部分１４の内部の空気の漏出を抑制することができる。このため、水をオーバーフロー流路１８へと押し出すための空気を確保できるので、逆流防止用タンク１２の内部に貯留された水が給水口１３に接する可能性をより小さくすることができる。

（３）電解水生成装置１０は、上部タンク部分１４の給水口１３に接続され、水を逆流防止用タンク１２の内部に供給する給水路１６と、下部タンク部分１５の吐水口２３に接続され、水を逆流防止用タンク１２の外部に吐水する吐水路１７とを備える。また、電解水生成装置１０は、下部タンク部分１５のオーバーフロー口２４に接続され、水を逆流防止用タンク１２の外部に排水するオーバーフロー流路１８とを備える。吐水路１７における境界面２７よりも上方にある部分の容積と、オーバーフロー流路１８における境界面２７よりも上方にある部分の容積との和は、上部タンク部分１４の容積よりも小さい。

電解水生成装置１０では、吐水路１７における境界面２７よりも上方にある部分の容積と、オーバーフロー流路１８における境界面２７よりも上方にある部分の容積との和は、上部タンク部分１４の容積よりも小さい。これにより、何らかの負圧が給水路１６に働いた場合に、吐水路１７及びオーバーフロー流路１８のうち、境界面２７よりも高い側にある部分の水が、逆流防止用タンク１２の内部に一気に引き戻されても、給水口１３に接する可能性が小さくなる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１０ 電解水生成装置
１１ 電解水生成機構（オゾンデバイス）
１２ 逆流防止用タンク
１３ 給水口
１４ 上部タンク部分
１５ 下部タンク部分
１６ 給水路
１７ 吐水路
１８ オーバーフロー流路
１９ 上部天面
２０ 上部周面
２２ せき板
２３ 吐水口
２４ オーバーフロー口（オーバーフローホール）
２５ 下部底面
２６ 下部周面
２７ 境界面
３３ 下部天面

Claims (3)

1. 電解水を生成する電解水生成機構と、
   前記電解水生成機構の上流又は前記電解水生成機構と一体に配置され、水の逆流を防止する逆流防止用タンクとを備え、
   前記逆流防止用タンクは、上部タンク部分と、下部タンク部分とを有し、
   前記上部タンク部分は、前記逆流防止用タンクの天面を構成する上部天面と、前記上部天面に連なる上部周面と、少なくとも一部が開口面である上部底面と、前記上部天面及び前記上部周面のいずれかに形成される給水口とを有し、
   前記下部タンク部分は、前記逆流防止用タンクの底面を構成する下部底面と、前記下部底面に連なる下部周面と、前記下部底面及び前記下部周面のいずれかに形成される吐水口と、前記下部周面に形成されるオーバーフロー口とを有し、
   前記オーバーフロー口は、前記上部タンク部分の前記上部周面と前記下部タンク部分の前記下部周面との境界面と重なっており、
   前記上部タンク部分における前記上部周面で囲まれた空間の水平方向面積は、前記上部タンク部分における前記上部底面の水平方向面積よりも小さい、電解水生成装置。
2. 前記上部タンク部分の内部の前記給水口の下方に、せき板が配置される、請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 前記上部タンク部分の前記給水口に接続され、水を前記逆流防止用タンクの内部に供給する給水路と、
   前記下部タンク部分の前記吐水口に接続され、水を前記逆流防止用タンクの外部に吐水する吐水路と、
   前記下部タンク部分の前記オーバーフロー口に接続され、水を前記逆流防止用タンクの外部に排水するオーバーフロー流路とを備え、
   前記吐水路における前記境界面よりも上方にある部分の容積と、前記オーバーフロー流路における前記境界面よりも上方にある部分の容積との和は、前記上部タンク部分の容積よりも小さい、請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
   

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