JP3106193B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は給水管路から供給した水を
電解槽等において処理し、生成した処理水を排水管路か
ら取出す連続通水式の電解整水装置に関し、特に、その
配管系の開閉及び流路切換制御に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】電解槽に原水を給水し
ながら電解し、一対の排水管路からアルカリイオン水と
酸性水を別々に排出させる連続通水式電解イオン整水装
置は、電解槽の下流側で通水を止める、いわゆる先止め
式の場合、一対の排水管の一方または双方に開閉弁が設
けられる。また、一対の排水管の流路を電解槽に戻して
循環洗浄回路を構成する場合には一対の排水管路に流路
切換弁が設けられる。同様に、電解槽の電解電圧の極性
を逆転して電解を行う装置において、極性変換にかかわ
りなくアルカリ水と酸性水が常に特定の蛇口あるいはタ
ンクに流れるようにする場合も各々の排水管路に流路切
換弁を設ける必要がある。

【０００３】従来、上記装置の開閉弁あるいは切換弁と
しては一般に電磁弁が用いられているが、流体通路の径
が大きく、あるいは流圧が高くなると開閉作動のために
大きなパワーが必要になり、装置の小型化、電力消費の
面から好ましくない。

【０００４】この問題を解決するために、中を通る流体
の圧力差を利用して開閉するダイアフラムバルブを用い
ることが考えられる。このダイアフラム弁は、流体の入
口と出口を有するバルブハウジングの内部に流体出入口
間の弁座を開閉するダイアフラム弁体を設け、入口から
導入した流体の一部をダイアフラム弁体の小孔からダイ
アフラム室に導き、流体通路とダイアフラム室の圧力差
によって弁座口を開閉する構造になっている。しかしな
がら、このものは入口から供給される自己の流体の一部
をダイアフラム室に導入する構造になっているため、入
口から供給される水の性質によってはダイアフラム室内
のスプリングやダイアフラム支持金具等に好ましくない
影響を与える場合がある。例えば、電解イオン整水装置
の電解水の配管系に使用した場合、特にアルカリ水から
析出カルシウムがダイアフラム室のスプリングや小孔の
廻りに付着して正常に作動しなくなるという問題があ
り、酸性電解水の配管系に使用する場合もダイアフラム
室の部材が早期に腐蝕し易いなどの問題が指摘されてい
る。

【０００４】また、従来の上記弁装置は入口からの流体
の一部をダイアフラム室に出し入れしてその圧力差で開
閉するため弁座口を徐々に開閉するには都合が良いが、
電解イオン整水装置のように、即座に流路の開閉や切換
えを必要とする場合には不都合である。

【０００５】本発明の目的は処理槽の排水管の流路を制
御するバルブが電解槽の給水管からのパイロット作動流
体圧によって作動し、しかもバルブ内部を通る処理水の
水質の影響をうけない通水式電解整水装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、給
水管路から供給される原水を電解槽において処理し、排
水管路から処理水を排出する通水式電解整水装置におい
て、処理水の排水管路に、バルブハウジング外部からダ
イアフラム室へのパイロット作動流体の出入りによって
開閉するダイアフラムバルブを設け、給水管路から分岐
させた管路をこのダイアフラムバルブのダイアフラム室
に接続するとともに、この分岐管路に前記ダイアフラム
バルブを開閉制御するパイロット作動流体の流路切換弁
を設けることによって達成される。各排水管路に上記ダ
イアフラムバルブを２個一組にして設け、給水管分岐路
の流路切換弁により、上記２個のダイアフラムバルブを
択一的に開閉するように構成することもできる。

【０００７】

【発明の作用】排水管路に設置したダイアフラムバルブ
のダイアフラム室と電解槽の給水管とを分岐管路で接続
し、この分岐管路に流路切換弁を設けてあるので、分岐
管路を介してダイアフラム室へ水が流れるように流路切
換弁を操作すると、ダイアフラムバルブの弁体は給水圧
とダイアフラム室のばね圧によりバルブの流路を閉じ
る。他方、流路切換弁を切換えると原水がダイアフラム
室へ流れなくなるとともにダイアフラム室の水圧はドレ
ンへ解放され、ダイアフラムバルブの流路が開く。この
場合、ダイアフラムバルブのパイロット作動流体は電解
槽の給水管路から供給されるので排水管路の流圧とほぼ
同圧になり、ダイアフラム室のばね圧の差でダイアフラ
ムバルブが閉じるようになる。また、ダイアフラム室に
出入りするパイロット作動流体は電解槽によって変質さ
れる前の原水であるからダイアフラム室はアルカリ水あ
るいは酸性水の影響をうけない。

【０００８】一つの排水管路に２個のダイアフラムバル
ブを設け、前記流路切換弁によって２個のバルブを択一
的に開閉するようにした場合は該排水管路を切換える四
方切換弁となる。そしてこの四方切換弁によって循環洗
浄回路の形成や、電解電流の極性変換時における排水管
路の切換えが可能になる。

【０００９】

【発明の実施例】図１は本発明の基本的な構成を示すも
ので、給水管路１から処理槽２に原水を導入し、処理槽
において電解などの処理をしながら排水管路３から処理
水を排出させる連続通水式の水処理装置を例示してい
る。これらの処理装置は水道水等の原水を電解してアル
カリイオン水と酸性水に分離して取出す電解イオン整水
装置や、各種薬液や化学物質を添加して電解する殺菌水
製造装置のほかいろいろな用途のものが考えられる。こ
こでは電解イオン整水装置を例示しており、従って、処
理槽２は電解槽ユニットである。

【００１０】この種の処理装置において、本発明は、処
理槽２の排水管路３に、外部から出し入れされるパイロ
ット作動流体によって開閉するダイアフラムバルブ４を
設け、このダイアフラムバルブ４のダイアフラム室５に
給水管路から分岐させたパイロット作動流体の分岐管路
６を接続するとともに、この分岐管路６に作動流体の供
給、排出を制御するための流路切換弁７を設けてある。
尚、図９中は必要に応じて設けられる浄水器であり、分
岐管路６の分岐点は該浄水器９の上流側でも下流側でも
よい。

【００１１】図２は上記装置に用いられるダイアフラム
バルブ４を例示するもので、このダイアフラムバルブ４
は前記排水管路３ａを接続する流体入口１０と出口１１
を有し、バルブハウジング１２内に流体出入口１０，１
１間の通路を開閉する弁座１３がハウジング内部のほぼ
中央まで延在している。また、バルブハウジング１２内
は、前記弁座１３の弁座口に対向して張設されたダイア
フラム弁体１４によって流体通路１５とダイアフラム室
５に液密に仕切られている。

【００１２】ダイアフラム弁体１４は前記弁座１３に当
接、離反して弁座口を開閉する弁本体１４ａと、この弁
本体１４ａの周囲に一体に設けられたダイアフラムなど
の可撓性スカート部１４ｂからなり、可撓性スカート部
１４ｂの外周をハウジング１２の内周壁に液密に固定
し、通路１５とダイアフラム室５間に流体の交流が生じ
ないようにしてあるとともに、ダイアフラム室５に介装
したばね１７によって、弁座１３に向けて付勢させ、流
体入口１０に流体が導入されていないときは弁座口を弾
力的に閉じるようになっている。

【００１３】他方、バルブハウジング１２には外部から
ダイアフラム室５へパイロット作動流体を出し入れする
ための通口１８を設けてあり、この通口１８に前記パイ
ロット作動流体の分岐管路６が接続されるようになって
いる。尚、１９ａ，１９ｂはダイアフラム弁体１４の作
動を安定させるためのガイド部材である。

【００１４】図１の実施例に使用される流路切換弁７は
分岐管路６を連通させて作動流体を前記ダイアフラムバ
ルブ４のダイアフラム室５に供給するとともに、切換え
操作により作動流体の供給を止め且つダイアフラム室５
の作動流体をドレン２０へ解放する構造になっており、
好ましくはモータ２１で回転駆動するカム２２によって
流路の切換えを行う。尚、２３ａ，２３ｂはカム２２の
回転角度（バルブ位置）を検出してモータ２１を制御す
るマイクロスイッチである。

【００１５】かくして、分岐管路６からの作動流体の供
給を止め且つダイアフラム室５の作動流体がドレン２０
へ解放されるように流路切換弁７を操作すると処理槽２
からの処理水の圧力によってダイアフラムバルブ４の弁
座１３が開き処理水が排水管路３から排出される。他
方、給水管路１の原水の一部が分岐管路６を介してダイ
アフラムバルブ４のダイアフラム室５に流れるように流
路切換弁７を操作すると、ダイアフラム弁体１４に付与
される圧力、すなわち作動流体圧とばね圧の和が排水管
路３の流圧より勝るためダイアフラム４の弁座１３が閉
じ、流れが止まる。

【００１６】図３、図４及び図５は本発明の他の実施例
を示すもので、供給原水を電解して一対の電解水排水管
路３ａ，３ｂからアルカリイオン水と酸性水を別々に取
出す通水式電解イオン整水装置を示している。かかる装
置において、一方の排水管路３ａに二個一組のダイアフ
ラムバルブ４ａ，４ｂを設け、給水管路６からの分岐管
路６を、後述する流路切換弁７ａと枝管６ａ，６ｂを介
してこれらダイアフラム４ａ，４ｂのダイアフラム室５
ａ，５ｂにそれぞれ接続するとともに、他方の排水管路
３ｂにも同様に二個一組のダイアフラムバルブ４ｃ，４
ｄを設け、分岐管路６を、後述する流路切換弁７ｂと枝
管６ｃ，６ｄを介してこれらダイアフラム４ｃ，４ｄの
ダイアフラム室５ｃ，５ｄにそれぞれ接続してある。

【００１７】二個一組のダイアフラムバルブ４ａ，４ｂ
及び４ｃ，４ｄは図１実施例に示すダイアフラムバルブ
４を各々の排水管路３ａ，３ｂに対して、並列に設置し
てもよいが、図３乃至図５及び図６に示すように、二個
のダイアフラムバルブ４ａ，４ｂ及び４ｃ，４ｄの流体
通路１５，１５を通路２４を介して連通させることによ
り、直列のバルブアセンブリとして予め組合せるのが配
管及び組付けの面から有利である。図６は二個のダイア
フラムバルブ４ａ，４ｂ内部流体流路１５，１５を通路
２４を介して連設した上記バルブアセンブリの拡大断面
図である。

【００１８】分岐管路６からのパイロット作動流体の流
れを切換えて二個一組のバルブアセンブリを開閉制御す
る前記流路切換弁７ａ，７ｂは、いずれも対応する一対
のバルブ４ａ，４ｂ（または４ｃ，４ｄ）のダイアフラ
ム室５ａ，５ｂ（または５ｃ，５ｄ）に前記分岐管路６
からのパイロット作動流体を択一的に供給するととも
に、流路切換えによって、対応する一対のバルブのダイ
アフラム室５ａ，５ｂ（または５ｃ，５ｄ）からの作動
流体をドレン２０側へ択一的に解放する四方切換弁で構
成されている。

【００１９】図７及び図８は上記流路切換弁の好ましい
実施例を示すもので、この流路切換弁７ａ，７ｂは図６
にしめすようにバルブハウジング２５の軸方向に沿って
４個の配管口２６，２７，２８，２９を有し、ハウジン
グ２５内に往復移動自在に挿入した弁ロッド３０の弁体
３１の移動によって隣り合う配管口間の流路を切換える
ようになっているとともに、弁ロッド３０の軸体内に両
端の配管口２０，２９を連通させるための通路３２を形
成してある。そして、中間の二つの配管口２６,２８が
連通したときに、両端の配管口２７，２９が通路３２を
介して連通し、他方、中間の二つの配管口２６，２８が
隣接の先端側あるいは基端側配管口２６，２９に（すな
わち、配管口２６が２９に、配管口２８が２７に）連通
したときに、弁ロッド３０の通路３２が流通不能になる
ようにしてある。

【００２０】かくして、配管口２６に分岐管路６に接続
し、配管口２８，２９にバルブアセンブリ４ａ，４ｂへ
の枝管６ａ，６ｂを接続するとともに、配管口２９をド
レン２０へ接続することによってバルブ４ａ，４ｂの一
方は分岐管路６の作動流体圧とばね７のばね圧で閉じ、
一方は作動流体圧をドレンへ解放して開く。

【００２１】図８は流路切換弁の他の具体例を示すもの
で、基本的な構造及び機能的な図のものと同様である。

【００２２】一対の排水管路３ａ，３ｂの各々に二個一
組のバルブアセンブリを設け、択一的に開閉するように
構成することにより、図３、図４、図５に示す有用な配
管が可能である。すなわち、図３の実施例は各々の排水
管路３ａ，３ｂに設けたダイアフラムバルブアセンブリ
の一方のバルブ４ｂの流体出口１１を電解槽２の給水管
路１にモータ３３、逆止弁３４等を介して接続すること
によって、電解槽２からバルブアセンブリ（４ａ，４
ｂ）洗浄薬液タンク３５を介して 電解槽２へ循環する
洗浄循環回路３６を形成したものである。尚、この場
合、電解槽２への原水の給水を止め、且つ、分岐管路６
に原水が供給されるようにする必要があるが、そのため
に好ましくは給水管路の分岐点に図９に示すダイアフラ
ムバルブ４ｅを設けるとともに、このダイアフラムバル
ブ４ｅのダイアフラム室５ｅを流路切換弁７ｃを介して
分岐管路６を接続する。図９のダイアフラムバルブ４ｅ
は図２のダイアフラムバルブ４にダイアフラム弁体１４
の流路開閉に影響されない第２の流体出口１１´を形成
したものであり、また、流路切換弁７ｃは図１の実施例
に用いられる流路切換弁７と同様の構造を具備してい
る。

【００２３】図４の実施例は一つの装置に３基の電解槽
２ａ、２ｂ、２ｃを組み入れた場合の図３実施例に相当
するもので、原水は共有の給水管路１を分配部３７と分
配給水路１ａ、１ｂ、１ｃを介して各々の電解槽２ａ、
２ｂ、２ｃへ配分されている。なお、図4の実施例では
流路切換弁７ｃを共有給水管路1に設置しているが、各
分配給水管路１ａ、１ｂ、１ｃに各電解槽に対応した流
路切換弁７ｃを設けてもよい。電解槽２ａ乃至２ｃの各
々の排水管路は合流部３８ａ、３８ｂを介して共通のバ
ルブアセンブリ４ａ、４ｂ及び４ｃ、４ｄにぞれぞれ接
続されている。また、洗浄循環回路３６は分岐路３６
ａ、３６ｂ、３６ｃを介して各々の電解槽２ａ、２ｂ、
２ｃに接続されているとともに、これら分岐路に開閉弁
３９ａ、３９ｂ、３９ｃを設け、洗浄操作の際に特定の
電解槽を選択敵に洗浄できるようにしてある。

【００２４】図５の実施例は、排水管路３ａのバルブ４
ａと排水管路３ｂのバルブ４ｄの流体出口１１，１１を
共通のアルカリ水排水管路３ａ´に配管で接続するとと
もに、排水管路３ａのバルブ４ｂと排水管路３ｂのバル
ブ４ｃの流体出口１１，１１を共通の酸性水排水管路３
ｂ´に配管で接続したものである。この実施例は電解槽
２の電極に印加される電解電圧の極性を所定時間毎に逆
転して連続的に電解整水を行う装置に利用するもので、
電極の極性変換に伴う流路切換装置として機能する。
尚、図３、図４、図５においてＦＳは排水管路の流れを
検出して電解槽への電圧供給をＯＮ、ＯＦＦ制御するフ
ロースイッチである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は処理水の排水管路に設けたダイ
アフラムバルブが原水すなわち、非処理水の供給、解放
によって閉開するのでダイアフラム室が処理水の水質の
影響をうけない。従って、ダイアフラム室のばね等がア
ルカリ水のカルシウム析出によって動作不良をおこした
り、酸性水によって変質するおそれがない。

【００２６】ダイアフラムバルブのパイロット作動流体
を給水管路からとっているので給水圧力が自動的に作動
流体圧として働く。従って、ダイアフラム室のばね圧を
付与するだけでバルブを閉じることができるので大きな
パワーを必要としない。また、給水圧が変化してもパイ
ロット作動流体圧も同時に同じ割合で変るので自動調整
が可能になる。

【００２７】一対の排水管路に二個一組のバルブアセン
ブリを設け分岐管路からの給水圧の供給、解放で二個の
バルブユニットを択一的に開閉することにより、本発明
のシステムを利用した四方切換弁が構成され、洗浄循環
回路や電極々性変換の流路切換え等に広く応用すること
ができる。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本的な構成を示す通水式電解整水
装置の配管説明図、

【図２】 図１実施例に用いられるダイアフラムバルブ
の縦断面図、

【図３】、

【図４】及び

【図５】 本発明の他の実施例による電解整水装置の配
管説明図、

【図６】 図３、図４及び図５の実施例に使用されるバ
ルブアセンブリの縦断面図、

【図７】、

【図８】 図３、図４および図５の実施例に使用される
流路切換弁の要部縦断面図、

【図９】 ダイアフラムバルブの変形例を示す縦断面
図、

【符号の説明】

１…給水管路、 ２…電解槽、 ３ａ，３ｂ…排水管
路、 ４（４ａ〜４ｄ）…ダイアフラムバルブ、 ５
（５ａ〜５ｄ）…ダイアフラム室、 ６…分岐管路、
７（７ａ，７ｂ，７ｃ）…流路切換弁、 １３…弁座、
１４…ダイアフラム弁体、 １７…ばね、 １８…通
口、 ２４…通路、 ３０…弁ロッド、３１…弁体、
３２…通路、 ３６…洗浄循環回路、 ３７ａ、３７
ｂ、３７ｃ…開閉弁、 ＦＳ…フロースイッチ。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管路から供給される原水を電解槽に
   おいて処理し、排水管路から処理水を排出する通水式電
   解整水装置において、処理水の排水管路に、バルブハウ
   ジング外部からダイアフラム室へのパイロット作動流体
   の出入りによって開閉するダイアフラムバルブを設け、
   給水管路から分岐させた管路をこのダイアフラムバルブ
   のダイアフラム室に接続するとともに、この分岐管路に
   前記ダイアフラムバルブを開閉制御するパイロット作動
   流体の流路切換弁を設けたことを特徴とする連続通水式
   電解整水装置。
2. 【請求項２】 給水管路から供給される原水を電解槽に
   おいて電解し、一対の排水管路からアルカリ水と酸性水
   に分離して排出する通水式電解整水装置において、一対
   の排水管路の各々に、前記ダイアフラムバルブを２個一
   組にしたバルブアセンブリを設けるとともに、前記分岐
   管路に、各排水管路のバルブアセンブリの２個のバルブ
   ユニットを択一的に開閉するための流路切換弁を前記各
   排水管に対応して設けたことを特徴とする請求項１記載
   の連続通水式電解整水装置。
3. 【請求項３】 各排水管路に設けたダイアフラムバルブ
   アセンブリのいずれか一方のバルブニユットの流体出口
   と電解槽の給水管路とを配管によって接続し、これによ
   り洗浄循環回路を形成したことをさらに特徴とする請求
   項２記載の連続通水式電解整水装置。
4. 【請求項４】 各排水管路に設けたダイアフラムバルブ
   アセンブリのいずれか一方のバルブユニットの流体出口
   配管を共通のアルカリ水排水管路に接続し、他方のバル
   ブの流体出口配管を共通の酸性水排水管路に接続したこ
   とを特徴とする請求項２記載の連続通水式電解整水装
   置。
5. 【請求項５】 前記ダイアフラムバルブが、流体の入口
   と出口を有するバルブハウジングの内部に流体出口に通
   ずる弁座を設け、この弁座の弁座口を閉じるように付勢
   したダイアフラム弁体によってハウジング内の弁室を流
   体通路とダイアフラム室に液密に仕切り、前記給水管路
   の分岐管路から前記ダイアフラム室に弁体の開閉制御圧
   力を供給するためのパイロット作動流体の通口を設けた
   構成になることを特徴とする請求項１，２，３または４
   記載の電解整水装置。
6. 【請求項６】 前記ダイアフラムバルブアセンブリが、
   請求項５記載の２個のバルブユニットを用い、各々のバ
   ルブユニットのハウジング内部の弁座上流側流路を通路
   を介して連通させた構成になることを特徴とする請求項
   ２，３または４記載の電解整水装置。
7. 【請求項７】 パイロット作動流体の流路切換弁が、筒
   状バルブハウジングの軸方向に沿って四個の配管口を間
   隔を隔てて設け、該バルブハウジング内に往復移動自在
   に挿入した弁ロッドの弁体で上記流体出入口間の流路を
   切換える弁装置であって、弁ロッドの軸体内に両端の配
   管口を連通させるための通路を貫設し、中間の二つの配
   管口が連通したときに両端の配管口が該弁ロッドの通路
   を介して連通し、中間の二つの配管口が隣接の先端側ま
   たは基端側配管口に連通したときに、前記弁ロッドの通
   路が流通不能になる四方切換弁装置であることを特徴と
   する請求項２，３，４，５または６記載の電解整水装
   置。