JP3305370B2 - 連続式電解水生成器の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水等の飲料水を電
気分解してアルカリまたは酸性の電解水を連続的に生成
する連続式電解水生成器の制御装置に関し、特に先止め
式の通水経路の構造とその制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の連続式電解水生成器
は、飲料水が供給される電解槽の内部に２つの電極を対
向して設置する。そして一方の電極を陽極に、他方の電
極を陰極に極性を定めて所定の電圧を印加することで、
電解槽の飲料水を連続的に電気分解して、医療用の飲用
に適したアルカリ水、または化粧等に適した酸性水の電
解水を得る。また電解槽の通水経路には水道水等の残留
塩素を除去するフィルタカートリッジも装着され、非電
解で通水して浄水を得ることも可能に構成されている。

【０００３】ここで電解槽の通水経路の構成としては、
電解槽の吐出側の蛇口等により通水と停止を行う先止め
式と、電解槽の給水側のバルブ等により通水と停止を行
う元止め式とがある。元止め式は、給水側の１つのバル
ブの動作で通水と停止を行うことができ、通水停止時に
は電解槽に高い水圧がかからないので耐久構造にする必
要がない等の利点がある。しかし、通水停止時に電解槽
の吐出側が大気開放となるため、水が自然に抜けて、大
気中の細菌類が侵入する可能性がある。そして残水中で
細菌が繁殖し、次の通水時に腐敗した水を飲用するおそ
れがあり、このため細菌の侵入を防止しつつ水が抜ける
ように工夫する必要がある。また通水開始後に電解槽に
水が充満して電解水が取水するまで、数秒の時間がかか
るという欠点がある。ここで特に業務用等で使用される
大容量の装置の場合には、上記時間遅れの問題が大き
い。

【０００４】一方、先止め式では、常に電解槽を含む通
水経路に水圧がかかるので、耐圧構造にする必要があ
る。また一般に連続式電解水生成器は、電解槽の２つの
電極を陽極と陰極にして通水電解する構成であるから、
電解槽でアルカリ水と酸性水が同時に生成され、この電
解水において使用目的により一方を取水管で取水し、他
方は排水管で捨てるようになっている。ここで取水側と
排水側の通水割合は、例えば７：３〜８：２になるよう
に流量調整され、使用する方を多く取水するようになっ
ている。このため電解槽の吐出側には、取水管と流量を
絞った排水管とが設けられている。従って、先止め式で
は、電解槽の吐出側の取水管と排水管との両者にそれぞ
れ開閉手段を設けて、同時に開閉するように制御する必
要があるという欠点がある。しかし、電解槽は常に密閉
式であるので、細菌類の侵入による腐敗の可能性が少な
い。また水道水を蛇口の開閉により直ちに取水するのと
同じ感覚で使用でき、業務用の大容量の装置の場合にも
全く時間遅れが無い等の利点がある。

【０００５】以上説明したように、元止め式と先止め式
では、それぞれ一長一短がある。そこで近年では、衛生
的な点、操作性の利点を重視して、先止め式を採用する
傾向にある。

【０００６】従来、上記連続式電解水生成器の先止め式
通水経路は、例えば図３のように構成されている。即
ち、飲料水を導入する入水管２がフィルタカートリッジ
３に連通され、この出口管４が２つの電極７，８を有す
る電解槽５に連通される。そして一方の電極７の室５ａ
が取水管９に連通し、他方の電極８の室５ｂが排水管１
１に連通し、取水管９に蛇口１０が設けられ、排水管１
１に電磁弁１２が設けられる。また入水管２にはカート
リッジ交換時にのみ閉じる入水バルブ５０が設けられ、
メインの取水管９に通水と停止を検出するフロースイッ
チ５１が設けられて先止め式に構成される。そして蛇口
１０を開くと、スロースイッチ５１がＯＮして電磁弁１
２を同時に開き、この場合に例えばアルカリ水を選択す
ると電極７を陰極に極性を定めて電解し、取水管９の蛇
口１０からアルカリ水を取水し、不要な酸性水は排水管
１１の電磁弁１２により排出する。また蛇口１０を閉じ
ると、フロースイッチ５１がＯＦＦして電磁弁１２も閉
じ、電解を停止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のものにあっては、電解槽５からの取水管９にフロー
スイッチ５１が取付けられているので、通水の有無を検
出するには充分であるが、この取水管９は電解水のアル
カリ水と酸性水が選択的に取水される。このため主とし
て飲用のアルカリ水を取水する目的で使用される場合に
は、以下のような不具合を生じる。即ち、アルカリ水に
は電解によりカルシウム、マグネシウム等のミネラル分
が多く含まれ、原水が硬度の高い水の場合には更に多く
なり、このアルカリ水が取水管９を通る。このため取水
管５に取付けられるフロースイッチ５１には、アルカリ
水の主として炭酸カルシウム等のスケールが付着し易く
なり、フロースイッチ５１の動作不良の原因になる。そ
こで定期的に保守管理することを必要とする。また入水
管２を単に水道管に接続した構造であるから、通水時の
水圧が変動したり、電解能力以上に通水されることがあ
る。

【０００８】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、先止め式の通水経路において、主としてアルカリ水
を取水する目的で使用する場合の不具合を生じないよう
に構成し、且つ蛇口の開閉操作により適確に電解制御す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、２つの電極を有する電解槽の給水側に入
水流量センサを設け、電解槽の吐出側で電解水を取水す
る取水管に蛇口を設け、排水管に排水流量センサと排水
電磁弁を設けて構成される先止め式通水経路と、電解槽
の２つの電極に所定の極性で電圧印加して電解するよう
に回路接続される電気回路と、入水流量センサ、排水流
量センサ、及びアルカリ水と酸性水を選択する選択スイ
ッチの信号により排水電磁弁を開閉すると共に電気回路
を作動する制御ユニットとを備えるものである。

【００１０】

【作用】上記構成に基づき、使用者が選択スイッチによ
り例えばアルカリ水を選択して蛇口を開くと、通水経路
に通水して直ちに蛇口から水が出るようになり、このと
き入水流量センサと排水流量センサの信号により制御ユ
ニットで通水検出して排水電磁弁が開く。また電解槽の
２つの電極の電気回路が制御ユニットにより作動し、２
つの電極が所定の極性で電圧印加して電解槽の飲料水が
電気分解され、これにより取水管の蛇口からアルカリ水
が取水され、排水管から不要な酸性水が排出される。そ
して蛇口を閉じると、入水流量センサと排水流量センサ
の信号により通水停止を検出して排水電磁弁も閉じ、電
気回路が不作動して電解停止する。こうして入水流量セ
ンサと、主としてアルカリ水を取水する場合に酸性水を
排出する排水管の排水流量センサにより、適切に電解制
御されるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、連続式電解水生成器として電解水
と浄水のいずれも取水可能な場合の全体の構成の概略に
ついて説明する。符号１は先止め式の通水経路であり、
水道管等に接続して飲料水を導入する入水管２が、飲料
水の残留塩素を除去するフィルタカートリッジ３に連通
され、フィルタカートリッジ３の出口管４が電解槽５に
連通されている。電解槽５は密閉式であり、その内部の
出口側が隔壁６で２つの室５ａ，５ｂに区画され、各室
５ａ，５ｂにそれぞれ電極７，８が設けられる。

【００１２】ここで一方の室５ａは、非電解時に浄水を
取水したり、電解時にその電極７の極性に応じてアルカ
リまたは酸性の電解水を取水するものである。また他方
の室５ｂは、電解時に不要な水を排水するものである。
そこで一方の室５ａは取水管９に連通され、この取水管
９に逆洗時のガスを抜く逃し弁１３、先止め式に通水、
停止操作する蛇口１０が設けられる。他方の室５ｂは排
水管１１に連通され、この排水管１１に水圧が変化して
も一定流量に調整する定流量弁１９、電解時にのみ開く
排水電磁弁１２、逆流防止弁１４が設けられる。また入
水管２には、通水時の水圧を一定に保つと共に、電解能
力に応じて最大通水圧を抑える調圧弁１５、弁閉時の負
圧を防止する負圧防止弁１６が設けられる。更に、電解
槽５の吐出側の取水管９と排水管１１は、浄水を蛇口１
０により効率良く取水するため連通管１７で連通され、
この連通管１７に浄水時にのみ開く浄水電磁弁１８が設
けられている。

【００１３】上記先止め式通水経路１において電解制御
等を行うため、フィルタカートリッジ３の出口管４に入
水状態を検出し、カートリッジ寿命を知る入水流量セン
サ２０が設けられる。また主としてアルカリ水の取水を
目的として使用される場合のスケール付着によるトラブ
ルを防止するため、排水管１１の排水電磁弁１２の直上
流に排水状態を検出する排水流量センサ２１が設けられ
ている。

【００１４】次に、電気回路３０について説明すると、
交流電源３１が電源トランス３２の１次側に接続され、
電源トランス３２の２次側が過熱保護用のバイメタルサ
ーモ３３を介して整流回路３４に接続されている。整流
回路３４の直流電圧出力側の正極と負極は平滑コンデン
サ３５を介して、直流供給電力を制御するものとして、
パルス幅制御型のスイッチングレギュレータ（ＰＷＭ）
３６に接続される。そしてスイッチングレギュレータ２
６の出力側が、電源スイッチ３７、極性設定スイッチ３
８を介してそれぞれ２つの電極７，８に接続されてい
る。極性設定スイッチ３８は、一方の可動片３８ａが図
示のように正極に接続してその電極７を陽極に定め、他
方の可動片３８ｂが負極に接続してその電極８を陰極に
定める。また２つの可動片３８ａ，３８ｂが逆に動作す
ることにより、電極７を陰極に電極８を陽極に定めて極
性反転するように構成される。

【００１５】また上記入水と排水の流量センサ２０，２
１以外に、電解水の酸性水またはアルカリ水、或は浄水
を選択する選択スイッチ２２を有し、これらの信号が制
御ユニット４０に入力する。制御ユニット４０はこれら
の信号を処理して、排水電磁弁１２、電源スイッチ３
７、極性設定スイッチ３８、スイッチングレギュレータ
３６にそれぞれ制御信号を出力するようになっている。

【００１６】図２において、制御ユニット４０について
説明すると、２つの流量センサ２０，２１の信号が入力
する通水検出手段４１と、通水停止検出手段４２を有す
る。通水検出手段４１は、両流量Ｑｉ，Ｑｏの信号によ
り蛇口１０の操作に伴う通水の開始を検出する。通水停
止検出手段４２は、両流量Ｑｉ，Ｑｏの差ΔＱを求め、
この差ΔＱが設定値以下の場合に通水停止を検出する。
これらの通水と停止の信号は電磁弁制御手段４３に入力
し、通水信号の場合に排水電磁弁１２に開信号を、停止
信号の場合に閉信号を出力する。

【００１７】また２つの流量センサ２０，２１の信号は
通水量演算手段４４に入力し、両流量Ｑｉ，Ｑｏを減算
して通水量Ｑを算出する。そして選択スイッチ２２、通
水量Ｑ、通水と停止の各信号は電解制御手段４５に入力
する。電解制御手段４５は、通水と停止の信号により電
源スイッチ３７にＯＮ、ＯＦＦ信号を出力し、通水量Ｑ
に応じた電圧調整信号をスイッチングレギュレータ３６
に出力し、アルカリ水と酸性水の選択に応じた極性設定
信号を極性設定スイッチ３８に出力する。また通水停止
後にはその都度逆洗電圧、逆洗時間を定めて、電源スイ
ッチ３７にＯＮ、ＯＦＦ信号を、スイッチングレギュレ
ータ３６に逆洗電圧信号を、極性設定スイッチ３８に極
性反転信号をそれぞれ出力するようになっている。

【００１８】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず蛇口１０を閉めると、電解槽５の吐出側の取水
管９が遮断され、同時に排水電磁弁１２も閉じて排水管
１１が遮断される。そこで水道水等の飲料水Ａは、通水
経路１の入水管２、フィルタカートリッジ３、出口管４
を介し電解槽５、取水管９、排水管１１に所定の水圧で
導入して満たされている。

【００１９】そこで使用者が、選択スイッチ２２により
例えばアルカリ水を選択して蛇口１０を開くと、取水管
９が連通して先止め式に通水経路１に通水が開始して、
直ちに蛇口１０から水が出る。このとき入水流量センサ
２０から流量Ｑｉの信号が制御ユニット４０の通水検出
手段４１に入力して、通水開始が検出され、電磁弁制御
手段４３により排水電磁弁１２に開信号が出力して開
き、これにより排水管１１も連通して一部の水が排出さ
れ、こうして電解水取水の状態になる。すると排水流量
センサ２１の流量Ｑｏの信号も入力して、排水電磁弁１
２の開弁が確認される。

【００２０】このとき電気回路３０では、交流電源３１
がトランス３２の１次側に印加して２次側の変圧電圧が
整流回路３４で直流電圧に整流され、且つ平滑コンデン
サ３５で平滑化されてスイッチングレギュレータ３６に
入力している。そこで電解制御手段４５により選択スイ
ッチ２２の選択に基づき電気回路３０の極性設定スイッ
チ３８が、電極７を陰極にするように作動する。また通
水信号に基づき電源スイッチ３７がＯＮする。

【００２１】一方、入水流量センサ２０と排水流量セン
サ２１の両流量Ｑｉ，Ｑｏにより、通水量演算手段４４
で蛇口１０の開状態に応じた通水量Ｑが算出され、通水
量Ｑが多い程スイッチングレギュレータ３６の出力電圧
が高くなるように調整される。そこでレギュレータ出力
側の所定の直流電圧が、電極７を陰極、電極８を陽極に
した状態で印加して、電解槽５の飲料水が電気分解され
る。これにより電解槽５の室５ａから陰イオンを多く含
むアルカリ水Ｂが、取水管９を介して蛇口１０から取水
される。このとき排水電磁弁１２が開き、室５ｂの不要
な酸性水Ｃは定流量弁１９で制限して排水管１１により
排出される。

【００２２】上記電解時においては、水道管等の飲料水
Ａが入水管２以降に連続して通水されるが、この場合に
調圧弁１５により水圧の変動を抑え一定に保つように調
整され、これによりアルカリ水Ｂが安定して取水され
る。また蛇口１０を必要以上に開いたり、または水圧が
急増して通水圧が電解能力以上に大きくなると、調圧弁
１５により最大通水圧に制限され、これにより適正に電
解したアルカリ水Ｂが確保される。更に、蛇口１０の開
度を変化すると電解槽５の通水量が急激に変動するが、
この場合に負圧防止弁１６により電解槽５の負圧が防止
され、排水管１１の逆流が逆流防止弁１４により防止さ
れ、常に正常な電解作用状態に保持される。

【００２３】ここで主としてアルカリ水を取水する目的
で使用される場合には、上記電解状態が継続して行われ
る。従って、電解槽５での電解によるカルシウムやマグ
ネシウムのミネラル分を多く含んだアルカリ水Ｂが、専
ら取水管９を流れるが、この取水管９には電磁弁、セン
サ、スイッチ等が無いことで、炭酸カルシウム等のスケ
ールの付着によるトラブルが回避される。

【００２４】アルカリ水Ｂを所定量取水後に蛇口１０を
閉じると、通水が止まり入水流量センサ２０の信号も停
止する。このため通水停止検出手段４２で両流量Ｑｉ，
Ｑｏの差ΔＱにより通水停止が検出され、電磁弁制御手
段４３により排水電磁弁１２も閉じる。またこの停止信
号により電源スイッチ３７がＯＦＦして、上述の電解作
用が停止する。一方、この電解停止時には、電解制御手
段４５により通水量等に応じて逆洗電圧、逆洗時間が定
められ、２つの電極７，８の極性を反転し、再び電源ス
イッチ３７をＯＮして電解することで逆洗され、これに
より２つの電極７，８に付着するスケールが除去され
る。

【００２５】一方、選択スイッチ２２により酸性水を選
択して蛇口１０を開くと、極性設定スイッチ３８により
電解槽５の電極７が陽極の極性になる。またこの場合に
も上述と全く同様に制御され、これにより蛇口１０から
逆に陽イオンを多く含む酸性水が取水され、通水停止時
に逆洗してスケール除去される。

【００２６】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。例えば、浄水手段の無い
構成にも適応することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続式電解水生成器において先止め式通水経路が、電解
槽の吐出側の取水管に蛇口のみを設け、排水管に流量セ
ンサと電磁弁を設けて構成されるので、主としてアルカ
リ水を取水する目的で使用される場合に、アルカリ水に
多く含まれるカルシウム等のスケールがセンサや電磁弁
に付着して動作不良を生じることが回避され、動作性、
信頼性が向上する。電解槽の給水側に入水流量センサ
が、排水管に排水流量センサが設けられるので、これら
のセンサ信号により電解制御を高い精度で行うことがで
きる。

【００２８】入水管には調圧弁が設けられて水圧を一定
化したり最大通水圧に抑え、排水管に定流量弁が設けら
れて不要な排水量を一定化するので、常に確実に電解作
用して、電解水を安定して得ることができる。また負圧
防止弁、逆流防止弁が設けられるので、装置の破損が防
止され、衛生の点でも向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続式電解水生成器の制御装置の
実施例の全体の概略を示す構成図である。

【図２】同実施例の制御ユニットのブロック図である。

【図３】従来例の通水経路を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 通水経路 ５ 電解槽 ７，８ 電極 ９ 取水管 １０ 蛇口 １１ 排水管 １２ 排水電磁弁 ２０ 入水流量センサ ２１ 排水流量センサ ２２ 選択スイッチ ３０ 電気回路 ４０ 制御ユニット

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの電極を有する電解槽の給水側に入
   水流量センサを設け、電解槽の吐出側で電解水を取水す
   る取水管に蛇口を設け、排水管に排水流量センサと排水
   電磁弁を設けて構成される先止め式通水経路と、電解槽
   の２つの電極に所定の極性で電圧印加して電解するよう
   に回路接続される電気回路と、入水流量センサ、排水流
   量センサ、及びアルカリ水と酸性水を選択する選択スイ
   ッチの信号により排水電磁弁を開閉すると共に電気回路
   を作動する制御ユニットとを備えることを特徴とする連
   続式電解水生成器の制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御ユニットは、少なくとも入水流
   量センサと排水流量センサの信号により蛇口の開閉操作
   に応じた通水とその停止を検出し、排水電磁弁を開閉制
   御することを特徴とする請求項１記載の連続式電解水生
   成器の制御装置。
3. 【請求項３】 前記通水経路は、電解槽の給水側に調圧
   弁を設け、排水管に定流量弁を設けることを特徴とする
   請求項１記載の連続式電解水生成器の制御装置。