JP3373285B2 - 電解イオン水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原水を電気分解して酸
性イオン水とアルカリ性イオン水を生成する電解イオン
水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解イオン水生成装置の一つとして、供
給される原水をアルカリ性イオン水と酸性イオン水に電
気分解してそれぞれ送出する電解装置と、この電解装置
から各導出管を通してそれぞれ送出されたアルカリ性イ
オン水と酸性イオン水を貯溜する一対の貯溜タンクと、
前記電解装置の作動を制御する制御装置とを備えてなる
ものが、例えば特開平５−６８９７５号公報に示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電解イ
オン水生成装置においては、各導出管の流出端が各貯溜
タンクの底部に連通接続されていて、各導出管を通して
各貯溜タンクに流入する各イオン水が各貯溜タンク内に
収容されている各イオン水中に流れ込むため、各流入イ
オン水中に含まれているガス（アルカリ性イオン水に含
まれる水素ガスまたは酸性イオン水に含まれる酸素ガ
ス）の浮上によって各貯溜イオン水が撹拌される。な
お、各導出管の流出端が各貯溜タンクの底部ではなくて
上部空間に連通接続されていて、各導出管を通して各貯
溜タンクに流入する各イオン水が各貯溜タンク内に収容
されている各イオン水中に落下流入する場合には、各流
入イオン水中に含まれているガスの浮上のみならず、各
貯溜タンクに落下流入する各流入イオン水によって各貯
溜イオン水が撹拌される。ところで、各貯溜タンク内に
収容されている各イオン水は撹拌されると、ＰＨ値及び
酸化還元電位が低下して劣化することがある。本発明
は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、そ
の目的は各貯溜タンク内に収容されている各イオン水を
各貯溜タンクに流入する各イオン水にて劣化させること
のない電解イオン水生成装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、供給される原水をアルカリ
性イオン水と酸性イオン水に電気分解してそれぞれ送出
する電解装置と、この電解装置から各導出管を通してそ
れぞれ送出されたアルカリ性イオン水と酸性イオン水を
貯溜する一対の貯溜タンクと、前記電解装置の作動を制
御する制御装置とを備えてなる電解イオン水生成装置に
おいて、前記各導出管より通路径が大径で前記各導出管
の流出端にそれぞれ連通接続され上端部を前記各貯溜タ
ンク内の水面下から上部空間に向けて突出させてなる一
対の大径導管を設けた。この場合において、前記電解装
置が前記原水を貯える貯水タンクを備えるとともに同貯
水タンク内の原水を給送するポンプを備え、また前記両
貯溜タンクが前記電解装置より上方に配設される構成を
採用するのが望ましい。

【０００５】

【発明の作用効果】本発明による電解イオン水生成装置
においては、電解装置から各導出管を通してそれぞれ送
出されたアルカリ性イオン水と酸性イオン水が各大径導
管を通して各貯溜タンクに流入し、その際に、各流入イ
オン水が各大径導管内にて各導出管内より流速を遅くさ
れ、各大径導管中にて各流入イオン水中に気泡化されて
混入している各ガスが気液分離されて各大径導管の上端
開口から上部空間に放出されるとともに、各流入イオン
水が各大径導管の上端開口から溢れて同管の周囲を水幕
状に流下し波立ちのない静かな状態で各貯溜タンク内の
各イオン水中に流れ込む。したがって、各貯溜タンク内
の各イオン水の撹拌による劣化が抑制される。

【０００６】また、前記電解装置が前記原水を貯える貯
水タンクを備えるとともに同貯水タンク内の原水を給送
するポンプを備え、前記両貯溜タンクが前記電解装置よ
り上方に配設される構成を採用した場合には、ポンプの
停止によって各大径導管と各導出管の内部に残った水が
貯水タンクに向けて逆流する作用が得られるため、この
逆流を利用して逆電洗浄（制御装置により電解装置の両
電極にイオン水生成時とは逆の電圧を印加して行う洗
浄）を行うことが可能であり、各大径導管によって逆流
水量を十分に確保することができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明による電解イオン水生成装置を
示していて、この電解イオン水生成装置は原水（水道
水）を所要量貯える貯水タンク１０を備えている。貯水
タンク１０は、制御装置１００に接続された水位センサ
１１（上限水位と下限水位を検出するもの）を内部に備
えていて、この水位センサ１１からの信号により給水管
１９に設けた電磁開閉弁Ｖ１が開閉されて貯水タンク１
０内の水位が所定の範囲に維持されるように構成されて
いる。また、貯水タンク１０にはオーバーフローパイプ
１２が設けられるとともに、電解槽３０の両流入口３１
ａ，３１ｂに分岐して接続される接続管１３が取付けら
れていて、接続管１３には制御装置１００によって作動
を制御される電動ポンプＰ１と手動で調整可能な流量調
整バルブＶ２，Ｖ３がそれぞれ介装されていて、略同量
の原水が接続管１３を通して電解槽３０の両流入口３１
ａ，３１ｂに供給されるように構成されている。また、
貯水タンク１０には同タンク内の原水に混入している炭
酸（電解性能を阻害するもの）を除去するための循環撹
拌電動ポンプＰ２とパイプ１４が取付けられるとともに
電動吸引ファン１５が上蓋１０ａ（気密的かつ脱着可能
に取付けられている）に取付けられていて、電動ポンプ
Ｐ２と電動吸引ファン１５は所定の周期で同時に駆動さ
れるように構成されている。また、給水管１９は浄水器
１８を介して水道（図示省略）に接続されている。な
お、水道水に含まれる炭酸が少ない場合には、循環撹拌
電動ポンプＰ２とパイプ１４と電動吸引ファン１５を省
略して実施する。

【０００８】電解槽３０は、一対の流入口３１ａ，３１
ｂと一対の流出口３１ｃ，３１ｄを有する槽本体３１
と、この槽本体３１内に対向配設した一対の電極３２，
３３と、これら両電極３２，３３間に配設されて各電極
３２，３３を収容する各電極室３４，３５を形成する隔
膜３６によって構成されていて、各電極３２，３３とし
てはチタン基材の表面に白金メッキ或いは白金イリジウ
ムを焼成してなるものが採用され、また左方の電極室３
４には流入口３１ａと流出口３１ｃが連通し、右方の電
極室３５には流入口３１ｂと流出口３１ｄが連通してい
る。また、各流出口３１ｃ，３１ｄには各導出管３７，
３８が接続されていて、各導出管３７，３８は上端にて
上方に配設した各貯溜タンク４０，５０の底壁にそれぞ
れ接続されている。

【０００９】各電極３２，３３は電極切換器１１０を介
して電源回路１２０に接続されている。電極切換器１１
０は、制御装置１００からの信号に応じて両電極３２，
３３に印加される直流電圧の正逆を切り換えるものであ
り、図１の仮想線で示した状態にて制御装置１００から
正電信号を受けたとき実線の状態に切り替わって電源回
路１２０のマイナス電極を電極３２に接続するとともに
プラス電極を電極３３に接続し、また図１の実線で示し
た状態にて制御装置１００から逆電信号を受けたときに
仮想線の状態に切り替わって電源回路１２０のマイナス
電極を電極３３に接続するとともにプラス電極を電極３
２に接続するようになっている。電源回路１２０は交流
電圧を所定値の直流電圧に変換するものであり、制御装
置１００からＯＦＦ信号を受けたときにはマイナス電極
とプラス電極間の直流電圧がゼロとなるように、また制
御装置１００からＯＮ信号を受けたときにはマイナス電
極とプラス電極間に所定値の直流電圧が印加されるよう
になっている。

【００１０】左方の貯溜タンク４０は、アルカリ性イオ
ン水を所要量貯える小容量タンクであり、水位センサ４
１（上限水位と下限水位を検出するもの）とオーバーフ
ローパイプ４２（図示省略の排水路に接続されている）
が設けられるとともに手動で開閉可能な排水弁４３とオ
ーバーフローパイプ４２に接続された排水管４４が設け
られている。また、貯溜タンク４０には、導出管３７よ
り通路径が大径で上端部を貯溜タンク４０内の水面下か
ら上部空間Ｒ１に向けて突出させてなる大径導管４５が
導出管３７の上端開口に対応して配設されて導出管３７
の上端（流出端）に連通接続されるとともに、大径導管
４５の上端開口に対応してフロートスイッチ４６が配設
されている。また、貯溜タンク４０の底壁には連通管４
７の一端が接続されていて、この連通管４７は本体９０
の外側に取付けた手動で開閉可能な止水弁４８と連通管
４９を通して補助タンク６０に接続されている。

【００１１】一方、右方の貯溜タンク５０は、酸性イオ
ン水を所要量貯える小容量タンクであり、水位センサ５
１（上限水位と下限水位を検出するもの）とオーバーフ
ローパイプ５２（図示省略の排水路に接続されている）
が設けられるとともに手動で開閉可能な排水弁５３とオ
ーバーフローパイプ５２に接続された排水管５４が設け
られている。また、貯溜タンク５０には、導出管３８よ
り通路径が大径で上端部を貯溜タンク５０内の水面下か
ら上部空間Ｒ２に向けて突出させてなる大径導管５５が
導出管３８の上端開口に対応して配設されて導出管３８
の上端（流出端）に連通接続されるとともに、大径導管
５５の上端開口に対応してフロートスイッチ５６が配設
されている。また、貯溜タンク５０の底壁には連通管５
７の一端が接続されていて、この連通管５７は本体９０
の外側に取付けた手動で開閉可能な止水弁５８と連通管
５９を通して補助タンク７０に接続されている。

【００１２】各貯溜タンク４０，５０に設けた各水位セ
ンサ４１，５１と各フロートスイッチ４６，５６は、各
タンク４０，５０の上蓋４０ａ，５０ａ（脱着可能で図
示省略の通気孔を有する）に取付けられていて、本体９
０の脱着可能な上蓋９０ａを外しかつ各タンク４０，５
０の上蓋４０ａ，５０ａを外すことにより、容易に保守
点検できるように構成されている。また、各水位センサ
４１，５１と各フロートスイッチ４６，５６は制御装置
１００にそれぞれ接続されていて、各水位センサ４１，
５１と各フロートスイッチ４６，５６からの信号に基づ
いて電動ポンプＰ１、電極切換器１１０、電源回路１２
０等の作動が制御されるように構成されている。なお、
各フロートスイッチ４６，５６は水流検出センサとして
使用されている。

【００１３】左方の補助タンク６０は、左方の貯溜タン
ク４０と同様にアルカリ性イオン水を貯えるものであ
り、上蓋６０ａに通気孔（図示省略）を有していて、左
方の貯溜タンク４０の許容上限水位、すなわちオーバー
フローパイプ４２の上端より所要量上方まで貯溜可能と
なるように配置されており、底壁には電動ポンプＰ３を
介装した供給管６１と手動で開閉可能な排水弁６２を介
装した排水管６３が取付けられている。一方、右方の補
助タンク７０は、右方の貯溜タンク５０と同様に酸性イ
オン水を貯えるものであり、上蓋７０ａに通気孔（図示
省略）を有していて、左方の貯溜タンク５０の許容上限
水位、すなわちオーバーフローパイプ５２の上端より所
要量上方まで貯溜可能となるように配置されており、底
壁には電動ポンプＰ４を介装した供給管７１と手動で開
閉可能な排水弁７２を介装した排水管７３が取付けられ
ている。各電動ポンプＰ３，Ｐ４は、各供給管６１，７
１の供給側端部に設けた各スイッチ（図示省略）に連動
して作動するように構成されている。なお、各電動ポン
プＰ３，Ｐ４と各供給管６１，７１と各排水弁６２，７
２と各排水管６３，７３は仮想線にて示したように各連
通管４９，５９に接続することも可能であり、かかる場
合には各補助タンク６０，７０に設けるポートを単一と
してシンプルな構成とすることができる。

【００１４】上記のように構成した本実施例において
は、補助タンク６０内のアルカリ性イオン水または補助
タンク７０内の酸性イオン水が使用により減少して各補
助タンク６０，７０内の水位が低下すると、各貯溜タン
ク４０，５０内の水位も同様に低下し、その水位が下限
水位に至ると各水位センサ４１，５１からの信号に基づ
いて制御装置１００が電動ポンプＰ１と電極切換器１１
０と電源回路１２０を制御し、電動ポンプＰ１が駆動さ
れるとともに、電極切換器１１０が実線状態に維持され
電源回路１２０がＯＮ信号を受けてマイナス電極とプラ
ス電極間に所定値の直流電圧が印加されて電解槽３０の
両電極３２，３３に正電圧印加される。

【００１５】このため、貯水タンク１０内の原水が電動
ポンプＰ１と接続管１３と各流量調整バルブＶ２，Ｖ３
を通して電解槽３０の各電解室３４，３５に供給される
とともに、原水が電解槽３０内で電気分解されて、マイ
ナス側電極３２の電極室３４からは水酸イオンが増加し
たアルカリ性イオン水が導出管３７と大径導管４５を通
して貯溜タンク４０内に貯えられ、またプラス側電極３
３の電極室３５からは水素イオンが増加した酸性イオン
水が導出管３８と大径導管５５を通して貯溜タンク５０
内に貯えられる。

【００１６】ところで、各大径導管４５，５５では、各
イオン水の流速が遅くされてゆっくりと上昇し、アルカ
リ性イオン水に含まれる水素ガスと酸性イオン水に含ま
れる酸素ガスが各イオン水から分離されて各大径導管４
５，５５の上端から各貯溜タンク４０，５０の上部空間
Ｒ１，Ｒ２に放出され、また各イオン水は各大径導管４
５，５５の上端開口から溢れて管の周囲を水幕状に流下
し波立ちのない静かな状態で各貯溜タンク４０，５０内
の各イオン水中に流れ込む。したがって、各貯溜タンク
４０，５０内の各イオン水の撹拌による劣化が抑制され
る。なお、電動ポンプＰ１が駆動を開始されかつ両電極
３２，３３への正電圧印加が開始された後、設定時間経
過しても両フロートスイッチ４６，５６が作動しない場
合には、両イオン水が正常に流れていないと判断して制
御装置１００が電動ポンプＰ１の駆動を停止させるとと
もに両電極３２，３３への正電圧印加を停止させるよう
になっている。

【００１７】上記した正電圧印加によるイオン水生成作
動により貯水タンク１０内の水位が設定範囲の下限に達
すると、水位センサ１１が作動しこれに基づいて制御装
置１００から電磁開閉弁Ｖ１に開弁信号が出力され、電
磁開閉弁Ｖ１が開かれて水道水が浄水器１８と給水管１
９を通して貯水タンク１０に補給される。かかる水道水
の補給により貯水タンク１０内の水位が設定範囲の上限
に達すると、水位センサ１１が作動しこれに基づいて制
御装置１００から電磁開閉弁Ｖ１に閉弁信号が出力さ
れ、電磁開閉弁Ｖ１が閉じられ水道水の補給が止まる。

【００１８】また、上記した正電圧印加によるイオン水
生成作動により両方の貯溜タンク４０，５０内の水位が
設定範囲の上限に達して両水位センサ４１，５１が作動
すると、これに基づいて制御装置１００が両電極３２，
３３への正電圧印加を停止させるものの、電動ポンプＰ
１の駆動を所定時間維持した後に停止させる。このた
め、電動ポンプＰ１が停止するときには各大径導管４
５，５５の上端部位にまで電気分解されていない原水が
供給されることとなる。ところで、電動ポンプＰ１の停
止後には、制御装置１００により電極切換器１１０にて
電極の接続が実線状態から仮想線状態に切り換えられて
電解槽３０の電極３２が電源回路６０のプラス電極に接
続されるとともに電極３３がマイナス電極に接続され、
また電源回路１２０が制御装置１００からＯＮ信号を受
けてマイナス電極とプラス電極間に所定値の直流電圧が
所定時間印加されて、電解槽３０の両電極３２，３３に
逆電圧印加され、各大径導管４５，５５と各導出管３
７，３８から各電極室３４，３５に落差により原水が自
動的に供給される状態にて、いわゆる逆電洗浄がなされ
電極３２からカルシウム，ナトリウム等付着物が剥離さ
れて原水とともに貯水タンク１０に向けて電解槽３０外
に排出される。なお、上記した電動ポンプＰ１の停止後
所定時間経過したときには、制御装置１００により電源
回路１２０のマイナス電極とプラス電極間の直流電圧が
ゼロとされるとともに電極切換器１１０にて電極の接続
が仮想線状態から実線状態に切り換えられて電解槽３０
の電極３２が電源回路６０のプラス電極に接続されると
ともに電極３３がマイナス電極に接続され、再作動に備
える。

【００１９】ところで、本実施例においては、水位セン
サ４１，５１を内部に設けた各貯溜タンク４０，５０を
小容量タンクとし、貯溜タンク４０，５０の許容上限水
位より上方まで貯溜可能な補助タンク６０，７０を貯溜
タンク４０，５０に連通管４７、４９，５７、５９を通
して連通させたため、本体９０内に貯溜タンク４０，５
０をコンパクトに収納することができるとともに、貯溜
タンク４０，５０に設けた水位センサ４１，５１によっ
て補助タンク６０，７０の水位も同時に検出できる。し
たがって、本体９０の外に配設される補助タンク６０，
７０に水位検出手段を設ける必要がなく、補助タンク６
０，７０は何の制約もなく用途に応じて任意の容量に設
定でき、必要に応じて追加の補助タンクを容易に増設す
ることができて、製作性が極めて良い。

【００２０】また、本実施例においては、貯溜タンク４
０，５０に排水弁４３，５３と排水管４４，５４を設け
て貯溜水を全排水可能とし、補助タンク６０，７０と貯
溜タンク４０，５０との連通管４７、４９，５７、５９
に止水弁４８，５８を介装し、止水弁４８，５８より補
助タンク側に供給管６１，７１を設けたため、止水弁４
８，５８を止めることにより補助タンク６０，７０内の
貯溜水を使用しながら、排水弁４３，５３を開いて貯溜
タンク４０，５０内の貯溜水を全排水させて水位センサ
４１，５１とフロートスイッチ４６，５６の保守点検お
よび貯溜タンク４０，５０内の掃除を行うことができ、
水及び電力の浪費を最小限に抑えながら水位センサ４
１，５１とフロートスイッチ４６，５６の保守点検およ
び貯溜タンク４０，５０内の掃除を短時間に行うことが
できる。

【００２１】上記実施例においては、水道水を原水とし
て本発明を実施したが、例えば特開平４−７５５７６号
公報に示されている装置によって得られる食塩水を原水
として本発明を実施することも可能である。また、単一
の電動ポンプＰ１により電解槽１０に原水がそれぞれ供
給されるように構成して本発明を実施したが、一対のの
電動ポンプにより電解槽１０に原水がそれぞれ供給され
るように構成して本発明を実施することも可能である。
また、上記実施例においては、両貯溜タンク４０，５０
に対応して両補助タンク６０，７０を設けて本発明を実
施したが、何れか一方のタンク（必要としない方）を省
略して実施することも可能である。なお、上記実施例の
本体９０に収納された構成、すなわち貯水タンク１０，
電動ポンプＰ１，電解槽３０，電極切換器１１０及び電
源回路１２０等からなり制御装置１００によって作動を
制御される電解装置と、この電解装置から送出されたア
ルカリ性イオン水と酸性イオン水をそれぞれ貯溜する両
貯溜タンク４０，５０を備えた電解イオン水生成装置は
補助タンク６０，７０を省略して使用することも可能で
あり、その場合には両止水弁４８，５８の配設位置に両
電動ポンプＰ３，Ｐ４と両供給管６１，７１を配設して
実施するのが望ましい。

【００２２】また、上記実施例においては、各導出管３
７，３８と各大径導管４５，５５を各貯溜タンク４０，
５０の底壁を介して連通接続したが、各貯溜タンク４
０，５０の底壁より下方または上方にて各導出管３７，
３８と各大径導管４５，５５を直接に連通接続させて実
施することも可能である。また、上記実施例において
は、各貯溜タンク４０，５０の底壁を貫通するようにし
て、各導出管３７，３８と各大径導管４５，５５を設け
たが、各貯溜タンク４０，５０の周壁を貫通するように
して、各導出管３７，３８と各大径導管４５，５５を設
けて実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電解イオン水生成装置の一実施
例を示す図である。

【符号の説明】

１０…貯水タンク、１３…接続管、３０…電解槽、３
２，３３…電極、３４，３５…電極室、３６…隔膜、３
７，３８…導出管、４０，５０…貯溜タンク、４１，５
１…水位センサ（水位検出手段）、４２，５２…オーバ
ーフローパイプ、４３，５３…排水弁、４４，５４…排
水管、４５，５５…大径導管、Ｒ１，Ｒ２…上部空間、
１００…制御装置、１１０…電極切換器、１２０…電源
回路、Ｐ１…電動ポンプ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給される原水をアルカリ性イオン水と
   酸性イオン水に電気分解してそれぞれ送出する電解装置
   と、この電解装置から各導出管を通してそれぞれ送出さ
   れたアルカリ性イオン水と酸性イオン水を貯溜する一対
   の貯溜タンクと、前記電解装置の作動を制御する制御装
   置とを備えてなる電解イオン水生成装置において、前記
   各導出管より通路径が大径で前記各導出管の流出端にそ
   れぞれ連通接続され上端部を前記各貯溜タンク内の水面
   下から上部空間に向けて突出させてなる一対の大径導管
   を設けたことを特徴とする電解イオン水生成装置。
2. 【請求項２】 前記電解装置が前記原水を貯える貯水タ
   ンクを備えるとともに同貯水タンク内の原水を給送する
   ポンプを備え、また前記両貯溜タンクが前記電解装置よ
   り上方に配設されていることを特徴とする請求項１に記
   載の電解イオン水生成装置。