JP3412669B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解槽に圧送供給
される被処理水を同電解槽にて電気分解して電解水を生
成するようにした電解水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解水生成装置の一つとして、電解槽に
圧送供給される所定濃度の食塩水を同電解槽にて電気分
解して電解水を生成するようにしたものがあり、例えば
特開平６−３１５６８５号公報に示されている。この公
報に示されている電解水生成装置においては、電解槽内
に設けた両電極に対する直流電圧の正逆切り換え（負の
電極に付着するスケールの除去のための極性切り換え）
に際して、電気分解時の電圧に比較して低い電圧を短時
間印加して、電極の劣化および損傷を防止するようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報の電解水
生成装置においては、電気分解時の電圧に比較して低い
電圧を印加しているときにも所定濃度の食塩水（希塩
水）を電解槽に流し続けている。ところで、このときに
は、電解槽にて的確な電解がなされず、所期の電解水が
得られないため、その電解水は使用に供されることなく
排水されており、所定濃度の食塩水が無駄に消費されて
いる。

【０００４】また、上記した公報の電解水生成装置にお
いては、電気分解時の電圧に比較して低い電圧を印加す
るために、直流電源に電圧を低くする制御手段を付加し
て高価な直流電源装置とする必要があって、当該電解水
生成装置が高価となる。また、電気分解時の電圧に比較
して低い電圧を短時間印加した後には、電気分解時の電
圧が印加されて電流値が急激に増大変化するので電極に
大きな負担がかかり電極の寿命に悪影響を与えている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
解消するため、電解槽に水道水、地下水等の原水を供給
する給水管路に食塩水を供給する供給管路を接続して原
水と食塩水の混合水を被処理水として前記電解槽に供給
するようにした電解水生成装置において、前記給水管路
に供給される食塩水の供給量を増減するため前記食塩水
の供給管路に介装した供給流量可変手段と、前記電解槽
内の電極への通電開始時に前記給水管路に供給される食
塩水の供給量が所定時間のみ所定値以下に維持するよう
に前記供給流量可変手段の作動を制御する制御手段を設
けたこと特徴とする電解水生成装置を提供するものであ
る。この発明の実施にあたっては 、 前記電解槽内の電極
への通電開始時に前記給水管路に供給される食塩水の供
給量が所定時間のみゼロになるように前記制御手段の制
御下にて前記供給流量可変手段の作動が制御されるよう
にすることが望ましい。また、上記の電解水生成装置に
おいては 、 前記供給流量可変手段として、前記制御手段
の制御下にてその回転数を制御されて前記食塩水の吐出
流量を増減し得る電動ポンプを採用することが適してい
る。

【０００６】また、本発明はその一実施形態として、電
解槽に水道水、地下水等の原水を供給する給水管路に食
塩水と供給する供給管路を接続して原水と食塩水の混合
水を被処理水として前記電解槽に供給するようにした電
解水生成装置において、前記給水管路に供給される食塩
水の供給量を増減するため前記食塩水の供給管路に介装
した供給流量可変手段と、前記電解槽内の電極への通電
開始時に前記給水管路に供給される食塩水の供給量が所
定値以下に維持し、所定時間の経過後に同食塩水の供給
量が徐々に増加して前記電解槽に供給される被処理水の
塩濃度が設定値になるように前記供給流量可変手段を制
御する制御手段を設けたことを特徴とする電解水生成装
置を提供するものである。

【０００７】

【発明の作用効・効果】上述した本発明による電解水生
成装置においては、電解槽に被処理水が供給されている
状態での電極への通電に際して、通電開始時には食塩水
の供給量が所定時間のみ所定値以下若しくはゼロになる
ように前記制御手段の制御下にて前記供給流量可変手段
の作動が制御されるため、食塩水の無駄な消費が抑制さ
れることは勿論のこと、電解槽に圧送供給される被処理
水の電気伝導度が低くて直流電源の電圧が電気分解時と
同一であっても電流値を小さくすることができ、電極へ
の負担を軽減することができるとともに、直流電源に電
圧を低くする制御手段を付加する必要がなくて使用する
直流電源を簡素化でき、当該電解水生成装置を安価に構
成することができる。また、上記した通電開始から所定
時間経過時までの間には、電極の慣らし及び洗浄（スケ
ール除去）等の前処理が行われて、その後に行われる所
期の電気分解にて電極が的確に機能して所期の電解水が
得られる。

【０００８】また、電解槽内の電極への通電開始時に前
記供給流量可変手段によって食塩水の供給量がゼロにさ
れた場合には、食塩水の無駄な消費を無くすことができ
るとともに、電極への負担を最も軽減することができ
て、電極の寿命向上を最大限に図ることができる。

【０００９】また、電解槽内の電極への通電開始時に原
水の給水管路に供給される食塩水の供給量が所定値以下
に維持し、所定時間の経過後に同食塩水の供給量が徐々
に増加して電解槽に供給される被処理水の塩濃度が設定
値になるように前記制御手段の制御下にて前記供給流量
可変手段の作動が制御される場合には、電流値の増大変
化が緩やかで電流値の急激な増大変化はなく、電極への
負担を軽減できて電極の寿命向上を図ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１に示した電解水生成装置
は、電解槽１０と、この電解槽１０に接続した電解水の
導出管路２１，２２及び被処理水である希塩水の供給管
路２３と、この希塩水の供給管路２３に接続した水道水
の給水管路２４及び飽和食塩水の供給管路２５を備えて
いる。電解槽１０は、希塩水を電気分解して電解水を生
成するそれ自体周知のものであり、槽本体１１の内部は
隔膜１２によって二つの電解室１３，１４に区画されて
いて、各電解室１３，１４には直流電源３０に接続され
た電極板１５，１６がそれぞれ配設されている。

【００１１】電解水の導出管路２１，２２は、各電解室
１３，１４にそれぞれ連通接続されていて、各電解室１
３，１４にて生成される電解水（酸性水とアルカリ性
水）をそれぞれ所望の箇所に導くようになっている。希
塩水の供給管路２３は、中間部にて分岐路２３ａと２３
ｂに分岐されていて、各分岐路２３ａ，２３ｂにて各電
解室１３，１４にそれぞれ連通接続されている。

【００１２】水道水の給水管路２４は、水道管（図示省
略）に接続されるようになっていて、給水弁（常閉型の
電磁開閉弁）４１と減圧弁（入口側圧力の如何にかかわ
らず出口側圧力を入口側圧力よりも低い設定圧力に調整
する圧力制御弁）４２と可変形の流量調整弁（可変可能
な流量を設定された値に維持する流量制御弁）４３がそ
れぞれ設けられている。なお、給水弁４１に代えて手動
開閉弁を用いること、或いは流量調整弁４３に代えて固
定形の流量調整弁を用いることも可能である。

【００１３】濃塩水の供給管路２５は、濃塩水タンク５
０に接続されていて、電動ポンプ６１とポンプ側への流
れを阻止するチェック弁６２が設けられている。電動ポ
ンプ６１は、パルスモータによって回転駆動されて供給
管路２４を通して供給される水道水に飽和食塩水を圧送
混合するためのものであり、定量ポンプ（一回転当たり
の吐出量が一定であるポンプ）が採用されている。な
お、濃塩水タンク５０には食塩５１と水道水（適宜補給
されて余剰分はオーバーフロー管５３を通して排出され
る）が収容されていて、食塩５１の上方にできる飽和食
塩水５２が供給管路２５に導かれるようになっている。

【００１４】また、本実施形態においては、希塩水の供
給管路２３に希塩水の塩濃度を検出する塩濃度センサ７
１が設けられるとともに、電極板１５，１６への通電回
路に電流計７２が設けられていて、それぞれが制御装置
１００に接続されている。制御装置１００は、電解スイ
ッチ（ＯＮ・ＯＦＦスイッチ）１０１の操作及び内蔵す
る積算タイマの積算値等に基づいて直流電源３０のＯＮ
・ＯＦＦ制御及び正・負極の切り換え制御と給水弁４１
の開閉制御と電動ポンプ６１の起動停止及び回転数制御
を行うものであり、図２に示したタイミングチャートの
ように制御するようになっている。

【００１５】上記のように構成した本実施形態の電解水
生成装置においては、電解スイッチ１０１をＯＦＦ状態
からＯＮ操作すると、直流電源３０がＯＮし電極板１
５，１６間に所定の電圧Ｖ１が付与されて通電が開始さ
れるとともに、閉状態の給水弁４１が開いて水道水が供
給路２４を通して供給路２３に供給される。しかして、
直流電源３０による通電開始時には、電動ポンプ６１が
所定時間Ｔ１（例えば、３秒）停止（回転数ゼロ）して
いて、濃塩水タンク５０内の飽和食塩水５２は供給路２
３に全く圧送されないため、供給路２３を流れる水の塩
濃度は略０WT％であり、電極板１５，１６間を流れる電
流値は水道水の電気伝導度によって定まる小さな値Ａ１
に維持される。

【００１６】かくして、所定時間Ｔ１が経過すると、電
動ポンプ６１の回転駆動が開始されて、給水管路２４を
通して供給される水道水（給水管路２４に減圧弁４２及
び流量調整弁４３が設けられているため、常に定圧・定
流量とされている）に供給管路２５を通して供給される
飽和食塩水が電動ポンプ６１にて圧送混合されて供給管
路２３に希塩水が流れる。ところで、電動ポンプ６１の
回転数は、所定時間Ｔ１経過後に順次増加し始めて設定
時間Ｔ２（例えば、１０秒）後には所定値Ｒ１となり、
その後は所定値Ｒ１に維持されるため、電動ポンプ６１
により圧送供給される飽和食塩水の量も所定時間Ｔ１経
過後に電動ポンプ６１の回転数に比例して増加し、設定
時間Ｔ２後には供給路２３を流れる希塩水の塩濃度が設
定値Ｂ１WT％となり、その後は供給路２３を流れる希塩
水の塩濃度が設定値Ｂ１WT％に維持される。したがっ
て、設定時間Ｔ２後には、供給路２３を流れる設定濃度
の希塩水が供給路２３の分岐路２３ａ，２３ｂを通して
電解槽１０に供給されて同電解槽１０にて所期の電気分
解がなされ、この電気分解によって生成された所期の各
電解水が各導出管路２１，２２を通して所望の箇所に導
かれて使用に供される。

【００１７】また、本実施形態の電解水生成装置におい
ては、制御装置１００が内蔵する図示省略の積算タイマ
（電解スイッチ１０１がＯＮとされている時間を積算す
るタイマ）の積算値が設定値（例えば、２時間）になる
と、直流電源３０がＯＦＦされて電圧がゼロになるとと
もに電動ポンプ６１が停止され、また同時に直流電源３
０の正・負極の切り換えがなされるとともに、積算タイ
マの積算値がゼロにリセットされて再び計時を開始す
る。かくして、設定時間Ｔ３（例えば、３秒）が経過す
ると、直流電源３０の正・負極が切り換えられた状態に
て、上述した電解スイッチ１０１をＯＮ操作したときと
同じ作動が得られ、電解槽１０内にてスケール除去の作
動も得られる。かかる作動は、積算タイマの積算値が設
定値になる毎に得られる。なお、設定時間Ｔ３には、電
動ポンプ６１が停止して塩濃度が０WT％になるまでの時
間（略１秒）も含まれている。

【００１８】また、本実施形態の電解水生成装置におい
ては、電解スイッチ１０１をＯＮ状態からＯＦＦ操作す
ると、直ちに直流電源３０がＯＦＦされて電圧がゼロに
なるとともに電動ポンプ６１が停止されるものの、給水
弁４１は設定時間Ｔ４（この時間は電動ポンプ６１の停
止後において電解槽１０内の塩濃度が０WT％となるまで
の時間を考慮して設定されている）後に閉じられる。こ
れにより、電解槽１０内の塩濃度も０WT％になり、当該
電解水生成装置が初期状態（電解スイッチ１０１がＯＮ
操作される前の状態）となる。

【００１９】以上の説明から明らかなように、本実施形
態の電解水生成装置においては、給水弁４１が開いてい
る状態（電解槽１０に被処理水が圧送供給されている状
態）での電解槽１０への通電に際して、通電開始時には
所定時間Ｔ１電動ポンプ６１による飽和食塩水の供給量
をゼロとしたため、飽和食塩水の無駄な消費を無くすこ
とができることは勿論のこと、電解槽１０に圧送供給さ
れる被処理水の電気伝導度が低くて直流電源３０の電圧
が電気分解時と同一（Ｖ１）であっても電流値を小さな
値Ａ１とすることができ、電極板１５，１６への負担を
軽減することができるとともに、直流電源３０に電圧を
低くする制御手段を付加する必要がなくて直流電源３０
を簡素化でき、当該電解水生成装置を安価に構成するこ
とができる。また、上記した通電開始から所定時間Ｔ１
経過時までの間には、電極板１５，１６の慣らし及び洗
浄（スケール除去）等の前処理が行われて、その後に行
われる所期の電気分解にて電極板１５，１６が的確に機
能して所期の電解水が得られる。

【００２０】また、通電開始から所定時間Ｔ１経過後に
電動ポンプ６１による飽和食塩水の供給量が順次増加し
始めて設定時間Ｔ２後には電解槽１０に圧送供給される
希塩水の塩濃度が設定値Ｂ１WT％となるようにしたた
め、電流値の増大変化が緩やかで電流値の急激な増大変
化はなく、電極板１５，１６への負担を軽減できて電極
板１５，１６の寿命向上を図ることができる。

【００２１】上記実施形態においては、原水として水道
水を用いたが、他の水、例えばポンプアップした地下水
を用いて実施することも可能である。また、本発明は、
隔膜１２を有する電解槽１０に被処理水が圧送供給され
る電解水生成装置に本発明を実施したが、隔膜を有さな
い電解槽に被処理水が圧送供給される電解水生成装置に
も本発明は上記実施形態と同様に実施できるものであ
り、上記実施形態に限定されるものではない。

【００２２】また、上記実施形態においては、直流電源
３０のＯＮ・ＯＦＦ制御及び正・負極の切り換え制御と
電動ポンプ６１の起動停止及び回転数制御が時間（所定
時間Ｔ１及び設定時間Ｔ２，Ｔ３参照）に基づいて行わ
れるようにして本発明を実施したが、電動ポンプ６１の
回転数制御（塩濃度の制御）については塩濃度センサ７
１または電流計７２からの検出信号に基づいて行われる
ようにして実施することも可能である。この場合には、
給水管路２４を流れる水道水の水圧・流量を一定にする
必要がないため、給水管路２４の減圧弁４２及び流量調
整弁４３を無くして実施することも可能であり、また供
給管路２３に供給される食塩水が飽和食塩水である必要
がないため、適宜な濃度の食塩水を濃塩水タンク５０に
収容して実施することも可能である。なお、上記実施形
態の実施に際しては、塩濃度センサ７１及び電流計７２
を省略して実施することも可能である。また、電動ポン
プ６１の回転数制御（塩濃度の制御）を塩濃度センサ７
１または電流計７２からの検出信号に基づいて行われる
ようにして実施する場合には、電流計７２または塩濃度
センサ７１を省略して実施することも可能である。

【００２３】また、上記実施形態においては、電解槽１
０への通電開始時の所定時間Ｔ１は電動ポンプ６１が停
止していて、水道水に飽和食塩水が全く供給されないよ
うにし、飽和食塩水の無駄な消費を無くすことができる
とともに、電極への負担を最も軽減することができて、
電極の寿命向上を最大限に図ることができるようにした
が、所定時間Ｔ１にも電動ポンプ６１が低速にて回転さ
れて所定量以下の飽和食塩水が水道水に供給されるよう
にして本発明を実施することも可能である。

【００２４】また、上記実施形態においては、供給路２
３への飽和食塩水の供給量を増減可能な供給流量可変手
段としてパルスモータによって回転駆動される電動ポン
プ６１を採用したが、これに代えて例えば往復動によっ
て駆動されるポンプ等の他の供給流量可変手段を採用し
て実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電解水生成装置の一実施形態を
概略的に示す図である。

【図２】 図１に示した電解水生成装置の作動を説明す
るためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０…電解槽、１２…隔膜、２３…希塩水（被処理水）
の供給管路、２４…水道水（原水）の給水管路、２５…
濃塩水（食塩水）の供給管路、３０…直流電源、４１…
給水弁、４２…減圧弁、４３…流量調整弁、６１…電動
ポンプ（流量可変手段）、１００…制御装置、Ｔ１…所
定時間、Ｔ２…設定時間。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽に水道水、地下水等の原水を供給
   する給水管路に食塩水を供給する供給管路を接続して原
   水と食塩水の混合水を被処理水として前記電解槽に供給
   するようにした電解水生成装置において、前記給水管路に供給される食塩水の供給量を増減するた
   め前記食塩水の供給管路に介装した供給流量可変手段
   と、 前記電解槽内の電極への通電開始時に前記給水管路に供
   給される食塩水の供給量が所定時間のみ所定値以下に維
   持するように前記供給流量可変手段の作動を制御する制
   御手段を設けた こと特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】 前記電解槽内の電極への通電開始時に前
   記給水管路に供給される食塩水の供給量が所定時間のみ
   ゼロになるように前記制御手段の制御下にて前記供給流
   量可変手段の作動が制御されるようにした請求項１に記
   載の電解水生成装置。
3. 【請求項３】 電解槽に水道水、地下水等の原水を供給
   する給水管路に食塩水と供給する供給管路を接続して原
   水と食塩水の混合水を被処理水として前記電解槽に供給
   するようにした電解水生成装置において、前記給水管路に供給される食塩水の供給量を増減するた
   め前記食塩水の供給管路に介装した供給流量可変手段
   と、 前記電解槽内の電極への通電開始時に前記給水管路に供
   給される食塩水の供給量が所定値以下に維持し、所定時
   間の経過後に同食塩水の供給量が徐々に増加して前記電
   解槽に供給される被処理水の塩濃度が設定値になるよう
   に前記供給流量可変手段を制御する制御手段を設けた こ
   とを特徴とする電解水生成装置。
4. 【請求項４】 前記供給流量可変手段として、前記制御
   手段の制御下にてその回転数を制御されて前記食塩水の
   吐出流量を増減し得る電動ポンプを採用した請求項１、
   又は３に記載の電解水生成装置。