JP3426323B2 - 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、水または食塩水等の原
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】この種の装置は、例えば特公平２−７７
１５号公報に示されていて、両電極に印加される直流電
圧の正逆を切り換えないで正電状態にて長時間使用して
いると、マイナス側電極の表面にカルシウム，ナトリウ
ム等が層状に付着して通電率を低下させ、所望の電解イ
オン水が得られない。かかる問題は、両電極に印加され
る直流電圧の正逆を切り換えて逆電状態とし、上記した
付着物を電極から剥離させること（すなわち、逆電洗浄
すること）により解消することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した電
解イオン水生成装置においては、逆電洗浄時に表示手段
や警報手段を作動させて使用者に所望のイオン水とは逆
性のイオン水が生成されていることを報知するようにし
てある。しかし、報知手段が正常であっても幼児など不
慣れな者は逆性のイオン水を誤って使用するおそれがあ
り、報知手段であるランプやブザーが故障した場合には
逆性のイオン水にも拘らず、所望のイオン水と思って使
用してしまうおそれがある。本発明は、上記の問題に対
処しようとするもので、その目的は逆電洗浄時に生成さ
れる電解イオン水が使用され得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】上記の目的を達成するた
め、本発明は、水又は食塩水等の原水を貯溜する貯水タ
ンクと、隔膜を介して形成した一対の電極室内に互いに
対向して設けた一対の電極を備えて、その底部内面が前
記貯水タンク内にて所定水位に貯えられた原水の水面と
同レベル又は上方に位置し、前記電極室の下部から流入
した原水の電解処理により生成された電解イオン水が同
電極室の上部から流出するように配置した電解槽と、前
記貯水タンクの原水を前記電解槽の両電極室に供給する
電動ポンプと、電源回路から前記両電極に印加される直
流電圧の正逆を切り換える電極切換手段を備えた電解イ
オン水生成装置において、前記各電極室の上部にその下
端部をそれぞれ接続して立ち上げられ前記貯水タンクに
貯溜される原水の水面より上方にてその上端開口を大気
に解放した一対の排出管と、前記電動ポンプを駆動状態
に維持して前記電解槽の両電極室にて電解イオン水を生
成するとき前記電極切換手段を制御して前記電極に印加
される直流電圧を正電状態に維持し、前記電動ポンプの
停止によって前記両排出管内に残留した電解イオン水が
前記両電極室を通して前記貯水タンク内に逆流するとき
前記電極切換手段を制御して前記電極に印加される直流
電圧を逆電状態に切り換える制御手段とを設けたことを
特徴とする電解イオン水生成装置を提供するものであ
る。本発明の実施あたっては、前記電解槽の上方に一対
のイオン水貯溜タンクを配置して、これらのイオン水貯
溜タンク内に前記排出管をそれぞれ延出して、各イオン
水貯溜タンク内に所要量の電解イオン水が貯えられるよ
うに同排出管の各上端開口を大気に解放してもよく、或
いは前記排出管の中間部に電解イオン水を貯えるイオン
水貯溜タンクをそれぞれ形成してもよい。この場合、前
記電解槽にて生成される酸性イオン水のＰＨは３〜６で
あるのが望ましい。

【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、電動ポンプを駆動状態に維持して電解槽
の両電極室にて電解イオン水を生成するとき電極切換手
段を制御して電極に印加される直流電圧を正電状態に維
持するようにしてある。このため、電動ポンプによって
貯水タンクから電解槽の両電極室に供給された原水は電
解槽内で電気分解されて、プラス側電極の電極室にては
水素イオンが増加した酸性イオン水が生成され、またマ
イナス側電極の電極室にては水酸イオンが増加したアル
カリ性イオン水が生成され、各電解イオン水が各排出管
を通して所望の箇所に導出される。

【０００６】ところで、前記電動ポンプの停止によって
両排出管内に残留した電解イオン水が両電極室を通して
貯水タンク内に逆流するとき電極切換手段の制御下にて
電極に印加される直流電圧が逆電状態に切り換わる。こ
のため、各排出管内に残留する電解イオン水の貯水タン
クへの逆流時に逆電洗浄が行われ、逆電洗浄時に生成さ
れる電解水は貯水タンクにて中和され使用に供されるこ
とはない。したがって、逆電洗浄時の表示手段や警報手
段が不要であり、コスト低減を図ることができるととも
に、表示手段や警報手段の故障に関する問題も全く生じ
ない。また、電解槽の底部内面が貯水タンクに貯えられ
る原水の水面と同レベルまたは上方に位置するように配
設したことにより、電解イオン水の逆流の終了時に電解
槽内から同電解イオン水を完全に排出することができ
て、仮に逆電洗浄終了後に電解槽の両電極が逆電状態に
て印加されていても、電流は流れず止水状態での通電に
よる電解槽の過熱は発生しない。

【０００７】また、本発明の実施にあたって、電解槽の
上方に一対のイオン水貯溜タンクを配置して、これらの
イオン水貯溜タンク内に前記排出管をそれぞれ延出し
て、各イオン水貯溜タンク内に所要量の電解イオン水が
貯えられるように同排出管の各上端開口を大気に解放し
た場合には、上記した運転停止時において得られる逆流
水を各イオン水貯溜タンクからも得ることができ、各排
出管が短い場合でも充分な逆流水を確保することができ
る。また各排出管の途中に電解イオン水を貯溜するイオ
ン水貯溜タンク部をそれぞれ形成した場合にも、充分な
逆流水を確保することができる。また、電解槽にて生成
される酸性イオン水のＰＨが３〜６であるように設定し
た場合には、電極の水素脆性を効果的に抑制することが
できることを実験によって確認してある。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の各実施例を図面を参照して
説明する。図１は本発明による電解イオン水生成装置の
第１実施例を示していて、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に接続した水
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１０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を設けるとともに、電解槽３０の両流入口
３１ａ，３１ｂに分岐して接続した接続管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をそれぞれ介装して、略同量の原
水が接続管１３を通して電解槽３０の両流入口３１ａ，
３１ｂに供給されるようにしてある。なお、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。

【０００９】電解槽３０は、一対の流入口３１ａ，３１
ｂと一対の流出口３１ｃ，３１ｄを有する樹脂製の槽本
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間に配設した隔
膜３６により各電極３２，３３を収容する一対の電極室
３４，３５を形成して構成されていて、各電極３２，３
３としてはチタン基材の表面に白金メッキ或いは白金イ
リジウムを焼成したものを採用し、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。各流出口３１ｃ，３１ｄには各排出管３７，３８が
接続されていて、各排出管３７，３８は上方に配設した
各貯溜タンク４０，５０の底壁を貫通して上方に立ち上
がり、上端開口が各貯溜タンク４０，５０の貯溜可能部
位にて液面上の大気に連通するように配置されている。
ところで、本実施例においては、電解槽３０の底部が貯
水タンク１０に設けたオーバーフローパイプ１２の上端
より所定量Ｌ１上方に位置するように配置されていて、
図示のような当該装置の停止時には各排出管３７，３８
および電解槽３０内に水が溜まらないようになってい
る。

【００１０】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（当該装置によって生成される
酸性イオン水のＰＨが３〜６となるように設定されてい
る）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Ｏ
Ｎ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。

【００１１】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タンクであり、水位センサ４１（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）を設け
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に接続した排水管４４を設けてある。貯溜
タンク４０には、排出管３７の上端開口が配置されてい
て、その配設位置は水位センサ４１によって検出される
上限水位より所定量Ｌ２下方とされている。また、貯溜
タンク４０の底壁には供給管４７の一端が接続されてい
て、この供給管４７は本体９０の外側にまで延びていて
手動で開閉可能な止水弁４８が取付けられている。

【００１２】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タンクであり、水位センサ５１（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、排出管３８の上端開
口が配置されていて、その配設位置は水位センサ５１に
よって検出される上限水位より所定量Ｌ２下方とされて
いる。また、貯溜タンク５０の底壁には供給管５７の一
端が接続されていて、この供給管５７は本体９０の外側
にまで延びていて手動で開閉可能な止水弁５８が取付け
られている。

【００１３】各貯溜タンク４０，５０に設けた各水位セ
ンサ４１，５１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９０の脱着可能な上蓋９０ａを外し
かつ各タンク４０，５０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１２０等の作動が制御されるように構成されて
いる。

【００１４】制御装置１００は、連続運転スイッチ１０
１と停止スイッチ１０２を備えていて、各スイッチ１０
１，１０２の操作と各水位センサ１１，４１，５１から
の信号に基づいて電磁開閉弁Ｖ１、電動ポンプＰ１、電
極切換器１１０、電源回路１２０等の作動を制御するよ
うになっており、各スイッチ１０１，１０２を操作する
ことにより以下に説明する作動が得られるようになって
いる。

【００１５】図１は制御装置１００の連続運転スイッチ
１０１が操作されている状態にて当該装置がその作動を
中断している状態を示していて、この状態にて貯溜タン
ク４０内のアルカリ性イオン水または貯溜タンク５０内
の酸性イオン水が使用により減少して各貯溜タンク４
０，５０内の水位が低下し、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１１０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３
２，３３に正電状態にて直流電圧が印加される。

【００１６】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排出管３７を通して貯溜タンク
４０内に貯えられ、またプラス側電極３３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排出管３８
を通して貯溜タンク５０内に貯えられる。

【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が電動ポンプＰ
１と電極切換器１１０と電源回路１２０を制御し、電動
ポンプＰ１が停止されるとともに、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
て、電解槽３０の両電極３２，３３に逆電状態にて直流
電圧が印加される。この状態は制御装置１００により電
動ポンプＰ１の停止後所定時間維持され、その所定時間
の経過時には電源回路１２０が制御装置１００からＯＦ
Ｆ信号を受けてマイナス電極とプラス電極間の直流電圧
をゼロとした後、制御装置１００により電極切換器１１
０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のマイナス
電極に接続されるとともに電極３３がプラス電極に接続
される。

【００１９】このため、各排出管３７，３８内および各
貯溜タンク４０，５０内の各イオン水が各排出管３７，
３８を通して各電極室３４，３５に落差により自動的に
供給される逆流状態にて、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
て逆流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。上記した逆流水は、貯水タンク１０にて
中和されてオーバーフローパイプ１２を通して外部に排
出されるため、使用に供されることはない。また、上記
した所定時間（逆電洗浄時間）は、上記した逆流水の発
生する時間を基にして設定されていて、逆流水を生じさ
せる水面が電解槽３０の上端に下降した時点で逆電洗浄
が終了するように設定されている。また、本実施例にお
いては、電解槽３０の底部内面が貯水タンク１０に設け
たオーバーフローパイプ１２の上端より所定量Ｌ１上方
に位置するように配置されているため、逆流の終了時に
電解槽３０内から水を完全に排出することができて、仮
に逆電洗浄終了後に電解槽３０の両電極が逆電状態にて
印加されることがあっても、両電極３２，３３間を電流
は流れず止水状態での通電による電解槽３０の過熱は発
生しない。また、本実施例においては、電解槽３０にて
生成される酸性イオン水のＰＨが３〜６であるように設
定してあるため、逆電洗浄に際して電極３３の水素脆性
を効果的に抑制することができる。

【００２０】また、上記した逆電洗浄が終了して図１の
状態にてその作動を中断している当該装置において、貯
溜タンク４０内のアルカリ性イオン水または貯溜タンク
５０内の酸性イオン水が使用により減少して各貯溜タン
ク４０，５０内の水位が低下し、その水位が下限水位に
至ると、上述したように各水位センサ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１１０と電源回路１２０を制御するため、上記し
た電解イオン水の生成運転が再開されて各電解イオン水
が生成される。なお、図１の状態にてその作動を中断し
ている当該装置において停止スイッチ１０２が操作され
ると、当該装置はそのままの状態で停止され、また当該
装置の生成運転中に停止スイッチ１０２が操作される
と、当該装置が中断する場合と同様の作動（各イオン水
の逆流のもとでの逆電洗浄）が得られた後に当該装置が
停止するように構成されている。また、当該装置の停止
状態にて連続運転スイッチ１０１が操作されると、各タ
ンク１０，４０，５０内の水位に応じて上記した各作動
が得られる。

【００２１】図２及び図３は本発明による電解イオン水
生成装置の第２実施例を示していて、この電解イオン水
生成装置においては、各排出管３７，３８が各電解イオ
ン水の使用場所であるシンクＴの配設位置まで延出配管
されており、また各排出管３７，３８の途中に各イオン
水貯溜タンク部３７ａ，３８ａが一体的に形成されてい
る。また、本実施例においては、各貯溜タンク４０，５
０が設けられておらず、また上記第１実施例の連続運転
スイッチ１０１と停止スイッチ１０２と同等の機能を有
する起動スイッチ１０１と停止スイッチ１０２がシンク
Ｔに近接して配設されている。その他の構成は上記第１
実施例と実質的に同じであるため、同一符号を付してそ
の説明は省略する。なお、各排出管３７，３８の中間部
位に設けた各直立管部３７ｂ，３８ｂは上端が大気に開
放されたものであり、各排出管３７，３８の流出端部が
シンクＴ内にて水没しても、不具合（例えば、当該装置
の停止時におけるサイフォン現象の発生）が生じないよ
うに機能する。

【００２２】この第２実施例においては、各貯溜タンク
４０，５０が設けられていないため、起動スイッチ１０
１が操作されている状態では当該装置が生成運転を中断
することはなく上記した第１実施例の生成運転と実質的
に同じ作動が得られて各イオン水が連続的に生成され
る。また、当該装置の生成運転中に停止スイッチ１０２
が操作されると、上記した第１実施例において当該装置
が中断する場合と同様の作動（各イオン水の逆流のもと
での逆電洗浄）が得られた後に当該装置が停止するよう
に構成されている。また、本実施例においては、各排出
管３７，３８の途中に形成した各イオン水貯溜タンク部
３７ａ，３８ａに所定量の各イオン水を貯えることがで
きるため、各排出管３７，３８の電解槽３０からの立ち
上がり部の長さを短くできて当該装置をコンパクトに構
成することができる。

【００２３】上記各実施例においては、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
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。

【００２４】また、上記各実施例においては、逆電洗浄
時にも電極３２，３３に所定値の電圧が付与されるよう
に構成したが、この逆電洗浄時の電圧を低く設定して実
施して、電極の水素脆性を更に効果的に抑制することも
可能である。また、電極切換器１１０を正逆の二位置切
換としたが、正逆と中間位置（電源回路１２０の各電極
と電解槽３０の各電極３２，３３の接続を断つ位置）の
三位置切換として本発明を実施することも可能である。
この場合には、電源回路１２０の電圧を常時所定値とし
ておくことも可能である。

【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第１実
施例を示す全体構成図である。

【図２】 本発明による電解イオン水生成装置の第２実
施例を示す全体構成図である。

【図３】 図２に示した電解イオン水生成装置の使用状
態を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１０…貯水タンク、３０…電解槽、３２，３３…電極、
３４，３５…電極室、３６…隔膜、３７，３８…排出
管、３７ａ，３８ａ…イオン水貯溜タンク部、４０，５
０…イオン水貯溜タンク、１１０…電極切換器、１２０
…電源回路、１００…制御装置、Ｐ１…電動ポンプ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水又は食塩水等の原水を貯溜する貯水タ
   ンクと、隔膜を介して形成した一対の電極室内に互いに
   対向して設けた一対の電極を備えて、その底部内面が前
   記貯水タンク内にて所定水位に貯えられた原水の水面と
   同レベル又は上方に位置し、前記電極室の下部から流入
   した原水の電解処理により生成された電解イオン水が同
   電極室の上部から流出するように配置した電解槽と、前
   記貯水タンクの原水を前記電解槽の両電極室に供給する
   電動ポンプと、電源回路から前記両電極に印加される直
   流電圧の正逆を切り換える電極切換手段を備えた電解イ
   オン水生成装置において、 前記各電極室の上部にその下端部をそれぞれ接続して立
   ち上げられ前記貯水タンクに貯溜される原水の水面より
   上方にてその上端開口を大気に解放した一対の排出管
   と、 前記電動ポンプを駆動状態に維持して前記電解槽の両電
   極室にて電解イオン水を生成するとき前記電極切換手段
   を制御して前記電極に印加される直流電圧を正電状態に
   維持し、前記電動ポンプの停止によって前記両排出管内
   に残留した電解イオン水が前記両電極室を通して前記貯
   水タンク内に逆流するとき前記電極切換手段を制御して
   前記電極に印加される直流電圧を逆電状態に切り換える
   制御手段と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】前記電解槽の上方に一対のイオン水貯溜タ
   ンクを配置して、これらのイオン水貯溜タンク内に前記
   排出管をそれぞれ延出して、各イオン水貯溜タンク内に
   所要量の電解イオン水が貯えられるように同排出管の各
   上端開口を大気に解放した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。
3. 【請求項３】 前記両排出管の中間部に電解イオン水を
   貯えるイオン水貯溜タンクをそれぞれ形成したことを特
   徴とする請求項１に記載の電解イオン水生成装置。
4. 【請求項４】 前記電解槽にて生成される酸性イオン水
   のＰＨが３〜６であることを請求項１に記載の電解イオ
   ン水生成装置。