JP3432012B2 - 電解水生成装置 - 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電
解水を生成する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、給水手段
によって電解槽へ給水可能とするとともに、導水手段に
よって前記電解槽から貯溜タンクに導水可能とし、また
電源回路から前記電解槽に通電可能として、前記貯溜タ
ンクに設けた水位検出手段からの開始及び停止信号に基
づいて前記給水手段による給水と前記電源回路から前記
電解槽への通電を制御装置によって制御して、前記電解
槽に給水される原水が前記電解槽にて電解されて電解水
が生成され、これが前記導水手段に導かれて前記貯溜タ
ンク内の水位が所定の範囲に維持されるようにしたもの
があり、例えば特開平１−９９６８６号公報に示されて
いる。上記した公報の電解水生成装置においては、開始
及び停止信号を出力する水位検出手段として下限水位ス
イッチと上限水位スイッチが採用されていて、下限水位
スイッチがオンしたとき（開始信号が出力されたとき）
に電解槽への給水と通電が開始されて維持され、また上
限水位スイッチがオンしたとき（停止信号が出力された
とき）に電解槽への給水と通電が停止されて維持される
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、貯溜タンク内の電解水が長時間使
用されない場合、貯溜タンク内の電解水は溜め置きされ
た状態に維持される。ところで、電解によって得られた
電解水は、光や空気との接触によって経時変化して原水
に近い状態に戻ることが知られている。このため、貯溜
タンクを遮光材料で形成したり半密閉構造として経時変
化を抑制することがなされている。しかしながら、電解
水の経時変化を完全になくすことは不可能であるため、
貯溜タンク内の電解水が長時間使用されない場合には、
貯溜タンク内の電解水を排水したのち、再び電解槽にて
電解水を生成して貯溜タンクに溜める方法を実施するこ
ともある。かかる方法によれば、経時変化して劣化した
電解水を使用することがないといった利点はあるもの
の、水及び電力の浪費が多く、特に貯溜タンクが大容量
で有る場合には維持コストが高いばかりか、排水及び貯
水に多くの時間を必要としてその間には電解水を的確に
使用できないといった問題がある。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、電
解水の経時変化は特定の時間（水温、周囲温度、貯溜タ
ンクの形状、電解水のＰＨ値等によって異なる）経過後
において顕著に生じるという実験結果に基づき、水及び
電力の浪費が少なくしかも何時でも貯溜タンク内の電解
水を的確に使用し得る電解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、給水手段によって電解槽へ
給水可能とするとともに、導水手段によって前記電解槽
から貯溜タンクに導水可能とし、また電源回路から前記
電解槽に通電可能として、前記貯溜タンクに設けた水位
検出手段からの開始及び停止信号に基づいて前記給水手
段による給水と前記電源回路から前記電解槽への通電を
制御装置によって制御して、前記電解槽に給水される原
水が前記電解槽にて電解されて電解水が生成され、これ
が前記導水手段に導かれて前記貯溜タンク内の水位が所
定の範囲に維持されるようにした電解水生成装置におい
て、前記貯溜タンクにオーバーフローパイプを設けると
ともに、前記制御手段に周期運転手段を設けて、この周
期運転手段によって前記電解槽への給水及び通電の停止
から第１設定時間内に前記水位検出手段から開始信号が
出力されないとき前記電解槽への給水及び通電が第２設
定時間行われるようにした。 【０００５】 【発明の作用効果】本発明による電解水生成装置におい
ては、電解槽への給水及び通電の停止から第１設定時間
内に貯溜タンクに設けた水位検出手段から開始信号が出
力されないとき、制御手段に設けた周期運転手段によっ
て電解槽への給水及び通電が第２設定時間行われる。し
たがって、電解水の経時変化が顕著に生じ始める特定の
時間（水温、周囲温度、貯溜タンクの形状、電解水のＰ
Ｈ値等によって異なる）を予め実験等にて求めて、これ
を第１設定時間とするとともに、電解水の生成停止後の
経過時間が第１設定時間となったときに電解水の経時変
化が顕著に生じ始めるようにするに必要な量の電解水を
生成するに必要な時間を予め実験等にて求めて、これを
第２設定時間とすることにより、貯溜タンク内の電解水
の劣化（機能低下）を長時間にわたって防ぐことがで
き、貯溜タンク内電解水の品質を長時間にわたって維持
することができる。 【０００６】また、本発明による電解水生成装置におい
ては、電解槽への給水及び通電の停止から第１設定時間
経過後ごとに、電解槽への給水及び通電を第２設定時間
行わせて、空気との接触が多くて経時変化が生じ易い貯
溜タンク内上部の余剰の電解水をオーバーフローパイプ
を通して排出するものであるため、水及び電力の浪費を
最小限に抑えることができて維持コストを低く抑えるこ
とができるとともに、何時でも貯溜タンク内には所望の
電解水が所要量溜められていて電解水を的確に使用する
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水生成装置を示して
いて、この電解水生成装置は原水（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（上限水位を検出して出力す
る開始信号と、下限水位を検出して出力する停止信号）
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が設けられるとともに、電解槽３０の
両流入口３１ａ，３１ｂに分岐して接続される接続管１
３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３１ａ，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は制御装置１
００により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、左方の電極室３４には
流入口３１ａと流出口３１ｃが連通し、右方の電極室３
５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）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の上端開
口に対応して同導出管３７より大径の導管４５が配設さ
れている。また、貯溜タンク４０の底壁には連通管４７
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取水弁４８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、導出管３８の上端開
口に対応して同導出管３８より大径の導管５５が配設さ
れている。また、貯溜タンク５０の底壁には連通管５７
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取水弁５８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は、上限水位を検出して開始信号を出力
し下限水位を検出して停止信号を出力するものであり、
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おり、制御装置１００に
それぞれ接続されている。 【００１３】制御装置１００は、図２のフローチャート
に対応したプログラムを実行するマイクロコンピュータ
（図示省略）を備えていて、生成運転スイッチ（オン・
オフ切換スイッチ）１０１の操作と各水位センサ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等の各作動を制御するようにな
っており、以下に説明する作動が得られるようになって
いる。 【００１４】上記のように構成した本実施例において
は、生成運転スイッチ１０１がオン操作されると、制御
装置１００のマイクロコンピュータが図２のステップ２
０１にてプログラムの実行を開始し、ステップ２０２に
て制御装置１００が備える第１のタイマーがリセットさ
れて経過時間ｔ１が計時され、ステップ２０３にて各水
位センサ４１，５１からの信号に基づいて両貯溜タンク
４０，５０の少なくとも一方の水位が下限水位以下か否
かが判定される。両貯溜タンク４０，５０の少なくとも
一方の水位が下限水位以下であれば、ステップ２０３に
て「ＹＥＳ」と判定されてステップ２０４，２０５，２
０６，２０７の処理が実行され、また両貯溜タンク４
０，５０の水位が共に下限水位以下でなければ、ステッ
プ２０３にて「ＮＯ」と判定されてステップ２１１，２
１２，２１３，２１４，２１５，２１６の処理が実行さ
れる。 【００１５】上記したステップ２０４では電動ポンプＰ
１に駆動信号が出力され、ステップ２０５では電極切換
器１１０に正電信号が出力され、ステップ２０６では電
源回路１２０にＯＮ信号が出力される。したがって、電
動ポンプＰ１が駆動開始されるとともに、電源回路１２
０の両電極から電極切換器１１０を介して電解槽３０の
両電極３２，３３に所定値の直流電圧が正電圧印加され
る。このため、貯水タンク１０内の原水が電動ポンプＰ
１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に送られ、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導出管
３８と大径導管５５を通して貯溜タンク５０に送られ
る。 【００１６】また、上記したステップ２０７では各水位
センサ４１，５１からの信号に基づいて両貯溜タンク４
０，５０の水位が共に上限水位以上か否かが判定され、
両貯溜タンク４０，５０の水位が共に上限水位に達する
まではステップ２０７にて「ＮＯ」と判定されてステッ
プ２０７の処理が繰り返し実行され、また両貯溜タンク
４０，５０の水位が共に上限水位に達したときにはステ
ップ２０７にて「ＹＥＳ」と判定されて、ステップ２０
８の生成停止逆電洗浄ルーチンが実行された後、上記し
たステップ２０２に戻る。 【００１７】生成停止逆電洗浄ルーチンでは、電源回路
１２０にＯＦＦ信号が出力され、この状態が所定時間維
持された後に電動ポンプＰ１に停止信号が出力され、そ
の後に電極切換器１１０に逆電信号が出力されるととも
に電源回路１２０にＯＮ信号が出力され、この状態が所
定時間維持された後に電源回路１２０にＯＦＦ信号が出
力される。したがって、電動ポンプＰ１が停止するとき
には各大径導管４５，５５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。また、電動ポ
ンプＰ１の停止後には、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３
０の電極３２が電源回路１２０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３７，３８
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る。こ
のように、生成停止逆電洗浄ルーチンでは、イオン水の
生成が停止されるとともに逆電洗浄がなされる。 【００１８】一方、ステップ２０３にて「ＮＯ」と判定
されて実行されるステップ２１１ではステップ２０２に
て計時を開始された経過時間ｔ１が第１設定時間Ｔ１と
なるまでは「ＮＯ」と判定されて、ステップ２０３，２
１１の処理が繰り返し実行され、また上記経過時間ｔ１
が第１設定時間Ｔ１になると、ステップ２１１にて「Ｙ
ＥＳ」と判定されてステップ２１２，２１３，２１４，
２１５，２１６の処理が実行される。ところで、上記し
た第１設定時間Ｔ１は、当該装置において各貯溜タンク
４０，５０内のイオン水の経時変化が顕著に生じ始める
時間（水温、周囲温度、貯溜タンクの形状、イオン水の
ＰＨ値等によって異なる）であって、予め実験等にて求
めてあり、本実施例においては例えば３時間と設定され
ている。 【００１９】また、上記したステップ２１２ではステッ
プ２０４と同様に電動ポンプＰ１に駆動信号が出力さ
れ、ステップ２１３ではステップ２０５と同様に電極切
換器１１０に正電信号が出力され、ステップ２１４では
ステップ２０６と同様に電源回路１２０にＯＮ信号が出
力され、ステップ２１５では制御装置１００が備える第
２のタイマーがリセットされて経過時間ｔ２が計時さ
れ、ステップ２１６では経過時間ｔ２が第２設定時間Ｔ
２以上か否かが判定される。したがって、ステップ２１
２，２１３，２１４の処理後には上記したステップ２０
４，２０５，２０６の処理後と同様に電解槽３０に給水
と通電がなされて各イオン水が各貯溜タンク４０，５０
に導かれる。また、ステップ２１６では経過時間ｔ２が
第２設定時間Ｔ２となるまでは「ＮＯ」と判定されて、
ステップ２１６の処理が繰り返し実行され、また上記経
過時間ｔ２が第２設定時間Ｔ２になると、ステップ２１
６にて「ＹＥＳ」と判定されて上記したステップ２０８
の処理が実行される。ところで、上記した第２設定時間
Ｔ２は、イオン水の生成停止後の経過時間が第１設定時
間Ｔ１となったときにイオン水の経時変化が顕著に生じ
始めるようにするに必要な量のイオン水を生成するに必
要な時間であって、予め実験等にて求めてあり、本実施
例においては例えば５分と設定されている。 【００２０】したがって、本実施例においては、上記し
たステップ２０３〜２０７の処理によって、各貯溜タン
ク４０，５０内の水位が所定の範囲に維持される。ま
た、上記したステップ２０２と２１１〜２１６の処理に
よって、当該装置の起動開始後、或いは生成停止後（ス
テップ２０８の処理後）に各貯溜タンク４０，５０に設
けた各水位センサ４１，５１から開始信号が出力されな
いかぎり（各貯溜タンク４０，５０の水位が下限水位に
達しないかぎり）、第１設定時間Ｔ１経過後ごとに電解
槽３０への給水及び通電が第２設定時間Ｔ行われて、各
貯溜タンク４０，５０内のイオン水の劣化（機能低下）
を長時間にわたって防ぐことができ、貯溜タンク内イオ
ン水の品質を長時間にわたって維持することができる。
また、上記した第２設定時間Ｔ行われる電解槽３０への
給水及び通電によって各貯溜タンク４０，５０内の水位
が各オーバーフローパイプ４２，５２の上端に至った後
には、空気との接触が多くて経時変化が生じ易い各貯溜
タンク４０，５０内上部の余剰のイオン水が各オーバー
フローパイプ４２，５２を通して排出されるため、水及
び電力の浪費を最小限に抑えることができて維持コスト
を低く抑えることができるとともに、何時でも各貯溜タ
ンク４０，５０内には所望のイオン水が所要量溜められ
ていて各イオン水を的確に使用することができる。 【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３０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３０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、或いは接続管
１３を給水管１９に直接接続して貯水タンク１０及び電
動ポンプＰ１等を省略し、電磁開閉弁（給水弁）Ｖ１を
開くことにより電解槽３０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（この構成だけでは逆
電洗浄を行うことができないため、図１に示した上記実
施例の構成及び図２に示したプログラムを適宜変更する
必要がある）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例を示
す図である。 【図２】 図１に示した電解水生成装置の制御装置が備
えるマイクロコンピュータにて実行されるプログラムを
示すフローチャートである。 【符号の説明】 ３０…電解槽、３７，３８…導出管（導水手段）、４
５，５５…導管（導水手段）、４１，５１…水位センサ
（水位検出手段）、１００…制御装置、１２０…電源回
路、Ｐ１…電動ポンプ（給水手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−66681（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−155763（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−39068（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−193971（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−222688（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−32797（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−9690（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−195393（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 給水手段によって電解槽へ給水可能とす
   るとともに、導水手段によって前記電解槽から貯溜タン
   クに導水可能とし、また電源回路から前記電解槽に通電
   可能として、前記貯溜タンクに設けた水位検出手段から
   の開始及び停止信号に基づいて前記給水手段による給水
   と前記電源回路から前記電解槽への通電を制御装置によ
   って制御して、前記電解槽に給水される原水が前記電解
   槽にて電解されて電解水が生成され、これが前記導水手
   段に導かれて前記貯溜タンク内の水位が所定の範囲に維
   持されるようにした電解水生成装置において、前記貯溜
   タンクにオーバーフローパイプを設けるとともに、前記
   制御手段に周期運転手段を設けて、この周期運転手段に
   よって前記電解槽への給水及び通電の停止から第１設定
   時間内に前記水位検出手段から開始信号が出力されない
   とき前記電解槽への給水及び通電が第２設定時間行われ
   るようにしたことを特徴とする電解水生成装置。