JP3569545B2 - 電解水生成装置及び電解水の水質測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水、即ち、電解水を生成する電解水生成装置、及び生成された電解水の水質を電気化学センサにて測定する測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明が適用できる電解水生成装置の構造を、図１を借りて概略説明する。電解水生成装置１は、電解槽２、浄水装置４、電解質供給装置６などから構成される。
【０００３】
電解槽２は、隔膜１０により、陰極１２Ａが配置された陰極室１４と、陽極１２Ｂが配置された陽極室１８とに区画されている。
【０００４】
一般に、原料水とされる水道水は、浄水装置４を通して電解槽２の陰極室１４と陽極室１８とに導入される。浄水装置４は、水道水中の有機物、無機物或いは臭気を除去するものであり、通常、抗菌活性炭フィルタ及び中空糸膜フィルタなどにて構成される。又、浄水装置４から流出した浄水は、陰極室１４に直接連通した流入路２０と、陽極室１８に連通した流入路２２とに分流される。この浄水には、電解質供給装置６により連続的に電解質が供給される。電解質としてはグリセロリン酸カルシウムなどが使用される。
【０００５】
上記構成にて、電解槽２に通水された水を陽極１２Ｂと陰極１２Ａ間に電流を流して電気分解することにより、陰極側（陰極室１４）にアルカリイオン水が、又、陽極側（陽極室１８）に酸性イオン水が生成する。アルカリイオン水は流出路２４から、又、酸性イオン水は流出路２６からそれぞれ別々の流路を通って採取される。
【０００６】
従来、得られたアルカリイオン水及び酸性イオン水の水質は、そのｐＨ値が電解のために供給した電気量によって異なることに着目して、電気分解に要した電気量から逆算して推定されていた。
【０００７】
しかしながら、電解槽２で電解されて生成された電解水の水質は、電解のために供給した電気量に依存するだけではなく、電解槽２への流入水の流量、電解槽２での滞留時間、電解槽２に流入する水の水質などにも依存する。電解槽２での滞留時間は、流入水の流量と電解槽２の容量の比によって決まり、電解槽２での滞留時間が長ければ長いほど電解効率は上がり、アルカリイオン水であればｐＨ値の高い水が、酸性イオン水であればよりｐＨ値の低い水が得られる。
【０００８】
電解効率が１００％に満たない場合には、電解を受けた水と電解を受けない水との比率によってｐＨ値が変わるのは勿論だが、流入水にもともと含まれる炭酸イオン或いは重炭酸イオンなどのｐＨ緩衝性物質の量によっても採取される水のｐＨ値は影響を受ける。
【０００９】
上記構成の電解水生成装置１の場合、電解槽２の陰極１２Ａに接する側からアルカリイオン水が、陽極１２Ｂに接する側から酸性イオン水が得られるが、電解によって生成されたアルカリイオン及び酸性イオンは、流路を流れる過程で、上記ｐＨ緩衝性物質と結合して、電解のために供給した電気量からでは説明のつかないｐＨ値を示すことがある。この現象は、中性に近いアルカリイオン水及び酸性イオン水を採取する場合に顕著に観測される。
【００１０】
以上の説明にて理解されるように、電解水生成装置において得られる電解水のｐＨ値は、電解水生成装置に導入される水の量及び水質によって大きな影響を受けるので、生成されるアルカリイオン水及び酸性イオン水の流出路に、直接水質を測定するセンサを設置し、電解水の水質を正しく測定することも行なわれている。
【００１１】
このとき、電解槽から流出する電解水は、数ｃｍ／秒から数１０ｃｍ／秒の流速があり、電解水の水質をリアルタイムで測定するには、測定に要する時間がタイムラグにならない測定原理の測定が必要である。電気化学的測定原理を利用した電気化学センサは、検知電極を流動する溶液に直接接液して水質を測定することが可能で、電解水生成装置における水質測定には最も適しており、従って、ｐＨ電極、ＯＲＰ電極、各種イオン電極等を設置して、それぞれ電解水のｐＨ、ＯＲＰ、各種イオン、酸化性物質、還元性物質等の濃度が測定されている。例えば実開昭５６−１７９３２１号公報に記載のイオン水生成装置は、センサとしてｐＨセンサを設け、生成した電解水のｐＨを表示している。又、例えば特開平５−６４７８５号公報や実開平５−２２０９３号公報に記載のイオン水生成装置では、ｐＨセンサの出力信号に基づいて目標ｐＨに対して、その偏差ｐＨに対応した電解電圧及び／又は流量を増減させるフィードバック制御を行なっている。
【００１２】
これらの電極は、検知電極と比較電極で構成されており、検知電極の水質変化による電位差或は電流変化を検出して水質を測定するものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの研究実験の結果、上記電位差検出方式の電気化学センサでは、比較電極は検知電極表面の水質変化による電位変化を忠実に検出するが、測定する溶液に検知電極に起因する電位以外の電位が存在した場合には、検知電極に起因する電位と検知電極に起因する電位以外の電位の合計された電位を検出し、正しいセンサ信号が得られず、又同様に、上記電流検出方式の電気化学センサでも、検知電極への印加電圧が変わり、正しいセンサ信号が得られないことが分かった。
【００１４】
本発明者らは、更に多くの研究実験の結果、
（１）連続して電解水を採取する電解水生成装置では、通水時常に電解電極間に電流が流れており、電解槽を流れ電気的に接触している水は、水の電気抵抗によって電解電極間或は電解電極と大地間に電位勾配を持つこと、
（２）これらの電位勾配は、溶液の流動とともに変化し、比較電極を使用する電気化学センサでは、比較電極がこの電位勾配の変化を検出するために、あたかも検知電極の信号が変化したのと同じようになり、安定な測定値が得られず、従って、この測定値をディスプレー装置にて表示した場合には、安定した表示を得ることができず、読み取れないか或いは読み取りが極めて困難であること、
が分かった。
【００１５】
本発明者らは、このような新たな問題を解決するべく、更に研究実験を行なったところ、電解槽から生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水を電気的に接続（短絡）すると、不安定であったセンサ信号に不安定さが見られず、アルカリイオン水及び酸性イオン水の水質を正しく測定できることを見出した。
【００１６】
本発明は、上述の種々の本発明者らによる新規な知見に基づきなされたものである。
【００１７】
従って、本発明の目的は、生成された電解水の水質を電気化学センサを用いて安定して測定することができ、従って、測定値をディスプレー装置に表示した場合にも読み取りに適した安定した表示が行なわれる電解水生成装置を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、生成されたアルカリイオン水及び酸性イオン水の水質を電気化学センサを用いて測定し、所定の水質のアルカリイオン水及び酸性イオン水を採取することのできる電解水生成装置を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、生成された電解水の水質を電気化学センサを用いて測定した場合に、常に安定した測定値を得ることができ、従って、この電気化学センサからの信号を利用して電解電流などを制御することができ、それによって、所定の水質のアルカリイオン水及び酸性イオン水を安定して採取することのできる電解水生成装置を提供することである。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、生成された電解水の水質を電気化学センサを用いて測定した場合に、常に安定した測定値を得ることのできる電解水の水質測定方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る電解水生成装置によって達成される。要約すれば、本発明は、供給される水を電気分解し、連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水を各別に生成する電解槽と、この電解槽の下流側に設置され、生成された電解水の水質を測定するための電気化学センサとを備えた電解水生成装置において、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水を導通手段にて電気的に短絡することを特徴とする電解水生成装置である。
【００２２】
本発明の好ましい態様によれば、前記電気化学センサからの信号にて、電解電圧、電解電流、供給される水の流量、及び供給される水の水質の少なくとも一つが調整される。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、供給される水を電解槽にて電気分解し、連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水を各別に生成し、この生成された電解水の水質を電気化学センサにて測定する方法において、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水を電気的に短絡することを特徴とする電解水の水質測定方法が提供される。
【００２４】
上記本発明に従えば、電気化学センサは、電位差検出方式及び電流検出方式のセンサであり、電位差検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電位差を検出するものであって、例えば、ｐＨ、ＯＲＰ或は各種イオンの濃度を測定する。一方、電流検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電流変化を検出するものであって、酸化性物質或は還元性物質の濃度を測定する。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明に係る電解水生成装置を実施例に即して更に詳しく説明する。図１に本発明の電解水生成装置の一実施例が示されているが、その全体構造は、先に説明したので、以下には、詳しい説明は省略し、本発明の主要部について説明する。
【００２６】
本発明の電解水生成装置１は、先に説明したように、電解槽２、浄水装置４、電解質供給装置６、水質測定用電気化学センサ８（８Ａ、８Ｂ）を備えている。電解槽２は、隔膜１０にて、陰極１２Ａが配置された陰極室１４と、陽極１２Ｂが配置された陽極室１８とに区画され、水道水が、浄水装置４及び電解質供給装置６を通して流入路２０、２２にてそれぞれ陰極室１４と陽極室１８に導入される。電解質供給装置６は、電解槽２に導入される水に電解質を供給する。
【００２７】
上記構成にて、電解槽２の陽極１２Ｂ及び陰極１２Ａ間に電流を流して連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する。アルカリイオン水は、流出路２４から、又、酸性イオン水は流出路２６からそれぞれ別々の流路を通って採取される。
【００２８】
例えば、流入路２０、２２と流出路２４、２６の口径を予め適宜設定することにより、陰極室１４と陽極室１８に流れ込む流量の比を、従って、生成されるアルカリイオン水及び酸性イオン水の流量比を、１：１〜４：１程度にまで調整することができる。又、電極１２Ａ、１２Ｂの極性を反転することにより、生成される電解水の流量比を逆転させることも可能である。
【００２９】
そして、生成されたアルカリイオン水及び酸性イオン水の水質は、それぞれ流出路２４、２６に設置された水質測定用電気化学センサ８（８Ａ、８Ｂ）にて測定される。勿論、所望に応じて、電気化学センサ８は、いずれか一方の流出路にのみ設置し、アルカリイオン水か、或は酸性イオン水のいずれかの水質のみを測定することもできる。
【００３０】
電気化学センサ８は、センサ電位差検出方式及び電流検出方式のセンサとされる。電位差検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電位差を検出するものであって、例えば、ｐＨ、ＯＲＰ或は各種イオンの濃度を測定する。一方、電流検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電流変化を検出するものであって、酸化性物質或は還元性物質の濃度を測定する。
【００３１】
更に、本発明に従えば、上記構成の電解水生成装置１にて、流出路２４、２６を流れるアルカリイオン水と酸性イオン水が、導通手段３０にて電気的に接続、即ち、短絡される。
【００３２】
導通手段３０は、流出路２４、２６を例えばプラスチックパイプのような絶縁材料で作製した場合には、流出路２４、２６内の流出水と接触するようにして流出路に挿入された棒状電極のような導電部材３２を導線３４にて接続することにより構成することができる。導電部材３２は、棒状電極の代わりに、図３（Ａ）に示すように、各流出路内に、流れ方向に平行に設置された金属製のパイプとすることもでき、又、図３（Ｂ）に示すように、金属製の孔開き円板とすることもできる。更に、導通手段３０としては、図３（Ｃ）に示すように、両流出路２４、２６の間に形成された塩橋３６とすることも可能である。
【００３３】
更に、導電手段３０は、図４（Ａ）に示すように、プラスチックパイプのような絶縁材料で作製された流出路２４、２６の一部を導電性部材３２にて作製し、これら両導電性部材３２を導線３４を介して接続することにより形成することもでき、図４（Ｂ）に示すように、両導電性部材３２を直接接触させ、導線３４を省略することもできる。又、この導電性部材３２は、図示するようにプラスチックパイプ２４、２６の管壁の一部をなすように形成することもできるが、銅管のような導電性パイプで作製して流出路２４、２６の一部を形成するようにプラスチックパイプに接続しても良い。
【００３４】
勿論、流出路２４、２６全体を例えば銅管のような導電性パイプにて作製した場合には、図４（Ｃ）に示すように、両流出路２４、２６を単に導線３４で接続すれば良い。
【００３５】
これら各導通手段３０は、必要に応じて、二つ以上組合せて使用することも可能である。
【００３６】
このように、導通手段３０にてアルカリイオン水と酸性イオン水を、通常電気化学センサ８（８Ａ、８Ｂ）の上流側にて、電気的に短絡することにより、上述した、水の電気抵抗による電解電極間或は電解電極と大地間の電位勾配を解消し、安定した測定が可能となった。又、この測定結果をディスプレー装置にて表示した場合、表示値が安定し、読み取りが極めて容易であった。
【００３７】
又、このような電気化学センサ８（８Ａ、８Ｂ）からの信号は、図２に示すように、生成されたアルカリイオン水及び酸性イオン水の水質を一定とするべく、制御手段１００を介して、例えば、電解電圧或いは電解電流を制御するのに利用することができる。又、所望に応じて、このセンサ信号は、電解槽への流入水の流量或は電解槽での滞留時間、更には電解槽に流入する水の水質などを制御するのに使用される。これら制御ファクタは、必要に応じて、単独で、或いは組合せて二つ以上の制御ファクタが同時に制御される。
【００３８】
図５に、本発明の電解水生成装置の他の実施例を示す。この実施例では、アルカリイオン水と酸性イオン水の流出路、即ち、吐出口２４、２６は、流路切換弁４０の入口ポートに接続される。この流路切換弁４０の一方の出口ポートは電気化学センサ８Ａが設置された流出路２４’に接続され、他方の出口ポートは排水のための流出路２６’に接続されている。
【００３９】
流路切換弁４０は、その一制御態様により、アルカリイオン水流出路２４を流出路２４’に、酸性イオン水流出路２６を流出路２６’に接続し、又他の制御態様により、アルカリイオン水流出路２４を流出路２６’に、酸性イオン水流出路２６を流出路２４’に接続する。このような流路切換弁４０の具体的構成については、後で詳しく説明する。
【００４０】
斯る構成にて、本実施例によれば、電気化学センサ８は、流路切換弁４０を操作することにより、流出路２４’へと送給されたアルカリイオン水或いは酸性イオン水の水質を選択的に測定することができる。
【００４１】
勿論、この実施例においても、流出路２４’、２６’を流れる電解水、即ち、アルカリイオン水と酸性イオン水は、導通手段３０にて電気的に短絡され、先の実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００４２】
もし、流路切換弁４０全体が導電性材料で作製されるか、或いは、内部を流動するアルカリイオン水と酸性イオン水とに接触している弁体、弁軸などの構成部材が、導電性材料で作製されている場合には、これら弁体などが導通手段３０として機能することができ、新たに導通手段を設ける必要はない。
【００４３】
次に、図６〜図７を参照して、図５に示す電解水生成装置１と大略同様の構成とされる電解水生成装置の更に他の実施例についてより具体的に説明する。
【００４４】
図６を参照すると、この実施例の電解水生成装置１は、定流量弁５、切換え弁９ａを備えた逆洗ユニット９、浄水カートリッジ３、電解質供給装置としてのカルシウム添加筒６、電解槽２、流路切換弁４０、化学センサとしてのｐＨセンサ８Ａを基本構成として備え、これら各構成部材はハウジング２００の内部に収容されている。
【００４５】
蛇口３００から供給される水道水は、定流量弁５にて一定流量に制御した後、逆洗ユニット９の切換え弁９ａを操作することによりに浄水カートリッジ３へと導入される。浄水カートリッジ３は、活性炭からなるろ材３ａと中空糸膜からなるろ材３ｂとを備えたもので、その下端に設けられた２つの開口部が逆洗ユニット９に連通している。
【００４６】
浄水カートリッジ３を通過した水は、流量センサ１０１及びカルシウム添加筒６を通過した後、電解槽２の分岐流入路２０、２２により電解槽２内へと送給される。本実施例で、カルシウム添加筒６は、分岐流入路２０、２２の上流に設置されているが、各流入路２０、２２にそれぞれ設けることも可能である。
【００４７】
電解槽２は、基本的構成は、図１或いは図５に関連して説明したと同様であり、２種の電極２１Ａ、２１Ｂと、この両者を仕切る電解隔膜１０とを備えており、底部側に、上述の流入路２０、２２が接続され、又、電解槽の上部側には、電解水が吐出する流出路（吐出口）２４、２６が配置されている。本実施例で、流入路２０と吐出口２４とは電極２１Ａを備えた電解領域に接続されており、流入路２２と吐出口２６とは電極２１Ｂを備えた電解領域に接続されている。
【００４８】
又、本実施例によれば、この吐出口２４、２６は、流路切換弁４０により流出路２４’、２６’に任意に切換接続される。
【００４９】
本実施例において、流路切換弁４０は、吐出口２４と流出路２６’とを連通させるとき、吐出口２６と流出路２４’とを連通させ、又、吐出口２４と流出路２４’とを連通させるとき、吐出口２６と流出路２６’とを連通させる。
【００５０】
ｐＨセンサ８Ａは、電解槽２の下流側に位置し、流出路２４’の途中に設置されて、この流出路２４’を流れる電解水のｐＨを測定する。
【００５１】
本実施例では、流出路２４’、２６’は塩化ビニル管にて形成されており、従って、この流出路２４’、２６’の一部を銅製のパイプ部３２、３２にて作製し、そして銅製のパイプ部３２、３２を被覆銅線３４で繋ぎ、電気的に短絡させる。
【００５２】
ここで、上記流路切換弁４０の具体例を図９〜図１５を参照して説明する。
【００５３】
図９〜図１３に、流路切換弁４０の第１の実施例を示す。この実施例にて、流路切換弁４０は、バルブ本体４１を備え、このバルブ本体４１の大略中央部に穿設された中央穴４２内には、軸線方向に摺動自在にバルブシリンダ４３が配置されている。バルブシリンダ４３は円筒形状とされ、一端には、即ち、図９で左側端にはカム軸４４が嵌装され、他端は中央穴４２へと開放している。
【００５４】
更に説明すると、バルブシリンダ４３の図９にて右側端は、図１１（Ａ）に示すように、直径方向に対向してスリット状の切欠き部４３Ｄが形成されている。この切欠き部４３Ｄは、図１１（Ｂ）に記載されるように、バルブ本体４１の前記中央穴４２の右側端部に配置されたリブ状の回転防止部４１Ａに嵌合している。従って、詳しくは後述するが、カム軸４４が回転した際に、バルブシリンダ４３が回転することはない。
【００５５】
カム軸４４は、図１２に図示するように、バルブシリンダ４３に内挿されているその外周面に２条の螺旋溝カム部４４Ａが形成されており、この各螺旋溝カム部４４Ａには、バルブシリンダ４３の左端近傍の開口部４３Ａに配設されたボール４３Ｂが係合している。ボール４３Ｂは、バルブシリンダ４３の外周に取付けられたボールカラー４５にて外方への抜け出しが防止されている。尚、このボールカラー４５は、バルブシリンダ４３の外側に形成された突条４３Ｃとカラー止め輪４５Ａにてバルブシリンダ４３の外周に固定される。従って、カム軸４４が回転されると、バルブシリンダ４３は上述したように、カム軸４４と一緒に回転することはなく、ボール４３Ｂが螺旋溝カム部４４Ａを移動して、バルブシリンダ４３を左右に移動させる。
【００５６】
更に、バルブシリンダ４３の右側端近傍外周部と大略中央部外周部には、バルブシリンダ４３の外径より大径とされたシール部材４６、４７が配置され、それによってバルブシリンダ４３が中央穴４２の内壁と液密に嵌合している。従って、ボールカラー４５とシール部材４６との間、及びシール部材４６とシール部材４７との間には、中央穴４２とバルブシリンダ４３とにて画成される環状空間４８、４９が形成される。
【００５７】
バルブ本体４１には、更に、バルブシリンダ４３が一番左側に配置された図９の状態にて、前記環状空間４８、４９にそれぞれ連通するように、流入口５０、５１が形成される。この流入口５０、５１は、ぞれぞれ、例えば電解槽２の酸性イオン水吐出口２６及び電解槽２のアルカリイオン水吐出口２４に連通している。又、バルブ本体４１には、酸性イオン水流入口５０とアルカリイオン水流入口５１との間に、中央穴４２より大径とされる環状の空間５２が形成されている。図９の状態にて、この環状空間５２は、シール部材４６によって環状空間４８との連通が遮断され、そして環状空間４９と連通状態とされる。更に、バルブ本体４１には、図９にてバルブシリンダ４３の開放端部が位置する右側端部に隣接して、中央穴４２より大径とされる環状の空間５３が形成されている。前記環状空間５２、５３にはそれぞれ流出口５４、５５が形成され、この流出口５４、５５は、上記流出路２４’、２６’（図６）にそれぞれ連通している。
【００５８】
従って、今、アルカリイオン水が流入口５１からバルブ本体４１へと導入されると、アルカリイオン水は、点線矢印で示されるように、流入口５１から環状空間４９、５２を通り、流出口５４から吐出される。一方、酸性イオン水は、実線矢印で示されるように、流入口５０から環状空間４８に入り、次いでバルブシリンダ４３の壁に形成された穴５６を通って、バルブシリンダ４３の内部へと進入する。このとき、酸性イオン水は、シール部材４６により環状空間４８と環状空間５２との連通が遮断されているので、環状空間５２へと流入することはない。バルブシリンダ４３内部へと流入した酸性イオン水は、バルブシリンダ４３の右端の開放部に形成した穴５７から環状空間５３内へと流出し、環状空間５３を通り流出口５５から吐出される。環状空間５３に流出した酸性イオン水は、シール部材４７の作用により環状空間５３と環状空間４９とが遮断されており、環状空間４９に流入することはない。
【００５９】
ここで、カム軸４４が、このカム軸４４に接続されたカム軸駆動手段６０により駆動されると、上述したように、バルブシリンダ４３が右側へと移動され、図１０に示す状態となる。
【００６０】
図９及び図１３を参照すると、カム軸駆動手段６０は、駆動モータＭを備えており、この駆動モータＭの回転出力は、減速機構Ｍ１及びこの減速機構Ｍ１の出力軸６１が固定された歯車６２、更には、アイドラ歯車６３、そしてカム軸４４が取付けられた歯車６４を介してカム軸４４に伝達される。
【００６１】
又、歯車６４にはマグネットＭＧが埋設されており、一方、このマグネットの回転軌跡上に位置するように、二つのリードスイッチＬが配設されている。この二つのリードスイッチＬは、バルブ本体４１の左側側面に固着されたリードスイッチ基板ＬＫ（図１３）に取付けられている。
【００６２】
上記構成にて、駆動モータＭが付勢されると、この回転は、減速機構Ｍ１及び歯車伝達機構６２、６３、６４を介してカム軸４４に伝達され、カム軸４４をいずれかの方向に回転させる。カム軸４４の回転量、即ち回転角度は、歯車６４に設けたマグネットＭＧと二つのリードスイッチＬにより制御される。カム軸４４の正逆回転によりバルブシリンダ４３が軸線方向に沿って左右に移動することは上述した通りである。
【００６３】
駆動モータＭが付勢され、流路切換弁４０が図１０の状態とされると、アルカリイオン水は、点線矢印で示されるように、流入口５１から環状空間４９へと流入されるが、環状空間４９と環状空間５２とはシール部材４６により遮断されているので、環状空間５２に流入することはできない。一方、環状空間４９に流入したアルカリイオン水は、シール部材４７による閉鎖が解除された環状空間５３へと流入し、流出口５５から吐出される。又、酸性イオン水は、実線矢印で示されるように、流入口５０から環状空間４８に入り、シール部材４６による閉鎖が解除された環状空間５２へと流入し、流出口５４から吐出される。このとき、バルブシリンダ４３の壁に形成された穴５６を通ってバルブシリンダ４３の内部へと進入した酸性イオン水は、バルブシリンダ４３の開放端部の空間へも進入するが、この空間がシール部材４７により、環状空間５３との連通が閉鎖されているので、酸性イオン水が環状空間５３へと流入することはない。
【００６４】
このように、所定の流入口５０、５１から送給されるアルカリイオン水及び酸性イオン水は、バルブシリンダ４３を駆動モータＭにて駆動することにより、流出すべき流路が切換えられる。又、本実施例の流路切換弁４０にて、バルブシリンダ４３などを導電性部材にて作製すれば、このバルブシリンダ４３が上記導電手段３０としての機能を果たすことができる。
【００６５】
図１４及び図１５には、流路切換弁４０の第２の実施例を示す。この実施例にて、流路切換弁４０はバルブ本体８１を備え、このバルブ本体８１には、その大略中央部に、中央穴８２と、その両側に位置してより大径とされる環状空間８４、８５とが形成されている。この中央孔８２と環状空間８４、８５とを貫通してバルブ手段８３が配置される。
【００６６】
バルブ手段８３は、中央孔８２より小径とされるカラー８６と、このカラー８６の両端に配置され、前記環状空間８４、８５の内周面と液密状態にて摺動自在に嵌合した、ディスク状のバルブ部材９１、９２とを有する。バルブ部材９１、９２は、それぞれ、後で説明する目的のために、ディスク状の磁性部材９１ａ、９２ａと、その外側両面及び外周面に設けられたシール９１ｂ、９２ｂとにて構成されている。このバルブ部材９１、９２は、前記カラー８６の中心穴を貫通して配置された螺子軸８７と、この螺子軸に螺合されたナット８８によってカラー８６の両端部に固着される。
【００６７】
バルブ本体８１には、例えば、一端が電解槽２の吐出口２６に連通し、他端が中央穴８２に連通している酸性イオン水の流入口９３と、一端が電解槽２の吐出口２４に連通し、他端は分岐して環状空間８４、８５に連通しているアルカリイオン水の流入口９４が形成される。又、前記環状空間８４、８５にはそれぞれ吐出口９５、９６が形成されており、この吐出口９５、９６はそれぞれ流出路２６’、２４’に接続されている。
【００６８】
図１４は、バルブ手段８３が右側へと移動している状態を示しているが、この状態で、バルブ手段８３のバルブ部材９１は、環状空間８４、８５の右側壁面に当接している。
【００６９】
従って、今、アルカリイオン水が流入口９４からバルブ本体４１へと導入されると、点線矢印で示すように、アルカリイオン水は、流入分岐口９４ａ、９４ｂへと流動する。分岐口９４ａに流入したアルカリイオン水は、環状空間８４に流入した後、吐出口９５を介して流出路２６’へと流出する。一方、分岐口９４ｂに流入したアルカリイオン水は、バルブ部材９１により環状空間８５への入口が閉鎖されているために環状空間８５に流入することはない。
【００７０】
流入口９３に導入された酸性イオン水は、実線矢印で示すように、中央穴８２を介して環状空間８５へと流入し、そして吐出口９６を介して流出路２４’へと流出する。中央穴８２と環状空間８４との間はバルブ部材９２により閉鎖されているために、環状空間８４に酸性イオン水が流入することはない。
【００７１】
ここで、バルブ手段８３が切換えられ、左側へと移動すると、図１５の状態となる。流入口９４からのアルカリイオン水は、流入分岐口９４ａ、９４ｂへと流動するが、今度は、分岐口９４ａに流入したアルカリイオン水は、バルブ部材９２により環状空間８４への入口が閉鎖されているために環状空間８４には流入しない。一方、分岐口９４ｂに流入したアルカリイオン水は、環状空間８５に流入した後、吐出口９６を介して流出路２４’へと流出する。
【００７２】
流入口９３に導入された酸性イオン水は、今度は、中央穴８２を介して環状空間８４へと流入し、そして、吐出口９５を介して流出路２６’へと流出する。中央穴８２と環状空間８５との間はバルブ部材９１により閉鎖されているために、環状空間８５に酸性イオン水が流入することはない。
【００７３】
バルブ手段８３の切換え運動は、バルブ手段８３の両側に配置された電磁コイル９７、９８への通電を制御することにより行なわれる。即ち、通電された側のバルブ手段８３のディスク状磁性部材９１ａ或いは９２ａが、付勢された電磁コイルに吸引され、その方へとバルブ手段８３を運動させる。
【００７４】
又、本実施例の流路切換弁４０においても、螺子軸８７、ナット８８、カラー８６などを導電性部材にて形成すれば、これら部材が上記導電手段３０としての機能を果たすことができる。
【００７５】
次に、再度図６を参照しながら、図６に示す上記構成の電解水生成装置１の作動について説明する。
【００７６】
蛇口３００からの水道水は、定流量弁５と、逆洗ユニット９の切換え弁９ａとをへて、浄水カートリッジ３に入り、浄化される。この浄水カートリッジ３からの浄水は、逆洗ユニット９に再度流入した後、流量センサ１０１及びカルシウム添加筒６をへて電解槽２に送給され、電解される。
【００７７】
尚、電解槽２への通電は、流量センサ１０１から得られる流量の情報が制御装置１００に入力され、そして、制御装置１００にて電源１０２を付勢することによって開始される。
【００７８】
アルカリイオン水を生成する場合には、電解槽２の電極２１Ａが陽極に、電極２１Ｂが陰極となるように電解電圧が印加される。従って、電解槽の吐出口２４に酸性イオン水が、吐出口２６にアルカリイオン水が得られ、流路切換弁４０の作用により、アルカリイオン水は流出路２４’に、酸性イオン水は流出路２６’に産出される。この場合にあっても、流路切換弁４０を切換ることによって、酸性イオン水を流出路２４’に流出させることも可能である。
【００７９】
勿論、弱酸性イオン水を得る場合には、電解槽２の電極２１Ａが陰極に、電極２１Ｂが陽極となるように電解電圧を印加し、従って、電解槽の吐出口２６に酸性イオン水が、吐出口２４にアルカリイオン水を得、そしてアルカリイオン水は流出路２６’に、酸性イオン水は流出路２４’に流出させることができる。
【００８０】
このようにして得られたアルカリイオン水或いは酸性イオン水のｐＨ値は、流出路２４’に設置されているｐＨセンサにて測定される。
【００８１】
上記流路切換弁４０、ｐＨセンサ８Ａ、更には、逆洗ユニット９の切換え弁９ａなども、制御装置１００にて制御される。
【００８２】
図７に本発明の電解水生成装置１の他の実施例を示す。この実施例では、塩化ビニル管にて形成された流出路２４’、２６’の一部に、導電性材料で一体化された２連の穴を有するパイプ部３２を配置し、このパイプ部３２にて電気的に短絡させた構造とする点にて図６に示す実施例と異なり、その他は図６の装置と同様の構成とされる。
【００８３】
図８は、本発明の更に他の実施例を示すものであり、ただ電解槽２のみを示す。この実施例では、電解槽２の吐出口２４、２６を導電性の銅パイプにて作製し、この銅パイプ部２４、２６を被覆銅線３４で繋ぎ、電気的に短絡させた構成とされる。この電解槽２を図６或いは図７の電解水生成装置１の電解槽の代わりに設けることにより、先の実施例の流出路２４’、２６’を導電性材料で短絡させたことと同じ効果が得られる。
【００８４】
次に、本発明の作用効果を実施例について更に詳しく説明する。
【００８５】
実施例１
図１に示す電解水生成装置１にて、アルカリイオン水流出路２４に電気化学センサ８ＡとしてｐＨセンサ（商品名：ＧＳＴ−５３１１Ｃ東亜電波工業（株）製）を取り付けた。
【００８６】
導通手段３０として、図３（Ａ）に示すような構成を採用した。即ち、内径６ｍｍのプラスチックパイプにて作製されたアルカリイオン水流出路２４及び酸性イオン水流出路２６に、内径４ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、長さ３０ｍｍのステンレス鋼製のパイプ３２をそれぞれ挿入し、両ステンレスパイプ３２を銅線３４で接続した。両流出路における電解水の流速は８８ｃｍ／秒であった。
【００８７】
斯る構成にて、電解電流を変えてアルカリイオン水のｐＨを測定した。その結果を図１６に示す。
【００８８】
図１６から、電解電流によりアルカリイオン水のｐＨ値はｐＨ８．７からｐＨ１０．４付近まで変わるが、ｐＨ値上昇に伴うセンサ信号の変動はみられない。又、測定結果をディジタル表示したが、表示値が安定し、読み取りが極めて容易であった。
【００８９】
比較例１
導通手段３０を取外した以外は、実施例１と同じ電解水生成装置にて、同じ条件にて、電解電流を変えてアルカリイオン水を生成し、そのｐＨを測定した。
【００９０】
電解電流によりアルカリイオン水のｐＨ値はｐＨ８．７からｐＨ１０．４付近まで変わるが、ｐＨ値が高くなるに伴いセンサ信号の変動が大きくなった。その様子を記録したものが図１７である。特に、ｐＨ１０．４付近では、大略０．４ｐＨの変動があった。又、測定結果をディジタル表示したが、表示値が不安定で、読み取りが不可能であった。
【００９１】
表１は、実施例１と比較例１の両方法の信号変動を比較するためにまとめたものであり、この表１からも本発明の有効性が容易に確認できる。
【００９２】
【表１】

【００９３】
実施例２
アルカリイオン水流出路２４及び酸性イオン水流出路２６を内径６ｍｍのステンレス製パイプを使用した以外は実施例１と同じ構成の電解水生成装置を使用して、同じ条件にて、電解電流を変えてアルカリイオン水を生成し、そのｐＨを測定した。その結果は、図１６に示すと同様であった。
【００９４】
比較例２
導通手段３０を取外した以外は、実施例２と同じ電解水生成装置にて、同じ条件にて、電解電流を変えてアルカリイオン水を生成し、そのｐＨを測定した。その結果は、図１７に示すと同様であった。
【００９５】
実施例３
実施例１と同じ電解水生成装置１を使用し、この実施例３では、酸性イオン水流出路２６に電気化学センサ８ＢとしてｐＨセンサ（商品名：ＧＳＴ−５３１１Ｃ東亜電波工業（株）製）を取り付けた。導通手段３０も、実施例１と同じに構成し、同じ条件にて酸性イオン水を生成した。
【００９６】
電解電流により酸性イオン水のｐＨ値はｐＨ７．２からｐＨ３．９付近まで変わるが、センサ信号の変動は、高々０．１ｐＨである。しかも、変動の時定数は、後述の比較例３に示すように、導通部材３０を設けない場合に比べて大きい。その様子を記録したものが図１８である。
【００９７】
又、測定結果をディジタル表示したが、表示値が安定し、読み取りが極めて容易であった。
【００９８】
比較例３
導通手段３０を取外した以外は、実施例３と同じ電解水生成装置１にて、同じ条件にて、電解電流を変えて酸性イオン水を生成し、そのｐＨを測定した。
【００９９】
電解電流により酸性イオン水のｐＨ値はｐＨ７．２からｐＨ３．９付近まで変わるが、ｐＨ値が低くなるに伴いセンサ信号の変動が大きくなる。その様子を記録したものが図１９である。特に、ｐＨ３．９付近では大略０．６ｐＨの変動があった。又、測定結果をディジタル表示したが、表示値が不安定で、読み取りが不可能であった。
【０１００】
表２は、実施例３と比較例３の両方法の信号変動を比較するためにまとめたものであり、この表２からも本発明の有効性が容易に確認できる。
【０１０１】
【表２】

【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電解水生成装置は、アルカリイオン水流出路及び／又は酸性イオン水流出路に電気化学センサを設置し、そしてアルカリイオン水及び酸性イオン水を導通手段にて電気的に短絡することによって電気化学センサにて水質の測定をなすように構成されるので、常に安定した測定値を得ることができ、従って、ディスプレー装置にて安定した表示を得ることができ、又、この電気化学センサからの信号を利用して電解電流などを制御することができ、それによって、所定の水質のアルカリイオン水及び酸性イオン水を安定して採取することができる。又、本発明の電解水の水質測定方法によれば、上述したように、常に安定した測定値を得ることができ、従って、ディスプレー装置にて安定した表示を得ることができ極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解水生成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の電解水生成装置の制御態様を説明する概略図である。
【図３】導通手段の実施例を示す図である。
【図４】導通手段の他の実施例を示す図である。
【図５】本発明に係る電解水生成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図６】本発明に係る電解水生成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図７】本発明に係る電解水生成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図８】本発明の電解水生成装置に使用し得る電解槽の斜視図である。
【図９】本発明の電解水生成装置に使用し得る流路切換弁の一実施例の断面図である。
【図１０】図９の流路切換弁の他の作動態様を示す断面図である。
【図１１】図９の流路切換弁のバルブシリンダの端部の拡大斜視図（図１１（Ａ））及びこの端部が嵌合する中央穴の部分を示す図９の線ＸＩ−ＸＩにとった拡大断面斜視図である。
【図１２】図９の流路切換弁におけるカム軸のバルブシリンダに嵌合する部分を示す拡大斜視図である。
【図１３】図９の流路切換弁におけるカム軸駆動手段の側面図である。
【図１４】本発明の電解水生成装置に使用し得る流路切換弁の他の実施例の断面図である。
【図１５】図１４の流路切換弁の他の作動態様を示す断面図である。
【図１６】本発明に従った電解水生成装置にて、電解電流を変えてアルカリイオン水のｐＨを測定した記録結果を示すグラフである。
【図１７】導通手段を有さない電解水生成装置にて、電解電流を変えてアルカリイオン水のｐＨを測定した記録結果を示すグラフである。
【図１８】本発明に従った電解水生成装置にて、電解電流を変えて酸性イオン水のｐＨを測定した記録結果を示すグラフである。
【図１９】導通手段を有さない電解水生成装置にて、電解電流を変えて酸性イオン水のｐＨを測定した記録結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 電解水生成装置
２ 電解槽
４ 浄水装置
６ 電解質供給装置
８（８Ａ、８Ｂ） 電気化学センサ
２４ アルカリイオン水流出路（吐出口）
２６ 酸性イオン水流出路（吐出口）
３０ 導通手段
４０ 流路切換弁

Claims (20)

1. 供給される水を電気分解し、連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水を各別に生成する電解槽と、この電解槽の下流側に設置され、生成された電解水の水質を測定するための電気化学センサとを備えた電解水生成装置において、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水を導通手段にて電気的に短絡することを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記導通手段は、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水のための各流出路内間を電気的に短絡する手段にて形成される請求項１の電解水生成装置。
3. 前記導通手段は、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水のための各流出路内に配置された導電部材と、この両導電部材間を電気的に短絡する手段とにて形成される請求項１の電解水生成装置。
4. 前記導通手段は、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水のための各流出路の間に形成された塩橋とされる請求項１の電解水生成装置。
5. 前記導通手段は、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水のための各流出路の全部或いは一部を導電性部材にて作製し、これら両導電性部材を直接に接触させるか、或いは、導線を介して接続することにより形成される請求項１の電解水生成装置。
6. 前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水のための各流出路は、流路切換弁に接続され、その下流側に前記電気化学センサが設置され、電気化学センサは、前記流路切換弁を切換えることにより供給されるアルカリイオン水或いは酸性イオン水の水質を測定する請求項１の電解水生成装置。
7. 前記導通手段は、前記流路切換弁内の配管経路の全部或いは一部を導電性部材にて作製することにより形成される請求項６の電解水生成装置。
8. 前記電気化学センサからの信号にて、電解電圧、電解電流、供給される水の流量、及び供給される水の水質の少なくとも一つを調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の電解水生成装置。
9. 前記電気化学センサは、電位差検出方式及び電流検出方式のセンサである請求項１〜８のいずれかの項に記載の電解水生成装置。
10. 電位差検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電位差を検出する請求項９の電解水生成装置。
11. 電位差検出方式の電気化学センサは、ｐＨ、ＯＲＰ或は各種イオンの濃度を測定する請求項１０の電解水生成装置。
12. 電流検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電流変化を検出する請求項９の電解水生成装置。
13. 電流検出方式の電気化学センサは、酸化性物質或は還元性物質の濃度を測定する請求項１２の電解水生成装置。
14. 前記電気化学センサにて測定した出力を表示する表示手段を有する請求項１の電解水生成装置。
15. 供給される水を電解槽にて電気分解し、連続してアルカリイオン水及び酸性イオン水を各別に生成し、この生成された電解水の水質を電気化学センサにて測定する方法において、前記電解槽から吐出されるアルカリイオン水及び酸性イオン水を電気的に短絡することを特徴とする電解水の水質測定方法。
16. 前記電気化学センサは、電位差検出方式及び電流検出方式のセンサである請求項１５の電解水の水質測定方法。
17. 電位差検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電位差を検出する請求項１６の電解水の水質測定方法。
18. 電位差検出方式の電気化学センサは、ｐＨ、ＯＲＰ或は各種イオンの濃度を測定する請求項１７の電解水の水質測定方法。
19. 電流検出方式の電気化学センサは、電極が検知電極と比較電極とで構成され、検知電極の水質変化による電流変化を検出する請求項１６の電解水の水質測定方法。
20. 電流検出方式の電気化学センサは、酸化性物質或は還元性物質の濃度を測定する請求項１９の電解水の水質測定方法。

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