JP3572662B2

JP3572662B2 - 電解水生成器

Info

Publication number: JP3572662B2
Application number: JP11660494A
Authority: JP
Inventors: 陽一宿里; 徳美永瀬
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH07323287A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は水道水等の原水を電気分解し、飲用・医療用として利用するアルカリ水及び化粧水、殺菌洗浄水として利用する酸性（強酸性）水を製造する電解水生成器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、連続電解方式の電解水生成器が普及しつつある。この電解水生成器は、電解槽内で水道水等を電気分解し陽極に酸性（強酸性）水を生成し、陰極側にアルカリ水を生成するものである。以下に従来の連続電解方式の電解水生成器について説明する。
【０００３】
図５は従来の電解水生成器の概略構造図である。１は水道水等の原水管、２は電解水生成器内に通水開始・停止を行うモーター弁、３は内部に原水中の残留塩素を吸着する活性炭及び一般細菌や不純物を取り除く中空糸膜等を備えた浄水器、４は通水を確認し後述のコントローラに制御指示する流量センサ、５は浄水器３の下流側に設けられて流量センサ４から送られてきた水を電気分解する電解槽、６は電解槽５を２分し電極室を形成する隔膜、７，８は各電極室に配設された電極板、９は電極板７，８の極性切り替えに応じて後述のアルカリ水、酸性（強酸性）水の吐出口へ各々通水経路を切り替える第１の３方向弁、１０は同第２の３方向弁、１１は電解水生成器の動作をコントロールするコントローラ、１２は電解槽５の滞留水を排水するための電磁弁、１３はアルカリ水吐出口、１４は酸性（強酸性）水吐出口、１５は電解槽５の滞留水の排水吐出口である。
【０００４】
以上のように構成された従来の電解水生成器について、以下にその動作を説明する。原水管１から通水された原水は、浄水器３で原水中の残留塩素のにおいや一般細菌等の不純物が取り除かれ、流量センサ４を経て電解槽５に通水される。一方コントローラ１１は、流量センサ４の信号を読み取り、一定レベルを越えると通水中と判断して、電解槽５の電極板７，８間に電圧を印加して電解を行う。コントローラ１１が電圧を印加すると、陽極室には酸性（強酸性）水が、陰極室にはアルカリ水が生成される。今、通水しながら電極板７がマイナス電圧になるように極性を切り替えて電圧を印加すると、アルカリ水吐出口１３よりアルカリ水が連続的に得られる。
【０００５】
アルカリ水生成時には陰極室に原水のミネラル分が析出し電極面に付着物を生成し電解効率を低下させる。そこで、電極板７，８の再生及び電極寿命の延長のための極性切り替えは、一定時間使用後電圧極性を逆にして電解によって付着した電極表面のスケールを電解水中に溶出させて除去している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、極性切り替え直後の電解槽内の水はそのままアルカリ水吐出口１３および酸性水吐出口１４から吐出される。そのため溶出されたスケールを含む電解水がそのままアルカリ水吐出口１３および酸性水吐出口１４より吐出されてしまうという問題点を有していた。更にこのときの酸性（強酸性）水吐出口１４の水のｐＨは不安定になるという問題点もあった。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、極性切り替え直後のある特徴時間について電解水の吐水を行わずに全ての水を排水することにより、安定したｐＨの電解水を吐水口から排出することができる電解水生成器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の電解水生成器は、電解槽で生成されたアルカリ水を吐出するアルカリ水吐出口と、この電解槽で生成された酸性水を吐出する酸性水吐出口と、この電解槽内の滞留水を吐出する排水吐出口とを備え、極性切り替え前に通水すすぎを行い、切り替え直後のｐＨの不安定なスケールを含む電解液を必要最小限の時間に排水吐出口から排水した後に極性切り替え後の電解水を吐出する電解水生成器において、コントローラに排水時間決定手段を設けるとともに、電解槽の下流には方向切り替え弁を設け、該排水時間決定手段が、電極の極性切り替えからの積算電流量と電解槽内の水の導電率を使ってアルカリイオン濃度を推定して、ｐＨを不安定にさせるスケール量を推定し、該スケール量から必要最小限の排水時間を決定し、コントローラがこの方向切り替え弁を制
御することによって、切り替え直後のスケールを含む電解液をこの方向切り替え弁を通して排水するようにしたものである。
【００１１】
また排水時間決定手段が、電極の極性切り替えからの積算電流量と電解槽内の水の導電率を使って推定したアルカリイオン濃度から、溶出する酸性水のｐＨを不安定にさせるスケール量を推定し、推定されたスケール量から必要最小限の排水時間を決定するようにしたものである。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、電極の極性直後の不安定なｐＨのスケールを含む電解水を不要水として排水吐出口から排水でき、通常の運転時には安定したｐＨのアルカリ水や酸性水をアルカリ水吐出口や酸性水吐出口から吐出させることができる。そして、積算電流量と推定したアルカリイオン濃度を使ってスケール量を推定でき、アルカリ水や酸性水の無駄な排水をなくし、必要最小限の排水を行える。
【００１４】
【実施例】
次に、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。図１は本発明の一実施例の電解水生成器の概略構造図、図２は同電解水生成器に備えられたコントローラのブロック図、図３は同電解水生成器の制御シーケンス図、図４は同電解水生成器の実験結果図である。
【００１５】
図１において、符号１〜１５を付した部品は、図５に示す従来例と同一であり、その説明は省略する。この電解水生成器は、第１の３方向弁９と第２の３方向弁１０の間に第３の３方向弁１６を設けている。この第３の３方向弁１６は酸性水吐出口１４に直接接続され、またパイプ１７により第１の３方向弁９と第２の３方向弁１０に接続され、またパイプ１８により排水吐出口１５に接続されている。コントローラ２０は流量センサー４の信号を読み取り、またモーター弁２、電極板７，８、第１の３方向弁９、第２の３方向弁１０、第３の３方向弁１６などをコントロールする。図２において、コントローラ２０は、電解槽５に給電した積算電流量を計測する積算電流量計測部２１と、積算電流量を記憶する積算電流量記憶部２２と、電解槽５内の導電率及びアルカリイオン濃度から電極板７，８の表面の付着物の量を推定する付着物量推定部２３と、推定した付着物量と予めコントローラ２０内に設定された極性切り替え直後の必要最小限の排水時間値から排水時間を決定する排水時間決定部２４とを備えている。
【００１６】
この電解水生成器は上記のように構成されており、次に図３の制御シーケンス図を参照して動作を説明する。モーター弁２が開閉することで、電解水生成器内に原水を通水する。電極板７，８の極性は、ある時間ごとに交互に替わる。また３つの３方向弁９，１０，１６により極性を切り替えても、常にアルカリ水吐出口１３にアルカリ水、酸性（強酸性）水吐出口１４に酸性（強酸性）水、更にすべての水を排水吐出口１５へと通水経路を選択できるようになっている。
【００１７】
まず時間Ｔ１の段階として電極板８を陽極にし、３つの３方向弁９，１０，１６を順にアルカリ水吐出口１３、第３の３方向弁１６、酸性（強酸性）水吐出口１４へ開方向に動作させて、ある時間後、極性切替え前段処理の時間Ｔ２になる。この前段処理は次に極性を切り替えるために、各電極室内に溜まっていたアルカリ水、酸性（強酸性）水を取り除く通水すすぎを行う。このとき電極板７，８には電圧は印加されない。そして、第１の３方向弁９および第２の３方向弁１０は第３の３方向弁１６側へ開方向とされ、第３の３方向弁１６は排水吐出口１５へ開方向とされる。
【００１８】
次に電極板８は陰極にし、３つの３方向弁９，１０，１６は時間Ｔ２の段階のままで次の時間Ｔ３の段階に移る。この段階は、コントローラ２０内の演算により時間が決定される。この段階はｐＨが一定しない水をすべて排水する。その後３つの３方向弁９，１０，１６は順に第３の３方向弁１６、アルカリ水吐出口１３、酸性（強酸性）水吐出口１４へ開方向をもつ時間Ｔ４の段階に移る。この制御シーケンスが繰り返し行われる。またＴ３の時間を以下のように決定することで必要最小限の排水を行うことができる。
【００１９】
ここで電極板７，８の付着物量の推定手段として、電極板７，８に流れる電流と電極板７，８への印加電圧から電解槽５内の水の導電率を求め、この導電率から予め実験結果等により設定された導電率とアルカリイオン濃度の関係からアルカリイオン濃度を推定し、更に前回極性切り替えからの積算電流量及び推定したアルカリイオン濃度から付着物量を推定する。この付着物が極性切り替え直後から溶出し出すことからＴ３の時間が決定される。このように決定した排水時間をもつことで、安定したｐＨがアルカリ水吐出口１３、酸性（強酸性）水吐出口１４から得られる。更にこの排水時間を必要最小限にすることができる。
【００２０】
以下に本発明が有意であることを証明するために、極性切り替え直後に排水時間を設けないときの実験例を、実験データを用いて説明する。
【００２１】
まず実験の方法を以下に記す。
１．原水は水道水（２１℃、ｐＨ＝７．８）。
【００２２】
２．総流量１５リットル／ｍｉｎ、アルカリ水１１．５リットル／ｍｉｎ、酸性水３．５リットル／ｍｉｎ。
【００２３】
３．電極板７，８へ４０ｖ印加。
４．極性切り替えのインターバルを１０分間と一定にして、電極板８が陽極、電極板８が陰極と２通り行った。
【００２４】
５．測定項目はアルカリ水吐出口１３、酸性（強酸性）水吐出口１４の水のｐＨを、極性切り替え前５分、切り替え後０〜５秒、５〜１０秒、１０〜１５秒、２５〜３０秒（３０〜３５秒）、６０〜６５秒、５分後の時点で測定した。
【００２５】
この結果を図４に表す。この実験の条件下では、安定したｐＨの電解水を得るには、排水時間として３０秒は排水しなければいけないことになる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コントローラで電極の極性を切り替えながら、アルカリ水や酸性水を生成する電解水生成器において、電極の極性直後の不安定なｐＨのスケールを含む電解水を不要水として排水吐出口から排水でき、通常の運転時には安定したｐＨのアルカリ水や酸性水をアルカリ水吐出口や酸性水吐出口から吐出させることができる。またコントローラに排水時間決定手段を付与することにより、必要最小限の排水のみを行い、アルカリ水や酸性水の無駄な排水をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電解水生成器の概略構造図
【図２】本発明の一実施例の電解水生成器に備えられたコントローラのブロック図
【図３】本発明の一実施例の電解水生成器の制御シーケンス図
【図４】本発明の一実施例の電解水生成器の実験結果図
【図５】従来の電解水生成器の概略構造図
【符号の説明】
３浄水器
５電解層
７，８電極板
９第１の３方向弁
１０第２の３方向弁
１３アルカリ水吐出口
１４酸性（強酸性）水吐出口
１５排水吐出口
１６第３の３方向弁
２０コントローラ

Claims

原水が送られる浄水器と、この浄水器の下流側に設けられて、この浄水器から送られてきた水を電気分解することによりアルカリ水と酸性水を生成する電解槽と、この電解槽に備えられた電極の極性を交互に切り替えるコントローラと、この電解槽で生成されたアルカリ水を吐出するアルカリ水吐出口と、この電解槽で生成された酸性水を吐出する酸性水吐出口と、この電解槽内の滞留水を吐出する排水吐出口とを備え、極性切り替え前に通水すすぎを行い、切り替え直後のｐＨの不安定なスケールを含む電解液を必要最小限の時間に前記排水吐出口から排水した後に該極性切り替え後の電解水を吐出する電解水生成器であって、前記コントローラに排水時間決定手段を設けるとともに、前記電解槽の下流には方向切り替え弁を設け、該排水時間決定手段が、前記電極の極性切り替えからの積算電流量と前記電解槽内の水の導電率を使ってアルカリイオン濃度を推定して、ｐＨを不安定にさせるスケール量を推定し、該スケール量から必要最小限の排水時間を決定し、前記コントローラがこの方向切り替え弁を制御することによって、前記切り替え直後のスケールを含む電解液をこの方向切り替え弁を通して排水することを特徴とする電解水生成器。