JP3611849B1 - Strong electrolyzed water generator - Google Patents
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Abstract
【課題】 水道水と同等の流量で強電解水を連続して生成することができる強電解水生成器を提供する。
【解決手段】 水道水に電解補助剤1を添加して電解溶液を生成する電解補助剤供給部50を有すると共に、イオン交換膜16とこのイオン交換膜16の両側に配置される一対の電極17a、17bとを具備する電解槽12内に電解溶液を導入し、この電解溶液を電離することにより強アルカリ性水及び強酸性水を生成する強電解水生成器10において、電解槽12の少なくともイオン交換膜16に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体11内に配置し、電解槽12内に供給する電解溶液又は水道水を電解槽12と生成器本体11との間の空間にも供給して、電解槽12を電解溶液又は水道水中に保持する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a strong electrolyzed water generator capable of continuously generating strong electrolyzed water at a flow rate equivalent to tap water.
SOLUTION: An electrolytic auxiliary agent supply unit 50 for generating an electrolytic solution by adding an electrolytic auxiliary agent 1 to tap water and an ion exchange membrane 16 and a pair of electrodes 17a disposed on both sides of the ion exchange membrane 16 are provided. In the strongly electrolyzed water generator 10 that generates strong alkaline water and strong acid water by introducing an electrolytic solution into the electrolytic cell 12 having the above-mentioned structure and 17b and ionizing the electrolytic solution, at least ion exchange of the electrolytic cell 12 A part of the region facing the membrane 16 is formed of a flexible membrane, and the electrolytic cell is disposed in the generator body 11, and the electrolytic solution or tap water supplied into the electrolytic cell 12 is supplied to the electrolytic cell 12 and the generator body. 11, the electrolytic cell 12 is held in the electrolytic solution or tap water.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、水道から供給される水道水に塩化ナトリウム等の電解補助剤を添加して電解溶液を生成し、この電解溶液を電離して強アルカリ性水及び強酸性水を供給可能な強電解水生成器に関し、特に、電解槽内にイオン交換膜を介在させて強アルカリ性水と強酸性水とを分離生成するタイプの強電解水生成器に関する。 The present invention provides an electrolytic solution by adding an electrolysis auxiliary agent such as sodium chloride to tap water supplied from tap water, and ionizes the electrolytic solution to supply strong alkaline water and strong acidic water. More particularly, the present invention relates to a strong electrolyzed water generator of a type in which strong alkaline water and strong acid water are separated and produced by interposing an ion exchange membrane in an electrolytic cell.
強アルカリ性水及び強酸性水は、水道水に塩化ナトリウムや希塩酸等の補助電解剤を添加して電解溶液を生成した後、この電解溶液を正負の電極間にイオン交換膜を介在させた電解槽内で電解することで強電解水として生成されている。 Strong alkaline water and strong acid water is an electrolytic cell in which an auxiliary electrolytic agent such as sodium chloride or dilute hydrochloric acid is added to tap water to form an electrolytic solution, and then this electrolytic solution is interposed with an ion exchange membrane between positive and negative electrodes It is generated as strong electrolyzed water by electrolysis inside.
このような強電解水として生成された強アルカリ性水や強酸性水は、殺菌、除菌及び消毒等が行えることから、医療、食品加工業、食品販売業、水産業及び畜産業などの広い業界で使用されている。また、強アルカリ性水や強酸性水は、家庭で使用したいという要望もあり、小型化したものが求められている。 Strong alkaline water and strong acid water generated as such strong electrolyzed water can be sterilized, sterilized and disinfected, so a wide range of industries such as medical, food processing, food sales, fishery and livestock Used in. In addition, strong alkaline water and strongly acidic water are also demanded to be used at home, and are required to be downsized.
強電解水生成器としては、連続して供給される原水のアニオン濃度を測定すると共に、アニオン濃度に見合った食塩を原水に添加し、食塩の添加された原水を正負の電極間にイオン交換膜を介在させた電解槽内で電解することで強電解水を得るものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a strong electrolyzed water generator, the anion concentration of raw water supplied continuously is measured, and salt corresponding to the anion concentration is added to the raw water, and the raw water to which salt is added is exchanged between positive and negative electrodes. There has been proposed a method in which strong electrolyzed water is obtained by electrolysis in an electrolytic cell in which an intercalator is interposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような強電解水生成器では、強酸性水の吐水を停止した際、強アルカリ性水が吐水される強アルカリ性水吐出管は大気開放されているため、電解槽内の強アルカリ性水側と強酸性水側とで水圧差が生じる。そして、電解槽内に配置されているイオン交換膜は、その厚さが極めて薄く、また水素イオンを通すための小穴が開いているため破損しやすく、このような水圧差によって瞬時に破損してしまうという問題がある。 However, in such a strong electrolyzed water generator, when the discharge of strong acidic water is stopped, the strong alkaline water discharge pipe through which strong alkaline water is discharged is open to the atmosphere. There is a difference in water pressure between the strongly acidic water side. The ion exchange membrane placed in the electrolytic cell is extremely thin and easily broken because of the small holes for passing hydrogen ions. There is a problem of end.
このため、従来の装置では、水道水の流量が20〜30(L/分)程度であるのに対し、生成される強アルカリ性水の流量は、2〜5(L/分)程度と極めて少なく抑えなければならないという問題がある。 For this reason, in the conventional apparatus, while the flow rate of tap water is about 20 to 30 (L / min), the flow rate of strong alkaline water generated is extremely small, about 2 to 5 (L / min). There is a problem that must be suppressed.
このため、大量の強酸性水又は強アルカリ性水を使用したい場合には、電解生成した強電解水を一次貯水タンクに保管する強電解水生成器が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、一次貯留タンクに強電解水を保管する場合、一次貯留タンクは数百リットル以上の容量のものが用いられる場合があり、一次貯留タンクの設置場所の確保が必要になると共に、強電解水使用場所まで専用の配管が必要になるという問題がある。 For this reason, when it is desired to use a large amount of strongly acidic water or strongly alkaline water, a strongly electrolyzed water generator for storing electrolyzed strongly electrolyzed water in a primary water storage tank has been proposed (for example, see Patent Document 2). . However, when strong electrolyzed water is stored in the primary storage tank, the primary storage tank may have a capacity of several hundred liters or more, and it is necessary to secure a place for installing the primary storage tank. There is a problem that dedicated piping is required to the place of use.
また、強電解水は、時間と共に効果が劣化してしまうため、一次貯留タンクに保管しても、使用時には、強電解水の効果が得られないという問題がある。 Moreover, since the effect of strong electrolyzed water deteriorates with time, there is a problem that the effect of strong electrolyzed water cannot be obtained even when stored in the primary storage tank.
本発明は、このような事情に鑑み、水道水と同等の流量で強電解水を連続して生成することができる強電解水生成器を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the strong electrolyzed water generator which can produce | generate strong electrolyzed water continuously with the flow volume equivalent to tap water in view of such a situation.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、水道水に電解補助剤を添加して電解溶液を生成する電解補助剤供給部を有すると共に、イオン交換膜とこのイオン交換膜の両側に配置される一対の電極とを具備する電解槽内に前記電解溶液を導入し、この電解溶液を電離することにより強アルカリ性水及び強酸性水を生成する強電解水生成器において、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する前記電解溶液又は水道水を前記電解槽と前記生成部本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を前記電解溶液又は水道水中に保持するようにしたことを特徴とする強電解水生成器にある。 A first aspect of the present invention that solves the above-described problems includes an electrolytic auxiliary agent supply unit that generates an electrolytic solution by adding an electrolytic auxiliary agent to tap water, and is disposed on both sides of the ion exchange membrane and the ion exchange membrane. In a strong electrolyzed water generator that generates strong alkaline water and strong acid water by introducing the electrolytic solution into an electrolytic cell comprising a pair of electrodes and ionizing the electrolytic solution, at least the electrolytic cell A part of the region facing the ion exchange membrane is formed by a flexible membrane and the electrolytic cell is disposed in the generator body, and the electrolytic solution or tap water supplied into the electrolytic cell is supplied to the electrolytic cell and the electrolytic cell. The strong electrolyzed water generator is characterized in that the electrolytic cell is also supplied to the space between the generating unit main body and the electrolytic cell is held in the electrolytic solution or tap water.
かかる第1の態様では、電解槽内で生じる水圧差が電解槽の一部を構成する可撓膜が変形することで実質的に吸収されるため、イオン交換膜が変形することによる破損が防止される。したがって、電解槽に供給する電解溶液の水圧を上昇することができ、強電解水の吐水量を増加させることができる。 In such a first aspect, the water pressure difference generated in the electrolytic cell is substantially absorbed by the deformation of the flexible membrane that constitutes a part of the electrolytic cell, so that damage due to the deformation of the ion exchange membrane is prevented. Is done. Therefore, the water pressure of the electrolytic solution supplied to the electrolytic cell can be increased, and the amount of strong electrolyzed water discharged can be increased.
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記電解補助剤供給部は、前記水道水に予め含まれる電解補助剤の濃度を検出する濃度検出手段を具備すると共に、前記濃度検出手段の検出した濃度に応じて、前記電解補助剤を添加することを特徴とする強電解水生成器にある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the electrolysis auxiliary agent supply unit includes concentration detection means for detecting the concentration of the electrolysis auxiliary agent contained in the tap water in advance, and the concentration detection means. In the strong electrolyzed water generator, the electrolysis auxiliary is added according to the detected concentration.
かかる第2の態様では、地域によって水道水の成分が異なる場合であっても、電解溶液の電解補助剤の濃度を常に同じ濃度とすることができ、強電解水を安定して生成することができる。 In such a second aspect, even when the components of tap water differ from region to region, the concentration of the electrolysis auxiliary in the electrolytic solution can always be the same, and strong electrolyzed water can be stably generated. it can.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記電解補助剤供給部には、所定の圧力で前記水道水が供給される水道水供給路と、供給された水道水に前記電解補助剤を添加した前記電解溶液を前記電解水生成部に供給する電解溶液吐水路とを具備すると共に、前記水道水供給路には、前記水道水の流量を検出する水量検出手段が設けられており、前記電解補助剤供給部は、前記水量検出手段が検出した前記水道水の流量に応じて、前記水道水に前記電解補助剤を連続的に添加することを特徴とする強電解水生成器にある。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the electrolytic auxiliary agent supply unit includes a tap water supply path through which the tap water is supplied at a predetermined pressure, and the supplied tap water. An electrolytic solution water discharge passage for supplying the electrolytic solution with the addition of an electrolysis auxiliary agent to the electrolyzed water generation section, and the tap water supply passage is provided with a water amount detecting means for detecting a flow rate of the tap water. And the electrolytic auxiliary agent supply unit continuously adds the electrolytic auxiliary agent to the tap water according to the flow rate of the tap water detected by the water amount detecting means. In the vessel.
かかる第3の態様では、水道水の流量に応じて電解溶液の電解補助剤の濃度を常に同じ濃度とすることができ、強電解水を安定して生成することができる。 In the third aspect, the concentration of the electrolytic auxiliary agent in the electrolytic solution can always be the same depending on the flow rate of tap water, and strong electrolyzed water can be stably generated.
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記電解槽内に前記電解溶液を所定の圧力で供給する電解溶液供給路と、前記電解槽から強アルカリ性水を吐水すると共に下流側に水栓が設けられた吐水路と、前記電解槽から強酸性水を排出する排出路とを具備すると共に、前記吐水路に設けられて前記強アルカリ性水の吐水量を検出する吐水量検出手段と、前記排出路に設けられて前記強酸性水の排出量を調整する流量調整手段と、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量に基づいて、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量が所定の割合となるように前記流量調整手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする強電解水生成器にある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, an electrolytic solution supply path that supplies the electrolytic solution to the electrolytic cell at a predetermined pressure, and strong alkaline water is discharged from the electrolytic cell. And a water discharge passage provided with a water faucet on the downstream side and a discharge passage for discharging strong acid water from the electrolytic cell, and provided in the water discharge passage to detect the amount of discharge of the strong alkaline water. Based on the actual water discharge amount detected by the water discharge amount detecting means , the flow rate adjusting means for adjusting the discharge amount of the strong acid water provided in the discharge path, and the water discharge amount of the strong alkaline water And a control means for controlling the flow rate adjusting means so that the discharge amount of the strongly acidic water with respect to the water reaches a predetermined ratio.
かかる第4の態様では、強アルカリ性水の実際の吐水量に基づいて、強酸性水の排出量を制御するため、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量の割合を常に一定に保持することができ、強アルカリ性水側と強酸性水側にかかる圧力をそれぞれ一定に保って、常に安定した整水濃度からなる強電解水を整水することができる。 In the fourth aspect, since the discharge amount of strong acidic water is controlled based on the actual discharge amount of strong alkaline water, the ratio of the discharge amount of strong acid water to the discharge amount of strong alkaline water is always kept constant. In addition, the pressure applied to the strongly alkaline water side and the strongly acidic water side can be kept constant, and the strongly electrolyzed water having a constantly regulated water concentration can be conditioned.
本発明の第5の態様は、第4の態様において、前記排出路には、前記強酸性水の排出量を検出する排出量検出手段をさらに具備することを特徴とする強電解水生成器にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the strong electrolyzed water generator according to the fourth aspect, the discharge path further includes discharge amount detecting means for detecting the discharge amount of the strong acid water. is there.
かかる第5の態様では、強酸性水の実際の排出量を検出して強酸性水の排出量と強アルカリ性水の吐水量との比率が所定の割合となるように制御できる。 In the fifth aspect, the actual discharge amount of the strong acid water is detected, and the ratio between the discharge amount of the strong acid water and the discharge amount of the strong alkaline water can be controlled to be a predetermined ratio.
本発明の第6の態様は、第4又は5の態様において、前記制御手段は、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量を取得し、これに基づいて前記強アルカリ性水と前記強酸性水とが所定の比率となるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする強電解水生成器にある。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the control unit obtains an actual water discharge amount detected by the water discharge amount detection unit, and based on the acquired water discharge amount, the strong alkaline water and the strong acidity are obtained. The strong electrolyzed water generator is characterized in that the flow rate adjusting means is controlled so that the ratio of water to water becomes a predetermined ratio.
かかる第6の態様では、強アルカリ性水の吐水量と強酸性水の排出量を所定の比率とすることで、強酸性水の無駄な排出を防止すると共に、常に所定の整水濃度からなる強電解水を吐水することができる。 In the sixth aspect, by setting the discharge amount of strong alkaline water and the discharge amount of strong acid water to a predetermined ratio, wasteful discharge of strong acid water is prevented, and a strong water always having a predetermined water conditioning concentration is used. Electrolyzed water can be discharged.
本発明の第7の態様は、第1〜6の何れかの態様において、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とする強電解水整水器にある。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, an air portion in which air remains in at least a part of a region not in contact with the electrolytic cell in the space is characterized in that There is a strong electrolyzed water conditioner.
かかる第7の態様では、空気部を設けておくことで、可撓膜が変形しやすくなり、電解槽内で生じる水圧差がより確実に吸収される。 In the seventh aspect, by providing the air portion, the flexible membrane is easily deformed, and the water pressure difference generated in the electrolytic cell is more reliably absorbed.
本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様において、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とする強電解水生成器にある。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the strong electrolyzed water generator according to any one of the first to seventh aspects, wherein the entire surface of the electrolytic cell is constituted by the flexible membrane.
かかる第8の態様では、電解槽内で生じる水圧差が、可撓膜が変形することで確実に吸収される。 In the eighth aspect, the water pressure difference generated in the electrolytic cell is reliably absorbed by the deformation of the flexible membrane.
本発明の第9の態様は、第1〜8の何れかの態様において、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とする強電解水生成器にある。 According to a ninth aspect of the present invention, in the strong electrolyzed water generator according to any one of the first to eighth aspects, the flexible membrane is made of a plastic sheet.
かかる第9の態様では、可撓膜を所定材料で形成することで、電解槽内の水圧差を確実に吸収することができる。 In the ninth aspect, by forming the flexible film with a predetermined material, it is possible to reliably absorb the water pressure difference in the electrolytic cell.
本発明の強電解水生成器では、電解槽内の圧力差によるイオン交換膜の破損が防止されると共に電解槽の水道水の圧力による破壊が防止される。したがって、比較的大量の強電解水を連続して提供することができるという効果を奏する。 In the strong electrolyzed water generator of the present invention, breakage of the ion exchange membrane due to a pressure difference in the electrolyzer is prevented, and destruction of the electrolyzer due to tap water pressure is prevented. Therefore, there is an effect that a relatively large amount of strong electrolyzed water can be continuously provided.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る強電解水生成器の概略構成を示す図であり、図2は、強電解水生成器の要部断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a strong electrolyzed water generator according to
図1に示すように、本発明の強電解水生成器10は、原水側の水道管110Aからの水道水に電解補助剤1を添加する電解補助剤供給部50と、電解補助剤供給部50によって水道水に電解補助剤1が添加された電解溶液を電離して強アルカリ性水及び強酸性水からなる強電解水を生成する電解槽12が内部に設けられた生成器本体11とを具備する。
As shown in FIG. 1, the strong
電解補助剤供給部50は、原水側の水道管110Aから水道水が供給される水道水供給路51aを有する水道水供給パイプ51と、水道水に補助電解剤1を添加する添加部52と、添加部52によって補助電解剤1が添加された水道水(電解溶液)を電解槽12に供給する電解溶液吐水路53aを有する電解溶液吐水パイプ53とを具備し、これら水道水供給パイプ51、添加部52及び電解溶液吐水パイプ53は、チーズ54を介して接続されることで、各流路51a、53aが連通されている。
The electrolysis auxiliary
添加部52は、例えば、水道水などの水に、塩化ナトリウム、希塩酸等を所定の濃度で添加した電解補助剤1を保持する貯留タンク55と、水道水に貯留タンク55内の電解補助剤1を添加する給水ポンプ等の添加手段56とを具備する。本実施形態では、貯留タンク55に貯留された電解補助剤1として、塩化ナトリウムが26.4重量%の濃度の塩化ナトリウム水溶液(飽和濃度)とした。このような電解補助剤1は、添加手段56によって水道水供給路51aから供給された水道水に所定量添加され、塩化ナトリウムの濃度が0.2重量%の電解溶液(塩化ナトリウム水溶液)が生成される。そして生成された電解溶液は、電解溶液吐水路53aを介して電解槽12に送られる。
The
なお、電解補助剤1を水道水に添加する添加手段56は、水道水供給路51aに設けられた流量検出センサ40が検出した水道水の流量に応じて、生成される電解溶液に含まれる塩化ナトリウムの濃度が0.2重量%となるように調整している。すなわち、供給される水道水の流量が多い場合には、添加手段56は、電解補助剤1を多く添加し、逆に供給される水道水の流量が少ない場合には、添加手段56は電解補助剤1を少なく添加するようになっている。
In addition, the addition means 56 which adds the
また、水道水には、予め塩素等の電解補助剤1と同じ成分が微量に含まれているため、水道水供給路51aに濃度検出センサ41を設け、この濃度検出センサ41が検出した予め水道水に含まれる電解補助剤と同じ成分の濃度に応じて、添加手段56が電解補助剤1の添加量を調整するようになっている。このように、水道水に含まれる電解補助剤と同じ成分の濃度に応じて、水道水に添加する電解補助剤1の添加量を調整することによって、地域によって水道水の成分が異なる場合であっても、常に電解溶液に含まれる塩化ナトリウムの濃度を0.2重量%にすることができる。
Further, since the tap water contains a trace amount of the same component as the electrolytic
一方、生成器本体11内には、内部で水道水が電離されて強アルカリ性水と強酸性水とが生成される複数の電解槽12が保持されている。また、生成器本体11には、電解補助剤供給部50で電解補助剤1が添加された水道水(電解溶液)を内部に導入する電解溶液導入路11aを有する電解溶液導入パイプ13と、電解槽12内で生成された強アルカリ性水を吐水する強アルカリ性水吐水路11bを有する強アルカリ性水吐水パイプ14と、強酸性水を排出する強酸性水排出路11cを有する強酸性水排出パイプ15とを具備する。
On the other hand, a plurality of
具体的には、生成器本体11の電解溶液導入路11aを有する電解溶液導入パイプ13が各電解槽12の下端部側に接続され、また電解槽12の上端部側には、強アルカリ性水吐水路11bを有する強アルカリ性吐水パイプ14と、強酸性水排出路11cを有する強酸性水排出パイプ15とがそれぞれ接続されている。そして、これらの各パイプ13、14、15が生成器本体11に固定されることで、各電解槽12が生成器本体11内に保持されている。
Specifically, an electrolytic
各電解槽12内には、それぞれイオン交換膜16が固定されており、このイオン交換膜16によって電解槽12内が2つの空間12a、12bに区切られている。また、電解槽12内のイオン交換膜16に対向する領域には、一対の電極17a、17bがそれぞれ設けられており、各電極17a、17bは、生成器本体11に設けられた端子部18と接続配線19によって接続されている。本実施形態では、これらの各電極17a、17bは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜16と同等の大きさを有する固定部材20の一方の面にそれぞれ取り付けられている。そして、これらの固定部材20が、各空間12a、12bにイオン交換膜16を挟持するように配置されることで、イオン交換膜16に対向する領域に電極17a、17bが設けられている。
An
このような電解槽12の少なくともイオン交換膜16に対向する領域の一部、本実施形態では、電解槽12全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。例えば、本実施形態では、電解槽12が、厚さが0.3mm程度のプラスチックシートによって形成されている。
In this embodiment, at least a part of the region of the
また、このような複数の電解槽12が保持された生成器本体11内、すなわち、各電解槽12と生成器本体11との間の空間には電解補助剤供給部50で補助電解剤1が添加された水道水(電解溶液)が供給され、生成器本体11内に貯まった電解溶液(貯留水)21中に各電解槽12が保持されている。また、生成器本体11内には、電解槽12に接触しない領域の一部、例えば、本実施形態では、強酸性水排出パイプ15の上部に空気が残留している空気部22が存在する。このように内部に電解溶液が供給される生成器本体11は、水道水の水圧に耐えられる程度の剛性を有する材料、例えば、ステンレス鋼等で形成する必要がある。
Further, in the generator
また、貯留水21は、本実施形態では、生成器本体11の電解溶液導入路11aからの電解溶液が電解槽12と共に生成器本体11内に供給されたものである。すなわち、電解溶液導入パイプ13の先端部に、生成器本体11内に連通する微小な連通孔23が設けられており、この連通孔23を介して生成器本体11内に電解溶液(貯留水21)が供給されている。そして、本実施形態では、強酸性水排出パイプ15の先端部にも、生成器本体11内に連通する微小な連通孔24が設けられており、貯留水21はこの連通孔24を介して強酸性水排出パイプ15に排出されるようになっている。このため、本実施形態では、生成器本体11内の強酸性水排出パイプ15の上部、すなわち、連通孔24の上部側は、空気が残留している空気部22となっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、生成器本体11内に電解溶液を貯留するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、生成器本体11内に電解補助剤1が添加される前の水道水を貯留するようにしてもよい。
In the present embodiment, the electrolytic solution is stored in the generator
このような強電解水生成器10は、図1に示すように、電解溶液導入パイプ13が、電解補助剤供給部50の電解溶液吐水パイプ53に接続され、強アルカリ性水吐水パイプ14が、蛇口100側の水道管110Bに接続される。また、強酸性水排出パイプ15の一端は、電解槽12によって生成された強酸性水が排出される排出口120と接続される。
In such a strong
強アルカリ性水吐水パイプ14には、水道管110Bとの接続部分に流量センサ42が設けられており、この流量センサ42により強アルカリ性水の吐水量が検出される。また、強酸性水排出パイプ15の途中には流量調整バルブ30が設けられており、流量センサ42からの信号に基づいて生成器本体11の外部に設置された制御装置60によって流量調整バルブ30を駆動させ、強酸性水の排出量が所定量となるように制御されている。
The strong alkaline
また、制御装置60は、整水器本体11に設けられた端子部18と図示しない接続配線によって電気的に接続されており、各電解槽12内の電極17a、17bに供給する電圧を制御している。このような制御装置60としては、入力信号に基づいて演算可能であり、且つその演算結果に基づいて信号を出力する機能を持つものであれば、その構成は特に限定されるものではない。なお、制御装置60は、生成器本体11の外部に設置されているが、生成器本体11の内部に保持させるようにしてもよい。
Further, the
以下、このような強電解水生成器10の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the strong
上述したように、強電解水生成器10は水道管110の途中に配設されているため、電解槽12内には電解補助剤供給部50を介して電解溶液導入パイプ13から電解補助剤1が添加された水道水(電解溶液)が常に所定の圧力で供給されている。そして、利用者が蛇口100部分に設けられた水栓101を開くと、電解槽12内で生成された強アルカリ性水が強アルカリ性水吐水パイプ14を介して蛇口100から所定の流量で吐水され始める。また同時に、強アルカリ性水吐水パイプ14と水道管110Bとの間に設けられた流量センサ42が、強アルカリ性水が流れ始めたことを検出し、この流量センサ42からの信号に基づいて、制御装置60によって電解槽12内の電極17a、17b間には所定の電圧が印加される。さらに、強酸性水排出パイプ15に設けられた流量調整バルブ30が駆動することにより、排出口120から排出される強酸性水量が調整される。すなわち、制御装置60は、流量センサ42が検出した強アルカリ性水の吐水量を取得し、排出する強酸性水の排出量が常に強アルカリ性水量の20%前後になるように演算して流量調整バルブ30を駆動することができる。また、このとき、水道水供給パイプ51に設けられた流量検出センサ40と濃度検出センサ41とが水道水供給パイプ51を通過する水道水の流量及び予め含有する電解補助剤と同じ成分の濃度を検出し、添加手段56が貯留タンク55内の電解補助剤1を水道水に連続的に添加することで電解槽12に常に0.2重量%の濃度で塩化ナトリウムが添加された電解溶液を供給するようになっている。
As described above, since the strong
なお、ここでいう強アルカリ性水の吐水量の20%という数値は、本実施形態の装置が強アルカリ性水を所定の整水濃度で吐水させながら、強酸性水の排出量を最小限に保持することができる値であるが、これに限定されず、装置規格に応じて変更できるものである。 The numerical value of 20% of the amount of strong alkaline water discharged here means that the apparatus of this embodiment keeps the discharge amount of strong acidic water to a minimum while discharging strong alkaline water at a predetermined conditioned water concentration. However, the present invention is not limited to this value and can be changed according to the device standard.
また、従来の強電解水生成器では、強アルカリ性水と強酸性水の排出割合が1対1程度であり、強アルカリ性水の吐水に伴い強酸性水(捨て水)の排出が半分程度であったが、本実施形態の強電解水生成器10によれば、その強酸性水の排出量を極めて少なくできるという利点がある。
Moreover, in the conventional strong electrolyzed water generator, the discharge rate of strong alkaline water and strong acid water is about 1: 1, and the discharge of strong acid water (waste water) is about half due to the discharge of strong alkaline water. However, according to the strongly electrolyzed
ここで、電解溶液導入パイプ13を介して電解槽12の下端部側から電解槽12内に供給された電解溶液は、イオン交換膜16で区切られた両側の空間12a、12bにそれぞれ流れ込む。そして、両電極17a、17b間には所定の電圧が印加されているため、電解槽12内、すなわち、イオン交換膜16と各電極17a、17bとの間を通過する際に、電解溶液中は水素イオンH+、水酸イオンOH−、ナトリウムイオンNa+、塩化物イオンCl−、に電離し、水素イオンH+とナトリウムイオンNa+とがイオン交換膜16を介して一方の空間に集まることで、強アルカリ性水と強酸性水とが生成される。すなわち、2つの空間のうちの−電極(陰極)17b側の空間12bでは、イオン交換膜16を通過して水素イオンH+とナトリウムイオンNa+とが集まり、pH11以上の強アルカリ性水が生成される。一方、+電極(陽極)17a側の空間12aでは、イオン交換膜16を通過して水酸イオンOH−と塩化物イオンCl−とが集まり、pH2.7以下の強酸性水が生成される。
Here, the electrolytic solution supplied into the
このように、水道管から供給された水道水は、電解補助剤供給部50を通過する際に連続的に電解補助剤1が添加され、さらに、電解補助剤1の添加された水道水(電解溶液)は、電解槽12を通過する際に連続的に電離されて、強アルカリ性水が蛇口100から吐水されると共に、強酸性水が排出口120から排出される。
Thus, the tap water supplied from the water pipe is continuously added with the electrolysis
また、利用者が水栓101を閉めることで強アルカリ性水の供給が停止され、これに伴い強アルカリ性水吐水パイプ14内の流れが止まると、流量センサ42の信号によって強酸性水排出パイプ15に設けられた流量調整バルブ30が駆動し、強酸性水の排出が停止される。
Further, when the user closes the
ここで、水栓101の開閉により強アルカリ性水供給パイプ14内の流れが発生又は停止する時刻と、流量センサ42がそれを感知して流量調整バルブ30が開閉される時刻とは、若干のタイムラグが存在する。このタイムラグによって生じる流水の慣性作用により、電解槽12内の強アルカリ性水側の空間12bと強酸性水側の空間12aとの内部圧力に差が生じてしまう。さらに、排出する強酸性水の水量を常に強アルカリ性水量の20%前後に制御すると、電解槽12が破損し易くなる。すなわち、強アルカリ性水の水量と強酸性水の水量とが10対2の排出割合に保持されることにより、電解槽12内では、強アルカリ性水側の空間12bと強酸性水側の空間12aとの内部圧力に差が生じてしまう。イオン交換膜16は、例えば、膜厚が12μm程度であるため、この圧力差によってイオン交換膜16が変形して破損する虞がある。
Here, the time when the flow in the strong alkaline
しかしながら、本実施形態では電解槽12が可撓膜で形成されているため、例えば、上述のように水栓101を開ける際に2つの空間12a、12bに圧力差が生じたとしても、図3に示すように、電解槽12自体が内側に変形することでこの圧力差が吸収されるため、イオン交換膜16の変形による破損を防止することができる。なお、水栓101を閉じた際には、電解槽12自体が外側に変形することで内部の圧力差が吸収される。したがって、上述のように強アルカリ性水量と強酸性水量の排出割合を10対2に保持することによって生じる圧力差についても、比較的容易に吸収することができる。
However, in this embodiment, since the
また、電解槽12内には、上述したように、その内面の電極17a、17bとイオン交換膜16との間に挟持されるように固定部材20が設けられている。すなわち、これらの固定部材20によってイオン交換膜16が挟持されている。したがって、これらの固定部材20によってもイオン交換膜16の変形が抑えられ、電解槽12の内部圧力差によるイオン交換膜16の破損をより確実に防止することができる。なお、本実施形態では、電解槽12全体が可撓膜で形成されているが、勿論、電解槽12内の圧力差を吸収できれば、可撓膜からなる可撓部を電解槽12のイオン交換膜16に対向する領域の一部に設けるようにしてもよい。
Also, as described above, the fixing
また、電解槽12の変形によって2つの空間12a、12bの圧力差を吸収するためには、電解槽12は、比較的高い柔軟性を有する必要があり、例えば、イオン交換膜16よりも柔軟性を有することが好ましい。この条件を満たすために、電解槽12は、比較的膜厚の薄いプラスチックフィルムからなる可撓膜で形成されている。このため、電解槽12は、それ自体では電解補助剤供給部50を介して電解槽12内に供給される水道水(電解溶液)の圧力、例えば、1〜6kg/cm2程度の圧力に耐えられず破壊されてしまう虞がある。
Further, in order to absorb the pressure difference between the two
しかしながら、本実施形態では、電解溶液導入パイプ13を介して電解槽12内に電解溶液が供給される際、電解溶液導入パイプ13の先端部の連通孔23から生成器本体11内にも水道水が供給され、生成器本体11内に貯まった貯留水21内に各電解槽12が保持されている。このため、生成器本体11内の貯留水21の圧力は、電解槽12内に供給された電解溶液と略同一の圧力に保持され、電解槽12の外面にも、その内面と略同一の水圧がかかる。したがって、電解槽12内に供給される貯留水21によって電解槽12の内面に比較的高い圧力がかかった場合でも、電解層12の外面にも略同一の圧力がかかることになり、電解槽12自体も水圧の変化に伴う変形によって破損することはない。
However, in the present embodiment, when the electrolytic solution is supplied into the
また、本実施形態では、貯留水21は、強酸性水排出パイプ15に設けられた連通孔24から強酸性水と共に外部に排出されるようになっている。すなわち、生成器本体11内には電解溶液が満充填されておらず、連通孔24の上部側には空気が残留している空気部22が存在する。このため、上述した電解槽12内の圧力差に伴う電解槽12の変形が貯留水21によって妨げられることがなく、イオン交換膜16の破損を防止することができる。
In the present embodiment, the stored
すなわち、上述したように電解槽12内の圧力差により電解槽12が変形した場合、生成器本体11内の容積が変化する。このとき、貯留水21自体は実質的に容積変化しないため、生成器本体11内に貯留水21が満充填されていると、貯留水21によって電解槽12の変形が妨げられる。しかしながら、本実施形態では、生成器本体11内に空気部22が存在し、電解槽12が変形した場合にこの空気部22が容積変化するため、電解槽12の変形が妨げられることがない。したがって、生成器本体11内に空気部22を設けておくことで、イオン交換膜16の破損をより確実に防止することができる。
That is, as described above, when the
なお、このような空気部22の容積は、特に限定されないが、生成器本体11内の容積の20〜30%程度の大きさであることが好ましい。
The volume of the
このように本実施形態の強電解水生成器10では、水道水を比較的高い水圧で供給してもイオン交換膜16及び電解槽12が破損することがないため、所定数の電解槽12を並設することで、水道水と同等の流量、例えば、一般家庭用では20〜30(L/分)程度、業務用では100(L/分)程度の流量で強アルカリ性水を利用者に供給することができる。
As described above, in the strongly electrolyzed
また、本実施形態の強電解水生成器10では、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量を常に所定の比率に保持することができるため、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量を最小限に抑えることができると共に、強アルカリ性水の吐水量の変動により変化する強アルカリ性水の整水濃度を一定に保つことができる。そして、本実施形態の強電解水生成器10では、電解槽12が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されているため、強アルカリ性水と強酸性水の排出割合を所定の比率に保持することにより生じる内部の圧力差も容易に吸収することができる。
Moreover, in the strong
(実施形態2)
図4は、本発明の実施形態2に係る強電解水生成器の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a strong electrolyzed water generator according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図4に示すように、本実施形態の電解槽12Aには、イオン交換膜16と、イオン交換膜16に対向するように、一対の電極17a、17bが設けられている。また、電解槽12Aは、上述した実施形態1と同様に、全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。
As shown in FIG. 4, the
各電極17a、17bのそれぞれは、電解槽12Aの内面に設けられた4つの固定部材20Aによって固定されている。この固定部材20Aは、電解槽12Bの内面と電極17a、17bとの間に設けられて、例えば、1mmの隙間を形成する円筒形状を有するスペーサ20aと、スペーサ20aとの間で電極17a、17bを挟持する円筒形状を有するスリーブ20bと、スペーサ20a及びスリーブ20bを挿通して一端が電解槽12Aに固定されたリベット20cとで構成されている。
Each of the
また、イオン交換膜16は、電極17aを保持するスリーブ20bと電極17bを保持するスリーブ20bとの間で挟持されている。すなわち、イオン交換膜16は、各電極17a、17bを固定するスリーブ20bによって4箇所で挟持されている。このとき、本実施形態では、各電極17a、17bとイオン交換膜16とが、例えば、3mmの隙間となるようにした。
Further, the
このような電解槽12Aは、イオン交換膜16が4つの固定部材20Aによって小さな面積で挟持されていても、水栓101の開閉により圧力差が生じた際に、可撓膜によって圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜16を破損するのを防止することができる。
In such an
すなわち、上述した実施形態1では、メッシュ状の固定部材20によってイオン交換膜16を挟持することで、イオン交換膜16の破損を防止していたが、電解槽12Aの全体を可撓膜で形成することによって、可撓膜により圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜16が4つの固定部材20Aによって小さな面積で挟持されていても、イオン交換膜16の破損を防止することができる。
That is, in
また、このような強電解水生成器の電解槽12A以外の他の構成は、上述した実施形態1と同様のため、重複する説明は省略する。
Moreover, since structures other than the
このような構成としても、上述した実施形態1と同様に、このような電解槽12Aを上述した実施形態1の強電解水生成器10に適用した場合であっても、水栓101を開閉して圧力差が生じた際に、電解槽12Aの可撓膜によってその圧力差を吸収することができ、イオン交換膜16が圧力差により破損することを防止することができる。このため、強アルカリ性水及び強酸性水を大量に連続して生成することができる。
Even in such a configuration, as in
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of the present invention was described, the basic composition of the present invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、上述した実施形態1及び2では、生成器本体11内の貯留水21を連通孔24を介して強酸性水と共に外部に排出するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、貯留水21を外部に排出する貯留水排出口を生成器本体11に設け、強酸性水とは別に外部に排出するようにすれば、利用者は、強アルカリ性水及び強酸性水の両方を利用することができる。また、上述した実施形態1及び2では、強アルカリ性水吐水パイプ14を水栓101の設けられた蛇口100に接続するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、強酸性水排出パイプ15を蛇口100に接続するようにしてもよい。また、電極17a、17bの極性を反転させることで、空間12aで強酸性水を生成し、空間12bで強アルカリ性水を生成するようにすれば、蛇口から強酸性水を得ることができる。
For example, in
また、上述した実施形態1及び2では、流量センサ42が検出した強アルカリ性水の流量に応じて流量調整バルブ30を制御するようにしたが、さらに、強酸性水排出パイプ15に強酸性水の流量を検出する流量センサを設けるようにしてもよい。このように強酸性水排出パイプ15に流量センサを設けることによって、制御装置60は、流量調整バルブ30をフィードバック制御することができ、強酸性水の流量と強アルカリ性水の流量との比率を高精度に制御することができる。なお、強酸性水排出パイプ15に流量センサを設けた場合にも、必ずしもフィードバック制御する必要はなく、例えば、制御装置60が、2つの流量センサの流量を取得し、これに基づいて両者の比が所定の範囲となるように流量調整バルブ30を制御するようにしてもよい。また、流量調整バルブ30は、必ずしも必要なものではなく、例えば、流量調整バルブ30の代わりに、強酸性水排出路11cを開閉する開閉バルブとしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the flow
さらに、制御装置60は、常に流量調整バルブ30を制御する必要はなく、強アルカリ性水の吐水量と強酸性水の排出量の比が、例えば、10:2±10%〜20%の範囲を外れたときのみに制御するようにしてもよい。
Furthermore, the
また、制御装置60が行う流量調整バルブ30の駆動は、連続的な駆動ではなく、段階的な駆動であってもよい。すなわち、強酸性水の排出量は、強アルカリ性水の吐水量を複数のレベルに設定しておき、そのレベルに合わせて段階的に制御させるものであってもよい。
Further, the driving of the flow
また、上述した実施形態1及び2では、複数の電解槽12、12Aが、生成器本体11内に所定の間隔で並設されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、隣接する各電解槽12の間に間隔を空けずに、外周面が接触するように並設するようにしてもよい。このように隣接する各電解槽12に間隔を空けずに、並設するようにしても、接触していない可撓膜によって電解槽内の圧力差の吸収を行わせることができると共に、小型化することができる。
Moreover, in
さらに、上述した実施形態1及び2では、6つの電解槽12、12Aのそれぞれに電解溶液を導入し、各電解槽12、12Aが生成した強アルカリ性水が、直接、強アルカリ性水吐水パイプ14から吐水されると共に、強酸性水が強酸性水排出パイプ15から排出されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、電解槽12から生成された強酸性水をさらに他の電解槽で電解するようにしてもよい。ここで、このような例を図5に示す。なお、図5は、電解槽の配置を示す概略図である。
Furthermore, in
図5に示すように、上述した実施形態1と同様の6つの電解槽12が並設されており、右側5つの電解槽12が主電解槽12Bであり、左側1つの電解槽12が補助電解槽12Cである。
As shown in FIG. 5, six
右側5つの電解槽12、すなわち、主電解槽12Bは、その下流側が電解液導入路11aと連通しており下流側から水道水が供給されるようになっていると共に、上流側が強アルカリ性水吐水路11bと連通しており主電解槽12B内で生成された強アルカリ性水が吐水されるようになっている。さらに、主電解槽12Bは、上流側が強酸性水排出路11cと連通しており主電解槽12B内で生成された強酸性水が排出されるようになっている。
The right five
また、左側1つの電解槽12、すなわち、補助電解槽12Cは、強酸性水排出路11cの途中に設けられており、当該補助電解槽12Cの下流側から内部へ強酸性水が供給されるようになっていると共に、上流側に強アルカリ性水吐水路11bと連通する補助吐水路111bが設けられており、補助電解槽12C内で生成された強アルカリ性水が吐水されるようになっている。
Further, the left one
このような接続構成においては、まず、電解補助剤供給部50で水道水に電解補助剤1が添加された電解液が主電解槽12B、すなわち、右側5つの電解槽12の全てに供給される。そして、供給された電解溶液は、それぞれの主電解槽12B内で強アルカリ性水と強酸性水とに電気分解される。そして、それぞれの主電解槽12B内で生成された強アルカリ性水は、強アルカリ性水吐水路11bを経て蛇口100から吐水される。一方で、主電解槽12B内で生成された強酸性水は、強酸性水排出路11cの途中に設けられた補助電解槽12Cに供給される。そして、供給された強酸性水は、補助電解槽12C内で再び強アルカリ性水と強酸性水とに電気分解される。
In such a connection configuration, first, an electrolytic solution in which the electrolytic
ここで、補助電解槽12C内で生成された強アルカリ性水は、補助吐水路111bから強アルカリ性水吐水路11bを経て蛇口100から吐水される。一方で、補助電解槽12C内で生成された強酸性水は、強酸性水排出路11cを経て強酸性水排出口120から排出される。以上のような接続構成とすることで、最終的に強酸性水排出口120から排出させる強酸性水の排出量を低減させることができる。
Here, the strong alkaline water generated in the auxiliary electrolytic cell 12C is discharged from the
10 強電解水生成器
11 生成器本体
12、12A 電解槽
13 電解溶液導入パイプ
14 アルカリ水吐出パイプ
15 強酸性水排出パイプ
16 イオン交換膜
17 電極
20 スペーサ
50 電解補助剤供給部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する前記電解溶液又は水道水を前記電解槽と前記生成部本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を前記電解溶液又は水道水中に保持するようにしたことを特徴とする強電解水生成器。 In the electrolytic cell comprising an electrolytic auxiliary agent supply unit for generating an electrolytic solution by adding an electrolytic auxiliary agent to tap water, and having an ion exchange membrane and a pair of electrodes disposed on both sides of the ion exchange membrane In a strong electrolyzed water generator that generates strong alkaline water and strong acid water by introducing an electrolytic solution and ionizing the electrolytic solution,
A portion of the electrolytic cell facing at least the ion exchange membrane is formed by a flexible membrane, and the electrolytic cell is disposed in the generator body, and the electrolytic solution or tap water supplied into the electrolytic cell is A strong electrolyzed water generator, wherein the electrolyzer is also supplied to the space between the electrolyzer and the generator main body to hold the electrolyzer in the electrolytic solution or tap water.
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