JP3620189B2 - 電解水生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水を電解することによりアルカリ性ないし酸性の電解水を連続的に生成する電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電解水生成装置として、図２３に示すような構成のアルカリイオン整水器が従来より知られている。この電解水生成装置は、基本的には、水道水（市水）などの原水を浄化する浄水装置２０と、浄水装置２０により浄化された浄水を電解することによりアルカリ性水と酸性水とに分離する電解槽１０と、電解槽１０において分離されたアルカリ性水と酸性水との水質を測定する水質測定装置３０Ａ，３０Ｂとを備える。また、電解槽１０における電解を促進するために電解質浄水に添加する電解質供給装置４０が設けられる。
【０００３】
浄水装置２０は、原水中の有機物や無機物、次亜塩素酸のような原水中に溶解した臭気成分を除去するものであり、抗菌活性炭フィルタや中空糸膜フィルタなどを用いて構成されている。
電解槽１０の内部は、イオンが通過可能な電解隔膜１１に囲まれた第１の電極室１２Ａと、電極室１２Ａの外側である電極室１２Ｂとに区画される。各電極室１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ電極１３Ａ，１３Ｂが配設される。浄水装置２０から流出する浄水は、電極室１２Ａの流入口１４Ａに直結される流路と、電解質供給装置４０を通して電極室１２Ｂの流入口１４Ｂに接続される流路とに分流される。電解質供給装置４０は浄水に電解質を連続的に供給するものであり、カルシウムを添加したアルカリイオン水を得るために、電解質として乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムなどが用いられる。しかして、電極１３Ａ，１３Ｂとの間に電圧を印加し（ここでは、電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とする）電解槽１０に通水された水を電解すると、電極室１２Ａにおいて酸性水が生成され、電極室１２Ｂにおいてアルカリ性水が生成される。電解槽１０において生成されたアルカリ性水は流出口１５Ｂを通り、酸性水は流出路１５Ａを通ることにより各別に吐出される。
【０００４】
また、電解水（アルカリ性水および酸性水）の水質（ｐＨ、酸化還元電位、各種イオンの濃度）は原水の供給量や水質によって大きく影響されるから、アルカリ性水および酸性水の流出経路に水質測定装置３０Ａ，３０Ｂを設け、アルカリ性水および酸性水の水質を監視している。電解槽１０から吐出される電解水の流速は、数ｃｍ／ｓｅｃ〜数十ｃｍ／ｓｅｃの範囲であって、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂはその測定結果を電極１３Ａ，１３Ｂとの間の印加電圧などにフィードバックすることによって電解水の水質を維持する目的で使用されるから、電解水の水質を実時間で検出することが要求される。そこで、測定に要する時間に時間遅れが生じないように、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂには電気化学的原理により水質を測定するものを用いている。すなわち、電気化学的原理により水質を測定する水質測定装置３０Ａ，３０Ｂは、電解水に作用電極を直接接触させて水質を測定することにより実時間での測定が可能であり、電解水生成装置に用いる水質測定装置として最適なものになっている。ここで、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂは必ずしもアルカリ性水および酸性水との両方の水質を測定する必要はなく、いずれか一方についてのみ水質を測定するものもある。
【０００５】
さらに、原水を通水して電解している状態から止水したときには、通水時とは逆極性の電圧を電極１３Ａ，１３Ｂの間に印加して電極１３Ａ，１３Ｂに付着しているスケールを除去し、その後、電磁弁よりなる排水弁２４を開くことによって電解槽１０から排水するようにしてある。このような止水後の処理を逆電洗浄処理と呼ぶ。
【０００６】
ところで、アルカリイオン整水器は、主として飲用に供する弱塩基性のアルカリ性水（以下、アルカリイオン水という）を使用することを目的とするものであり、アルカリイオン水にカルシウムイオンを添加することによってアルカリイオン水の付加価値を高めるようにしている。つまり、電解を促進するために添加する電解質にカルシウム化合物を用いることにより、アルカリイオン水にカルシウムイオンを添加するのである。電解質には上述のように乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムなどが用いられるのであって、電解質を添加した水を電極室１２Ａに導入すると電解槽１０から吐出されるアルカリイオン水に電解質が混入するから、アルカリイオン整水器では電極室１２Ａに導入する水に電解質を添加するようにしている。とくに、乳酸カルシウムを電解質として用いると乳酸イオンが生じ、乳酸イオンは有機塩素化合物（トリハロメタン）の前駆体となり得るから、主として飲食用に供されるアルカリイオン水への乳酸イオンの混入を避けなければならない。つまり、電解質を添加した水を陽極室である電極室１２Ａに導入することにより、アルカリイオン水に陽極側からのカルシウムイオンの電気浸透によりカルシウムイオンのみが増加し、乳酸イオンは酸性水とともに排出するようにしているのである。
【０００７】
ここにおいて、アルカリイオン水を生成するときとは逆極性の電圧を印加することにより、ｐＨが５．０〜６．０程度の弱酸性の酸性水（以下、酸性イオン水という）を生成する場合があり、酸性イオン水はアストリンゼント効果を有するから洗顔用などに用いられる。また、アルカリイオン水の生成時には同時に酸性水が生成されるのであって、飲用に供する弱塩基性のアルカリイオン水を大量に生成することができるように、酸性水のほうがアルカリ性水よりも濃度が高くなるように容量比率を設定してある。つまり、アルカリイオン水を生成すると、ｐＨ値が３〜４程度となる強酸性の酸性水（以下、強酸性水という）が同時に生成されることになる。この強酸性水は洗顔などに用いるのではなく、まな板やふきんの洗浄殺菌用に利用される。同様に、電極に逆極性の電圧を印加して酸性イオン水を生成すれば、強塩基性のアルカリ性水（以下、強アルカリ性水という）が生成されることになる。
【０００８】
一方、電解水生成装置としては、ｐＨが２．７以下で酸化還元電位が１１００ｍＶ以上となる酸化性の強い酸性水（以下、強酸化水という）を利用に供する強酸化水生成装置も知られている。強酸化水は主として次亜塩素酸の酸化性を利用するものであって、アトピー性皮膚炎の治療や殺菌用として種々の利用が試行され、その効果が顕著であることが報告されている。この種の電解水生成装置は、図２４に示すように、アルカリイオン整水器とは電解質供給装置４０の位置が異なる。すなわち、アルカリイオン整水器では浄水を分流した後に陽極室である電極室１２Ａへの浄水のみを電解質供給装置４０に通水していたが、強酸化水生成装置では浄水を分流する前に電解質供給装置４０に通水し、両電極室１２Ａ，１２Ｂに流入する水にともに電解質を添加するようにしている。この種の電解質には、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどが用いられ、強酸化水と同時に強塩基性のアルカリ性水（以下、強塩基水という）が得られる。
【０００９】
このように、強酸化水生成装置では、両電極室１２Ａ，１２Ｂに流入する水の電気伝導率を均一にして電流を流れやすくし、かつ添加する電解質の塩素イオンを有効に利用して次亜塩素酸を効率よく生成するために、電極室１２Ａ，１２Ｂに導入される水の両方に電解質を添加するのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、電解水生成装置としては、アルカリイオン整水器および強酸化水生成装置があり、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水、強アルカリ性水、強酸化水、強塩基水を生成することができる。アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置とでは、浄水に電解質を添加する電解質供給装置４０の位置が異なるものであるから、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持つ電解水生成装置は製造されていないのが現状である。
【００１１】
また、仮に両者の機能を持つ電解水生成装置を構成したとしても、強酸化水生成時には導電率の高い電解質を添加するので、アルカリイオン水生成用の電源回路とは別に大電流を供給できる強酸化水生成用の電源回路を設ける必要があり、その場合、突入電流を考慮しないと、回路の故障に発展する恐れがある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その主な目的は、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持たせた電解水生成装置を提供することにあり、しかも、強酸化水生成時に使用される電源回路の突入電流に対する保護機能を持たせた電解水生成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的の達成のために、本発明の電解水生成装置は、電解隔膜を介して形成した一対の電極室にそれぞれ水を流入させ各電極室に設けた電極間に電圧を印加して水を電解することにより、一方の電極室においてアルカリ性水を生成するとともに他方の電極室において酸性水を生成し、アルカリ性水と酸性水との電解水を各電極室にそれぞれ設けた流出口から各別に流出させるように構成し、前記酸性水を次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水とするべく、各電極室に流入する少なくとも一方の水に無機塩素化合物を添加する電解質供給装置を備えた電解水生成装置であって、無機塩素化合物を添加し、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったとき、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御する制御部を設けたものにおいて、電極間に電圧を印加する回路に電解槽内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路と電圧の低い強酸化水用の電源回路とを切り替えスイッチを介して接続し、切り替えスイッチが電圧の高いアルカリ用の電源回路側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御され、且つ、切り替えスイッチが電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えられると任意の時間だけ電磁弁側に通電してコンデンサを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチを電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に印加された電圧が所定量の電圧となるように制御する制御部を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成によれば、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったときに、コンデンサに充電された電圧の印加によって所定量の電圧をすぐに印加しないようにできて、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１３】
また、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、一定時間後に所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する制御部を設けることが好ましい。このような構成とすることで、通水開始時には低電圧が印加されることで、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１４】
また、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、前記一定時間の内、通水直後の一定時間を電圧ゼロとするように制御する制御部を設けることも好ましい。このような構成とすることで、電解槽内に滞留している水が入れ替わるまで電圧を印加しないことにより、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態の電解水生成装置は、従来の技術において説明した各種の電解水を生成することができるようにしてアルカリイオン整水器および強酸化水生成装置の機能を併せ持つようにしたものである。
基本的には従来のアルカリイオン整水器ないし強酸化水生成装置と同様の構成を有しており、電解槽１０および浄水装置２０を備え、水道水などの原水が浄水装置２０に通水されて浄化され、浄水装置２０から流出する浄水が電解槽１０において電解され、アルカリ性水と酸性水とを連続的に生成するものである。ここでは原水を水道水としており、カラン６０に取り付けた水路切換装置６１を通して浄水装置２０に水道水が導かれる。水路切換装置６１は２つのポート６２，６３を備え、切換レバー６４の操作により水道水をそのまま吐出させる状態と浄水装置２０に導く状態とを切り替えることができるようになっている。
【００１７】
また、電解槽１０で生成された電解水の流出経路にはアルカリ性水の水質を電気的に測定する水質測定装置３０が配置されている。水質測定装置３０としては電気化学的原理によりｐＨ、酸化還元電位、特定のイオンのイオン濃度を測定するものや電気伝導率を測定するものを用いることができる。ここでは、水質測定装置３０としてｐＨセンサ３１と、酸化還元電位センサ３２とを備えるものを用いる。
【００１８】
浄水装置２０への原水の流路上には、サーミスタよりなる温度センサ２１と、定流量弁２２とが配置される。温度センサ２１は流入する原水の温度を検出し、所定温度以上の湯が通水されたときには後述する制御部を介して音響的に警報を発するようにしてある。また、定流量弁２２は過剰な水圧が浄水装置２０以降の水路に作用するのを防止するために設けてある。浄水装置２０は、活性炭（抗菌処理されている）からなる濾材と中空糸膜からなる濾材とを収めたカートリッジを内部に備え、カートリッジの交換によって濾材を交換することができるように構成されている。
【００１９】
電解槽１０はその内部に、電解隔膜１１に囲まれた第１の電極室１２Ａと、電解隔膜１１の外側である第２の電極室１２Ｂとを備え、各電極室１２Ａ，１２Ｂ内にはそれぞれ電極１３Ａ，１３Ｂが配置される。また、各電極室１２Ａ，１２Ｂは下端部にそれぞれ流入口１４Ａ，１４Ｂを備え、また上端部にそれぞれ流出口１５Ａ，１５Ｂを備える。流入口１４Ａおよび流出口１５Ａは流入口１４Ｂおよび流出口１５Ｂよりも開口面積が小さく形成され、電極室１２Ｂに流入する流量と電極室１２Ａに流入する流量との割合が１：３ないし１：４程度になるようにしてある。かつまた、電極室１２Ａ，１２Ｂの容積も電極室１２Ａのほうが電極室１２Ｂよりも小さく形成してある。これは、各電極室１２Ａ，１２Ｂにおいて生成される電解水の濃度に差をもたせるためである。
【００２０】
浄水装置２０と電解槽１０との間の流路上には流量センサ２３と電解質供給装置４０とが配置される。電解質供給装置４０の内部の流路については後述するが、電解質供給装置４０の内部で２系統に分流され、その一方は流入口１４Ａより第１の電極室１２Ａに導入され、他方は流入口１４Ｂより第２の電極室１２Ｂに導入される。また、流入口１４Ｂへの流路は電磁弁である排水弁２４を通して吐出管５３に接続されている。つまり、吐出管５３は基本的には使用に供されることのない不要な水を廃棄する目的で設けられている（必要があれば使用してもよい）。また、電磁弁よりなる排水弁２４は電解槽１０からの排水をするためのものであり、従来例と同様に、原水を通水して電解している状態から止水したときに、通水時とは逆極性の電圧を電極１３Ａ，１３Ｂの間に印加して電極１３Ａ，１３Ｂに付着しているスケールを除去し、その後、電磁弁よりなる排水弁２４を開いて電解槽１０から排水するようにしてある。
【００２１】
電解槽１０の流出口１５Ａ，１５Ｂは、流路切換弁５４を通して流出管５３および水質測定装置３０に接続され、流出口１５Ｂを流出管５３に接続するとともに流出口１５Ａを水質測定装置３０に接続する状態と、流出口１５Ｂを水質測定装置３０に接続するとともに流出口１５Ａを流出管５３に接続する状態とを切り換える。水質測定装置３０は流路切換弁５５を介して吐出管５１，５２に接続され、水質測定装置３０を通った電解水はいずれかの吐出管５１，５２から選択的に吐出される。流路切換弁５４，５５は電磁切換弁もしくはモータ式切換弁により構成される。流路切換弁５４，５５は連動するように制御される。すなわち、図１のように流路切換弁５４により流出口１５Ａと吐出管５３とを連通させるときには、流路切換弁５５は流出口１５Ｂと吐出管５１とを連通させる。また、流路切換弁５４により流出口１５Ｂと吐出管５３とを連通させるときには、流路切換弁５５は流出口１５Ａと吐出管５２とを連通させる。つまり、流路切換弁５４，５５の動作にかかわらず吐出管５３からは必ず電解水が吐出され、吐出管５１と吐出管５２とはいずれか一方のみから電解水が選択的に吐出されるのである。
【００２２】
上述したサーミスタ２１から流路切換弁５４，５５までの流路上の部材はハウジング１に収納され、ハウジング１からは３本の吐出管５１〜５３が引き出される。ここに、吐出管５１にはフレキシブルパイプを用いる。また、カラン６０からの原水を取り込むためのホースもハウジング１から引き出される。
ところで、水質測定装置３０は上述のようにｐＨセンサ３１と酸化還元電位センサ３２とを備えるものであり、図３に示すように、ｐＨセンサ３１は、塩化カリウムの飽和水溶液に銀−塩化銀電極を浸漬した比較電極３３と、特殊ガラス電極に塩化カリウムの飽和水溶液を満たした作用電極３４と、液絡部３５とを備えるものであり、センサ本体３６に設けた流路３７に作用電極３４および液絡部３５を臨ませることにより流路を通過する水の水素イオン濃度に比例した電圧が比較電極３３と作用電極３４との間に起電力として発生するようになっている。この起電力は適宜増幅率の増幅器を用いて増幅されることによりｐＨ値に応じた０〜５Ｖの電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換が施された後に後述する制御部に入力される。
【００２３】
また、酸化還元電位センサ３２は、白金のような不溶性電極をガラスに封入した作用電極３８を備え、作用電極３８をハウジング３６内の流路３７に臨ませてある。酸化還元電位センサ３２の比較電極はｐＨセンサ３１の比較電極３３を共用して用いており、比較電極３３と作用電極３８との間の相対電位差を酸化還元電位として検出する。検出された電位差は適宜増幅率の増幅器により増幅され酸化還元電位に応じた０〜５Ｖの範囲の電圧に変換され、ｐＨセンサ３１と同様にＡ／Ｄ変換が施された後に後述する制御部に入力される。
【００２４】
電解質供給装置４０は、図４に示すように、電解質４３を入れた非金属材料よりなる筒状の容器４２ａ，４２ｂをジャケット４１内に装着する構成を有している。本実施形態ではアルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両方の機能を有するから、どちらの機能として用いるかに応じて電解質４３の種類が選択される。つまり、飲用であるアルカリイオン水や洗顔用などの酸性イオン水を生成するときには電解質４３として乳酸カルシウムなどを用い、強酸性水や強酸化水を生成する際には電解質４３として塩化ナトリウムなどを用いる。そこで、電解質４３の種類に応じて形状の異なる容器４２ａ，４２ｂをジャケット４１に収納し、容器４２ａ，４２ｂに応じてジャケット４１の中での流路が変更されるようにしてある。
【００２５】
具体的に説明すると、ジャケット４１は水の流入する１本の導入路管４１ａと２本の排出路管４１ｂ，４１ｃとを備え、導入路管４１ａと一方の排出路管４１ｂとの間はバイパス路管４１ｄを通して連通している。一方、アルカリイオン水を生成する際に用いる容器４２ａは、図５（ａ）のように両排出管路４１ｂ，４１ｃにそれぞれ連通する開口４４ａ，４４ｂが形成されている。また、強酸化水を生成する際に用いる容器４２ｂは、図５（ｂ）のように両排出路管４１ｂ，４１ｃにそれぞれ連通する開口４４ａ，４４ｂに加えて底壁の中央部から延長された導入筒４４ｃを備える。導入筒４４ｃは導入路管４１ａに挿入したときに先端部がバイパス路管４１ｄを閉塞する長さを有する。
【００２６】
したがって、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水などを生成する際には、図４（ａ）のように容器４２ａをジャケット４１に装着する。この状態では、流量センサ２３を通り導入路４１ａからジャケット４１に導入された浄水はバイパス路管４１ｄを通して排出路管４１ｂに送られるとともに、バイパス路管４１ｄを通して容器４２ａに送られたのち排出路管４１ｃから排出される。すなわち、排出路管４１ｂに連通する電解槽１０の流入口１４Ｂに導かれるとともに、電解質４３を通り排出路４１ｃを通って電解槽１０の流入口１４Ａに導かれる。つまり、この状態においては、電解槽１０の流入口１４Ａには電解質４３を通した水が導入され、流入口１４Ｂには電解質４３を通らない水が導入されることになる。
【００２７】
一方、強酸化水を生成する際には、図４（ｂ）のように容器４２ｂをジャケット４１に装着する。このとき、導入筒４４ｃによってバイパス路管４１ｄが閉塞されるから、導入路管４１ａからジャケット４１に流入する水はバイパス路管４１ｄへの流入が禁止されて導入筒４４ｃを通して容器４２ｂに直接導入され、その後、排出路管４１ｂおよび排出路管４１ｃに分流されることになる。つまり、排出路管４１ｂに接続された電解槽１０の流入口１４Ｂと、排出路管４１ｃに接続された電解槽１０の流入口１４Ａとにはそれぞれ容器４２ｂ内の電解質４３に接触した水が導入される。
【００２８】
ここにおいて、ジャケット４１の外側面には検知手段となる高周波発振型の近接スイッチ４５が取り付けられており、容器４２ｂには識別手段となる帯状に形成した検出用金属片４６が取り付けられている。しかして、容器４２ｂをジャケット４１に装着すれば、近接スイッチ４５において容器４２ｂの装着が検出されるから、検出用金属片４６を識別手段として容器４２ａ，４２ｂの種別を識別させることができる。したがって、近接スイッチ４５の出力を後述する制御部に与えることにより、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水などを生成する状態か、強酸化水を生成する状態かを制御部に指示することができる。このため、本実施形態においては、識別手段である検出用金属片４６と検知手段である近接スイッチ４５とで電解質の種類を識別して検知信号を制御部に送る識別検知手段が構成してある。
【００２９】
近接スイッチ４５は、周知のものであって、たとえば図６に示すように、検出コイル４５ａに対して高周波発振回路４５ｂから高周波電流を与え、金属物体Ｘが接近したときに生じる検出コイル４５ａのインピーダンス変化を高周波発振回路４５ｂの発振出力の変化により検出するものが知られている。すなわち、金属物体Ｘが近接すれば、高周波発振回路４５ｂは発振を停止するから、高周波発振回路４５ｂの出力を検波回路４５ｃで検波し波形成形回路４５ｄで波形成形することにより、高周波発振回路４５ｂの発振の有無に応じた信号を波形成形回路４５ｄから出力し、これを外部回路を駆動するための出力回路４５ｅを通して取り出すのである。
【００３０】
容器４２ａ，４２ｂの種別を識別する手段（つまり電解質の種類を識別検知する識別検知手段）としては、近接スイッチ４５に代えて磁気センサ（リードスイッチやホール素子）を設け、検出用金属片４６に代えて永久磁石を設けてもよい。また、マイクロスイッチのような機械的スイッチを用いて容器４２ａ、４２ｂの種別を判別するようにしてもよい。
【００３１】
ところで、この近接スイッチ４５からの出力信号は、図７（ａ）、図８に示す制御部により制御される。この制御部は、１チップマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）７１を用いて構成される。マイコン７１には操作表示部７２が接続され、操作表示部７２は図７（ｂ）に示すように、電源スイッチのほか、アルカリ性水、酸性水の生成の選択やｐＨの調整などの各種操作を行なうためのスイッチ群７２ａと、液晶表示器７２ｂ１および発光ダイオードよりなるランプ群を備えた表示部７２ｂとを備える。
【００３２】
図７（ｂ）に示すように、スイッチ群７２ａの中には電源スイッチ７２ａ１、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２等が設けてある。
表示部７２ｂとしては上記アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２に対応して発光ダイオードにより構成した選択ランプが設けてある。すなわち、実施形態においてはアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３は１回操作する場合、２回操作する場合、３回操作する場合、４回操作する場合でそれぞれ４種類のアルカリイオン水を選択して生成できるようになっており、このアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３の４段階の操作に対応して４つのアルカリイオン水生成用の選択ランプ７２ｂ７、７２ｂ６、７２ｂ５、７２ｂ４が設けてあり、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３の各操作段階に応じてそのいずれかに対応したアルカリイオン水生成用の選択ランプ７２ｂ７、７２ｂ６、７２ｂ５、７２ｂ４のいずれかが点灯して目的とする段階のアルカリイオン水生成モードであることを知らせるようになっている。また、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５に対応して酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ９と強酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ１０とが設けてあり、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を１回操作すると酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ９が点灯し、２回操作すると酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ｂ１０が点灯するようになっていて、それぞれ酸性水生成モード又は強酸性水生成モードであることを知らせるようになっている。また、浄水モード用のスイッチ７２ａ４に対応して浄水モード用の選択ランプ７２ｂ８が設けてあり、浄水モード用のスイッチ７２ａ４をオンに操作した場合に浄水モード用の選択ランプ７２ｂ８が点灯して、浄水モードであることを知らせるようになっている。また、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２に対応して強酸化水生成モード用の選択ランプ７２ｂ３が設けてあり、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２をオンに操作した場合強酸化水生成モード用の選択ランプ７２ｂ３が点灯して、強酸化水生成モードであることを知らせるようになっている。なお図７（ｂ）中７２ｂ２は電源スイッチ７２ａ１がオンの時に点灯し、オフの時消灯するランプである。
【００３３】
また、図７（ｂ）に示すように、液晶表示器７２ｂ１には添加した電解質の種類に応じて表れる表示部分を備え、近接スイッチ４５からの出力信号がマイコン７１に送られると、液晶表示器７２ｂ１に電解質の種類に応じた表示が表れる。ここで、本実施形態においては、強酸化水生成用の電解質を識別検知手段により識別検知した場合にのみ液晶表示器７２ｂ１にその旨の表示（図７（ｂ）のように食塩添加中という表示）がなされるようになっており、強酸化水生成用以外の電解質を識別検知手段で識別検知した場合には液晶表示器７２ｂ１に何も表示されないようになっており、このことにより、電解質の種類が何も表示されない状態では強酸化水生成用の電解質以外の電解質を添加している場合か、あるいは無添加の場合であるかのいずれかであることが知られるようになっている。
【００３４】
そして、強酸化水を生成するための電解質を識別検知手段により識別検知した場合（つまり、近接スイッチ４５により強酸化水生成用の電解質を入れた容器４２ｂを検知した場合）には近接スイッチ４５からの出力信号がマイコン７１に送られると、強酸化水を生成するための電解質を検知したことが報知手段である液晶表示器７２ｂ１により表示され（実施形態においては、電解質として食塩を添加した時には、食塩添加中という文字が液晶表示器７２ｂ１に表れ）、同時に流路切換弁５４、５５が切り換えられ、図２のような流路となり、下方吐水となる。下方水口５２の先端には図１４に示すような強酸化水の吐水スタンド８０を設け、強酸化水を使用する際の使用性の向上を図るようになっている。また、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合には、強酸化水生成モード以外の電解水生成モードを受付不能となるように制御部により制御される（つまり、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチは受付不能となる）ものである。
【００３５】
ここで、浄水モードや各種電解水を生成するモードを選択するための選択スイッチを新たにオンする迄は前回の運転モードを表示する選択ランプが点灯するように制御部により制御されるようになっているが、しかしながら、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合のみは、その後に強酸化水を生成するための選択スイッチを操作するまでの間、前回の運転モードを表示する選択ランプを消灯するように制御されるようになっている。また、すでに述べたように識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合液晶表示器７２ｂ１に当該電解質が添加されたことを報知するようになっているが、この場合、ブザーその他の音、あるいは音声で報知するようにしてもよい。
【００３６】
上述のように、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力されると、流路切換弁５４、５５が切り換えられ、図２のような流路となり、また、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチ、すなわち、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４がいずれも受付けられないように制御部により制御されるようになっていると共に、前回の運転モードを表示する選択ランプも消灯し、更に、強酸化水生成用の電解質が添加されたことを報知手段により報知するので、強酸化水生成用の電解質が添加されたことが使用者に判り、また、強酸化水生成モード以外のモードを受け付けないことでモードに適さない電解質が添加された場合の誤生成を防止することができ、また、食塩水が飲用側の上方吐水として出てくることはなく、下方の強酸化水吐水スタンド８０かあ吐水され、飲用側のスイッチは受け付けないので誤って強酸化水や食塩入りの電解水を飲むことはない。
【００３７】
ところで、本発明においては、上記のように識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力されると、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチは受付けないようになっているが、逆に強酸化水生成用の電解質以外の電解質を添加した場合や、電解質を添加しなかった場合（無添加の場合）には識別検知手段により識別検知されて制御部に出力され、この場合にはスイッチ群７２ａのうち強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２は受付けず、他のスイッチであるアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４を受付けることができるように制御部により制御されるものである。
【００３８】
また、電解槽１０に設けた各電極１３Ａ、１３Ｂに印加する電圧の極性や大きさも、マイコン７１により制御される。この場合、すでに述べたように、強酸化水を生成する電解質を添加した場合のみは、該添加を識別検出手段で検出することで自動的に流路切換弁５４、５５の切換えを行い、その後、強酸化水を生成モード用のスイッチ７２ａ２を操作した時に、電極１３Ａ、１３Ｂへの印加電圧の大きさや極性を制御するものであり、他の電解質を添加した場合は、強酸化水生成モード以外の他の種々のモード（アルカリイオン水生成モード、酸性水生成モード、強酸性水生成モード、浄水モード）のうち、任意のモード用のスイッチを操作した時、操作したモードに対応して電極１３Ａ、１３Ｂへの印加電圧の大きさや極性、流路切換弁５４、５５の切換、排水弁２４の開閉などを制御するものである。
【００３９】
また、上述した水質測定装置３０と流量センサ２３からの出力によっても、各電極１３Ａ、１３Ｂに印加する電圧の極性や大きさや、流路切換弁５４、５５の切換、排水弁２４の開閉などが制御される。
すなわち、マイコン７１に設けた比較部７１ａにおいて、水質測定装置３０により測定したｐＨをあらかじめ設定した設定値と比較し、ＰＷＭ制御を行なうスイッチング電源７３をフィードバック制御することにより、ｐＨが目標値に一致するように電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧を調節する。また、電極１３Ａ，１３Ｂへの印加電圧の極性はリレー接点ｒ１ ，ｒ２ により切り換えられる。
【００４０】
次に、電極１３Ａ，１３Ｂの間の印加電圧をフィードバック制御することによりｐＨを目標値に保つように制御する手順について概説する。本実施形態においては、電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧ＶｍがｐＨの目標値ｐＨＭに対応して設定してあり、目標値ｐＨＭを設定して通電すると図９のように、電極１３Ａ，１３Ｂの印加電圧はまずＶｍに設定される。その後、ｐＨがほぼ安定するまで（２秒間の変動値が±０．１ｐＨになるまで）電極１３Ａ，１３Ｂの印加電圧はＶｍに保たれる。こうしてｐＨが安定状態になると、この時点でのｐＨ（＝ｐＨＡ）と目標値ｐＨＭとの偏差ΔｐＨを求め（実際にはｐＨセンサ３１の出力電圧の差を用いる）、図９に示すような特性曲線に基づいて、電圧Ｖｍに対応するｐＨ値から偏差ΔｐＨだけｐＨ値をずらしたときの印加電圧Ｖｎ（＝Ｖｍ−ΔＶ）を求め、この電圧Ｖｎを電極１３Ａ，１３Ｂ間に印加する。このような制御を偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内になるまで繰り返し、以後はその電圧を維持する。
【００４１】
上述のように偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内になった後でも流量の変動などの外乱によってｐＨが変動するから、偏差ΔｐＨが目標値ｐＨＭに対して±０．２ｐＨの範囲を逸脱したときには、上記処理を行ない、偏差ΔｐＨに応じた印加電圧を求めて偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内に納まるまで制御を繰り返す。
このような手順でフィードバック制御を行なえば、図９に示すｐＨ値の変化からも推察されるようにオーバーシュートが少なくなり、ｐＨが短時間で目標値ｐＨＭに収束する。とくに、偏差ΔｐＨを上述のようにｐＨ値が安定した時点で求めているから、外乱が入らなければ偏差ΔｐＨに基づく印加電圧の補正は１回程度で済んでしまうことになり、この点からも目標値ｐＨＭに短時間で収束させることができるのである。
【００４２】
さらに、目標値ｐＨＭが異なる場合、つまりアルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水ないし強酸化水を得る場合とでは、それぞれの電解時における副反応（たとえば塩素イオンの酸化反応など）が異なり反応時間に差があるから、目標値ｐＨＭ（ここでは、アルカリイオン水、酸性イオン水、強塩基水および強酸化水をそれぞれ生成する各状態）ごとに最適な特性曲線を用意しておき、各状態に応じて対応する特性曲線を用いてフィードバック制御する。ちなみに、図１０に示す曲線イがアルカリイオン水用、ロが酸性イオン水用、ハが強酸化水および強塩基水用である。
【００４３】
上述のように特性曲線を選択することにより、目標値ｐＨＭの変化に対するｐＨの立ち上がり特性を適正に制御することになり、目標値ｐＨＭがどのような値であっても、吐出する電解水のｐＨ値を目標値ｐＨＭに迅速に収束させることができる。なお、上記した特性曲線イ、ロ、ハは、次式で近似的に表すことができる。
ＶｐＨｖ＝Ａ＋Ｂ ｌｏｇｅ Ｖ
ただし、ＶｐＨはｐＨセンサ３１の出力電圧、Ｖは電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧、Ａ，Ｂは各状態毎に設定される定数である。
【００４４】
また、変動が±０．１ｐＨ以内となる安定状態が１０秒以上継続するときには、その電圧値とｐＨ値とをマイコン７１に付設したメモリ７４に格納する。メモリ７４に格納した値は、止水後に再び通水されたときに参照され、メモリ７４に格納されている電圧値が電極１３Ａ，１３Ｂにただちに印加される。この制御により通水を再開した後の目標値ｐＨＭへの収束時間がより短縮される。メモリ７４の内容は上述した条件が満たされるたびに書き換えられる。また、メモリ７４の内容を書き換える代わりに、目標値ｐＨＭごとに設定してある電圧値を書き換えるようにしてもよい。
ところで、止水後に逆電洗浄処理が終了した後には電解槽１０内の水は排水されているから、この状態から通水を開始しても電解槽１０に水が満たされてさらにｐＨセンサ３１に至るまでには時間遅れがある。また、目標値ｐＨＭを通水途中で変更したときにも電解槽１０内の水がある程度入れ替わるまでに時間がかかる。したがって、通水の開始時点や目標値ｐＨＭの変更時点の直後ではｐＨセンサ３１の出力に変化が生じない。このような時間帯は不感帯（図９にＫで示す領域）と呼ばれる。しかして、不感帯Ｋにおいて上記制御を行なうと、電極１３Ａ，１３Ｂに印加した電圧に対応する電解水がｐＨセンサ３１に達していないにもかかわらず、ｐＨセンサ３１の出力値が安定する可能性があり、このような状態で偏差ΔｐＨが求められると、不適切な電圧値に設定される可能性がある。このような不都合を回避するために、フィードバック制御に際しては以下の不感帯処理を行なう。
【００４５】
すなわち、止水状態から通水を開始した場合は、図１１に示すように、通水を開始した時点から目標値ｐＨＭに対応した電圧Ｖｍを電極１３Ａ，１３Ｂに印加するととともにｐＨセンサ３１の出力を表示する。ただし、通水の開始から所定時間Ｔ１（たとえば１５秒）が経過するまでは、フィードバック制御は行なわずに電圧Ｖｍを維持する。時間Ｔ１が経過した後にｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２変化すれば不感帯を脱出したと判断し、以後は上述したフィードバック制御を開始する。
【００４６】
また、通水途中で目標値ｐＨＭを変更した場合は、変更された新たな目標値ｐＨＭに対応する電圧Ｖｍｎを電極１３Ａ，１３Ｂに印加するとともにｐＨセンサ３１の出力を表示する。ただし、目標値ｐＨＭの変更から所定時間Ｔ２（たとえば３秒）が経過するまでは、フィードバック制御は行なわずに電圧Ｖｍｎを維持する。時間Ｔ２が経過した後にｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２変化すれば不感帯を脱出したと判断し、以後は上述したフィードバック制御を開始する。要するに、止水状態から通水状態に移行した場合と、通水途中で目標値ｐＨＭを変更した場合とは、不感帯として設定する時間が異なるのみであり、不感対処理の他の手順は同様になる。
【００４７】
ところで、不感帯を脱出したか否かの判断を、上述のようにｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２だけ変化したか否かで判断するだけでは、何らかの原因でｐＨが０．２以上に変化しない場合にはフィードバック制御が開始されないことになる。そこで、不感帯を強制的に脱出させるための判断部を付加しておくことが望ましい。この種の判断部は、上述した時間Ｔ１，Ｔ２より長時間の時限動作を行なうタイマを用いても実現することが可能であるが、本実施形態では電解槽１０への流路に通水された流量（たとえば、０．２リットル）により判断している。つまり、流量センサ２３により計測された流量が所定値に達すると不感帯を強制的に脱出させてフィードバック制御を開始させるのである。この場合、フィードバック制御が開始された後にはｐＨが安定するか否かの判断を待たずに、フィードバック制御の開始時点でのｐＨセンサ３１での測定値を用いて偏差ΔｐＨを求めればよい。
【００４８】
次に、各種の電解水を生成する動作を説明する。アルカリイオン水を生成する際には、容器４２ａに電解質４３としてカルシウム剤を入れ、ジャケット４１に装着する。ここで、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ４を押して操作してアルカリ性水の生成を指示すると、流量センサ２３で所定流量の通過が検知された時点から電解槽１０の電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように電圧が印加される。このとき、図１のように、流路切換弁５４は電極室１２Ａを吐出管５３に連通させ、流路切換弁５５は電極室１２Ｂから流路切換弁５４を通り水質測定装置３０を通過した電解水（アルカリイオン水）を吐出管５１に導く。吐出管５１はハウジング１の上部から引き出されており、コップに入れるなどして飲食用に使用されることになる。また、電解質４３であるカルシウム剤に乳酸カルシウムを用いる場合に乳酸イオンが生じるが、酸性水とともに廃棄されるから乳酸イオンを含む水を誤って飲むことを防止できることになる。
【００４９】
一方、同条件で酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を１回押す操作をすると、スイッチ７２ａにより酸性水の生成を指示すると、ｐＨが５．０〜６．０である酸性イオン水を取り出すことを指示したことになり、電極１３Ａ、１３Ｂの印加電圧が上記とは逆極性になる。このとき流路に変化はなく、酸性イオン水が吐出管５１から取り出され、強アルカリ性水が吐出管５３から吐出されることになる。このような酸性イオン水は一般には洗顔などに用いるのであるが、飲んだとしてもとくに支障はないから、洗顔などの目的で大量に使用するために吐出管５１から吐出させるほうが使い勝手がよいことになる。
【００５０】
まな板やふきんの殺菌などのためにｐＨが３．０〜４．０程度の強酸性水を得ようとするときには、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を２回押す操作をして強酸性水生成モードにする。このモードの場合、電解質４３としてアルカリイオン水と同様のものを用いるが電極１２Ａ，１２Ｂの印加電圧が異なる。このように強酸性水の生成を選択すると、電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極として電解が行なわれる。これはアルカリイオン水の生成時と同様であるが、強酸性水を得るためにアルカリ性水も塩基性が強くなるから、このアルカリ性水は飲用に適さなくなる。そこで、強酸性水が得られる条件では制御部は図２のように流路切換弁５４を切り換えることにより電極室１２Ｂで生成された強アルカリ性水を吐出管５３から吐出させ、また流路切換弁５５も切り換えることにより強酸性水を吐出管５２を通して排出させる。ここに、強酸性水は汲み置いて使用することが多いからハウジング１の下方に引き出された吐出管５２から吐出することにより使いやすくなっている。また、この位置の吐出管５２から吐出させることにより誤飲を防止することにもつながる。ここで、吐出管５２にはホースなどを用いることにより、飲用ではないことを一層効果的に示すことができる。
【００５１】
なお、強酸性水を生成する際に、電極１３Ａ，１３Ｂに上述の極性で電圧を印加しているのは、電極室１２Ａのほうが流量が少ないとともに容積が小さいことによってイオンの濃度を高めることができるからであって、電極室１２Ｂで酸性水を生成する場合に比較するとｐＨを小さく（つまり酸性度を高める）するのが容易になる。
【００５２】
ところで、一般にはｐＨ２．７以下で酸化還元電位が１１００ｍＶ以上となる酸化性の強い酸性水を強酸化水と呼んでいるが、以下に示す強酸化水は、電解質供給装置４０に容器４２ｂを装着し、容器４２ｂに電解質４３として塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムの単体もしくは混合物が供給され、その電解質が溶出された水溶液を電解して生成される酸性水を示すことにする。
【００５３】
上記水溶液は電気伝導度が水道水に比べて高く、電極間には大電流が流れるため、通常のアルカリイオン水、酸性イオン水が生成する際に使用される電源回路とは別に、強酸化水生成用に大電流が供給できる電源回路を設ける必要があるが、２種類の電源回路を設けると大きくなってしまうという問題があるので、本実施形態においては、図８に示すように、従来同様のアルカリ用電源回路７６と強酸化水用の電源回路７７とを同一基板上に設けた。すなわち、スイッチング電源の二次側にアルカリ用の電源回路７６と強酸化水用電源回路７７を設け、切り替えスイッチ９０を構成するリレーｒ３により各電源回路を切り替えるように構成してある。この結果、小スペース内にアルカリ用と強酸化水用の電源回路が同時に収納できるようになり、コンパクトで使いやすい電解水生成装置を提供することができるようになったものである。
【００５４】
次に、強酸化水を生成する際の具体的な電圧の印加の方法を以下に示す。
強酸化水生成時には電解槽１０の電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように所定の電圧（例えば１２Ｖ）が印加されるが、電解槽１０内に上記電解質が溶出した水溶液が滞留している状態で、所定電圧を印加すると、瞬時に３０Ａ程度の電流が電極１３Ａ、１３Ｂ間に流れるため、リレーｒ１、ｒ２の接点容量を超え、接点が溶着してします恐れがある。
【００５５】
そこで、本発明においては、通水時に流れる突入電流を防止するため、図１９に示すように、通水から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御部であるマイコン７１により制御するように構成してある。
具体的には図２１に示すように、電解槽１０内に滞留している水が入れ替わる迄、通水直後の一定時間電圧をゼロとし、通水から一定時間経過すると所定量の電圧値となるように制御する。
【００５６】
また、他の例としては、図２０に示すように、一定時間経過後に所定量の電圧値に到達するように段階的に電圧値を大きくするように制御する。
また、他の例としては、図２２に示すように、電解槽１０内の滞留している水が入れ替わるまで通水直後の一定時間電圧をゼロとするように制御し、更に、その後、所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する。この場合、例えば、電解槽１０内の滞留水が入れ替わる時間を６秒とし、その後、電圧１２Ｖに向かって２Ｖから０．７３Ｖずつ段階的に電圧を上げるものである。
【００５７】
図１８には電極間の電圧を制御する制御回路が示してある。図１８に示すように本発明においては、電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する回路に電解槽１０内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁２４を開閉するための回路を並列に設けてある。図中９０は上記並列回路にコンデンサ（電解コンデンサ）８１ａを介して電圧を供給するための電源である電圧の高いアルカリ用の電源回路７６と電圧の低い強酸化水用の電源回路７７とを切り替える切り替えスイッチである。図１８に示す実施形態ではコンデンサ９１として２２００μＦのものを並列に４個使用している。図中９２は電磁弁駆動信号が入力された場合に電磁弁よりなる排水弁２４を開閉制御するための電磁弁駆動回路である。そして、切り替えスイッチ９０が電圧の高いアルカリ用の電源回路７６側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御するようになっている。また、９３はスイッチング素子であり、９４はスイッチング素子９３を制御するための制御回路である。制御部からの制御信号により制御回路９４でスイッチング素子９３を制御して目的とする電圧となるように制御するようになっている。
【００５８】
上記のように電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する回路に電解槽１０内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁２４を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサ８１ａを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路７６と電圧の低い強酸化水用の電源回路７７とを切り替えスイッチ９０を介して接続したものにおいて、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する場合、フィルタ回路８１内のコンデンサ８１ａに充電されている電圧を考慮する必要がある。つまり、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えた場合、高電圧が印加されてリレーｒ１、ｒ２の接点容量を超える電流が流れることになる。
【００５９】
このため、本発明においては、切り替えスイッチ９０が電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えられると任意の時間だけ排水弁２４を構成する電磁弁側に通電してコンデンサ８１ａを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に所定量の電圧となるように制御部からの制御信号により制御回路９４でスイッチング素子９３を制御するようになっている。
【００６０】
具体的には、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に強酸化水生成用の所定電圧を印加する前に、つまり、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて任意の時間、電磁弁よりなる排水弁２４側に通電してコンデンサ８１ａ内に充電されている電圧を放電するものであり、本実施例では放電する時間は３５Ｖから５Ｖまで低下させるのに要する時定数により計算し、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えてから６秒間とした。この６秒間は電解槽内の滞留水を入れ換える時間と兼ねており、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えてから６秒経過後から段階的に電圧を印加するよう方式を採用している。
【００６１】
このように、電解槽１０内に電気伝導度の高い水溶液が滞留している状態では、電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加せず、内部の滞留水が入れ替わるまで待機すると共に、コンデンサ８１ａに充電されている電圧を放電した後、段階的に所定電圧を印加するので、電極１３Ａ、１３Ｂ間に突入電流が流れず、リレーｒ１、ｒ２の接点が溶着してまうことはなく、安全な電解水生成装置を提供することができるものである。
【００６２】
次に強酸化水を所定量生成するための方法につき説明する。
強酸化水は殺菌効果を高めるために、次亜塩素酸の濃度を２０〜３０ｐｐｍに設定するのが望ましいのであるが、次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水はやがて塩素ガスを発生し、大量の塩素ガスは健康上好ましくない。よって、塩素ガスの発生量を健康に影響しないように制限する必要がある。そこで本発明においては、制御部を構成するマイコン７１が強酸化水であることを認識すると所定量生成するように制御を行うように構成している。
【００６３】
具体的には、図１２、図１３に示すように、マイコン７１は後述する強酸化水の認識手段により強酸化水の認識を行うと、流量センサー２３からの出力値から本体内に流入した流量をマイコン７１内のカウンター７１ｃにてカウントし、所定量生成の判定を開始する。本実施形態においては、強酸化水の認識後、本体内に流入する流量が５リットルになると、所定量生成されたと判定するようになっている。
【００６４】
次に、強酸化水を認識する手段につき説明する。
強酸化水生成時には電解槽１０の電極１０Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように電圧が印加されるが、この時、電極１３Ａと電極１３Ｂとの間に流れる電流を、図８に示すスイッチング電源回路ブロック内にある電流検出用低抵抗部７８（一般にシャント抵抗と呼ばれるもの）の端子電圧からマイコン７１が換算し、この電流値が所定値になることにより強酸化水を認識するように構成してある。図１３のフローチャートに示す実施形態においては、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に電圧１２Ｖを印加した際に流れる電流値が６Ａを超えると、添加した無機塩素化合物が確実に溶出された状態にあると判断して、強酸化水を認識するように構成している。
【００６５】
また、図３に示す流出口から流出する電解質の水質を連続的に測定する水質測定装置３０を設け、水質測定装置３０からの検出値（ｐＨ値又は／及び酸化還元電位）が所定値になったかどうかをマイコン７１が判定し、検出値が所定値になった場合、その水質が強酸化水であると認識するように構成してある。そして、図１３のフローチャートに示す実施形態においては、水質測定装置からその水質のｐＨ値が検出され、ｐＨが２．７以下になると、強酸化水を認識するように構成してある。
【００６６】
上記のように、強酸化水を認識する手段としては、電極１３Ａと電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値になることにより強酸化水を認識する手段と、水質測定装置からの検出値が所定値になることにより強酸化水を認識する手段との２つの手段がある。そして、図１３のフローチャートに示す実施形態では、上記２つの強酸化水を認識する手段を設けてあるが、いずれか一方の認識手段により強酸化水を認識すれば、他方の認識手段が強酸化水でないと認識することを無効とし、その水質は強酸化水であると認識するように構成してある。
【００６７】
もちろん、本発明においては、上記２つの強酸化水を認識する手段のうちのいずれか１つのみを設けて強酸化水を認識するようにしてもよいものである。
次に、警告部について説明する。
上記のようにして強酸化水を認識し、該強酸化水の認識後に所定量が流れ、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定した時、警告部が作動し、使用者に強酸化水が所定量生成されたことを知らせて、給水の停止を促するようになっている。この警告部は表示部７２ｂとブザー７５により構成され、表示部７２ｂに警告を促する表示が表れ、ブザー７５を鳴動させることで警告を行うようになっている。図１３のフローチャートに示す実施形態では強酸化水の認識後に５リットル流れると、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定して警告部を作動するように構成してある。
【００６８】
上記のように警告部が作動しても、使用者が給水の停止を行わず、警告部が作動してから更に一定量流れた時にはマイコン７１は電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に印加する電圧の供給を停止し、強酸化水の生成を停止するように構成してある。図１３のフローチャートに示す実施形態では、強酸化水を認識後、本体内に流入する流量が所定量の５リットルになり、その後、更に、０．５リットル通水されると、強酸化水の生成を停止するように構成している。したがって、強酸化水が所定量生成された後、使用者が給水の停止を行わず、そのまま通水動作を継続した場合も、所定量以上の強酸化水が生成されないので、強酸化水生成時における塩素ガスの発生量を抑制することができるのである。
【００６９】
また、警告部は、強酸化水が所定量流れるまでに、電流値が所定値より小さくなった時に作動し、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になることを使用者に知らしめるようにマイコン７１の制御により作動されるように構成してある。
また、警告部は、強酸化水が所定量流れるまでに、水質測定装置３０からの検出値が所定値を越え、強酸化水でなくなった時に強酸化水が希薄になることを使用者に知らしめるようにマイコン７１の制御により作動されるように構成してある。
【００７０】
また、警告部は強酸化水を生成するモードで通水を開始してから一度も強酸化水が認識されずに所定量流れた時に作動するようにマイコン７１により制御される。警告部は強酸化水を生成するモードで通水を開始してから一度も強酸化水が認識されない場合の原因として、強酸化水を生成するための無機塩素化合物が供給されていない、無機塩素化合物が溶出していない、あるいは、無機塩素化合物以外の電解質が供給されている場合が多く、これらの場合には無機塩素化合物の溶出がなく、強酸化水は生成できない状態であることを警告部が作動して使用者に知らせるのである。
【００７１】
なお、本発明において、電解水生成装置に強酸化水を所定量汲み置きできる強酸化水採水用タンク７９を同梱し、強酸化水を生成する際にこのタンク７９により強酸化水を採水するようにしてもよい。このように強酸化水を所定量汲み置きできる強酸化水採水用タンク７９を同梱しておくと、図１４に示すように、例えば、台所で使用する場合、強酸化水を上記タンク７９に採水して汲み置きすることができて、シンク内に強酸化水が流れ出ることがなく、塩素ガスの発生量を抑えることができことになる。本実施形態では、強酸化水は約１リットル生成できるように制御し、容量１リットルのタンク７９を同梱しているが、タンク７９の容量、強酸化水の生成量の制御は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
次に、本発明の他の実施形態を図１５、図１６に基づいて説明する。本実施形態においては、基本的な構成は前述の図１２、図１３に示す実施形態と同じであるが、強酸化水を所定量生成するための制御方式及び警告部が異なるので、以下この点を中心に説明する。
マイコン７１は強酸化水の認識を行うと、マイコン７１内にあるタイマー７１ｂをスタートさせ、強酸化水の所定量生成の判定を開始するように構成してある。そして、上記タイマー７１ｂがスタートして一定時間が経過すると、強酸化水が所定量生成されたと判定するものである。図１６のフローチャートに示す実施形態においては、強酸化水の認識後、２分が経過すると、強酸化水が所定量生成されたと判定するようにしている。なお、本実施形態では、図８に示すカウンター７１ｃに変えてマイコン７１にタイマ７１ｂを設けるものであり、他の構成は図８と同じである。
【００７３】
そして、強酸化水の生成を開始して一定時間経過し、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定した時、警告部が作動し、使用者に強酸化水が所定量生成されたことを知らせ、給水の停止を促するようになっている。この警告部は前述の実施形態と同様に表示部７２ｂとブザー７５とによって構成してあり、表示部７２ｂに警告を促する表示が表れ、またブザー７５を鳴動させることにより警告を行うものである。
【００７４】
前記警告部が作動しても、使用者が給水の停止を行わず、警告部が作動してから更に一定時間が経過した時には、マイコン７１が電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に印加する電圧の供給を停止し、強酸化水の生成を停止するように構成してある。図１６のフローチャートに示す実施形態においては、強酸化水を認識後、２分が経過し、その後更に１５秒が経過すると、強酸化水の生成を停止するように構成してある。したがって、強酸化水が所定量生成された後、使用者が給水の停止を行わず、そのまま通水動作を続行した場合も、所定量以上の強酸化水が生成できないので、強酸化水生成時における塩素ガスの発生量を抑制することができるものである。
【００７５】
また、警告部は強酸化水を認識して一定時間経過するまでに、電流値が所定より小さくなった時にマイコン７１による制御で作動するように構成してあり、これにより、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になったことを知らせるようになっている。
そして、警告部は強酸化水を認識して一定時間経過するまでに、水質測定装置３０からの検出値が所定値を越え、強酸化水でなくなった時にマイコン７１による制御で作動するように構成してあり、これにより、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になったことを知らせるようになっている。
【００７６】
また、警告部は強酸化水が認識されない状態が一定時間続いた時にマイコン７１の制御により作動するように設定してあり、これにより、強酸化水を生成するための電解質の溶出がなく、強酸化水は生成できない状態であることを使用者に知らせるようになっている。
次に、図１７に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、前記した図１２、図１３に示す実施形態、図１５、図１６に示す実施形態にそれぞれ下記の内容を追加する構成となっている。すなわち、強酸化水生成時の水圧が高いと、電解槽１０の電解効率が低下し、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値であっても、ｐＨ２．７程度の強酸化水が生成されていない場合がある。そこで、制御部は、水圧が所定範囲にあるときは、その水質を強酸化水と認識することを有効とし、水圧が所定範囲外にある時は、その水質を強酸化水と認識することを無効とする判定を行うように構成してある。このことにより、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値になっても、水圧が所定範囲外にある時の酸性水を強酸化水と認識せず、水圧が強酸化水を生成するために必要な所定範囲になってからの酸性水を強酸化水と認識することで、確実に電気分解された強酸化水を所定量生成することができるのである。
【００７７】
ここでいう水圧は流量センサー２３の出力値をマイコン７１が流速として読み取ったものとする。
以上のように強酸化水を所定量確実に生成できるようにし、所定量以上の強酸化水が生成できないようにしたので、２．５ｍ３ 程度の狭い場所で使用した場合でも、周囲空気中の塩素ガス濃度が１ｐｐｍ程度に抑えることができるものであり、労働安全衛生法による塩素ガス濃度の許容値である１ｐｐｍを２．５ｍ３ 程度の狭い空間でも達成できることになる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明は、上記のように、電解隔膜を介して形成した一対の電極室にそれぞれ水を流入させ各電極室に設けた電極間に電圧を印加して水を電解することにより、一方の電極室においてアルカリ性水を生成するとともに他方の電極室において酸性水を生成し、アルカリ性水と酸性水との電解水を各電極室にそれぞれ設けた流出口から各別に流出させるように構成し、前記酸性水を次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水とするべく、各電極室に流入する少なくとも一方の水に無機塩素化合物を添加する電解質供給装置を備えた電解水生成装置であるから、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持たせた電解水生成装置を提供できるのみならず、無機塩素化合物を添加し、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったとき、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御する制御部であって、電極間に電圧を印加する回路に電解槽内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路と電圧の低い強酸化水用の電源回路とを切り替えスイッチを介して接続し、切り替えスイッチが電圧の高いアルカリ用の電源回路側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御され、且つ、切り替えスイッチが電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えられると任意の時間だけ電磁弁側に通電してコンデンサを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチを電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に印加された電圧が所定量の電圧となるように制御する制御部を設けたので、強酸化水の生成モードで通水をしてコンデンサに充電された電圧の印加によって直ぐに所定量の電圧を印加しないことになり、この結果、通水開始時に流れる突入電流を防止することができるものである。
【００７９】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、一定時間後に所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する制御部を設けてあるので、簡単な制御で確実に、通水開始時に流れる突入電流を防止することができるものである。
【００８０】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、前記一定時間の内、通水直後の一定時間を電圧ゼロとするように制御する制御部を設けてあるので、電解槽内に滞留している水が入れ替わるまで電圧を印加しないようにでき、この結果、通水開始時に流れる突入電流を確実に防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】同上を示す構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は同上に用いる水質測定装置の縦断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上に用いる電解質供給装置の断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上に用いる電解質供給装置の容器を示す断面図である。
【図６】同上に用いる近接スイッチを示すブロック図である。
【図７】（ａ）は同上に用いる制御部の概略ブロック図であり、（ｂ）は操作表示部の正面図である。
【図８】同上に用いる制御部のブロック図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】同上に用いる制御部の概略ブロック図である。
【図１３】同上に用いる制御部のフローチャートである。
【図１４】同上の使用例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に用いる制御部の概略ブロック図である。
【図１６】同上に用いる制御部のフローチャートである。
【図１７】本発明の更に他の実施形態に用いる制御部のフローチャートである。
【図１８】本発明の電極間の電圧を制御する制御回路図である。
【図１９】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧のタイムチャートである。
【図２０】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の実施形態のタイムチャートである。
【図２１】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の他の実施形態のタイムチャートである。
【図２２】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の更に他の実施形態のタイムチャートである。
【図２３】従来例を示す概略構成図である。
【図２４】他の従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 電解槽
１１ 電解隔膜
１２Ａ、１２Ｂ 電極室
１３Ａ、１３Ｂ 電極
１４Ａ、１４Ｂ 流入口
１５Ａ、１５Ｂ 流出口
２４ 排水弁
３０ 水質測定装置
４０ 電解質供給装置
４３ 電解質
７１ マイコン
７６ アルカリ用の電源回路
７７ 強酸化水用電源回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水を電解することによりアルカリ性ないし酸性の電解水を連続的に生成する電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電解水生成装置として、図２３に示すような構成のアルカリイオン整水器が従来より知られている。この電解水生成装置は、基本的には、水道水（市水）などの原水を浄化する浄水装置２０と、浄水装置２０により浄化された浄水を電解することによりアルカリ性水と酸性水とに分離する電解槽１０と、電解槽１０において分離されたアルカリ性水と酸性水との水質を測定する水質測定装置３０Ａ，３０Ｂとを備える。また、電解槽１０における電解を促進するために電解質浄水に添加する電解質供給装置４０が設けられる。
【０００３】
浄水装置２０は、原水中の有機物や無機物、次亜塩素酸のような原水中に溶解した臭気成分を除去するものであり、抗菌活性炭フィルタや中空糸膜フィルタなどを用いて構成されている。
電解槽１０の内部は、イオンが通過可能な電解隔膜１１に囲まれた第１の電極室１２Ａと、電極室１２Ａの外側である電極室１２Ｂとに区画される。各電極室１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ電極１３Ａ，１３Ｂが配設される。浄水装置２０から流出する浄水は、電極室１２Ａの流入口１４Ａに直結される流路と、電解質供給装置４０を通して電極室１２Ｂの流入口１４Ｂに接続される流路とに分流される。電解質供給装置４０は浄水に電解質を連続的に供給するものであり、カルシウムを添加したアルカリイオン水を得るために、電解質として乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムなどが用いられる。しかして、電極１３Ａ，１３Ｂとの間に電圧を印加し（ここでは、電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とする）電解槽１０に通水された水を電解すると、電極室１２Ａにおいて酸性水が生成され、電極室１２Ｂにおいてアルカリ性水が生成される。電解槽１０において生成されたアルカリ性水は流出口１５Ｂを通り、酸性水は流出路１５Ａを通ることにより各別に吐出される。
【０００４】
また、電解水（アルカリ性水および酸性水）の水質（ｐＨ、酸化還元電位、各種イオンの濃度）は原水の供給量や水質によって大きく影響されるから、アルカリ性水および酸性水の流出経路に水質測定装置３０Ａ，３０Ｂを設け、アルカリ性水および酸性水の水質を監視している。電解槽１０から吐出される電解水の流速は、数ｃｍ／ｓｅｃ〜数十ｃｍ／ｓｅｃの範囲であって、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂはその測定結果を電極１３Ａ，１３Ｂとの間の印加電圧などにフィードバックすることによって電解水の水質を維持する目的で使用されるから、電解水の水質を実時間で検出することが要求される。そこで、測定に要する時間に時間遅れが生じないように、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂには電気化学的原理により水質を測定するものを用いている。すなわち、電気化学的原理により水質を測定する水質測定装置３０Ａ，３０Ｂは、電解水に作用電極を直接接触させて水質を測定することにより実時間での測定が可能であり、電解水生成装置に用いる水質測定装置として最適なものになっている。ここで、水質測定装置３０Ａ，３０Ｂは必ずしもアルカリ性水および酸性水との両方の水質を測定する必要はなく、いずれか一方についてのみ水質を測定するものもある。
【０００５】
さらに、原水を通水して電解している状態から止水したときには、通水時とは逆極性の電圧を電極１３Ａ，１３Ｂの間に印加して電極１３Ａ，１３Ｂに付着しているスケールを除去し、その後、電磁弁よりなる排水弁２４を開くことによって電解槽１０から排水するようにしてある。このような止水後の処理を逆電洗浄処理と呼ぶ。
【０００６】
ところで、アルカリイオン整水器は、主として飲用に供する弱塩基性のアルカリ性水（以下、アルカリイオン水という）を使用することを目的とするものであり、アルカリイオン水にカルシウムイオンを添加することによってアルカリイオン水の付加価値を高めるようにしている。つまり、電解を促進するために添加する電解質にカルシウム化合物を用いることにより、アルカリイオン水にカルシウムイオンを添加するのである。電解質には上述のように乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムなどが用いられるのであって、電解質を添加した水を電極室１２Ａに導入すると電解槽１０から吐出されるアルカリイオン水に電解質が混入するから、アルカリイオン整水器では電極室１２Ａに導入する水に電解質を添加するようにしている。とくに、乳酸カルシウムを電解質として用いると乳酸イオンが生じ、乳酸イオンは有機塩素化合物（トリハロメタン）の前駆体となり得るから、主として飲食用に供されるアルカリイオン水への乳酸イオンの混入を避けなければならない。つまり、電解質を添加した水を陽極室である電極室１２Ａに導入することにより、アルカリイオン水に陽極側からのカルシウムイオンの電気浸透によりカルシウムイオンのみが増加し、乳酸イオンは酸性水とともに排出するようにしているのである。
【０００７】
ここにおいて、アルカリイオン水を生成するときとは逆極性の電圧を印加することにより、ｐＨが５．０〜６．０程度の弱酸性の酸性水（以下、酸性イオン水という）を生成する場合があり、酸性イオン水はアストリンゼント効果を有するから洗顔用などに用いられる。また、アルカリイオン水の生成時には同時に酸性水が生成されるのであって、飲用に供する弱塩基性のアルカリイオン水を大量に生成することができるように、酸性水のほうがアルカリ性水よりも濃度が高くなるように容量比率を設定してある。つまり、アルカリイオン水を生成すると、ｐＨ値が３〜４程度となる強酸性の酸性水（以下、強酸性水という）が同時に生成されることになる。この強酸性水は洗顔などに用いるのではなく、まな板やふきんの洗浄殺菌用に利用される。同様に、電極に逆極性の電圧を印加して酸性イオン水を生成すれば、強塩基性のアルカリ性水（以下、強アルカリ性水という）が生成されることになる。
【０００８】
一方、電解水生成装置としては、ｐＨが２．７以下で酸化還元電位が１１００ｍＶ以上となる酸化性の強い酸性水（以下、強酸化水という）を利用に供する強酸化水生成装置も知られている。強酸化水は主として次亜塩素酸の酸化性を利用するものであって、アトピー性皮膚炎の治療や殺菌用として種々の利用が試行され、その効果が顕著であることが報告されている。この種の電解水生成装置は、図２４に示すように、アルカリイオン整水器とは電解質供給装置４０の位置が異なる。すなわち、アルカリイオン整水器では浄水を分流した後に陽極室である電極室１２Ａへの浄水のみを電解質供給装置４０に通水していたが、強酸化水生成装置では浄水を分流する前に電解質供給装置４０に通水し、両電極室１２Ａ，１２Ｂに流入する水にともに電解質を添加するようにしている。この種の電解質には、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどが用いられ、強酸化水と同時に強塩基性のアルカリ性水（以下、強塩基水という）が得られる。
【０００９】
このように、強酸化水生成装置では、両電極室１２Ａ，１２Ｂに流入する水の電気伝導率を均一にして電流を流れやすくし、かつ添加する電解質の塩素イオンを有効に利用して次亜塩素酸を効率よく生成するために、電極室１２Ａ，１２Ｂに導入される水の両方に電解質を添加するのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、電解水生成装置としては、アルカリイオン整水器および強酸化水生成装置があり、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水、強アルカリ性水、強酸化水、強塩基水を生成することができる。アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置とでは、浄水に電解質を添加する電解質供給装置４０の位置が異なるものであるから、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持つ電解水生成装置は製造されていないのが現状である。
【００１１】
また、仮に両者の機能を持つ電解水生成装置を構成したとしても、強酸化水生成時には導電率の高い電解質を添加するので、アルカリイオン水生成用の電源回路とは別に大電流を供給できる強酸化水生成用の電源回路を設ける必要があり、その場合、突入電流を考慮しないと、回路の故障に発展する恐れがある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その主な目的は、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持たせた電解水生成装置を提供することにあり、しかも、強酸化水生成時に使用される電源回路の突入電流に対する保護機能を持たせた電解水生成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的の達成のために、本発明の電解水生成装置は、電解隔膜を介して形成した一対の電極室にそれぞれ水を流入させ各電極室に設けた電極間に電圧を印加して水を電解することにより、一方の電極室においてアルカリ性水を生成するとともに他方の電極室において酸性水を生成し、アルカリ性水と酸性水との電解水を各電極室にそれぞれ設けた流出口から各別に流出させるように構成し、前記酸性水を次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水とするべく、各電極室に流入する少なくとも一方の水に無機塩素化合物を添加する電解質供給装置を備えた電解水生成装置であって、無機塩素化合物を添加し、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったとき、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御する制御部を設けたものにおいて、電極間に電圧を印加する回路に電解槽内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路と電圧の低い強酸化水用の電源回路とを切り替えスイッチを介して接続し、切り替えスイッチが電圧の高いアルカリ用の電源回路側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御され、且つ、切り替えスイッチが電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えられると任意の時間だけ電磁弁側に通電してコンデンサを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチを電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に印加された電圧が所定量の電圧となるように制御する制御部を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成によれば、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったときに、コンデンサに充電された電圧の印加によって所定量の電圧をすぐに印加しないようにできて、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１３】
また、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、一定時間後に所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する制御部を設けることが好ましい。このような構成とすることで、通水開始時には低電圧が印加されることで、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１４】
また、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、前記一定時間の内、通水直後の一定時間を電圧ゼロとするように制御する制御部を設けることも好ましい。このような構成とすることで、電解槽内に滞留している水が入れ替わるまで電圧を印加しないことにより、通水開始時に流れる突入電流を防止することができることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態の電解水生成装置は、従来の技術において説明した各種の電解水を生成することができるようにしてアルカリイオン整水器および強酸化水生成装置の機能を併せ持つようにしたものである。
基本的には従来のアルカリイオン整水器ないし強酸化水生成装置と同様の構成を有しており、電解槽１０および浄水装置２０を備え、水道水などの原水が浄水装置２０に通水されて浄化され、浄水装置２０から流出する浄水が電解槽１０において電解され、アルカリ性水と酸性水とを連続的に生成するものである。ここでは原水を水道水としており、カラン６０に取り付けた水路切換装置６１を通して浄水装置２０に水道水が導かれる。水路切換装置６１は２つのポート６２，６３を備え、切換レバー６４の操作により水道水をそのまま吐出させる状態と浄水装置２０に導く状態とを切り替えることができるようになっている。
【００１７】
また、電解槽１０で生成された電解水の流出経路にはアルカリ性水の水質を電気的に測定する水質測定装置３０が配置されている。水質測定装置３０としては電気化学的原理によりｐＨ、酸化還元電位、特定のイオンのイオン濃度を測定するものや電気伝導率を測定するものを用いることができる。ここでは、水質測定装置３０としてｐＨセンサ３１と、酸化還元電位センサ３２とを備えるものを用いる。
【００１８】
浄水装置２０への原水の流路上には、サーミスタよりなる温度センサ２１と、定流量弁２２とが配置される。温度センサ２１は流入する原水の温度を検出し、所定温度以上の湯が通水されたときには後述する制御部を介して音響的に警報を発するようにしてある。また、定流量弁２２は過剰な水圧が浄水装置２０以降の水路に作用するのを防止するために設けてある。浄水装置２０は、活性炭（抗菌処理されている）からなる濾材と中空糸膜からなる濾材とを収めたカートリッジを内部に備え、カートリッジの交換によって濾材を交換することができるように構成されている。
【００１９】
電解槽１０はその内部に、電解隔膜１１に囲まれた第１の電極室１２Ａと、電解隔膜１１の外側である第２の電極室１２Ｂとを備え、各電極室１２Ａ，１２Ｂ内にはそれぞれ電極１３Ａ，１３Ｂが配置される。また、各電極室１２Ａ，１２Ｂは下端部にそれぞれ流入口１４Ａ，１４Ｂを備え、また上端部にそれぞれ流出口１５Ａ，１５Ｂを備える。流入口１４Ａおよび流出口１５Ａは流入口１４Ｂおよび流出口１５Ｂよりも開口面積が小さく形成され、電極室１２Ｂに流入する流量と電極室１２Ａに流入する流量との割合が１：３ないし１：４程度になるようにしてある。かつまた、電極室１２Ａ，１２Ｂの容積も電極室１２Ａのほうが電極室１２Ｂよりも小さく形成してある。これは、各電極室１２Ａ，１２Ｂにおいて生成される電解水の濃度に差をもたせるためである。
【００２０】
浄水装置２０と電解槽１０との間の流路上には流量センサ２３と電解質供給装置４０とが配置される。電解質供給装置４０の内部の流路については後述するが、電解質供給装置４０の内部で２系統に分流され、その一方は流入口１４Ａより第１の電極室１２Ａに導入され、他方は流入口１４Ｂより第２の電極室１２Ｂに導入される。また、流入口１４Ｂへの流路は電磁弁である排水弁２４を通して吐出管５３に接続されている。つまり、吐出管５３は基本的には使用に供されることのない不要な水を廃棄する目的で設けられている（必要があれば使用してもよい）。また、電磁弁よりなる排水弁２４は電解槽１０からの排水をするためのものであり、従来例と同様に、原水を通水して電解している状態から止水したときに、通水時とは逆極性の電圧を電極１３Ａ，１３Ｂの間に印加して電極１３Ａ，１３Ｂに付着しているスケールを除去し、その後、電磁弁よりなる排水弁２４を開いて電解槽１０から排水するようにしてある。
【００２１】
電解槽１０の流出口１５Ａ，１５Ｂは、流路切換弁５４を通して流出管５３および水質測定装置３０に接続され、流出口１５Ｂを流出管５３に接続するとともに流出口１５Ａを水質測定装置３０に接続する状態と、流出口１５Ｂを水質測定装置３０に接続するとともに流出口１５Ａを流出管５３に接続する状態とを切り換える。水質測定装置３０は流路切換弁５５を介して吐出管５１，５２に接続され、水質測定装置３０を通った電解水はいずれかの吐出管５１，５２から選択的に吐出される。流路切換弁５４，５５は電磁切換弁もしくはモータ式切換弁により構成される。流路切換弁５４，５５は連動するように制御される。すなわち、図１のように流路切換弁５４により流出口１５Ａと吐出管５３とを連通させるときには、流路切換弁５５は流出口１５Ｂと吐出管５１とを連通させる。また、流路切換弁５４により流出口１５Ｂと吐出管５３とを連通させるときには、流路切換弁５５は流出口１５Ａと吐出管５２とを連通させる。つまり、流路切換弁５４，５５の動作にかかわらず吐出管５３からは必ず電解水が吐出され、吐出管５１と吐出管５２とはいずれか一方のみから電解水が選択的に吐出されるのである。
【００２２】
上述したサーミスタ２１から流路切換弁５４，５５までの流路上の部材はハウジング１に収納され、ハウジング１からは３本の吐出管５１〜５３が引き出される。ここに、吐出管５１にはフレキシブルパイプを用いる。また、カラン６０からの原水を取り込むためのホースもハウジング１から引き出される。
ところで、水質測定装置３０は上述のようにｐＨセンサ３１と酸化還元電位センサ３２とを備えるものであり、図３に示すように、ｐＨセンサ３１は、塩化カリウムの飽和水溶液に銀−塩化銀電極を浸漬した比較電極３３と、特殊ガラス電極に塩化カリウムの飽和水溶液を満たした作用電極３４と、液絡部３５とを備えるものであり、センサ本体３６に設けた流路３７に作用電極３４および液絡部３５を臨ませることにより流路を通過する水の水素イオン濃度に比例した電圧が比較電極３３と作用電極３４との間に起電力として発生するようになっている。この起電力は適宜増幅率の増幅器を用いて増幅されることによりｐＨ値に応じた０〜５Ｖの電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換が施された後に後述する制御部に入力される。
【００２３】
また、酸化還元電位センサ３２は、白金のような不溶性電極をガラスに封入した作用電極３８を備え、作用電極３８をハウジング３６内の流路３７に臨ませてある。酸化還元電位センサ３２の比較電極はｐＨセンサ３１の比較電極３３を共用して用いており、比較電極３３と作用電極３８との間の相対電位差を酸化還元電位として検出する。検出された電位差は適宜増幅率の増幅器により増幅され酸化還元電位に応じた０〜５Ｖの範囲の電圧に変換され、ｐＨセンサ３１と同様にＡ／Ｄ変換が施された後に後述する制御部に入力される。
【００２４】
電解質供給装置４０は、図４に示すように、電解質４３を入れた非金属材料よりなる筒状の容器４２ａ，４２ｂをジャケット４１内に装着する構成を有している。本実施形態ではアルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両方の機能を有するから、どちらの機能として用いるかに応じて電解質４３の種類が選択される。つまり、飲用であるアルカリイオン水や洗顔用などの酸性イオン水を生成するときには電解質４３として乳酸カルシウムなどを用い、強酸性水や強酸化水を生成する際には電解質４３として塩化ナトリウムなどを用いる。そこで、電解質４３の種類に応じて形状の異なる容器４２ａ，４２ｂをジャケット４１に収納し、容器４２ａ，４２ｂに応じてジャケット４１の中での流路が変更されるようにしてある。
【００２５】
具体的に説明すると、ジャケット４１は水の流入する１本の導入路管４１ａと２本の排出路管４１ｂ，４１ｃとを備え、導入路管４１ａと一方の排出路管４１ｂとの間はバイパス路管４１ｄを通して連通している。一方、アルカリイオン水を生成する際に用いる容器４２ａは、図５（ａ）のように両排出管路４１ｂ，４１ｃにそれぞれ連通する開口４４ａ，４４ｂが形成されている。また、強酸化水を生成する際に用いる容器４２ｂは、図５（ｂ）のように両排出路管４１ｂ，４１ｃにそれぞれ連通する開口４４ａ，４４ｂに加えて底壁の中央部から延長された導入筒４４ｃを備える。導入筒４４ｃは導入路管４１ａに挿入したときに先端部がバイパス路管４１ｄを閉塞する長さを有する。
【００２６】
したがって、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水などを生成する際には、図４（ａ）のように容器４２ａをジャケット４１に装着する。この状態では、流量センサ２３を通り導入路４１ａからジャケット４１に導入された浄水はバイパス路管４１ｄを通して排出路管４１ｂに送られるとともに、バイパス路管４１ｄを通して容器４２ａに送られたのち排出路管４１ｃから排出される。すなわち、排出路管４１ｂに連通する電解槽１０の流入口１４Ｂに導かれるとともに、電解質４３を通り排出路４１ｃを通って電解槽１０の流入口１４Ａに導かれる。つまり、この状態においては、電解槽１０の流入口１４Ａには電解質４３を通した水が導入され、流入口１４Ｂには電解質４３を通らない水が導入されることになる。
【００２７】
一方、強酸化水を生成する際には、図４（ｂ）のように容器４２ｂをジャケット４１に装着する。このとき、導入筒４４ｃによってバイパス路管４１ｄが閉塞されるから、導入路管４１ａからジャケット４１に流入する水はバイパス路管４１ｄへの流入が禁止されて導入筒４４ｃを通して容器４２ｂに直接導入され、その後、排出路管４１ｂおよび排出路管４１ｃに分流されることになる。つまり、排出路管４１ｂに接続された電解槽１０の流入口１４Ｂと、排出路管４１ｃに接続された電解槽１０の流入口１４Ａとにはそれぞれ容器４２ｂ内の電解質４３に接触した水が導入される。
【００２８】
ここにおいて、ジャケット４１の外側面には検知手段となる高周波発振型の近接スイッチ４５が取り付けられており、容器４２ｂには識別手段となる帯状に形成した検出用金属片４６が取り付けられている。しかして、容器４２ｂをジャケット４１に装着すれば、近接スイッチ４５において容器４２ｂの装着が検出されるから、検出用金属片４６を識別手段として容器４２ａ，４２ｂの種別を識別させることができる。したがって、近接スイッチ４５の出力を後述する制御部に与えることにより、アルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水などを生成する状態か、強酸化水を生成する状態かを制御部に指示することができる。このため、本実施形態においては、識別手段である検出用金属片４６と検知手段である近接スイッチ４５とで電解質の種類を識別して検知信号を制御部に送る識別検知手段が構成してある。
【００２９】
近接スイッチ４５は、周知のものであって、たとえば図６に示すように、検出コイル４５ａに対して高周波発振回路４５ｂから高周波電流を与え、金属物体Ｘが接近したときに生じる検出コイル４５ａのインピーダンス変化を高周波発振回路４５ｂの発振出力の変化により検出するものが知られている。すなわち、金属物体Ｘが近接すれば、高周波発振回路４５ｂは発振を停止するから、高周波発振回路４５ｂの出力を検波回路４５ｃで検波し波形成形回路４５ｄで波形成形することにより、高周波発振回路４５ｂの発振の有無に応じた信号を波形成形回路４５ｄから出力し、これを外部回路を駆動するための出力回路４５ｅを通して取り出すのである。
【００３０】
容器４２ａ，４２ｂの種別を識別する手段（つまり電解質の種類を識別検知する識別検知手段）としては、近接スイッチ４５に代えて磁気センサ（リードスイッチやホール素子）を設け、検出用金属片４６に代えて永久磁石を設けてもよい。また、マイクロスイッチのような機械的スイッチを用いて容器４２ａ、４２ｂの種別を判別するようにしてもよい。
【００３１】
ところで、この近接スイッチ４５からの出力信号は、図７（ａ）、図８に示す制御部により制御される。この制御部は、１チップマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）７１を用いて構成される。マイコン７１には操作表示部７２が接続され、操作表示部７２は図７（ｂ）に示すように、電源スイッチのほか、アルカリ性水、酸性水の生成の選択やｐＨの調整などの各種操作を行なうためのスイッチ群７２ａと、液晶表示器７２ｂ１および発光ダイオードよりなるランプ群を備えた表示部７２ｂとを備える。
【００３２】
図７（ｂ）に示すように、スイッチ群７２ａの中には電源スイッチ７２ａ１、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２等が設けてある。
表示部７２ｂとしては上記アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２に対応して発光ダイオードにより構成した選択ランプが設けてある。すなわち、実施形態においてはアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３は１回操作する場合、２回操作する場合、３回操作する場合、４回操作する場合でそれぞれ４種類のアルカリイオン水を選択して生成できるようになっており、このアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３の４段階の操作に対応して４つのアルカリイオン水生成用の選択ランプ７２ｂ７、７２ｂ６、７２ｂ５、７２ｂ４が設けてあり、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３の各操作段階に応じてそのいずれかに対応したアルカリイオン水生成用の選択ランプ７２ｂ７、７２ｂ６、７２ｂ５、７２ｂ４のいずれかが点灯して目的とする段階のアルカリイオン水生成モードであることを知らせるようになっている。また、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５に対応して酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ９と強酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ１０とが設けてあり、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を１回操作すると酸性水生成モード用の選択ランプ７２ｂ９が点灯し、２回操作すると酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ｂ１０が点灯するようになっていて、それぞれ酸性水生成モード又は強酸性水生成モードであることを知らせるようになっている。また、浄水モード用のスイッチ７２ａ４に対応して浄水モード用の選択ランプ７２ｂ８が設けてあり、浄水モード用のスイッチ７２ａ４をオンに操作した場合に浄水モード用の選択ランプ７２ｂ８が点灯して、浄水モードであることを知らせるようになっている。また、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２に対応して強酸化水生成モード用の選択ランプ７２ｂ３が設けてあり、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２をオンに操作した場合強酸化水生成モード用の選択ランプ７２ｂ３が点灯して、強酸化水生成モードであることを知らせるようになっている。なお図７（ｂ）中７２ｂ２は電源スイッチ７２ａ１がオンの時に点灯し、オフの時消灯するランプである。
【００３３】
また、図７（ｂ）に示すように、液晶表示器７２ｂ１には添加した電解質の種類に応じて表れる表示部分を備え、近接スイッチ４５からの出力信号がマイコン７１に送られると、液晶表示器７２ｂ１に電解質の種類に応じた表示が表れる。ここで、本実施形態においては、強酸化水生成用の電解質を識別検知手段により識別検知した場合にのみ液晶表示器７２ｂ１にその旨の表示（図７（ｂ）のように食塩添加中という表示）がなされるようになっており、強酸化水生成用以外の電解質を識別検知手段で識別検知した場合には液晶表示器７２ｂ１に何も表示されないようになっており、このことにより、電解質の種類が何も表示されない状態では強酸化水生成用の電解質以外の電解質を添加している場合か、あるいは無添加の場合であるかのいずれかであることが知られるようになっている。
【００３４】
そして、強酸化水を生成するための電解質を識別検知手段により識別検知した場合（つまり、近接スイッチ４５により強酸化水生成用の電解質を入れた容器４２ｂを検知した場合）には近接スイッチ４５からの出力信号がマイコン７１に送られると、強酸化水を生成するための電解質を検知したことが報知手段である液晶表示器７２ｂ１により表示され（実施形態においては、電解質として食塩を添加した時には、食塩添加中という文字が液晶表示器７２ｂ１に表れ）、同時に流路切換弁５４、５５が切り換えられ、図２のような流路となり、下方吐水となる。下方水口５２の先端には図１４に示すような強酸化水の吐水スタンド８０を設け、強酸化水を使用する際の使用性の向上を図るようになっている。また、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合には、強酸化水生成モード以外の電解水生成モードを受付不能となるように制御部により制御される（つまり、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチは受付不能となる）ものである。
【００３５】
ここで、浄水モードや各種電解水を生成するモードを選択するための選択スイッチを新たにオンする迄は前回の運転モードを表示する選択ランプが点灯するように制御部により制御されるようになっているが、しかしながら、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合のみは、その後に強酸化水を生成するための選択スイッチを操作するまでの間、前回の運転モードを表示する選択ランプを消灯するように制御されるようになっている。また、すでに述べたように識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力された場合液晶表示器７２ｂ１に当該電解質が添加されたことを報知するようになっているが、この場合、ブザーその他の音、あるいは音声で報知するようにしてもよい。
【００３６】
上述のように、識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力されると、流路切換弁５４、５５が切り換えられ、図２のような流路となり、また、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチ、すなわち、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４がいずれも受付けられないように制御部により制御されるようになっていると共に、前回の運転モードを表示する選択ランプも消灯し、更に、強酸化水生成用の電解質が添加されたことを報知手段により報知するので、強酸化水生成用の電解質が添加されたことが使用者に判り、また、強酸化水生成モード以外のモードを受け付けないことでモードに適さない電解質が添加された場合の誤生成を防止することができ、また、食塩水が飲用側の上方吐水として出てくることはなく、下方の強酸化水吐水スタンド８０かあ吐水され、飲用側のスイッチは受け付けないので誤って強酸化水や食塩入りの電解水を飲むことはない。
【００３７】
ところで、本発明においては、上記のように識別検知手段により強酸化水を生成するための電解質の識別検知信号が制御部に入力されると、強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２以外の他のモードのスイッチは受付けないようになっているが、逆に強酸化水生成用の電解質以外の電解質を添加した場合や、電解質を添加しなかった場合（無添加の場合）には識別検知手段により識別検知されて制御部に出力され、この場合にはスイッチ群７２ａのうち強酸化水生成モード用のスイッチ７２ａ２は受付けず、他のスイッチであるアルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ３、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５、浄水モード用のスイッチ７２ａ４を受付けることができるように制御部により制御されるものである。
【００３８】
また、電解槽１０に設けた各電極１３Ａ、１３Ｂに印加する電圧の極性や大きさも、マイコン７１により制御される。この場合、すでに述べたように、強酸化水を生成する電解質を添加した場合のみは、該添加を識別検出手段で検出することで自動的に流路切換弁５４、５５の切換えを行い、その後、強酸化水を生成モード用のスイッチ７２ａ２を操作した時に、電極１３Ａ、１３Ｂへの印加電圧の大きさや極性を制御するものであり、他の電解質を添加した場合は、強酸化水生成モード以外の他の種々のモード（アルカリイオン水生成モード、酸性水生成モード、強酸性水生成モード、浄水モード）のうち、任意のモード用のスイッチを操作した時、操作したモードに対応して電極１３Ａ、１３Ｂへの印加電圧の大きさや極性、流路切換弁５４、５５の切換、排水弁２４の開閉などを制御するものである。
【００３９】
また、上述した水質測定装置３０と流量センサ２３からの出力によっても、各電極１３Ａ、１３Ｂに印加する電圧の極性や大きさや、流路切換弁５４、５５の切換、排水弁２４の開閉などが制御される。
すなわち、マイコン７１に設けた比較部７１ａにおいて、水質測定装置３０により測定したｐＨをあらかじめ設定した設定値と比較し、ＰＷＭ制御を行なうスイッチング電源７３をフィードバック制御することにより、ｐＨが目標値に一致するように電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧を調節する。また、電極１３Ａ，１３Ｂへの印加電圧の極性はリレー接点ｒ１ ，ｒ２ により切り換えられる。
【００４０】
次に、電極１３Ａ，１３Ｂの間の印加電圧をフィードバック制御することによりｐＨを目標値に保つように制御する手順について概説する。本実施形態においては、電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧ＶｍがｐＨの目標値ｐＨＭに対応して設定してあり、目標値ｐＨＭを設定して通電すると図９のように、電極１３Ａ，１３Ｂの印加電圧はまずＶｍに設定される。その後、ｐＨがほぼ安定するまで（２秒間の変動値が±０．１ｐＨになるまで）電極１３Ａ，１３Ｂの印加電圧はＶｍに保たれる。こうしてｐＨが安定状態になると、この時点でのｐＨ（＝ｐＨＡ）と目標値ｐＨＭとの偏差ΔｐＨを求め（実際にはｐＨセンサ３１の出力電圧の差を用いる）、図９に示すような特性曲線に基づいて、電圧Ｖｍに対応するｐＨ値から偏差ΔｐＨだけｐＨ値をずらしたときの印加電圧Ｖｎ（＝Ｖｍ−ΔＶ）を求め、この電圧Ｖｎを電極１３Ａ，１３Ｂ間に印加する。このような制御を偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内になるまで繰り返し、以後はその電圧を維持する。
【００４１】
上述のように偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内になった後でも流量の変動などの外乱によってｐＨが変動するから、偏差ΔｐＨが目標値ｐＨＭに対して±０．２ｐＨの範囲を逸脱したときには、上記処理を行ない、偏差ΔｐＨに応じた印加電圧を求めて偏差ΔｐＨが±０．２ｐＨ以内に納まるまで制御を繰り返す。
このような手順でフィードバック制御を行なえば、図９に示すｐＨ値の変化からも推察されるようにオーバーシュートが少なくなり、ｐＨが短時間で目標値ｐＨＭに収束する。とくに、偏差ΔｐＨを上述のようにｐＨ値が安定した時点で求めているから、外乱が入らなければ偏差ΔｐＨに基づく印加電圧の補正は１回程度で済んでしまうことになり、この点からも目標値ｐＨＭに短時間で収束させることができるのである。
【００４２】
さらに、目標値ｐＨＭが異なる場合、つまりアルカリイオン水、酸性イオン水、強酸性水ないし強酸化水を得る場合とでは、それぞれの電解時における副反応（たとえば塩素イオンの酸化反応など）が異なり反応時間に差があるから、目標値ｐＨＭ（ここでは、アルカリイオン水、酸性イオン水、強塩基水および強酸化水をそれぞれ生成する各状態）ごとに最適な特性曲線を用意しておき、各状態に応じて対応する特性曲線を用いてフィードバック制御する。ちなみに、図１０に示す曲線イがアルカリイオン水用、ロが酸性イオン水用、ハが強酸化水および強塩基水用である。
【００４３】
上述のように特性曲線を選択することにより、目標値ｐＨＭの変化に対するｐＨの立ち上がり特性を適正に制御することになり、目標値ｐＨＭがどのような値であっても、吐出する電解水のｐＨ値を目標値ｐＨＭに迅速に収束させることができる。なお、上記した特性曲線イ、ロ、ハは、次式で近似的に表すことができる。
ＶｐＨｖ＝Ａ＋Ｂ ｌｏｇｅ Ｖ
ただし、ＶｐＨはｐＨセンサ３１の出力電圧、Ｖは電極１３Ａ，１３Ｂに印加する電圧、Ａ，Ｂは各状態毎に設定される定数である。
【００４４】
また、変動が±０．１ｐＨ以内となる安定状態が１０秒以上継続するときには、その電圧値とｐＨ値とをマイコン７１に付設したメモリ７４に格納する。メモリ７４に格納した値は、止水後に再び通水されたときに参照され、メモリ７４に格納されている電圧値が電極１３Ａ，１３Ｂにただちに印加される。この制御により通水を再開した後の目標値ｐＨＭへの収束時間がより短縮される。メモリ７４の内容は上述した条件が満たされるたびに書き換えられる。また、メモリ７４の内容を書き換える代わりに、目標値ｐＨＭごとに設定してある電圧値を書き換えるようにしてもよい。
ところで、止水後に逆電洗浄処理が終了した後には電解槽１０内の水は排水されているから、この状態から通水を開始しても電解槽１０に水が満たされてさらにｐＨセンサ３１に至るまでには時間遅れがある。また、目標値ｐＨＭを通水途中で変更したときにも電解槽１０内の水がある程度入れ替わるまでに時間がかかる。したがって、通水の開始時点や目標値ｐＨＭの変更時点の直後ではｐＨセンサ３１の出力に変化が生じない。このような時間帯は不感帯（図９にＫで示す領域）と呼ばれる。しかして、不感帯Ｋにおいて上記制御を行なうと、電極１３Ａ，１３Ｂに印加した電圧に対応する電解水がｐＨセンサ３１に達していないにもかかわらず、ｐＨセンサ３１の出力値が安定する可能性があり、このような状態で偏差ΔｐＨが求められると、不適切な電圧値に設定される可能性がある。このような不都合を回避するために、フィードバック制御に際しては以下の不感帯処理を行なう。
【００４５】
すなわち、止水状態から通水を開始した場合は、図１１に示すように、通水を開始した時点から目標値ｐＨＭに対応した電圧Ｖｍを電極１３Ａ，１３Ｂに印加するととともにｐＨセンサ３１の出力を表示する。ただし、通水の開始から所定時間Ｔ１（たとえば１５秒）が経過するまでは、フィードバック制御は行なわずに電圧Ｖｍを維持する。時間Ｔ１が経過した後にｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２変化すれば不感帯を脱出したと判断し、以後は上述したフィードバック制御を開始する。
【００４６】
また、通水途中で目標値ｐＨＭを変更した場合は、変更された新たな目標値ｐＨＭに対応する電圧Ｖｍｎを電極１３Ａ，１３Ｂに印加するとともにｐＨセンサ３１の出力を表示する。ただし、目標値ｐＨＭの変更から所定時間Ｔ２（たとえば３秒）が経過するまでは、フィードバック制御は行なわずに電圧Ｖｍｎを維持する。時間Ｔ２が経過した後にｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２変化すれば不感帯を脱出したと判断し、以後は上述したフィードバック制御を開始する。要するに、止水状態から通水状態に移行した場合と、通水途中で目標値ｐＨＭを変更した場合とは、不感帯として設定する時間が異なるのみであり、不感対処理の他の手順は同様になる。
【００４７】
ところで、不感帯を脱出したか否かの判断を、上述のようにｐＨが目標値ｐＨＭの方向に０．２だけ変化したか否かで判断するだけでは、何らかの原因でｐＨが０．２以上に変化しない場合にはフィードバック制御が開始されないことになる。そこで、不感帯を強制的に脱出させるための判断部を付加しておくことが望ましい。この種の判断部は、上述した時間Ｔ１，Ｔ２より長時間の時限動作を行なうタイマを用いても実現することが可能であるが、本実施形態では電解槽１０への流路に通水された流量（たとえば、０．２リットル）により判断している。つまり、流量センサ２３により計測された流量が所定値に達すると不感帯を強制的に脱出させてフィードバック制御を開始させるのである。この場合、フィードバック制御が開始された後にはｐＨが安定するか否かの判断を待たずに、フィードバック制御の開始時点でのｐＨセンサ３１での測定値を用いて偏差ΔｐＨを求めればよい。
【００４８】
次に、各種の電解水を生成する動作を説明する。アルカリイオン水を生成する際には、容器４２ａに電解質４３としてカルシウム剤を入れ、ジャケット４１に装着する。ここで、アルカリイオン水生成モード用のスイッチ７２ａ４を押して操作してアルカリ性水の生成を指示すると、流量センサ２３で所定流量の通過が検知された時点から電解槽１０の電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように電圧が印加される。このとき、図１のように、流路切換弁５４は電極室１２Ａを吐出管５３に連通させ、流路切換弁５５は電極室１２Ｂから流路切換弁５４を通り水質測定装置３０を通過した電解水（アルカリイオン水）を吐出管５１に導く。吐出管５１はハウジング１の上部から引き出されており、コップに入れるなどして飲食用に使用されることになる。また、電解質４３であるカルシウム剤に乳酸カルシウムを用いる場合に乳酸イオンが生じるが、酸性水とともに廃棄されるから乳酸イオンを含む水を誤って飲むことを防止できることになる。
【００４９】
一方、同条件で酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を１回押す操作をすると、スイッチ７２ａにより酸性水の生成を指示すると、ｐＨが５．０〜６．０である酸性イオン水を取り出すことを指示したことになり、電極１３Ａ、１３Ｂの印加電圧が上記とは逆極性になる。このとき流路に変化はなく、酸性イオン水が吐出管５１から取り出され、強アルカリ性水が吐出管５３から吐出されることになる。このような酸性イオン水は一般には洗顔などに用いるのであるが、飲んだとしてもとくに支障はないから、洗顔などの目的で大量に使用するために吐出管５１から吐出させるほうが使い勝手がよいことになる。
【００５０】
まな板やふきんの殺菌などのためにｐＨが３．０〜４．０程度の強酸性水を得ようとするときには、酸性水生成モード用兼強酸性水生成モード用のスイッチ７２ａ５を２回押す操作をして強酸性水生成モードにする。このモードの場合、電解質４３としてアルカリイオン水と同様のものを用いるが電極１２Ａ，１２Ｂの印加電圧が異なる。このように強酸性水の生成を選択すると、電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極として電解が行なわれる。これはアルカリイオン水の生成時と同様であるが、強酸性水を得るためにアルカリ性水も塩基性が強くなるから、このアルカリ性水は飲用に適さなくなる。そこで、強酸性水が得られる条件では制御部は図２のように流路切換弁５４を切り換えることにより電極室１２Ｂで生成された強アルカリ性水を吐出管５３から吐出させ、また流路切換弁５５も切り換えることにより強酸性水を吐出管５２を通して排出させる。ここに、強酸性水は汲み置いて使用することが多いからハウジング１の下方に引き出された吐出管５２から吐出することにより使いやすくなっている。また、この位置の吐出管５２から吐出させることにより誤飲を防止することにもつながる。ここで、吐出管５２にはホースなどを用いることにより、飲用ではないことを一層効果的に示すことができる。
【００５１】
なお、強酸性水を生成する際に、電極１３Ａ，１３Ｂに上述の極性で電圧を印加しているのは、電極室１２Ａのほうが流量が少ないとともに容積が小さいことによってイオンの濃度を高めることができるからであって、電極室１２Ｂで酸性水を生成する場合に比較するとｐＨを小さく（つまり酸性度を高める）するのが容易になる。
【００５２】
ところで、一般にはｐＨ２．７以下で酸化還元電位が１１００ｍＶ以上となる酸化性の強い酸性水を強酸化水と呼んでいるが、以下に示す強酸化水は、電解質供給装置４０に容器４２ｂを装着し、容器４２ｂに電解質４３として塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムの単体もしくは混合物が供給され、その電解質が溶出された水溶液を電解して生成される酸性水を示すことにする。
【００５３】
上記水溶液は電気伝導度が水道水に比べて高く、電極間には大電流が流れるため、通常のアルカリイオン水、酸性イオン水が生成する際に使用される電源回路とは別に、強酸化水生成用に大電流が供給できる電源回路を設ける必要があるが、２種類の電源回路を設けると大きくなってしまうという問題があるので、本実施形態においては、図８に示すように、従来同様のアルカリ用電源回路７６と強酸化水用の電源回路７７とを同一基板上に設けた。すなわち、スイッチング電源の二次側にアルカリ用の電源回路７６と強酸化水用電源回路７７を設け、切り替えスイッチ９０を構成するリレーｒ３により各電源回路を切り替えるように構成してある。この結果、小スペース内にアルカリ用と強酸化水用の電源回路が同時に収納できるようになり、コンパクトで使いやすい電解水生成装置を提供することができるようになったものである。
【００５４】
次に、強酸化水を生成する際の具体的な電圧の印加の方法を以下に示す。
強酸化水生成時には電解槽１０の電極１３Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように所定の電圧（例えば１２Ｖ）が印加されるが、電解槽１０内に上記電解質が溶出した水溶液が滞留している状態で、所定電圧を印加すると、瞬時に３０Ａ程度の電流が電極１３Ａ、１３Ｂ間に流れるため、リレーｒ１、ｒ２の接点容量を超え、接点が溶着してします恐れがある。
【００５５】
そこで、本発明においては、通水時に流れる突入電流を防止するため、図１９に示すように、通水から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御部であるマイコン７１により制御するように構成してある。
具体的には図２１に示すように、電解槽１０内に滞留している水が入れ替わる迄、通水直後の一定時間電圧をゼロとし、通水から一定時間経過すると所定量の電圧値となるように制御する。
【００５６】
また、他の例としては、図２０に示すように、一定時間経過後に所定量の電圧値に到達するように段階的に電圧値を大きくするように制御する。
また、他の例としては、図２２に示すように、電解槽１０内の滞留している水が入れ替わるまで通水直後の一定時間電圧をゼロとするように制御し、更に、その後、所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する。この場合、例えば、電解槽１０内の滞留水が入れ替わる時間を６秒とし、その後、電圧１２Ｖに向かって２Ｖから０．７３Ｖずつ段階的に電圧を上げるものである。
【００５７】
図１８には電極間の電圧を制御する制御回路が示してある。図１８に示すように本発明においては、電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する回路に電解槽１０内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁２４を開閉するための回路を並列に設けてある。図中９０は上記並列回路にコンデンサ（電解コンデンサ）８１ａを介して電圧を供給するための電源である電圧の高いアルカリ用の電源回路７６と電圧の低い強酸化水用の電源回路７７とを切り替える切り替えスイッチである。図１８に示す実施形態ではコンデンサ９１として２２００μＦのものを並列に４個使用している。図中９２は電磁弁駆動信号が入力された場合に電磁弁よりなる排水弁２４を開閉制御するための電磁弁駆動回路である。そして、切り替えスイッチ９０が電圧の高いアルカリ用の電源回路７６側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御するようになっている。また、９３はスイッチング素子であり、９４はスイッチング素子９３を制御するための制御回路である。制御部からの制御信号により制御回路９４でスイッチング素子９３を制御して目的とする電圧となるように制御するようになっている。
【００５８】
上記のように電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する回路に電解槽１０内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁２４を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサ８１ａを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路７６と電圧の低い強酸化水用の電源回路７７とを切り替えスイッチ９０を介して接続したものにおいて、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加する場合、フィルタ回路８１内のコンデンサ８１ａに充電されている電圧を考慮する必要がある。つまり、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えた場合、高電圧が印加されてリレーｒ１、ｒ２の接点容量を超える電流が流れることになる。
【００５９】
このため、本発明においては、切り替えスイッチ９０が電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えられると任意の時間だけ排水弁２４を構成する電磁弁側に通電してコンデンサ８１ａを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に所定量の電圧となるように制御部からの制御信号により制御回路９４でスイッチング素子９３を制御するようになっている。
【００６０】
具体的には、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に強酸化水生成用の所定電圧を印加する前に、つまり、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えて任意の時間、電磁弁よりなる排水弁２４側に通電してコンデンサ８１ａ内に充電されている電圧を放電するものであり、本実施例では放電する時間は３５Ｖから５Ｖまで低下させるのに要する時定数により計算し、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えてから６秒間とした。この６秒間は電解槽内の滞留水を入れ換える時間と兼ねており、切り替えスイッチ９０を電圧の低い強酸化水用の電源回路７７側に切り替えてから６秒経過後から段階的に電圧を印加するよう方式を採用している。
【００６１】
このように、電解槽１０内に電気伝導度の高い水溶液が滞留している状態では、電極１３Ａ、１３Ｂ間に電圧を印加せず、内部の滞留水が入れ替わるまで待機すると共に、コンデンサ８１ａに充電されている電圧を放電した後、段階的に所定電圧を印加するので、電極１３Ａ、１３Ｂ間に突入電流が流れず、リレーｒ１、ｒ２の接点が溶着してまうことはなく、安全な電解水生成装置を提供することができるものである。
【００６２】
次に強酸化水を所定量生成するための方法につき説明する。
強酸化水は殺菌効果を高めるために、次亜塩素酸の濃度を２０〜３０ｐｐｍに設定するのが望ましいのであるが、次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水はやがて塩素ガスを発生し、大量の塩素ガスは健康上好ましくない。よって、塩素ガスの発生量を健康に影響しないように制限する必要がある。そこで本発明においては、制御部を構成するマイコン７１が強酸化水であることを認識すると所定量生成するように制御を行うように構成している。
【００６３】
具体的には、図１２、図１３に示すように、マイコン７１は後述する強酸化水の認識手段により強酸化水の認識を行うと、流量センサー２３からの出力値から本体内に流入した流量をマイコン７１内のカウンター７１ｃにてカウントし、所定量生成の判定を開始する。本実施形態においては、強酸化水の認識後、本体内に流入する流量が５リットルになると、所定量生成されたと判定するようになっている。
【００６４】
次に、強酸化水を認識する手段につき説明する。
強酸化水生成時には電解槽１０の電極１０Ａを陽極、電極１３Ｂを陰極とするように電圧が印加されるが、この時、電極１３Ａと電極１３Ｂとの間に流れる電流を、図８に示すスイッチング電源回路ブロック内にある電流検出用低抵抗部７８（一般にシャント抵抗と呼ばれるもの）の端子電圧からマイコン７１が換算し、この電流値が所定値になることにより強酸化水を認識するように構成してある。図１３のフローチャートに示す実施形態においては、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に電圧１２Ｖを印加した際に流れる電流値が６Ａを超えると、添加した無機塩素化合物が確実に溶出された状態にあると判断して、強酸化水を認識するように構成している。
【００６５】
また、図３に示す流出口から流出する電解質の水質を連続的に測定する水質測定装置３０を設け、水質測定装置３０からの検出値（ｐＨ値又は／及び酸化還元電位）が所定値になったかどうかをマイコン７１が判定し、検出値が所定値になった場合、その水質が強酸化水であると認識するように構成してある。そして、図１３のフローチャートに示す実施形態においては、水質測定装置からその水質のｐＨ値が検出され、ｐＨが２．７以下になると、強酸化水を認識するように構成してある。
【００６６】
上記のように、強酸化水を認識する手段としては、電極１３Ａと電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値になることにより強酸化水を認識する手段と、水質測定装置からの検出値が所定値になることにより強酸化水を認識する手段との２つの手段がある。そして、図１３のフローチャートに示す実施形態では、上記２つの強酸化水を認識する手段を設けてあるが、いずれか一方の認識手段により強酸化水を認識すれば、他方の認識手段が強酸化水でないと認識することを無効とし、その水質は強酸化水であると認識するように構成してある。
【００６７】
もちろん、本発明においては、上記２つの強酸化水を認識する手段のうちのいずれか１つのみを設けて強酸化水を認識するようにしてもよいものである。
次に、警告部について説明する。
上記のようにして強酸化水を認識し、該強酸化水の認識後に所定量が流れ、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定した時、警告部が作動し、使用者に強酸化水が所定量生成されたことを知らせて、給水の停止を促するようになっている。この警告部は表示部７２ｂとブザー７５により構成され、表示部７２ｂに警告を促する表示が表れ、ブザー７５を鳴動させることで警告を行うようになっている。図１３のフローチャートに示す実施形態では強酸化水の認識後に５リットル流れると、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定して警告部を作動するように構成してある。
【００６８】
上記のように警告部が作動しても、使用者が給水の停止を行わず、警告部が作動してから更に一定量流れた時にはマイコン７１は電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に印加する電圧の供給を停止し、強酸化水の生成を停止するように構成してある。図１３のフローチャートに示す実施形態では、強酸化水を認識後、本体内に流入する流量が所定量の５リットルになり、その後、更に、０．５リットル通水されると、強酸化水の生成を停止するように構成している。したがって、強酸化水が所定量生成された後、使用者が給水の停止を行わず、そのまま通水動作を継続した場合も、所定量以上の強酸化水が生成されないので、強酸化水生成時における塩素ガスの発生量を抑制することができるのである。
【００６９】
また、警告部は、強酸化水が所定量流れるまでに、電流値が所定値より小さくなった時に作動し、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になることを使用者に知らしめるようにマイコン７１の制御により作動されるように構成してある。
また、警告部は、強酸化水が所定量流れるまでに、水質測定装置３０からの検出値が所定値を越え、強酸化水でなくなった時に強酸化水が希薄になることを使用者に知らしめるようにマイコン７１の制御により作動されるように構成してある。
【００７０】
また、警告部は強酸化水を生成するモードで通水を開始してから一度も強酸化水が認識されずに所定量流れた時に作動するようにマイコン７１により制御される。警告部は強酸化水を生成するモードで通水を開始してから一度も強酸化水が認識されない場合の原因として、強酸化水を生成するための無機塩素化合物が供給されていない、無機塩素化合物が溶出していない、あるいは、無機塩素化合物以外の電解質が供給されている場合が多く、これらの場合には無機塩素化合物の溶出がなく、強酸化水は生成できない状態であることを警告部が作動して使用者に知らせるのである。
【００７１】
なお、本発明において、電解水生成装置に強酸化水を所定量汲み置きできる強酸化水採水用タンク７９を同梱し、強酸化水を生成する際にこのタンク７９により強酸化水を採水するようにしてもよい。このように強酸化水を所定量汲み置きできる強酸化水採水用タンク７９を同梱しておくと、図１４に示すように、例えば、台所で使用する場合、強酸化水を上記タンク７９に採水して汲み置きすることができて、シンク内に強酸化水が流れ出ることがなく、塩素ガスの発生量を抑えることができことになる。本実施形態では、強酸化水は約１リットル生成できるように制御し、容量１リットルのタンク７９を同梱しているが、タンク７９の容量、強酸化水の生成量の制御は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
次に、本発明の他の実施形態を図１５、図１６に基づいて説明する。本実施形態においては、基本的な構成は前述の図１２、図１３に示す実施形態と同じであるが、強酸化水を所定量生成するための制御方式及び警告部が異なるので、以下この点を中心に説明する。
マイコン７１は強酸化水の認識を行うと、マイコン７１内にあるタイマー７１ｂをスタートさせ、強酸化水の所定量生成の判定を開始するように構成してある。そして、上記タイマー７１ｂがスタートして一定時間が経過すると、強酸化水が所定量生成されたと判定するものである。図１６のフローチャートに示す実施形態においては、強酸化水の認識後、２分が経過すると、強酸化水が所定量生成されたと判定するようにしている。なお、本実施形態では、図８に示すカウンター７１ｃに変えてマイコン７１にタイマ７１ｂを設けるものであり、他の構成は図８と同じである。
【００７３】
そして、強酸化水の生成を開始して一定時間経過し、強酸化水が所定量生成されたとマイコン７１が判定した時、警告部が作動し、使用者に強酸化水が所定量生成されたことを知らせ、給水の停止を促するようになっている。この警告部は前述の実施形態と同様に表示部７２ｂとブザー７５とによって構成してあり、表示部７２ｂに警告を促する表示が表れ、またブザー７５を鳴動させることにより警告を行うものである。
【００７４】
前記警告部が作動しても、使用者が給水の停止を行わず、警告部が作動してから更に一定時間が経過した時には、マイコン７１が電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に印加する電圧の供給を停止し、強酸化水の生成を停止するように構成してある。図１６のフローチャートに示す実施形態においては、強酸化水を認識後、２分が経過し、その後更に１５秒が経過すると、強酸化水の生成を停止するように構成してある。したがって、強酸化水が所定量生成された後、使用者が給水の停止を行わず、そのまま通水動作を続行した場合も、所定量以上の強酸化水が生成できないので、強酸化水生成時における塩素ガスの発生量を抑制することができるものである。
【００７５】
また、警告部は強酸化水を認識して一定時間経過するまでに、電流値が所定より小さくなった時にマイコン７１による制御で作動するように構成してあり、これにより、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になったことを知らせるようになっている。
そして、警告部は強酸化水を認識して一定時間経過するまでに、水質測定装置３０からの検出値が所定値を越え、強酸化水でなくなった時にマイコン７１による制御で作動するように構成してあり、これにより、強酸化水が生成される限界になり、強酸化水が希薄になったことを知らせるようになっている。
【００７６】
また、警告部は強酸化水が認識されない状態が一定時間続いた時にマイコン７１の制御により作動するように設定してあり、これにより、強酸化水を生成するための電解質の溶出がなく、強酸化水は生成できない状態であることを使用者に知らせるようになっている。
次に、図１７に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、前記した図１２、図１３に示す実施形態、図１５、図１６に示す実施形態にそれぞれ下記の内容を追加する構成となっている。すなわち、強酸化水生成時の水圧が高いと、電解槽１０の電解効率が低下し、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値であっても、ｐＨ２．７程度の強酸化水が生成されていない場合がある。そこで、制御部は、水圧が所定範囲にあるときは、その水質を強酸化水と認識することを有効とし、水圧が所定範囲外にある時は、その水質を強酸化水と認識することを無効とする判定を行うように構成してある。このことにより、電極１３Ａ、電極１３Ｂ間に流れる電流値が所定値になっても、水圧が所定範囲外にある時の酸性水を強酸化水と認識せず、水圧が強酸化水を生成するために必要な所定範囲になってからの酸性水を強酸化水と認識することで、確実に電気分解された強酸化水を所定量生成することができるのである。
【００７７】
ここでいう水圧は流量センサー２３の出力値をマイコン７１が流速として読み取ったものとする。
以上のように強酸化水を所定量確実に生成できるようにし、所定量以上の強酸化水が生成できないようにしたので、２．５ｍ３ 程度の狭い場所で使用した場合でも、周囲空気中の塩素ガス濃度が１ｐｐｍ程度に抑えることができるものであり、労働安全衛生法による塩素ガス濃度の許容値である１ｐｐｍを２．５ｍ３ 程度の狭い空間でも達成できることになる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明は、上記のように、電解隔膜を介して形成した一対の電極室にそれぞれ水を流入させ各電極室に設けた電極間に電圧を印加して水を電解することにより、一方の電極室においてアルカリ性水を生成するとともに他方の電極室において酸性水を生成し、アルカリ性水と酸性水との電解水を各電極室にそれぞれ設けた流出口から各別に流出させるように構成し、前記酸性水を次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水とするべく、各電極室に流入する少なくとも一方の水に無機塩素化合物を添加する電解質供給装置を備えた電解水生成装置であるから、アルカリイオン整水器と強酸化水生成装置との両機能を併せ持たせた電解水生成装置を提供できるのみならず、無機塩素化合物を添加し、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったとき、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御する制御部であって、電極間に電圧を印加する回路に電解槽内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路と電圧の低い強酸化水用の電源回路とを切り替えスイッチを介して接続し、切り替えスイッチが電圧の高いアルカリ用の電源回路側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御され、且つ、切り替えスイッチが電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えられると任意の時間だけ電磁弁側に通電してコンデンサを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチを電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に印加された電圧が所定量の電圧となるように制御する制御部を設けたので、強酸化水の生成モードで通水をしてコンデンサに充電された電圧の印加によって直ぐに所定量の電圧を印加しないことになり、この結果、通水開始時に流れる突入電流を防止することができるものである。
【００７９】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、一定時間後に所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する制御部を設けてあるので、簡単な制御で確実に、通水開始時に流れる突入電流を防止することができるものである。
【００８０】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、前記一定時間の内、通水直後の一定時間を電圧ゼロとするように制御する制御部を設けてあるので、電解槽内に滞留している水が入れ替わるまで電圧を印加しないようにでき、この結果、通水開始時に流れる突入電流を確実に防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】同上を示す構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は同上に用いる水質測定装置の縦断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上に用いる電解質供給装置の断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上に用いる電解質供給装置の容器を示す断面図である。
【図６】同上に用いる近接スイッチを示すブロック図である。
【図７】（ａ）は同上に用いる制御部の概略ブロック図であり、（ｂ）は操作表示部の正面図である。
【図８】同上に用いる制御部のブロック図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】同上に用いる制御部の概略ブロック図である。
【図１３】同上に用いる制御部のフローチャートである。
【図１４】同上の使用例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に用いる制御部の概略ブロック図である。
【図１６】同上に用いる制御部のフローチャートである。
【図１７】本発明の更に他の実施形態に用いる制御部のフローチャートである。
【図１８】本発明の電極間の電圧を制御する制御回路図である。
【図１９】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧のタイムチャートである。
【図２０】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の実施形態のタイムチャートである。
【図２１】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の他の実施形態のタイムチャートである。
【図２２】同上の強酸化水生成モード時における印加電圧の更に他の実施形態のタイムチャートである。
【図２３】従来例を示す概略構成図である。
【図２４】他の従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 電解槽
１１ 電解隔膜
１２Ａ、１２Ｂ 電極室
１３Ａ、１３Ｂ 電極
１４Ａ、１４Ｂ 流入口
１５Ａ、１５Ｂ 流出口
２４ 排水弁
３０ 水質測定装置
４０ 電解質供給装置
４３ 電解質
７１ マイコン
７６ アルカリ用の電源回路
７７ 強酸化水用電源回路
Claims (3)
- 電解隔膜を介して形成した一対の電極室にそれぞれ水を流入させ各電極室に設けた電極間に電圧を印加して水を電解することにより、一方の電極室においてアルカリ性水を生成するとともに他方の電極室において酸性水を生成し、アルカリ性水と酸性水との電解水を各電極室にそれぞれ設けた流出口から各別に流出させるように構成し、前記酸性水を次亜塩素酸が多く含まれた強酸化水とするべく、各電極室に流入する少なくとも一方の水に無機塩素化合物を添加する電解質供給装置を備えた電解水生成装置であって、無機塩素化合物を添加し、強酸化水を生成するためのモードで通水を行ったとき、通水開始から一定時間後に所定量の電圧値となるように制御する制御部を設けたものにおいて、電極間に電圧を印加する回路に電解槽内の水を排水するための電磁弁よりなる排水弁を開閉するための回路を並列に設け、該並列回路にコンデンサを介して電圧を供給するための電源として電圧の高いアルカリ用の電源回路と電圧の低い強酸化水用の電源回路とを切り替えスイッチを介して接続し、切り替えスイッチが電圧の高いアルカリ用の電源回路側に切り替えられている状態で電磁弁駆動信号により電磁弁を駆動するように制御され、且つ、切り替えスイッチが電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えられると任意の時間だけ電磁弁側に通電してコンデンサを放電することで電極間に印加される電圧が所定電圧以下となるように制御すると共に、切り替えスイッチを電圧の低い強酸化水用の電源回路側に切り替えて強酸化水を生成するためのモードとして通水を開始してから一定時間後に電極間に印加された電圧が所定量の電圧となるように制御する制御部を設けて成ることを特徴とする電解水生成装置。
- 通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、一定時間後に所定量の電圧値に到達するまで段階的に電圧値を大きくするように制御する制御部を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
- 通水開始から一定時間後に所定量の電圧値に制御するに当たり、前記一定時間の内、通水直後の一定時間を電圧ゼロとするように制御する制御部を設けて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電解水生成装置。
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