JP3662692B2 - Electrolyzed water generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続してアルカリ性水と酸性水を電解生成する電解槽と、水道原水やその浄水、あるいは電解槽で生成されたアルカリ性や酸性の電解水などの水質を電気化学的に測定する水質測定器とを設けて形成される電解水生成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電解槽2と電気化学的水質測定器20とを設けた電解水生成装置として、図8に示す構造のものが従来から知られている。図8に示す電解水生成装置は電解槽2、浄水装置3、電解質供給装置4などから構成されるいわゆるアルカリイオン整水器であり、電解槽2は隔膜5により、電極6が配置された電極室7と、電極8が配置された電極室9とに槽内部を区画して形成してある。
【0003】
そして水道水が一般に使用される原水は、まず浄水装置3を通して浄化される。浄水装置3は原水に含まれる有機物、無機物あるいは次亜塩素酸などの臭気成分を除去するものであり、通常、抗菌活性炭フィルタ及び中空糸膜などのマイクロフィルターにて構成されている。次に、浄水装置3から流出した浄水は、電極室9に直接連通した流入路11と、電極室7に連通した流入路10とに分流されて電解槽2に流入される。このように電解槽2に流入される水には、電極室7,9の上流において接続された電解質供給装置4から電解を促進する電解質が連続的に供給されるようになっている。電解質としては乳酸カルシウムまたはグリセロリン酸カルシウムなどのカルシウム塩が使用される。
【0004】
上記のように電解槽2に水を連続的に流しながら、電極6に陽極の電解電圧を印加すると共に電極8に陰極の電解電圧を印加して電気分解することによって、電極室9にアルカリ性水(いわゆるアルカリイオン水)が、電極室7に酸性水(いわゆる酸性イオン水)が生成される。このように生成されたアルカリ性水は流出路12から、酸性水は流出路13から別々の流路を通って吐出される。
【0005】
上記のようにして電解槽2で電気分解して得られたアルカリ性や酸性の電解水の水質は、電気分解のために供給した電気量に応じてpH値がファラデーの法則に従うため、従来では、電気分解に要した電気量から逆算して推定されていた。しかし、電解槽2で生成された電解水の水質は、電気分解のために供給した電気量の他に、電解槽2への水の通水流量、電解槽2での水の滞留時間、電解槽2への水の流入流量と電解槽2の容積の比などにも依存する。例えば電解槽2での水の滞留時間が長ければ長い程、電解効率が上がり、電解効率が100%に満たない場合(一般には連続通水式の電解水生成装置では電解効率は10%程度である)、電解された水と未電解の水との存在比率により生成された電解水の水質が変わることになる。また水に含まれている溶存成分、特に各種のイオン種や、炭酸水素イオンなどの緩衝性を有する溶存ガスなどによっても、電解後の水質が影響を受ける。
【0006】
このように、電解水生成装置で得られる電解水の水質は、電解槽2内での印加電圧は勿論、電解槽2に流入する水の量や原水水質等によっても大きな影響を受けるものであり、電気分解に要した電気量から逆算した推定値では水質を把握することができない。そこで、図8のように、アルカリ性水の流出路12や酸性水の流出路13に水質測定装置20を設け、電解水の水質を直接測定することが行なわれている。
【0007】
ここで、電解槽2から流出する電解水は数cm/sec〜数10cm/sec程度の流速があり、電解水をリアルタイムで連続的に測定するには、測定に要する時間がタイムラグにならない測定原理で水質の計測を行なう必要があるが、電気化学的測定原理を利用した水質測定装置20は、作用電極を通過する検水溶液に直接接触して水質測定を行なうことが可能であり、従って、電解水生成装置における水質測定装置20としては電気化学的測定器が最も適しており、このような電気化学的水質測定器20を用いてpH、酸化還元電位、各種イオン濃度を測定するようにしている。例えば、実開昭56−172391号公報に記載されている電解水生成装置には、電気化学的水質測定装置としてpHセンサを設け、生成された電解水のpH値を表示するようにしてある。また、特開平5−64785号公報に記載されている電解水生成装置では、電気化学的水質測定装置としてpHセンサを設け、pHセンサの出力信号に基いて、目標設定pH値に対するその偏差pHに対応した電解電圧や流量を増減させるフイードバック制御を行うようにしている。
【0008】
電気化学的測定原理を利用した水質測定装置は、作用電極(検知電極)と比較電極で構成される電極を具備して形成されるものであり、水質変化による作用電極と比較電極の間の電位差あるいは電流変化を検知することによって、水質を測定するようにしたものであり、電気化学的水質測定装置20の構造の概略を図9〜図11に示す。
【0009】
図9はpHセンサ、図10は酸化還元電位センサを示すものであり、飽和もしくは3.3M(mol/L)の塩化カリウム溶液等の内部溶液16を封入する封入部18と、電解水が通水される検水部17との間に液絡部保持部材24が設けてあり、液絡部保持部材24にアルミナ系セラミックスなどの多孔質材で形成される液絡部(塩橋)22を保持させてある。尚、内部溶液16には塩化カリウムの安定な溶出及び結晶化防止のためにカルボキシメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系増粘剤を添加することもある。比較電極部21の電極としては銀/塩化銀電極が通常使用され、比較電極部21は内部溶液16に浸漬してある。図9及び図10において14は検知された電位差を増幅する電位差増幅アンプ、15は内部溶液補充口、30は流入口、31は流出口であり、検水である電解水は流入口30から検水部17に入り、流出口31から流出するように検水部17内を流れるようになっている。
【0010】
また検知用作用電極部28としては、図9のpHセンサでは内部電極26aをガラス感応膜27内に封入したものとして形成してあり、また図10の酸化還元電位センサでは白金又は金などの不反応性金属電極26bを用い、白金線等のリード線44を被覆した熱収縮テフロンチューブ又はガラスなどの絶縁被覆部29の先端にこの電極26bを取り付けたものとして形成してある。この作用電極部28はその下部を液絡部保持部材24を通して検水部17内に臨ませてある。
【0011】
図11はpHセンサと酸化還元電位センサとを一体化させた構造のものであり、比較電極21をpHセンサと酸化還元電位センサとで共通して用い、pHと酸化還元電位の両方を測定することができるようにしたタイプのものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような作用電極部28を検水部17に臨ませた電気化学的水質測定装置20には次のような問題があった。
電解槽2で水が電気分解されると、電極8が陰極の電極室9では
2H2 O+2e- →2OH- +H2
電極6が陽極の電極室7では
2H2 O→4H+ +O2 +4e-
2Cl- →Cl2 +2e-
の反応が起こり、アルカリ性水と酸性水が生成されると同時に、水素や酸素、塩素も発生し、水素や酸素はガス成分として電解水に含まれる。
【0013】
そしてこのようなガス成分の気泡を同伴した電解水を検水部17に通して計測する際に、電解水中の気泡が作用電極部28の表面に付着し、電極に対する電解水の作用が気泡でブロックされ、異常な出力が出て正確な測定ができないという問題があった。
また検水部17に通される流量が少ない場合には、電解水中のガス成分が検水部17内に滞留し易くなり、この結果、比較電極部21を内部溶液16を介して検水である電解水と電気的に導通させる塩橋の役割を果たす液絡部22が気泡の層で覆われて断線状態になり、計測が不能になるおそれがあるという問題もあった。
【0014】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、作用電極への気泡付着による影響を受けることなく安定して水質測定ができる電解水生成装置を提供し、さらに流量の少ない場合でも気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定ができる電解水生成装置を提供することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る電解水生成装置は、水を電気分解することによりアルカリ性水と酸性水を生成し、この生成されたアルカリ性と酸性の電解水を各別に流出させる電解槽と、電解槽の下流側に配設され、電解槽で生成された電解水の水質を電気化学的に測定する水質測定装置とを具備して形成される電解水生成装置において、電解水が通水される検水部、下部を検水部内に臨ませて配設される作用電極部、内部溶液を封入する封入部、封入部内に配設される比較電極部、検水部と封入部の間の多孔質の液絡部を具備して水質測定装置を形成し、作用電極部の検水部内の下部を、円錐台形、円錐形、斜めカットした断面三角形のいずれかの形状で下方へ凸となる凸形状に形成して成ることを特徴とするものである。
【0016】
また請求項2の発明は、検水部内での横方向の水流に作用電極部の下部の電極が当たる位置に、作用電極部を配置して成ることを特徴とするものである。
また請求項3の発明は、検水部の天井面を流入口側から流出口側へ上向き傾斜する傾斜面に形成して成ることを特徴とするものである。
また請求項4の発明は、検水部を通過する水に壁面流を生じさせるための挿入部材を検水部内に設けて成ることを特徴とするものである。
【0017】
本発明の請求項5係る電解水生成装置は、水を電気分解することによりアルカリ性水と酸性水を生成し、この生成されたアルカリ性と酸性の電解水を各別に流出させる電解槽と、電解槽の下流側に配設され、電解槽で生成された電解水の水質を電気化学的に測定する水質測定装置とを具備して形成される電解水生成装置において、電解水が通水される検水部、下部が検水部内に臨ませて配設される作用電極部、内部溶液を封入する封入部、封入部内に配設される比較電極部、検水部と封入部の間の多孔質の液絡部を具備して水質測定装置を形成し、電解槽から水質測定装置の検水部への流路に、水質測定装置の上流側で分岐すると共に水質測定装置の下流側の流路に接続されるバイパス経路を設け、バイパス経路にオリフィスを設けると共にオリフィスをその断面積S1 が検水部へ流入する流路の断面積S2 に対してS1 /S2 <0.8となるように形成して成ることを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図2は電解水生成装置の一例を示すものであり、電解槽2、浄水装置3、電解質供給装置4、水路切換弁32、及び電気化学的水質測定装置20等をハウジング33に納めたものとして構成されている。浄水装置3は抗菌活性炭からなる濾過材34と中空糸膜からなる濾過材35とを備えたものであり、この2種類の濾過材34,35はそれぞれ単一のカートリッジに納めてあって、カートリッジごと交換することができるようにしてある。
【0019】
電解槽2内は、電極6が設置された電極室7と、電極8が設置された電極室9とに隔膜5で区画されており、底部側に流入路10,11を、上部側に流出路12,13を備えている。これら流出路12,13は、水路切換弁32を介して吐出管36,37に接続されている。ここにおいて、流入路10と流出路13は一方の電極6を囲む隔膜5内の電極室7に連通し、流入路11と流出路12は他方の電極8を囲む電極室9に連通しているのであるが、流入路10は流入路11よりも細くされていて、電極7側に流れ込む流量が電極8側に流れ込む流量より1:3乃至1:4位の比率で少なくなるように調整されている。また上記水路切換弁32は、流出路12と吐出管36とを連通させる時、流出路13と吐出管37とを連通させ、流出路12と吐出管37とを連通させる時、流出路13と吐出管36とを連通させるように電磁ロータリー弁もしくはモータ式切換弁で構成されている。
【0020】
また、水道蛇口42に接続した切り替えレバーユニット43と浄水装置3の間にはサーミスタ39と定流量弁41が接続され、また、浄水装置3と電解槽2の間には流量検知センサ38と電磁弁40とが配置されており、電磁弁40と上記流入路10、11を個別に接続する配管のうち、流入路10に至る管の途中に電解質供給装置4(カルシウム剤添加筒)が配置されている。電磁弁40は排水口44につながっており、流量検知センサ38により通水を止めて一定時間すると開いて、電解槽2内やその他の配管系内の残留水を排出口44から排出するようにしてある。前記の吐出管37の途中には、電気化学的水質測定装置20が配置されている。この電気化学的水質測定装置20については後で詳述する。
【0021】
次に水道水から電解水を生成させるときの水の流れについて説明する。水道蛇口42に接続した切り扱えレバーユニット43を、浄水装置3側に水が流れるように切り換えると、浄水装置3及び電解質供給装置4を通して流入路10、11から電解槽2内に水が導入され、電気分解されるわけであるが、電解槽2内の電解電圧の印加は流量検知センサ38により検知された場合に開始される。
【0022】
そして、アルカリ性水を得たい旨の指示がなされているならば、電解槽2内の電極6が陽極に、電極8が陰極となるように電解電圧が印加され、流出路12側にアルカリ性水が、流出路13側に酸性水が得られる。この時水路切換弁32は流出路12と吐出管37とを連通させると共に流出路13と吐出管36とを連通させる状態に設定されており、アルカリ性水が吐出管37側に、酸性水が吐出管36側に吐出される。
【0023】
また酸性水が得たい旨の指示がなされているときは、指示された酸性水の電解度合に応じて次の2つの水の流れとなる。先ず、弱酸性水の場合には、電解槽2の電極6が陰極に、電極8が陽極になるように電解電圧が印加され、流出路13側にアルカリ性水、流出路12側に(弱)酸性水が得られる。この時、水路切換弁32は上記と状態と同じに設定されており、(弱)酸性水が吐出管37に、アルカリ性水が吐出管36側に吐出される。
【0024】
強酸性イオン水の場合は、電解槽2内の電極6が陽極に、電極8が陰極となるように電解電圧が印加され、流出路12側にアルカリ性水が、流出路13側に酸性水が得られる。この時、水路切替弁32は流出路12と吐出管36とを連通させると共に流出路13と吐出管37とを連通させる状態に切り替えられており、(強)酸性水が吐出管37に、アルカリ性水が吐出管36側に吐出される。このように、強酸性水を吐出管37から吐出させる場合に、電極6を陽極とするのは、前述のように、電極6側への流入路10を電極8側の流入路11より絞って流入量を少なくしているために、強酸性水を得ることが容易となっているためである。
【0025】
上記のように電解槽2で生成されて吐出管37より吐出される電解水は、電解槽2と吐出管37との間に配置される電気化学的水質測定装置20によって水質が測定される。
電気化学的水質測定装置20として、図1に示すような電解水の酸化還元電位を測定するものについて説明する。
【0026】
この電気化学的水質測定装置20は、電位差検出方式の電気化学センサであり、電極が作用電極(検知電極)28と比較電極21、及び液絡部22とで構成され、水質変化による作用電極28と比較電極21の電位差あるいは電流の変化を検出するものである。本実施の形態では電気化学的水質測定装置20の構造を酸化還元電位を測定するもので説明するが、図9〜図11に示したように、PH、或は各種イオン濃度や溶存ガスなどの水中溶存成分を測定するものも基本的には同様な構造である。
【0027】
筒状に形成されるセンサ本体1の下部内には、封入部18と検水部17とを仕切るように液絡部保持部材24が設けてあり、液絡部保持部材24にアルミナ系セラミックスなどの多孔質材で形成される液絡部(塩橋)22を保持させてある。液絡部保持部材24はシリコンなどの絶縁材料によって形成してある。封入部18には飽和もしくは3.3M(mol/L)の塩化カリウム(KCl)溶液等の内部溶液16が封入してあり、この内部溶液16にはKClの安定な溶出のために溶液が4000cps以上(通常は10000cps程度が好ましい)となるようにカルボキシメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系増粘剤が添加してある。比較電極部21は電極を銀/塩化銀電極で形成してあり、内部溶液16に浸漬してある。図1において14は検知された電位差を増幅する電位差増幅アンプ、15は内部溶液補充口、30は検水部17の下部に設けた流入口、31は検水部17の上部に設けた流出口であり、検水である電解水は流入口30から検水部17の下部内に入り、上部の流出口31から流出するように検水部17内を流れるようになっている。
【0028】
また作用電極部28は、熱収縮性テフロンチューブで白金線等のリード線44を被覆し、あるいはガラスにリード線44を封入して絶縁被覆部29を形成すると共に、絶縁被覆部29の下端に白金又は金などの不反応性金属電極26bをリード線44と接続して設けることによって形成されるものであり、この作用電極28は電極26bを設けた下部が検水部17内に位置するように、液絡部保持部材24を通して取り付けてある。そして作用電極部28の下端部は、図3(a)に示すように下方へ凸となる形状に、すなわち下端部が細くなる形状に形成してある(請求項1)。
【0029】
しかして、電解槽2で生成された電解水は流入口30から検水部17に流入し、流出部31から流出される。そして電解水が検水部17を通過する際に、酸化還元電位が計測される。ここで、上記のように、作用電極部28の電極26bを設けた下端部は下方へ凸形状に形成してあるので、気泡が作用電極部28の下端部の電極26bの表面に付着しても、気泡の浮力が凸形状に沿って外側方へ作用し、気泡は浮上して作用電極部28の下端部から外れ易くなる。しかも作用電極部28の下端部の回りの水流も凸形状に沿って外側方(上方)へ向かった流れが生じ、気泡がこの水流に同伴されて作用電極部28の下端部に付着し難くなる。このようにして、作用電極28の下部に気泡が付着することを防いで、電極26bの表面が気泡で覆われなくなるものであり、気泡の付着による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0030】
作用電極部28の下部を凸形状に形成するにあたっては、作用電極部28の下端部を図3(a)のように下端のエッジをC面取りして円錐台形に形成する他、図3(b)のように円錐形に形成したり、図3(c)のように斜めカット形状に形成したりすることができる。
【0031】
ここで、図1に示すように、検水部17の液絡部保持部材24の下面として形成される天井面17aは、検水部17の下部に設けられる流入口30側から検水部17の上部に設けられる流出口31側へ上向き傾斜する傾斜面として形成してある(請求項3)。検水部17の天井面17aをこのような傾斜面に形成することによって、流入口30から検水部17の下部に流入した電解水は傾斜する天井面17aに沿ってスムーズに上昇して検水部17内を流れ、上部の流出口31から流出させることができる。従って、水量が少ない場合でも、気泡は検水部17内で下から上へスムーズに流れる水流に同伴され、気泡を流出口31からスムーズに流出させることができるものであり、気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0032】
図4は請求項2の発明の実施の形態を示すものであり、検水部17の対向する一方の側面に流入口30を設けると共に他方の側面に流出口31を設け、電解水が検水部17内を流入口30側から流出口31側へと横方向(水平方向)に流れるようにしてあり、作用電極部28の下端に面する電極26aの面がこの横方向の水流に当たるように作用電極部28が設けてある。このものでは、横方向の水流に気泡が同伴されて流れ、作用電極部28の下端部の電極26aに気泡が付着することを防ぐことができ、気泡付着による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0033】
図5は請求項4の発明の実施の形態を示すものであり、検水部17の下部に設けられる流入口30と検水部17の上部に設けられる流出口31の間において、検水部17内に球状あるいは円柱状あるいは板状などの挿入部材19が挿入してある。このように検水部17内に挿入部材19を設けると、流入口30から検水部17内に流入した電解水は挿入部材19の外面と検水部17の内壁との間を通過して流出口31側へと、検水部17の内壁に沿って流れ、検水部17内の電解水は検水部17の壁面に沿う壁面流となるものであり、流入口30から流出口31へと水流が短絡することがなくなる。従って、水量が少ない場合でも、壁面流となった水流に同伴されて天井壁面に溜まる気泡は流出口31へとスムーズに排出され、検水部17内に気泡が滞留することがなくなるものであり、気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0034】
図6は請求項5の発明の実施の形態を示すものである。すなわち、電解槽2と水質測定装置20との間の流路45が流入口30の外周にはめ込んで接続してあり、水質測定装置20と吐出管37との間の流路46が流出口31に接続してある。そして水質測定装置20の上流側において流路45の上部からバイパス経路47が分岐してあり、このバイパス経路47は水質測定装置20の下流側において流路45の上方位置で流路46に接続してある。またこのバイパス経路47の内周にはオリフィス48を設けて内径を絞ってある。オリフィス48は、オリフィス48の内周の断面積をS1 とし、バイパス経路47の分岐箇所から流入口30に至るまでの間の経路で最も内径の小さい部分(図6では流入口30)の内周の断面積をS2 とすると、S1 /S2 <0.8となるように、その内径を設定してある。
【0035】
このものにあって、電解槽2で生成された電解水は流路45を通過して流入口30から検水部17に入り、流出口31から流路46へ出て吐出管37から吐出されるが、電解槽2から水質測定装置20への途中で大きくなった気泡をバイパス経路47を通じて流路45から流路46へと逃がすことができ、気泡が検水部17に入って検水部17内に滞留することを防ぐことができるものである。そしてこの場合、電解水の流量が少ないときには、流路45からバイパス経路47を通過して流路46へと短絡してしまい、検水部17へ水が流れなくなり、検水部17内に却って気泡が滞留してしまうおそれがある。このためにバイパス経路47にオリフィス48を設け、バイパス経路47を通過して流路45から流路46へと短絡することを防ぐようにしている。
【0036】
図7は上記のS1 とS2 の比を各種設定して実験を行なったときの、検水部17に水が流れなくなって気泡が滞留し、測定エラーが発生した確率を示すものであり、毎分0.3リットルの水量で行なったときの結果を「○」でプロットし、毎分0.5リットルの水量で行なったときの結果を「△」でプロットして示す。図7にみられるように、S1 /S2 <0.8とすることによって、水流の短絡がなくなって測定エラーの発生がなくなることが確認される。オリフィス48の内径が小さい程、水流の短絡を防ぐ効果が高いが、気泡を逃がす効果とのバランスを考慮すると、0.3<S1 /S2 <0.8となる範囲でオリフィス48を形成するのが好ましい。
【0037】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項1に係る電解水生成装置は、水を電気分解することによりアルカリ性水と酸性水を生成し、この生成されたアルカリ性と酸性の電解水を各別に流出させる電解槽と、電解槽の下流側に配設され、電解槽で生成された電解水の水質を電気化学的に測定する水質測定装置とを具備して形成される電解水生成装置において、電解水が通水される検水部、下部を検水部内に臨ませて配設される作用電極部、内部溶液を封入する封入部、封入部内に配設される比較電極部、検水部と封入部の間の多孔質の液絡部を具備して水質測定装置を形成し、作用電極部の検水部内の下部を、円錐台形、円錐形、斜めカットした断面三角形のいずれかの形状で下方へ凸となる凸形状に形成するようにしたので、気泡が作用電極部の下部に付着しても凸形状に沿って浮上して外れ易くなると共に、作用電極部の下部の回りの水流は凸形状に沿った流れになって、気泡がこの水流に同伴されて付着し難くなり、この結果、気泡の付着による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0038】
また請求項2の発明は、検水部内での横方向の水流に作用電極部の下部の電極が当たる位置に、作用電極部を配置するようにしたので、横方向の水流に気泡が同伴されて流れ、作用電極部の下部の電極に気泡が付着することを防ぐことができ、気泡の付着による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0039】
また請求項3の発明は、検水部の天井面を流入口側から流出口側へ上向き傾斜する傾斜面に形成するようにしたので、流入口から検水部に流入した電解水は傾斜する天井面に沿ってスムーズに検水部内を流れて流入口から流出し、水量が少ない場合でも、気泡はこのスムーズに流れる水流に同伴されて流出口から流出されるものであり、気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0040】
また請求項4の発明は、検水部を通過する水に壁面流を生じさせるための挿入部材を検水部内に設けるようにしたので、検水部内の水流が流入口から流出口へと短絡することがなくなり、水量が少ない場合でも、壁面流となった水流に同伴されて気泡は流出口へとスムーズに排出されるものであって、検水部内に気泡が滞留することがなくなるものであり、気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【0041】
また請求項5の発明は、電解槽から水質測定装置の検水部への流路に、水質測定装置の上流側で分岐すると共に水質測定装置の下流側の流路に接続されるバイパス経路を設け、バイパス経路にオリフィスを設けると共にオリフィスをその断面積S1 が検水部へ流入する流路の断面積S2 に対してS1 /S2 <0.8となるように形成したので、気泡をバイパス経路を通じて水質測定装置の上流側の流路から水質測定装置の下流側の流路へと逃がすことができ、気泡が検水部に入って滞留することを防ぐことができるものであり、しかも流量が少ないときに電解水がバイパス経路を通過して短絡し、検水部に水が流れなくなることをオリフィスで防ぐことができるものであり、この結果、水量が少ない場合でも検水部内に気泡が滞留することがなくなって、気泡の滞留による影響を受けることなく安定して水質測定を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いる水質測定装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図2】本発明に係る電解水生成装置の実施の形態の一例の概略構成を示す断面図である。
【図3】本発明の請求項1の発明の実施の各種の形態を示すものであり、(a),(b),(c),(d),(e)はそれぞれ作用電極部の一部の断面図である。
【図4】請求項2の発明の実施の形態を示す断面図である。
【図5】請求項4の発明の実施の形態を示す断面図である。
【図6】請求項5の発明の実施の形態を示す断面図である。
【図7】請求項5の発明における、オリフィス径と気泡滞留による測定エラーの確率との関係を示すグラフである。
【図8】従来の電解水生成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図9】従来の水質測定装置(pHセンサ)の一例の断面図である。
【図10】従来の水質測定装置(酸化還元電位センサ)の一例の断面図である。
【図11】従来の水質測定装置(pHセンサと酸化還元電位センサの一体化タイプ)の一例の断面図である。
【符号の説明】
2 電解槽
16 内部溶液
17 検水部
17a 天井面
18 封入部
19 挿入部材
20 水質測定装置
21 比較電極部
22 液絡部
28 作用電極部
30 流入口
31 流出口
45 流路
46 流路
47 バイパス経路
48 オリフィス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolytic cell that continuously generates electrolytic water of alkaline water and acidic water, and water quality that electrochemically measures water quality such as raw water for tap water or purified water thereof, or alkaline or acidic electrolytic water generated in an electrolytic cell. The present invention relates to an electrolyzed water generating device formed by providing a measuring device.
[0002]
[Prior art]
As an electrolyzed water generating apparatus provided with the
[0003]
And the raw water in which tap water is generally used is first purified through the
[0004]
As described above, while electrolytically supplying water to the
[0005]
Since the pH value of alkaline or acidic electrolyzed water obtained by electrolysis in the
[0006]
Thus, the quality of the electrolyzed water obtained by the electrolyzed water generating device is greatly influenced not only by the voltage applied in the
[0007]
Here, the electrolyzed water flowing out from the
[0008]
A water quality measurement device using an electrochemical measurement principle is formed by including an electrode composed of a working electrode (detection electrode) and a reference electrode, and a potential difference between the working electrode and the reference electrode due to water quality change. Alternatively, the water quality is measured by detecting a current change, and an outline of the structure of the electrochemical water
[0009]
FIG. 9 shows a pH sensor, and FIG. 10 shows an oxidation-reduction potential sensor. An
[0010]
The detection working
[0011]
FIG. 11 shows a structure in which a pH sensor and a redox potential sensor are integrated. The
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electrochemical water
When water is electrolyzed in the
2H2O + 2e-→ 2OH-+ H2
In the
2H2O → 4H++ O2+ 4e-
2Cl-→ Cl2+ 2e-
At the same time, alkaline water and acidic water are generated, and hydrogen, oxygen, and chlorine are also generated. Hydrogen and oxygen are contained in the electrolyzed water as gas components.
[0013]
And when the electrolyzed water accompanied by such gas component bubbles is passed through the water-sensing
In addition, when the flow rate passed through the
[0014]
The present invention has been made in view of the above points, and provides an electrolyzed water generating apparatus capable of stably measuring water quality without being affected by bubbles adhering to the working electrode. It is an object of the present invention to provide an electrolyzed water generating apparatus capable of stably measuring water quality without being affected by staying.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
An electrolyzed water generator according to
[0016]
The invention of
According to a third aspect of the present invention, the ceiling surface of the water inspection section is formed as an inclined surface that is inclined upward from the inlet side to the outlet side.
The invention according to
[0017]
An electrolyzed water generating apparatus according to
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 2 shows an example of the electrolyzed water generating device, in which the
[0019]
The inside of the
[0020]
A
[0021]
Next, the flow of water when generating electrolyzed water from tap water will be described. When the cut-off
[0022]
If an instruction to obtain alkaline water is given, an electrolytic voltage is applied so that the
[0023]
When an instruction to obtain acid water is given, the following two water flows are made according to the degree of electrolysis of the indicated acid water. First, in the case of weakly acidic water, an electrolysis voltage is applied so that the
[0024]
In the case of strongly acidic ionic water, an electrolytic voltage is applied so that the
[0025]
As described above, the water quality of the electrolyzed water generated in the
As the electrochemical water
[0026]
The electrochemical water
[0027]
In the lower part of the
[0028]
The working
[0029]
Thus, the electrolyzed water generated in the
[0030]
In forming the lower portion of the working
[0031]
Here, as shown in FIG. 1, the
[0032]
FIG. 4 shows an embodiment of the invention of
[0033]
FIG. 5 shows an embodiment of the invention of
[0034]
FIG. 6 shows an embodiment of the invention of
[0035]
In this case, the electrolyzed water generated in the
[0036]
FIG. 7 shows the above S1And S2This indicates the probability that when the experiment was conducted with various ratios of water, water stopped flowing in the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the electrolyzed water generating apparatus according to the first aspect of the present invention generates alkaline water and acidic water by electrolyzing water, and electrolyzes the generated alkaline and acidic electrolyzed water separately. In an electrolyzed water generating device formed by including a tank and a water quality measuring device that is disposed downstream of the electrolyzer and electrochemically measures the quality of electrolyzed water generated in the electrolyzer, A water sample passing part, a working electrode part arranged with the lower part facing the water sample part, a sealing part for enclosing the internal solution, a comparison electrode part provided in the sealing part, a water detection part and a sealing part A water quality measuring device is formed with a porous liquid junction between the working electrode part and the lower part in the water inspection part of the working electrode part.Convex downward with a truncated cone shape, conical shape, or diagonally cut cross-sectional triangle shapeSince it is formed in a convex shape, even if bubbles adhere to the lower part of the working electrode part, it tends to float along the convex shape and come off easily, and the water flow around the lower part of the working electrode part follows the convex shape. As a result, the bubbles are less likely to adhere to the water flow, and as a result, the water quality can be measured stably without being affected by the adhesion of the bubbles.
[0038]
In the second aspect of the invention, since the working electrode portion is arranged at a position where the lower electrode of the working electrode portion hits the lateral water flow in the water sampling portion, bubbles are entrained in the lateral water flow. It is possible to prevent bubbles from adhering to the electrode below the working electrode part, and to perform water quality measurement stably without being affected by the adhesion of bubbles.
[0039]
In the invention of
[0040]
In the invention of
[0041]
Further, the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a water quality measuring device used in the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of an embodiment of an electrolyzed water generating device according to the present invention.
FIG. 3 shows various embodiments of the invention of
4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the invention of
5 is a sectional view showing an embodiment of the invention of
6 is a cross-sectional view showing an embodiment of the invention of
7 is a graph showing the relationship between the orifice diameter and the probability of measurement error due to bubble retention in the invention of
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of a conventional electrolyzed water generating apparatus.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an example of a conventional water quality measurement device (pH sensor).
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a conventional water quality measuring apparatus (oxidation reduction potential sensor).
FIG. 11 is a cross-sectional view of an example of a conventional water quality measuring apparatus (integrated type of pH sensor and oxidation-reduction potential sensor).
[Explanation of symbols]
2 Electrolysis tank
16 Internal solution
17 Water inspection section
17a Ceiling
18 enclosure
19 Insertion member
20 Water quality measuring device
21 Reference electrode
22 Liquid junction
28 Working electrode
30 Inlet
31 outlet
45 flow path
46 channel
47 Bypass route
48 Orifice
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