JP4162027B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、水道水などの飲用に適した水を、対向する陰陽電極とその間に不織布、イオン交換膜などを配置した構造を有する電解槽に導き入れ、電気的エネルギーの付加（電気分解）により、アルカリイオン水と酸性水を生成する電解水生成装置に関するものである。

従来より、電解水を生成する電解水生成装置が用いられている。電解水とは、水を電解処理して得られる水溶液の総称で、電解水生成装置は水を電気分解する機能を持つ、飲用のアルカリ性電解水（アルカリイオン水）、及び外用の酸性電解水を生成する装置をいう（例えば特許文献１参照）。

電解水生成装置としては、貯水タンク内に電極板や隔膜を設けて電解槽を形成し、この貯水タンク（電解槽）に原水を溜めて一定時間電圧を印加することにより電解水を生成する貯水式と、装置本体の給水経路を水道蛇口等に直結して水道水を供給することにより連続的に電解水を生成する連続式の二方式に大別される。以下、貯水式と連続式の電解水生成装置についてそれぞれ説明する。

貯水式の電解水生成装置は、図２５に示すように、電解槽を貯水タンクと兼ねたもので、電解槽内を隔膜３３によって陽極室３１と陰極室３２とに隔離し、陽極室３２に陽極３４Ａを配置するとともに、陰極室３１に陰極３４Ｂを配置してある。電解槽における電解水の生成について説明する。

水道水等のカルシウムイオンを含む飲用可能な水（以下、原水という）を、電解槽の陽極室３２、陰極室３１にそれぞれ貯水して、一定時間直流電圧を印加することにより電解槽内に貯水された原水に直流電流を流すと、原水に含まれる陽イオン（Ｍｎ＋）は陰極に、陰イオン（Ｘ−）は陽極に引き寄せられ、陰極３４Ｂと陽極３４Ａの表面において接触している原水は電気分解されて下記に示した反応が生じる。
陰極反応：
２Ｈ_２Ｏ ＋２ｅ⁻ → Ｈ_２ ＋ ２ＯＨ⁻
Ｍ^ｎ＋ ＋ ｎＯＨ⁻→ Ｍ（ＯＨ）_ｎ
陽極反応：
Ｈ_２Ｏ → １／２Ｏ_２＋ ２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻
２Ｃｌ⁻ → Ｃｌ^２＋ ２ｅ⁻
Ｃｌ_２（ａｑ） ＋ Ｈ_２Ｏ→ ＨＣｌ ＋ ＨＯＣｌ
即ち、電気分解によって陰極室３１では、水酸化物イオン、水素ガス、カルシウムイオン及び水酸化カルシウムを含有したｐＨ値がアルカリ性のアルカリイオン水を生成し、陽極室３２では、酸素ガス及び次亜塩素酸を含有したｐＨ値が酸性の酸性電解水をそれぞれ生成する。

なお、原水の電気伝導率が低い場合には、所定のｐＨ値のアルカリイオン水を生成するために電解補助剤としてカルシウム化合物を添加する必要がある。

次に、連続式の電解水生成装置について図２６に基づいて説明する。連続式の電解水生成装置は、電解槽２を隔膜５によって陽極室１８と陰極室１４とに区画し、陰極室１４に陰極１２Ａを配置するとともに、陽極室１８に陽極１２Ｂを配置してある。

この連続式の電解水生成装置は、水道水を原水とするもので、水道蛇口を装置本体の給水経路に直結してある。給水経路からの水道水は、浄水装置３を通して電解槽２の陰極室１４と陽極室１８とに導入される。浄水装置３は、水道水中にふくまれる有機物、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−にて構成されている。

また、浄水装置３から下流へ流出した浄水は、通水路４及び分岐路７を経て、陰極室１４に直接連通した流入路２２と、陽極室１８に連通した流入路２０とに分流される。通水路４の電極室（陰極室１４及び陽極室１８）の上流側には、電極室上流においた電解質供給装置６により連続的に電解質が供給される。電解質としては、一般的に乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等のカルシウム塩が使用される。なお、電解質を陰極室１４に供給すると電解槽２から吐出されるアルカリイオン水に電解質がそのまま混入するので、陽極室１８に流入する水にのみ電解質を供給するようにしてもよい。

電解槽２に通水された原水は、陰極１２Ａと陽極１２Ｂに電流を流して電気分解することにより、陰極室１４にアルカリイオン水が、陽極室１８に酸性イオン水が生成する。生成した電解水は、アルカリイオン水は流出路２３から、酸性イオン水は流出路２１からそれぞれ別々の経路を通って吐出される。
特開平９−１２２６４５号公報

しかしながら、上述したような従来の貯水式の電解水生成装置、連続式の電解水生成装置においては、以下のような問題がある。

貯水式の電解水生成装置においては、電解水を生成するのに電解槽に貯水してから一定時間を要するもので、必要時にすぐに電解水を得られない場合があるものであった。

さらに、貯水タンク内に電極板（陽極３４Ａ及び陰極３４Ｂ）や隔膜３３を設けて電解槽を構成していて電極板が電解槽（貯水タンク）の上側に露出してしまい、使用者が電極板に直接触れて感電する惧れがあり、また、手指が電解槽に貯水されている原水に触れると手の汚れ等が電極板表面に付着して電解性能が低下してしまう惧れがあるため、電解槽内の電極板や原水等が露出しないように対策を実施する必要があるものであった。

連続式の電解水生成装置においては、水道蛇口等に直結して連続的に電解水を生成することが可能なため、生成所要時間が短く、電解槽を開放する必要が無いので電解槽内の電極板及び原水に直接触れない構造にすることが可能であるが、給水経路と水道蛇口を接続する必要があるため、水道蛇口周辺しか設置する事ができないものであった。

さらに、連続的に電解水を得られるように水道蛇口に直結してあるので、ミネラルウォーター等の好みの硬度の水を原水として用いることが不可能であった。また、冷えたアルカリイオン水を飲みたいような場合、生成したアルカリイオン水を冷蔵庫等で冷やすことが一般的であるが、アルカリイオン水は溶存成分やｐＨ値の観点からも、生成直後が最も性状が安定しており、経時的に原水方向に戻る性質があるため、特に夏場では水温の低い生成直後のアルカリイオン水を得ることは困難であった。

そこで、電解槽とは別の原水給水用の原水貯水タンクと、原水供給手段と、前記電解槽で生成された電解水を吐水させる吐水経路とを設けたものが考えられて上記問題を解決したものの、このような電解水生成装置においては、その操作方法が煩雑であり、誤操作時に装置を保護する必要があるものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操作方法を簡略化するとともに誤操作時を含めて装置を保護することができる電解水生成装置を提供するにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る電解水生成装置は、電解槽４２内に配設された陰極４２Ａと陽極４２Ｂに電圧を印加することにより、電解水を生成する電解水生成装置であって、原水給水用の原水貯水タンク４４Ａと、ポンプ４５Ａと止水弁４５Ｂから成る原水供給手段と、前記電解槽４２で生成された電解水を吐水させる吐水経路４８，４９とを設け、電解水を生成させるための動作スイッチ４３Ｃを有し、当該動作スイッチ４３Ｃの作動により、原水供給手段の駆動と陰極４２Ａと陽極４２Ｂへの電圧印加の両方を行う制御手段を有する電解水生成装置において、前記原水貯水タンク４４Ａ内に、水道水や浄水などの飲用適な水以外の液体が注入されたことを検出する検出手段を設けると共に、当該検出手段により、飲用的な水以外の液体が注入されたことを検出した場合、陰極４２Ａと陽極４２Ｂへの電圧印加を停止させる制御手段を有することを特徴とするものである。このような構成とすることで、例えばジュースや牛乳などの水以外の液体を誤使用により注入されたとしても、機器の故障を防止することが出来る。

また、請求項２に係る発明にあっては、請求項１に係る発明において、前記検出手段により、飲用的な水以外の液体が注入されたことを検出した場合、原水供給手段の駆動を停止させる制御手段を有することを特徴とするものである。このような構成とすることで、例えばジュースや牛乳などの水以外の液体をさらに電気分解した飲用不適な液体を使用者に飲用させないようにすることが出来る。

また、請求項３に係る発明にあっては、請求項１又は２に係る発明において、陰極４２Ａと陽極４２Ｂへの電圧印加を行うための電源回路は、定電流制御方式であって、前記検出手段は、一定電流制御中に発生した陰極４２Ａ・陽極４２Ｂ間電圧を監視し、陰極４２Ａ・陽極４２Ｂ間電圧が所定値以下か否かを判定する制御手段を有することを特徴とするものである。このような構成とすることで、例えばジュースや牛乳などの水以外の液体を誤使用により注入されたとしても、機器の故障を防止することが出来る。

また、請求項４に係る発明にあっては、請求項１又は２に係る発明において、前記検出手段は、陰極４２Ａと陽極４２Ｂへの電圧印加した際に流れる電流を監視し、陰極４２Ａ、陽極４２Ｂ間に流れる電流が所定値以上か否かを判定する制御手段を有することを特徴とするものである。このような構成とすることで、例えばジュースや牛乳などの水以外の液体を誤使用により注入されたとしても、機器の故障を防止することが出来る。

本発明にあっては、水道水や浄水などの飲用適な水以外の液体が注入されたことを検出する検出手段を設け、この検出手段により飲用的な水以外の液体が注入されたことを検出した場合、陰極と陽極への電圧印加を停止させるようにしたことで、例えばジュースや牛乳などの水以外の液体を誤使用により注入されたとしても、機器の故障を防止することが出来る。

以下、本発明の電解水生成装置の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。まず、電解水生成装置の全体概略について図１乃至図８に基づいて説明する。

電解水生成装置は、図１，図２に示すように、内部に電解槽４２等の機器を収納した電解水生成装置本体（以下、装置本体４１）と、電解水を生成するための電解槽４２と、電解槽４２への供給電圧を制御する制御回路４３Ａ及び操作回路４３Ｂと、原水供給用の開口部を有して装置本体４１に対して着脱自在となった原水貯水タンク４４Ａと、原水貯水タンク４４Ａ内の原水を前記電解槽４２へ供給するポンプ４５Ａと、前記電解槽４２で生成された電解水を吐水させる吐水経路４８，４９とで主体が構成される。ポンプ４５Ａは、水の落差により直ちにポンプ４５Ａ内に水を送り込むことが可能となるよう、原水貯水タンク４４Ａより下方に配置してある。

原水貯水タンク４４Ａの開口部と装置本体４１の接合部には、フィルタ５０Ａ及び弁５０Ｂが配設してある。フィルタ５０Ａは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、弁５０Ｂに内蔵されており、止水ゴム５０Ｃの下方に設置されている。フィルタ５０Ａは錆が発生しないステンレス製であり、下流にあるポンプ４５Ａの最小隙間以上の異物が流れ込んでポンプをロックさせないように配慮したものである。本実施形態では、０．５ｍｍ以上の異物を除去できるようなメッシュ径に設定している。フィルタ５０Ａは取り外しが出来ない位置となっているため、メンテナンスの際は軸５０Ｅを指で押し込んだ状態ですすぐ必要がある。なお、フィルタ５０Ａは、図２に示すように、弁５０Ｂの上方、すなわち、止水ゴム５０Ｃに被さるように設置しても良く、この位置の場合は、フィルターを使用者が取り外してメンテナンスが出来る等のメリットがある。弁５０Ｂは原水貯水タンク４４Ａを装置本体に装着した状態時のみ開となるもので、その開閉については図３及び図４に示した。

即ち、図３（ａ）においては、原水貯水タンク４４Ａを装置本体４１に接合した状態であるが、弁５０Ｂ中に配置してある軸５０Ｅが装置本体４１側に配置してあるリブ５０Ｆによって上部に移動し、止水ゴム５０Ｃが開状態となる。また、図３（ｂ）は、原水貯水タンク４４Ａを装置本体４１より離脱させた状態であるが、このときに軸５０Ｅに配設したバネ５０Ｄにより、軸５０Ｅは下部に移動し、止水ゴム５０Ｃは閉状態となる。

なお、この弁５０Ｂは図４（ａ）に示すように、リブ５０Ｆの代わりに操作レバー５０Ｇによって手動で開閉させるものであってもよい。或いは、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、開閉自在のスライド弁５０Ｈを、操作レバー５０Ｇにより手動で開閉させるものであってもよい。原水の供給は、原水貯水タンク４４Ａが装置本体４１に装着した状態に限らず、取り外した状態（例えば、原水貯水タンク４４Ａのみを水道蛇口の下に置き、直接水道水を注入するなど）でも可能である。

原水貯水タンク４４Ａを受ける受部５９（原水貯水タンク４４Ａの装置本体４１への装着部装置本体４１側）は図２に示すように、凹型に形成し、原水貯水タンク４４Ａを装置本体４１へ装着した状態では、原水貯水タンク４４Ａの下部外側面と原水貯水タンク受部５９の間に隙間を設けた。これは、冷水を原水貯水タンク４４Ａに入れた場合に原水貯水タンク４４Ａの外側に結露水が発生した場合、結露水を溜取ることを目的とするものであり、更に後述する電解水貯水タンク４４Ｂに導出する排水経路５５により、溜まった結露水を排水として導出することをも可能とした。

電解槽４２内には、隔膜４２Ｃが配設されて陰極室４２Ｄと陽極室４２Ｅとに区画され、陰極室４２Ｄに陰極４２Ａが配設されるとともに陽極室４２Ｅに陽極４２Ｂが配設されており、電圧を印加することにより、陽極４２Ｂにて酸性水、陰極４２Ａにてアルカリイオン水を生成することができるものである。この電解槽４２は、内部の電極板（即ち陽極４２Ｂ及び陰極４２Ａ）、隔膜４２Ｃ、貯えらえる水に使用者が直接触れることのないよう閉鎖したセル構造としている。

電解水を生成するには、先ず使用者により原水貯水タンク４４Ａに原水を供給し、操作銘板４３Ｄ上の動作スイッチ４３Ｃを作動させると、止水弁４５Ｂ（本実施形態では電磁弁を用いており、以下電磁弁４５Ｂと記述する）を開いた後にポンプ４５Ａが作動する。

フィルタ５０Ａで不純物が除去された原水は、ポンプ４５Ａの作動により、吐水経路４６，４７を経て電解槽４２に流入し、電解槽４２内で電気分解されることにより、原水に含まれる陽イオン（Ｍｎ＋）は陰極４２Ａに、陰イオン（Ｘ−）は陽極４２Ｂに引き寄せられ、電極の表面において接触している水は電気分解されて下式（ａ）〜（ｅ）に示した反応が生じる。
陰極反応：
２Ｈ_２Ｏ ＋２ｅ⁻ → Ｈ_２ ＋ ２ＯＨ⁻ ・・・（ａ）
Ｍ^ｎ＋ ＋ ｎＯＨ⁻→ Ｍ（ＯＨ）_ｎ ・・・（ｂ）
陽極反応：
Ｈ_２Ｏ → １／２Ｏ_２＋ ２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻ ・・・（ｃ）
２Ｃｌ⁻ → Ｃｌ^２＋ ２ｅ⁻ ・・・（ｄ）
Ｃｌ_２（ａｑ） ＋ Ｈ_２Ｏ→ ＨＣｌ ＋ ＨＯＣｌ ・・・（ｅ）
即ち、電気分解によって陰極室４２Ｄでは水酸化物イオン、水素ガス、カルシウムイオン及び水酸化カルシウムを含有したｐＨ値がアルカリ性のアルカリイオン水を生成し、陽極室４２Ｅでは酸素ガス及び次亜塩素酸を含有したｐＨ値が酸性の酸性水をそれぞれ生成する。

なお本実施形態では、制御回路４３Ａによるポンプ４５Ａ及び電磁弁４５Ｂの作動及び電解槽４２への電解電圧の印加は、ポンプ４５Ａ及び電磁弁４５Ｂの作動後に電解電圧印加としたが、これらを同時に行うことも可能であり、詳細は後述する。図７に操作銘板４３Ｄを示す。操作回路４３Ｂには、ポンプ４５Ａの作動と電解槽４２への電圧印加の両方を兼ねた動作スイッチ４３Ｃを配置している。

そして、生成されたそれぞれの電解水は、所定の経路を通って吐出される。

即ち、陰極４２Ａが配置してある陰極室４２Ｄで生成されたアルカリイオン水は、吐水経路４８を経てアルカリイオン水吐水口５１より吐水される。

ここにおいてアルカリイオン水吐水口５１は装置本体４１下面より、ある程度高い位置に配置することで、使用者が直接、コップ等で受け取れるように配慮した。

なお本実施形態においては、動作スイッチ４３Ｃは手動操作を行うスイッチとしたが、赤外線を用いた非接触スイッチとし、使用者がコップなどの容器をアルカリイオン水吐水口５１の下に配置することで、原水供給及び電解槽４２への電圧印加を開始するものとしてよい。

一方、陽極４２Ｂが配置してある陽極室４２Ｅで生成された酸性水は、吐水経路４９を経て酸性水吐水口５２より吐水される。

ここにおいて、酸性水吐水口５２は電解水貯水タンク４４Ｂに臨ませてある。電解水貯水タンク４４Ｂは、上方に開口する箱状に形成されて装置本体４１の下端部に設けられるもので、前記のようにその開口の上方に酸性水吐水口５２を配置することで、酸性水吐水口５２から下方に向けて吐出される酸性水が電解水貯水タンク４４Ｂに貯水される。

本実施形態では図５及び図６に示すように、電解水貯水タンク４４Ｂは装置本体４１との接合部にガイド６１Ａを設け、装置本体４１側には電解水貯水タンク４４Ｂとの接合部にガイド６１Ｂを設けた。

図８に示すように、ガイド６１Ａ及び６１Ｂに沿って電解水貯水タンク４４Ｂを装置本体４１に装着した状態から外す方向へスライド移動させることにより、アルカリイオン水吐水口５１と酸性水吐水口５２の両方を電解水貯水タンク４４Ｂに臨ませる位置に配置する（即ち、電解水貯水タンク４４Ｂの上開口の上方に配置する）ことが可能である。

この電解水貯水タンク４４Ｂの配置は、例えば、通水開始の初期の段階では電解水が安定するまでに多少の初期捨て水が必要であり、また、メンテナンスとして装置本体４１の通水経路を、洗浄剤などを用いて通水洗浄する場合もあるため、アルカリイオン水吐水口５１と酸性水吐水口５２の両方を捨て水として電解水貯水タンク４４Ｂに吐水させる時に有効である。

なお、使用者が供給する原水は、水道水に限らず市販されているミネラルウォーターや冷水等を用いることも可能で、使用原水の水質や水温が制限されず、飲用可能な水であれば全て使用できるものである。反面、例えばジュースや牛乳水以外の液体や塩水等の飲用不適な液体を誤って原水に入れる可能性もあるが、これらが原水として供給されたことを検出した場合、電気分解を停止するようにしており、詳細は後述する。

更に、従来の連続式電解水生成装置のように水道蛇口に接続する必要はなく、また生成された酸性水は電解水貯水タンク４４Ｂに貯水されるため、装置本体４１をシンク等の排水設備周辺に設置する必要がなく、設置場所は制約されない。

また、原水供給に関しても水道等の水廻りに持ち込むものは取り外した原水貯水タンク４４Ａのみで対応可能のため、装置本体４１の水かかりの危険性もなく、また、電解槽４２は閉鎖したセル構造のため、電極板等に直接触れる心配もない等、各種トラブルの回避面でもメリットは多い。

なお、本実施形態では、動作スイッチ４３Ｃの作動により電気分解の開始を指示したが、電源プラグ５８の投入時に同時に電気分解を開始させたり、一定重量以上の圧力が加えられた時に開となる弁５０Ｂを用いることで原水貯水タンク４４Ａ内に一定量以上の原水があると認識したときに自動的に電気分解を開始させるなど、動作スイッチ４３Ｃの作動を削除することも可能である。

また、本実施形態では、電源プラグ５８は装置本体４１と分離可能なマグネット式プラグを採用しており、これは、電源コードを引っ掛けた場合も装置本体４１が転倒して危害を与えることはないよう配慮したものである。

次に、本実施形態におけるポンプ４５Ａ及び電磁弁４５Ｂの作動及び電解槽４２への電解電圧の印加に関し、図９の制御フロー図を用いて述べる。

動作スイッチ４３Ｃを作動させると、ポンプ４５Ａの空回りや、エアがみのトラブルを回避する目的で先ず、電磁弁４５Ｂが開となり、その後にポンプ４５Ａを作動させる。

前記動作スイッチ４３Ｃは、本実施形態では、動作スイッチ４３Ｃを指等で押し続けている間は作動し、動作スイッチ４３Ｃから指等を離すと動作が解除されるようにしている。なお、一旦動作スイッチ４３Ｃを押すと作動し、再度動作スイッチ４３Ｃを押すと動作が解除されるようにしたり、一旦動作スイッチ４３Ｃを押すと作動し、一定時間後や一定流量後に自動停止するようにしても良い。

ポンプ４５Ａを作動させた後、一定時間経過した後に、電解槽４２への電圧印加を行うものとしたが、これはポンプ４５Ａ作動から電解槽４２内に原水が供給されるまで、幾らかのタイムラグがあることを加味したもので、給水開始後、より確実に電解槽４２内に原水が到達してから電気分解を行い、不必要な電圧印加を行わないようにした。なお、このタイムラグの対処としては、一定流量の原水が通過した後としてもよい。

電解槽４２への電圧印加時より、制御回路４３Ａにて電解電流を連続的或いは定期的に読み込みを行うが、所定量以上の電流が検知されない場合は電解槽４２への電圧印加を停止するものとした。

これは、電解槽４２内に十分に原水が供給されていない状態では、電解電流値がゼロか或いは極めて低くなることを利用したもので、電解槽４２内の水の存在を確実に判断し、供給されていない場合には不必要な電圧印加を行わないようにした。

なお、図１０に示すように、電圧印加の停止に引き続いて電磁弁４５Ｂ、ポンプ４５Ａも停止するように制御するものとしたが、電磁弁４５Ｂ、ポンプ４５Ａの停止順序については後述する。尚、電圧印加停止は必ずしも電磁弁４５Ｂ、ポンプ４５Ａより先に行わなくても、数秒程度（本実施形態では０．５秒）であれば、電磁弁４５Ｂ、ポンプ４５Ａの後になっても良いものとする。また、電磁弁４５Ｂやポンプ４５Ａの停止前に、一定時間経過毎に１回、或いは複数回、再度電圧を印加し、電解電流を読み込み直すことで原水の存在を再確認するようにしてもよい。

なお、これらのフローは動作スイッチ４３Ｃを作動している間においてのみ、制御が行われるものとした。

次に、使用者が使用終了動作を行ったときの制御に関して述べる。

図２０に示すように、上記のように動作スイッチ４３Ｃを作動している間は、ポンプ４５Ａ及び電磁弁４５Ｂが作動し、電解槽４２への電解電圧が印加されているが、使用者は使用を終了すると動作スイッチ４３Ｃの作動を解除する。この時、アルカリイオン水吐水口５１からの水がすばやく停止することが望ましく、使用終了後、アルカリイオン水吐水口５１からの水切れが悪いと使い勝手が悪くなる。このため、本実施形態では、動作スイッチ４３Ｃの作動が解除されると、すぐに電磁弁４５Ｂの作動を停止し、電磁弁４５Ｂを閉止させるようにしている。その後、ポンプ４５Ａの作動を停止させる。電磁弁４５Ｂはポンプ４５Ａより下流側に位置するため、電磁弁４５Ｂを閉止すれば、水が供給されなくなるため、アルカリイオン水吐水口５１からの水切れが良くなる。なお、図２１に示すように、動作スイッチ４３Ｃの作動が解除されると、すぐにポンプ４５Ａを駆動させるための電圧極性を反転させ、ポンプ４５Ａを逆回転させ、一定時間後に電磁弁４５Ｂを閉止することで、アルカリイオン水吐水口５１からの水切れを良くする方法もある。

次に、制御回路４３Ａの詳細に関して述べる。

図２２に示すように、本実施形態では、電解槽４２内の陰極４２Ａと陽極４２Ｂへの電圧印加を行うための電源回路として、定電流制御方式を採用している。この方式は、電解槽４２内に流れる電解電流値が一定電流以上にならないよう、印加電圧を変動させるものであり、電気分解しやすい水質であれば、印加電圧は低く、電気分解しにくい水であれば印加電圧が高くなる。印加電圧の上限値（本実施形態では約４０Ｖ）まで達しても、一定電流が流れない場合は、電圧上限値での定電圧制御となるので、電解槽４２内に水が供給されていない場合などは電解電流値がゼロ或いは極めて低くなる。前述に述べたように電流値がゼロ或いは極めて低い場合は電解槽４２への電圧印加を停止するものとしている。

ジュースや牛乳等の水以外の液体や塩水等の飲用不適な液体を誤って原水として供給された場合、電気分解しやすくなるため、一般的な水質以上に印加電圧が低くなることになる。

これら水以外の液体での電気分解を継続しないために、所定値以下まで印加電圧が低下した場合を検出して電気分解を停止するように制御する。合わせて、ポンプ４５Ａ及び電磁弁４５Ｂも前述の順番で停止するよう制御する。この動作を行うことで、機器の故障を防止すると共に、これら水以外の液体をさらに電気分解したことによる飲用不適な液体を使用者に誤飲させないようにすることが出来るのである。

他の実施形態として、図２３に示すように、定電流制御方式以外の回路を使用する場合について述べる。ある所定の電圧を印加し、そのときに流れる電流値を監視し、その電流値が所定値以上流れることを検出する。ジュースや牛乳等の水以外の液体や塩水等の飲用不適な液体を誤って原水として供給された場合は、電気分解しやすくなるため、一般的な水質以上に電流値が高くなることになる。これら水以外の液体での電気分解を継続しないために、所定値以上まで電解電流が高くなった場合を検出して電気分解を停止するように制御するのである。

次に、逆電洗浄の制御に関して述べる。水道水を電気分解すると、陰極４２Ａ側では水道水中に含まれる炭酸成分とカルシウム等の金属イオンが反応し、炭酸カルシウム等として析出し陰極４２Ａ表面に付着する。逆電洗浄の制御に関して述べる。

付着した炭酸カルシウムにより電極板の有効面積が減少すると、残された有効な電極板表面にのみ電流が流れるため、電極の劣化が早くなる。この対策として、印加電圧を逆転させて通常の逆反応を起こすことにより、付着した炭酸カルシウム等を金属イオンと炭酸成分に分離し除去することが一般的である。

図１１において、水量センサ５６は原水貯水タンク４４Ａ内の水量或いは電解水貯水タンク４４Ｂの水量を検出できるものであるが、ここでは前者を検出するフロート式のセンサとし、図１２に示すように、水量センサ５６により、水量が一定量以下になったとき陰極４２Ａ及び陽極４２Ｂへの印加電圧を逆転させることにより、電極板表面に付着した汚れ等を除去し、電解槽４２を長寿命化することができるものとした。

また図１３に示すように、水量センサ５６により、電解槽４２内に水が満たされている状態で且つ原水貯水タンク４４Ａ内の原水が無くなった状態を検出させることもでき、これにより、印加電圧逆転に使用する水量を抑制することができるため、できるだけ多くの酸性水、アルカリイオン水を供給することができる。

なお、水量センサ５６として水の浮力により動作するフロートスイッチを用いたが、図１４のように、電極２本を用いて電気的導通の有無により水位を検出する電気伝導率センサ６２のように直接水位を検出することができるもの、図１５のように原水貯水タンク４４Ａの下に重量計を設置して水量による重量の変化から水位を検出する重量センサ６３を用いて間接的に水位を検出するものを用いることもできる。

また、原水貯水タンク４４Ａへの給水量の把握方法として、ポンプ４５Ａの動作時間（タイマー等を利用）や、ポンプ４５Ａの電気的変量（動作電圧又は動作電流の関係）の検出値に基づいて間接的に水量の検出を行うこともできる。

ポンプ４５Ａの電気的変量とは即ち、一定電圧を印加したときのポンプは、原水貯水タンク４４Ａに水がある場合（負荷時）に流れる電流に比べ、原水貯水タンク４４Ａに水がない場合（無負荷時）に流れる電流は少なくなることを変量とするものである。

その制御フローは図１６に示したが、負荷量による電流値の違いを検出させることにより水位センサを用いることなく、原水貯水タンク４４Ａの水量や水の有無を検出させることができる。

一方、図１７に示したように、水量センサ５６が電解水貯水タンク４４Ｂの水量を検出できるものとした場合では、水量センサ５６により、水量が一定量貯まったことを検知して、ポンプ４５Ａの駆動を休止或いは停止させることにより、電解水貯水タンク４４Ｂのオーバーフローを防止することとした。

ここで、一定量の水が貯まったことを検知した際に、使用者に知らしめる報知手段を設けたものとすれば、電解水貯水タンク４４Ｂのオーバーフローに至る前に、使用者に電解水貯水タンク４４Ｂ内の水を処分する等の対処をせしめることもできる。

本実施形態において、報知手段は図７中で示した報知ランプ４３Ｅ（満水ランプ）とした。この報知ランプ４３Ｅは、動作スイッチ４３Ｃと関係なく、動作スイッチ４３Ｃが作動していない時でも表示させるようにした。

また、図１８に示したように、容器検出スイッチ５７は重量検知スイッチであり、電解水貯水タンク４４Ｂが装着されたか否かを検出し、装着されたことを検知した時のみポンプ４５Ａを駆動可能にするようにした。

具体的には図１９に示すように、容器検出スイッチ５７は電解水貯水タンク４４Ｂの水量検出手段と装着検出手段を兼ね、電解水貯水タンク４４Ｂの重量以上でかつ電解水貯水タンク４４Ｂ満水時の重量未満の場合にのみ、ポンプ４５Ａの駆動を可能にし、電解水貯水タンク４４Ｂ内の水量がオーバーフローすることの防止と、電解水貯水タンク４４Ｂの未装着時の給水による漏水を防止できるものとした。

電解水貯水タンク４４Ｂの重量未満或いは電解水貯水タンク４４Ｂ満水時重量以上の場合の、少なくとも何れか一方の場合、使用者に知らしめる報知手段を設けたものとすれば、電解水貯水タンク４４Ｂ内の水量がオーバーフローすることと、電解水貯水タンク４４Ｂの未装着であることを使用者にしらしめて、適切な対処を実施せしめることとした。

報知手段は図７で示した報知ランプ４３Ｆ（確認ランプ）とした。

この報知ランプ４３Ｆは、動作スイッチ４３Ｃと関係なく、動作スイッチ４３Ｃが作動していない時でも表示させるようにした。

図中に記載の、空気取込口５３及び空気取込経路５４については、図２４により述べる。

図２４（ａ）では、空気取込口５３と空気取込経路５４で構成される空気取込部は、吐水経路４８の電解槽４２からアルカリイオン水吐水口５１に至るまでの間に配置し、空気取込経路５４の一部を吐水経路４６，４７，４８，４９と空気取込経路５４の分岐路よりも上に位置させた。

これにより、給水停止時に空気取込部より速やかにエアが進入することにより、装置本体４１内部の吐水経路４６，４７，４８，４９並びに電解槽４２内の残存水を速やかに排出でき、残存水の微生物繁殖などの経時的劣化を防止できる。

なお、吐水経路４８の電解槽４２からアルカリイオン水吐水口５１に至る吐水経路４８においては、水は自重により落下して吐出されるもので、この吐水経路４８に対して前記の空気取込経路５４は逆方向に設けてあり、且つ空気取込経路５４は吐水経路４８より内径が細いかあるいは同等で、圧損が高くなるようにしている。本実施形態の場合は、吐水経路４８の内径を３φ、空気取込経路５４の内径を３φに設定している。このため、ポンプ４５Ａの作動により水が流れてきても空気取込経路５４側を水が逆流することはない。

更に、より確実かつ速やかに、装置本体４１内部の吐水経路４６，４７，４８，４９並びに電解槽４２内の残存水を排出させるために、空気取込経路５４の一部を、図２４（ｂ）の如く電解槽４２上部よりも上に配置させてもよい。

更に、空気取込口５３を電解水貯水タンク４４Ｂに臨ませる（即ち、電解水貯水タンク４４Ｂの上開口の上方に配置する）ことにより、高流量の水量で、万一、水が空気取込経路５４を逆流することがあれば、漏水することなく電解水貯水タンク４４Ｂに溜水させる。この空気取込口５３はなるべく酸性水吐水口５２と近い位置になるように配置しており、電解水貯水タンク４４Ｂを前述のように（吐水開始初期の捨て水、或いは逆電洗浄時）にスライドさせた状態で使用した場合も、漏水することなく電解水貯水タンク４４Ｂに溜水させることが出来る。

また図２４（ｃ）では、より確実に空気取込経路５４を水が逆流することを防止するために、空気取込経路内５４に遮蔽板６０を配設した実施形態である。

本発明の一実施形態の電解水生成装置の構成図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の概略全体側断面図である。 同上の実施形態の原水貯水タンクと装置本体との取付部分の拡大図を示し、（ａ）は原水貯水タンクを装置本体に取付けた状態を示す側断面図であり、（ｂ）は原水貯水タンクを装置本体から取外した状態を示す側断面図である。 （ａ）は原水貯水タンクの他例の操作部を取付けた部分の側断面図であり、（ｂ）は原水貯水タンクの更に他例の操作部を取付けた部分の側断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の操作部の平面図である。 同上の実施形態の電解水貯水タンクを示し、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は平面図であり、（ｄ）は正面図である。 同上の実施形態の装置本体を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の操作部を示す図である。 同上の実施形態の電解水貯水タンクの装置本体への装着を説明する図であり、（ａ）は電解水貯水タンクを装置本体へ装着した状態を示し、（ｂ）は電解水貯水タンクの装置本体への装着を解除した状態を示す。 同上の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図の他例である。 他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図の他例である。 更に他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 更に他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 同上の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 更に他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 更に他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 更に他の実施形態の電解水生成装置の構成図である。 本発明の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 本発明の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 本発明の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 本発明の実施形態の電解水生成装置の制御フロー図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ電解槽の部分の説明図である。 従来の貯水式電解水生成装置の説明図である。 従来の連続式電解水生成装置の説明図である。

符号の説明

４２ 電解槽
４２Ａ 陰極
４２Ｂ 陽極
４３Ｃ 動作スイッチ
４４Ａ 原水貯水タンク
４５Ａ ポンプ
４５Ｂ 止水弁
４８ 吐水経路
４９ 吐水経路

Claims (4)

1. 電解槽内に配設された陰極と陽極に電圧を印加することにより、電解水を生成する電解水生成装置であって、原水給水用の原水貯水タンクと、ポンプと止水弁から成る原水供給手段と、前記電解槽で生成された電解水を吐水させる吐水経路とを設け、電解水を生成させるための動作スイッチを有し、当該動作スイッチの作動により、原水供給手段の駆動と陰極と陽極への電圧印加の両方を行う制御手段を有する電解水生成装置において、前記原水貯水タンク内に、水道水や浄水などの飲用適な水以外の液体が注入されたことを検出する検出手段を設けると共に、当該検出手段により、飲用的な水以外の液体が注入されたことを検出した場合、陰極と陽極への電圧印加を停止させる制御手段を有することを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記検出手段により、飲用的な水以外の液体が注入されたことを検出した場合、原水供給手段の駆動を停止させる制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
3. 陰極と陽極への電圧印加を行うための電源回路は、定電流制御方式であって、前記検出手段は、一定電流制御中に発生した陰極・陽極間電圧を監視し、陰極・陽極間電圧が所定値以下か否かを判定する制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電解水生成装置。
4. 前記検出手段は、陰極と陽極への電圧印加した際に流れる電流を監視し、陰極・陽極間に流れる電流が所定値以上か否かを判定する制御手段を有することを特徴とする請求項 １又は２記載の電解水生成装置。

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