JP4936423B2 - 電解水生成装置及びそれを備えた流し台 - Google Patents

Description

本発明は、水道水等の原水を電気分解することでアルカリイオン水や酸性イオン水を生成する電解水生成装置、及びそれを備えた流し台に関するものである。

近年の安全な水や健康に対する関心の高まりに伴って、水道水等を原水としてこれを電解槽内で電気分解することでアルカリイオン水と酸性イオン水を生成するとともに、このアルカリイオン水と酸性イオン水の一方を吐出管から利用可能に吐出し、他方を排出管から排出する構成の電解水生成装置が一般家庭にも広く普及するに至っている。上記電解水生成装置においては、電解槽内の電極板への通電量を選択することで所望の電解水を得るような制御が提案されているが（特許文献１参照）、実際の電気分解は原水の導電率や原水中に含まれる遊離炭酸の量等の要素にも影響されるものであり、したがって上記の如く通電量を選択するだけでは所望のｐＨ値のアルカリイオン水や酸性イオン水を供給することは困難であった。
特開２００３−１５９５９１号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、排出管を通じて排出される水量を制御することにより吐出管から所望のｐＨ値のアルカリイオン水や酸性イオン水を供給することが可能な電解水生成装置及びそれを備えた流し台を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、電解槽７内に通水された原水を電気分解してアルカリイオン水と酸性イオン水を生成するとともに、生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水の一方を吐出管１３から供給し、他方を排出管１１から排出する電解水生成装置において、排出管１１の水量を変更自在とするために排出管１１に配した排出ポンプ１２と、排出ポンプ１２の出力を制御することで原水の導電率が低いほど排出管１１の水量の比率が高くなるように吐出管１３の水量と排出管１１の水量の比率を変更する制御部１８とを備えたものとする。

上記構成の電解水生成装置にあっては、排出ポンプ１２の出力制御によって排出管１１を通じて排出される水量を制御し、これにより吐出管１３を通じて吐出されるアルカリイオン水や酸性イオン水の流量やその電界強度を調整することが可能となるので、所望のｐＨ値のアルカリイオン水や酸性イオン水を供給することが容易となる。

また上記制御部１８が、電解槽７内に通水される原水の水量に応じて排出ポンプ１２の出力を制御するものであることも好適である。このようにすることで、通水される原水の水量に関わらず所望のｐＨ値のアルカリイオン水や酸性イオン水を供給することが可能となる。

また上記制御部１８が、電解槽７内にて生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水の少なくとも一方の電解強度に応じて排出ポンプ１２の出力を制御するものであることも好適である。

また上記課題を解決するために本発明を、上記構成の電解水生成装置を備えた流し台としてもよい。

本発明は、排出管を通じて排出される水量を制御することにより、吐出管から所望のｐＨ値のアルカリイオン水や酸性イオン水を供給することが可能であるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１には、本発明の実施形態における一例の電解水生成装置の基本構成を示している。図示の如く、電解水生成装置の本体１の給水管２６は、水道水や井戸水等の原水を供給する給水管２に水栓３を介して接続されるものであり、給水管２６を通じて導入された原水は、原水中に含まれる残留塩素やトリハロメタン、カビ臭等を吸着する活性炭及び一般細菌や不純物を取り除く中空糸膜等を備えた浄水部４を経て、更に給水管２６内に供給される原水の流量を測定する流量センサ５を経由した後に、グリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等のカルシウムイオンを付与して導電率を高めるカルシウム供給部６に導入され、このカルシウム供給部６を通過した原水が電解槽７内に導入される構造である。上記流量センサ５は、通水の有無を確認するとともに通水流量を検出して後述の制御部１８に制御指令する流量検知手段となっている。

上記電解槽７は、該電解槽７内を二分して一対の電解室を形成する隔膜８と、両電解室内にそれぞれ配される電極板９，１０とを有しており、給水管２６の下流端部から分岐される一対の分岐管２６ａ，２６ｂが両電解室内に１対１で連通接続されている。また電解槽７には、一方の電極板１０が配される側の電解室（以下、「排出側電解室」という）内の水を排出する排出管１１と、他方の電極板９が配される側の電解室（以下、「吐出側電解室」という）内の水を利用可能に吐出する吐出管１３とが連通接続されている。図中の符号１４は開弁により電解槽７内の排水を排出管１１内へと排出させる電磁弁である。

また本体１には電気回路系統として電源投入用プラグ１６と、この電源投入用プラグ１６を通じて供給される商用の交流電源を直流電源に変換する電源部１７とを備えており、電源部１７には本体１の動作を制御する制御部１８を回路接続させるとともに、この制御部１８には本体１の動作に対する指示（例えば生成するイオン水の水質やｐＨ強度等の指示）及びその操作状態の表示を行う操作表示部１９を回路接続させている。上記制御部１８内には、電極板９，１０への電圧印加を適宜制御する電圧印加制御手段を備えており、ここでの制御によって電解槽７内において隔膜８を介して両電極板９，１０の間で電気分解を生じさせ、生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水の一方を排出管１１から排出させるとともに他方を吐出管１３から吐出させるようになっている。

そして本例の排出管１１中には、該排出管１１を通じて排出される水量を変更自在とする排出ポンプ１２を配しており、制御部１８内にはこの排出ポンプ１２の出力を制御する排出量制御手段２０を備えている。

上記構成の電解水生成装置を用いてアルカリイオン水や酸性イオン水を生成するには、まず使用者は操作表示部１９に配してあるモード選択ボタン（図示せず）を操作して、アルカリイオン水生成モード、酸性イオン水生成モードのいずれかを選択し、更に操作表示部１９に配してあるｐＨ調節ボタン（図示せず）を操作して所望のｐＨ値を適宜設定し、その後に水栓３を開く。水栓３から通水された原水はまず、本体１内の浄水部４にて残留塩素の臭いや細菌等の不純物の除去がなされ、流量センサ５を経た後にカルシウム供給部６にて電気分解が容易となるように処理され、各分岐管２６ａ，２６ｂを通じて電解槽７内の排出側電解室及び吐出側電解室にそれぞれ供給される。

制御部１８は通水後に流量センサ５を介して流量を測定し、その流量レベルが一定レベルを超えたときにその状態が通水中であると判断する。このとき、電源投入用プラグ１６からＡＣ１００Ｖの交流電源を供給することで、電源部１７内のトランス及び制御用電流電源で電気分解に必要な直流電圧電流を発生させ、制御部１８を介して電解槽７内の両電極板９，１０に電圧を印可する。ここで、操作表示部１９のモード選択ボタン及びｐＨ調節ボタンの操作に応じて既に電気分解条件は設定されており、制御部１８はこの条件で電気分解を行わせるように両電極板９，１０への電圧印加を制御するものである。

なお、アルカリ水生成モードにおいては電極板９を陰極、電極板１０を陽極として、吐出側電解室から吐出管１３を通じてアルカリイオン水を吐出させるとともに排出側電解室から排出管１１を通じて酸性イオン水を排出させるように制御し、酸性イオン水生成モードにおいては電極板９を陽極、電極板１０を陰極として、吐出側電解室から吐出管１３を通じて酸性イオン水を吐出させるとともに排出側電解室から排出管１１を通じてアルカリイオン水を排出させるように制御する。

アルカリイオン水及び次亜塩素酸水の生成原理について簡単に説明をすると、電解槽７内の隔膜８は、イオン性物質を自由に通過させるが液体は自由に通過させない程度の微細な孔を有するものであり、この隔膜８で隔たれた一対の電極板９，１０間に充分な電圧を印加することで電解槽７内の水に電気分解を生じさせる。上記電気分解によって陽極側からは酸素ガスや塩素ガス等が発生すると同時に水中にＨ^＋が放出され、陰極側からは水素ガス等が発生すると同時に水中にＯＨ⁻が放出され、結果として陽極側の水は酸性サイドに偏った水となり、陰極側の水はアルカリサイドに偏った水となるのである。

ここで、電解槽７内での原水の電気分解はその原水の導電率や原水中に含まれる遊離炭酸の量等の要素にも影響されるものである。したがって、例えば原水の導電率が低くて電気分解を生じ難い状態である場合や、原水中に遊離炭酸を大量に含んでいるために吐出管１３から吐出されるイオン水が中和されるような場合には、狙い通りのｐＨ値のイオン水が得られないことがある。

本例にあってはこのような場合に、操作表示部１９に配してある排出量変更ボタン（図示せず）を操作して制御部１８内の排出量制御手段２０に変更指令を送り、該排出量制御手段２０が排出ポンプ１２の出力を変更することで排出管１１の水量を変化させるようになっている。給水管２６を通じて電解槽７に送り込まれる水量は一定であっても、上記の如く排水側電解室から排出管１１を通じて排水される水量を変更することで、吐出側電解室から吐出管１３を通じて吐出される水量も対応して変更される。したがって吐出管１３の水量と排出管１１の水量の比率が変更されるものである。上記比率の変更に応じて、吐出側電解室内から吐出管１３を通じて吐出されるイオン水の水量及びｐＨ値が変更されるので、この比率変更を適宜制御することで狙い通りのｐＨ値のイオン水に近付けることが可能である。

図２（ａ）には、吐出管１３の水量と排出管１１の水量の比率を一定とした場合の、原水の導電率と吐出管１３から吐出されるイオン水のｐＨ値との関係を示しているが、図示の如く導電率が低くなるほどに所望のｐＨ値は得られなくなる。これに対して図２（ｂ）に示す如く、原水の導電率が低い（高い）ほどに排出管１１の水量の比率が高く（低く）なるように排出ポンプ１２の出力を変更することで、導電率に関わらず所望のｐＨ値が得られるようになる。

また図３（ａ）には、吐出管１３の水量と排出管１１の水量の比率を一定とした場合の、原水中に含まれる遊離炭酸量と吐出管１３から吐出されるイオン水のｐＨ値との関係を示しているが、図示の如く遊離炭酸量が多くなるほどに所望のｐＨ値は得られなくなる。これに対して図３（ｂ）に示す如く、原水中に含まれる遊離炭酸量が多い（少ない）ほどに排出管１１の水量の比率が高く（低く）なるように排出ポンプ１２の出力を変更することで、遊離炭酸量に関わらず所望のｐＨ値が得られるようになる。

また図４（ａ）には、吐出管１３の水量と排出管１１の水量の比率を一定とした場合の、給水管２６を通じて供給されて本体１内を通過する水量と吐出管１３から吐出されるイオン水のｐＨ値との関係を示しているが、図示の如く水量が基準量よりも多くなる程に所望のｐＨ値は得られなくなる。これに対して図４（ｂ）に示す如く、本体１内を通過する水量が多く（少なく）なる程に排出管１１の水量の比率が高く（低く）なるように排出ポンプ１２の出力を変更させることで、本体１内を通過する水量に関わらず所望のｐＨ値が得られるようになる。したがって、本体１内を通過して電解槽７内に通水される水量を流量センサ５で検知するとともに、制御部１８の排出量制御手段２０がこの検知結果を基に排出ポンプ１２の出力を上記の如く変更するような制御モードを設けることも好適である。

また、上記のような原水の導電率や遊離炭酸量や水量を基準に排出ポンプ１２の出力を制御するのでなく、吐出管１３中を流れるイオン水のｐＨ値を検知するｐＨセンサ（図示せず）を備えるとともに、このｐＨセンサの検知結果に基づいて排出ポンプ１２の出力を制御するような制御モードを設けることも好適である。図５に示すように排出管１１の水量の比率を変化させることで、吐出管１３中を流れるイオン水のｐＨ値は変更自在であるから、制御部１８の排出量制御手段２０がｐＨセンサの検知結果を基に排出ポンプ１２の出力を適宜変更するように設けることで、所望のｐＨ値のイオン水を得ることができる。

図６には、上記構成の電解水生成装置を備えた流し台を示している。この流し台はステンレスや人工大理石等から成るものであり、この流し台の上面に、電解水生成装置のＡＢＳ等のプラスチックやステンレスから成る本体１を設置している。本体１に原水を供給する給水管２は、流し台の側面及び上面を貫通して取り付けてある。給水管２には使用者が手動で開閉させる水栓３が設定されており、この水栓３の下流側には水路切換弁４０が取り付けてある。使用者は上記水路切換弁４０を切換操作することで、原水を本体１内に供給するか或いはそのまま流し台の水槽４１上に供給するかが選択自在となっている。

本体１には浄水部４及び電解槽７が内蔵されるとともに本体１の上面には吐出管１３が設置されており、浄水部４や電解槽７を通過して得られた浄水やアルカリイオン水、或いは酸性イオン水が吐出管１３を通じて流し台の水槽４１上に供給される構造である。水槽４１上に供給された水は、排水口４２から臭気逆流防止用のトラップ４３を有する排水管４４を通過した後に、流し台の外部へと排水されることとなる。

本発明の実施形態における一例の電解水生成装置の概略構成図である。 （ａ）は同上の電解水生成装置における原水の導電率とｐＨ値との関係を示す説明図であり、（ｂ）は原水の導電率と排水の比率とｐＨ値との関係を示す説明図である。 （ａ）は同上の電解水生成装置における原水中の遊離炭酸量とｐＨ値との関係を示す説明図であり、（ｂ）は原水中の遊離炭酸量と排水の比率とｐＨ値との関係を示す説明図である。 （ａ）は同上の電解水生成装置における本体中を流れる水量とｐＨ値との関係を示す説明図であり、（ｂ）は本体中を流れる水量と排水の比率とｐＨ値との関係を示す説明図である。 同上の電解水生成装置における排水の比率とｐＨ値との関係を示した説明図である。 同上の電解水生成装置を備えた流し台の全体を示す説明図である。

符号の説明

７ 電解槽
１１ 排出管
１２ 排出ポンプ
１３ 吐出管
１８ 制御部

Claims (4)

1. 電解槽内に通水された原水を電気分解してアルカリイオン水と酸性イオン水を生成するとともに、生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水の一方を吐出管から供給し、他方を排出管から排出する電解水生成装置において、排出管の水量を変更自在とするために排出管に配した排出ポンプと、排出ポンプの出力を制御することで原水の導電率が低いほど排出管の水量の比率が高くなるように吐出管の水量と排出管の水量の比率を変更する制御部とを備えることを特徴とする電解水生成装置。
2. 上記制御部が、電解槽内に通水される原水の水量に応じて排出ポンプの出力を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 上記制御部が、電解槽内にて生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水の少なくとも一方の電解強度に応じて排出ポンプの出力を制御するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解水生成装置を備えた流し台。

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