JP5127752B2 - 配管洗浄機能を備えた電解水生成装置 - Google Patents

配管洗浄機能を備えた電解水生成装置 Download PDF

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Description

本発明は、水道水に電解質を添加した被電解水を電解槽内に導入して電気分解を行うことにより、電解槽の陰極室からアルカリ性電解水(以下アルカリ性水という)を生成し、陽極室からは酸性電解水(以下酸性水という)を生成するように構成した電解水生成装置に関するものであって、具体的には、上記の電解水を生成するに当たって、アルカリ性水の水路に付着するスケールを、自動的に除去することができる配管洗浄機能を備えた電解水生成装置に関するものである。
電解水生成装置でアルカリ性水と酸性水を生成する場合には、通常水道水に電解質として代表的な食塩を添加して電気分解を行なう。水道水には陽イオンを持ったマグネシウムやカルシウムが含まれ、電気分解により陰極側がアルカリ性になり、水酸化マグネシウムや水酸化カルシウムとなって析出するため、これがスケールとなって隔膜や電極に付着して導通不良等をもたらす。
この問題を解決する為に、電解水の生成時には電極に印加する電圧の極性を反転させることにより酸性水を生成して、付着したスケールを溶解する方法を採っている。
しかし、電極に印加する電圧の極性を反転させることにより、酸性水を生成して電解槽内に付着したスケールは除去できるが、常時アルカリ性水が流れる水路(配管)には酸性水が流れないのでスケールの除去は出来なかった。
そこで従来は、例えば特許文献1に記載の電解イオン水生成装置のように、アルカリ性水の導出管(水路)に酸性水を供給することにより、アルカリ性水導出管に沈澱付着している各スケールを溶解除去して、アルカリ性水用水路の目詰まりを解消することが考えられた。
特開平7−256256号公報
ところが、上記特許文献1に記載の発明は、アルカリ性イオン水導出管に付着したスケールの除去操作の時期は作業者の判断によって行なわれるものであった。従って、作業者がスケールの除去操作を忘れると、水路が閉塞してしまい装置の使用が不可能になる問題があった。従って、装置の再利用のためには、水路に付着したスケールの除去作業が必要であり、作業の方法としては水路内にクエン酸等の酸を流し込み、スケールが溶解するまで長時間待たなければならないため、作業が頗る煩雑であり、また、その溶解中は電解水の生成が出来なかった。
そこで本発明の技術的課題は、電解水生成装置において、アルカリ性水の水路(配管)に対して酸性水を供給する時期を自動的に判定して、時期が来ると自動的に酸性水を供給することにより、スケールによるアルカリ性水の水路の詰まりを防止することである。
(1) 上記の技術的課題を解決するために本発明の請求項1に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、電解槽の陰極室から生成されるアルカリ性水と、陽極室から生成される酸性水のうち、いずれか一方の電解水を取水口から取水して洗浄又は殺菌に利用し、これ等洗浄又は殺菌に利用しない他方の電解水を排水口から排水するように構成した電解水生成装置であって、制御装置の指令に従って、定時間毎に上記陰極室と陽極室の極性を転換させる電極転換手段と、同じく上記制御装置の指令に従って上記電極の転換に影響されること無く、常に選択されたいずれか一方の電解水を上記取水口に送水し、他方の電解水を上記排水口に送水する水路切替手段とを設けて、上記取水口での上記アルカリ性水と酸性水の各累積取水時間を計時して、両電解水の累積取水時間の差が、予め設定されているしきい値、即ち、アルカリ性水の連続通水によって水路内にスケールが付着されると見なされる時間よりも長い場合に、上記アルカリ性水が送水されていた時間が長い方の取水口又は排水口の配管に対して、酸性水を一定時間送水して洗浄することを特徴としている。
(2) また、本発明の請求項2に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記累積取水時間の差が前記予め設定されているしきい値に達した時に、前記取水口からの取水作業が継続中の場合は、当該取水作業が終了した時点で、前記配管洗浄の開始が可能になることを特徴としている。
(3) また、本発明の請求項3に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記の配管洗浄の開始は、設定による自動起動、若しくは、手動起動の選択が可能であることを特徴としている。
(4) また、本発明の請求項4に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記アルカリ性水と酸性水の各累積取水時間の差、と比較する前記しきい値を可変可能とし、且つ、入力設定可能に構成したことを特徴としている。
(5) また、本発明の請求項5に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記しきい値の入力操作は、予め使用する夫々の水道水の硬度に応じたしきい値を割り当てた設定テーブルを作成し、この設定テーブルのしきい値を分類記号で表して入力可能に構成されていることを特徴としている。
(6) また、本発明の請求項6に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記取水口から取水可能な電解水が、前記アルカリ性水、酸性水、或いは、アルカリ性水及び酸性水のいずれかを、選択により取水可能にしたことを特徴としている。
(7) 更に、本発明の請求項7に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置は、前記累積取水時間の差が、設定された前記しきい値に達した場合には、少なくとも報知され、更に洗浄中は、洗浄中であること、及び、洗浄残時間が報知されることを特徴としている。
上記(1)で述べた請求項1に係る手段によれば、有隔膜電解水生成装置に於いて、計時手段を備え、制御装置の指令により、定時間毎に陰電極と陽電極の各々電極に印加する通電極性を反転する機能を有し、極性の反転によって各電極室では交互にアルカリ性水と酸性水を生成する。一方、電解槽には、各電解水を送水する送水口を設け、各送水口からの水路に水路切替手段を接続して、極性の反転に拘わらず常に取水口から所望する電解水の取水が出来るように制御する。
一方の電解水のみを長時間取水すると、アルカリ性水が常時流れる水路にスケールが付着するので、アルカリ性水の取水時間と、酸性水の取水時間とを比較して、一方の電解水の取水時間が他方の電解水の取水時間よりも設定時間数を超過して取水した場合に、水路切替手段より下流の長時間アルカリ性水が流れていた水路に対して酸性水を供給して配管洗浄を行ない、スケールを溶解除去する。
以上の結果から、本発明の請求項1に係る手段によれば、一方の電解水のみを偏って使用した場合に、アルカリ性水が流れる水路にスケールが付着する問題を解消するべく、最適なタイミングで洗浄を要する水路を自動的に判定して洗浄を行なえる。よって、経験の浅い人でも無駄に洗浄してしまうことがなく、本来の電解水生成・供給の妨げとなる洗浄時間を最低限に抑えることが出来る。その結果、作業者が定期的に配管洗浄の操作を行なう煩わしさがなく、洗浄を忘れた場合の酸によるスケールの除去作業が不要になるといった、効果を発揮することができる。
次に、上記(2)で述べた請求項2に係る手段によれば、累積取水時間が設定値(しきい値)に達した時が取水作業中である場合は、配管洗浄は目的の取水作業が終了した時点で行なう。
以上の結果から、本発明の請求項2に係る手段によれば、配管洗浄は目的の取水作業が終了した時点で行なうので、取水作業中に他の電解水が混入することがないという、効果を発揮することができる。
次に、上記(3)で述べた請求項3に係る手段によれば、配管洗浄の起動は、自動と手動の選択が出来るため、自動起動では全く操作することなくノータッチにて配管洗浄が出来、手動起動の場合は次の取水作業がない時間帯を選択して洗浄することが出来る。
次に、上記(4)で述べた請求項4に係る手段によれば、アルカリ性水の累積取水時間と酸性水の累積取水時間の差、と比較する配管洗浄必要時間数(しきい値)は可変であり、且つ、入力可能であるため、水道水に含まれるマグネシウムやカルシウムの量が異なる地域でも夫々の地域に応じて対応できる。
次に、上記(5)で述べた請求項5に係る手段によれば、装置を設置する地域の水道水の硬度は予め分かっているので、硬度に応じたしきい値を分類記号で表わし、この記号で入力可能とする。従って、地域の水道水の硬度が分かるので、不慣れで設定すべきしきい値がわからない人でも、設定テーブルによってしきい値を分類記号で容易に正しく設定することができる。
次に、上記(6)で述べた請求項6に係る手段によれば、取水口から取水可能な電解水として、アルカリ性水、酸性水、及び、アルカリ性水と酸性水を選択によって取水可能にしているため、アルカリ性水による油脂類の付着物の洗浄、酸性水による殺菌、更には双方の電解水を取水できるので、手指の洗浄殺菌等が可能であり、夫々の電解水の取水時に於いても配管洗浄の時期を自動的に報知できる。
更に、上記(7)で述べた請求項7に係る手段によれば、配管洗浄時間に達した場合には、少なくともこれを報知し、洗浄中は洗浄中及び洗浄残時間の報知を可能とするため、作業者は配管洗浄時間に達したことが分かり、洗浄中も報知されるのでスケールを溶解した酸性水を取水する様なことがなく、更には洗浄残時間を報知するので、作業の予定が立て易い、といった、頗る好適な効果を発揮できる。
本発明に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置の全体を示した構成図。 本発明の実施例に係る操作部パネルの正面図。 本発明の電気的構成を説明したブロック図。 本発明の動作を説明したフロー図。 図4に示したフロー図の続きを説明したフロー図。
以下に、本発明に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図1は本発明の全体を説明した構成図であって、図中、符号1で全体的に示したのは、水道水若しくは純水に電解質を添加した被電解水を電気分解することによって、陽極側に殺菌効果を有する酸性水を生成し、陰極側に洗浄効果を有するアルカリ性水を生成することができる電解水生成装置であって、同じく符号2で全体的に示したのは手指の洗浄部を示す。
上記の電解水生成装置1は、電解槽10と、電源部20と、制御基板を備えた制御装置30と、第1〜第4の計4個の水路切替用の電磁弁41,42,43,44から成る水路切替装置40とを備えていて、この水路切替装置40には、後述する電極反転手段によって電解槽10の電極が途中で反転したとしても、この反転によって後述する取水口14Tから取水(給水)される電解水の性状が反転しないように制御するための、性状維持機能が具備されている。
即ち、電解槽10の内部は、隔膜10Tによって2つの電解室10A,10Bに仕切られていて、各電解室10A,10Bには夫々電極10X,10Yが取り付けられている。これ等各電極10X,10Yの極性は、制御装置30による定期的なリレースイッチ31,32の切替制御に従って反転し、その結果、両電解室10A,10Bで生成される電解水の性状を反転することを可能にしている。
従って、本発明で使用する電解槽10は、両電解室10A,10B内で、アルカリ性水と酸性水を定期的に交互に生成するため、アルカリ性水を生成した陰極室に付着したスケールは、次回の電極の反転によって陽極室になるので、この陽極室で生成された酸性水によって溶解除去されると共に、両電解室10A,10Bの上面に設けた各採水口10M,10Nに対して、各下端部を連通接続した各送水路11A,11B内でのスケールの発生も、合わせて防止できる仕組みに成っている。
更に、上記一方の送水路11Aの上端側には、上述した第3と第4の水路切替用の電磁弁43と44が並列に接続され、また、上記他方の送水路11Bの上端側には、上述した第1と第2の水路切替用の電磁弁41と42が、同じく並列接続されている。
更に図中、12は上記第1と第3の水路切替用の電磁弁41,43の間を接続する第1の切替用水路、13は上記第2と第4の水路切替用の電磁弁42,44の間を接続する第2の切替用水路であって、前述した制御装置30からの指令に従って開閉制御されるこれ等計4個の水路切替用の電磁弁41,42,43,44と、計2本の切替用水路12,13とによって、前述した性状維持機能を備えた水路切替装置40が構成されているが、この性状維持機能の作用に付いては後述する。
同じく図1において、14は根端部を上記第1の切替用水路12の中間部分に接続し、先端部には取水口14Tを設けた取水路、16は根端部を上記第2の切替用水路13の中間部分に接続し、先端部には排水口16Tを設けた排水路、15はシンクであって、このシンク15からの排水と、排水口16Tからの排水を一緒にすることによって、中和させる仕組みに成っている。
次に、上述した性状維持機能に付いて説明すると、例えば一方の電解室10Aで酸性水が生成され、他方の電解室10Bでアルカリ性水が生成されている状態において、制御装置30が上記水路切替装置40の第1と第4の電磁弁41,44を開とし、第2と第3の電磁弁42,43を閉とすると、一方の電解室10Aで生成された酸性水は、一方の送水路11Aより開いている第4の電磁弁44を通って第2の切替用水路13から排水路14を経て排水口16Tに排水される。また、他方の電解室10Bで生成されているアルカリ性水は、他方の送水路11Bより開いている第1の電磁弁41を通って、第1の切替用水路12から取水路14を経て取水口14Tに送水される。
以上の給水形態において、例えば定期的なプログラムに従って制御装置30がリレースイッチ31,32を切替えて、双方の電解室10A,10Bの電極10X、10Yの極性を図1の状態から反転させた場合、一方の電解室10Aではアルカリ性水が生成され、他方の電解室10Bでは酸性水が生成されることになるため、上記電磁弁41〜44の開閉状態がそのまま続くと、取水口14Tに酸性水が送水され、排水口16Tにアルカリ性水が送水されることになって、希望する電解水を取水口14Tから得られなくなったり、取水の途中で異なる電解水(この場合は酸性水)が給水されてしまう問題が発生する。
しかし、本発明では制御装置30が上記電解室10A,10Bの電極10X,10Yの極性を反転させると同時に、同じく制御装置30が上記電磁弁41〜44の開閉状態を、第1と第4を閉、第2と第3を開に逆に切替えるように制御作動するため、取水口14Tから続けてアルカリ性水を取水し、排水口16Tからは続けて酸性水を排水することが可能となり、取水する電解水の性状をそのまま維持することができる。
尚、図1に示した構成図では、水路切替装置40として、計4個の電磁弁41〜44を用いた装置が記載されているが、これは実施の一例であって、計2個の三方弁式電磁弁、或いは、1個の四方弁式電磁弁を代わりに使用してもよく、その選択は任意とする。
一方、前記手指洗浄部2に設けた操作部50のパネル50Pには、例えば、図2に示すようにモード切替ボタン52の操作に従って、本発明に係る電解水生成装置1の運転モードを、上記取水口14Tからアルカリ性水を取水させることができる「アルカリ性水取水モード」と、取水口14Tから酸性水を取水させることができる「酸性水取水モード」と、取水口14Tから先ずアルカリ性水を出水させた後、酸性水を出水させて洗浄と消毒を行う「手洗い取水モード」のいずれかに切替えることができるモード切替釦52と、表示部53に例えば配管洗浄の時期、配管洗浄までの残時間、洗浄開始時間に達した場合の表示、前記アルカリ性水と酸性水の累積取水時間の差や、この差としきい値とを比較した結果等を表示することができる表示部53と、上記モード切替釦52を押すことによって選定された各取水モードを各々点灯により明示する表示ランプ50A,50B,50Cと、電解質の補給が必要になった場合に点灯する電解質補給ランプ50Dと、手をかざすことによって取水の開始及び停止を指令する非接触センサ54が設けられている。
尚、下記の表1は水道水の各硬度に基づく上記「しきい値」の一例を示した設定表であって、この設定表に示された「しきい値」は予め制御装置30のメモリー32に格納されている。
Figure 0005127752
次に、図3は上述した本発明の電気的な構成を説明したブロック図であって、制御部の中心を構成するCPU31と、洗浄に必要な各種プログラムを格納したメモリー32との間に、バス33を介して接続されたインターフェイス34には、時計回路35と、前記電極反転用のリレー31,32によって構成される電極反転部36と、表示部53と、前述したしきい値やその分類記号といった各種データ入力用の入力部37と、上述した非接触センサ54が接続されている。
更に上記のインターフェイス34には、水路切替装置40としての水路切替用の各電磁弁41,42,43,44と、流量調整弁4と、フローセンサ6と、入水用電弁5と、電解質供給ポンプ8Pが接続されていて、夫々がメモリー32に格納した制御プログラムに従ってCPU31によって制御される仕組みに成っている。
また、CPU31には、夫々メモリー32に格納されているプログラムに従って、上記電解槽10に設けた電極10X,10Yの極性を定時間毎に反転させるための第一の時計部31Aと、前記水路切替用の電磁弁41〜44の開閉状態から、取水口14Tに取水されるアルカリ性水と酸性水の累積取水時間を計時する第二の計時部31Bと、その取水時間の時間差と、前記しきい値とを比較して、この時間差がしきい値を超えた場合に、アルカリ性水が送水されている時間が長い方の水路に対して、前記水路切替装置40を切替制御することにより、酸性水を送水して溶解させるための酸性水及びアルカリ性水使用時間差判別部31Cが具備されている。
次に、上述した本発明に係る配管洗浄機能を備えた電解水生成装置の動作を、図4と図5に記載したフローチャートに従って説明する。
図4に示した最初のステップS1では、初期値であるアルカリ性水と酸性水の累積取水時の差の設定値(しきい値)と、配管の洗浄を自動で行うか、又は、手動で行うかの設定条件等が入力される。そして、次のステップS2からステップS8は、前記操作部50のモード切替ボタン52を操作して「酸性水取水モード」を選択した場合に実行され、また、ステップS9からステップS14は、「アルカリ性水取水モード」を選択した場合に、更に、ステップS15は「手洗い取水モード」が選択された場合に、夫々実行される。
即ち、前記ステップS1に続くステップS2では、「酸性水取水モード」が選択されたか否が判定され、YESの場合は、ステップS3に進んで前記CPU31の第二の計時部31Bによって酸性水取水カウンタが順次累積される。次いでステップS4に進んで酸性水とアルカリ性水の累積取水時間が比較されて、ステップS5で双方の累積カウンタの差が設定値(しきい値)を超えたか否かが判定され、超えた場合は、ステップS6に進んで配管洗浄が報知される。次いで、ステップS7で取水口14Tでの酸性水の取水の終了が確認されると、ステップS8に進んで配管洗浄の設定が自動か、又は、手動かが判定され、自動の場合は図5の「A」のフローに進み、手動の場合は図5の「B」のフローに進む。
一方、前述したステップS2で酸性水を取水しない(NO)と判定した場合は、ステップS9に進んでアルカリ性水を取水するか否かが判定され、NOの場合は前述したステップS15の「手洗いモード」に進み、YESの場合はステップS10以降の「アルカリ性水取水モード」に進む。
前記ステップS10からステップS14に至る「アルカリ性水取水モード」では、アルカリ性水取水カウンタ積算(ステップS10)、酸性水取水累積カウンタを比較(ステップS11)、双方の累積カウンタの差が設定(しきい値)をオーバーしたか否かの判定(ステップS12)、配管洗浄の報知(ステップS13)、取水終了したか否かの判定(ステップS14)が順次実行されて、図5の「C」のフローに進む。
図5に示した「A」は酸性水取水フローの続きであって、ステップS16でT秒間ウエイトした後、ステップS17で排水口16Tに向けて酸性水の通水を開始し、次いで、ステップS18で操作部50の表示部53に「配管洗浄中」と「残洗浄時間」を表示してステップS19に進む。ステップS19では洗浄終了したか否かが判定され、終了した場合はステップS20に進んで、上記ステップS18で表示した各表示を消灯し、最後にステップS21で累積カウンタをクリアして処理を終える。
また、図5で「B」で示した酸性水手動取水フローでは、ステップS22にて手動操作によって洗浄が開始されると、以後は上述したステップS17乃至ステップS21の各処理が実行される。
更に、図5で「C」で示したアルカリ性水取水フローでは、先ずステップS23で配管洗浄の設定が自動であるか手動であるかが判定され、自動と判定されると、ステップS24に進んでT秒間ウエイトした後、ステップS25に進んで取水口14Tに通じる取水路14に酸性水の通水を開始し、以後は、前記ステップS18,S19と同じ手順のステップS26,S27を実行した後、前記ステップS20及びS21に進んで処理を終える。また、前記のステップS23で手動と判定した場合は、ステップSS28に進んで手動洗浄が開始され、以後は、上記ステップS25乃至ステップS21の処理が実行される。
尚、上述した洗浄処理において、取水口14Tと排水口16Tへの各酸性水及びアルカリ性水の送水は、予め設定されているプログラムに従って制御装置30が各電磁弁41〜44を開閉する制御することによって行われることは勿論である。
1 電解水生成装置
2 手指洗浄部
10 電解槽
10A 一方の電解室
10B 他方の電解室
10X,10Y 電極
11A,11B 送水路
12,13 切替用水路
14 取水路
14T 取水口
15 シンク
16 排水路
16T 排水口
20 電源部
30 制御装置
31,32 リレースイッチ
36 電極反転部
37 入力部
40 水路切替装置
41,42,43,44 水路切替用の電磁弁
50 操作部
53 表示部

Claims (7)

  1. 電解槽の陰極室から生成されるアルカリ性水と、陽極室から生成される酸性水のうち、いずれか一方の電解水を取水口から取水して洗浄又は殺菌に利用し、これ等洗浄又は殺菌に利用しない他方の電解水を排水口から排水するように構成した電解水生成装置であって、
    制御装置の指令に従って、定時間毎に上記陰極室と陽極室の極性を転換させる電極転換手段と、
    同じく上記制御装置の指令に従って、上記電極の転換に影響されること無く、常に選択されたいずれか一方の電解水を上記取水口に送水し、他方の電解水を上記排水口に送水する水路切替手段とを設けて、
    上記取水口での上記アルカリ性水と酸性水の各累積取水時間を計時して、両電解水の累積取水時間の差が、予め設定されているしきい値、即ち、アルカリ性水の連続通水によって水路内にスケールが付着されると見なされる時間よりも長い場合に、上記アルカリ性水が送水されていた時間が長い方の取水口又は排水口の配管に対して、酸性水を一定時間送水して洗浄することを特徴とする配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  2. 前記累積取水時間の差が前記予め設定されているしきい値に達した時に、前記取水口からの取水作業が継続中の場合は、当該取水作業が終了した時点で、前記配管洗浄の開始が可能になることを特徴とする請求項1に記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  3. 前記の配管洗浄の開始は、設定による自動起動、若しくは、手動起動の選択が可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  4. 前記アルカリ性水と酸性水の各累積取水時間の差、と比較する前記しきい値を可変可能とし、且つ、入力設定可能に構成したことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  5. 前記しきい値の入力操作は、予め使用する夫々の水道水の硬度に応じたしきい値を割り当てた設定テーブルを作成し、この設定テーブルのしきい値を分類記号で表して入力可能に構成されていることを特徴とする請求項4に記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  6. 前記取水口から取水可能な電解水が、前記アルカリ性水、酸性水、或いは、アルカリ性水及び酸性水のいずれかを、選択により取水可能にしたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
  7. 前記累積取水時間の差が、設定された前記しきい値に達した場合には、少なくとも報知され、更に洗浄中は、洗浄中であること、及び、洗浄残時間が報知されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の配管洗浄機能を備えた電解水生成装置。
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