JP6968128B2 - 弁装置及び電解水生成装置 - Google Patents

Description

弁装置及びそれを用いた電解水生成装置に関する。

従来、陰極側で生成された電解水と陽極側で生成された電解水とを混合して混合電解水を生成する電解水生成装置が知られている。例えば、特許文献１では、上記混合電解水を生成するための弁装置が開示されている。

特開２０１５−２９９２９号公報

上記特許文献１では、内筒体の内部を貫通して延びる内部流路と、内筒体の外周面と外筒体との間に形成される外部流路とが設けられた弁装置が開示されている。

一方、特許文献１の電解水生成装置では、混合電解水の他、陰極側で生成された電解水と陽極側で生成された電解水とを混合することなく、個別に取り出すことも可能である（段落「００３６」参照）。また、特許文献１の電解水生成装置では、電極に付着するスケールの洗浄を行うために、一定期間経過後に、陽極室と陰極室の電極の極性を反転させる技術が採用されている（同文献の段落「０００２」、「０１３８」参照）。極性を反転させる際には、図３、４に示されるように、外筒体に対する内筒体の回転角度位置を変更することにより、ユーザーによって選択された電解水（電解水素水又は電解酸性水）が、一方の電解水排水口を介して取り出される。

陰極側で生成された電解水素水は、胃腸症状の改善に効果的であるとして注目されている。従って、ユーザーは、通常、電解水素水を好んで選択する。

しかしながら、上記特許文献１に開示されている弁装置では、一方の第一電解水排出口１０ａは常に外部流路と連通している。このため、ユーザーが、電解水素水を連続して選択した場合、極性の切り替えにかかわらず、外部流路には陰極側で生成された電解水が連続して流入し、外部流路にスケールが析出し堆積する。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、流路内でのスケールの堆積を抑制できる弁装置等を提供することを主たる目的としている。

本発明の第１発明は、弁装置であって、内部に空間を画定する円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの前記空間で前記ハウジングの軸線方向の回りに回転可能に配された弁体とを備え、前記ハウジングには、前記空間に連通する第１供給ポート、第２供給ポート、第１排出ポート及び第２排出ポートが形成されており、前記弁体には、前記弁体の内部を貫通して延びる内部流路と、前記弁体の外周面と前記ハウジングとの間に形成される外部流路とが設けられており、前記弁体は、前記ハウジングに対して、
（１）前記内部流路を介して前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとが連通し、前記外部流路を介して前記第２供給ポートと前記第２排出ポートとが連通する第１切替位置、
（２）前記外部流路を介して前記第１供給ポートと前記第２排出ポートとが連通し、前記内部流路を介して前記第２供給ポートと前記第１排出ポートとが連通する第２切替位置、
（３）前記外部流路を介して前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとが連通し、前記内部流路を介して前記第２供給ポートと前記第２排出ポートとが連通する第３切替位置及び
（４）前記内部流路を介して前記第１供給ポートと前記第２排出ポートとが連通し、前記外部流路を介して前記第２供給ポートと前記第１排出ポートとが連通する第４切替位置を有するように構成されている。

本発明に係る前記弁装置において、前記第２供給ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配され、前記第１排出ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配され、前記第２排出ポートは、前記第２供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に、かつ、前記第１排出ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配される、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記弁体は、前記内部流路と連通する内部ポートを有し、前記内部ポートは、前記第１切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第２切替位置で前記第１排出ポートと連通する第１内部ポートと、前記第２切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第３切替位置で前記第２排出ポートと連通する第２内部ポートと、前記第３切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第４切替位置で前記第２排出ポートと連通する第３内部ポートと、前記第４切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第１切替位置で前記第１排出ポートと連通する第４内部ポートとを含む、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第２供給ポートと、前記第２排出ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記第１内部ポートと前記第２内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第２内部ポートと前記第３内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第３内部ポートと前記第４内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記第２供給ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配され、前記第１排出ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配され、前記第２排出ポートは、前記第２供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に、かつ、前記第１排出ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配される、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記弁体は、前記内部流路と連通する内部ポートを有し、前記内部ポートは、前記第１切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第３切替位置で前記第２供給ポートと連通する第１内部ポートと、前記第２切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第４切替位置で前記第１供給ポートと連通する第２内部ポートと、前記第３切替位置で前記第２排出ポートと連通し、前記第１切替位置で前記第１排出ポートと連通する第３内部ポートと、前記第４切替位置で前記第２排出ポートと連通し、前記第２切替位置で前記第１排出ポートと連通する第４内部ポートとを含む、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記弁体は、円筒状の周壁と、前記周壁から半径方向の外側に突出し、前記ハウジングの内周面に接する複数の突出部を含み、前記内部ポートは、前記周壁及び前記突出部を前記半径方向に貫通して形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記弁装置において、前記弁体を一方向のみに回転駆動する駆動部を有する、ことが望ましい。

本発明の第２発明は、前記弁装置と、水を電気分解して電解水を生成する電解部とを備えた電解水生成装置であって、前記電解部は、前記水が供給される電解室と、前記電解室内に配される互いに極性が異なる第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室及び前記第２給電体側の第２極室に区分する隔膜とを含み、前記第１極室は、前記第１供給ポートと接続され、前記第２極室は、前記第２供給ポートと接続される。

本発明に係る前記電解水生成装置において、前記第１給電体及び前記第２給電体の前記極性を切り替えるための制御部をさらに備える、ことが望ましい。

本第１発明の前記弁装置では、前記弁体が、前記ハウジングに対して、前記第１切替位置及び前記第２切替位置にあるとき、前記第１排出ポートは前記内部流路と連通し、前記第２排出ポートは前記外部流路と連通する。一方、前記弁体が、前記ハウジングに対して、前記第３切替位置及び前記第４切替位置にあるとき、前記第１排出ポートは、前記外部流路と連通し、前記第２排出ポートは、前記内部流路と連通する。これにより、前記弁体の位置が、前記第２切替位置から前記第３切替位置に変更される際及び前記第４切替位置から前記第１切替位置に変更される際に、前記外部流路の接続先及び前記内部流路の接続先が変更される。従って、前記第１排出ポート及び前記第２排出ポートから取り出される流体を一定に維持しつつ、前記外部流路及び前記内部流路を流れる流体を相互に変更することが可能となり、前記外部流路又は前記内部流路でのスケールの析出・堆積を容易に抑制することが可能となる。

本第２発明の前記電解水生成装置では、前記第１極室で生成された電解水を前記第１供給ポートに供給し、前記第１排出ポート及び前記第２排出ポートから取り出すことが可能となる。また、前記第２極室で生成された電解水を前記第２供給ポートに供給し、前記第２排出ポート及び前記第１排出ポートから取り出すことが可能となる。

本第１発明の弁装置の概略構成を示す組立前の斜視図である。 同弁装置の第１排出ポート、第２排出ポートを切断する断面図である。 同弁装置の第１供給ポート、第１排出ポートを切断する断面図である。 同弁装置の第２供給ポート、第２排出ポートを切断する断面図である。 弁体が第１切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 弁体が第２切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 弁体が第３切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 弁体が第４切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 本第２発明の電解水生成装置の流路構成を示す図である。 同電解水生成装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１乃至図８の弁装置の変形例である弁装置で弁体が第１切替位置にある状態を示す斜視図である。 弁体が第２切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 弁体が第３切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。 弁体が第４切替位置にある同弁装置を示す斜視図である。

以下、本第１発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の弁装置の概略構成を示している。弁装置１は、内部に空間２１を画定するハウジング２と、ハウジング２の空間２１内に配される弁体４とを備える。

ハウジング２は、円筒状に形成された周壁２２と、周壁２２の一方側の端縁に形成された側壁２３とを有している。周壁２２の一方側の端縁は、側壁２３によって閉じられており、他方側の端縁は、弁体４を装着可能に開放されている。

ハウジング２には、空間２１に連通する第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４が形成されている。第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４は、ハウジング２の周壁２２を貫通して設けられている。

図２は、弁装置１において、第１排出ポート３３、第２排出ポート３４を切断するハウジング２の軸線に平行な断面を示している。図３は、第１供給ポート３１、第１排出ポート３３を切断するハウジング２の軸線に垂直な断面を示し、図４は、第２供給ポート３２、第２排出ポート３４を切断するハウジング２の軸線に垂直な断面を示している。

弁体４は、ハウジング２の軸線回りに回転可能に配されている。本実施形態では、弁体４は、ハウジング２よりも直径が小さい円筒状に形成されている。弁体４は、円筒状に形成された周壁４１と、周壁４１の端縁に形成された側壁４２、４３とを有している。周壁４１の一方側の端縁は、側壁４２によって閉じられており、他方側の端縁は、側壁４３によって閉じられている。

弁体４には、弁体４の内部を貫通して延びる内部流路４４と、弁体４の周壁４１（外周面）とハウジング２（内周面）との間に形成される外部流路４５とが設けられている。

弁体４は、ハウジング２に対して、第１切替位置Ｐ１、第２切替位置Ｐ２、第３切替位置Ｐ３及び第４切替位置Ｐ４を有する（後述する図５ないし８参照）。第１切替位置Ｐ１ないし第４切替位置Ｐ４は、それぞれハウジング２に対する弁体４の姿勢（回転角度位置）が異なる。

図５は、弁体４がハウジング２に対して第１切替位置Ｐ１にある弁装置１を示している。同図では、弁体４を透視可能とするために、ハウジング２が二点鎖線で描かれている（以下、図６ないし図８において同様とする）。なお、図２ないし４は、弁体４が第１切替位置Ｐ１にある弁装置１の各断面を示している。第１切替位置Ｐ１は、流体Ａを第１供給ポート３１から供給して第１排出ポート３３から取り出し、流体Ｂを第２供給ポート３２から供給して第２排出ポート３４から取り出す際に適用される。

第１切替位置Ｐ１では、内部流路４４を介して第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とが連通する。従って、第１供給ポート３１から供給された流体Ａは、内部流路４４を経て第１排出ポート３３に流れ込み、第１排出ポート３３から取り出される。一方、外部流路４５を介して第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とが連通する。従って、第２供給ポート３２から供給された流体Ｂは、外部流路４５を経て第２排出ポート３４に流れ込み、第２排出ポート３４から取り出される。

図６は、弁体４がハウジング２に対して第２切替位置Ｐ２にある弁装置１を示している。第２切替位置Ｐ２は、弁体４が第１切替位置Ｐ１に対して側壁４２の方向から視て反時計回り（図中矢印Ｒ方向を正として）に９０゜だけ回転した位置である。第２切替位置Ｐ２は、流体Ｂを第１供給ポート３１から供給して第２排出ポート３４から取り出し、流体Ａを第２供給ポート３２から供給して第１排出ポート３３から取り出す際に適用される。

第２切替位置Ｐ２では、外部流路４５を介して第１供給ポート３１と第２排出ポート３４とが連通する。従って、第１供給ポート３１から供給された流体Ｂは、外部流路４５を経て第２排出ポート３４に流れ込み、第２排出ポート３４から取り出される。一方、内部流路４４を介して第２供給ポート３２と第１排出ポート３３とが連通する。従って、第２供給ポート３２から供給された流体Ａは、内部流路４４を経て第１排出ポート３３に流れ込み、第１排出ポート３３から取り出される。

図７は、弁体４がハウジング２に対して第３切替位置Ｐ３にある弁装置１を示している。第３切替位置Ｐ３は、弁体４が第２切替位置Ｐ２に対して側壁４２の方向から視て反時計回りに９０゜だけ回転した位置である。第３切替位置Ｐ３は、流体Ａを第１供給ポート３１から供給して第１排出ポート３３から取り出し、流体Ｂを第２供給ポート３２から供給して第２排出ポート３４から取り出す際に適用される。

第３切替位置Ｐ３では、外部流路４５を介して第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とが連通する。従って、第１供給ポート３１から供給された流体Ａは、外部流路４５を経て第１排出ポート３３に流れ込み、第１排出ポート３３から取り出される。一方、内部流路４４を介して第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とが連通する。従って、第２供給ポート３２から供給された流体Ｂは、内部流路４４を経て第２排出ポート３４に流れ込み、第２排出ポート３４から取り出される。

図８は、弁体４がハウジング２に対して第４切替位置Ｐ４にある弁装置１を示している。第４切替位置Ｐ４は、弁体４が第３切替位置Ｐ３に対して側壁４２の方向から視て反時計回りに９０゜だけ回転した位置である。第２切替位置Ｐ２は、流体Ｂを第１供給ポート３１から供給して第２排出ポート３４から取り出し、流体Ａを第２供給ポート３２から供給して第１排出ポート３３から取り出す際に適用される。

第４切替位置Ｐ４では、外部流路４５を介して第２供給ポート３２と第１排出ポート３３とが連通する。従って、第２供給ポート３２から供給された流体Ａは、外部流路４５を経て第１排出ポート３３に流れ込み、第１排出ポート３３から取り出される。一方、内部流路４４を介して第１供給ポート３１と第２排出ポート３４とが連通する。従って、第１供給ポート３１から供給された流体Ｂは、内部流路４４を経て第２排出ポート３４に流れ込み、第２排出ポート３４から取り出される。

本実施形態の弁装置１では、図５、６に示されるように、弁体４が、ハウジング２に対して、第１切替位置Ｐ１及び第２切替位置Ｐ２にあるとき、第１排出ポート３３は内部流路４４と連通し、第２排出ポート３４は外部流路４５と連通する。一方、図７、８に示されるように、弁体４が、ハウジング２に対して、第３切替位置Ｐ３及び第４切替位置Ｐ４にあるとき、第１排出ポート３３は、外部流路４５と連通し、第２排出ポート３４は、内部流路４４と連通する。これにより、弁体４の位置が、第２切替位置Ｐ２から第３切替位置Ｐ３に変更される際及び第４切替位置Ｐ４から第１切替位置Ｐ１に変更される際に、外部流路４５の接続先及び内部流路４４の接続先が変更される。従って、第１排出ポート３３から取り出される流体Ａ及び第２排出ポート３４から取り出される流体Ｂを一定に維持しつつ、外部流路４５及び内部流路４４を流れる流体Ａ又はＢを相互に変更することが可能となる。これにより、外部流路４５又は内部流路４４でのスケールの析出・堆積を容易に抑制することが可能となる。

本実施形態の弁装置１では、第２供給ポート３２は、第１供給ポート３１に対してハウジング２の軸線方向の側に配されている。また、第１排出ポート３３は、第１供給ポート３１に対してハウジング２の周方向の側に配され、第２排出ポート３４は、第２供給ポート３２に対してハウジング２の周方向の側に、かつ、第１排出ポート３３に対してハウジング２の軸線方向の側に配されている。このような配置により、第１供給ポート３１及び第２供給ポート３２が軸線方向に並んで配置され、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４も軸線方向に並んで配置される。従って、第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４をコンパクトに整然と集約でき、弁装置１の設計が容易となる。

図１ないし８に示されるように、弁体４は、内部流路４４と連通する複数の内部ポート５１、５２、５３及び５４を有している。

図５及び６に示されるように、第１内部ポート５１は、第１切替位置Ｐ１で第１供給ポート３１と連通し、第２切替位置Ｐ２で第１排出ポート３３と連通する。図６及び７に示されるように、第２内部ポート５２は、第２切替位置Ｐ２で第２供給ポート３２と連通し、第３切替位置Ｐ３で第２排出ポート３４と連通する。図７及び８に示されるように、第３内部ポート５３は、第３切替位置Ｐ３で第２供給ポート３２と連通し、第４切替位置Ｐ４で第２排出ポート３４と連通する。図８及び５に示されるように、第４内部ポート５４は、第４切替位置Ｐ４で第１供給ポート３１と連通し、第１切替位置Ｐ１で第１排出ポート３３と連通する。

上記内部ポート５１、５２、５３及び５４によって、第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４が、各切替位置で、内部流路４４又は外部流路４５と適切に連通される。

本実施形態の弁体４は、周壁４１から半径方向の外側に突出する複数の突出部４６を含んでいる。突出部４６の先端面は、ハウジング２の周壁２２の内周面と接触している。そして、各内部ポート５１、５２、５３及び５４は、周壁４１及び突出部４６を半径方向に貫通して形成されている。これにより、内部流路４４及び外部流路４５の密閉性が容易に高められる。また、ハウジング２の周壁２２と弁体４の周壁４１との間で、外部流路４５が容易に形成される。

ハウジング２の第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４の周辺位置には、周壁２２から半径方向の内側に突出する複数の突出部（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、弁体４の突出部４６は不要である。なお、外部流路４５は、周壁２２又は周壁４１の一部が溝状に陥没することにより形成されていてもよい。

本弁装置１では、第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。また、第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。これにより、第１供給ポート３１と第１排出ポート３３及び第２供給ポート３２と第２排出ポート３４を、容易に適宜の間隔で配置することが可能となる。なお、第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とのずれ角及び第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とのずれ角は、９０゜に限られず、例えば、９０゜近傍の角度であってもよい。

さらに、本弁装置１では、第１内部ポート５１と第２内部ポート５２とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。また、第２内部ポート５２と第３内部ポート５３とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。さらに、第３内部ポート５３と第４内部ポート５４とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。これにより、第１内部ポート５１を基準とする軸線方向の回りで、矢印Ｒ方向を正として、第２内部ポート５２は９０゜位置ずれした位置、第３内部ポート５３は１８０゜位置ずれした位置、第４内部ポート５４は２７０゜（−９０゜）位置ずれした位置にそれぞれ配されることになる。

上記第１供給ポート３１と第１排出ポート３３、第２供給ポート３２及び第２排出ポート３４の配置と相まって、各内部ポート５１、５２、５３及び５４を上述のごとく配置することにより、弁体４を側壁４２の方向から視て反時計回りに９０゜ずつ回転させることにより、弁体４を第１切替位置Ｐ１、第２切替位置Ｐ２、第３切替位置Ｐ３及び第４切替位置Ｐ４に順次位置させることが可能となる。なお、第１内部ポート５１と第２内部ポート５２とのずれ角、第２内部ポート５２と第３内部ポート５３とのずれ角、第３内部ポート５３と第４内部ポート５４とのずれ角及び第４内部ポート５４と第１内部ポート５１とのずれ角も、９０゜に限られず、例えば、９０゜近傍の角度であってもよい。

第１切替位置Ｐ１は、少なくとも、内部流路４４を介して第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とが連通し、外部流路４５を介して第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とが連通していればよい。また、第２切替位置Ｐ２は、少なくとも、外部流路４５を介して第１供給ポート３１と第２排出ポート３４とが連通し、内部流路４４を介して第２供給ポート３２と第１排出ポート３３とが連通していればよい。従って、第１切替位置Ｐ１から第２切替位置Ｐ２への切替に必要な回転角は、９０゜に限られず、上記ポートの連通状態が確保される任意の回転角（例えば、９０゜近傍の角度）であってもよい。第２切替位置Ｐ２から第３切替位置Ｐ３への切替に必要な回転角、第３切替位置Ｐ３から第４切替位置Ｐ４への切替に必要な回転角及び第４切替位置Ｐ４から第１切替位置Ｐ１への切替に必要な回転角についても上記と同様である。

また、本弁装置１では、弁体４を側壁４２の方向から視て時計回りに９０゜ずつ回転させる形態であってもよい。この場合、弁体４を第１切替位置Ｐ１、第４切替位置Ｐ４、第３切替位置Ｐ３及び第２切替位置Ｐ２に順次位置させることが可能となる。

図１に示されるように、弁装置１は、弁体４を回転駆動するための駆動部７を有している。駆動部７は、ハウジング２の開放された他方側の端縁に設けられる。駆動部７には、例えば、モーター（図示せず）が適用される。モーターは、弁体４の回転軸５５と連結され、回転軸５５を回転駆動する。

本実施形態の駆動部７は、弁体４を一方向のみに回転駆動する。より具体的には、駆動部７は、弁体４を一方向のみに９０゜ずつ回転駆動する。駆動部７は、図１において、弁体４を側壁４３の方向から視て時計回りに９０゜ずつ回転駆動する。これにより、簡素な制御により、弁体４を第１切替位置Ｐ１、第２切替位置Ｐ２、第３切替位置Ｐ３及び第４切替位置Ｐ４に順次位置させることが可能となる。

以下、本第２発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図９は、本実施形態の電解水生成装置１００の概略構成を示している。

電解水生成装置１００は、弁装置１と、水を電気分解して電解水を生成する電解部１１０を備える。

電解部１１０は、電気分解のための原水が供給される電解室１４０と、電解室１４０内に配される第１給電体１４１、第２給電体１４２及び隔膜１４３とを含んでいる。第１給電体１４１及び第２給電体１４２は、隔膜１４３を挟んで配され、互いに極性が異なる電極として機能する。

隔膜１４３は、電解室１４０を第１給電体１４１側の第１極室１４０ａ及び第２給電体１４２側の第２極室１４０ｂに区分する。隔膜１４３には、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）親水膜が用いられている。

電解室１４０の上流側には、電解室１４０に原水を供給するための入水管１５０が設けられている。入水管１５０の上流側には、必要に応じて原水を浄化するための浄水カートリッジ（図示せず）が設けられている。入水管１５０は、浄水カートリッジと電解室１４０とを接続する。

入水管１５０は、その下流側の分岐部１５１において分岐し、第１極室１４０ａ及び第２極室１４０ｂに接続されている。入水管１５０は、第１極室１４０ａ及び第２極室１４０ｂに原水を供給する。

電解室１４０内に原水が満たされた状態で第１給電体１４１と第２給電体１４２との間に直流電圧が印加されると、電解室１４０内で原水が電気分解され、陰極側の電解室１４０ではアルカリ性の電解水素水が生成され、陽極側の電解室１４０では電解酸性水が生成される。

電解室１４０の下流側には、出水管１６１及び１６２が接続されている。出水管１６１は、第１極室１４０ａと第１供給ポート３１とを接続する。すなわち、第１極室１４０ａは、出水管１６１を介して第１供給ポート３１と接続される。一方、出水管１６２は、第２極室１４０ｂと第２供給ポート３２とを接続する。すなわち、第２極室１４０ｂは、出水管１６２を介して第２供給ポート３２と接続される。

第１排出ポート３３は、例えば、排水管（図示せず）と接続される。排水管に流入した電解水は、ユーザーによって選択されなかった電解水であり、捨て水として、例えば、キッチンのシンクに流出される。第２排出ポート３４は、例えば、取水管（図示せず）と接続される。取水管に流入した電解水は、ユーザーによって選択された電解水であり、例えば、コップ等の容器に取り出される。第１排出ポート３３は、取水管と接続されていてもよく、第２排出ポート３４は、排水管と接続されていてもよい。

図１０は、電解水生成装置１００の電気的構成を示している。電解水生成装置１００は、各部の制御を司る制御部１７０を備えている。図１０に示されるように、第１給電体１４１及び第２給電体１４２と制御部１７０とは、電流供給ラインを介して接続されている。第１給電体１４１と制御部１７０との間の電流供給ラインには、電流検出手段１４４が設けられている。電流検出手段１４４は、第２給電体１４２と制御部１７０との間の電流供給ラインに設けられていてもよい。電流検出手段１４４は、第１給電体１４１、第２給電体１４２に供給する直流電流（電解電流）を検出し、その値に相当する電気信号を制御部１７０に出力する。

制御部１７０は、例えば、各種の演算処理、情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＣＰＵの動作を司るプログラム及び各種の情報を記憶するメモリ等を有している。制御部１７０の各種の機能は、ＣＰＵ、メモリ及びプログラムによって実現される。

制御部１７０は、例えば、電流検出手段１４４から出力された電気信号に基づいて、電解電流が所望の値となるように第１給電体１４１及び第２給電体１４２に印加する直流電圧（電解電圧）を制御する。

第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性は、制御部１７０によって制御される。すなわち、制御部１７０は、第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性を切り替える極性切替手段として機能する。

第１給電体１４１及び第２給電体１４２のうち陽極側の電解室１４０で生成された電解酸性水は、図５ないし８における流体Ａとして、弁装置１に供給される。同様に、第１給電体１４１及び第２給電体１４２のうち陰極側の電解室１４０で生成された電解酸性水は、図５ないし８における流体Ｂとして、弁装置１に供給される。

既に述べたように、出水管１６１を介して第１極室１４０ａと第１供給ポート３１とが接続され、出水管１６２を介して第２極室１４０ｂと第２供給ポート３２とが接続されている。従って、図５ないし８における第１供給ポート３１及び第２供給ポート３２に供給する流体Ａ、Ｂの切り替えは、制御部１７０による第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性の切り替えによって実現される。

なお、以下では、図５ないし８において、第２排出ポート３４から流体Ｂとして電解水素水を取り出す「電解水素水モード」で運転中の電解水生成装置１００について説明がなされる。第２排出ポート３４から流体Ｂとして電解酸性水を取り出す「電解酸性水モード」は、例えば、第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性のみを弁体４の位置から独立して切り替えることにより実現されうる。または、弁体４の位置のみを第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性から独立して切り替えることにより実現されうる。

制御部１７０は、弁装置１の駆動部７を制御する。より具体的には、制御部１７０は、第１給電体１４１及び第２給電体１４２の極性の切り替えと同期するように、弁体４の位置を制御する。これにより、弁体４の位置が第２切替位置Ｐ２から第３切替位置Ｐ３に変更される際及び第４切替位置Ｐ４から第１切替位置Ｐ１に変更される際に、内部流路４４及び外部流路４５を流れる流体が電解水素水又は電解酸性水に切り替わる。従って、陰極側の電解室１４０で生成された電解水素水が流れることによって内部流路４４又は外部流路４５等に堆積したスケールが、陽極側の電解室１４０で生成された電解酸性水が流れることにより除去される。

一方、図５ないし８に示されるように、弁体４の位置が第１切替位置Ｐ１ないし第４切替位置Ｐ４のいずれであるかに関わらず、第１排出ポート３３からは電解酸性水である流体Ａが、第２排出ポート３４からは電解水素水である流体Ｂが常に取り出される。従って、ユーザーの利便性を阻害することなく、内部流路４４又は外部流路４５等へのスケールの堆積が抑制される。

図１１ないし図１４は、弁装置１の変形例である弁装置１Ａの第１切替位置Ｐ１ないし第４切替位置Ｐ４の状態を示している。弁装置１Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した弁装置１の構成が採用されうる。

弁装置１Ａでは、弁装置１に対して、第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４の配置が変更されている。これに伴い、第１内部ポート５１、第２内部ポート５２、第３内部ポート５３及び第４内部ポート５４の配置も変更されている。

本実施形態の弁装置１Ａでは、第２供給ポート３２は、第１供給ポート３１に対してハウジング２の周方向の側に配されている。また、第１排出ポート３３は、第１供給ポート３１に対してハウジング２の軸線方向の側に配され、第２排出ポート３４は、第２供給ポート３２に対してハウジング２の軸線方向の側に、かつ、第１排出ポート３３に対してハウジング２の周方向の側に配されている。このような配置により、第１供給ポート３１及び第２供給ポート３２が、ハウジング２の軸線方向の一方側に集約され、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４が、ハウジング２の軸線方向の他方側に集約される。従って、第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４をコンパクトに整然と集約でき、弁装置１の設計が容易となる。

また、第１供給ポート３１と第２供給ポート３２とは、軸線方向の回りに１８０゜位置ずれして配されている。また、第１排出ポート３３と第２排出ポート３４とは、軸線方向の回りに１８０゜位置ずれして配されている。これにより、第１供給ポート３１と第２供給ポート３２及び第１排出ポート３３と第２排出ポート３４を、容易に適宜の間隔で配置することが可能となる。なお、第１供給ポート３１と第２供給ポート３２とのずれ角及び第１排出ポート３３と第２排出ポート３４とのずれ角は、１８０゜に限られず、例えば、１８０゜近傍の角度であってもよい。

図１１及び１３に示されるように、第１内部ポート５１は、第１切替位置Ｐ１で第１供給ポート３１と連通し、第３切替位置Ｐ３で第２供給ポート３２と連通する。図１２及び１４に示されるように、第２内部ポート５２は、第２切替位置Ｐ２で第２供給ポート３２と連通し、第４切替位置Ｐ４で第１供給ポート３１と連通する。図１３及び１１に示されるように、第３内部ポート５３は、第３切替位置Ｐ３で第２排出ポート３４と連通し、第１切替位置Ｐ１で第１排出ポート３３と連通する。図１４及び１２に示されるように、第４内部ポート５４は、第４切替位置Ｐ４で第２排出ポート３４と連通し、第２切替位置Ｐ２で第１排出ポート３３と連通する。

さらに、本弁装置１Ａでは、第１内部ポート５１と第２内部ポート５２とは、軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている。また、第１内部ポート５１と第３内部ポート５３とは、軸線方向に並べて配されている。さらに、第３内部ポート５３と第４内部ポート５４とは、軸線方向の回りに２７０゜（−９０゜）位置ずれして配されている。これにより、第１内部ポート５１を基準とする軸線方向の回りで、矢印Ｒ方向を正として、第２内部ポート５２は９０゜位置ずれした位置、第３内部ポート５３は０゜位置ずれした位置、第４内部ポート５４は２７０゜位置ずれした位置にそれぞれ配されることになる。

上記第１供給ポート３１と第１排出ポート３３、第２供給ポート３２及び第２排出ポート３４の配置と相まって、各内部ポート５１、５２、５３及び５４を上述のごとく配置することにより、弁体４を側壁４２の方向から視て反時計回りに９０゜ずつ回転させることにより、弁体４を第１切替位置Ｐ１、第２切替位置Ｐ２、第３切替位置Ｐ３及び第４切替位置Ｐ４に順次位置させることが可能となる。なお、第１内部ポート５１と第２内部ポート５２とのずれ角、第２内部ポート５２と第３内部ポート５３とのずれ角、第３内部ポート５３と第４内部ポート５４とのずれ角及び第４内部ポート５４と第１内部ポート５１とのずれ角も、９０゜に限られず、例えば、９０゜近傍の角度であってもよい。

弁装置１Ａにおいても、弁体４は、側壁４２の方向から視て反時計回りに９０゜ずつ回転する。弁装置１と同様に、本弁装置１Ａでも、弁体４を側壁４２の方向から視て時計回りに９０゜ずつ回転させる形態であってもよい。また、回転角度は、９０゜に限られず、上記ポートの連通状態が確保される任意の回転角であってもよい。

以上、本発明の弁装置１等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、弁装置１は、少なくとも、内部に空間２１を画定する円筒状のハウジング２と、ハウジング２の空間２１でハウジング２の軸線方向の回りに回転可能に配された弁体４とを備え、ハウジング２には、空間２１に連通する第１供給ポート３１、第２供給ポート３２、第１排出ポート３３及び第２排出ポート３４が形成されており、弁体４には、弁体４の内部を貫通して延びる内部流路４４と、弁体４の外周面とハウジング２との間に形成される外部流路４５とが設けられており、弁体４は、ハウジング２に対して、（１）内部流路４４を介して第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とが連通し、外部流路４５を介して第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とが連通する第１切替位置Ｐ１、（２）外部流路４５を介して第１供給ポート３１と第２排出ポート３４とが連通し、内部流路４４を介して第２供給ポート３２と第１排出ポート３３とが連通する第２切替位置Ｐ２、（３）外部流路４５を介して第１供給ポート３１と第１排出ポート３３とが連通し、内部流路４４を介して第２供給ポート３２と第２排出ポート３４とが連通する第３切替位置Ｐ３及び（４）内部流路４４を介して第１供給ポート３１と第２排出ポート３４とが連通し、外部流路４５を介して第２供給ポート３２と第１排出ポート３３とが連通する第４切替位置Ｐ４を有するように構成されていればよい。

１ 弁装置
１Ａ 弁装置
２ ハウジング
４ 弁体
７ 駆動部
３１ 第１供給ポート
３２ 第２供給ポート
３３ 第１排出ポート
３４ 第２排出ポート
４４ 内部流路
４５ 外部流路
４６ 突出部
５１ 第１内部ポート
５２ 第２内部ポート
５３ 第３内部ポート
５４ 第４内部ポート
１００ 電解水生成装置
１１０ 電解部
１４０ 電解室
１４０ａ 第１極室
１４０ｂ 第２極室
１４１ 第１給電体
１４２ 第２給電体
１４３ 隔膜
１７０ 制御部
Ａ 流体
Ｂ 流体
Ｐ１ 第１切替位置
Ｐ２ 第２切替位置
Ｐ３ 第３切替位置
Ｐ４ 第４切替位置

Claims (11)

1. 弁装置であって、
   内部に空間を画定する円筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの前記空間で前記ハウジングの軸線方向の回りに回転可能に配された弁体とを備え、
   前記ハウジングには、前記空間に連通する第１供給ポート、第２供給ポート、第１排出ポート及び第２排出ポートが形成されており、
   前記弁体には、前記弁体の内部を貫通して延びる内部流路と、前記弁体の外周面と前記ハウジングとの間に形成される外部流路とが設けられており、
   前記弁体は、前記ハウジングに対して、
   （１）前記内部流路を介して前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとが連通し、前記外部流路を介して前記第２供給ポートと前記第２排出ポートとが連通する第１切替位置、
   （２）前記外部流路を介して前記第１供給ポートと前記第２排出ポートとが連通し、前記内部流路を介して前記第２供給ポートと前記第１排出ポートとが連通する第２切替位置、
   （３）前記外部流路を介して前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとが連通し、前記内部流路を介して前記第２供給ポートと前記第２排出ポートとが連通する第３切替位置及び
   （４）前記内部流路を介して前記第１供給ポートと前記第２排出ポートとが連通し、前記外部流路を介して前記第２供給ポートと前記第１排出ポートとが連通する第４切替位置を有するように構成されている、
   弁装置。
2. 前記第２供給ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配され、
   前記第１排出ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配され、
   前記第２排出ポートは、前記第２供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に、かつ、前記第１排出ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配される、請求項１記載の弁装置。
3. 前記弁体は、前記内部流路と連通する内部ポートを有し、
   前記内部ポートは、
   前記第１切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第２切替位置で前記第１排出ポートと連通する第１内部ポートと、
   前記第２切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第３切替位置で前記第２排出ポートと連通する第２内部ポートと、
   前記第３切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第４切替位置で前記第２排出ポートと連通する第３内部ポートと、
   前記第４切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第１切替位置で前記第１排出ポートと連通する第４内部ポートとを含む、請求項２記載の弁装置。
4. 前記第１供給ポートと前記第１排出ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第２供給ポートと、前記第２排出ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている、請求項３記載の弁装置。
5. 前記第１内部ポートと前記第２内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第２内部ポートと前記第３内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配され、前記第３内部ポートと前記第４内部ポートとは、前記軸線方向の回りに９０゜位置ずれして配されている、請求項４記載の弁装置。
6. 前記第２供給ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配され、
   前記第１排出ポートは、前記第１供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に配され、
   前記第２排出ポートは、前記第２供給ポートに対して前記ハウジングの軸線方向の側に、かつ、前記第１排出ポートに対して前記ハウジングの周方向の側に配される、請求項１記載の弁装置。
7. 前記弁体は、前記内部流路と連通する内部ポートを有し、
   前記内部ポートは、
   前記第１切替位置で前記第１供給ポートと連通し、前記第３切替位置で前記第２供給ポートと連通する第１内部ポートと、
   前記第２切替位置で前記第２供給ポートと連通し、前記第４切替位置で前記第１供給ポートと連通する第２内部ポートと、
   前記第３切替位置で前記第２排出ポートと連通し、前記第１切替位置で前記第１排出ポートと連通する第３内部ポートと、
   前記第４切替位置で前記第２排出ポートと連通し、前記第２切替位置で前記第１排出ポートと連通する第４内部ポートとを含む、請求項６記載の弁装置。
8. 前記弁体は、円筒状の周壁と、前記周壁から半径方向の外側に突出し、前記ハウジングの内周面に接する複数の突出部を含み、
   前記内部ポートは、前記周壁及び前記突出部を前記半径方向に貫通して形成されている、請求項３又は７に記載の弁装置。
9. 前記弁体を一方向のみに回転駆動する駆動部を有する、請求項１ないし８のいずれかに記載の弁装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の弁装置と、
    水を電気分解して電解水を生成する電解部とを備えた電解水生成装置であって、
    前記電解部は、前記水が供給される電解室と、前記電解室内に配される互いに極性が異なる第１給電体及び第２給電体と、前記電解室を前記第１給電体側の第１極室及び前記第２給電体側の第２極室に区分する隔膜とを含み、
    前記第１極室は、前記第１供給ポートと接続され、前記第２極室は、前記第２供給ポートと接続される、電解水生成装置。
11. 前記第１給電体及び前記第２給電体の前記極性を切り替えるための制御部をさらに備える、請求項１０記載の電解水生成装置。

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