JPH05185071A - 先止めの連続式電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 フロースイッチなどの検出スイッチがアルカ
リ水のカルシウム析出による影響をうけず、しかも、ア
ルカリ水の蛇口開閉弁の開閉操作によって、アルカリ水
と酸性水の排水管路が流量比率を保持したまま同時に開
閉制御される先止めの連続式電解装置を提供し、さらに
は、逆電電解切換時にアルカリ水に酸性水が混じらない
ようにすることを目的とする。 〔構成〕 一対の電解水排水管路に二つの流路の流量比
を保持して同時に開閉する流量調整バルブを設けるとと
もに、給水管路にフロースイッチなどの検出スイッチを
設けてある。電解水の排水側に、流路切換弁装置を一体
に設けてあり、この流路切換弁装置は一対の排水管路の
流路の切換えと、電解槽から排出されるすべての水を一
方の排水管路にのみ流す機能を備えた弁部材が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は水を電解してアルカリ水と
酸性水に整水する電解イオン整水装置に関し、特に、ア
ルカリ水排水管路に設けた蛇口の開閉によって電解槽へ
の原水の供給を制御する先止めの連続式電解水生成装置
に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】電解槽の一対の排水管
路に二段フロースイッチバルブを設け、一方の排水管路
の先方に設けた蛇口の開閉により電解槽への原水の供給
と電極への電圧印加を制御するようにした先止めの連続
式電解水生成装置が知られている。

【０００３】この種の電解水生成装置はカルシウムの析
出する電解アルカリ水の排水管路にフロースイッチバル
ブを設けているため、電解時間の経過によりフロースイ
ッチバルブのアルカリ水排水路にカルシウムが付着し、
円滑なスイッチ作動ができなくなる。

【０００４】従って本発明の第１の目的は、電解制御ス
イッチがカルシウムの析出による影響を受けない先止め
の連続式電解水生成装置を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、所定時間毎に電極の
極性を転換して電解水を生成するとともに、極性切換え
の際、、アルカリ水取水蛇口から酸性水の混った水が排
出されないようにした上記電解水生成装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明は、給水管路から供給される水を電解
槽で電解し、生成されたアルカリ水と酸性水を一対の電
解水排水管路から各別に排出するとともに、電解水排水
管路に蛇口等の開閉部材を有する先止めの連続式電解水
生成装置において、前記一対の電解水排水管路に、一方
の排水管路に設けた前記蛇口等の開閉弁の開閉操作によ
って他方の排水管路を同時に開閉する流量調整バルブを
設けるとともに、前記給水管路または酸性水配水管路
に、管路内の水の流れあるいは水の圧力を検出して電解
制御信号を発信する検出スイッチを設けたことを特徴と
する。

【０００７】上記流量調整バルブは、好ましくは、バル
ブケーシングの内部にダイアフラムを介して仕切った第
１流体通路と第２流体通路を設け、第１流体通路の圧力
変化に応答して前記ダイアフラムが変位作動するように
構成するとともに、前記ダイアフラムに第２流体通路の
内部流通口を開閉制御する弁部材を固定し、ダイアフラ
ムと一体に作動する弁部材のストロークにより第２流体
通路の流通口断面積が第１流体通路の流量変動に比例し
て変化するようにする。

【０００８】また、本発明の前記他の目的は、電解電圧
の極性を転換して電解操作ができる電解槽と、該電解槽
の排水側に設けられた一対の電解水排水路の流路切換弁
装置とを具備し、上記流路切換弁装置が一対の電解水排
水路を転換させる切換機構と、電解槽から排出されるす
べての水を蛇口開閉弁を有しない配水管路から排出させ
る洗浄排水機構を備えている上記電解水生成装置によっ
て達成することができる。 蛇口開閉弁の閉鎖を条件と
して極性を転換する装置にあっては、蛇口開閉弁を有し
ない側の排水管路に、前記流量調整バルブを迂回するバ
イパス排水管路をもうけるとともに、このバイパス排水
管路に開閉弁を設ける。

【０００９】

【作用】本発明の電解水生成装置は電解水排水管路の蛇
口の開閉によって電解槽への原水供給が制御される、い
わゆる先止め機能を有するものであるが、スイッチ部材
を有するフローバルブは原水給水管路に設けられている
ので、電解制御スイッチ機構はアルカリ水からのカルシ
ウム析出による影響をうけない。他方、一対の電解水排
水管路は取水管路側の蛇口の開閉で作動する流量調整バ
ルブによって開閉制御されるが、この流量調整バルブは
開閉機構のみを有し、スイッチ機構を具備しないので、
カルシウム析出によるスイッチの誤作動が生じない。

【００１０】本発明の上記他の目的を達成するための電
解水生成装置は、流路切換弁装置が、電解槽からのすべ
ての水を、蛇口開閉弁を有しない排水管路から流す洗浄
排水機構を備えているので、逆電電解切換えの際に所定
時間（例えば１０秒）だけアルカリ水、酸性水の双方が
ともにドレン等へ流れ、その結果、電解槽及び配管中に
残っている酸性水が完全にドレン等へ捨てられてから逆
電電解によるアルカリ水が蛇口開閉弁から取水されるこ
とになる。

【００１１】尚、逆電切換えに際し、洗浄排水機構から
水を流している間の電解操作については次のような種々
のモードがある。 （１）電解を停止したまま流す方式 （２）最初の数秒間は電解を停止したまま流し、残りの
数秒間は電解をしながら流す方式 （３）電解停止後、洗浄排水の当初から電解しながら流
す方式

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１において１は給水管路２から供給される
水道水などの原水を電解槽３に導入して電解し、電解槽
３内で生成されたアルカリ水と酸性水を一対の排水管路
４，５、すなわち、アルカリ水排水管路４と酸性水排水
管路５から別々に排出する連続式の電解水生成装置であ
る。図は省略したが、電解槽３は内部に対向配設した電
極間を電解隔膜によって一対の電極室に仕切った構成に
なり、両電極に直流電解電圧を印加して内部を通る水を
アルカリ水と酸性水に電解するものである。図１実施例
はアルカリ水の使用を目的とした電解水生成装置を例示
しているため、アルカリ水排水管路４に取水蛇口等の開
閉弁６が設けられており、この開閉弁６の開閉操作によ
り、電解槽３への原水の供給制御が行われるようになっ
ている。このように電解水の排水管路４，５に設けた取
水蛇口弁６の開閉により電解槽３への原水供給を制御す
る連続式電解水生成装置を先止め式（あるいは圧力式）
と称している。ちなみに、これとは逆に給水管路に取水
開閉弁を設けたものを元止め式（あるいは無圧式）と称
している。

【００１３】本発明は、上記のような先止め式の連続式
電解水生成装置の一対の電解水排水管路４，５に、アル
カリ水排水管路４に設けた蛇口等の開閉弁６の開閉操作
によって酸性水排水管路５を同時に開閉する流量調整バ
ルブ７を設けるとともに、原水給水管路２に、該管路２
を通る水の流れを検出して信号を出すフロースイッチま
たは圧力スイッチなどの検出スイッチ８を設け、これに
より、カルシウムが析出しない給水管路２側で電解槽３
への原水供給を検出し、その検出信号で電解槽３の電解
が制御されるようになっている。尚、図の実施例では、
流量調整バルブ７を給水管路２に設けているが、これに
代えて酸性水の排水管路５に上記流量調整バルブ７もう
けてもよい。また、検出スイッチ８はフロースイッチに
限らず、水の圧力を検出して信号を出す圧力スイッチで
もよい。

【００１４】流量調整バルブ７は図２に詳細に示すよう
に、内部にダイアフラム９によって上下二段に仕切った
第１流体通路（アルカリ水通路）１０ａと第２流体通路
（酸性水通路）１０ｂを有し、第１流体通路１０ａの圧
力変化によって前記ダイアフラム９が上下に変位するよ
うに構成するとともに、前記ダイアフラム９に第２流体
通路１０ｂの内部通路（図の実施例では弁座口）を開閉
制御する弁部材１１を固定した構成になり、ダイアフラ
ム９と一体に作動する弁部材１１のストロークにより第
２流体通路１０ｂの流通口断面積が第１流体通路１０ａ
の流量変動に比例して変化するようになっている。すな
わち、図１において蛇口開閉弁６を閉じると、アルカリ
水の排水が止まるとともに流量調整バルブ７の第１流体
通路１０ａの圧力が上昇して弁部材１１によって第２流
体通路１０ｂが閉じ、酸性水の排水が止まる。蛇口開閉
弁６の流量調整によって、一対の流体通路１０ａ，１０
ｂの流量比率が保持されるので、図の実施例の流量調整
バルブ７は流量比率安定バルブとしての機能を有してい
る。

【００１５】本発明の前記第２の目的を達成するため
に、図１実施例の装置には、陰極−陽極両用に耐え得る
電極（例えばチタン白金表面処理をした材質の電極な
ど）を用い、所定電解時間（例えば３〜１０時間）毎に
電解電圧の極性を転換して正規の稼働ができる電解槽３
が用いられているとともに、電解槽３の排水側に流路切
換弁装置１３が一体に組付けられている。

【００１６】流路切換弁装置１３は、電解槽３内部の一
対の電極室に各別に連通する一対のチャンバ１４、１５
の双方に両端を臨ませた一対の切換通路１６，１７が設
けられており、一方の切換通路１６にはアルカリ水排水
管路４が接続され、他方の通路１７には酸性水排水管路
５が接続されるようになっている。さらに、前記一対の
切換通路１６，１７の両端開口部にはこれら４個所の開
口部を各々独立に開閉する４個の開閉バルブ１８ａ，１
８ｂ，１９ａ，１９ｂが設けられている。図の実施例で
は、これらバルブ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂはダ
イアフラム弁で構成されており、ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
から導入される流体の圧力で、各バルブに対応する切換
通路の開口部を閉じ、該ポートがドレン側へ切換わると
該開口部を開くように作動する。この構成により、チャ
ンバ１４にアルカリ水が流れ、チャンバ１５に酸性水が
流れているときは、一方の切換通路１６のアルカリ水チ
ャンバ１４側を開き、酸性水チャンバ１５側を閉じると
ともに、他方の切換通路１７のアルカリ水チャンバ１４
側を閉じ、酸性水チャンバ１５側を開くと電解槽３のア
ルカリ水はアルカリ水排水管路４に流れ、酸性水は酸性
水排水管路５に流れる。他方、電解槽３の印加電圧極性
を逆転させたときはバルブ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１
９ｂを前記と逆に作動させると、一対の切換通路１６，
１７の流路が逆になる。従って、電極の極性が逆転して
もアルカリ水はアルカリ水排水管路４から排出され、酸
性水は酸性水排水管路５から排出される。

【００１７】ところで本発明の第２の目的を達成するた
めには極性転換の際に、配管内に残存する酸性水がアル
カリ水排水管路４に混入しないようにする必要がある。
このために、前記バルブ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９
ｂは各々独立に作動させることができるようになってお
り、一方の切換通路１６の両端開口部をバルブ１８ａ，
１８ｂの操作によって閉じるとともに、他方の切換通路
１７の両端開口部をバルブ１９ａ，１９ｂによって開く
と、電解槽３から排出されるすべての水は排水管路５に
流れるようにしてある。。従って、極性切換時に所定時
間（例えば１０秒間）上記の弁操作を経た後、流路を切
換えて蛇口開閉弁６を開くことにより、残留酸性水がす
べて排出された後の、新たな逆電アルカリ水がアルカリ
水排水管路４に流れるようになる。

【００１８】アルカリ水排水管路４に連通する切換通路
１６の両端開口部を閉じ、酸性水排水管路５に連通する
切換通路１７の両端開口部を開いているとき、すなわ
ち、電解槽の水をすべて排水管路５へ流しているとき
は、アルカリ水の蛇口開口弁６は開いたままにしてよい
ので排水管路５は排水管路４よりも水圧が高くなり、流
量調整バルブ７のダイアフラムを押し上げる。従って、
ドレンへの排水には支障がない。しかし、蛇口開閉弁６
を閉じた時、すなわち、アルカリ水を取水していない時
にのみ、洗浄排水機構が働くようにしたい場合には、蛇
口開閉弁６を閉じても排水管路５の水が外部に流れるよ
うにする必要がある。この問題に対応できるようにする
ため、図１の実施例では、酸性水排水管路５に、流量調
整バルブ７を迂回してドレン２８へ流すバイパス排水管
路２０を設け、このバイパス排水管路２０に開閉弁２１
を設けてある。この開閉弁２１はアルカリ水の生成中は
閉じ、洗浄水排水時にのみ開くようにすることはもちろ
んである。

【００１９】電解槽３の陰極室にはミネラル等の薬液タ
ンク２２からミネラルが補給されるようになっている
が、極性切換式の電解槽にあっては電極室の極性が逆転
する関係で電解槽３には一対の電極室に各別に連通する
一対の補給ポートＥ，Ｆが設けられており、電極の極性
転換に応じて、補給回路が切換わるようになっている。

【００２０】かくして、電解水生成装置は正規の極性で
陰極室にミネラルを補給しながら所定時間正電解で電解
水生成の稼働をする第１ポジションと；ミネラル補給
を停止して所定時間だけ電解槽からの排水をすべてドレ
ンへのみに排水する第２ポジションと；電圧極性を転
換し、且つ、ミネラル補給ポートを切換えて所定時間逆
電解で電解水生成の稼働をする第３ポジションと；逆
電電解後に再び所定時間だけ電解槽からの排水を排水管
路５から排水する第４ポジションとを繰返して行うも
のである。

【００２１】流路切換弁装置１３の各バルブ１８ａ，１
８ｂ，１９ａ，１９ｂとバイパス排水路２０の開閉弁２
１は、給水管路２からの分岐管路２３を介して供給され
る水を作動流体とするパイロットバルブで構成されてお
り、前記第１ポジションから第４ポジションが連動して
形成されるようにモータバルブ２４，２５，２６によっ
て制御されるようになっている。尚、２７はミネラル補
給ポートへのミネラル供給を制御するモータバルブであ
り、これらモータバルブ２４，２５，２６，２７はそれ
ぞれ前記４段階の切換ポジション、、、を有
し、最上段位置から最下段に向けて前記第１ポジション
から第４ポジションに順次切換わるものである。

【００２２】図３は本発明の上記装置を電気的に操作す
る場合の電気制御ブロック図であり、電気回路は電源回
路、制御回路、フロースイッチ入力回路、積算回路、モ
ータバルブ制御回路、極性切換回路、電圧可変回路、ミ
ネラルポンプ駆動回路から構成されている。尚、電圧可
変回路は電圧印加の初期に電解電圧を徐々に昇圧して所
定電圧に安定させ、これにより電極を保護するために用
いられている。

【００２３】図３の電気回路図に基づいて図１の装置の
電気制御について説明する。前記第１ポジションでア
ルカリ水排水管路４の蛇口開閉弁６を開けることにより
フロースイッチがオンになり、フロースイッチ入力回路
からの信号が制御回路に送られ、一定時間遅延して電解
槽３の電解がスタートする。この場合、電解がスタート
すると電圧可変回路が働き、電解電圧は徐々に昇圧し、
所定電圧に安定して正電解の電解が行われる。一定時間
正電解で稼働すると、電解積算回路から制御回路に信号
がでて制御回路からモータバルブ制御回路へ信号が伝わ
り、モータバルブ２４，２５，２６，２７を前記第２ポ
ジションに駆動する。第２ポジションではバルブ１
８ａ，１８ｂが共に閉じ、バルブ１９ａ，１９ｂが共に
開いているので電解槽からの水はすべて配水管路５から
排出される。正電解時の電解槽の水が排出されるに充分
な時間（例えば１０秒間）が経過すると制御回路からの
信号でモータバルブ２４〜２７は第３ポジションに駆
動されて一対の排水管路４，５の水路が切り換えられる
とともに、制御回路からの信号で極性切換回路のスイッ
チが切換わり、極性転換による逆電解の稼働が行われ
る。一定時間、逆電解で稼働すると積算回路からの信号
で制御回路が働き、モータバルブ２４〜２７は第４ポジ
ションに駆動される。第４ポジションは第２ポジショ
ンと同じ作用で所定時間、電解槽３からの水をすべて配
水管路５へ流す。逆電解時の電解槽の水が排出されるに
充分な時間が経過すると、制御回路からの信号でモータ
バルブ２４〜２７は第１ポジションに駆動されて排水
管路４，５が切り換えられるとともに、制御回路からの
信号で極性切換回路のスイッチが切換わり、正電解の稼
働になる。以後、上記の操作が繰り返される。尚、ミネ
ラル薬液管路のモータバルブ２７は流路切換弁装置１３
のモータバルブ２４，２５等と連動して駆動されるが、
ミネラルポンプ駆動回路２７は制御回路からの信号によ
り、電解スタート後、遅延してミネラルポンプを作動す
るようにするのが望ましい。

【００２４】電解槽の水をすべてドレンへ流していると
き、すなわち、第２、第４ポジションの電解については
いろいろなモードがある。例えば、水をドレンへ排水し
ている間は無電解の状態にしてもよく、この場合は、電
力消費が少なくてすむ。また、１０秒間のうち、最初の
５秒間は無電解で排水し、残りの５秒間は極性を切換え
た状態で電解しながら排水してもよく、さらには水路を
第２、第４ポジションに切換えると同時に極性を切換え
て電解しながらドレンへ排水してもよい。この場合は取
水蛇口の開成当初から所望の電解アルカリ水が得られる
利点がある。

【００２５】図１において、参照数字２９は流量安定バ
ルブ、３０は浄水器などの浄化装置、３１は水道元栓、
３２はストレーナ、３３はモータ、３４はマイクロスイ
ッチでなる。

【００２６】

【効果】本発明は電解整水装置の排水管路に、蛇口開閉
弁の操作によって開閉する流量調整バルブ設けるととも
に、給水管路に電解制御検出スイッチを設けてあるの
で、先止め機能を保持しながら、検出スイッチがアルカ
リ水のカルシウム析出の影響をうけない装置を得ること
ができる。

【００２７】流量調整バルブは、蛇口開閉弁の開度に応
じて一対の排水管路の流量比を常に所定の比率に保持す
るので蛇口開閉弁の開度によってアルカリ水と酸性水の
流量比が変調するといった問題はなくなる。

【００２８】本発明の装置は印加電圧の極性を転換する
際に、所定時間、蛇口開閉弁側の排水管路が不通とな
り、その間、電解槽からの水は他方の排水管路からのみ
排水される。従って、極性切換え後のアルカリ水に酸性
水が混入するおそれがなくなり、常に所望の電解水が得
られる。

【００２９】電気制御によって自動化が図れるほか、い
ろいろなモードの電解操作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電解水生成装置の概略
的な全体構成図、

【図２】 図１実施例の装置に使用される流量調整バル
ブの拡大図、

【図３】 本発明装置の電気制御を説明するためのブロ
ック図、

【符号の説明】

２…給水管路、 ３…電解槽、 ４、５…排水管路、
６…蛇口開閉弁、 ７…流量調整バルブ、 ８…検出ス
イッチ、 ９…ダイアフラム、 １０ａ，１０ｂ…流体
通路、 １１…弁部材、 １３…流路切換弁装置、 １
４，１５…チャンバ、 １６，１７…切換通路、 １８
ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ…開閉バルブ、 ２０…バ
イプス排水管路、 ２１…開閉弁、 ２２…薬液タン
ク、 ２３…分岐管路、 ２４，２５，２６，２７…モ
ータバルブ、 ２８…ドレン、 ２９…流量安定バル
ブ、 ３０…浄化装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管路から供給される水を電解槽で電
   解し、生成されたアルカリ水と酸性水を一対の電解水排
   水管路から各別に排出するとともに、一方の排水管路に
   蛇口等の開閉部材を有する先止めの連続式電解水生成装
   置において、前記一対の電解水排水管路に、一方の排水
   管路に設けた前記蛇口等の開閉弁の開閉操作によって他
   方の排水管路を同時に開閉する流量調整バルブを設ける
   とともに、前記給水管路または酸性水排水管路に、管路
   内の水の流れまたは水の圧力を検出して電解制御信号を
   発信する検出スイッチを設けたことを特徴とする連続式
   電解水生成装置
2. 【請求項２】 流量調整バルブが、バルブケーシングの
   内部にダイアフラムを介して仕切った第１流体通路と第
   ２流体通路を設け、第１流体通路の圧力変化に応答して
   前記ダイアフラムが変位作動するように構成するととも
   に、前記ダイアフラムに第２流体通路の内部流通口を開
   閉制御する弁部材を固定し、ダイアフラムと一体に作動
   する弁部材のストロークにより第２流体通路の流通口断
   面積が第１流体通路の流量変動に比例して変化するよう
   にした流量比率安定化バルブであることを特徴とする請
   求項１記載の電解水生成装置
3. 【請求項３】 電解電圧の極性を転換して電解操作がで
   きる電解槽と、該電解槽の排水側に設けられた一対の電
   解水排水路の流路切換弁装置とを具備し、上記流路切換
   弁装置が一対の電解水排水路を転換させる切換機構と、
   電解槽から排出されるすべての水を蛇口開閉弁を有しな
   い配水管路から排出させる洗浄排水機構を備えているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の電解水生成装置
4. 【請求項４】 蛇口開閉弁を有しない側の排水管路に、
   前記流量調整バルブを迂回するバイパス排水管路をもう
   けるとともに、このバイパス排水管路に開閉弁を設けた
   ことをさらに特徴とする請求項３記載の電解水生成装置
5. 【請求項５】 検出スイッチ入力回路と；電解積算回路
   と；電極極性スイッチ切換回路と；一対の排水管路の流
   路切換弁装置を制御する電動バルブ制御回路と；を有す
   る電気制御回路を備え、検出スイッチの入力信号で電解
   槽の電極に電解電圧を印加し、所定の電解積算時間が経
   過し且つ、検出スイッチの信号がＯＦＦになつたとき
   に、電解電圧の印加を停止させた状態で電極極性スイッ
   チを切換え、所定時間だけ電解槽からの水を洗浄排水機
   構を通して排水した後、一対の排水管路の流路を切換え
   て電極に電解電圧が印加されるようにした請求項３記載
   の電解水生成装置
6. 【請求項６】 検出スイッチ入力回路と；電解積算回路
   と；電極極性スイッチ切換回路と；一対の排水管路の流
   路切換弁装置を制御する電動バルブ制御回路と；を有す
   る電気制御回路を備え、検出スイッチの入力信号で電解
   槽の電極に電解電圧を印加し、所定の電解積算時間が経
   過し且つ検出スイッチの信号がＯＦＦになつたときに、
   電圧印加を停止した状態で極性スイッチを切換え、所定
   時間だけ無電解で電解槽からの水を洗浄排水機構を通し
   て排水した後、電解電圧を印加して所定時間電解しなが
   ら前記洗浄排水機構からの排水を続行し、しかる後 、
   一対の排水管路の流路が切換わるようにした請求項３記
   載の連続式電解水生成装置
7. 【請求項７】 検出スイッチ入力回路と；電解積算回路
   と；電極極性スイッチ切換回路と；一対の排水管路の流
   路切換弁装置を制御する電動バルブ制御回路と；を有す
   る電気制御回路を備え、検出スイッチの入力信号で電解
   槽の電極に電解電圧を印加し、所定の電解積算時間が経
   過し且つ検出スイッチの信号がＯＦＦになつたときに、
   極性スイッチを切換えて電圧を印加し、所定時間だけ電
   解槽の水を前記洗浄排水機構を通して排水した後、一対
   の排水管路が切換わるようにした請求項３記載の連続式
   電解水生成装置
8. 【請求項８】 電圧印加の初期に印加電圧を徐々に昇圧
   させて所定電圧に安定させる電圧可変回路をさらに具備
   することを特徴とする請求項５，６または７記載の連続
   式電解水生成装置