JPH06335675A - 電解水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に正確に水中の各種イオンの検出を行うこ
とが可能な手段を備えた電解水生成器を提供すること。 【構成】 本電解水生成器におけるｐＨ検出装置１８
は、通水初期に原水、あるいは浄水に浸漬される。この
時、ｐＨ検出装置１８は、原水、あるいは浄水のｐＨ値
を測定し、その情報に基いて、マイコン回路は、その後
のｐＨ検出装置１８によるｐＨの測定値の補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として飲料水として
用いられる水を電気分解して、アルカリ性水と酸性水を
生成する電解水生成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の従来の電解水生成器は図
４に示すように、主に、原水の浄化を行う浄水カートリ
ッジ部と、浄化された原水（浄水）を電解する電解槽部
とにより構成されていた。そして、まず始めに、電解水
生成器に流入した原水は、浄水カートリッジ内の中空糸
フィルタ５０により濾過され、原水中の微粒子や微生物
が除去され、次に、活性炭５２により、細菌等の微生物
の死滅処理のために添加された次亜塩素酸が還元され、
塩素イオンに変化すると共に、カルキ臭が除去されるよ
うになっており、このようにして浄化されて得られた浄
水は、電解槽部に流入するようになっている。また、前
記電解槽部は、隔膜５４と陽極５６と陰極５８により構
成されており、ここで、両電極間に対して、それを仕切
る隔膜５４を介して直流電圧や全波整流された交流電圧
等を印加することで浄水が電解され、この時、陽極側で
酸性水が生成され、陰極側でアルカリ性水が生成される
ようになっていた。

【０００３】このような電解水生成器では、電極間に印
加する直流電圧の値や、全波整流された交流電圧のパル
スの数を変えることで電解条件を切り換え、数段階のｐ
Ｈ値を有する電解水を得ることができる。電解槽に接続
された流路中には、電解水のｐＨ値を検知するためのｐ
Ｈ検出装置６０が設置されている。これにより、得られ
る電解水のｐＨ値を知ることができる。さらに、ここで
は図示しないが流路中の各所に流水中の塩素成分やカル
シウム成分等を検出するための各種検出装置を備えた電
解水生成器が提案されている。

【０００４】また、上述の電解水生成器は、一定量の水
を電解するために通水したのちに、電極上に付着したナ
トリウム、カルシウム、カリウム等を主成分とするスケ
ールを除去するために通水をしながら一定の時間、電極
間に印加する電圧の極性を反転させることにより電極表
面の洗浄を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の電解水生成器においては、各種のイオン
の検出装置はＫＣｌ溶液中にＡｇＣｌが浸漬された構成
を有する比較電極が重要な構成要素となっており、これ
らの検出装置は電解の有無にかかわらず水中に浸漬され
たままの状態であることが多い。この場合、検出装置表
面へのゴミや汚れの付着を起こしている。そして、これ
が検出感度やゼロ点に変動を生じさせ、計量値に誤差を
生じさせる原因となっている。また、検出装置の水中へ
の浸漬により、比較電極からＫＣｌが流出し、最終的に
はＫＣｌはなくなってしまう。これによっても、検出装
置のゼロ点の変動が生じ、計量値に誤差が生じる。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、常に正確に水中の各種イオンの
検出を行うことが可能な手段を備えた電解水生成器を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電解水生成器は、水中に設置された陽極と陰
極の間に電圧を印加することで、陽極側で酸性水を生成
し、陰極側でアルカリ性水を生成するものであり、更に
は、前記水に含まれる各種イオンを検出する検出手段
と、その検出手段による通水初期の原水、あるいは浄水
に含まれる各種イオンの検出結果に基いて、前記検出手
段の計量値の補正を行う補正手段とを備えている。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の電解水生成器にお
ける補正手段は、検出手段による通水初期の原水、ある
いは浄水に含まれる各種イオンの検出結果に基いて、検
出手段の計量値の補正を行う。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】図１は、本実施例の電解水生成器の制御装
置の回路図である。この制御装置は、主スイッチと、装
置の過電流防止のためのヒューズと、家庭用交流電圧を
所望の電圧に変換するトランスと、トランスの出力電圧
の全波整流を行う整流回路等から構成される電源部３０
と、整流回路で得られる全波整流された交流電圧の接地
電圧になるタイミングを検知するゼロクロス検知回路３
２と、ここでは図示しないｐＨ設定回路からの電解水の
ｐＨ値に対応した情報信号と、ゼロクロス検知回路３２
からの電源電圧の接地電位になるタイミングに対応した
情報信号を検知し、演算処理することで所望のｐＨ値の
電解水を得るのに必要な電源部からの電圧パルス数に対
応した信号を出力するマイコン回路３４と、さらにマイ
コン回路３４から出力された電圧パルス数に関する情報
信号に応じて、実際にＯＮ／ＯＦＦ制御することで電解
槽中の各電極に必要な数の電圧パルスを印加するスイッ
チ回路３６とから構成される制御部からなる。また、こ
の制御装置は電極に印加する電圧の極性を切り替える極
性切り替え装置３８と、原水、浄水あるいは電解水のｐ
Ｈ値やその変化の状態を表示する表示器４０からなる。

【００１１】図２は、本実施例の電解水生成器の要部の
構成を示す図であり、（ａ）は電解槽近傍を模式的に示
す平面図であり、（ｂ）はｐＨ検出装置の平面図であ
る。

【００１２】図２（ａ）に示すように、電解水生成器は
陽極１０と陰極１２が電解用隔膜１４で仕切られた構成
の電解槽を有する。この場合、陽極１０の材料として
は、フェライト、白金、白金が被覆されたＴｉ等が好適
に用いられ、陰極１２の材料としてはステンレス、白
金、白金が被覆されたＴｉ等が好適に用いられる。ま
た、陽極１０と陰極１２は電極間距離が一定となるよう
に設置されている。この電解槽部の出口側には、陽極側
と陰極側で生成された電解水をそれぞれ混合しないよう
に分離して流す流路１６が接続されている。

【００１３】さらに本実施例の場合、電解槽で生成され
たアルカリ性水が流れる流路１６中の電解槽出口近傍に
アルカリ性水のｐＨ値やその変化を検知するｐＨ検出装
置１８が設置されている。このｐＨ検出装置１８は、図
２（ｂ）に示す電界効果トランジスタを基本構成とする
検出装置である。これは、ゲート金属がない構造を有
し、ゲート膜２２に接する電解水がゲート金属の役目を
しうるようになっている。ゲート膜２２と電解水が接す
ると、電解水のｐＨ値に対応してゲート膜２２と電解水
との間で界面電位が生じるが、これだけでは電界効果ト
ランジスタのゲート部に反転層を誘起し電解水のｐＨ値
に対応した信号情報をｐＨ検出装置１８から取り出すこ
とができない。そこで、ゲート膜２２の近傍には、ＫＣ
ｌ溶液中にＡｇＣｌが浸漬された構成を有する比較電極
２４が設置されている。

【００１４】この比較電極２４は、ゲート膜２２と電解
水の接触により発生する界面電位を、一般の電界効果ト
ランジスタの働きでいうところのゲート電圧としてｐＨ
検出装置１８のゲート部に印加させる働きをする。一
方、界面電位は、電解水中のイオン活量すなわち、ｐＨ
値により決まる。そのため、ソース電極２８とドレイン
電極２６の間に適当な電圧を印加しておけば、電解水の
ｐＨ値に対応して変化する界面電位により、ゲート膜２
２に接したゲート部に誘起される反転層の厚さが変化
し、電解水のｐＨ値に対応した出力がされる。このよう
に、ｐＨ検出装置１８の基本構成を半導体技術を応用し
た電界効果トランジスタを用いて組むことにより、電解
水に接するｐＨ検出部を非常に小型化でき流路の妨害と
なることもない。また、ｐＨ値の変化に対する応答速度
も早くなる。

【００１５】次に、本実施例の動作について説明する。
まず始めに、電解槽中に流入した浄水のような原水は、
隔膜１４により陽極側と陰極側に分流される。ここで、
陽極１０と陰極１２の間に所定の電圧パルスが印加され
ると、隔膜１４を通して電流が流れると同時に分流され
た原水が電気分解される。この場合、印加電圧は３０Ｖ
程度である。陽極側では、主にＨ⁺が生成され、分流さ
れた原水は酸性水になる。

【００１６】一方、陰極側では主にＯＨ^-が生成され、
陰極側を流れる原水はアルカリ性水となる。これらの電
解水は電解槽部の出口側に接続された流路１６により別
々に電解水生成器の外に取り出される。なお、電気回路
の電源部３０においては、入力された家庭用交流電圧は
トランスによりＡＣ１００ＶからＡＣ２０Ｖ程度に変換
される。この交流電圧はさらに整流回路により全波整流
され電解槽中に設置された電極に印加される。この場
合、整流回路の陽極１０に対する出力端部には、電気的
にゼロクロス検知回路３２が接続されており、陽極１０
に印加される電圧パルスの接地電位になるタイミングに
対応した信号がマイコン回路３４に出力される。

【００１７】マイコン回路３４では、ここでは図示され
ないｐＨ設定回路からのアルカリ性水のｐＨ値に関する
情報と、ゼロクロス検知回路３２からの印加電圧の接地
電位のタイミングに関する情報を比較演算等の処理を行
い、所望のアルカリ性水のｐＨ値に対応して、ある一定
時間内に電解槽中の電極に印加すべき電圧パルスの数に
関する情報をスイッチ回路３６に出力する。整流回路の
陰極１２に対する出力端部に接続されたスイッチ回路３
６は、マイコン回路３４からの信号に応じてＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を行い、特定の数の電圧パルスがある一定時間内
に両電極間に印加されることになる。その結果、所望の
ｐＨ値を有するアルカリ性水が連続的に得られる。

【００１８】ところで、本実施例の電解水生成器は通水
初期において、原水あるいは浄水が流れ、ｐＨ検出装置
１８が原水あるいは浄水に浸漬される。このためには、
マイコン回路３４は通水開始後にｐＨ検出装置１８が原
水あるいは浄水に浸漬され、そのｐＨ値を計測するのに
十分な時間の間、スイッチ回路３６に対して電解槽中の
電極に流水の電解を行わないための情報信号を出力す
る。この間、電解水の生成が行われないと同時に、ｐＨ
検出装置１８は原水あるいは浄水のｐＨ値の測定を行
う。この時の原水あるいは浄水のｐＨ値に関する情報信
号は、ｐＨ検出装置１８よりマイコン回路３４に送ら
れ、その後のｐＨ検出装置１８によるｐＨ値測定時の基
準値として記憶される。

【００１９】すなわち、マイコン回路３４においてｐＨ
検出装置１８からの流水のｐＨ値に関する情報は前記の
記憶された基準値に対して参照され、基準値からの変化
量を算出すると同時にこれがｐＨ値に換算される。この
情報をマイコン回路３４は表示器４０に出力し、流水の
ｐＨ値やその変化の状態が表示器４０により表示され
る。以上述べたように、ｐＨ検出装置１８による流水の
ｐＨ値の測定の前にはｐＨ値の基準値が決まっているの
で、ｐＨ検出装置１８のゴミや汚れの付着及び比較電極
２４からのＫＣｌの溶出等による短期的あるいは長期的
あるいは定常的な動作のゼロ点の変化に影響される事な
く、比較的正確なｐＨ値の測定が常にできる。

【００２０】図３は、別の実施例の電解水生成器の要部
の構成を示す平面図である。

【００２１】ここでは、中空糸フィルタ４２と活性炭４
４で構成された浄水カートリッジ部を通過した原水は、
濾過・浄化され浄水となる。浄水カートリッジ部に接続
され、陽極１０、陰極１２及び隔膜１４で構成される電
解槽部に至る流路中に三方弁４６が設置されている。電
解槽部の出口には、電解槽の陽極側と陰極側で生成され
た電解水をそれぞれ混合しないように分離して流す流路
１６が接続されている。本実施例の場合、アルカリ性水
が流れる流路１６中に電解槽の出口から順に別の三方弁
４８とｐＨ検出装置１８が設置されている。さらに、分
岐路２０により三方弁４６と別の三方弁４８が連結され
ている。

【００２２】このような構成を持つ本実施例の電解水生
成器は、通水初期において三方弁４６と別の三方弁４８
は、浄水カートリッジ部を通過して得られた浄水から電
解槽部を隔離し、浄水が分岐路２０を流れるように開
く。これにより、ｐＨ検出装置１８は浄水中に浸漬さ
れ、ｐＨ検出装置１８は浄水のｐＨ値を測定する。この
時に得られた浄水のｐＨ値に関する情報信号は、ｐＨ検
出装置１８からマイコン回路３４に送られ、その後のｐ
Ｈ値測定のための基準値として記憶される。この後、三
方弁４６と別の三方弁４８は浄水から分岐路２０を隔離
するように開き、浄水は電解槽部に流入する。

【００２３】さらに、陽極１０と陰極１２の間に所定の
数の電圧パルスがある一定時間内に印加されることで、
浄水の電解が行われ電解水が生成される。上述したよう
に、三方弁４６と別の三方弁４８により電解槽部が隔離
されるように流路が形成されるので、ｐＨ検出装置１８
は速やかに基準とする浄水に浸漬されると同時に、迅速
にｐＨ値測定のための基準値の計測が行われる。なお、
本実施例では三方弁４６は、浄水カートリッジ部と電解
槽部を接続する流路中に設置されているが、浄水カート
リッジ部の入口側の流路中に設置されていても良い。こ
の場合、原水にｐＨ検出装置１８が浸漬され、原水のｐ
Ｈ値をその後のｐＨ値測定の基準値としてマイコン回路
３４が記憶することになる。これにより、より迅速な基
準値の測定が期待できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の電解水生成器によれば、水に含まれる各種イオン
を検出する検出手段と、その検出手段による通水初期の
原水、あるいは浄水に含まれる各種イオンの検出結果に
基いて、前記検出手段の計量値の補正を行う補正手段と
を備えたことにより、常に正確に水中の各種イオンの検
出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解水生成器の電気的構成を示すのブ
ロック図である。

【図２】本発明の電解水生成器の要部の構成を示す図で
あり、（ａ）は電解槽近傍を模式的に示す図であり、
（ｂ）はｐＨ検出装置の周辺の概要を示す図である。

【図３】本発明の電解水生成器の他の実施例を示す図で
ある。

【図４】従来の電解水生成器の要部の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 陽極 １２ 陰極 １４ 隔膜 １６ 流路 １８ ｐＨ検出装置 ２４ 比較電極 ３４ マイコン回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に設置された陽極と陰極の間に電圧
   を印加することで、陽極側で酸性水を生成し、陰極側で
   アルカリ性水を生成する電解水生成器において、 前記水に含まれる各種イオンを検出する検出手段と、 その検出手段による通水初期の原水、あるいは浄水に含
   まれる各種イオンの検出結果に基いて、前記検出手段の
   計量値の補正を行う補正手段とを備えたことを特徴とす
   る電解水生成器。