JPH06335676A - 電解水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中に含まれる各種イオンを検出する検出手
段が、長時間安定して作動し得るような手段を備えると
ともに、その手段に衛生面でより一層の配慮を施した電
解水生成器を提供すること。 【構成】 本電解水生成器は、水に含まれる各種イオン
を検出するｐＨ検出装置１８を電解漕の出口に接続され
た流路１６中に設置し、更にその流路１６中に、水圧に
より開閉可能な弁状のものからなるフロート２０を備え
ることにより、通水が行なわれていないときに、フロー
ト２０が開いて流路中に外気が入り得るよう構成し、ｐ
Ｈ検出装置１８が水に浸からないようにした。

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より構
成されている。そして、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る。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。そして、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。こ
の電解槽部は、隔膜５４と陽極５６と陰極５８により構
成される。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る。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。

【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検出器６０が設置されている。これにより、得られる
電解水のｐＨ知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、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、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であり、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、微量ではあるが不必要なＫＣｌの流出
や溶出が続くため、検出装置の寿命を短くしていた。ま
た、検出装置の動作を不安定にしたり、計量値に誤差が
生じたりすることがあった。一方、被検水と飲料用水
（電解水、浄水、原水）が同一の流路を流れる場合、検
出装置からの溶出成分により前記飲料用水が汚染される
可能性があり、また、水中への検出装置の連続的な浸漬
は、検出装置表面へのゴミや汚れの付着を招いている。
これにより、検出感度やゼロ点の変動が生じ、やはり計
量値に誤差が生じる原因となっていた。

【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、水中に含まれる各種イオンを検
出する検出手段が、長時間安定して作動し得るような手
段を備えるとともに、その手段に衛生面でより一層の配
慮を施し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を備
えるとともに、未通水時に、前記検出手段近傍に存在す
る残留水を排水させる排水手段とを備えている。

【０００８】また、前記検出手段を、バイパスバルブに
より分岐された流路中に設置しても良い。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の電解水生成器は、
検出手段が水に含まれる各種イオンを検出し、排水手段
は、未通水時に、検出手段近傍の残留水を排水させる。
また、検出手段を、バイパスバルブにより分岐された流
路中に設置し、各種イオンの検出時にのみ、バイパスバ
ルブを開いて流路に通水を行うことにより、検出手段を
水に浸す。

【００１０】

【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。

【００１１】図１（ａ）は、本実施例の電解水生成器の
イオン検出装置の設置部を示す略図であり、図１（ｂ）
はｐＨ検出装置の略図である。

【００１２】図１（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と、通水時以外は大気より空気を導入することで
ｐＨ検出装置１８近傍の残留水を排出し、ｐＨ検出装置
１８を大気中に保持するために、水圧に応じて開閉する
弁状のものから成るフロート２０が設置されている。こ
のうち、ｐＨ検出装置１８は、図１（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、ＫＣｌ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。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２２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ｐ
Ｈ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。

【００１４】またさらに、フロート２０は、空気を導入
するための穴と、水に浮く浮き（図示せず）から構成さ
れている。そして、通水中は、流水からの圧力を受けて
フロート２０中の浮きが流水に浮きながら上方に移動す
る。これにより、フロート２０の空気を導入するための
穴を塞ぎ、水漏れなく水が流れる。しかし、未通水状態
では大気圧によりフロート２０中の浮きが下がると同時
に空気を導入するための穴が開くので、流路１６中のフ
ロート２０が設置された近傍に空気が導入されることに
なる。

【００１５】図２は、本実施例の電解水生成器の回路図
である。この電気回路は、主スイッチ、装置の過電流防
止のためのヒューズ、家庭用交流電圧を所望の電圧に変
換するトランス、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３２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から構成さ
れる制御部からなる。

【００１６】またさらに、マイコン回路３４は、電解時
の通水量の判定を行い、所定量の通水後、電極へ印加す
る電圧の極性を反転させる信号を出力する。さらに、こ
こでは図示しないｐＨ検出装置１８からの電解水（この
場合は、アルカリ性水）のｐＨ値やその変化に対応する
情報信号により、この状態を表示する信号を出力する。
これらの信号を受けて実際に電極へ印加する電圧の極性
を切り替える極性切り替え回路３８とアルカリ性水のｐ
Ｈ値やその変化の状態を表示する表示器４０からなる。

【００１７】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に所定の電圧が印加されると、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。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。

【００１８】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
的にゼルクロス検知回路３２が接続されており、陽極１
０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。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、ゼルクロ
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。

【００１９】整流回路の陰極に対する出力端部に接続さ
れたスイッチ回路３６は、マイコン回路３４からの信号
に応じてＯＮ／ＯＦＦ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。

【００２０】しかし、電解水の生成が不要になれば、通
水を止める。これにより、これまで流路１６中を流れて
いたアルカリ性水の有する圧力により閉の状態になって
いたフロート２０は、水圧が低下するので開の状態にな
る。この時、大気中から空気が流路１６内に流入すると
同時に、フロート２０やｐＨ検出装置１８が設置された
近傍の流路を空気が満たす。すなわち、ｐＨ検出装置１
８は残留水から隔離された状態になるので、ｐＨ検出装
置１８を構成している比較電極２４からのＫＣｌの流出
・溶出はなくなる。これは、ｐＨ値の検知が不要なとき
はｐＨ検出装置１８が空気中に保持されるので、不必要
な比較電極２４からのＫＣｌの流出・溶出がなく、検出
器の寿命が常時比較電極２４が水中に浸漬された状態に
比べ長くなる。また、検出器の動作が不安定になった
り、計量値に誤差が生じにくくなる。さらに、ｐＨ検出
装置１８表面へのゴミや汚れの付着も起こりににくくな
るので、検出感度やゼロ点の変動も生じにくくなり、ｐ
Ｈ値の計測が長期間安定にできることになる。

【００２１】図３は、別の実施例の電解水生成器のｐＨ
検出装置の設置部を示す図である。ここでは、電解槽の
出口に接続された流路１６中にバイパスバルブ４２が設
置され、ここにｐＨ検出装置１８とフロート２０が設置
された分岐路４４が接続されている。電解水の生成は上
述した動作で行われる。電解水の生成中は、バイパスル
ブ４２は開の状態にある。そのため、アルカリ性水はバ
イパスバルブ４２で分流され分岐路４４を流れると同時
にｐＨ値やその変化をｐＨ検出装置１８が検知する。分
流されｐＨ検出に用いられたアルカリ性水は、再度飲用
に用いてもよいし捨て水としても良い。分流されたアル
カリ性水を捨て水とした場合、ｐＨ検出装置１８の構成
要素である比較電極２４で用いられているＫＣｌが全く
含まれない純粋なアルカリ性水を飲料水とすることがで
きる。このバイパスバルブ４２は、通水時に開の状態に
なり、未通水時は閉の状態になる。また、バイパスバル
ブ４２に接続される分岐路４４は、ｐＨ検出装置１８を
設置するために必要な長さがあれば良い。さらに、未通
水時には、ｐＨ検出装置１８の近傍が空気で満たされる
ようにフロート２０が開の状態になる。

【００２２】なお、ｐＨ検出装置１８の流路１６に対す
る設置状態は、ｐＨ検出装置１８のセンサ部が上向きに
設置されないことが望ましい。基本的には、前記センサ
部の設置状態に関わらず未通水時に上述したようにｐＨ
検出装置１８の近傍が空気で満たされておれば、ｐＨ検
出装置１８へのゴミの付着が起こりにくくなったり不必
要な比較電極２４からのＫＣｌの流出・溶出を防ぐ効果
はある。しかし、ｐＨ検出装置１８のセンサ部が上向き
に設置されていると、微量ながらも残留水がセンサ部上
に残存してしまう可能性があるため、前記センサ部が上
向きに設置されない方がよい。

【００２３】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を
加えることができる。

【００２４】例えば、第１の実施例において、未通水時
にｐＨ検出装置１８近傍に空気を満たす働きをするフロ
ート２０の代わりに、電気的に弁の開閉が行われる電磁
弁を備えても良い。あるいは、未通水時にはｐＨ検出装
置１８近傍に限らず電解槽以後の流路中の水が排出され
るように、流路中に空気を導入できるフロートや弁が設
置されていても良い。また、第２の実施例において、バ
イパスバルブ４２は通水中でもｐＨ値の検知が不要な時
は閉の状態になるように動作しても良い。これにより、
ｐＨ検出装置１８の長寿命化がさらに期待できる。

【００２５】

【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、未通水時やイオンの検出
が不要なときには、検出手段は空気中に保持されるの
で、ゴミや汚れの付着が発生しにくくなるなめ、検出感
度や動作点の変動が生じにくくなるので、イオンの検出
を長期間安定して行うことが可能となる。また、不必要
な比較電極からのＫＣｌの溶出・流出がなくなるので検
出手段の長寿命化が図れる。

【００２６】またさらに、電解水の流路中にバイパスバ
ルブを設置することにより、純粋な電解水の生成や浄水
の採取が可能となり、通水中でもイオンの検出が必要な
時はバイパスバルブが閉じるようにすれば、検出手段の
長寿命化がさらに期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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ｐＨ検出装置の近傍を模式的に示す平面
図、（ｂ）はｐＨ検出装置の平面図である。

【図２】本発明の電解水生成器の電気回路図である。

【図３】本発明の別の実施例のｐＨ検出装置近傍を模式
的に示す平面図である。

【図４】従来の電解水生成器の要部の構成を示す平面図
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 ２０ フロート ２４ 比較電極 ４２ バイパスバルブ ４４ 分岐路

Claims (2)

【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、 未通水時に、前記検出手段近傍に存在する残留水を排水
   させる排水手段とを備えたことを特徴とする電解水生成
   器。
2. 【請求項２】 前記検出手段を、バイパスバルブにより
   分岐された流路中に設置したことを特徴とする請求項１
   記載の電解水生成器。