JPH07124564A - 電解水生成機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生成される電解水のうち、どちらか一方の水
を必要とする場合において、電解時に生じる捨て水の量
を少なくし、必要とする方の大量に生成される電解水の
濃度低下を少なくすることができる電解水生成機を提供
すること。 【構成】 電解槽１の入口側に設置された流量比調整部
材２０は、電解中の電解槽１中の各電極１０，１２側に
流入する水の流量比やその変化の状態に関する情報信号
を制御回路３６に出力する。所望の電解水を大量に得よ
うとした場合、その濃度が低下しないように電解槽１中
の各電極１０，１２の間に印加する電圧の印加状態を、
電解電流を増やす方向に制御回路３６が制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道等の水源から供給
された水を電気分解してアルカリ水及び酸性水を生成す
る電解水生成機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電解水生成機として、図
４に示されるような構成のものが知られている。即ち、
このものは、主として、水の浄化を行うための浄水カー
トリッジ４８と、浄化された水（浄水）を電気分解する
ための電解槽４９とによって構成されている。前記浄水
カートリッジ４８は中空糸フィルタ５０及び活性炭５２
を備えている。また、前記電解槽４９には、中央の隔膜
５４を挟んで一対の電極としての陽極５６及び陰極５８
が設けられる。

【０００３】水道等の水源から供給された水は、浄水カ
ートリッジ４８の中空糸フィルタ５０により濾過され、
水中の微粒子や微生物が除去される。さらに、活性炭５
２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。このようにして浄化された浄水
は電解槽４９に流入する。ここで、両電極５６，５８に
隔膜５４を介して直流電圧や全波整流された交流電圧等
を通常の極性で印加することにより、浄水が電気分解さ
れる。この時、陽極５６側で酸性水が生成され、陰極５
８側でアルカリ水が生成される。

【０００４】このような電解水生成機では、両電極５
６，５８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変更
し、数段階のｐＨ値を有する電解水を得ることができ
る。また、水を電解することでアルカリ水を生成する陰
極５８上に、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグ
ネシウム等を主成分とするスケールが付着してくる。そ
こで、このスケールを除去するために所定の水量や積算
時間の電気分解が終わった後に、通水をしながら一定の
水量あるいは時間だけ電極間に印加する電圧の極性を反
転することにより電極表面のスケールを除去する洗浄を
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
た従来の電解水生成機では、大量に電解水を得ようとし
た場合、電解水生成機に対して通水する水量を増やす必
要があるが、電解水を生成するために電極間に印加され
る電圧の印加状態は、水の流量やその変化の状態に無関
係に予め決められていることが多い。そのため、得られ
る電解水の濃度が低下してしまう。特に、生成される電
解水のうち、アルカリ水あるいは酸性水のどちらかだけ
が必要な場合、他方の電解水は不要な捨て水になり、無
駄に処理されることになる。

【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、生成される電解水のうち、どち
らか一方の水を必要とする場合において、電解時に生じ
る捨て水の量を少なくし、必要とする方の大量に生成さ
れる電解水の濃度低下を少なくすることができる電解水
生成機を提供することにある。

【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機は、電解槽に設置された一対
の電極間に電圧を印加することによって、陽極となる一
方の電極側で酸性水を生成すると共に、陰極となる他方
の電極側でアルカリ水を生成するようにした電解水生成
機において、前記電解槽の入口側あるいは出口側に設置
され、前記電解槽の各電極側に流入あるいは同電解槽の
各電極側から流出する水の流量比を調整可能な流量調整
手段と、その流量調整手段によって調整された水の流量
比に関する情報信号に基づいて、前記一対の電極に印加
する電圧の印加状態を制御する制御手段とを備えてい
る。

【０００８】

【作用】前記の構成を有する本発明の電解水生成機によ
れば、前記一対の電極に対して通常の極性の電圧を印加
することにより、通常の水の電気分解が行なわれる。こ
こで、アルカリ水あるいは酸性水のうち、どちらか一方
の電解水を大量に生成しようとした場合、この電解水を
生成する電極側に流入もしくは同電極側から流出する水
の量が、他方の電解水を生成する電極側に流入もしくは
同電極側から流出する水の量より多くなるように前記流
量調整手段が働く。この時、水の流量比に関する前記流
量調整手段からの情報信号に基づいて、前記制御手段が
前記一対の電極間に流れる電解電流が増えるように前記
電極間に印加される電圧の印加状態を制御し、電解水の
生成が増進される。これによって、捨て水の量を少なく
すると共に、大量に生成される方の電解水の濃度の低下
を極力少なくすることができる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は、本実施例の電解水生成機の特に電
解槽１の概略構成を示す図である。この電解槽１は、水
密密閉容器内において、その中央部に起立隔壁状の隔膜
１４が設けられ、その隔膜１４を挟んで一対の電極であ
る陽極１０及びと陰極１２が設けられる。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
されたチタン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、白金が被覆されたチタン等が好
適に用いられる。また、陽極１０及び陰極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１
の入口側には、陽極１０側に水を流入させる陽極側流入
路１６と、陰極１２側に水を流入させる陰極側流入路１
８とがそれぞれ接続されている。これらの流入路の他端
は、いずれも電解槽１の各電極側に流入する水の流量比
を調整可能な流量調整手段として働く流量比調整部材２
０に接続されている。また、電解槽１の出口側には、電
気分解によって陽極１０側で生成された酸性水を流出さ
せる酸性水流出路２２と、陰極１２側で生成されたアル
カリ水を流出させるアルカリ水流出路２４とがそれぞれ
接続されている。

【００１１】なお、前記流量比調整部材２０は、これに
接続された陽極側流入路１６と陰極側流入路１８のう
ち、どちらか一方の流路の開度を増す方向に作動するこ
とで、その流路に流れる水量を増した場合、これに連動
して他方がもう一方の流路の開度を絞ることで、この流
路に流れる水量を減らすことができる一対の開閉弁を有
している。さらに、本実施例の電解水生成機は、水道等
の水源２２と浄水カートリッジ２が流路２４で接続さ
れ、浄水カートリッジ２と流量調整部材２０とが別の流
路２６で接続された構成を有している。

【００１２】このうち、浄水カートリッジ２は、従来の
電解水生成機と同様に、水中の微粒子や微生物を除去す
る中空子フィルタ２８と、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を還元し塩素イオンにかえ
ると共に、カルキ臭を除去する活性炭３０により構成さ
れる。

【００１３】図２は、本実施例の電解水生成機の制御装
置の回路図である。この制御装置は、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、及びそのトランスの出力電
圧の全波整流を行う整流回路等から構成される電源回路
３２と、前記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３４と、図示しない電解水の濃度設定回路からの
電解水生成時の印加電圧パルス数に対応した情報信号、
及びゼロクロス検知回路３４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て、演算
処理することで所望の濃度の電解水を得るのに必要な前
記電源回路３２からの電圧パルス数に対応した信号を出
力する制御回路３６と、その制御回路３６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１中の各電極１０，１２
に必要な数の電圧パルスを印加するスイッチ回路３８と
を備えている。

【００１４】また、前記制御装置には、電解槽１中の各
電極１０，１２に印加する電圧の極性を切り換えること
で、電解水の生成状態あるいは電極１２の洗浄状態のど
ちらかの状態を選択するための極性切り替え装置４０
と、前記制御回路３６からの命令信号を受けて電解水の
生成や電極１２の洗浄等の電解水生成器の駆動状態を示
す表示器４２とが含まれている。

【００１５】なお、この制御装置の制御回路３６は、上
述のように図示しない電解水の濃度設定回路からの電解
水生成時の印加電圧パルス数に対応した情報信号に基づ
いて、電極１０と１２の間に印加する電圧のパルス数に
関する情報信号をスイッチ回路３８に対して出力する
が、この時さらに、流量比調整部材２０からの開閉弁の
開度に対応する情報信号、すなわち、陽極側流入路１６
と陰極側流入路１８に流れる水の流路比に対応する情報
信号を受けて、実際に電極間に印加する電圧のパルス数
に関する情報信号を変更する。このように印加すべき電
圧のパルス数に関する情報信号に補正を加えて、水の流
量やその変化の状態に応じて、得られる電解水の濃度が
設定された濃度に対して大きな差が生じないようにスイ
ッチ回路３８を制御する信号を出力する制御手段として
機能する。

【００１６】本実施例は以上に説明した如く構成され
る。

【００１７】次に、本実施例の動作について説明する。

【００１８】まず始めに、水道等の水源２２から浄水カ
ートリッジ２を経た水は、前記別の流路２６を通って流
量比調整部材２０に至る。この時、水は流量比調整部材
２０の有する開閉弁の開度により決まる流量比により分
流され、それぞれ陽極側流入路１６及び陰極側流入路１
８を通って電解槽１に導入される。この時、浄水カート
リッジ２と電解槽１の間に設置された流量比調整部材２
０は、通水中の開閉弁の開度に関する情報信号、即ち、
陽極側流入路１６と陰極側流入路１８とを流れる水の流
量比に対応した情報信号を制御回路３６に対して出力す
る。陽極１０と陰極１２と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
流導入された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１０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１２
側では主にＯＨ^-が生成され、陰極１２側を流れる原水
はアルカリ水となる。これらの電解水は電解槽１の出口
側に接続された酸性水流出路１６及びアルカリ水流出路
１８から別々に電解水生成機の外に取り出される。

【００１９】なお、制御装置の電源回路３２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ＡＣ１
００Ｖ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１中に設置
された電極１０，１２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３４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
号が制御回路３６に出力される。制御回路３６では、図
示されない電解水の濃度設定回路からのアルカリ性水の
濃度に関する情報と、ゼロクロス検知回路３４からの印
加電圧の接地電位のタイミングに関する情報と、流量比
調整部材２０からの通水中の開閉弁の開度に関する情報
信号、すなわち、陽極側流入路１６と陰極側流入路１８
とを流れる水の流量比に対応した情報信号とを比較演算
処理し、所望のアルカリ水の濃度に対応して、ある一定
時間内に電解槽１中の電極１０，１２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３８に出力す
る。

【００２０】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３８は、制御回路３６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、比較的一定の濃度を有する電解水が水の
流量やその変化の状態に左右されることなく連続的に得
られる。

【００２１】ここで、制御回路３４による電極間に印加
する電圧のパルス数の制御について、図３を用いて説明
する。

【００２２】図３は、本実施例の電解水生成機の電解特
性を示している。図の横軸は生成されるアルカリ水の流
量を示し、縦軸は生成されるアルカリ水のｐＨ値を示
す。図示された特性曲線のパラメータは電解電流で、こ
れを欄外に示してある。この特性曲線は、平行平板型の
電極構成を有する電解槽１を用いて得られたもので、電
極間距離１．６ｍｍ、電極面積１５０ｃｍ²、総通水量
４ｌ／ｍｉｎの電解条件における電解特性である。ま
た、図中のデータ点については、アルカリ流量が、１．
８５ｌ、２．３７ｌ、２．５２ｌ、２．５８ｌ及び２．
９２ｌは、生成される酸性水に対するアルカリ水の割合
で表現すると、それぞれ０．８６：１、１．４５：１、
１．７１：１、１．８１：１及び２．７１：１に相当す
る。

【００２３】本実施例の電解水生成機のでは、流量比調
整部材２０の陽極側流入路１６と陰極側流入路１８を流
れる水の流量比が等しくなるような開閉弁の開度の場
合、電解電流が０．２５Ａであれば、ｐＨ９．８のアル
カリ水が２ｌ／ｍｉｎ生成されることになる。すなわ
ち、図示しない電解水濃度設定回路により、所望のアル
カリ水の濃度としてｐＨ９．８を選べば、制御回路３６
は、図示しない電解水の濃度設定回路からの所望の電解
水の濃度に関する情報信号や流量比調整部材２０の開閉
弁の開度、すなわち、水の流量比に関する情報信号や電
源電圧の接地電位になるタイミングに対応したゼロクロ
ス検知回路３４からの情報信号等を比較演算処理し、
０．２５Ａの電解電流に対応した電圧のパルス数に関す
る情報信号をスイッチ回路３８に対して出力する。これ
により、電極１０と１２の間には０．２５Ａの電解電流
が流れると共に、ｐＨ９．８のアルカリ水が生成され
る。

【００２４】ここで、大量にアルカリ水を生成する場合
について考える。

【００２５】流量比調整部材２０の開閉弁の開度を調整
して、陰極側流入路１８と陽極側流入路１６に流れる水
の流量比を１：１から３：１、すなわち、生成されるア
ルカリ水の流量にして２ｌ／ｍｉｎから３ｌ／ｍｉｎに
増やしたとする。このとき、電解条件が変わらなけれ
ば、得られるアルカリ水のｐＨ値は９．８から９．０に
低下してしまう。そこで、制御回路３６は、流量比調整
部材２０の新たな開閉弁の開度あるいはその変化の状態
に関する情報信号と、図示しない電解水の濃度設定回路
からの所望の電解水の濃度に関する情報信号、さらに、
電源電圧の接地電位になるタイミングに対応したゼロク
ロス検知回路３４からの情報信号を比較演算処理等を行
い、生成されるアルカリ水のｐＨ値が設定値のｐＨ９．
８より大きく変化しないように、電極間に流れる電解電
流に対応した電圧のパルス数を補正する。この場合、図
３から明らかなように、約１．７Ａの電解電流が流れれ
ばよいことがわかる。

【００２６】そこで、制御回路３６は、電解電流１．７
Ａに対応する電圧のパルス数に関する情報信号をスイッ
チ回路３８に対して出力する。これにより、電極１０と
１２の間に流れる電解電流は０．２５Ａから１．７Ａに
変化すると共に、流量３ｌ／ｍｉｎでｐＨ９．８のアル
カリ水が生成されることになる。このようにして、制御
回路３６は、水の流量比を調整可能な流量調整手段とし
て働く流量比調整部材２０からの水の流量比やその変化
の状態に関する情報信号に基づいて、水の流量比やその
変化の状態に左右されずに、常に一定の濃度を有する所
望の電解水を生成することができるように電解槽１内の
一対の電極に印加される電圧の印加状態を制御する制御
手段として働く。

【００２７】なお、本実施例では、流量比調整部材２０
を、電解槽１の入口側に設置したが、逆に出口側に設置
してもよい。また、電解電流の変化に基づいて生成され
るアルカリ水のｐＨ値の変化量は簡単な関数による演算
によって算出できるので、図３に示した電解特性は、全
ての電解電流の場合について、その情報を制御回路３６
中に格納しておく必要はなく、代表的な電解電流値に対
する電解特性だけを格納しておけばよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の電解水生成機によれば、電解槽中の陽極側と陰極
側とに流入あるいそれ等の電極側から流出する水の流量
比やその変化の状態を検出可能な流量調整手段と、前記
流量調整手段からの水の流量比あるいはその変化の状態
に関する情報信号に基づいて、電解槽内の一対の電極に
印加される電圧の印加状態を制御する制御手段を備えて
いるので、大量の電解水を得ようとした場合、水の流量
比やその変化の状態に左右されることなく、所望の濃度
を有する電解水を連続的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の電解水生成機の要部の概略構成図で
ある。

【図２】本実施例の電解水生成機の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本実施例の電解水生成機の電解特性を示す特性
図である。

【図４】従来の電解水生成機の要部の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 電解槽 ２ 浄水カートリッジ １０ 陽極 １２ 陰極 １４ 隔膜 ２０ 流量比調整部材 ３６ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽に設置された一対の電極間に電圧
   を印加することによって、陽極となる一方の電極側で酸
   性水を生成すると共に、陰極となる他方の電極側でアル
   カリ水を生成するようにした電解水生成機において、 前記電解槽の入口側あるいは出口側に設置され、前記電
   解槽の各電極側に流入あるいは同電解槽の各電極側から
   流出する水の流量比を調整可能な流量調整手段と、 その流量調整手段によって調整された水の流量比に関す
   る情報信号に基づいて、前記一対の電極に印加する電圧
   の印加状態を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電解水生成機。