JPH07136653A - 電解水生成機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水源の水質の違いに左右されずに、常に所望
の濃度を有する電解水の生成が連続的に行える電解水生
成機を提供することにある。 【構成】 陰極１２側に設置されたｐＨセンサ２２は、
生成されるアルカリ水のｐＨ値を計測する。制御回路３
６は、濃度設定回路３０によるｐＨの設定値とｐＨセン
サ２２による計測値とを比較演算し、電圧の印可状態を
変えたり、絞り弁２４の絞り量を変えることで両者の値
が一致するように制御する。

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に流入される。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
５８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、従来の
電解水生成機によれば、所望の電解水の濃度の設定値に
対して、電解槽内に設置された電極間に印加される電圧
の印加状態は一義的に決められている場合が多いので、
水道等の水源の水質の違いに対応できず、所望の電解水
の濃度が得られない場合があった。

【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、水質の違いに起因する電解不足
がなく、常に所望の濃度を有する電解水の生成が可能な
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各電極側
から流出する流水量を調節可能な流量調整手段と、水の
電解により生成された電解水の濃度やその変化の状態を
検出可能な濃度検出手段と、生成される電解水の濃度を
予め設定可能な濃度設定手段と、前記濃度検出手段から
出力される濃度に関する情報信号と前記濃度設定手段か
ら出力される濃度に関する情報信号とに基づいて、前記
電解槽の一対の電極間に印加される電圧の印加状態及び
前記流量調整手段による流水量の調整状態を制御する制
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、予め電解水の濃度を設定可能な前記濃度設定回路
からの情報信号に従って、前記一対の電極に対し通常の
極性の電圧を印加することによって通常の水の電気分解
を行なう一方、濃度検出手段は生成される電解水の濃度
を検出する。ここで、濃度設定手段による設定値と実際
に生成される電解水の濃度との比較を制御手段が行うと
共に、両者の濃度が一致するように一対の電極間に印加
する電圧の印加状態を変更する。即ち、生成される電解
水の濃度が設定値より低ければ、水の電解をさらに進め
るために、電解電流が増す方向に電圧の印加状態を変更
する。これにより、水の水質に左右されることなく所望
の濃度の電解水を生成することができる。

【０００９】さらに、電解水生成機に搭載されている電
源の能力では対応できず、その能力の１００％を使って
電解しても生成される電解水の濃度が設定値に達しない
場合には、制御手段の制御に基づき、流量調整手段は所
望の電解水の流水量を制限する方向に働く。これによっ
て、生成される電解水の流水量が少なくなると共に、そ
の濃度は向上し、結果的に濃度設定手段による設定値と
同じかそれに近い値の濃度を有する電解水が生成される
ことになる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１１】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、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
て塩素イオンに変えると共に、カルキ臭を除去する活性
炭により構成された浄水カートリッジを通って浄化され
た水を通す流路１６が接続されている。一方、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１８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
２０とがそれぞれ接続されている。

【００１２】さらに、本実施例の電解槽１内の陰極１２
側には、ここで生成されるアルカリ水のｐＨ値を検出す
るｐＨセンサ２２が設置されている。また、アルカリ水
流出路２０には、生成されるアルカリ水の流量を制限す
る働きをする絞り弁２４が設置されている。

【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、生成される電解水の濃度を設定可能な濃
度設定手段として働く濃度設定回路３０と、この電解水
の濃度設定回路３０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
述のように電解水の濃度設定回路３０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、ｐＨセンサ２２から陰極１２側で生成されて
いるアルカリ水のｐＨ値に関する情報信号を受けて、実
際に電極１０、１２間に印加する電圧のパルス数に関す
る情報信号を、濃度設定回路３０による設定値とｐＨセ
ンサ２２からの実際に生成されているアルカリ水のｐＨ
値が一致あるいは同程度になるように変更する。

【００１６】さらに、本電解水生成機に搭載されている
電源回路３２の能力を１００％発揮しても、設定された
電解水の濃度を実現できない場合には、絞り弁２４に対
して、アルカリ水の流水量を制限するように絞り弁２４
の弁の開度を絞るための命令信号を出力する。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、流水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した
り、アルカリ水の流水量を制限するように絞り弁２４を
働かせて、水の水質に応じて得られる電解水の濃度が設
定された濃度と一致あるいは同程度になるようにスイッ
チ回路３８を制御するようにしている。

【００１７】本実施例は以上に説明した如く構成され
る。

【００１８】次に、本実施例の動作について説明する。

【００１９】先ず、始めに、水道等の水源から浄水カー
トリッジを経た水は、流路１６を通って電解槽１に導入
される。ここで、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。電解槽１の陰極１２側に設置されたｐＨセンサ
２２は、水の電解により生成されたアルカリ水のｐＨ値
に関する情報信号を制御回路３６に対して出力する。

【００２０】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、電
解水の濃度設定回路３０からのアルカリ水の濃度に関す
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を比較演算処理し、
所望の設定された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。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、ある濃度を有する電解水が連続的に得られる。

【００２１】ところで、電解槽１の陰極１２側に設置さ
れたｐＨセンサ２２は、水の電解により生成されたアル
カリ水のｐＨ値に関する情報信号を制御回路３６に対し
て出力する。電解水の濃度設定回路３０によるアルカリ
水の濃度の設定値とｐＨセンサ２２からの生成される電
解水の濃度値が異なる場合、制御回路３６は両者の値が
一致あるいは同程度になるように電解槽１内の電極１
０、１２間に印加する電圧の印加状態を変えるための命
令信号をスイッチ回路３８に対して出力する。

【００２２】例えば、アルカリ水の濃度の設定値より生
成されるアルカリ水の濃度が低い場合、制御回路３６は
濃度の設定回路３０からの所望のアルカリ水の濃度に関
する情報信号と、ｐＨセンサ２２からの生成されている
電解水のｐＨ値に関する情報信号とゼロクロス検知回路
３４からの印加電圧の接地電位になるタイミングに関す
る情報信号とを比較演算等を行ない、アルカリ水の濃度
の設定値と生成されるアルカリ水の計量値が一致するま
で、ある一定時間内に電解槽１内の電極１０、１２に印
加すべき電圧パルスの数が増えるような情報信号をスイ
ッチ回路３８に対して出力する。これにより、生成され
るアルカリ水の濃度が高くなり、濃度設定回路３０によ
るアルカリ水の濃度に一致するかあるいは同程度の濃度
を有したアルカリ水が連続的に生成されることになる。

【００２３】さらに、本実施例の電解水生成機が搭載す
る電源回路３２の能力を１００％発揮しても生成される
アルカリ水の濃度の十分な向上がみられないような場合
には、制御回路３６はアルカリ水流出路２０中に設置さ
れた絞り弁２４に対して、その弁の開度をアルカリ水の
流量を制限して絞る方向に変えるための情報信号を出力
する。これにより、アリカリ水の流量が少なくなると共
に、より高濃度のアルカリ水が生成されるようになり、
アルカリ水の濃度設定回路３０によるアルカリ水の濃度
に一致あるいは同程度の濃度を有したアルカリ水が連続
的に生成されることになる。

【００２４】ここで、本実施例の動作を図３のフローチ
ャートに基づいて再度説明する。

【００２５】通水を開始し、電源を投入した後、ステッ
プＳ１において、所望のアルカリ水のｐＨ値を電解水の
濃度設定回路３０により選択する。これにより、濃度設
定回路３０からは、制御回路３６に対して、選択するこ
とで設定されたアルカリ水のｐＨ値に関する情報信号が
出力される。これと共に設定されたｐＨ値に対して予め
決められている電圧のパルス数に関する情報信号が、制
御回路３６からスイッチ回路３８に出力される。なお、
アルカリ水の設定されたｐＨ値の対応した情報信号は、
これと比較されるｐＨセンサの出力特性により予め補正
されており、常に両者の値は比較演算可能な状態となっ
ている。

【００２６】次に、ステップＳ２において、スイッチ回
路３８は制御回路３６から送られたアルカリ水の設定さ
れたｐＨ値に対応して予め決められている電圧パルスの
数に関する情報信号に従って、実際にＯＮ／ＯＦＦ制御
を行ない、特定の数の電圧パルスがある一定時間内に電
解槽１内に設置された電極１０、１２間に印加されるこ
とになる。即ち、水の電気分解が始まる。この場合、電
圧は陰極１２に対し陽極１０が高い電位になるように印
加され、陽極１０側で酸性水が生成され、陰極１２側で
アルカリ水が生成されることになる。

【００２７】ステップＳ３では、電解槽１の陰極１２側
に設置されているｐＨセンサ２２が、生成されるアルカ
リ水のｐＨ値を計測し、得られたｐＨ値に関する情報信
号を制御回路３６に対して出力する。

【００２８】ステップＳ４において、制御回路３６はス
テップＳ１で設定された濃度設定回路３０からの所望の
アルカリ水の濃度に関する情報信号と、ステップＳ３で
ｐＨセンサ２２から送られてきた生成されているアルカ
リ水のｐＨ値に関する情報信号とを比較演算し、両者が
ある範囲内で一致しておれば水の電解を続け、両者の間
に違いがある場合には、次のステップに進むように判断
制御する。ここで、設定したｐＨ値と実際に生成されて
いるアルカリ水のｐＨ値に違いがあると判断すると、次
のステップＳ５に進む。

【００２９】ステップＳ５では、制御回路３６は一定の
割合で電圧パルスの数に変更を加える。ここで、電圧パ
ルスの変更は、例えば、設定されたｐＨ値より計測され
たｐＨ値が低ければ、その数を一定の割合で増やし、逆
に計測値の方が高ければ、パルス数を減らす。

【００３０】ところで、本実施例では、交流電圧を整流
回路で全波整流して得られた電圧パルスを、スイッチ回
路３８でＯＮ／ＯＦＦ制御して電極１０、１２間に印加
している。そのため、印加できる電圧パルスの数に制限
がある。即ち、印加できる電圧パルスの数に最大値が存
在する。

【００３１】そこで、ステップＳ６において、制御回路
３６はステップＳ５で変更が加えられた電圧パルスの数
に関する情報信号と、本実施例が搭載する電源回路３２
が印加可能な電圧パルスの数の最大値に関する情報とを
比較演算し、変更後の電圧パルスの数が印加可能な最大
パルス数より小さければ、ステップＳ２に戻って変更さ
れた電圧の印加状態で水の電気分解を行ない、変更後の
パルス数が最大パルス数に達した場合には次のステップ
に進むように判断制御する。ここで、変更後のパルス数
が最大パルス数に達したと判断した場合、ステップＳ７
に進み、制御回路３６はアルカリ水流出路２０中に設置
された絞り弁２４に対し、その弁の開度をアルカリ水の
流量を絞る方向にある決められた量だけ変化するように
命令信号を出す。これにより、絞り弁２４はアルカリ水
流出路２０中を流れるアルカリ水の流水量を制限し、流
水量が減る。この状態でさらに水の電解が行なわれる。
即ち、ステップＳ２に戻り、印加電圧のパルス数は最大
パルス数で、絞り弁２４も絞った状態の新たな電解条件
で水の電解が行なわれることになる。

【００３２】この場合、アルカリ水の流水量は少なくな
っているので、より高濃度のアルカリ水が生成されるこ
とになり、最終的には水源の水質に左右されることなく
所望の濃度の電解水が連続的に得られることになる。

【００３３】なお、絞り弁２４は所望の電解水の流水量
を制限できればよく、電解槽１の入口側と出口側のいず
れの流路中に設置されていても良い。ｐＨセンサ２２に
よる電解水の濃度の測定は連続的に行なう必要はなく、
一定時間毎あるいは一定通水量毎に行なっても良い。絞
り弁２４によるアルカリ水の流量制限が強すぎると、生
成されるアルカリ水が少なくなりすぎる問題が生じる可
能性がある。この場合には、絞り弁２４の弁の開度の最
大変化量に制限を加えても良い。

【００３４】

【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、電解水の濃度を検出可能
な濃度検出手段と、電解水の濃度を予め設定可能な濃度
設定手段と、それ等濃度検出手段及び濃度設定手段から
の情報信号に基づいて電解槽内の一対の電極間に印加す
る電圧の印加状態及び流量調整手段による流水量の調整
状態を制御する制御手段とを備えているので、水質の違
いによる電解水の濃度の違いに応じて、これに適した電
圧の印加状態を変更でき、依って、所望の濃度を有する
電解水を連続的に生成することができる。さらに、電解
水の流量を調整可能な流量調整手段を備えているので、
より広い範囲で水質の違いに対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解水生成機の電解槽の概略構成を示
す図である。

【図２】本発明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】本発明の電解水生成機の動作を示すフローチャ
ートである。

【図４】従来の電解水生成機の要部の概略構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ 電解槽 １０ 陽極 １２ 陰極 １４ 隔膜 ２０ アルカリ水流出路 ２２ ｐＨセンサ ２４ 絞り弁 ３０ 濃度設定回路 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各電極側から流出する
   流水量を調節可能な流量調整手段と、 水の電解により生成された電解水の濃度やその変化の状
   態を検出可能な濃度検出手段と、 生成される電解水の濃度を予め設定可能な濃度設定手段
   と、 前記濃度検出手段から出力される濃度に関する情報信号
   と前記濃度設定手段から出力される濃度に関する情報信
   号とに基づいて、前記電解槽の一対の電極間に印加する
   電圧の印加状態及び前記流量調整手段による流水量の調
   整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。