JPH0757346B2

JPH0757346B2 - 水の電解装置

Info

Publication number: JPH0757346B2
Application number: JP62124543A
Authority: JP
Inventors: 龍夫岡埼
Original assignee: 岡崎龍夫
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0623358A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕この発明は複数の通水式電解機を直列に接続し、一次電
解により生成したアルカリまたは酸性のイオン水を選択
的に二次電解する水の電解装置に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

陽電極と陰電極の間を電解用隔膜で仕切った電解槽に水
を通水し、電解によりアルカリイオン水と、酸性イオン
水として取出す電解装置において、従来は電解による
酸、アルカリの度合が薬品による場合に比較して弱いた
め例えば一たん生成された酸性イオン水は再度電解して
もアルカリ水としてのpH値が得られないと考えられてお
り、このため、電解によって生成される非利用側のイオ
ン水は一回の電解処理で捨てられていた。ところで、水
を電解して所望のpH値のアルカリ水を得る場合の通水比
率はせいぜいアルカリ水側２に対し、酸性水側１程度で
あり、それ以上にアルカリ水側の割合を多くするとアル
カリ水のpHが不足し、実用に供し得なくなる。従って、
供給原水の３分の１は捨てられることになり、原水量に
対するアルカリ生成水の歩留まりが悪く、不経済であっ
た。同様の問題は酸性水を得る場合にも生ずる。

本発明の第１の目的は一次電解によって生成したアルカ
リイオン水または酸性イオン水の一方を弁の操作で選択
的に二次電解して原水量に対する一方のイオン水の量を
多くし、原水量に対する歩留りを向上させることにあ
る。

本発明の第２の目的は上記の目的に加え、比較的強いア
ルカリまたは酸性の水と通常のアルカリまたは酸性の水
を別個の排水口から自動的に振り分けて取水することの
できる電解装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記第一の目的は、電解槽の一側に給水路を有
し、他側にアルカリイオン水排出路と酸性イオン水排出
路を設けた複数の通水式電解機を有し、第一次電解機の
アルカリイオン水排出路から分岐させ且つ電磁弁と逆止
弁を介在させたアルカリ側分岐路と、第一次電解機の酸
性イオン水排出路から分岐させ、且つ電磁弁と逆止弁を
介在させた酸性側分岐路とを二次電解機の給水路として
配設し、一次電解機のアルカリ水排出路が開くと前記酸
性水側分岐路の電磁弁を開き、且つアルカリ水側分岐路
の電磁弁を閉じるように機能するアルカリ側開閉検出装
置と、一次電解機の酸性水排出路が開くと前記アルカリ
水側分岐路の電磁弁を開き且つ酸性水側分岐路の電磁弁
を閉じるように機能する酸性側開閉検出装置とを設ける
ことにより達成される。

本発明の上記第二の目的は電解槽の一側に給水路を有
し、他側にアルカリイオン水排出路と酸性イオン水排出
路を設けた複数の通水式電解機を有し、第一次電解機の
アルカリイオン水排出路から分岐させ且つ電磁弁と逆止
弁を介在させたアルカリ側分岐路と、一次電解機の酸性
イオン水排出路から分岐させ且つ電磁弁と逆止弁を介在
させた酸性側分岐路とを第二次電解機の給水路として配
設し、二次電解機のアルカリイオン水排出路と酸性水排
出路にそれぞれ電磁弁を設けるとともに、これら電磁弁
の上流側から逆止弁を介して一次電解機の対応するアル
カリまたは酸性イオン水排出路に連通する一対の連絡路
を設け、一次電解機のアルカリ水排出路が開くと前記酸
性側分岐路の電磁弁と二次電解機の酸性水排出路の電磁
弁を開き且つアルカリ側分岐路の電磁弁と二次電解機の
アルカリ水排出路の電磁弁を閉じるように機能するアル
カリ側開閉検出装置と、一次電解機の酸性水排出路が開
くと前記アルカリ側分岐路の電磁弁と二次電解機のアル
カリ水排出路の電磁弁を開き且つ酸性側分岐路の電磁弁
と二次電解機の酸性水排出路の電磁弁を閉じるように機
能する酸性側開閉検出装置とを設けることにより達成さ
れる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図において、１は陰電極２を構成する外筒内に陽電極３
を配設し、両電極2,3間を電解用隔膜４で陰極室５と陽
極室６に仕切った第一次の電解機（電解ユニット）であ
り、一端に電極室5,6に連通する原水給水路７を接続
し、他側に陰極室５に連通するアルカリイオン水排出路
８と、陽極室６に連通する酸性イオン水排出路９とを接
続してある。

10は上記第一次電解機１と同様の構造を有し、アルカリ
イオン水排出路11を酸性イオン水排出路12を具備した第
二次の電解機である。第二次電解機10は第一次電解機１
で処理したアルカリイオン水または酸性イオン水を選択
的に二次電解するもので、このため、第一次電解機１の
アルカリ水排出路８と酸性水排出路９から分岐させた一
対の分岐路８′,9′が第二次電解機10の給水路として接
続されている。各々の分岐路８′,9′にはそれぞれ後述
のフロースイッチで開閉制御される電磁弁13A,13Bが設
けられているとともにその下流側にそれぞれ逆止弁14A,
14Bが介装され、一方の分岐路から他方の分岐路に水が
流れないようにしてある。

第一次電解機１の酸性イオン水排出路９には先端側にコ
ックなどの開閉部材15Aを設け、開閉部材15Aと分岐路
９′の分岐点の間にフロースイッチ16Aを設けてある。
同様に、アルカリイオン水排出路８にも先端側に開閉部
材15Bを設け、開閉部材15Bと分岐路８′の分岐点の間に
フロースイッチ16Bを設けてある。

排出路８のフロースイッチ16Bは開閉部材15Bが開いて第
一次電解機１のアルカリ水排出路８に水が流れるとこれ
を感知して分岐路８′の電磁弁13Bを閉じ、分岐路９′
の電磁弁13Aを開くように電気回路が形成されている。

同様に、フロースイッチ16Aは開閉部材15Aが開いて酸性
水排出路９に水が流れると分岐路９′の電磁弁13Aを閉
じ、分岐路８′の電磁弁13Bを開くように電気回路が組
まれている。

電磁弁13A,13Bはフロースイッチ16A,16Bの双方から通水
の信号が入力されると閉じるように設計されている。第
１図の電解装置は上記構成を備えているので、アルカリ
イオン水を多く作る場合は、酸性水排出路９の先端開閉
部材15Aを閉じ、アルカリ水排出路８の開閉部材15Bを開
いた状態で給水路７からポンプ（図示せず）などで原水
を供給しながら電解装置を作動させる。この状態で電磁
弁13Bは閉じ、電磁弁13Aは開いているので第一次電解機
１で生成されたアルカリイオン水は排出路８から取水さ
れるとともに、酸性イオン水は分岐路９′から二次電解
機10に導入され、再度の電気分解によってアルカリ水と
酸性水に分離される。

他方、酸性水を多く作りたいときは、酸性水排出路９の
開閉部材15Aを開に、アルカリ水排出路８の開閉部材15B
を閉に切り換えればよい。この状態ではフロースイッチ
16Aの作動で電磁弁13Aが閉じ、電磁弁13Bが開くので第
一次酸性イオン水は排出路９から取り出されるととも
に、第一次アルカリ水は第二次電解機10で再電解され、
酸性イオン水とアルカリ水に分離される。

尚、第一次電解機の双方の排出路8,9を共に開くと分岐
路８′,9′は電磁弁13A,13Bによって閉じる。従って、
この場合は第二次電解はOFFとなり一次電解だけの装置
として作動する。

第二次電解で生成されたアルカリ水及び酸性水はそれぞ
れのアルカリ水排出路11と酸性水排出路12からそのまま
排水してもよいが、図のように逆止弁17を介在した連絡
路18によって二次側と一次側の対応する排出路を接続
し、一次処理水と二次処理水を合流させて取出すように
してもよい。また、切換弁19によって選択的に排水させ
ることもできる。

第２図の実施例は第１図の構成にさらに、イオン水排出
路8,9の一方または双方に流量、水圧などを変える調節
部材20を設けたものである。この調節部材20には流量調
節バルブや水圧調整用抵抗器が使用される。もちろんこ
れらの機能を兼ね備えた装置を使用してもよい。しかし
て、流量調節によって電解処理水のpHを調節したり、ア
ルカリ水と酸性水の生成比率を加減し、また、分岐路
８′,9′の圧力損失に対し、対応する一次イオン水排出
路の水圧を調節して初期のアルカリ水と酸性水の比率を
維持できるようにしてある。例えば、一次電解の酸性水
を二次電解する場合は一次電解によって生じた次亜塩素
酸などのカルキを除去し、また、アルカリ水を二次電解
するときは結晶しやすい炭酸カルシウムを除去するのが
有利である。このため、第２図では酸性水分岐路９′に
洗浄器21などの前処理部材を設け、アルカリ水分岐路
８′にフィルタ22などの前処理部材を設けてあるが調節
部材20によってこれらの前処理部材の圧力損失に見合う
抵抗を対応する一次イオン水排出路に与えることにより
当初のアルカリ水、酸性水の生成比率が維持される。各
々のイオン排出路８′,9′に調節部材20を設けた場合
は、これら調節部材20は図のようにそれぞれ単独に操作
する構造でもよいが、二連弁などを用いて双方の排出路
を同時に調節できるようにしてもよい。

第３図は本発明の第２の目的を達成する装置のフローチ
ャートであり、第１図の構成に加え、以下の必須構成部
材を具備している。すなわち、第二次電解機10の酸性イ
オン水排出路12に電磁弁23Aを設け、電磁弁23Aの上流側
から第一次の酸性イオン水排出路９に逆止弁17Aを介し
た連絡路18Aを接続するとともに、他方、第二次アルカ
リ水排出路11にも同様に電磁弁23Bを設置し、その上流
側から第一次アルカリ水の排出路８に向けて逆止弁17B
を介在させた連絡路18Bを接続したもので、且つこれら
電磁弁23A,23Bは、一次アルカリ水排出路８の開閉部材
が開かれるとフロースイッチ16Bの信号により電磁弁23A
が開き、電磁弁23Bが閉じるとともに、酸性水排出路９
の開閉部材が開かれるとフロースイッチ16Aの信号によ
り電磁弁23Bが開き、電磁弁23Aが閉じるように電気回路
が形成されている。この場合、第１図の切換弁19は第３
図の発明では不要となる。上記の構成により、アルカリ
イオン水を多く取出すべく、一次アルカリ水排水路８を
開き一次酸性排水路９を閉じて電解作動させると一次ア
ルカリ水は排出路８から取水され、一次酸性水は分岐路
９′から二次電解機10に入り再度電解される。このとき
の電解は酸性水の二次電解であるから、二次酸性水は一
次酸性水よりも強い酸性、二次アルカリ水は一次アルカ
リ水よりも弱いアルカリ性である。また、この状態では
二次アルカリ水排出路11の電磁弁23Bは閉じ、二次酸性
水排出路12の電磁弁23Aは開いているので弱いアルカリ
性の二次アルカリ水は連絡路18Bを介して一次アルカリ
水排出路に合流し、一緒に取水されるのに対し、二次酸
性水は独自の排出路12から強い酸性水として取り出され
る。

逆に、酸性水を多く取り出すべく、一次酸性水排出路９
を開き、一次アルカリ水排出路８を閉じて電解すると、
一次酸性水は排出路９からそのまま取水され、一次アル
カリ水は分岐路８′から二次電解機10に導入され、再度
電解される。このときの電解はアルカリ水の二次電解で
あるから、二次アルカリ水はさらに強いアルカリ性にな
り、二次酸性水は弱い酸性となる。この状態では二次ア
ルカリ水排出路12の電磁弁23Aは閉じているので弱い二
次酸性水は一次酸性排出路へ合流して一緒に取り出され
るのに対し、二次酸性水排出路12の電磁弁23Bは開いて
いるので二次アルカリ水は独自の排出路11から強いアル
カリ水として取り出される。このように第３図実施例で
は二次電解で生成される弱いアルカリ水または弱い酸性
水は一次電解処理水に合流して排出路８または９から取
り出され、強いアルカリ水または強い酸性水は独自の排
出路11または12から排出されるように回路が自動制御さ
れている。

第４図は第３図の実施例に第２図と同様に、第一次電解
機１のイオン水排出路8,9に流量、水圧調整装置20を設
置し、分岐路８′,9′に洗浄器21、フィルタ22などの二
次電解の前処理部材を設けたものでその作用は第２図の
説明で述べた通りである。第１図乃至第４図において、
一次電解機１に対して二次電解機10の電極間をよりせま
くするか、二次電解時間をより長くとれるようにする
か、あるいは二次電解の電圧をより高くすることによ
り、装置全体の電解効率を一層向上させることができ
る。

尚、図中24は切換弁25、洗浄液タンク26、洗浄液ポンプ
27及び逆止弁28を経て一次電解機１の給水路７に接続さ
れている洗浄回路、29は洗浄時に閉じられる電磁弁、30
は切換弁である。

第１図乃至第４図は第一次電解機１及び第二次電解機10
として、筒状の陰電極２内の中心に断面円形の陽電極３
を配し、両電極間を円筒状の電解隔膜４で陰極室６と陽
極室５に仕切った円筒電解槽を使用した場合を例示した
が、第５図及び第６図のように平板状の電解隔膜４の相
対する側に、平板状の陰電極２と陽電極３を平行配設し
た平型電解槽を用いることももちろん可能である。ちな
みに、第５図及び第６図は平行配列した４列の第一次電
解機１と２列の第二次電解機10を共通のケーシングＣ内
に配置したもので、第５図実施例の回路構成は第１図実
施例に対応し、同様に第６図実施例の回路構成は第３図
実施例に対応している。従って、同一参照記号は同一部
材を示しているので作用は第１図、第３図実施例につい
て述べた通りである。

尚、図は省略したが第５図及び第６図実施例の水の回路
に第２図及び第４図実施例に対応する水圧調整装置20と
洗浄器21、フィルタ22などの前処理部材を設けることに
より、平型電解槽を使用した第２図、第４図相当の電解
装置を構成することももちろん可能である。

上記平型電解槽を使用する場合は電解槽の給水部と排水
部を第７図のように電解槽の断面四角形の対角線方向角
部付近に対向して設けるのが好ましい。流水式電解機は
電解中の水に滞留部が生ずると発熱する傾向があるがこ
のように構成すると電解槽の断面四角形の四角部まで水
が良く通り隅部に水が滞留しにくくなるからである。
尚、この場合、給水側の角部あるいは電解槽内に水を平
均に流通させるための邪魔板31を設けてもよい。

上記の実施例ではいずれも、アルカリ水排出路及び酸性
水排出路の開閉検出装置としてフロースイッチを使用す
る場合を例示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば排出路末端のコックを開閉することによ
って開閉信号を発信する装置でもよく、あるいは本発明
の装置を組込んだ他の機械装置からの信号で作動するよ
うにしてもよい。要は、排出路の開閉に同期して上記電
磁弁の開閉制御を行う構成であればいかなる構造でもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように一次電解によって生成した酸性イ
オン水またはアルカリイオン水のいずれか一方を選択的
に二次電解し、さらにアルカリ水または酸性水として生
成できるので供給源水量に対する利用側のイオン水の生
成比率を増量させ原水を有効に利用できる。特に一次電
解排出路の開閉切換えだけで利用イオン水が選択される
ので一台の装置でアルカリ水、酸性水の二次電解が共用
でき、操作がきわめて簡単である。特に、クリーニング
業などでは電解によって生成されたアルカリイオン水が
洗剤の洗浄効果を著しく高め、他方、酸性イオン水がす
すぎの効率を著しく高めることが知られている。この場
合、ほぼ１対１の割合のアルカリ水と酸性水が必要とな
り、しかも、洗濯機の「洗い」と「すすぎ」工程が自動
的に入れ換るので、本願発明のように効率良く所望のイ
オン水を自動的に取り出すことのできる装置が望まれる
のである。従って、本発明装置は自動洗濯機の一部とし
て組込んで使用することもできる。

また、第３図，第４図の発明ではさらに弱い酸性水また
は通常のアルカリ水と強い酸性水または強いアルカリ水
がそれぞれ別々の取水口から自動的に制御されて提供さ
れる。特に強い酸性水、アルカリ水はクリーニング業な
どのシミ抜きや洗濯水としての効用が優れているのでこ
のように強い酸性水、アルカリ水を格別に分けて取り出
す必要性は益々高まる傾向にあり、本発明はこの点から
も実用性の高いものである。

さらに第５図、第６図のように平型電解槽の電解機を使
用する場合は一つのケーシング（槽）を第一次電解槽と
第二次電解槽に仕切って一体構成にできるので製造コス
トが節減できるとともに装置をコンパクトに小型でき
る。また、平型電解槽の給水部と排水部を電解槽の断面
対角線方向に設けることにより、水の滞留を防ぎ効率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第１発明の実施例を示すフローチャート、
第２図は第１図実施例をさらに改善した実施例のフロー
チャート、第３図は本願第２発明の実施例を示すフロー
チャート、第４図は第３図実施例をさらに改善した実施
例のフローチャート、第５図は平型電解槽を使用した実
施例の第１図相当図、第６図は同様に平形電解槽を使用
した実施例の第３図相当図、第７図は平形電解槽の好ま
しい実施例を示す要部説明図である。１……第一次電解機、７……給水路、８……一次アルカ
リ水排出路、８′……アルカリ側分岐路、９……一次酸
性水排出路、９′……酸性側分岐路、10……第二次電解
機、11……二次アルカリ水排出路、12……二次酸性水排
出路、13A,13B,23A,25B……電磁弁、15A,15B……開閉部
材、16A,16B……フロースイッチ、18A,18B……連絡路、
19……切換弁、20……調節部材、21……洗浄器、22……
フイルタ、24……洗浄用回路、26……洗浄液タンク、27
……洗浄後ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解槽の一側に給水路を有し、他側にアル
カリイオン水排出路と酸性イオン水排出路を設けた複数
の通水式電解機を有し、第一次電解機のアルカリイオン
水排出路から分岐させ且つ電磁弁と逆止弁を介在させた
アルカリ側分岐路と、第一次電解機の酸性イオン水排出
路から分岐させ且つ電磁弁と逆止弁を介在させた酸性側
分岐路とを二次電解機の給水路として配設し、一次電解
機のアルカリイオン水排出路と酸性イオン水排出路の各
々に開閉部材を設けるとともにこの開閉部材と前記分岐
路の分岐点の間の各排出路に水の流れを感知する検出装
置をそれぞれ介装し、一次電解機のアルカリ水排出路の
検出装置の通水信号で前記酸性水側分岐路の電磁弁が開
くとともにアルカリ水側分岐路の電磁弁が閉じ、一次電
解機の酸性水排出路の検出装置の通水信号で前記アルカ
リ水側分岐路の電磁弁が開くとともに酸性水側分岐路の
電磁弁が閉じるようにしたことを特徴とする水の電解装
置
【請求項２】第一次電解機及び第二次電解機が円筒型の
電解槽からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の水の電解装置。
【請求項３】第一次電解機及び第二次電解機が平板状電
解隔膜の相対する側に平板状の陰電極と陽電極を平行配
設した平型電解機を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の水の電解装置。
【請求項４】第一次電解機の電解槽及び第二次電解機の
電解槽を共通のケーシング内に仕切って配設したことを
特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載の水
の電解装置。
【請求項５】第一次電解機の平型電解槽の給水部と排水
部が断面四角形の対角線方向の角部に相対して設けられ
ていることをさらに特徴とする特許請求の範囲第３項ま
たは第４項記載の水の電解装置。
【請求項６】電解槽の一側に給水路を有し、他側にアル
カリイオン水排出路と酸性イオン水排出路を設けた複数
の通水式電解機を有し、第一次電解機のアルカリイオン
水排出路から分岐させ且つ電磁弁と逆止弁を介在させた
アルカリ側分岐路と、一次電解機の酸性イオン水排出路
から分岐させ且つ電磁弁と逆止弁を介在させた酸性側分
岐路とを第二次電解機の給水路として配設し、一次電解
機のアルカリイオン水排出路と酸性イオン水排出路の各
々に開閉部材を設けるとともにこの開閉部材と前記分岐
路の分岐点の間の各排出路に水の流れを感知する検出装
置をそれぞれ介装し、二次電解機のアルカリイオン水排
出路と酸性水排出路にそれぞれ電磁弁を設けるとともに
これら電磁弁の上流側から逆止弁を会して一次電解機の
対応するアルカリまたは酸性イオン水排出路に連通する
一対の連絡路を設け、一次電解機のアルカリ水排出路の
検出装置の通水信号で前記酸性水側分岐路の電磁弁と二
次電解機の酸性水排出路の電磁弁が開くとともにアルカ
リ水側分岐路の電磁弁と二次電解機のアルカリ水排出路
の電磁弁が閉じ、一次電解機の酸性水排出路の検出装置
の通水信号で前記アルカリ水側分岐路の電磁弁と二次電
解機のアルカリ水排出路の電磁弁が開くとともに酸性水
側分岐路の電磁弁と二次電解機の酸性水排出路の電磁弁
が閉じるようにしたことを特徴とする水の電解装置。
【請求項７】第一次電解機及び第二次電解機が円筒型の
電解槽からなることを特徴とする特許請求の範囲第６項
記載の水の電解装置。
【請求項８】第一次電解機及び第二次電解機が平板状の
電解隔膜の相対する側に平板状の陰電極と陽電極を平行
配設した平型電解槽を有することを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の水の電解装置。
【請求項９】第一次電解機の電解槽及び第二次電解機の
電解槽を共通のケーシング内に仕切って配設したことを
特徴とする特許請求の範囲第８項記載の水の電解装置。
【請求項１０】第一次電解機の平型電解槽給水部と排水
部が断面四角形の対角線方向の角部に相対して設けられ
ていることをさらに特徴とする特許請求の範囲第８項ま
たは第９項記載の水の電解装置。