JPH08257561A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アルカリイオン水の流出管内のミネラル酸化物
の発生を防ぐことにより配管の目詰まりを防止し、ま
た、酸性水の流出管の腐食防止を目的とする。 【構成】電解水を外部に供給する流出管のそれぞれに絞
り手段を設け、該流出管をバイパス管により連結して流
量調整手段によりバイパス管を流れる電解水の流量を調
整して、例えば酸性水の一部をアルカリイオン水に混合
してこれを中和することにより、アルカリイオン水に含
まれるミネラル物質による酸化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水等の原水を電気
分解することにより、洗顔用、各種機器・器具や野菜な
どの生鮮食品の洗浄用、殺菌用或いは飲料用等として有
用な酸性水及びアルカリイオン水を生成する電解水生成
装置に関し、特にアルカリイオン水の流出管内に付着す
る酸化物の発生予防及びその除去ができる電解水生成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願発明者らは、任意の電解水を広範囲
なイオン濃度で得ることのできる電解水生成装置を既に
提案している（特願平６−２１１０７７号）。この装置
によれば、対向する一対の電極間に原水を流通させて電
気分解することにより、各電極側にアルカリ性の電解水
と酸性の電解水をそれぞれ生成する電解水生成装置にお
いて、各電極側から生成された電解水をそれぞれ外部に
供給する流出経路と、いずれか一方の流出経路の電解水
の一部を他方の流出経路の電解水に混合させる混合手段
等を備え、これにより電解水の用途に応じて強〜弱の酸
性水やアルカリイオン水を得ている。

【０００３】また、原水に次亜塩素酸ナトリウムを添加
して、これを電解生成して得た酸性水を殺菌用水として
利用する場合、殺菌効果が最も大きいといわれている次
亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の存在比の高いｐＨ範囲（ｐＨ３
〜７）にコントロールするために、電解生成された酸性
水に原水或いはアルカリイオン水を混合する方法が提案
されている（特開平２−１４９３９５号）。これはアノ
ード室（陽極側）から取り出された生成水（酸性水）に
原水やカソード室（陰極側）から取り出された生成水
（アルカリイオン水）を混合希釈するもので、カソード
側生成水導出管からカソード側生成水混合管を分岐さ
せ、これに流量調整弁を設けて流量調整を行うことによ
り所定のｐＨ濃度の生成水を得ている。

【０００４】一方、電解槽内で原水の電解処理を連続的
に行うと、電解槽内の電極表面や隔膜等に水酸化物等の
付着物が多く発生し電極等を破損させてしまうため、両
電極に一定時間ごと正逆の電圧を印加して該付着物を遊
離させることにより、電極、隔膜などの劣化を防止する
発明が知られている（特開平４−３３０９８７号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例の発明
は、任意の電解水のイオン濃度を電解水の使用目的（特
に、酸性水を使用する場合）に応じて任意に調整するこ
とを目的とするものである。このため、例えば、酸性水
を生成しそのイオン濃度を調整するため、アルカリイオ
ン水の一部を酸性水に混合させているが、アルカリイオ
ン水のほとんどは排水として外部に廃棄されている。と
ころが、アルカリイオン水中には電解水生成過程で遊離
したカルシウム、マグネシウム等のミネラル物質が多く
含まれており、これらのミネラル物質はその後酸化して
酸化物となり易い。このため、アルカリイオン水の流出
配管内に該酸化物が付着し、配管径を狭め配管の詰まり
の原因となっていた。

【０００６】一方、アルカリイオン水を利用する場合に
は、酸性水が捨て水として外部に廃棄されることになる
が、強酸性水などでは排水管の腐食等の原因となってい
た。

【０００７】また、従来例には、電解水のイオン濃度調
整を目的として両電解水の流出配管をバイパス管で連結
し、一方の電解水の一部を他方の電解水に混合する構成
が示されている。しかし、かかる構成は本来イオン濃度
調整が目的であることから、単に混合手段を通過する混
合用の電解水の流量の調整を行うのみであり、被混合電
解水の流量調整を行うものではなかった。そして、被混
合電解水の流量が定量的であるため、混合により酸化物
の発生防止・除去等を行う場合は常に一定量の混合水を
供給してやらなければならないにも拘わらず、バイパス
管に流入する混合水の必要量が十分確保できないという
不都合が生じていた。

【０００８】さらに、電極の極性を切り換えて電極表面
の付着物を除去するものでは、極性切り換えに同期させ
て電解水の流路の切り換えも行っているため、同一の流
出配管内には常に同一種類の電解水が流れることにな
る。このため、特にアルカリイオン水が流れる配管路内
では、前述の配管の詰まりの問題が依然として解決され
ない。

【０００９】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、酸性水の利用のみな
らず酸性水及びアルカリイオン水の双方を利用すること
ができると共に、アルカリイオン水の流出配管内におけ
る酸化物の発生防止及びその除去を行い配管内の目詰ま
りを防止し、或いは酸性水の流出配管内における腐食等
の防止ができる電解水生成装置を提供することにある。

【００１０】さらに本発明の目的とするところは、一方
の電解水にバイパス管に設けた混合手段を介して他方の
電解水を混合する場合に、混合水の必要量を十分確保す
ることのできる電解水生成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、対向する陰陽各一対の電極が収容された電解
槽に原水を流通させて電気分解することにより各電極
側、即ち、陰極側にはアルカリ性の電解水を、陽極側に
は酸性の電解水をそれぞれ生成する電解水生成装置にお
いて、該電解槽の原水の流れ方向下流側の各電極側近傍
に連結され、各電極側に集まった電解水をそれぞれ外部
に供給する第一及び第二の流出管と、該流出管の各々に
設けられ、生成された電解水の通過流量を制御する固定
或いは可動式の絞り手段と、一方の絞り手段の出口側と
他方の絞り手段の入口側の各近傍において、第一流出管
と第二流出管とを結ぶバイパス管と、バイパス管を流れ
る電解水の流量を調整する流量調整手段とを備えてい
る。

【００１２】また、請求項２に記載の発明では、対向す
る陰陽各一対の電極が収容された電解槽に原水を流通さ
せて電気分解することにより各電極側、即ち、陰極側に
はアルカリ性の電解水を、陽極側には酸性の電解水をそ
れぞれ生成する電解水生成装置において、該電解槽の原
水の流れ方向下流側の各電極側近傍に連結され、各電極
側に集まった電解水をそれぞれ外部に供給する第一及び
第二の流出管と、第一或いは第二のいずれか一方の流出
管の管路途中に設けられ、該流出管を流れる電解水の一
部を分岐させる分岐管と、該分岐管の分岐部に設けら
れ、流出管の流れ方向或いは分岐管の流れ方向に電解水
の流路を変更する三方向比例弁と、該分岐管及び他方の
流出管のそれぞれから供給された電解水を収容して両電
解水を混合する開放型の受水部と、該受水部に接続され
た排水管とを備えている。

【００１３】

【作用】本発明によれば、一方の電解水にｐＨ値の異な
る他方の電解水を混合しこれを中和することで、例え
ば、アルカリイオン水を排水する場合には酸化物の発生
を防止することができ、又、酸性水を排水する場合には
配管内の腐食防止ができる。

【００１４】また、第一流出管のバイパス管分岐部下流
側及び第二流出管のバイパス管合流部上流側に絞り手段
をそれぞれ設置し、かつ、バイパス管に流量調整弁を設
けているため、第一流出管とバイパス管との圧力差を大
きくでき、さらにバイパス管と第二流出管との圧力差を
も大きくすることができるため、第一流出管を流れる電
解水の一部を第二流出管へ円滑かつ確実に導入すること
ができる。

【００１５】また、請求項２に記載した発明によれば、
アルカリイオン水及び酸性水の両電解水を収容してこれ
を混合する開放型の受水部を設け、この受水部を介して
利用しない電解水を排水することとしているため、前述
したミネラル酸化物の付着防止等を行えるとともに、電
極の極性切換により流出管全体のミネラル酸化物の付着
防止等を行うことができる。

【００１６】

【実施例】以下に、図１及び図２を参照して本発明の実
施例について説明する。図１及び図２は、それぞれ第１
及び第２の実施例に係る電解水生成装置の配管回路図で
ある。

【００１７】図１を参照して、本発明に係る電解水生成
装置は、原水を電気分解してアルカリイオン水と酸性水
を生成する電解槽１と、これらの各電解水を外部に供給
する第一流出管１０、第二流出管１１と、各流出管に設
けられた絞り手段１２，１３と、両流出管を接続するバ
イパス管１５と、該バイパス管に設けられ一方の電解水
の一部を他方の電解水に移動させる流量調整弁２０と、
流量調整弁による混合量を調整する制御部２０ａとから
構成されている。

【００１８】すなわち、電解槽１は耐水性のプラスチッ
ク等により成型された箱形容器であり、上下に分割した
ものを組み合わせて一体成型されており、その一端には
原水導入管２が連結され原水供給源７から水道水などの
原水を電解層１内に供給している。またその内部には原
水導入室３、電解室４及び分流室５が原水流入側から順
に形成されている。電解室４の上面及び下面にはイオン
透過性の隔膜４ａを間に挟んで、それぞれ平板状の陽極
板８（上側）及び陰極板９（下側）が平行に対向配置さ
れ、両極板８，９にはそれぞれ棒状の電極端子８ａ，９
ａが外部に向けて突設されている。分流室５の上面及び
下面には酸性水の導出口５ａ及びアルカリイオン水の導
出口５ｂが設けられ、各導出口５ａ，５ｂにはこれらと
同一内径の前述した第一及び第二流出管１０，１１が接
続されている。また、分流室５内には先端を電解室４の
出口部分に位置させた断面三角形の分流子６が取り付け
られ、電解室４から流出した電解水が分流子６の両側を
通って各導出口５ａ，５ｂに分流するようになってい
る。

【００１９】第一流出管１０にはキャピラリーチューブ
から成る絞り手段１２が設けられており、第一流出管１
０内を通過する電解水の流量を調整している。また、同
様に第二流出管１１にもキャピラリーチューブから成る
絞り手段１３が設けられており、管内を通過する電解水
の流量を調整している。第一流出管１０に設置された絞
り手段１２入口側と第二流出管１１に設置された絞り手
段１３出口側は、バイパス管１５によって連結されてお
り、該バイパス管１５には電磁駆動式の流量調整弁２０
が設けられている。

【００２０】流量調整弁２０は、図３に示すようにその
本体２１の下部に流入口２１ａ及び流出口２１ｂを有
し、これらは弁室２１ｃを介して連通している。弁室２
１ｃの底面には中央が流出口２１ｂ側に開口した弁座２
１ｄが設けられ、弁座２１ｄにはその開口部を密閉する
弁体２２が圧接している。弁体２２は上下方向に摺動自
在なプランジャ２３の下端に取り付けられ、プランジャ
２３はスプリング２４によって弁体２２を弁座２１ｄに
押圧している。プランジャ２３の上方には周囲にコイル
２５を配置したコア２６が設けられ、コイル２５を励磁
するとプランジャ２３がコア２６に吸着されて弁体２２
が弁座２１ｄから離れ、流入口２１ａ側の流体が流出口
２１ｂ側に流れるようになっている。なお、流量調整弁
２０の開閉動作は、マイクロコンピュータ等によって構
成された制御部２０ａにより制御されている。

【００２１】以上のように構成された電解水生成装置に
おいては、陽極板８と陰極板９との間に端子８ａ，９ａ
を通じて所定の直流電圧を印加した状態で原水供給源７
を開放すると、原水は原水導入管２から原水導入室３を
経て、電解室４へ流入するとともに、電解室５を通過す
る過程で電気分解される。特に、陰極側では次のような
反応が起こり、水素イオン（Ｈ⁺）が消費されるため水
酸イオン（ＯＨ^-）が増加し、これによりアルカリイオ
ン水となる。

【００２２】Ｈ₂Ｏ → Ｈ⁺ ＋ ＯＨ^- ２Ｈ⁺ ＋ ２ｅ^- → Ｈ₂ 更に、陰極板９側にはカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）やマ
グネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）等の陽イオンが多く集ま
り、これらを多く含んだアルカリイオン水が生成され
る。また、陽極板８側では陰極板側とは逆に水酸イオン
が消費されるため水素イオンが増加することとなり、こ
れにより酸性水となる。

【００２３】電解室４で生成されたアルカリイオン水と
酸性水は分流室５内に流入して分流子６によりそれぞれ
の導出口５ａ，５ｂに導かれ、アルカリイオン水は第二
流出管１１を、酸性水は第一流出管１０を介してそれぞ
れ外部に供給或いは廃棄されている。つまり、酸性水を
利用する場合はアルカリイオン水は外部に廃棄されるこ
とになり、一方、アルカリイオン水を利用する場合は酸
性水が捨てられる。前記第一の実施例は、酸性水を利用
する場合の例を示したものであり、強酸性水を生成する
ために原水導入管２に塩化ナトリウム水溶液を収納した
添加液タンク３４からの注入管３４ａを接続し、原水に
塩化ナトリウムを添加した後これを電気分解している。
これによると、陽極板側には強酸性水、陰極板側にはア
ルカリイオン水がそれぞれ生成され、第二流出管１１に
強アルカリイオン水が流入することになる。その際、制
御部２０ａに制御された流量調整弁２０が開放されると
第一流出管１０の酸性水の一部がバイパス管１５に流入
し、バイパス管１５を介して第二流出管１１のアルカリ
イオン水と混合する。そして、アルカリイオン水は酸性
水により中和されるため、アルカリイオン水中に含まれ
るカルシウムやマグネシウム等のミネラル物質が流出管
内で酸化物となって付着することがない。

【００２４】また、本実施例の場合、第一流出管１０の
バイパス管分岐部の下流側に前記絞り手段１２が設けら
れているため、第一流出管の内圧が高くなり酸性水のバ
イパス管への流入が円滑になる。また、第二流出管１１
のバイパス管合流部の上流側に前記絞り手段１３を設け
たことにより、第二流出管とバイパス管との圧力差がさ
らに大きくなるため、バイパス管に導入された酸性水が
より円滑に第二流出管に流入する。これにより、各流出
管内を流れる電解水の流量の変動に影響されることな
く、常に一定量の混合水を確実かつ円滑に確保すること
ができる。

【００２５】なお、流量調整弁２０を閉とすることで酸
性水とアルカリイオン水を同一流量のもとに同時に使用
することができることはもちろんである。

【００２６】次に、図２を参照して本発明に係る第二の
実施例を説明する。なお、電解槽１の構成は前記第一の
実施例と略同一であるため、同一部分の説明は省略す
る。同図において、導出口５ａに接続した第一流出管１
０には三方向比例弁３０が設けられており、陽極板８側
で生成された酸性水を供給するとともに、その一部を三
方向比例弁３０から分岐する分岐管３１に供給してい
る。また、分岐管３１の他端は開放型のトラップ槽から
成る受水部３２に接続されている。これにより、第一流
出管１０内を流れる酸性水の一部は、三方向比例弁３０
により分岐管３１に導入された後前記受水部３２内に流
れ込む。

【００２７】一方、分流室５の下面の導出口５ｂに接続
された第二流出管１１の他端も前記受水部３２に接続さ
れている。このため、陰極板９側で生成されたアルカリ
イオン水は導出口５ｂを通り、第二流出管１１から受水
部へ流入して前記酸性水と混合する。受水部３２内に収
容されたアルカリイオン水は、該受水部３２の底面に設
けた排水管３３を通って外部に廃棄される。このとき、
アルカリイオン水は酸性水の一部と混合中和されるた
め、前述の如く管路内における酸化物の付着が発生する
のを防止することができる。なお、受水部３２を開放型
としたのは大気圧下での電解水の混合を簡易な構造で行
うためであり、これにより一定圧力下での混合の場合に
起こる混合不良を招くこともない。

【００２８】以上、本発明に係る実施例では、主に酸性
水を利用し、アルカリイオン水を廃棄する場合の配管回
路について説明したが、これとは逆に、アルカリイオン
水を利用して、酸性水を廃棄する場合であってもよい。

【００２９】即ち、電解室４内に配置された電極板８，
９の電極極性を変換し、電解槽１の上面側に陰極板、下
面側に陽極板を夫々配置し電圧を印加する。これによ
り、陰極側の導出口５ａに接続された第一流出管１０内
にはアルカリイオン水が流出し、陽極側の導出口５ｂに
接続された第二流出管１１内には酸性水が流出する。

【００３０】前述の第一の実施例において、アルカリイ
オン水を利用し酸性水を廃棄する場合、アルカリイオン
水の一部をバイパス管１５を介して第二流出管１１に導
入する。これにより、アルカリイオン水の一部が酸性水
と混合し酸性水が中和されるため、酸性水による流出管
の腐食等を防止することができる。なお、電解水のいず
れか一方のみを利用する例について説明したが、流量調
整弁２０を閉じておくことによりアルカリイオン水並び
に酸性水の同時使用も可能となる。

【００３１】アルカリイオン水を利用水としてもよいこ
とは第二の実施例の場合も同様である。この場合も前記
と同様に電極極性を変換し、第一流出管１０にはアルカ
リイオン水を流出して利用水とし、酸性水は第二流出管
１１を介して受水部３２に収容する。そして受水部３２
にてアルカリイオン水の一部を酸性水に混合しこれを中
和することにより、前記同様酸性水による流出管の腐食
等を防止することができる。一方第一の実施例と同様酸
性水を利用する場合は、第二流出管１１を通ってアルカ
リイオン水が受水部３２に流入し、該受水部に連結した
排水管３３から外部に廃棄されることになるが、排水管
３３のミネラル酸化物の洗浄を目的とする時は、三方向
比例弁３０により酸性水の一部を受水部３２に導入しこ
れを酸性状態とした後排水させることで排水管３３の洗
浄を行うことができる。

【００３２】また、三方向比例弁３０の第一流出管１０
の連通方向を全閉とし、分岐管３１方向を全開として第
一流出管１０内を流れる、例えばアルカリイオン水を全
て受水部３２に導入し酸性水と混合させ排水管３３に導
入し、さらに電極の極性変換を行いアルカリイオン水と
酸性水とを交互に流出管１０，１１に流入させることで
該流出管に付着したミネラル酸化物の洗浄を行うことも
できる。

【００３３】なお、本発明に係る実施例では電解槽１の
電解室４内に隔膜４ａを備えた例を示したが、これに限
られず、無隔膜の電解槽であってもよい。さらに、第一
の実施例の絞り手段としては固定式のものを用いたが、
例えば、電磁弁などの可動式のものを用いてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原水の電気分解により生成した酸性水及びアルカリイオ
ン水の双方を利用することができるとともに、アルカリ
イオン水の流出管或いは排水管内における酸化物の発生
防止並びにその除去を行い配管内の目詰まりの防止がで
きる。また、酸性水の排水管の腐食の防止ができる。

【００３５】さらに、請求項１記載の発明によれば、第
一及び第二の流出管に絞り手段を設け、かつ、該流出管
を繋ぐバイパス管に流量調整弁を設けているため、一方
の電解水を他方の電解水に混合させる場合に、必要十分
な混合量を確実に確保することができる。

【００３６】また、請求項２記載の発明によれば、酸性
水或いはアルカリイオン水の電解水の双方又は一方を利
用しつつ、電極極性の変換を行うことで流出管のミネラ
ル酸化物質の除去を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る電解水生成装置の一
部断面構成図

【図２】本発明の第二実施例に係る電解水生成装置の一
部断面構成図

【図３】本発明に係る流量調整手段を示す断面構成図

【符号の説明】

１…電解槽、２…原水導入管、３…原水導入室、４…電
解室、５…分流室、６…分流子、８，９…電極板、１
０，１１…流出管、１２，１３…絞り手段、１５…バイ
パス管、２０…流量調整弁、３０…三方向比例弁、３１
…分岐管、３２…受水部、３３…排水管、３４…添加液
タンク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する陰陽各一対の電極が収容された
   電解槽に原水を流通させて電気分解することにより各電
   極側にアルカリ性の電解水と酸性の電解水をそれぞれ生
   成する電解水生成装置において、 該電解槽に連結され、各電極側から分解生成された電解
   水をそれぞれ外部に供給する第一及び第二の流出管と、 両流出管の各々に設けられ、生成された電解水の通過流
   量を制御する絞り手段と、 一方の絞り手段の出口側と他方の絞り手段の入口側の近
   傍において、第一流出管と第二流出管とを結ぶバイパス
   管と、 バイパス管を流れる電解水の流量を調整する流量調整手
   段とを備えた、 ことを特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】対向する陰陽各一対の電極が収容された電
   解槽に原水を流通させて電気分解することにより各電極
   側にアルカリ性の電解水と酸性の電解水をそれぞれ生成
   する電解水生成装置において、 該電解槽に連結され、各電極側から分解生成された電解
   水をそれぞれ外部に供給する第一及び第二の流出管と、 第一或いは第二のいずれか一方の流出管に設けられ、電
   解水の一部を分岐させる分岐管と、 該分岐管の分岐部に設けた三方向比例弁と、 該分岐管及び他方の流出管のそれぞれから供給された電
   解水を混合収容する受水部と、 該受水部に接続された排水管とを備えた、 ことを特徴とする電解水生成装置。