JPH08318274A - 電解水生成装置 - Google Patents

電解水生成装置

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JPH08318274A
JPH08318274A JP12861395A JP12861395A JPH08318274A JP H08318274 A JPH08318274 A JP H08318274A JP 12861395 A JP12861395 A JP 12861395A JP 12861395 A JP12861395 A JP 12861395A JP H08318274 A JPH08318274 A JP H08318274A
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electrode chamber
valve
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JP12861395A
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Yasuo Hara
安夫 原
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Hoshizaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Hoshizaki Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各導出管から電解槽の各電極室に逆イオン水
が逆流供給されるときに素早い逆流が得られるようにし
た電解水生成装置を提供すること。 【構成】 当該電解水生成装置を、電解槽20と、処理
水を電解槽の両電極室24,25に給水管11を通して
給水する給水手段と、各電極室24,25に接続した各
排出管31,32と、電解槽20より上方に立ち上がる
立上部33a,34aと大気に連通する開口を有して各
排出管31,32に流路切換弁V3を介して選択的に接
続される導出管33,34と、電解槽20より下方に配
設されて給水管11の一部に接続される排水管13と、
この排水管13に介装された常閉型の排水弁V2を備え
るとともに、電解槽20内の電極22,23への給電、
流路切換弁V3の切換、及び排水弁V2の開閉作動等を
制御する制御装置100を備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水または食塩水等の処
理水を電気分解して酸性イオン水とアルカリ性イオン水
を生成する電解水生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置の一つとして、特開平6−
304561号公報にて、水または食塩水等の処理水を
貯溜する貯水タンクと、金属材料からなる第1及び第2
の電極(詳細には、触媒機能,耐久性等を考慮してチタ
ン基材の表面に白金メッキ或いは白金イリジウムを焼成
して補強した電極)を内部に対向配設するとともにこれ
ら両電極間に隔膜を配設して各電極を収容する第1及び
第2の電極室を形成しこれら両電極室に処理水が流入・
流出するようにした電解槽と、前記貯水タンクの処理水
を前記電解槽の両電極室に圧送するポンプと、前記第1
の電極室に接続され同電極室にて生成された電解イオン
水を排出する第1排出管と、前記第2の電極室に接続さ
れ同電極室にて生成された電解イオン水を排出する第2
排出管と、前記貯水タンクの水面より上方に立ち上がる
立上部と大気に連通する開口を有して前記第1及び第2
排出管に接続される第1導出管と、前記貯水タンクの水
面より上方に立ち上がる立上部と大気に連通する開口を
有して前記第1及び第2排出管に接続される第2導出管
と、前記第1排出管と前記両導出管の接続部位に介装さ
れて前記第1排出管を前記第1または第2導出管に連通
させる第1切換弁と、前記第2排出管と前記両導出管の
接続部位に介装されて前記第2排出管を前記第1または
第2導出管に連通させる第2切換弁と、前記両電極に印
加される直流電圧の正逆を切り換える電極切換手段と、
この電極切換手段による電圧印加切り換え時に両電極へ
の電圧印加を設定時間停止させる電圧印加停止手段と、
この電圧印加停止手段による電圧印加停止時に前記ポン
プを一時的に停止させるとともに前記両切換弁を切り換
える作動制御手段を備えた電解水生成装置が提案されて
いる。
【0003】この電解水生成装置においては、電極切換
手段による電圧印加切り換え時に電圧印加停止手段によ
り両電極への電圧印加が設定時間停止され、この電圧印
加停止時に作動制御手段によりポンプが一時的に停止さ
れるとともに両切換弁が切り換えられる。したがって、
このときには、停止状態のポンプを通して電解槽側から
貯水タンクへの逆流が許容されて、一方の導出管内に残
存するアルカリ性イオン水が酸性イオン水の残存する排
出管及び電極室に向けて落差により自動的に供給される
とともに、他方の導出管内に残存する酸性イオン水がア
ルカリ性イオン水の残存する排出管及び電極室に向けて
落差により自動的に供給され、各電極室を含む各流通路
内の水が素早く中和または逆イオン化される。このた
め、プラスからマイナスに切り換えられる電極を収容す
る電極室内の電極が水素イオンにより侵されるのを抑制
することができて、電極の寿命を長くすることができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した公
報の装置においては、上述したようにして、一方の導出
管内に残存するアルカリ性イオン水が酸性イオン水の残
存する排出管及び電極室に向けて落差により自動的に供
給されるとともに、他方の導出管内に残存する酸性イオ
ン水がアルカリ性イオン水の残存する排出管及び電極室
に向けて落差により自動的に供給されるとき(各導出管
から電解槽の各電極室に逆イオン水が逆流供給されると
き)には、電解槽内の水が停止状態のポンプを通して貯
水タンクの残留処理水中に逆流するものであり、同ポン
プ及び貯水タンク内の処理水が上記した逆流を大きく阻
害するおそれがあって、これらによって素早い逆流が得
られないおそれがある。本発明は、上記した問題に対処
すべくなされたものであり、その目的は各導出管から電
解槽の各電極室に逆イオン水が逆流供給されるときに素
早い逆流が得られるようにした電解水生成装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該電解水生成装置を、金
属材料からなる第1及び第2の電極を内部に対向配設す
るとともにこれら両電極間に隔膜を配設して各電極を収
容する第1及び第2の電極室を形成しこれら両電極室に
処理水が流入・流出するようにした電解槽と、処理水を
前記電解槽の両電極室に給水管を通して給水する給水手
段と、前記第1の電極室に接続され同電極室にて生成さ
れた電解イオン水を排出する第1の排出管と、前記第2
の電極室に接続され同電極室にて生成された電解イオン
水を排出する第2の排出管と、前記電解槽より上方に立
ち上がる立上部と大気に連通する開口を有して前記第1
及び第2の排出管に流路切換弁を介して選択的に接続さ
れる一対の導出管と、前記電解槽より下方に配設されて
前記給水管の一部に接続される排水管と、この排水管に
介装された常閉型の排水弁を備えるとともに、前記流路
切換弁の切換状態に応じて前記両電極に印加される直流
電圧の正逆を決定する正逆電圧決定手段と、前記両電極
への電圧印加を設定時間停止させる電圧印加停止手段
と、この電圧印加停止手段による電圧印加停止時に前記
給水手段を停止させ前記流路切換弁を切換作動させ前記
排水弁を設定時間開弁させる作動制御手段とを有する制
御装置を備える構成とした。
【0006】
【発明の作用効果】本発明による電解水生成装置におい
ては、給水手段により電解槽の両電極室に給水管を通し
て処理水が給水され、また電解槽内の両電極に直流電圧
が印加されると、電解槽内で処理水は電気分解されてプ
ラス側電極の電極室からは水素イオンが増加した酸性イ
オン水が排出され、またマイナス側電極の電極室からは
水酸イオンが増加したアルカリ性イオン水が排出され、
各イオン水は各排出管と流路切換弁と各導出管を通して
所望の箇所に導かれる。
【0007】ところで、本発明による電解水生成装置に
おいては、電圧印加停止手段による電圧印加停止時に作
動制御手段により、給水手段が停止され流路切換弁が切
り換えられ排水弁が設定時間開かれる。したがって、こ
のときには、給水弁より電解槽側の給水管と電解槽の両
電極室内の水が開状態の排水弁と排水管を通して落差に
より外部に素早く排出される作用が得られると同時に、
一方の導出管内に残存するアルカリ性イオン水が酸性イ
オン水の残存する排出管及び電極室に向けて落差により
自動的に供給されるとともに、他方の導出管内に残存す
る酸性イオン水がアルカリ性イオン水の残存する排出管
及び電極室に向けて落差により自動的に供給される作用
が得られて、各電極室を含む各流通路内の水が素早く中
和または逆イオン化される。
【0008】したがって、本発明による電解水生成装置
においては、電圧印加停止手段による電圧印加停止が完
了した後の再起動初期において、正逆電圧決定手段によ
ってマイナスとされている電極を収容する電極室内の電
極が水素イオンにより侵されるのを抑制することができ
て電極の寿命を長くすることができるとともに、各導出
管を通して相反するイオン水が導出されるのを防止する
ことができることは勿論のこと、上述したように各導出
管から電解槽の各電極室に逆イオン水が逆流供給される
ときに、給水弁より電解槽側の給水管と電解槽の両電極
室内の水を上記した逆流を殆ど阻害しない開状態の排水
弁と排水管を通して外部に排出することができて、逆イ
オン水の逆流供給時間を短時間に行わせることができ、
これによって電圧印加停止手段による電圧印加停止時間
を短く設定することができ、当該装置のイオン水生成運
転の中断時間を短くすることができてイオン水生成能力
を向上させることができる。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1は本発明による電解水生成装置を示して
いて、この電解水生成装置は電解槽20の両電極室に処
理水(水道水)を給水管11を通して給水する給水弁V
1を備えていて、この給水弁V1は常閉型の電磁開閉弁
であり制御装置100によって作動を制御されるように
なっている。給水管11は、上記した給水弁V1とフロ
ーセンサSを介装した接続部11aと、この接続部11
aの先端から上方に延びる立上部11bと、この立上部
11bの先端から分岐して上方に延び電解槽20の両流
入口21a,21bにそれぞれ接続される分岐部11c
によって構成されていて、接続部11aには周知の浄水
器Fを介して給水ホース12が接続され、また立上部1
1bの下端には排水弁V2を介装した排水管13が接続
されている。給水ホース12は、機外に延びていて、水
道管(図示省略)に接続されるようになっている。
【0010】フローセンサSは、給水管11における接
続部11a内の水の流れを検出するものであり、その検
出信号は制御装置100に入力されるようになってい
る。排水管13は、機底部に沿って配置されていて機外
に延びており、排水溝(図示省略)に排水可能となって
いる。排水弁V2は、常閉型の電磁開閉弁であり制御装
置100によって作動を制御されるようになっている。
【0011】電解槽20は、一対の流入口21a,21
bと一対の流出口21c,21dを有する槽本体21
と、この槽本体21内に対向配設した第1及び第2の電
極22,23と、これら両電極22,23間に配設され
て各電極22,23を収容する第1及び第2の電極室2
4,25を形成する隔膜26によって構成されていて、
第1電極室24には流入口21aと流出口21cが連通
し、第2電極室25には流入口21bと流出口21dが
連通している。各電極22,23は、チタン基材の表面
に白金メッキ或いは白金イリジウムを焼成してなるもの
で、両電極22,23への直流電圧の印加・停止及び正
負電極切換は制御装置100によって制御されるように
なっている。また、各流出口21c,21dには第1及
び第2の排出管31,32が接続されていて、両排出管
31,32は流路切換弁V3を介して第1及び第2の導
出管33,34に接続されている。
【0012】各導出管33,34は、電解槽20より上
方に立ち上がる立上部33a,34aを有して図2にて
示したように各イオン水の使用場所であるシンク40の
配設位置まで延出配管されて開口していて、下端にて流
路切換弁V3に接続されている。また、各導出管33,
34の各立上部33a,34aは、上端が各通気細管3
3b,34bを通して大気に連通開口していて、各導出
管33,34の流出端部がシンク40内に水没しても、
不具合(例えば、当該装置の停止時におけるサイフォン
現象の発生)が生じないように機能する。
【0013】流路切換弁V3は、酸・アルカリに耐える
4ポート2位置切換バルブであって、電動モータ(図示
省略)によって切換駆動されるものであり、図1の仮想
線で示した逆状態(排出管31が導出管34に接続され
排出管32が導出管33に接続されている状態)にて制
御装置100から正信号を受けたとき図1の実線で示し
た正状態(排出管31が導出管33に接続され排出管3
2が導出管34に接続されている状態)に切り替わり、
また図1の実線で示した正状態にて制御装置100から
逆信号を受けたとき図1の仮想線で示した逆状態に切り
替わるようになっており、図1の仮想線で示した逆状態
にあるか実線で示した正状態にあるかはセンサ(図示省
略)によって検出されるようになっている。
【0014】制御装置100は、電源スイッチ101と
生成スイッチ102(共にON−OFF切換スイッチで
ある)を備えるとともに、タイマ及び積算タイマ(共に
図示省略)を備え、また図3及び図4に示したフローチ
ャートに対応したプログラムを実行するマイクロコンピ
ュータ(図示省略)を備えていて、各スイッチ101,
102の操作とフローセンサSからの信号と流路切換弁
V3の状態を検出するセンサからの信号と内蔵するタイ
マ及び積算タイマ(共に図示省略)の計時値に基づい
て、給水弁V1及び排水弁V2の開閉作動と流路切換弁
V3の切換作動と電解槽20における両電極22,23
への直流電圧の印加・停止及び正負電極切換とを制御す
るようになっており、以下に説明する各作動が得られる
ようになっている。
【0015】上記のように構成した本実施例において
は、当該電解水生成装置が使用可能な状態で電源スイッ
チ101がオン操作されると、制御装置100のマイク
ロコンピュータが図3のステップ201にてプログラム
の実行を開始し、ステップ202にて生成スイッチ10
2がオン操作されているか否かが判定される。このと
き、生成スイッチ102がオン操作されていなければ、
ステップ202にて「NO」と判定されてステップ20
2の処理が繰り返し実行され、また生成スイッチ102
がオン操作されていれば、ステップ202にて「YE
S」と判定されてステップ203,204の処理が実行
される。
【0016】ステップ203では給水弁V1に開信号が
出力され、ステップ204ではフローセンサSがONか
否かが判定される。給水弁V1は、正常であれば開信号
にて開作動するため、水道が断水状態でなければ、給水
管11を水道水が流れてフローセンサSがONとなり、
ステップ204にて「YES」と判定されてステップ2
05,206または207の処理が実行される。なお、
給水弁V1が開信号にて開作動しないか、水道が断水状
態であるときには、ステップ204にて「NO」と判定
されて208の断水警報ルーチンが実行されて警報が発
せられる。水道が断水状態から通水状態となったときに
は、水道の通水によりフローセンサSがONとなり、ス
テップ204にて「YES」と判定されてステップ20
5,206または207の処理が実行される。
【0017】ステップ205では流路切換弁V3が図1
の実線に示した正状態に保持されているか否かが判定さ
れ、「YES」と判定されたときにはステップ206が
処理された後にステップ209,210が実行され、ま
た「NO」と判定されたときにはステップ207が処理
された後にステップ209,210が実行される。ステ
ップ206では電解槽20の両電極22,23に所定値
の直流電圧が正電圧印加されて、電極22がプラス極と
なり電極23がマイナス極となる。一方、ステップ20
7では電解槽20の両電極22,23に所定値の直流電
圧が逆電圧印加されて、電極23がプラス極となり電極
22がマイナス極となる。
【0018】ステップ209では積算タイマにON信号
が出力されて積算タイマが積算を再開し、ステップ21
0では積算タイマの積算値が設定値以上か否かが判定さ
れる。積算タイマの積算値が設定値に満たないときには
ステップ210にて「NO」と判定されてステップ21
1の処理が実行され、また積算値が設定値に達するとス
テップ210にて「YES」と判定されてステップ21
6の処理が実行された後に図4のステップ217以降の
処理が実行される。
【0019】ステップ211では生成スイッチ102が
オフ操作されているか否かが判定される。このとき、生
成スイッチ102がオフ操作されていなければ、ステッ
プ211にて「NO」と判定されてステップ210に戻
り、また生成スイッチ102がオフ操作されていれば、
ステップ211にて「YES」と判定されてステップ2
12,213,214,215の処理が実行される。ス
テップ212では積算タイマにOFF信号が出力されて
積算タイマが積算を中断し、ステップ213では電解槽
20の両電極22,23への電圧印加が停止され、ステ
ップ214では給水弁V1に閉信号が出力され、ステッ
プ215ではプログラムの実行が終了する。
【0020】このため、流路切換弁V3が図1の実線に
て示した正状態で、電源スイッチ101と生成スイッチ
102のオン操作により当該装置が正常に起動するとき
には、上記したステップ201,202,203,20
4,205,206,209,210の処理が実行され
て、給水ホース12から浄水器Fを通過した水道水が給
水弁V1とフローセンサSと給水管11を通って電解槽
20の各電極室24,25に供給されるとともに、電解
槽20内で電解されて各イオン水が生成され、プラス側
電極22の電極室24からは水素イオンが増加した酸性
イオン水が排出管31と正状態の流路切換弁V3と導出
管33を通してシンク40に送られ、またマイナス側電
極23の電極室25からは水酸イオンが増加したアルカ
リ性イオン水が排出管32と正状態の流路切換弁V3と
導出管34を通してシンク40に送られる。なお、流路
切換弁V3が図1の仮想線にて示した逆状態で、電源ス
イッチ101と生成スイッチ102のオン操作により当
該装置が正常に起動するときには、上記したステップ2
06に代えてステップ207の処理が実行されて、プラ
ス側電極23の電極室25からは水素イオンが増加した
酸性イオン水が排出管32と逆状態の流路切換弁V3と
導出管33を通してシンク40に送られ、またマイナス
側電極22の電極室24からは水酸イオンが増加したア
ルカリ性イオン水が排出管31と逆状態の流路切換弁V
3と導出管34を通してシンク40に送られる。
【0021】上記した当該装置の起動に伴うイオン水の
生成運転は、生成スイッチ102がオフ操作されるか積
算タイマの積算値が設定値に達するまでステップ21
0,211の処理が繰り返し実行されて維持され、生成
スイッチ102がオフ操作されると、ステップ212,
213,214,215の処理が実行されて、積算タイ
マが積算を中断し、電解槽20の両電極22,23への
電圧印加が停止され、給水弁V1が閉作動して、電解槽
20への給水及び給電が停止して生成運転が停止する。
一方、積算タイマの積算値が設定値に達すると、図3の
ステップ216と図4のステップ217以降の処理が実
行されて以下に説明する再運転が開始される。
【0022】ステップ216では、積算タイマにリセッ
ト信号が出力されて積算タイマの積算値がゼロにリセッ
トされ、ステップ217では電解槽20の両電極22,
23への電圧印加が停止され、ステップ218では給水
弁V1に閉信号が出力され、ステップ219ではフロー
センサSがOFFか否かが判定される。給水弁V1は、
正常であれば閉信号にて閉作動するため、給水弁V1の
閉作動により給水管11を水が流れなくなるとフローセ
ンサSがOFFとなり、ステップ219にて「YES」
と判定されてステップ221,222,223,22
4,225の処理が順次実行される。なお、給水弁V1
が閉作動しないときにはフローセンサSがOFFとなら
ずステップ219にて「NO」と判定されて220の故
障警報ルーチンが実行されて警報が発せられる。
【0023】ステップ221では、流路切換弁V3の切
換ルーチンが実行されて、流路切換弁V3が正状態であ
る場合には逆状態に、また逆状態である場合には正状態
に切り換えられる。ステップ222では、排水弁V2に
開信号が出力されて排水弁V2が開作動し、ステップ2
23ではタイマがリセットされて計時値tがゼロとされ
る。また、ステップ224ではステップ223にてリセ
ットされたタイマの計時値tが設定値t1以上か否かが
判定され、「NO」と判定されたときにはステップ22
4の処理が繰り返し実行され、「YES」と判定された
ときにはステップ225の処理が実行された後に上述し
た図3のステップ203以降の処理が実行される。ステ
ップ225では、排水弁V2に閉信号が出力されて排水
弁V2が閉作動する。なお、上記した設定値t1は、当
該装置において生成運転が中断して各導出管33,34
内のイオン水が流路切換弁V3と各排出管31,32を
通して電解槽20の各電極室24,25に逆流し各電極
室24,25の水が中和または逆イオン化されるまでの
時間を実験により測定した実測値を基にして決定されて
いる。
【0024】したがって、上記したステップ216,2
17,218,219,221,222,223,22
4,225の処理が実行された後にステップ203以降
の処理が実行されると、イオン水生成運転の一時的な中
断と、流路切換弁V3の切換作動と、所定量の排水によ
る各電極室内イオン水の中和または逆イオン化がなされ
た後に、当該装置が再起動されてイオン水の生成運転が
再開される。
【0025】ところで、上記した所定量の排水による各
電極室内イオン水の中和または逆イオン化時には、給水
管11における立上部11bと分岐部11c及び電解槽
20の両電極室24,25内の水が開状態の排水弁V2
と排水管12を通して落差により外部に素早く排出され
る作用が得られると同時に、一方の導出管34内に残存
するアルカリ性イオン水が酸性イオン水の残存する排出
管及び電極室に向けて落差により自動的に供給されると
ともに、他方の導出管33内に残存する酸性イオン水が
アルカリ性イオン水の残存する排出管及び電極室に向け
て落差により自動的に供給される作用が得られて、各電
極室24,25を含む各流通路内の水が素早く中和また
は逆イオン化される。
【0026】したがって、当該装置の再起動初期におい
て、マイナスとされている電極を収容する電極室内の電
極が水素イオンにより侵されるのを抑制することができ
て電極の寿命を長くすることができるとともに、各導出
管33,34を通して相反するイオン水が導出される
(導出管33を通してアルカリ性イオン水が導出され導
出管34を通して酸性イオン水が導出される)のを防止
することができることは勿論のこと、上述したように各
導出管33,34から電解槽20の各電極室24,25
に逆イオン水が逆流供給されるときに、給水弁V1より
電解槽20側の給水管11と電解槽20の両電極室2
4,25内の水を上記した逆流を殆ど阻害しない開状態
の排水弁V2と排水管13を通して外部に排出すること
ができて、逆イオン水の逆流供給時間を短時間に行わせ
ることができ、これによって電圧印加停止時間を短く設
定することができ、当該装置のイオン水生成運転の中断
時間を短くすることができてイオン水生成能力を向上さ
せることができる。また、この再起動初期には電極に付
着しているスケール(処理水中のカルシウムやマグネシ
ウム等が固化したもの)が電解剥離されて電極が洗浄さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による電解水生成装置の一実施例を示
す全体構成図である。
【図2】 図1に示した電解水生成装置の使用状態を概
略的に示す図である。
【図3】 図1に示した電解水生成装置の制御装置が備
えるマイクロコンピュータにて実行されるプログラムの
一部を示すフローチャートである。
【図4】 図1に示した電解水生成装置の制御装置が備
えるマイクロコンピュータにて実行されるプログラムの
残部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11…給水管、11a…接続部、11b…立上部、11
c…分岐部、13…排水管、20…電解槽、22…第1
の電極、23…第2の電極、24…第1の電極室、25
…第2の電極室、26…隔膜、31…第1の排出管、3
2…第2の排出管、33,34…導出管、33a,34
a…立上部、100…制御装置、V1…給水弁、V2…
排水弁、V3…流路切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料からなる第1及び第2の電極を
    内部に対向配設するとともにこれら両電極間に隔膜を配
    設して各電極を収容する第1及び第2の電極室を形成し
    これら両電極室に処理水が流入・流出するようにした電
    解槽と、処理水を前記電解槽の両電極室に給水管を通し
    て給水する給水手段と、前記第1の電極室に接続され同
    電極室にて生成された電解イオン水を排出する第1の排
    出管と、前記第2の電極室に接続され同電極室にて生成
    された電解イオン水を排出する第2の排出管と、前記電
    解槽より上方に立ち上がる立上部と大気に連通する開口
    を有して前記第1及び第2の排出管に流路切換弁を介し
    て選択的に接続される一対の導出管と、前記電解槽より
    下方に配設されて前記給水管の一部に接続される排水管
    と、この排水管に介装された常閉型の排水弁を備えると
    ともに、 前記流路切換弁の切換状態に応じて前記両電極に印加さ
    れる直流電圧の正逆を決定する正逆電圧決定手段と、前
    記両電極への電圧印加を設定時間停止させる電圧印加停
    止手段と、この電圧印加停止手段による電圧印加停止時
    に前記給水手段を停止させ前記流路切換弁を切換作動さ
    せ前記排水弁を設定時間開弁させる作動制御手段とを有
    する制御装置を備えた電解水生成装置。
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