JPH09256180A - 水電解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水電解装置において、アルカリ性イオン水流
路に蓄積されるスケールの除去および酸性水流路に残留
するアルカリ水の排除を良好に行なおうとする。 【構成】 電解槽１の区画３で生成される酸性水を管３
２により第２三方弁３３のＣ口に通じさせ、区画４で生
成されるアルカリ水を管３７により第３三方弁３４のＣ
口に通じさせる。第２三方弁３３のＢ口と第３三方弁３
４のＢ口とに酸性水を取出す管３５を接続する。第２三
方弁３３と第３三方弁３４の各Ａ口にアルカリ水を取出
す第２アルカリ水管３８ｂ、第１アルカリ性水管３８ａ
を接続する。両三方弁３３、３４の流路切替によりアル
カリ水流路の洗浄と残留アルカリ水の排出とを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水を電気分解して酸
性イオン水（この明細書では酸性水という）とアルカリ
性イオン水（この明細書ではアルカリ水という）とを得
る水電解装置（以下単に装置という）に関し、特にアル
カリ水流路に蓄積されるスケールの排除を良好に行なえ
ると共に、電極の極性を切替えたときに、管内に残留し
たアルカリ水が取出される酸性水に混入してその性状を
不安定にすることのない水電解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば少量の塩（Ｎａｃｌ）を溶解して
導電性を持たせた水（この明細書ではこれを導電性水と
いう）を電解槽に入れ、この槽内を多孔隔膜又はイオン
交換膜等の隔膜（この明細書ではこれを電解隔膜とい
う）で仕切り、仕切られた両側の区画内の導電性水にそ
れぞれ電極を挿入し、電極の１つを直流電源の正端子
に、他の電極を負端子に接続して通電すると、導電性水
は電気分解されて、正電極の入った区画の水は酸性水と
なり、負電極の入った区画の水はアルカリ水となる。

【０００３】このようにして水を電気分解して得た酸性
水は殺菌作用があるため、多数の患者が出入する病院の
ように雑菌が散布される危険の多い場所において、床を
拭いたり待合室の椅子、テーブルを拭いたりする時にこ
の酸性水を使用することが行なわれている。

【０００４】このため、病院では酸性水を多量に造るこ
とのできる大型の水電解装置を設ける例が多い。アルカ
リ水は、通常、捨てられている。

【０００５】図３は、水電解装置Ａの構成を原理的に略
示している。１は電解隔膜２で仕切られた電解槽で、仕
切られた２つの区画３、４には電極５、６を挿入してい
る。各電極５、６は、切替スイッチ７を介して装置外に
ある直流電源の正端子８、負端子９に接続される。各区
画３、４には、原水１０を入れた装置外の原水タンク１
１に挿入した管１２を継手１３を介して装置内の原水管
１４に接続し、装置内の原水ポンプ１５により原水を吸
引して供給する。尤も原水として水道水を使用できると
きは、水圧のある水道水を使用することにより、ポンプ
１５、原水タンク１１は不要になる。原水管１４には、
側面に塩水管１６を接続し、装置外に設けた塩水タンク
１７内の塩水１８を吸引する管１９を継手２０を介して
接続し、装置内の塩水ポンプ２１により原水１０に適量
に混入し原水に導電性を持たせて電解槽１へ送るように
している。塩水ポンプ２１としては簡単なため逆止弁を
設けた塩水管１６の側面でダイヤフラムを往復動させる
型の自吸式（ダイヤフラム式。その他にピストン式、プ
ランジャ式もある。）のポンプが使用されている。

【０００６】電極５を直流電源の正端子８に接続し、電
極６を負端子９に接続すると、電解槽１内の導電性水は
電気分解されて、区画３に酸性水が、区画４にアルカリ
水が生成されるから、これらの液を採取して使用するこ
とができる。

【０００７】図４、５は従来使用された水電解装置の構
成を示す。電解槽１へ供給する原水は、装置外のポンプ
で加圧され、フィルタ２２、逆止弁２３を設けた管１２
により装置内の原水管１４に継手１３により接続され
る。この管１４は、減圧弁２４、電磁弁２５を経て第１
三方弁２６のＣ口に接続される。第１三方弁２６のＡ口
は管２７により電解槽１の区画３、４に通じ、Ｂ口には
塩水管１６が接続される。２８は原水の供給量を規正す
るフロースイッチである。塩水管１６の途中からは管２
９が分岐し、塩水ポンプ２１を経て管２７にフロースイ
ッチ２８の下流において接続されている。電解槽１の区
画３、４には、排水管３０が通じており、装置外に設け
たコック３１を開くと、電解槽１内の水を抜き取ること
ができる。

【０００８】原水管１４に圧送された原水は、第１三方
弁２６をＣ口からＡ口に向けて矢印方向に通り、管２７
を経て電解槽の区画３、４に流入する。塩水は、塩水管
１６から塩水ポンプ２１に吸引され管２７の途中で原水
に合流し、原水を導電性とする。

【０００９】図４のように、電極５を直流電源の正端子
に、電極６を負端子に接続すると、区画３で生成された
酸性水は管３２を通って第２三方弁３３の開いたＢ口
と、第３三方弁３４の閉じられたＢ口とに達する。そこ
で酸性水は第２三方弁３３を矢印方向に通り、酸性水管
３５から継手３６を介して取出される。区画４で生成さ
れたアルカリ水は、管３７から第２及び第３三方弁３
３、３４の各Ａ口に達するが、第２三方弁３３のＡ口、
第３三方弁３４のＢ口は閉じられているので、第３三方
弁３４を矢印方向に通ってＣ口からアルカリ水管３８に
入り、継手３９を介して取出される。

【００１０】電極５、６の極性を切替えて、図５のよう
に電極５を電源の負端子に、電極６を正端子に接続した
ときは、第２、第３の両三方弁３３、３４は、それぞれ
図５の矢印方向にのみ通じて、区画３で生成されたアル
カリ水は管３２から第３三方弁３４のＢ口に達し、同三
方弁３４を矢印方向に通ってＣ口からアルカリ水管３８
に流通する。区画４で生成された酸性水は、管３７を通
って第２三方弁３３のＡ口に達し、これを矢印方向に通
ってＣ口から酸性水管３５に流れて取出される。

【００１１】第２、第３三方弁の通路切替は、電極５、
６の電源端子切替と連動して操作される。

【００１２】電気分解を長時間行なっていると、電源の
負端子に接続された電極に次第にスケールが付着し両電
極間の通電が次第に行なわれなくなる。又アルカリ水の
流路内にもスケールが蓄積されて通水が阻害されるか
ら、そのときは切替スイッチ７を切替えて両電極を逆性
の電源端子に接続すると、電極、流路内に蓄積されたス
ケールを除いて通電及び通水を回復させることができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図４、５に示した従来
の装置においては、電極の極性を逆にするために電源の
正負端子を切替えると、管３５、３８に酸性水、アルカ
リ水がそれぞれ流れるようになるが、この切替えを行な
うと、管３２、３７に残っていた切替え前のアルカリ水
及び酸性水が新たに生成される酸性水、アルカリ水と混
合してしまう。即ち、生成される酸性水、アルカリ水が
不純になり、この状態は時間と共に変化するので、生成
水の性状が不安定になってしまう。

【００１４】又、この従来装置は、電源切替により電極
に付着するスケールを除くことはできるが、アルカリ水
流路に蓄積したスケールを良好に除くことができなかっ
た。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決できる生成水取出し部を持つ電解装置を得たもの
で、電解隔膜（２）で仕切られた電解槽（１）の１つの
区画（３）の生成水を取出す管（３２）を第２三方弁
（３３）のＣ口に接続し、他の区画（４）の生成水を取
出す管（３７）を第３の三方弁（３４）のＣ口に接続
し、両三方弁（３４）（３３）のＡ口は、それぞれ第１
アルカリ水管（３８ａ）、第２アルカリ水管（３８ｂ）
に接続し、両三方弁（３３）（３４）のＢ口は酸性水管
（３５）に接続して構成したものである。

【００１６】

【作用】電解槽（１）の区画（３）で酸性水を、区画
（４）でアルカリ水を生成するときは、第２三方弁（３
３）のＣ口をＢ口に通じさせ、第３三方弁（３４）のＣ
口をＡ口に通じさせれば、酸性水を酸性水管（３５）か
ら、アルカリ水を第１アルカリ水管（３８ａ）から取出
すことができる。

【００１７】区画（３）でアルカリ水を、区画（４）で
酸性水を生成するときは、第２三方弁（３３）のＣ口を
Ａ口に通じさせ、第３三方弁（３４）のＣ口をＢ口に通
じさせれば、管（３５）から酸性水を、第２アルカリ水
管（３８ｂ）からアルカリ水を取出すことができる。

【００１８】区画（３）で酸性水を、区画（４）でアル
カリ水を生成する状態において、第２三方弁（３３）の
Ｃ口をＡ口に通じさせれば、第１アルカリ水管（３８
ｂ）に酸性水を流してこの管（３８ｂ）を洗浄すること
ができ、区画（３）でアルカリ水を、区画（４）で酸性
水を生成する状態において、第３三方弁（３４）のＣ口
をＡ口に通じさせれば、第２アルカリ水管（３８ａ）に
酸性水を流してこの管（３８ｂ）を洗浄することができ
る。

【００１９】このように電源を切替えたときに、第２、
３三方弁（３３）（３４）のＣ口に接続される管（３
２）（３７）には、切替え前に流れていた酸性水または
アルカリ水が残っているが、電源切替え直後に両三方弁
（３３）（３４）を点線矢印方向に切替えて生成水を管
（３８ａ）（３８ｂ）に排出し、その後再び三方弁を実
線矢印方向に切替えれば、管（３５）からアルカリ水の
混入しない酸性水を取出すことができる。この排出操作
は短時間で足りる。

【００２０】両三方弁（３３）（３４）のＢ口に接続さ
れる管（３５）には常に酸性水のみが流れるから、スケ
ールが蓄積することはない。

【００２１】

【実施例】図１、図２は本発明の水電解装置の実施例を
示す。前記の従来例と同等部分は同符号で示すと共に説
明を省略して、次にこれを説明する。電解槽に原水を供
給する原水供給部は、図７、８の従来装置と同じであ
る。

【００２２】図１は電極５を直流電源の正端子に、電極
６を負端子に接続した状態を示している。区画３で生成
された酸性水は管３２を通って第２三方弁３３のＣ口に
入り、実線矢印方向に弁内を通って酸性水管３５に入
り、継手３６を経て装置外に取出される。

【００２３】区画４で生成されたアルカリ水は、管３７
を通って第３三方弁３４のＣ口に入り、これを実線矢印
方向に通って第１アルカリ水管３８ａに流出し、継手３
９ａから取出される。第２三方弁３３のＡ口、第３三方
弁３４のＢ口は閉じられている。

【００２４】切替スイッチを切替えて、図２のように電
極５を電源の負端子に、電極６を正端子に接続すると、
区画３で生成されたアルカリ水は、管３２を通って第２
三方弁３３のＣ口に入り、弁内を実線矢印方向に通って
第２アルカリ水管３８ｂに入り、継手３９ｂから取出さ
れる。第２三方弁３３のＢ口は閉じられている。

【００２５】区画４で生成された酸性水は、管３７から
第３三方弁３４のＣ口に入り、これを実線矢印方向に通
って酸性水管３５を流れ、継手３６から取出される。第
２三方弁３３のＢ口、第３三方弁３４のＡ口は閉じられ
ている。

【００２６】このように電源切替に伴なって酸性水、ア
ルカリ水の流路が変るが、酸性水は常に酸性水管３５を
通って取出され、アルカリ水は第１アルカリ水管３８ａ
と第２アルカリ水管３８ｂとを交互に流れて取り出され
る。

【００２７】図１の状態で第２三方弁３３、第３三方弁
３４を共にを実線矢印方向に通じさせて水電解を行なっ
てから、アルカリ水流路のスケールを除く洗浄操作に移
るときは、電極の極性を切替えて図１と反対にする。こ
のとき、第２三方弁３３は図１の点線矢印方向に通じさ
せ、第３三方弁３４は図１の実線矢印方向に通じるまま
にする。これにより、区画３で新たに生成されるアルカ
リ水は第２三方弁３３のＣ口からＡ口に流れ、第２アル
カリ水管３８ｂを通って排出される。

【００２８】区画４で新たに生成される酸性水は、管３
７を通って、この管内に蓄積されたスケールを洗浄し、
残留するアルカリ水と共に第３三方弁３４を実線矢印方
向に通り、第１アルカリ水管３８ａを通って排出され
る。管３７、３８ａには電源切替前にアルカリ水が通っ
てスケールが蓄積されているから、この操作により管３
７、３８ａには酸性水が流れてスケールが除かれ排出さ
れると共に、残留するアルカリ水も排出される。区画３
で新たに生成されるアルカリ水は不要であるから、管３
２、３８ｂから排出される。

【００２９】電極の極性が図２の状態で、第２三方弁３
３、第３三方弁３４を実線矢印方向に通じさせて水電解
を行なってからアルカリ水流路の洗浄操作を行なうに
は、電源を切替えて電極の極性を図２と逆にすると共
に、第２三方弁３３は実線矢印方向に通じるままとし、
第３三方弁３４は点線矢印の方向に通じさせる。これに
より区画３で新たに生成される酸性水が、それまでアル
カリ水が通っていた管３２、３８ｂを通って蓄積されて
いたスケールを排除し、残留するアルカリ水と共に継手
３９ｂから排出される。区画４で新たに生成されたアル
カリ水は、管３７、３８ａを通って排出される。

【００３０】このアルカリ水流路の洗浄操作は、スケー
ルの混入のため濁って管３８ａ、３８ｂから流出する酸
性水がきれいになるまで行ない、その後通常の電解作業
に戻るものとする。この操作は短時間で足りる。

【００３１】アルカリ水流路の洗浄を開始する時期、洗
浄継続時間は、装置について予め実験して得たデータに
基いて決めればよく、各三方弁その他の機器を電動式と
してタイマ制御により装置の作動を自動制御することが
できる。

【００３２】

【発明の効果】この発明の水電解装置は、２つの三方弁
を切替えることにより、酸性水、アルカリ水の生成と、
アルカリ水の流路に蓄積されたスケールの除去及び電極
の極性を切替えたときに、新たな酸性水の流路に残留す
るアルカリ水の排出を良好に行なって、純粋な酸性水を
安定した状態で供給することができる。そして、この装
置の稼働を容易に自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置により水の電解及びアルカリ水流
路の洗浄を行なう状態を示す装置の構成略図。

【図２】電極の極性を変えたときの同様の図。

【図３】水電解装置を原理的に示す略図。

【図４】従来装置を示す構成略図。

【図５】電極の極性を変えたときの同様の図。

【符号の説明】

Ａ 水電解装置 １ 電解槽 ２ 電解隔膜 ３、４ 区画 ５、６ 電極 ７ 切替スイッチ ８ 正端子 ９ 負端子 １０ 原水 １１ 原水タンク １２ 管 １３ 継手 １４ 原水管 １５ 原水ポンプ １６ 塩水管 １７ 塩水ポンプ １８ 塩水 １９ 管 ２０ 継手 ２１ 塩水ポンプ ２２ フィルタ ２３ 逆止弁 ２４ 減圧弁 ２５ 電磁弁 ２６ 第１三方弁 ２７ 管 ２８ フロースイッチ ２９ 管 ３０ 排水管 ３１ コック ３２ 管 ３３ 第２三方弁 ３４ 第３三方弁 ３５ 酸性水管 ３６ 継手 ３７ 管 ３８ａ 第１アルカリ水管 ３８ｂ 第２アルカリ水管 ３９、３９ａ、３９ｂ 継手

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解隔膜（２）で２つの区画（３）
   （４）に仕切られた電解槽（１）に、導電性水を供給
   し、各区画（３）（４）に挿入した電極（５）（６）を
   直流電源の正または負の端子に切替え接続し、各区画
   （３）（４）において交互にアルカリ性水と酸性水とを
   生成し、各区画（３）（４）における生成水をそれぞれ
   管（３２）（３７）で取出す構成の水電解装置におい
   て、１つの区画（３）の生成水を取出す管（３２）を第
   ２三方弁（３３）のＣ口に接続し、他の区画（４）の生
   成水を取出す管（３７）を第３の三方弁（３４）のＣ口
   に接続し、両三方弁（３４）（３３）のＡ口は、それぞ
   れ第１アルカリ水管（３８ａ）、第２アルカリ水管（３
   ８ｂ）に接続し、両三方弁（３３）（３４）のＢ口は酸
   性水管（３５）に接続して生成水の取出し部を構成した
   水電解装置。