JPH10235353A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解槽の洗浄を行いながら、電解水の連続生
成を可能にする。 【解決手段】 電解槽２２が複数個設けられ、各電解槽
２２に一対の電極２３，２４が設けられ、ここに直流電
圧が印加して電解水の生成が行われる。洗浄時には、電
極間の電圧が逆極性に切り換えられるとともに、排水電
磁弁３１が開放される。これにて電解槽２２には電解水
生成時とは逆極性のイオン水が流れ、これが配水管１３
から排出される。かかる洗浄動作は、複数の電解槽２２
のうち一部のものについて実行され、他の電解槽２２で
は通常の電解水生成動作が実行される。その電解槽の洗
浄が終了すると次に電解水生成動作が行われるととも
に、順次、他の電解槽２２の洗浄に移る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水道水などを電気分
解する電解水生成装置に係わり、特にその洗浄手段を改
良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は、一対の電極を備えた電
解槽に水を供給し、電極間に直流電圧を印加して水を電
気分解することによりアルカリ性イオン水及び酸性イオ
ン水を生成する構成である。このような構成では、水の
電解が行われるにつれて電極表面に水中の不純物が析出
して電解を困難にするという事情がある。

【０００３】そこで、例えば特開平６−５５１７６号公
報に示すように、電解槽への給水が停止状態になったと
ころで電極への印加電圧極性を反転させることで電解槽
内の洗浄を行うようにした構成が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、電解槽の洗浄動作を行っている間は電解水の生
成を行うことができず、電解水の連続生成が不可能であ
るという欠点があった。本発明は上記のような事情に基
づいて完成されたものであって、その目的は、電解水の
連続生成が可能な電解水生成装置を提供するところにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内部
に一対の電極を備えた電解槽と、この電解槽内に水を供
給する給水路と、電解槽の電極間に電圧を印加すること
によって電解槽内の水を電解する電解水生成動作を行わ
せる電解水生成制御手段と、電解槽の電極対への電圧印
加状態を前記電解水生成動作とは反転させることによっ
て電極への不純物付着を防止する洗浄動作を実行する洗
浄制御手段とを備えたものにおいて、前記電解槽を複数
個設け、これらの電解槽のうちの一部の電解槽について
洗浄動作を実行し、他の電解槽については前記電解水生
成動作を行うようにすると共に、前記洗浄動作を実行す
る電解槽を順次異ならせるようにしたところに特徴を有
する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、電解槽に、生成されたアルカリ性イオン水又は酸性
イオン水を流出させるための流出路と、槽内の水を排出
する排水路とを連結し、洗浄動作の実行中には流出路及
び電解槽から排水路を通って水を逆流させるようにした
ところに特徴を有する。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、各電解槽に、生成されたアルカリ性イ
オン水及び酸性イオン水を流出させるための一対の流出
路と、これに連なって前記電圧印加手段による印加電圧
の極性反転に伴って前記流出路からの両イオン水をその
種別を逆転させて一対の電解水供給路に流す流路切換弁
が連結され、前記各電解槽に連結された同種のイオン水
が流れる流出路が互いに分岐接続されているところに特
徴を有する。

【０００８】

【発明の作用・効果】請求項１の発明によれば、電解槽
が複数個設けられ、一部の電解槽について洗浄動作が実
行されている場合に、他の電解槽では電解水生成動作が
行われる。従って、電解水は洗浄動作に係わらず、電解
水を連続的に供給することができる。しかも、各電解槽
は順次洗浄が行われるため、全ての電解槽において電極
への不純物の付着を防止することができる。

【０００９】請求項２の発明によれば、電解槽に排出路
が連結され、洗浄動作の実行中には流出路及び電解槽を
通って排水路に水が逆流する。このため、洗浄時にはそ
れ以前の電解水生成動作の実行時とは逆極性のイオン水
が電解槽内に流れることになるから、洗浄効率が向上す
る。

【００１０】また、請求項３の発明によれば、各電解槽
で生成された各極性のイオン水が一対の電解水供給路に
集約されて流れる。このため一部の電解槽の洗浄時に
は、他の電解槽で生成されたイオン水が電解水供給路を
通って素早く逆流することになり、洗浄効率が一層向上
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】

＜第１実施形態＞以下、本発明の第１実施形態について
図１ないし図６を参照して説明する。図１は本発明が適
用された電解水生成装置の全体を概略的に示している。
まず概略構成を説明すると、外箱１１の内部に複数の電
解水生成ユニット２０が横並びに設けられており、これ
らはメインコントローラ４０によって制御される。電解
水生成ユニット２０の下部には給水管１２及び排水管１
３がそれぞれ連結されており、これら各電解水生成ユニ
ット２０のものが集合してそれぞれ１本ずつに集合さ
れ、外箱１１の外に引き出されている。一方、各電解水
生成ユニット２０の上部からは、アルカリ性イオン水供
給管１４及び酸性イオン水供給管１５が導出されてお
り、これらも外箱１１内で１本ずつに集合されて外箱１
１の上部から引き出されて図示しないタンクに連なる。
なお、上記給水管１２は、電解される水を供給するため
の給水路に相当するもので、浄水器１６を介して図示し
ない水道に接続される。

【００１２】各電解水生成ユニット２０は全て図２に示
す構成であり、次に詳述する。ユニットケース２１内に
電解槽２２が設けられている。電解槽２２は、上下にの
びる筒型をなし、内部に一対の電極（第一電極２３、第
二電極２４）を備え、両電極２３，２４間はイオン透過
性の隔膜２５により左右に区画されている。電解槽２２
の下部左右には給水路の一部を構成するループ管２６が
連結されており、そのループ管２６の下部から連結管２
７を介して前記給水管１２が連結されている。この連結
管２７には、給水電磁弁２８及びフローセンサ２９が設
けられており、給水電磁弁２８を開放することにより、
給水管１２からの水を電解槽２２内に給水することがで
きる。

【００１３】一方、連結管２７には、排水連結管３０が
分岐接続されており、この排水連結管３０に設けた排水
電磁弁３１を介して前記排水管１３に連結されるように
なっている。

【００１４】また、電解槽２２の上端左右両側には、電
解槽２２で生成されたアルカリ性イオン水、または酸性
イオン水を上方へ流出させるための一対の流出路（第一
流出管３２及び第二流出管３３）が連結されている。各
流出管３２，３３の先端は流路切換弁３４に連結され、
さらにこの流路切換弁３４に電解水供給路に相当するア
ルカリ性イオン水供給管３５及び酸性イオン水供給管３
６が連結されている。上記流路切換弁３４は、４ポート
２位置切換バルブであって、図示しない電動モータによ
ってロータ３４Ａが回転駆動されて流路が切り替えられ
る。

【００１５】その切換態様は、図２に実線で示した状
態、すなわち、第一流出管３２を酸性イオン水供給管３
６に連結し、かつ第二流出管３３をアルカリ性イオン水
供給管３５に連結した状態（以下これを正状態という）
と、同図二点鎖線に示すように、ロータ３４Ａが正状態
から９０度回動して、第一流出管３２をアルカリ性イオ
ン水供給管３５に連結し、かつ第二流出管３３を酸性イ
オン水流出管３６に連結する状態（以下これを逆状態と
いう）とがあり、両状態に交互に切り換えることができ
る。

【００１６】また、ユニットケース２１内にはユニット
コントローラ３７が設けられており、ここから前記第
一、第二電極２３，２４間に直流電圧を印加するととも
に、各電磁弁２８，３１の切換作動を制御し、かつフロ
ーセンサ２９をからの信号を受けるようになっている。
ユニットコントローラ３７はマイクロコンピュータを備
えており、後述の作用説明に示すようにして電解水の生
成動作を行う電解水生成制御手段と、洗浄動作を行う洗
浄制御手段として機能する。また、各電解水生成ユニッ
ト２０のユニットコントローラ３７は、メインコントロ
ーラ４０により制御されるようになっており、各ユニッ
ト２０の電解水生成動作及び洗浄動作の実行タイミング
が制御される。

【００１７】次に上記構成の作用を説明する。電源スイ
ッチがオン操作されると、メインコントローラ４０から
の信号によって各電解水生成ユニット２０のユニットコ
ントローラ３７が動作する。各電解水生成ユニット２０
においては、給水電磁弁２８が開放して水が供給される
と共に、第一及び第二の電極２３，２４間に直流電圧が
印加される。ここで、例えば流路切換弁３４が図３に示
すような正状態にある場合においては、右側の第二電極
２４が負、左側の第一電極２３が正になるような直流電
圧が印加される。この結果、第一電極２３の周囲に酸性
イオン水が生成され、第二電極２４の周囲にアルカリ性
イオン水が生成される。同図において、区別のため酸性
イオン水は丸印を付して表し、アルカリ性イオン水は細
かな点を付して表してある。第二電極２４の周囲に生成
されたアルカリ性イオン水は、矢印のように第二流出管
３３から流路切換弁３４を通ってアルカリ性イオン水供
給管３５に流れ込み、逆に第一電極２３の周囲に生成し
た酸性イオン水は、第一流出管３２から流路切換弁３４
を通って酸性イオン水供給管３６に流れ込む。

【００１８】このような正状態での電解水生成動作が所
定時間行われると、次に逆状態での電解水生成動作が引
き続き行われる。すなわち、ユニットコントローラ３７
のマイクロコンピュータからの信号に基づき、流路切換
弁３４が逆状態に切り換え作動されると共に、第一及び
第二電極２３，２４への印加電圧が反転される。その結
果、前述とは逆に第一電極２３にはアルカリ性イオン
水、第二電極２４側には酸性イオン水が生成される。こ
のとき、図４に示すように、流路切換弁３４は逆状態に
切り換わっているので、第一電極２３側のアルカリ性イ
オン水は矢印のようにアルカリ性イオン水供給管３５側
に流れ込み、第二電極２４側の酸性イオン水は、酸性イ
オン水供給管３６側に流れ込むのである。上記した正状
態及び逆状態の電解水生成動作は所定時間毎に繰り返さ
れ、生成されたアルカリ性イオン水及び酸性イオン水は
アルカリ性イオン水供給管１４及び酸性イオン水供給管
１５を通して図示しないタンクに貯留される。

【００１９】さて、このような電解水生成動作が所定時
間実行されると、メインコントローラ４０から、まず１
番目の電解水生成ユニット２０に対して洗浄信号が出力
され、そのユニットコントローラ３７は次のようにして
洗浄動作を実行させる。すなわち、まず流路切換弁３４
が今までとは逆に切り換えられるとともに、電極２３，
２４への電圧印加極性が反転される。例えば逆状態での
電解水生成動作が行われていた後に洗浄動作が開始され
たとすると、流路切換弁３４は図５に示すように正状態
となり、かつ、第一電極２３が正、第二電極２４が負と
なるように電圧が印加される（図３に示した正状態の電
解水生成動作と同様である）。そして、次に電解水生成
動作とは異なり、給水電磁弁２８が閉鎖され、排水電磁
弁３１が開放されることになる。すると、図５に示すよ
うに、アルカリ性イオン水がアルカリ性イオン水供給管
３５側から流路切換弁３４を通って電解槽２２内に逆流
し、ループ管２６、連結管２７及び排水連結管３０を順
に通って排水管１３に流し出される。また、酸性イオン
水も酸性イオン水供給管３６側から流路切換弁３４を通
って電解槽２２内に逆流し、ループ管２６、連結管２７
及び排水連結管３０を順に通って排水管１３に流し出さ
れる この洗浄動作が行われる前の電解水生成動作では、例え
ば第一電極２３は負の電位となっていたから、その電極
２３の周囲にはカルシウムイオン等の陽イオン濃度が高
くなっている。しかし、上述のように洗浄動作の実行時
には第一電極２３が正の電位に維持されて酸性イオン水
が電解槽２２内を逆流するから、第一電極２３に付着し
たり、その周囲に集中していたカルシウムイオン等は第
一電極２３の周囲から離されて排水管１３から排出され
る。なお、このような第一の電解水生成ユニット２０に
ついて洗浄動作が実行されている間、他の電解水生成ユ
ニット２０においては通常の電解水生成動作が実行され
て電解水の供給が継続されている。

【００２０】このような洗浄動作が例えば第一の電解水
生成ユニット２０について所定時間だけ実行されると、
洗浄動作が終了して電解水生成動作が再開される。そし
て、次に第二の電解水生成ユニット２０について、前述
と同様な洗浄動作が所定時間だけ実行され、これが終了
すると同様に順次他の電解水生成ユニット２０について
も洗浄動作が実行される（図６参照）。

【００２１】このように本実施例によれば、各電解水生
成ユニット２０について順次洗浄動作が実行され、その
他のユニット２０については電解水生成動作が継続され
る。このため、装置全体としては常に電解水生成動作が
実行されていることになるから、電解水の生成を中断す
ることなく電解槽２２の洗浄を行うことができる。しか
も、各ユニット２０の電解槽２２は順次洗浄が行われる
から、全ての電解槽２２において電極２３，２４への不
純物の付着を防止することができる。

【００２２】さらに、特に本実施形態では、各電解槽２
２で生成された各極性のイオン水が一対の供給管３５，
３６に集約されて流れる構成としてあるから、電解槽２
２の洗浄時には、他の電解槽２２で生成されたイオン水
が電解水供給路３５，３６を通って素早く逆流すること
になり、洗浄効率が一層高くなる。

【００２３】＜第２実施形態＞図７は本発明の第２の実
施形態を示す。前記実施形態と相違するところは、各電
解水生成ユニット２０において電解槽（図示せず）の電
極への電圧印加状態を電解水生成動作中に交互に反転さ
せるようにはしていないところ、また、酸性イオン水の
みを利用してアルカリ性イオン水を排水するようになっ
ているところにある。このため、各電解水生成ユニット
２０のアルカリ性イオン水供給管１４は排水管１３に接
続されている。また、酸性イオン水供給管１５の途中に
は三方弁４１が設けられ、ここから排水連結管４２が排
水管１３にわたって分岐接続されている。なお、上述の
ように電極への電圧印加状態を反転させないようにした
構成では、各電極にその極性に応じて最適な材料を使用
することができ、また、流路切換弁を省略できる等の利
点が得られる。

【００２４】電解水生成動作の実行中には、三方弁４１
が酸性イオン水供給管１５を開放し、排水管１３側を閉
じた状態にあるから、ユニット２０において生成された
酸性イオン水は排水されることなく、酸性イオン水の図
示しない供給タンクに貯留される。そして、メインコン
トローラ４０からの洗浄開始信号がユニットコントロー
ラ３７に与えられると、電極への電圧印加状態を反転さ
せるとともに、三方弁４１が排水管１３側に切り換えら
れて電解水生成ユニット２０の洗浄動作が実行される。
この結果、給水管１２からの水は電解槽内で電解水生成
動作中とは逆の極性に分解され、その逆極性イオン水に
よって電解槽内が洗浄され、その水が排水管１３を通っ
て排出される。この実施形態でも、洗浄動作が実行され
る電解水生成ユニット２０以外では洗浄動作が継続して
実行されるから、電解水の供給を途絶えることなく続け
ることができる。

【００２５】＜第３実施形態＞図８は本発明の第３の実
施形態を示しており、前記第２実施形態と相違するとこ
ろは、アルカリ性イオン水も利用できるように、アルカ
リ性イオン水供給管１４の途中に三方弁４１を設け、こ
こから排水管１３に分岐接続するようにしたところにあ
る。その他は前記第２実施形態と同様であり、両実施形
態と同様な効果を奏する。

【００２６】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施の形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲
に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができる。 （１）上記実施形態では電解槽２２と流路切換弁３４と
は別部品として構成したが、これに限らず、例えば電解
槽２２の上部に切換弁を一体的に構成してもよい。 （２）上記実施形態では各電解槽２２及びこれに関連す
る機能部をユニットケース２１内に収容してユニット化
したが、これは必ずしも必須ではなく、要は、複数の電
解槽を備えて各槽にて電解水の生成を行う構成の装置に
広く適用することができるものである。

【００２７】（３）上記各実施形態では、図６に示すよ
うに、１つの電解槽における洗浄動作が終了すると、直
ちに次の電解槽における洗浄動作を実行させるようにし
たが、これに限られず、１つの電解槽の洗浄動作が終了
した後に、しばらく時間が経過したところで次の電解槽
の洗浄動作を開始するようにしてもよい。 （４）上記実施形態では、いったんタンクに貯留された
イオン水が逆流して洗浄に寄与するようにしたが、複数
のユニットを備える場合にはタンクがなくとも、他のユ
ニットで生成された逆極性のイオン水を洗浄に利用する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の電解水生成ユニット
の内部構造を示す概略的正面図である。

【図２】 同じく電解水生成ユニットの概略的断面図で
ある。

【図３】 同じく電解水生成ユニットの正状態を示す概
略的断面図である。

【図４】 同じく電解水生成ユニットの逆状態を示す概
略的断面図である。

【図５】 同じく電解水生成ユニットの洗浄状態を示す
概略的断面図である。

【図６】 同じく電解水生成ユニットの洗浄のタイミン
グを示すタイムチャートである。

【図７】 本発明の第２実施形態の電解水生成ユニット
の配管状態の概略的正面図である。

【図８】 本発明の第３実施形態の電解水生成ユニット
の配管状態の概略的正面図である。

【符号の説明】

１２…給水管（給水路） １３…排水管（排水路） １
４…アルカリ性イオン水供給管 １５…酸性イオン水供
給管 ２０…電解水生成ユニット ２２…電解槽 ２３
…第一電極 ２４…第二電極 ２９…フローセンサ（故
障検出手段） ３４…流路切換弁 ３５…アルカリ性イ
オン水供給管（供給路） ３６…酸性イオン水供給管
（供給路） ３７…ユニットコントローラ ４０…メイ
ンコントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に一対の電極を備えた電解槽と、こ
   の電解槽内に水を供給する給水路と、前記電解槽の電極
   間に電圧を印加することによって電解槽内の水を電解す
   る電解水生成動作を行わせる電解水生成制御手段と、前
   記電解槽の電極対への電圧印加状態を前記電解水生成動
   作とは反転させることによって電極への不純物付着を防
   止する洗浄動作を実行する洗浄制御手段とを備えたもの
   において、前記電解槽を複数個設け、これらの電解槽の
   うちの一部の電解槽について前記洗浄動作を実行し、他
   の電解槽については前記電解水生成動作を行うようにす
   ると共に、前記洗浄動作を実行する電解槽を順次異なら
   せるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】 前記電解槽には、生成されたアルカリ性
   イオン水又は酸性イオン水を流出させるための流出路
   と、槽内の水を排出する排水路とが連結され、前記洗浄
   動作の実行中には前記流出路及び前記電解槽から前記排
   水路を通って水を逆流させることを特徴とする請求項１
   記載の電解水生成装置。
3. 【請求項３】 前記各電解槽には、生成されたアルカリ
   性イオン水及び酸性イオン水を流出させるための一対の
   流出路と、これに連なって前記電圧印加手段による印加
   電圧の極性反転に伴って前記流出路からの両イオン水を
   その種別を逆転させて一対の電解水供給路に流す流路切
   換弁が連結され、前記各電解槽に連結された同種のイオ
   ン水が流れる流出路が互いに分岐接続されていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。