JP2006035108A

JP2006035108A - 電解水生成装置

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Publication number: JP2006035108A
Application number: JP2004219302A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kuwabara; 正樹桑原; Hiroyuki Noguchi; 弘之野口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】原水を貯留可能な原水貯水タンクと電解槽とを有する電解水生成装置において、原水貯水タンクから電解槽へ供給される原水を浄化する浄水器を備え、この浄水器の交換が容易であり、且つ原水貯水タンクへの原水の供給を短時間で簡易に行うことができる電解水生成装置を提供する。
【解決手段】原水貯水タンク１が、上方に開口するタンク本体１ａと、タンク本体１ａの上部開口を閉塞する着脱自在な蓋体１ｂとから構成され、前記蓋体１ｂに原水貯水タンク１に貯留されている原水を浄化する浄水器６を保持固定している。このため、蓋体１ｂ脱離した状態で浄水器６を容易に交換できる。また原水貯水タンク１への原水を供給時に、原水は浄水器６を通過することがなく、短時間で容易に原水の供給が行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道水等の原水を電解してアルカリイオン水や酸性イオン水等の電解水を生成する電解水生成装置に関するものである。

電解水とは、水を電解処理して得られる水溶液の総称であり、また電解水生成装置とは水を電気分解する機能を持つ、飲用のアルカリ性電解水（アルカリイオン水）や、外用の酸性電解水等を生成する装置をいう。

従来、電解水生成装置には、電極や隔膜を備えた電解槽に原水を連続的に通水しながら電極間に電圧を印加することで電解水を連続的に生成する連続式と、電解槽内に一定量の原水を貯留した状態で電極間に一定時間電圧を印加することにより電解水を生成する貯水式の、二方式がある。

従来の一般的な電解水生成装置の構成の模式図を図１２及び図１３に示す。

図１２は、貯水式の電解水生成装置の構成の一例を示したものである。図示の例では、電解槽２内は隔膜５により陰極室２ａと陽極室２ｂとに隔てられ、陰極室２ａには陰極３ａが、陽極室２ｂには陽極３ｂが、それぞれ配設されている。

このような電解水生成装置では、水道水等のカルシウムイオンを含む飲用可能な水（原水）を電解槽２内に貯留し、陰極３ａと陽極３ｂとの間に一定時間電圧を印加することにより原水に直流電流を通電すると、原水に含まれるカルシウムイオン等の陽イオンは陰極に、陰イオンは陽極に引き寄せられて、電極の表面において接触している水は電気分解されて下記に示した反応が起こる。

陰極反応
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- →Ｈ₂＋２ＯＨ^-
Ｍⁿ⁺＋ｎＯＨ^-→Ｍ（ＯＨ）_n
陽極反応
Ｈ₂Ｏ→１／２Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^-
Ｃｌ₂（ａｑ）＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＯＣｌ
すなわち、電気分解によって陰極室２ａでは水酸化物イオン、水素ガス、カルシウムイオン及び水酸化カルシウムを含有したｐＨ値がアルカリ性のアルカリイオン水を生成し、陽極室２ｂでは酸素ガス及び次亜塩素酸を含有したｐＨ値が酸性の酸性電解水をそれぞれ生成する。

なお、原水の電気伝導率が低い場合には、所定のｐＨ値のアルカリイオン水を生成するために電解補助剤としてカルシウム化合物を添加する必要がある。

図１３は、連続式の電解水生成装置の構成の一例を示したものである。図示の例では、電解槽２内は隔膜５により陰極室２ａと陽極室２ｂとに隔てられ、陰極室２ａには陰極３ａが、陽極室２ｂには陽極３ｂが、それぞれ配設されている。電解槽２に原水を供給する給水経路４は、陰極室２ａに直接連通する陰極流入路４ａと、陽極室２ｂに直接連通する陽極流入路４ｂとに分岐されている。また、給水経路４には浄水装置５５が設けられ、陽極流入路４ｂには電解質供給装置５６が設けられている。浄水装置５５は、原水中に含まれる有機物、無機物あるいは次亜塩素酸などの臭気成分を除去するものであり、通常、抗菌活性炭フィルタ及び中空糸膜などのマイクロフィルターにて構成されている。また、陰極室２ａにはこの陰極室２ａで生成されたアルカリイオン水を吐出する吐水経路（陰極水吐水経路２０）が接続され、また陽極室２ｂにはこの陽極室２ｂで生成された酸性イオン水を吐出する吐水経路（陽極水吐水経路２２）が接続されている。

このように構成される電解水生成装置では、陰極３ａ及び陽極３ｂの間に電圧が印加された状態で、給水経路４を通水する原水が浄水装置５５にて浄化された後、陰極流入路４ａ及び陽極流入路４ｂを通じてそれぞれ陰極室２ａ及び陽極室２ｂへ供給されて電解された後、陰極水吐水経路２０及び陽極水吐水経路２２から吐出されるものであり、このように電解水が連続的に生成されるものである。このとき、電解効率を向上するための電解質は陰極室２ａに導入すると電解槽２から吐出されるアルカリイオン水に電解質がそのまま混入してしまうので、陽極流入路４ｂに電解質供給装置５６によって、陽極室２ｂに流入する水にのみ電解質を添加するようにしている。

また、貯水式と連続式の各電解水生成装置の構造を組み合わせたものも、提案されており、本出願人による特許出願としても、特願２００３−１０２７５、特願２００３−１０３５５、特願２００３−１０３６５、特願２００３−１０３６６等がある。このような複合型の電解水生成装置の一例について、図１４に概略全体図（断面図）を示し、図１５にその水路系統図を示す。

図示の例では、電解水生成装置には、原水が貯留される原水貯水タンク１と、陰極３ａ及び陽極３ｂを備える電解槽２と、原水貯水タンク１に貯留されている原水を電解槽２に供給する給水経路４と、電解槽２にて生成された電解水を外部へ吐出する吐水経路２０，２２とを備えている。

上記原水貯水タンク１は、上方に開口するタンク本体１ａと、このタンク本体１ａの上部開口を閉塞する蓋体１ｂとを備えている。タンク本体１ａの底部には、タンク本体１ａの内部と外部とを連通する原水流入口７が設けられており、この原水流入口７が給水経路４に連通接続されている。原水流入口７には、止水弁１１が設けられている。

給水経路４の経路途中には、ポンプ１８と電磁弁１９とが設けられており、給水経路４を通じて原水を電解槽２に供給する際には電磁弁１９を開くと共にポンプ１８を作動させてその駆動力により給水経路４において原水を流通させ、また電解槽２への原水の供給を停止する場合には電磁弁１９を閉じると共にポンプ１８を停止する。

電解槽２は、内部が隔膜５によって陰極室２ａと陽極室２ｂとに仕切られ、陰極室２ａには陰極３ａが、陽極室２ｂには陽極３ｂがそれぞれ配設されている。

また、陰極室２ａには陰極水吐水経路２０の一端が接続され、またこの陰極水吐水経路２０の他端には、装置本体１２の外部で開口する吐出口２１が設けられている。また陽極室２ｂには陽極水吐水経路２２の一端が接続され、この陽極水吐水経路２２の他端には吐水口２３が電解水貯水タンク２４に向けて開口するように形成されている。また、陰極水吐水経路２０からは空気取込経路２５が分岐して設けられている。また結露水の排水用の結露水排水経路２６も設けられている。

また、装置本体１２には、電解槽２内の電極間に印加する電圧の制御や、電磁弁１９及びポンプ１８の動作制御等の、電解水生成装置の動作の制御を行う制御回路２８が設けられており、またこの制御回路２８へ制御信号を伝達する操作回路２９も設けられている。また操作回路２９は、装置本体の外面に設けた操作盤３０の動作スイッチ３１を操作することで、それに応じた制御信号を出力するように形成されている。

また符号３２は、電解水生成装置の駆動用エネルギーの供給を受けるための電源プラグである。

このような電解水生成装置にて電解水を得る場合、電解に供される原水は、予め不純物等を除去する浄化処理を施すことが好ましく、このため原水貯水タンク１のタンク本体１ａの底部において原水流入口７の開口を覆うようにフィルタ５７を設け、このフィルタ５７により濾過が行われる。

しかし、このようなフィルタ５７は原水貯水タンク１のタンク本体１ａの底部に設けられることから、取り外しがしにくく、特に原水貯水タンク１が大型化する場合には取り外しが困難になってしまうものであった。そのため、フィルタ５７の寿命が尽きた場合に、その交換を行う際の作業性が悪いものであった。

そこで、図１６，１７に示すような構成のものも提案されている。図１６に示すものは、活性炭やマイクロフィルタ等にて構成される浄水器６′をタンク本体１ａ内の上部に設けたものであり、また図１７に示すものは、このような浄水器６′をタンク本体１ａ内の中間部分に設けたものである。このような浄水器６′はタンク本体１ａの底部に設けられているものではないから、浄水器６′の取り外しが容易なものとなっている。
特開２００４−１１４０３６号公報特許第３４６８２４１号公報

しかし、図１６，１７に示す構成のものでは、原水貯水タンク１に原水を供給して貯留する際に原水が浄水器６′を通過することで浄化されることから、原水貯水タンク１に原水を供給する際に原水が浄水器６′を通過するまで待たなければならず、このため原水の供給に長時間を要し、非常に手間のかかるものであった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、原水を貯留可能な原水貯水タンクと電解槽とを有する電解水生成装置において、原水貯水タンクから電解槽へ供給される原水を浄化する浄水器を備え、この浄水器の交換が容易であり、且つ原水貯水タンクへの原水の供給を短時間で簡易に行うことができる電解水生成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る電解水生成装置は、原水を貯留可能な原水貯水タンク１と、陰極３ａ及び陽極３ｂを備える電解槽２と、原水貯水タンク１に貯留されている原水を電解槽２に供給する給水経路４と、電解槽２にて生成された電解水を外部へ吐出する吐水経路２０，２２とを有する電解水生成装置において、前記原水貯水タンク１が、上方に開口するタンク本体１ａと、タンク本体１ａの上部開口を閉塞する着脱自在な蓋体１ｂとから構成され、前記蓋体１ｂに原水貯水タンク１に貯留されている原水を浄化する浄水器６を保持固定したことを特徴とするものである。このため、浄水器６の交換にあたっては蓋体１ｂをタンク本体１ａから脱離した状態で容易に交換作業を行うことができ、また原水貯水タンク１に原水を供給する際には蓋体１ｂをタンク本体１ａから脱離した状態で原水を浄水器６に通過させることなくタンク本体１ａに供給することができ、この原水の供給時において原水が浄水器６を通過するまで待つ必要がなく、短時間で容易に原水の供給を行うことができるものである。

上記電解水生成装置においては、上記原水貯水タンク１と給水経路４とを連通する原水流入口７を、上記浄水器６と連通させることが好ましい。この場合、原水貯水タンク１から原水流入口７及び給水経路４を介して電解槽２に供給される原水は必ず浄水器６を通過して浄化されることとなる。

また、上記浄水器６は、上記蓋体１ｂに対して着脱自在に保持固定されているものであることが好ましい。この場合、浄水器６の交換作業が更に容易となり、浄水器６の性能低下に応じて浄水器６の交換が容易となる。

また、上記蓋体１ｂが、上記浄水器６を嵌合自在な保持リブ８を有すると共に前記保持リブ８が浄水器と連通する複数の孔９を有することも好ましい。この場合、保持リブ８にて浄水器６を着脱自在に保持固定すると共に、この保持リブ８が浄水器６の外面を覆うことから浄水器６を直接手などで触れることを防止し、浄水器６を清潔に保つことができるものであり、また保持リブ８に設けた孔９によって浄水器６への原水の供給を確保することができる。

また、上記保持リブ８に設けた複数の孔９が、上方に設けられているもの程大きな開口面積を有するように形成することが好ましい。この場合、浄水器６の上方側における浄水器６への原水の浸入を促進すると共に、下方側における浄水器６への原水の浸入を抑制することができ、これにより原水貯水タンク１内の原水が浄水器６を通過する際の経路長が短くなることを抑制して、高い浄化効率を維持することができる。

また、上記浄水器６は、蓋体１ｂに保持固定される前は保護容器５４内に収容された状態であり、蓋体１ｂに保持固定される際には、前記保護容器５４から浄水器６の蓋体１ｂとの接合部を露出させ、前記接合部にて浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させた後、浄水器６から保護容器を全て除去するものであることが好ましい。このようにすると、浄水器６の交換等の際に浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させる場合、浄水器６に直接手などを触れることなく取付作業を行うことができ、浄水器６を清潔に保つことができるものである。

また、浄水器６は濾材１０にて形成され、且つ中空構造を有するものであることが好ましい。この場合、浄水器６を原水が通過することで濾材１０の作用により浄化することができ、また原水が浄水器６を通過する際の圧力損失を低減して、原水貯水タンク１から電解槽２へ供給される原水の水量を維持することができるものである。

また、浄水器６は濾材１０にて形成され、且つこの濾材１０の密度が上部側ほどその密度が小さくなるように形成されていることも好ましく、この場合、浄水器６の上方側における浄水器６への原水の浸入を促進すると共に、下方側における浄水器６への原水の浸入を抑制することができ、これにより原水貯水タンク１内の原水が浄水器６を通過する際の経路長が短くなることを抑制して、高い浄化効率を維持することができる。

本発明によれば、浄水器の交換にあたっては蓋体をタンク本体から脱離した状態で容易に交換作業を行うことができ、また原水貯水タンクに原水を供給する際には蓋体をタンク本体から脱離した状態で原水を浄水器に通過させることなくタンク本体に供給することができ、この原水の供給時において原水が浄水器を通過するまで待つ必要がなく、短時間で容易に原水の供給を行うことができるものである。

以下、本発明をその実施をするための最良の形態に基づいて説明する。

図１，２はそれぞれ本発明における電解水生成装置の水路系統図の例を示し、図３は図２に示す構成における概略全体図（断面図）を示す。

本発明に係る電解水生成装置は、原水が貯留される原水貯水タンク１と、陰極３ａ及び陽極３ｂを備える電解槽２と、原水貯水タンク１に貯留されている原水を電解槽２に供給する給水経路４と、電解槽２にて生成された電解水を外部へ吐出する吐水経路２０，２２とを備えている。

上記原水貯水タンク１は、上方に開口するタンク本体１ａと、このタンク本体１ａの上部開口を閉塞する蓋体１ｂとを備えている。タンク本体１ａの底部には、タンク本体１ａの内部と外部とを連通する原水流入口７が設けられており、この原水流入口７が給水経路４に連通接続されている。

原水流入口７には、止水弁１１が設けられている。止水弁１１は原水流入口７における水の流通を開閉する機能を有し、原水貯水タンク１を装置本体１２から脱離した状態では止水弁１１は閉じた状態となり、原水貯水タンク１を装置本体１２に取着した場合には止水弁１１は開いた状態となるようになっている。また止水弁１１は、手動で開閉できるものであっても良い。

ここで、原水貯水タンク１の下面の周縁部には、全周に亘って下方に突出する嵌合リブ１３が突設されており、一方、装置本体１２には上方に開口する嵌合凹部１４が形成されている。そして、原水貯水タンク１の嵌合リブ１３を装置本体１２の嵌合凹部１４に嵌合させることにより、原水貯水タンク１が装置本体１２に着脱自在に取着されている。

このとき、嵌合凹部１４の内周面と嵌合リブ１３の外周面との間に隙間が形成されるようにすると、例えば原水貯水タンクに冷水を貯留した場合などに原水貯水タンクの外面に結露水が生じると、この結露水を嵌合凹部１４に貯留することができるものである。

また、嵌合リブ１３の内側において原水貯水タンク１の下面からは、原水貯水タンク１の原水流入口７を囲むように下方に突出する嵌合リブ１５が突設されており、一方、装置本体１２には嵌合凹部１４の底面において給水経路４の開口を囲むように上方に突出する嵌合リブ１６が設けられている。そして上記のように装置本体１２に原水貯水タンク１に取着する際に、同時に原水貯水タンク１の嵌合リブ１５と装置本体１２の嵌合リブ１６とを嵌合させることで、給水経路４と原水貯水タンク１とが原水流入口７を介して連通するようになっている。図示の例では装置本体１２の嵌合リブ１６の内側に原水貯水タンクの嵌合リブ１５が嵌合するようになっており、嵌合リブ１６の内周面には水密性を確保するためのシーリング材１７が設けられている。

給水経路４は、上記のようにその一端は嵌合凹部１４の底面において開口し、他端は電解槽２に接続されている。またこの給水経路４の経路途中には、ポンプ１８と電磁弁１９とが設けられており、給水経路４を通じて原水を電解槽２に供給する際には電磁弁１９を開くと共にポンプ１８を作動させてその駆動力により給水経路４において原水を流通させ、また電解槽２への原水の供給を停止する場合には電磁弁１９を閉じると共にポンプ１８を停止する。ポンプ１８は水の落差により直ちに原水がポンプ１８に供給されるように、原水貯水タンク１の底部の取着位置よりも下方に配置することが好ましい。

また、陰極室２ａにはこの陰極室２ａで生成されたアルカリイオン水を吐出する陰極水吐水経路２０の一端が接続され、またこの陰極水吐水経路２０の他端には、装置本体１２の外部で開口する吐出口２１が設けられている。また陽極室２ｂにはこの陽極室２ｂで生成された酸性イオン水を吐出する陽極水吐水経路２２の一端が接続され、この陽極水吐水経路２２の他端には吐水口２３が電解水貯水タンク２４に向けて開口するように形成されている。ここで電解水貯水タンク２４は装置本体１２に対して着脱自在に取着されているものであり、陽極室２ｂから陽極水吐水経路２２を介して吐出される酸性イオン水を貯留するものである。

また、陰極水吐水経路２０からは空気取込経路２５が分岐して設けられており、この空気取込経路２５の先端の開口２７は、電解水貯水タンク２４に向けて開口している。このため、給水の停止時に前記開口２７から空気取込経路２５にエアが進入することにより、装置本体１２内部の給水経路４や吐水経路２０，２２、並びに電解槽２内の残存水を速やかに排出することができ、残存水の微生物繁殖などによる経時劣化を防止できる。

また、装置本体１２の内部には、結露水排水経路２６も設けられており、この結露水排水経路２６の一端は嵌合凹部１４の底面において開口し、他端は電解水貯水タンク２４に向けて開口している（図示の例では陽極水吐水経路２２と合流してから電解水貯水タンク２４に向けて開口するようになっている）。この結露水排水経路２６は、上記のように嵌合凹部１４に原水貯水タンク１の結露水が貯留された際にこの結露水を電解水貯水タンク２４へ排水する機能を有する。

このような電解水生成装置を用いて電解水を生成する場合には原水貯水タンク１に原水を一旦貯留した後、この原水貯水タンク１から電解槽２へ原水を連続的に通水すると共に電解槽２において電極間に電圧を印加することにより電解水を得ることができる。具体的には、先ず使用者が原水貯水タンク１に原水を供給する。原水としては水道水に限らず、ミネラルウォータや冷水等を用いることも可能であり、飲用可能な水であれば水質や水温等は特に制限されない。

原水貯水タンク１に原水を供給するにあたっては、原水貯水タンク１を装置本体１２から脱離した状態でタンク本体１ａから蓋体１ｂを脱離し、この状態でタンク本体１ａに原水を供給することができる。このため装置本体１２の配置位置から離れた場所へ原水貯水タンク１を移動させて原水を供給することができる。勿論、原水貯水タンク１を装置本体１２に取着した状態で蓋体１ｂを脱離して原水を供給しても良い。

次いで、操作盤３０上の動作スイッチ３１を操作することにより、電磁弁１９を開くと共にポンプ１８を作動させる。このとき、原水貯水タンク１に貯留されている原水はポンプ１８による駆動力を受けて、原水流入口７を介して給水経路４に流入し、電解槽２へ連続的に供給される。

電解槽２内では、原水は電解槽２を連続的に通水する間に下記に示すような反応で電気分解され、原水に含まれる陽イオン（Ｍⁿ⁺）は陰極３ａに、陰イオン（Ｘ^-）は陽極３ｂに引き寄せられ、電極の表面において接触している水は電気分解されて、陰極室２ａでは水酸化物イオン、水素ガス、カルシウムイオン、水酸化カルシウム等を含有したｐＨ値がアルカリ性の電解水（アルカリイオン水）が生成され、陽極室２ｂでは酸素ガス、次亜塩素酸等を含有したｐＨ値が酸性の電解水（酸性イオン水）が生成される
陰極反応
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- →Ｈ₂＋２ＯＨ^-
Ｍⁿ⁺＋ｎＯＨ^-→Ｍ（ＯＨ）_n
陽極反応
Ｈ₂Ｏ→１／２Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^-
Ｃｌ₂（ａｑ）＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＯＣｌ
生成されたそれぞれの電解水は、所定の経路を通って連続的に吐出される。すなわち、アルカリイオン水は陰極室２ａから陰極水吐水経路２０を経て吐水口２１から外部に吐水され、一方、酸性イオン水は陽極室２ｂから陽極水吐水経路２２を経て吐水口２３から吐水され、電解水貯水タンク２４に貯留される。

尚、原水として水道水を電気分解すると、陰極３ａ側では水道水中に含まれる炭酸成分とカルシウム等の金属イオンが反応し、炭酸カルシウム等として析出して陰極３ａの表面に付着することにより電極の有効面積が減少し、この陰極３ａにおける残された有効な電極表面にのみ電流が流れることとなって、陰極３ａの劣化が早くなるという問題があるが、このような電極の耐久性の低下を抑制するため、定期的に電極間の印加電圧を逆転させて通常の逆反応を起こすことにより、電極に付着した炭酸カルシウム等を金属イオンと炭酸成分に分離して除去することが行われる。

上記のような構成を有する電解水生成装置では、原水貯水タンク１に原水を供給するにあたって、原水貯水タンク１を装置本体１２から脱離した状態でタンク本体１ａから蓋体１ｂを脱離し、この状態でタンク本体１ａに原水を供給することができるため、装置本体１２の配置位置から離れた場所へ原水貯水タンク１を移動させて原水を供給することができ、このため連続式の電解水生成装置の場合のように装置と水道蛇口とを接続する必要がなく、電解水生成装置の設置場所が制限されなくなる。また酸性イオン水等を電解水貯水タンク２４に貯留するため、電解水生成装置を排水設備の近辺に配置する必要もなくなり、これによっても、電解水生成装置の設置場所が制限されなくなる。

また、原水の供給の際に水道蛇口等の水源へは上記のように原水貯水タンク１のみを移動させれば良いから、装置本体１２に水がかかることを防止することができ、また、電解槽２は閉鎖したセル構造に形成することができて、貯水式の電解水生成装置の場合のように電極等が外部に露出するようなくとがなく、電極の破損等の各種のトラブルを回避することができるものである。

尚、本実施形態では、動作スイッチ３１の操作により電解水生成装置の電解開始の指示を入力するようにしたが、例えば電源プラグ３２を電源コンセントに接続すると同時に電解を自動的に開始するようにしても良く、また原水貯水タンク１内に一定以上の原水の圧力が加わった場合に自動的に開く止水弁１１を設けるようにして、原水貯水タンク１内に一定量以上の原水が供給されている際に自動的に原水の電解槽２への供給を開始して電解を行うようにしても良い。

本発明では、上記の原水貯水タンク１の蓋体１ｂに浄水器６が保持固定される。浄水器６は例えば活性炭繊維等や、その他適宜の濾材１０を成形することで形成することができる。この場合、原水が浄水器６を通過することにより不純物を除去して浄化することができる。

また、このように浄水器６を蓋体１ｂに保持固定すると、浄水器６の交換にあたっては蓋体１ｂをタンク本体１ａから脱離した状態で容易に交換作業を行うことができ、また原水貯水タンク１に原水を供給する際には蓋体１ｂをタンク本体１ａから脱離した状態で原水を浄水器６に通過させることなくタンク本体１ａに供給することができ、この原水の供給時において原水が浄水器６を通過するまで待つ必要がなく、短時間で容易に原水の供給を行うことができる。

浄水器６は、原水貯水タンク１の蓋体１ｂに着脱自在に保持固定することで、浄水器６の交換作業が容易なものとなり、また交換の際に着脱用の専用器具を不要とすることができるが、例えば原水貯水タンク１の蓋体１ｂに圧入により保持固定すると、特に浄水器６の交換作業が容易なものとなる。例えば図４（ａ）（ｂ）に示すように、浄水器６を円柱や角柱等の柱状に形成すると共にその上端面に嵌合凹部３３を凹設し、一方、蓋体１ｂの下面に前記嵌合凹部３３に合致する嵌合凸部３４を形成して、嵌合凸部３４と嵌合凹部３３とを圧入により嵌合させることで、蓋体１ｂの下面側に浄水器６を保持固定することができる。また、図４（ｃ）（ｄ）に示す例では、浄水器６を円柱や角柱等の柱状に形成し、一方、蓋体１ｂの下面に嵌合リブ３５を突設することでこの嵌合リブ３５の内側を前記浄水器６の上端部と合致する嵌合凹部３６として形成して、浄水器６の上端部と嵌合凹部３６とを圧入により嵌合させることで、蓋体１ｂの下面側に浄水器６を保持固定することができる。

このように浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させると、蓋体１ｂをタンク本体１ａに取着した際に浄水器６は原水貯水タンク１の内部に配置されて、この原水貯水タンク１内に原水が貯留されている際にはこの原水に浄水器６が浸漬されることになる。このとき原水が浄水器６を通過することで原水が浄化されるものである。

また、上記浄水器６を、原水貯水タンク１を給水経路４に連通する原水流入口７に連通するように配設することが好ましい（図２，３参照）。

上記図４に示す例では、浄水器６の下端面に嵌合凹部３７を設け、一方、タンク本体１ａの内部の底面には、原水流入口７を囲む嵌合リブ３８を突設している。このとき、蓋体１ｂに浄水器６を保持固定した状態で蓋体１ｂをタンク本体１ａに取着すると、図５に示すように、浄水器６の嵌合凹部３７の内側に嵌合リブ３８が圧入することで、原水流入口７に浄水器６が連通し、原水流入口７が浄水器６に閉塞されるようになっている。

このように原水流入口７に浄水器６が連通すると、原水貯水タンク１の内部の原水が電解槽２へ供給される際には、必ず浄水器６を通過した後、原水流入口７、給水経路４を通過して電解槽２に供給されることとなり、電解槽２に供給される原水を全て浄水器６にて浄化することができる。

また、図６に示すように、蓋体１ｂに浄水器６を嵌合自在な保持リブ８を設けると共に、この保持リブ８に、浄水器と連通する複数の孔９を設けるようにすることができる。このとき、好ましくは浄水器６の側周面を全て保持リブ８にて覆うと共に、前記の孔９にて浄水器６が露出するように形成する。

このようにすると、蓋体１ｂをタンク本体１ａから脱離した際には、蓋体１ｂに保持固定されている浄水器６の外面は保持リブ８によって覆われていることから、浄水器６に直接手で触れることを防ぐことができて、浄水器６を清潔に保つことができるものである。また原水貯水タンク１内の原水は、前記の孔９を介して浄水器６を通過することができ、原水の浄化作用は損なわれることがないものである。

ここで、上記の孔９にメッシュを張設すると、孔９を形成した箇所においても浄水器６を直接手で触れることを防止することができ、浄水器６を更に清潔に保つことができる。

また、このとき保持リブ８に設ける複数の孔９はその開口面積が、保持リブ８の上方側に形成されている孔９ほど大きくなるように形成することが好ましい。この場合、原水貯水タンク１内の原水が孔９の形成位置において浄水器６へと浸入する際に、上方の孔９ほど、すなわち原水流入口７からの距離が遠い位置にある孔９ほど、この孔９の形成位置における浄水器６への原水の浸入量が多くなる。このため、浄水器６の上方側における浄水器６への原水の浸入が促進されると共に、下方側における浄水器６への原水の浸入が抑制されることとなり、原水貯水タンク１内の原水が浄水器６へ浸入してから浄水器６を通過して原水流入口７へと至るまでの経路長が短くなることを抑制して、高い浄化効率を維持することができる。

また図７に示すものは、図４（ｃ）（ｄ）に示す構成において、蓋体１ｂに浄水器６の脱離用の機構を設けたものである。図示の例では、蓋体１ｂの嵌合リブ３５で囲まれた内側の部分に脱離ボタン３９が設けられている。この脱離ボタン３９は蓋体１ｂの上面側から押圧されることにより蓋体１ｂの下面に突出して、嵌合リブ３５において圧入により保持固定されている浄水器６を押圧して蓋体１ｂから脱離させるものである。

また、図８に示すものは、蓋体１ｂに対して浄水器６をバイヨネット方式により接続して保持固定させる場合の一例である。この浄水器６には、その上端部に上ケース４０が固着されており、この上ケース４０には、上方に突出する円柱状の挿入部４１と、挿入部４１の外周面において外側方に突出する二つの係合突起４２とが設けられている。一方、蓋体１ｂの下面には、挿入部４１の形状に合致する接続凹部４３が設けられており、この接続凹部４３の内側周面には、係合突起４２が摺動する二つの螺旋溝４４が設けられている。また接続凹部４３の開口縁には前記各螺旋溝４４に連通する挿入切欠き４５が設けられている。

図８に示すものにおいて、蓋体１ｂに浄水器６を保持固定させるにあたっては、突起部と挿入切欠き４５とを位置合わせした状態で挿入部４１を接続凹部４３に挿入し、蓋体に対して浄水器６を所定角度だけ回転させることで各係合突起４２が各螺旋溝４４を摺動するようにし、これにより挿入部４１を接続凹部４３に係合するものである。またこの蓋体１ｂから浄水器６を脱離する際には、浄水器６を蓋体１ｂに対して、前記とは逆方向に回転させることで挿入部４１と接続凹部４３との係合を解除するものである。

また、図９に示すものは、蓋体１ｂに対して浄水器６を螺着により接続して保持固定させる場合の一例である。図示の例では、浄水器６には、その上端部に上ケース４０が固着されており、この上ケース４０には、上方に突出する円柱状の挿入部４１が設けられ、この挿入部４１の外周面には雄螺子溝４６が設けられている。一方、蓋体１ｂの下面には、挿入部４１の形状に合致する接続凹部４３が設けられており、この接続凹部４３の内側周面には、雌螺子溝４７が設けられている。

図９に示すものにおいて、蓋体１ｂに浄水器６を保持固定させるにあたっては、挿入部４１を接続凹部４３に挿入し、蓋体に対して浄水器６を回転させることで挿入部４１を接続凹部４３に螺着するものである。またこの蓋体１ｂから浄水器６を脱離する際には、浄水器６を蓋体１ｂに対して、前記とは逆方向に回転させることで挿入部４１と接続凹部４３との螺着を解除するものである。

図１０に示すものは、浄水器６を保護容器５４に収納しておき、浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させる際には、前記保護容器５４から浄水器６の蓋体１ｂとの接合部を露出させ、前記接合部にて浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させた後、浄水器から保護容器５４を全て除去するようにしたものである。

図示のものは、図４（ｃ）（ｄ）に示す浄水器６を保護容器５４に収納した例を示す。保護容器５４は浄水器６が収容される収容空間４８を有している。また収容空間４８の上方には収容空間４８と連通すると共に収容空間４８よりも大径な接続空間４９が設けられており、この接続空間４９の上方は開放されていて、この開口により浄水器６の上端面が外部に露出されている。接続空間４９は収容空間４８と比べて、少なくとも蓋体１ｂの嵌合リブ３５の厚み分だけ大径に形成され、且つ収容空間４８の上下寸法は前記嵌合リブ３５の上下寸法以下となるように形成されることが好ましい。また保護容器５４の下端面は閉塞されていると共に押出用ボタン５０が設けられている。この押出用ボタン５０は外面側から押圧されると収容空間４８内で突出して浄水器６の下端を押圧するものであり、これにより浄水器６を保護容器５４から押し出すことができる。

未使用の浄水器６はこのような保護容器５４に収容することで清潔に保つことができ、またこのとき保護容器５４の開口をキャップやシート材等の閉塞用部材にて閉塞することで密閉すると更に浄水器６を清潔に保つことができる。

またこの浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させる際には、上記のような閉塞用部材を設けている場合には、この閉塞用部材を保護容器５４から除去して、浄水器６の蓋体１ｂとの接続部である上端部を露出させる。次いで、保護容器５４の開口を蓋体１ｂの嵌合リブに臨ませ、接続空間４９に嵌合リブを収容する。この状態で押出用ボタン５０を押し出すと、浄水器６は保護容器５４の上部開口に向けて押し出され、浄水器６の上端部が嵌合リブに圧入されて手嵌合する。次いで、浄水器６から保護容器５４を引き抜くものであり、これにより蓋体１ｂに浄水器６が保持固定される。

このように保護容器５４を用いると、浄水器６を保護容器５４に収容した状態で浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させることにより、浄水器６に直接触れることなくこの浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させることができ、浄水器６を清潔に保つことができるものである。

尚、図示の例では保護容器５４を剛性のケースにて形成しているが、保護容器５４の形状、材質等は特に制限されず、例えば軟質のシート材や紙材等にて袋状等の保護容器５４を形成しても良く、その場合も、浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させる際には、浄水器６を収容している保護容器５４の一部を開封、切断等することにより保護容器５４から浄水器６の蓋体１ｂとの接合部を露出させ、前記接合部にて浄水器６を蓋体１ｂに保持固定させた後、浄水器６から保護容器５４を全て除去することが好ましい。

浄水器６は既述のように活性炭繊維等の濾材１０を成形することで形成することができるが、この浄水器６は中実に形成しても良く、また中空に形成しても良い。特に中空状に形成すると、原水が浄水器６を通過する際の圧力損失を低減して、電解槽２へ供給される原水の充分な流量を確保することができる。

図１１に示す例では、活性炭繊維等の濾材１０を中空筒状に成形しており、この濾材１０の上端部には上ケース４０、下端部には下ケース５１が設けられている。上ケース４０は濾材１０の上部開口を閉塞すると共に、蓋体１ｂの構造に応じて適宜の蓋体１ｂとの接続構造が設けられる（例えば図８参照）。また、下ケース５１は、濾材１０の下部開口を閉塞するように設けられると共に、この開口に連通する流通口が設けられている。また下ケース５１には、必要に応じて、タンク本体１ａの原水流入口７と前記流通口とを連通接続するための接続構造が設けられる。

また、浄水器６を構成する活性炭繊維等の濾材１０は、上部側ほど（すなわち原水流入口７から離れている部分ほど）その密度が小さくなるように形成することが好ましい。図１１に示す例では、濾材１０は密度が異なる三種類の層１０ａ，１０ｂ，１０ｃが上下に積層した構造を有しており、且つ上方側の層ほどその密度が小さくなるように形成されている。

このように浄水器６の濾材１０を形成すると、濾材１０は密度が低いほど原水が浸入する際の抵抗が少なくなることから、原水は濾材１０の上方側、すなわち原水流入口７から離れている側において浸入しやすくなり、このため、原水貯水タンク１内の原水が浄水器６へ浸入してから浄水器６を通過して原水流入口７へと至るまでの経路長が短くなることを抑制して、高い浄化効率を維持することができる。

また、浄水器６には、塩素との反応により色の変化を生じる試薬を担持させることにより、この試薬の色の変化を視認することで浄水器６の交換時期を判断できるようにすることも好ましい。図１１の例では、下ケース５１の流通口５２に不織布等から構成されるフィルタ５３を設け、このフィルタ５３にクチナシ色素等のような、塩素との反応により色の変化を生じる試薬を担持させている。このようにすると、浄水器６を原水が通過する際、原水は濾材１０を通過した後、フィルタ５３を通過することになる。このとき浄水器６が充分な浄化性能を有していて原水から塩素が充分に除去されている場合は、フィルタ５３を通過する原水は塩素が充分に除去されたものとなり、フィルタ５３に担持されている試薬と塩素との反応は起こらず、試薬の色は変化しない。一方、濾材１０が劣化して浄水器６の浄化性能が低下し、塩素が充分に除去されなくなると、フィルタ５３を通過する原水中に塩素が残存することになり、この塩素がフィルタ５３に担持されている試薬と反応して、試薬の色が変化する。この試薬の色の変化により、使用者に浄水器６の交換時期を報知することができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示す水路系統図である。本発明の実施の形態の他例を示す水路系統図である。図２に示す構成に対応する電解水生成装置の構成の一例を示す概略断面図である。（ａ）及び（ｂ）は蓋体と浄水器との着脱の様子の一例を示す断面図、（ｄ）及び（ｄ）は蓋体と浄水器との着脱の様子の他例を示す断面図である。（ａ）は浄水器を保持固定した蓋体の一例を示す断面図、（ｂ）はタンク本体の一例を示す断面図、（ｄ）は前記蓋体を前記タンク本体に取着してなる原水貯水タンクを示す断面図である。（ａ）は保持リブを有する蓋体の構造の一例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。（ａ）は脱離ボタンを有する蓋体の一例を示す平面図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）に示す蓋体と浄水器との着脱の様子を示す断面図である。（ａ）乃至（ｇ）はバイヨネット方式により接続される蓋体及び浄水器の構造の一例を示すものであり、（ａ）は蓋体の正面図、（ｂ）は蓋体の断面図、（ｃ）は蓋体の底面図、（ｄ）は浄水器の平面図、（ｅ）は浄水器の正面図、（ｆ）は浄水器の断面図、（ｇ）は蓋体に浄水器を保持固定した状態を示す断面図である。螺着により接続される蓋体及び浄水器の構造の一例を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は蓋体及び浄水器の着脱の様子を示す断面図である。（ａ）乃至（ｄ）は保護容器に収容された浄水器を蓋体に保持固定させる工程の一例を示す断面図である。浄水器の構造の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面視の断面図、（ｃ）は底面図である。従来の貯水式の電解水生成装置の構造の一例を示す模式断面図である。従来の連続式の電解水生成装置の構造の一例を示す模式断面図である。従来の複合型の電解水生成装置の構造の一例を示す概略断面図である。同上の複合型の電解水生成装置の水路系統図である。従来の複合型の電解水生成装置の構造の他の例を示す概略断面図である。従来の複合型の電解水生成装置の構造の更に他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

１原水貯水タンク
１ａタンク本体
１ｂ蓋体
２電解槽
３ａ陰極
３ｂ陽極
４給水経路
６浄水器
７原水流入口
８保持リブ
９孔
１０濾材
２０，２２吐水経路
５４保護容器

Claims

原水を貯留可能な原水貯水タンクと、陰極及び陽極を備える電解槽と、原水貯水タンクに貯留されている原水を電解槽に供給する給水経路と、電解槽にて生成された電解水を外部へ吐出する吐水経路とを有する電解水生成装置において、前記原水貯水タンクが、上方に開口するタンク本体と、タンク本体の上部開口を閉塞する着脱自在な蓋体とから構成され、前記蓋体に原水貯水タンクに貯留されている原水を浄化する浄水器を保持固定したことを特徴とする電解水生成装置。
上記原水貯水タンクと給水経路とを連通する原水流入口を、上記浄水器と連通させたことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
上記浄水器が、上記蓋体に対して着脱自在に保持固定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。
上記蓋体が、上記浄水器を嵌合自在な保持リブを有すると共に前記保持リブが浄水器と連通する複数の孔を有することを特徴とする請求項３に記載の電解水生成装置。
上記保持リブに設けた複数の孔が、上方に設けられているもの程大きな開口面積を有するものであることを特徴とする請求項４に記載の電解水生成装置。
上記浄水器は、蓋体に保持固定される前は保護容器内に収容された状態であり、蓋体に保持固定される際には、前記保護容器から浄水器の蓋体との接合部を露出させ、前記接合部にて浄水器を蓋体に保持固定させた後、浄水器から保護容器を全て除去するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解水生成装置。
浄水器は濾材にて形成され、且つ中空構造を有するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電解水生成装置。
浄水器は濾材にて形成され、且つこの濾材の密度が上部側ほどその密度が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電解水生成装置。