JP4002594B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水を連続的に電気分解して次亜塩素酸濃度の高い水と、酸性水とアルカリ性水をそれぞれ選択的に生成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から水を電気分解することにより酸性水とアルカリ性水を連続的に生成する装置が知られている。電解槽の隔膜を境界として一方の室から排水されるアルカリ水は健康に良い水として利用され、また同時に他方の室で生成される酸性水は殺菌性のある水として利用される。
しかしながら一般的に水道水を単に電気分解するのみでは十分な殺菌性のある水は生成されることはなく、このような装置において酸性水に殺菌性をもたせるためには必要に応じて食塩などの電離性無機電解質を添加し、ペーハー値を下げるようにするのが一般的であった。その生成器は家庭でも手軽に利用されている。
従来このような殺菌水は殺菌力は強いが、食品添加物として認められておらず、使用されるものが限定されさらには反面金属への腐食性も強い欠点もある。また、同時に生成されるアルカリ性水は捨て水として廃棄される無駄が生じることになる。当然のことながら、食塩等の影響で酸性度が高い分同時に生成されるアルカリ水もアルカリ度が高くなっており、飲用に使用するには適していないだけでなく誤飲すると健康を害する虞もあるため殺菌水生成時には強アルカリ水の誤飲がないように十分注意する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の一般的なアルカリイオン水整水器においては、健康に適したアルカリイオン水を得るには適した製品であったが、同時に生成される酸性水を殺菌水として有効に、安全に利用するには問題が多いものである。
一方、水を電気分解して次亜塩素酸濃度の高い殺菌水を生成する装置は周知である。特に簡便に連続して殺菌水を得る装置として特開平4-330986号が知られている。このような従来の装置により得られる所謂次亜塩素酸水は食品添加物として認められており、安全性も高く生成時に同時に強アルカリ水が生成される虞もないので殺菌水を得る装置としては適している。
【０００４】
しかしながらこの種の次亜塩素酸濃度の高い殺菌水を生成する装置においては隔膜が無い構成でなければならず、従来の一般的なアルカリイオン整水器とは構成に差異があるため、両者の装置は別々に製品化されていた。
そこでこれら従来の欠点を解消するために特開2000-117254号に示すように、無隔膜の電解槽を用いて混合水を得る構成が考えられるが、この従来例においては食塩の添加が自動的になされるため飲用としてのアルカリ水の生成が好適に出来ないものである。
また、電解槽も無隔膜であるものの、次亜塩素酸生成時には電極間の中心を通過した水がそのまま直進して排出されるものではないため、良好な次亜塩素酸が生成出来難いものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は以上の従来例の問題点を解消するために、
陽極板と陰極板を備えた電解槽の上流側に浄水手段と塩素イオン供給手段を有し、上記電解槽の下流側に陽極板側の水を排出する酸性水流路と陰極板側の水を排出するアルカリ水流路を設けた電解水生成装置において、上記塩素イオン供給手段は電解槽内に塩素イオンが供給される状態と電解槽内に塩素イオンが供給されない状態に切替え自在であり、塩素イオンを電解槽内に供給する状態に切り替えるのと連動して電解槽の下流側に設けられた酸性水流路もしくはアルカリ水流路の少なくとも一方の流路が実質的に閉塞され、電解槽からの排水が全て単一の排出口から排出されるようにした。
【０００６】
このように構成することで、塩素イオンが供給されている時は自動的に電解槽からの排水が分離されることなく全て単一の排水口から排水されるので、極端にペーハーの偏りのある強アルカリ水や強酸性水が生成されることはなく、誤飲による健康への悪影響の虞がない。
なお、塩素イオンが供給された水を分離排水をしないで電解した場合、次亜塩素酸水が生成されることが知られているが、この次亜塩素酸水は食品添加物として認められているので極端な強アルカリ水や強酸性水に比べ誤飲による健康上の問題は少ない。
また、飲用に適するアルカリ水やアストリンゼント水として利用できる酸性水などを必要とする場合は、塩素イオンの供給が無いようにするとともに、酸性水流路とアルカリ性水流路に分かれて排水される。
すなわち、本発明によれば、飲用に適したアルカリ水と、アストリンゼン効果のある酸性水と、殺菌効果のある次亜塩素酸水をそれぞれ必要に応じて確実に得られる効果がある。
【０００７】
また、この発明の請求項２によれば、
上記電解槽は陽極板と陰極板を対向させその間に水を通す無隔膜式とし、酸性水流路は陽極板に形成されたスリット状の開口と連通せしめ、アルカリ性流路は対向電極間の端部からの排出口と連通させるとともに、上記酸性流路の途中に閉塞自在な電磁弁を設けたので、酸性流路の電磁弁を閉じた状態では、２枚の電極が隔膜なしで対向した間を通過した水の全てがどちらの電極にも偏らない位置で排出される構造となり、極めて効果的に次亜水を生成出来る。
更には、この発明の請求項３によれば、
本発明を実現するために添加筒と電磁弁の構成を追加するのみで良いため、従来のような食塩水供給のためのポンプ手段を必要とせず故障の虞を可及的に減少させ、コスト的にも有利となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の水路を模式的に示すものであって、水道蛇口が分岐栓１０を介し本体１と連結されており、基本的には、蛇口を開くと水は分岐栓１０、浄水カートリッジ２、流量センサー３、電解促進剤としての例えばグリセロリン酸カルシウムを収容可能な薬剤添加筒４、電解槽５を経て電解水出口のアルカリ水流路６、酸性水流路７から排水される。
また浄水カートリッジ２と薬剤添加筒４の間には別途、電磁弁Ａ、食塩添加筒８を経て上記薬剤添加筒４から電解槽５へ通じる流路９の途中へ合流する塩素イオン供給流路１１が形成されている。
上記薬剤添加筒４に入る薬剤は好ましい実施例としてカルシウム化合物を挙げているが電解促進剤としての機能を有し、塩素イオンのないものであれば限定されることはない。
また、塩素イオン供給手段として食塩を添加する手段を例示しているが塩素イオンを供給可能な手段であれば食塩に限らないことは言うまでもない。
【０００９】
食塩添加筒８は、図２及び図４に示すように本体ケースの上方から着脱自在になっており、必要に応じて食塩添加筒８を本体ケースから出して蓋１４を開け、食塩を入れることが出来る。食塩添加筒８にはケース内に仕切りのためのプレート１３が配設されておりプレート１３下方方に食塩を置けるようになっている。
【００１０】
ケースには中央に貫通流路１５があり、この貫通流路１５から上昇した水がプレート１３の貫通孔１６から分散して流入し食塩を溶かす。
飽和食塩水となった水がプレート１３の孔からケース下方に形成された排水孔１７を経て薬剤添加筒４から電解槽５へ通じる。
この実施例にかかる電解水生成装置は上述のような基本構成であり、図示しない本体操作パネルの切替え操作により浄水、飲用のアルカリ水、酸性水、殺菌水を簡単に排出口から選択的に排水出来る。
【００１１】
以下各選択されたモードにつき説明をする。
（飲用アルカリ水、酸性水モード）
本体の操作スイッチによりアルカリ水が選択され分岐栓１０から水が流入されると、制御部１２により電磁弁Ａが閉じられるとともに電磁弁Ｂが開く。
電磁弁Ａが閉じられることにより水は浄水カートリッジ２から流量センサー３、薬剤添加筒４を経て電解槽５へ流入される。
電解槽５には所定の電圧が印加され、複数のアルカリ濃度を選択出来るようにしている。本実施例では強アルカリ濃度と中アルカリ濃度及び弱アルカリ濃度を選択自在としそれに合わせて電圧が制御される。
電解槽５は隔膜を有す既存のものでもちろん適用可能であるが、本実施例においては下記する次亜塩素酸水モードにおいてより望ましいとされる無隔膜方式の電解槽を例示する。無隔膜方式の電解槽は図３に示すように、陰極板５１と陽極板５２が対向し、スペーサ５４により形成された通水路５５を水が通過し、電極の対向領域の端部からアルカリ水流路６側へ排出される構成となっている。この通水路５５は図１においては模式的に大きな間隙として開示しているが、実際にはスペーサ５４の厚みで決定され、０．５ミリから数ミリ程度である。
また、陽極板５２の一部にスリット状の開口５３を設けることで陽極板５２のごく近傍を通過する水のみが酸性水として開口５３から酸性水流路７へ流れ残りの水がアルカリ水としてアルカリ水流路６へ流れる。アルカリ水流路６から排出された水がアルカリイオン水として飲用される。
【００１２】
なお、薬剤添加筒４内の薬剤は電解促進のためであるので水質条件等により電解促進の必要性のない場合は薬剤は空でも良い。
同時に生成される酸性水は酸性水流路から排出され、必要に応じてアストリンゼン水として利用される。もちろん、電界強度や流量調節などでペーハー値を殺菌作用のある程度まで調節することも可能である。但し酸性水の取り扱いと同時に発生するアルカリ度の高い水の誤飲に注意する必要がある。
なお、電磁弁Ｃは浄水カートリッジ２、電解槽５等に溜まった水を自然排水するためのボール弁であり、水圧のかかっている状態では閉じられ、所定の水圧が無くなると開き、酸性水流路７から水が排出されるようにしている。
【００１３】
（次亜塩素酸水モード）
本体の操作スイッチにより次亜塩素酸水が選択され分岐栓から水が流入されると、制御部１２により電磁弁Ｂが閉じられるとともに電磁弁Ａが開く。
電磁弁Ａが開かれることにより水は浄水カートリッジ２から流量センサー３、薬剤添加筒４を経て電解槽５へ流入される流路と電磁弁Ａから食塩添加筒８を経て電解槽５への流入前段で合流する流路に分岐される。食塩添加筒８は図２に示すように下方から流入され上部からプレート１３を経て下方の食塩溜りへ到達する。食塩は十分な量充填されているので食塩溜りを通過した水は飽和濃度に達しており、したがって合流時に流量の比を設定すれば正確な濃度を設定可能となる。本実施例では合流直前にオリフィス１５を設け流量制御を行なっている。
【００１４】
このように正確に濃度が調整された食塩水が電解槽５へ流入され、食塩水が電解され、次亜塩素酸水が生成される。本実施例では電解槽５を上述のような構成の無隔膜方式としているため、電磁弁Ｂを閉じるのみで電解槽５に負荷をかけることなく、全ての水が次亜塩素酸水として電極間の偏りのない端部から排出される。この次亜塩素酸排出流路はアルカリ水流路６と同じ流路になる。
なお、次亜塩素酸モードは上記飲用アルカリ水モードの状態からに入ることが望ましく、特に強アルカリ濃度選択の状態で数秒間通水した後、次亜塩素酸モードとすれば次亜塩素酸の塩素濃度がアップすることを知見した。したがって次亜塩素酸モードの選択時に自動的に所定時間、飲用アルカリ水モードの強アルカリ選択状態を実行されるように制御することが望ましい。
具体的には使用者が次亜塩素酸モードを選択すれば、制御部１２がまず電解槽５に強アルカリ濃度となるように電圧を印加し、電磁弁Ａが閉じられるとともに電磁弁Ｂが開く。
この状態を所定時間、例えば５秒間継続させ強アルカリ水を生成する。その後電磁弁Ａを開き電磁弁Ｂを閉じ、食塩水が電解槽５へ流れ所定の電圧印加により次亜塩素酸が生成され単一の出口から全て排出されるようにしている。
【００１５】
（浄水モード）
本体の操作スイッチにより浄水が選択され分岐栓から水が流入されると、制御部１２により電磁弁Ａ、Ｂのいずれもが閉じられる。
電磁弁Ａ、Ｂが閉じられることにより水は浄水カートリッジから流量センサー３、薬剤添加筒４を経て電解槽５へ流入され上述のアルカリ水流路６からのみ排出される。この時電解制御を行なわないように制御しているので浄水として飲用に適した水が排出される。
本実施例では上述のように無隔膜の電解槽を採用しているので、隔膜付きの電解槽のように一方の排出口が閉じられることによる圧力差での隔膜の損傷がなくなる利点がある。この利点は、次亜塩素酸水モードの場合にもいえる。
【００１６】
以上説明したように本発明における電解水生成装置は、陽極板５２と陰極板５１を備えた電解槽５の上流側に浄水手段２と塩素イオン供給手段８を有し、上記電解槽５の下流側に陽極板側５２の水を排出する酸性水流路７と陰極板側５１の水を排出するアルカリ水流路６を設けた電解水生成装置において、上記塩素イオン供給手段８は電解槽５内に塩素イオンが供給される状態と電解槽５内に塩素イオンが供給されない状態に切替え自在であり、塩素イオンを電解槽５内に切り替えるのと連動して電解槽５の下流側に設けられた酸性水流路７もしくはアルカリ水流路６の少なくとも一方の流路が閉塞され、電解槽５からの排水が全て単一の排出口から排出されるように構成したので、
一つの電解槽５で、飲用の電解水と殺菌用の電解水のいずれをも簡単に自在に生成可能となり、全体としての製造コストが低減できる効果がある。特に飲用の電解水と殺菌用の電解水では添加する薬剤が異なるにも関わらず、各モード毎に確実に最適な添加が実施されることになる点において効果的である。
また、請求項２に記載の構成によれば、次亜塩素酸を生成時において、電極のスリット５３からの流出が停止されることになり、隔膜がないことと相まって、次亜塩素酸生成専用の電解槽とほとんど同一の構成を得られ、電極間の偏りのない位置から排出され極めて効果的に次亜塩素酸が生成可能となる効果がある。
更には、請求項３に記載の構成によれば、食塩水の供給のために添加筒４と電磁弁Ａの構成を追加するのみで良いため、従来のようなポンプ手段を必要とせず、故障の虞を可及的に減少させ、コスト的にも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す電解水供給装置のシステム構成図である。
【図２】この発明の実施例における食塩添加筒を説明した本体の一部断面図である。
【図３】この発明の実施例における電解槽を説明した斜視図である。
【図４】この発明の実施例における食塩添加筒を説明した斜視図である。
【符号の説明】
２・・・浄水カートリッジ
５・・・電解槽
８・・・食塩添加筒
Ａ，Ｂ・・・電磁弁

Claims (3)

1. 陽極板と陰極板を備えた電解槽の上流側に浄水手段と塩素イオン供給手段を有し、上記電解槽の下流側に陽極板側の水を排出する酸性水流路と陰極板側の水を排出するアルカリ水流路を設けた電解水生成装置において、上記塩素イオン供給手段は電解槽内に塩素イオンが供給される状態と電解槽内に塩素イオンが供給されない状態に切替え自在であり、塩素イオンを電解槽内に供給する状態に切り替えるのと連動して電解槽の下流側に設けられた酸性水流路もしくはアルカリ水流路の少なくとも一方の流路が実質的に閉塞され、電解槽からの排水が全て単一の排出口から排出されることを特徴とする電解水生成装置。
2. 上記電解槽は陽極板と陰極板を対向させその間に水を通す無隔膜式とし、酸性水流路は陽極板に形成されたスリット状の開口と連通せしめ、アルカリ性流路は対向電極間の端部からの排出口と連通させるとともに、上記酸性流路の途中に閉塞自在な電磁弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 上記塩素イオン供給手段は食塩が収納された食塩添加筒であり、電解槽内に塩素イオンが供給される状態と電解槽内に塩素イオンが供給されない状態の切替えは、食塩添加筒を含む流路の流れを開閉する電磁弁により行なうことを特徴とする請求項１または２記載の電解生成装置。

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