JP2558567B2 - 流路切換弁装置を有する連続式電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は水を電解してアルカリ水と
酸性水に整水する連続式の電解水生成装置に関し、特に
所定時間毎に電解電圧の極性を切換えて電解整水を行う
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極−陽極両用の電極を使用し、所定時
間毎に印加電圧の極性を逆転して電解水を生成する連続
式の電解水生成装置は例えば特開昭６４−３９３９３号
等により公知である。この種の電解水生成装置は印加電
圧の極性転換に連動して一対の電解水排水流路を切換
え、極性が逆転しても取水蛇口からは同じ性質の水が排
出されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置の流路切換
弁は一対の排水管路を相互に切換える機能しかないた
め、例えばアルカリ水を利用する場合は流路切換時に電
解槽や配管内に残っていた酸性水がアルカリ水の取水蛇
口から排出され、取水中のアルカリ水に酸性水が混じっ
てしまうという問題があった。

【０００４】本発明の主たる目的は印加電圧の極性転換
時に、転換前の電解水がドレンへ排水されてから電解水
の排水流路が切換わる連続式の電解水生成装置を提供す
ることにある。

【０００５】本発明の他の目的は、所定の電解積算時間
が経過したとき、あるいは、所定の電解積算時間が経過
し且つ検出スイッチの信号がＯＦＦになったときに、電
極の極性スイッチが切換わるとともに、流路切換弁装置
の洗浄排水機構が作動し、所定時間電解槽から排水され
る水をすべてドレンへ排水した後、逆電による電解水の
流路が切換わるように自動制御された連続式電解水生成
装置を提供することにある。

【０００６】本発明のさらに他の目的は、電解水取水管
路の先端に設けたタンクの水位センサによって電解槽へ
の給水が制御される前記電解水生成装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、給水管路から供給される水を電解槽
で電解し、生成されたアルカリ水と酸性水を一対の電解
水排水管路から各別に排出する連続式電解水生成装置に
おいて、電解電圧の極性を転換して電解操作ができる電
解槽と、該電解槽の排水側に設けられた一対の電解水排
水路の流路切換弁装置と、前記給水管路または酸性水側
の排水管路に設けられ、これら管路の水の流れまたは水
の圧力を検出して電解制御信号を出す検出スイッチとを
具備し、該流路切換弁装置が一対の電解水排水路を転換
させる切換機構と、電解槽から排出されるすべての水を
ドレンへ排出させる洗浄排水機構を備えていることを特
徴とする。

【０００８】本発明の上記第２の目的は、検出スイッチ
入力回路と；電解積算回路と；電極極性スイッチ切換回
路と；一対の排水管路の流路切換弁装置を制御する電動
バルブ制御回路と；を有する電気制御回路を備え、検出
スイッチの入力信号で電解槽の電極に電解電圧を印加
し、所定の電解積算時間が経過したとき、あるいは、所
定の電解積算時間が経過し、且つ、検出スイッチの信号
がＯＦＦになつたときに、電解電圧の印加を停止させた
状態で電極極性スイッチを切換え、所定時間だけ電解槽
からの水を洗浄排水機構を通して排水した後、一対の排
水管路の流路を切換わるようにした上記電解水生成装置
によって達成することができる。

【０００９】

【作用】電解水排水管路の流路切換弁装置は、電解槽の
一対の電極室に各別に連通する左右一対のチャンバを有
するとともに、これらのチャンバに両端が開口する一対
の切換通路を具備している。そして一方の切換通路は取
水側の排水管路に、また他方の切換通路はドレン側の排
水管路に接続されており、これら一対の切換通路の両端
開口部には各々独立に開閉する合計４個の開閉バルブが
設けられている。このため一対の切換通路が左右一対の
チャンバに択一的に開閉するように切換操作することに
よって弁装置の流路切換機構が働き一対の排水管路の流
路が切換わる。他方、取水側排水管路に連通する切換通
路の両端の開閉バルブを閉じ、ドレン側排水管路に通ず
る切換通路の両端の開閉バルブを開くように操作すると
弁装置の洗浄排水機構が働き、電解槽からの水はすべて
ドレン側へのみ排水される。従って、電極の極性転換に
際し、所定時間上記洗浄排水機構を作動させた後に、流
路を切換えて電解を行うことにより、極性転換前の残存
電解水がドレンへ排水されてから目的の電解水が取水側
排水管路から排出されることとなる。

【００１０】検出スイッチ入力回路と；電解積算回路
と；電極極性スイッチ切換回路と；一対の排水管路の流
路切換弁装置を制御する電動バルブ制御回路と；を有す
る電気制御回路を備えた上記電解水生成装置は、検出ス
イッチの入力信号で電解槽の電極に電解電圧を印加し、
所定の電解積算時間が経過したとき、あるいは、所定の
電解積算時間が経過し、且つ、検出スイッチの信号がＯ
ＦＦになつたときに、電解電圧の印加を停止させた状態
で電極極性スイッチを切換え、所定時間だけ電解槽から
の水を洗浄排水機構を通して排水した後、一対の排水管
路の流路が切換わるように自動制御を行うことができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１において１は給水管路２から供給される
水道水などの原水を電解槽３に導入して電解し、電解槽
３内で生成されたアルカリ水と酸性水を一対の排水管路
４，５、すなわち、アルカリ水排水管路４と酸性水排水
管路５から別々に排出する連続式の電解水生成装置であ
る。図は省略したが、電解槽３は内部に対向配設した電
極間を電解隔膜によって一対の電極室に仕切った構成に
なり、両電極に直流電解電圧を印加して内部を通る水を
アルカリ水と酸性水に電解するものである。

【００１２】図の実施例では給水管路２に電磁弁などの
電動給水弁６が設けられているとともに、その下流側に
給水管路２内の水の流れを検出してＯＮ，ＯＦＦ信号を
出すフロースイッチや給水管路２内の圧力変動を検出し
て信号を出す圧力スイッチなどの検出スイッチ７が設け
られており、検出スイッチ７の出力信号により電解槽３
の電極の電圧印加がＯＮ，ＯＦＦ制御されるようになっ
ている。また、図の実施例では給水管路２には定流量弁
８と浄水器、ミクロフイルタなどの浄化装置９が配設さ
れている。

【００１３】図１の実施例はアルカリ水の使用を目的と
した電解水生成装置を例示しているため、取水側のアル
カリ水排水管路４にはアルカリ水タンク１０と送水ポン
プユニット１１が配設されており、送水ポンプユニット
１１を介してアルカリ水が排出されるようにしてある。
他方、酸性水排水管路５はドレン１３へ配管されてい
る。

【００１４】本発明による電解水生成装置の電解槽３
は、陰極−陽極両用に耐え得る電極（例えばチタン白金
表面処理をした材質の電極など）を用い、所定電解時間
（例えば３〜１０時間）毎に電解電圧の極性を転換して
正規の稼働ができる電解槽３が用いられているととも
に、電解槽３の排水側に、一対の電極室から排出される
水の流路を切換える流路切換弁装置１４が一体に組付け
られている。

【００１５】流路切換弁装置１４には、電解槽３内部の
一対の電極室に各別に連通する一対のチャンバ１５、１
６と、これらチャンバ１５，１６の双方に両端を臨ませ
た一対の切換通路１７，１８が設けられており、一方の
切換通路１７にはアルカリ水排水管路４が接続され、他
方の通路１８には酸性水排水管路５が接続されるように
なっている。さらに、前記一対の切換通路１７，１８の
両端開口部にはこれら４個所の開口部を各々独立に開閉
する４個の開閉バルブ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ
が設けられている。図の実施例では、これらバルブ１９
ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂはダイアフラム弁で構成さ
れており、ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄから導入される流体の
圧力で、各バルブに対応する切換通路の開口部を閉じ、
該ポートがドレン側へ切換わると該開口部を開くように
作動する。この構成により、チャンバ１５にアルカリ水
が流れ、チャンバ１６に酸性水が流れているときは、一
方の切換通路１７のアルカリ水チャンバ１５側を開き、
酸性水チャンバ１６側を閉じるとともに、他方の切換通
路１８のアルカリ水チャンバ１５側を閉じ、酸性水チャ
ンバ１６側を開くと電解槽３のアルカリ水はアルカリ水
排水管路４からタンク１０へ流れ、酸性水は酸性水排水
管路５からドレン１３へ流れる。他方、電解槽３の印加
電圧極性を逆転させたときはバルブ１９ａ，１９ｂ，２
０ａ，２０ｂを前記と逆に作動させると、一対の切換通
路１７，１８の流路が逆になる。従って、電極の極性が
逆転してもアルカリ水はアルカリ水排水管路４から排出
され、酸性水は酸性水排水管路５から排出される。

【００１６】本発明の電解水生成装置は、極性転換の際
に、配管内に残存する酸性水がアルカリ水排水管路４に
混入しないようにするために、前記バルブ１９ａ，１９
ｂ，２０ａ，２０ｂは各々独立に作動させることができ
るようになっており、一方の切換通路１７の両端開口部
をバルブ１９ａ，１９ｂの操作によって閉じるととも
に、他方の切換通路１８の両端開口部をバルブ２０ａ，
２０ｂによって開くと、電解槽３から排出されるすべて
の水は排水管路５からドレンへ流れるようにしてあ
る。。従って、極性切換時に所定時間（例えば１０秒
間）上記の弁操作を経た後、流路を切換えて電動給水弁
６を開くことにより、残留酸性水がすべて排出された後
の、新たな逆電アルカリ水がアルカリ水排水管路４に流
れるようになる。

【００１７】電解槽３の陰極室にはミネラル等の薬液タ
ンク２１からポンプ２２を介してミネラルが補給される
ようになっているが、電解槽の電極室は極性が逆転する
関係で電解槽３には一対の電極室に各別に連通する一対
の補給ポートＥ，Ｆが設けられており、電極の極性転換
に応じて、補給回路が切換わるようになっている。

【００１８】かくして、電解水生成装置は正規の極性で
陰極室にミネラルを補給しながら所定時間正電解で電解
水生成の稼働をする第１ポジションと；ミネラル補給
を停止して所定時間だけ電解槽からの排水をすべて酸性
水排水管路５からドレンへのみに排水する第２ポジショ
ンと；電圧極性を転換し、且つ、ミネラル補給ポート
を切換えて所定時間逆電解で電解水生成の稼働をする第
３ポジションと；逆電電解後に再び所定時間だけ電解
槽からの排水を排水管路５からドレン１８へ排水する第
４ポジションとを繰返して行うものである。

【００１９】流路切換弁装置１４の各バルブ１９ａ，１
９ｂ，２０ａ，２０ｂは、給水管路２からの分岐管路２
３を介して供給される水を作動流体とするパイロットバ
ルブで構成されており、前記第１ポジションから第４ポ
ジションが連動して形成されるようにモータバルブ２
４，２５，によって制御されるようになっている。尚、
２６はミネラル補給ポートへのミネラル供給を制御する
モータバルブであり、これらモータバルブ２４，２５，
２６はそれぞれ前記４段階の切換ポジション、、
、を有し、モータ２７、マイクロスイッチ２８によ
り図１の前記第１ポジションから第４ポジションに
順次切換わるものである。

【００２０】図２は本発明の上記装置を電気的に操作す
る場合の電気制御ブロック図であり、電気回路は電源回
路、制御回路、フロースイッチ入力回路、積算回路、モ
ータバルブ制御回路、極性切換回路、電圧可変回路、ミ
ネラルポンプ駆動回路等を備えている。。尚、電圧可変
回路は電圧印加の初期に電解電圧を徐々に昇圧して所定
電圧に安定させ、これにより電極を保護するために用い
られている。

【００２１】図２の電気回路図に基づいて図１の装置の
電気制御について説明する。前記第１ポジションで給
水管路２の給水弁６を開けることによりフロースイッチ
がオンになり、フロースイッチ入力回路からの信号が制
御回路に送られ、一定時間遅延して電解槽３の電解がス
タートする。この場合、電解がスタートすると電圧可変
回路が働き、電解電圧は徐々に昇圧し、所定電圧に安定
して正電解の電解が行われる。このような電圧可変回路
を用いることにより、電極の消耗が防止され、電極の寿
命が延長される。一定時間正電解で稼働すると、電解積
算回路から制御回路に信号がでて制御回路からモータバ
ルブ制御回路へ信号が伝わり、モータバルブ２４，２
５，２６を前記第２ポジションに駆動するとともに、
電圧印加を停止した状態で電解回路の極性スイッチＳＷ
が切換わる。第２ポジションではバルブ１９ａ，１９
ｂが共に閉じ、バルブ２０ａ，２０ｂが共に開いている
ので電解槽からの水はすべて配水管路５から排出され
る。正電解時の電解槽の水が排出されるに充分な時間
（例えば１０秒間）が経過すると制御回路からの信号で
モータバルブ２４〜２６は第３ポジションに駆動され
て一対の排水管路４，５の水路が切り換えられるととも
に、制御回路からの信号で電解槽３の電極に極性逆転の
電圧が印加され、逆電の稼働が行われる。一定時間、逆
電解で稼働すると積算回路からの信号で制御回路が働
き、モータバルブ２４〜２６は第４ポジションに駆動
される。第４ポジションは第２ポジションと同じ作用で
所定時間、電解槽３からの水をすべて排水管路５へ流
す。逆電解時の電解槽の水が排出されるに充分な時間が
経過すると、制御回路からの信号でモータバルブ２４〜
２６は第１ポジションに駆動されて排水管路４，５が
切り換えられるとともに、制御回路からの信号で極性切
換回路のスイッチが切換わり、正電解の稼働になる。以
後、上記の操作が繰り返される。尚、ミネラル薬液管路
のモータバルブ２６は流路切換弁装置１４のモータバル
ブ２４，２５等と連動して駆動されるが、ミネラルポン
プ駆動回路は制御回路からの信号により、電解スタート
後、遅延してミネラルポンプ２２が作動するようにする
のが望ましい。

【００２２】電極極性スイッチの切換えは上記のように
所定の電解積算時間が経過したときの電解積算回路のＯ
Ｎ信号によって作動する場合に限定されるものではな
い。例えば、所定の電解積算時間が経過し、且つ検出ス
イッチ７の信号がＯＦＦになったとき、すなわち、所定
の電解時間が過ぎ且つ電解水の生成を停止させたときに
極性スイッチが転換されるようにしてもよい。後者は、
電解水生成の続行を優先させ、電解積算時間が経過して
も電解水生成中は極性切換えが行われないようにするも
のである。

【００２３】いずれの場合も、極性スイッチの切換え
は、電解電圧の印加を停止した状態で行われるようにす
るのが好ましい。これは極性スイッチ切換時のスパーク
及び発熱を防止するためであり、また、電解電圧の印加
を停止した状態で極性スイッチを切り換えることによ
り、電極の消耗を防止し、電極の寿命を伸ばすためでも
ある。そして、上記の具体的手段は、極性スイッチ切換
の制御信号で電源回路を一旦切るように電気回路を組め
ばよい。

【００２４】電解槽の水をすべてドレンへ流していると
き、すなわち、第２、第４ポジションの電解については
いろいろなモードがある。例えば、水をドレンへ排水し
ている間は無電解の状態にしてもよく（請求項３参
照）、この場合は、電力消費が少なくてすむ。また、１
０秒間のうち、最初の５秒間は無電解で排水し、残りの
５秒間は極性を切換えた状態で電解しながら排水しても
よく（請求項４参照）、さらには水路を第２、第４ポジ
ションに切換えると同時に極性を切換えて電解しながら
ドレンへ排水してもよい（請求項５参照）。この場合
は、電解水流路切換の当初から電解アルカリ水が得ら
れ、無電解の残水がアルカリ水に混入しない利点があ
る。

【００２５】図の実施例ではタンク１０に水位センサ２
９が設けられており、タンク１０内の水位が所定のレベ
ルに下がるとＯＮ信号で給水弁６を開き、所定レベルに
達するとＯＦＦ信号で給水弁６を閉じるとともに、水位
が所定レベル以下では送水ポンプユニット１１の作動が
停止するようになっている。ただし、タンク１０、水位
センサ２９は必ずしも本発明に必須のものではない。ま
た、図の実施例では給水管路２に給水弁６を設けた元止
め式の装置を示しているが、これに代えて、取水側排水
管路４に取水蛇口を設けるとともに、ドレン側排水管路
５にこの蛇口開閉に連動する開閉弁を設けた、いわゆる
先止め式電解水生成装置としてもよい。

【００２６】

【効果】本発明は電極の極性転換の際、極性変換前の電
解水がドレンへ捨てられてから流路が切換わるので、流
路切換えによって例えばアルカリ水に酸性水が混入する
と云った不都合がなくなり、品質の良い電解水を得るこ
とができる。

【００２７】流路切換弁装置のバルブ操作及び電解制
御、給水検出を電気的に制御することによっていろいろ
なモードの自動運転が可能になる。特に、電解電圧の印
加を停止した状態で電極の極性スイッチを切り換え、あ
るいは、電解電圧の印加初期に電解電圧を徐々に昇圧さ
せる電圧可変回路を用いることにより、電極の消耗を少
なくし、寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電解水生成装置の概略
的な全体構成図、

【図２】 本発明装置の電気制御を説明するためのブロ
ック図、

【符号の説明】

２…給水管路、 ３…電解槽、 ４、５…排水管路、
６…給水弁、 ７…検出スイッチ、 ８…定流量弁、
９浄化装置 １０…タンク、 １１…送水ポンプユニッ
ト、 １３…ドレン、 １４…流路切換弁装置、 １
５，１６…チャンバ、 １７，１８…切換通路、 １９
ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ…開閉バルブ、 ２１…薬
液タンク、 ２２…ポンプ、 ２３…分岐管路、 ２
４，２５，２６…モータバルブ、 ２９…水位センサ。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管路から供給される水を電解槽で電
   解し、生成されたアルカリ水と酸性水を一対の電解水排
   水管路から各別に排出する連続式電解水生成装置におい
   て、電解電圧の極性を転換して電解操作ができる電解槽
   と、該電解槽の排水側に設けられ、電解槽から排出され
   るアルカリ水と酸性水の流路を切換える流路切換弁装置
   と、前記給水管路または前記流路切換弁装置からの酸性
   水側排水管路に設けられ、これら管路の水の流れまたは
   水の圧力を検出して電解制御信号を出す検出スイッチ
   と、電気制御回路と、を具備し、前記流路切換弁装置
   は、一対の電解水排水路を転換させる切換機構と、電解
   槽から排出されるすべての水をドレンへ排出させる洗浄
   排水機構を備えており、前記電気制御回路は、検出スイ
   ッチ入力回路と；電解積算回路と；電極極性スイッチ切
   換回路と；一対の排水管路の流路切換弁装置を制御する
   電動バルブ制御回路と；を有するとともに、検出スイッ
   チの入力信号で電解槽の電極に電解電圧を印加し、所定
   の電解積算時間が経過したときに、電解電圧の印加を停
   止させた状態で電極極性スイッチを切換え、所定時間だ
   け電解槽からの水を洗浄排水機構を通して排水した後、
   一対の排水管路の流路を切換えて電極に電解電圧が印加
   される構成になっていることを特徴とする連続式電解水
   生成装置
2. 【請求項２】 電解槽への電解電圧の極性転換時に、前
   記流路切換弁装置の洗浄排水機構が所定時間作動するよ
   うにした請求項１記載の連続式電解水生成装置
3. 【請求項３】 給水管路から供給される水を電解槽で電
   解し、生成されたアルカリ水と酸性水を一対の電解水排
   水管路から各別に排出する連続式電解水生成装置におい
   て、電解電圧の極性を転換して電解操作ができる電解槽
   と、該電解槽の排水側に設けられ、電解槽から排出され
   るアルカリ水と酸性水の流路を切換える流路切換弁装置
   と、前記給水管路または前記流路切換弁装置からの酸性
   水側排水管路に設けられ、これら管路の水の流れまたは
   水の圧力を検出して電解制御信号を出す検出スイッチ
   と、電気制御回路と、を具備し、前記流路切換弁装置
   は、一対の電解水排水路を転換させる切換機構と、電解
   槽から排出されるすべての水をドレンへ排出させる洗浄
   排水機構を備えており、前記電気制御回路は、検出スイ
   ッチ入力回路と；電解積算回路と；電極極性スイッチ切
   換回路と；一対の排水管路の流路切換弁装置を制御する
   電動バルブ制御回路と；を有するとともに、検出スイッ
   チの入力信号で電解槽の電極に電解電圧を印加し、所定
   の電解積算時間が経過したときに、電圧印加を停止した
   状態で極性スイッチを切換え、所定時間だけ無電解で電
   解槽からの水を洗浄排水機構を通して排水した後、電解
   電圧を印加して所定時間電解しながら前記洗浄排水機構
   からの排水を続行し、しかる後 、一対の排水管路の流
   路が切換わるようにした連続式電解水生成装置
4. 【請求項４】 所定の電解積算時間が経過し且つ検出ス
   イツチの信号がＯＦＦになったときに、電解電圧の印加
   を停止した状態で極性スイッチが切換わるようにしたこ
   とをさらに特徴とする請求項１記載の電解水生成装置
5. 【請求項５】 電圧印加の初期に印加電圧を徐々に昇圧
   させて所定電圧に安定させる電圧可変回路をさらに具備
   することを特徴とする請求項１，２、３または４記載の
   連続式電解水生成装置