JPH1066973A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した電解水を生成するようにした上で、
小型かつ安価に構成 されて、電極の破損を回避する
電解水生成装置を提供する。 【解決手段】 塩水を混入した水を連続的に電解槽１０
に供給して電気分解 し、電解水を生成する。電解槽
１０内の電極１４，１５には定電圧電源４０ により
所定の電圧を印加するとともに、同電極１４，１５間を
流れる電流を 直流電流計６０により計測し、同計測
した電流値に応じ電動ポンプ３８の送 出量を制御し
て前記塩水の混入量を調整することにより、電気分解さ
れる水 に含まれる塩の濃度を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希釈塩水を電気分
解して電解水を生成する電解水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の電解水生成装置は、
外部からの水を連続的に電解槽に供給して電気分解し、
電解水を生成している。また、この電解槽に供給する水
にはタンク内に蓄えておいた塩水を連続的に混入し、電
気分解を促進するようにしている。このとき、例えば特
開平７−１５５７６４号にみられるように、電気分解の
ための電源に定電流電源を採用して電解槽内の電極間に
常に一定の電流を通電するようにし、同電極間の電圧を
測定して同測定値に応じ前記塩水の混入量を調整するこ
とにより、タンク内の塩水の濃度や電解槽に供給される
水の流量によらず電気分解される水に含まれる塩の濃度
を常に一定に保ち、安定した電解水を生成しようとした
ものもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
極間の電圧に応じて塩水の混合量を調整する装置におい
ては、定電流電源が必要となるため、装置全体が大型化
するとともにコストが高くなるという問題があった。ま
た、タンク内に塩が不足するなどして電気分解される水
に含まれる塩の濃度が極端に低下した場合、定電流電源
は電極間に極端に高い電圧を印加するため、電極が破損
するという問題もあった。

【０００４】

【発明の概要】本発明は上記問題に対処するためになさ
れたもので、安定した電解水を生成することができるよ
うにした上で、小型かつ安価に構成されて、電気分解さ
れる水に含まれる塩の濃度が極端に低下した場合にあっ
ても電極を破損することのない電解水生成装置を提供す
ることにある。

【０００５】上記目的を達成するために、本発明の第１
の構成上の特徴は、一対の電極を収容してなる電解槽
と、電解槽に外部からの水を連続的に供給する給水手段
と、塩水を蓄えたタンクと、給水手段が電解槽に供給す
る水にタンク内の塩水を連続的に所定量混入する混入手
段と、一対の電極間に所定の電圧を印加する定電圧電源
とを備えた電解水生成装置において、一対の電極間を流
れる電流を計測する電流計と、電流計により計測された
電流が、予め定められた所定の電流値より大きいとき混
入手段が混入する塩水の量を少なくし、同所定の電流値
より小さいとき同混入手段が混入する塩水の量を多くす
る第１制御手段とを設けたことにある。

【０００６】これによれば、電極間の電流の計測値に応
じて前記塩水の混入量が調整されるため、タンク内の塩
水の濃度や電解槽に供給される水の流量によらず電気分
解される水に含まれる塩の濃度が常に一定に保たれ、安
定した電解水が生成される。また、定電流電源を用いな
いため、装置全体を小型かつ安価に構成することが可能
となる。さらに、タンク内に塩が不足するなどして電気
分解される水に含まれる塩の濃度が極端に低下した場合
にも、電極間に極端に高い電圧が印加されることがない
ため、電極の破損が回避される。

【０００７】また、本発明の第２の構成上の特徴は、前
記第１の構成上の特徴において、タンクを外部から水が
間欠的に補給されるように構成し、タンクへの水の補給
を検出する水補給検出手段と、前記第１制御手段による
混入塩水量の調整後、電流計により計測された電流が、
前記所定の電流値より大きいとき定電圧電源が印加する
電圧を小さくし、同所定の電流値より小さいとき同定電
圧電源が印加する電圧を大きくする第２制御手段と、第
２制御手段による印加電圧の調整中に水補給検出手段が
タンクへの水の補給を検出したとき、同第２制御手段に
よる印加電圧の調整を中止して前記第１制御手段による
混入塩水量の調整を実行する制御切換手段を設けたこと
にある。

【０００８】上記第２の構成上の特徴においては、前記
第１制御手段による混入塩水量の調整後は、次にタンク
に水が補給されて同タンク内の塩水の濃度が極端に低下
する可能性が生じるまで、第２制御手段が電極間の電流
の計測値に応じ定電圧電源の印加する電圧を調整するこ
とにより、電気分解の強度が一定に保たれて安定した電
解水が生成される。したがって、これによれば、当該電
解水生成装置の長期的な使用により負の直流電圧が印加
される電極にスケールが蓄積し、電気分解の効率が低下
した場合にも、電気分解される水に含まれる塩の濃度が
一定に保たれるため、安定した電解水が生成される。

【０００９】また、本発明の第３の構成上の特徴は、前
記第１又は第２の構成上の特徴に加えて、タンク内の塩
水を攪拌する攪拌手段を設けたことにある。

【００１０】これによれば、タンク内の塩水の濃度が迅
速に安定するため、電気分解される水に混入される塩水
の濃度も迅速に安定して同水に含まれる塩の濃度も迅速
に安定し、より安定した電解水が生成されるようにな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明すると、図１は同実施形態に係る電解水生
成装置の全体を概略的に示している。

【００１２】この電解水生成装置は、電解槽１０と、電
解槽１０に外部からの水を供給する給水管２０と、電解
槽１０に供給される水に混入するための塩水を蓄えたタ
ンク３０とを備えている。

【００１３】電解槽１０の内部は隔膜１１によって一対
の電極室１２，１３に区画されており、各電極室１２，
１３にはそれぞれ給水管２０を介して水が供給される。
各電極室１２，１３はそれぞれ電極１４，１５を収容し
ており、定電圧電源４０が両電極１４，１５に正負の直
流電圧を印加しているとき、前記供給された水が電気分
解されて電解水が生成されるようになっている。このと
き、定電圧電源４０から電極１４，１５への直流電圧の
供給路には分流器４１を介して直流電流計５０が接続さ
れており、両電極１４，１５間を流れる電流が計測され
るようになっている。また、定電圧電源４０は、電極１
４，１５に印加する直流電圧の大きさを電気的制御によ
り調整可能に構成されている。また、各電極室１２，１
３には導出管１６，１７が接続されており、前記生成さ
れた電解水が同導出管１６，１７を介して外部に導出さ
れるようになっている。

【００１４】給水管２０は、図示しない外部給水源（例
えば、水道）から水が圧送されるようになっているとと
もに、減圧弁２１及び電磁バルブ２２を介装している。
減圧弁２１は、外部から圧送された水の圧力を所定値以
下に保つ。電磁バルブ２２は、開状態にて外部からの水
を給水管２０を介して電解槽１０へ供給する。

【００１５】タンク３０の上方には前記外部給水源に接
続された給水管３１の一端が開口しており、同給水管３
１に介装された電磁バルブ３２が開状態にあるとき、水
が同給水管３１を介して同タンク３０に供給されるよう
になっている。タンク３０には多量の塩Ｓ（例えば塩化
ナトリウム、塩化カリウムなど）も補充され、タンク３
０は前記供給された水に同塩Ｓをほぼ飽和状態に溶解さ
せてなる塩水を常に蓄えているとともに、溶解し得なか
った塩Ｓを常に底部に沈殿させている。タンク３０は水
位センサ３３を収容しており、同水位センサ３３は同タ
ンク３０内の水位が所定の上限水位以上になったことを
検出するとともに、同タンク３０内の水位が同上限水位
より低い所定の下限水位未満になったことを検出する。
タンク３０の側壁には、前記下限水位より低い位置に
て、一端を同タンク３０の上方にて開口させた導管３４
の他端が接続されており、同導管３４に介装された電動
ポンプ３５が作動状態にあるとき、タンク３０内の塩水
が攪拌されるようになっている。また、タンク３０の側
壁には、前記上限水位より若干高い位置にて、タンク３
０内の塩水を外部に排出するオーバーフローパイプ３６
も接続されており、タンク３０内の水位が同パイプ３６
の接続位置より高くならないようになっている。

【００１６】タンク３０には供給管３７が侵入してい
る。供給管３７は一端をタンク３０内の塩水中に開口さ
せているとともに他端を給水管２０に合流させており、
同供給管３７に介装された電動ポンプ３８が作動状態に
あるとき、塩水タンク３０内の塩水が同供給管３７を介
して給水管２０を流れる電解槽１０に供給される水に混
入するようになっている。なお、電動ポンプ３８は、送
出する塩水の流量を電気的制御により調整可能に構成さ
れている。また、供給管３７には電動ポンプ３８の下流
位置にて逆止弁３９も介装されており、給水管２０から
タンク３０側に水が流れ込まないようになっている。

【００１７】この電解水生成装置は、上記電磁バルブ２
２，３２、水位センサ３３、電動ポンプ３５，３８、定
電圧電源４０及び直流電流計５０に接続された電気制御
回路６０を備えている。電気制御回路６０はマイクロコ
ンピュータにより構成されており、図２に示すフローチ
ャートに対応したプログラムを実行して、電磁バルブ２
２，３２の開閉並びに電動ポンプ３５，３８及び定電圧
電源４０の作動を制御する。

【００１８】次に、上記のように構成した実施形態の動
作を説明する。まず、塩Ｓをタンク３０内に多量に投入
する。塩Ｓは随時補充され、常に残留の塩Ｓがタンク３
０の底に沈殿しているようにする。その後、電源スイッ
チ（図示しない）の投入により、電気制御回路６０が図
２のステップ１００にてプログラムの実行を開始する。

【００１９】電気制御回路６０は、まずステップ１０２
にてタンク３０に水を補給する処理を実行する。すなわ
ち、タンク３０内の水位が上限水位に達したことを水位
センサ３３が検出するまで、電磁バルブ３２を開いてタ
ンク３０に外部から水を供給する。これにより、タンク
３０内には塩Ｓをほぼ飽和状態に溶かしてなる塩水が上
限水位まで蓄えられる。また、このとき電動ポンプ３８
を所定時間の間作動させてタンク３０内の塩水を攪拌
し、同タンク３０内の塩水の濃度が迅速に安定するよう
にする。

【００２０】上記タンク３０への水の補給後、電気制御
回路６０はステップ１０４にて電解水の生成を開始す
る。すなわち、電磁バルブ２２を開いて電解槽１０への
水の供給を開始し、電動ポンプ３８を作動させて同水へ
のタンク３０内の塩水の混入を開始するとともに、定電
圧電源４０を作動させて両電極１４，１５への正負の直
流電圧の印加を開始する。このとき、電動ポンプ３８に
は、予め設定された所定の流量で、タンク３０内の塩水
を送出させる。また、定電圧電源４０には、予め設定さ
れた所定の大きさの直流電圧を電極１４，１５に印加さ
せる。

【００２１】上記電解水の生成の開始後、電気制御回路
６０は、ステップ１０６にて、直流電流計５０によって
計測された電流値と最適電流値Ｉ０とを比較判定する。
最適電流値Ｉ０は、所望する電解水を生成するのに最も
適当な電流値に予め設定されている。計測電流値が最適
電流値Ｉ０より大きかった場合、電気制御回路６０はス
テップ１０８にて電動ポンプ３８の送出量を若干減少さ
せる。これにより、電解槽１０にて電気分解される水に
混入される塩水の量が減少して同水に含まれる塩の濃度
が減少するため、両電極１４，１５間を流れる電流が減
少する。そして再びステップ１０６にて計測電流値と最
適電流値Ｉ０とを比較判定し、依然計測電流値が最適電
流値Ｉ０より大きかった場合は再びステップ１０８の処
理を実行する。一方、計測電流値が最適電流値Ｉ０より
小さかった場合、電気制御回路６０はステップ１１０に
て電動ポンプ３８の送出量を若干増加させる。これによ
り、電解槽１０にて電気分解される水に混入される塩水
の量が増加して同水に含まれる塩の濃度が増加するた
め、両電極１４，１５間を流れる電流が増加する。そし
て再びステップ１０６にて計測電流値と最適電流値Ｉ０
とを比較判定し、依然計測電流値が最適電流値Ｉ０より
小さかった場合は再びステップ１１０の処理を実行す
る。これらステップ１０６〜１１０の繰返し実行によ
り、電極１４，１５間を流れる電流が最適電流値Ｉ０と
等しくなるべく、電動ポンプ３８の送出する塩水の量が
調整される。

【００２２】上述のように電動ポンプ３６の送出する塩
水の量が調整されて、両電極１４，１５間を流れる電流
が最適電流値Ｉ０と等しくなると、電気制御回路６０は
プログラムをステップ１１２へ進める。ステップ１１２
においては、水位センサ３３の検出に基づき、タンク３
０内の水位が下限水位以上であるか否かを判定する。タ
ンク３０内の水位が下限水位以上であれば、電気制御回
路６０は「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ１
１４へ進め、前記ステップ１０６と同様に計測電流値と
最適電流値Ｉ０とを比較判定する。いま、上記ステップ
１０６〜１１０の処理により電極１４，１５間を流れる
電流は最適電流値Ｉ０と等しくなっているため、電気制
御回路６０はプログラムを再びステップ１１２へ進め、
以後、ステップ１１２，１１４の処理を繰返し実行し続
ける。

【００２３】上記ステップ１１２，１１４の繰返し実行
中、タンク３０内の塩水の濃度の微少な不均一性により
電解槽１０に供給される水に混入される塩水の濃度が微
少に変化したり、負の直流電圧が印加される電極１５に
スケールが蓄積して電気分解の効率が低下するなどし
て、両電極１４，１５間を流れる電流が微小に変化した
場合、電気制御回路６０はプログラムをステップ１１６
又はステップ１１８へ進め、同電流が最適電流値Ｉ０と
等しくなるべく定電圧電源４０が両電極１４，１５に印
加する直流電圧を調整する。すなわち、計測電流値が最
適電流値Ｉ０より大きかった場合、電気制御回路６０は
ステップ１１６にて定電圧電源５０の印加電圧を若干減
少させる。これにより、両電極１４，１５間を流れる電
流が減少する。そして再びステップ１０６にて計測電流
値と最適電流値Ｉ０とを比較判定し、依然計測電流値が
最適電流値Ｉ０より大きかった場合は再びステップ１１
６の処理を実行する。一方、計測電流値が最適電流値Ｉ
０より小さかった場合、電気制御回路６０はステップ１
１８にて定電圧電源４０の印加電圧を若干増加させる。
これにより、両電極１４，１５間を流れる電流が増加す
る。そして再びステップ１１４にて計測電流値と最適電
流値Ｉ０とを比較判定し、依然計測電流値が最適電流値
Ｉ０より小さかった場合は再びステップ１１８の処理を
実行する。これらステップ１１４〜１１８の繰返し実行
により、電極１４，１５間を流れる電流が最適電流値Ｉ
０と等しくなるべく、定電圧電源４０の印加電圧が調整
される。

【００２４】一方、上記ステップ１１２〜１１８からな
る処理の繰返し実行中、タンク３０内の塩水は電動ポン
プ３８の作動により給水管２０に供給され続けている。
そして、同供給によりタンク３０の水位が低下して下限
水位に達すると、水位センサ３３がこれを検出し、電気
制御回路６０はステップ１１２における「ＮＯ」との判
定の基にステップ１２０にて上記ステップ１０２と同様
のタンク３０内に水を補給する処理を実行して、プログ
ラムを再びステップ１０６へ進める。

【００２５】上述のように、上記実施形態においては、
タンク３０に水が補給されたとき、すなわち、タンク３
０内の塩水の濃度が不安定になったり、同タンク３０内
に塩Ｓが不足するなどして、電気分解される水に混入さ
れる塩水の濃度が極端に低下して同水に含まれる塩の濃
度が極端に低下する可能性が生じるときには、電気分解
される水に混入される塩水の量が、電極１４，１５間を
流れる電流に応じ調整される。したがって、これによれ
ば、通常、タンク３０内の塩水の濃度や電解槽１０に供
給される水の流量によらず、電気分解される水に含まれ
る塩の濃度が常にほぼ一定に保たれて安定した電解水が
生成されるようになった上で、電気分解される水に含ま
れる塩の濃度が極端に低下した場合に電極１４，１５間
に極端に高い電圧が印加されることがないため、電極１
４，１５の破損が回避される。また、電気分解のための
電源として定電流電源を用いていないため、装置全体を
小型かつ安価に構成することができる。

【００２６】また、上記実施形態においては、上記混入
塩水量の調整後、次にタンク３０に水が補給されるま
で、定電圧電源４０が電極１４，１５に印加する電圧
が、電極１４，１５間を流れる電流に応じ調整される。
したがって、これによれば、当該電解水生成装置の長期
的な使用により負の直流電圧が印加される電極１５にス
ケールが蓄積し、電解槽１０における電気分解の効率が
低下した場合にも、電気分解される水に含まれる塩の濃
度が一定に保たれるため、安定した電解水が生成され
る。

【００２７】また、上記実施形態においては、タンク３
０に水が補給されるとき、電動ポンプ３８が作動して同
タンク３０内の塩水を攪拌する。これにより、同タンク
３０内の塩水の濃度が迅速に安定するため、電気分解さ
れる水に混入される塩水の濃度も迅速に安定して同水に
含まれる塩の濃度も迅速に安定し、より安定した電解水
が生成されるようになる。

【００２８】なお、上記実施形態においては、電解槽１
０として隔膜１１により両電極室１２，１３に分離され
たものを採用したが、隔膜が設けられていないものであ
ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る電解水生成装置の
全体概略図である。

【図２】 図１の電気制御回路（マイクロコンピュー
タ）により実行されるメインプログラムを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０…電解槽、１４，１５…電極、２０，３１…給水
管、２２，３２…電磁バルブ、３０…タンク、３３…水
位センサ、３４…導管、３５，３８…電動ポンプ、３７
…供給管、４０…定電圧電源、５０…直流電流計、６０
…電気制御回路（マイクロコンピュータ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の電極を収容してなる電解槽と、 前記電解槽に外部からの水を連続的に供給する給水手段
   と、 塩水を蓄えたタンクと、 前記給水手段が電解槽に供給する水に前記タンク内の塩
   水を連続的に所定量混入する混入手段と、 前記一対の電極間に所定の電圧を印加する定電圧電源と
   を備えた電解水生成装置において、 前記一対の電極間を流れる電流を計測する電流計と、 前記電流計により計測された電流が、予め定められた所
   定の電流値より大きいとき前記混入手段が混入する塩水
   の量を少なくし、同所定の電流値より小さいとき同混入
   手段が混入する塩水の量を多くする第１制御手段とを設
   けたことを特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の電解水生成装置にお
   いて、 前記タンクを外部から水が間欠的に補給されるように構
   成し、 前記タンクへの水の補給を検出する水補給検出手段と、 前記第１制御手段による混入塩水量の調整後、前記電流
   計により計測された電流が、前記所定の電流値より大き
   いとき前記定電圧電源が印加する電圧を小さくし、同所
   定の電流値より小さいとき同定電圧電源が印加する電圧
   を大きくする第２制御手段と、 前記第２制御手段による印加電圧の調整中に前記水補給
   検出手段が前記タンクへの水の補給を検出したとき、同
   第２制御手段による印加電圧の調整を中止して前記第１
   制御手段による混入塩水量の調整を実行する制御切換手
   段とを設けたことを特徴とする電解水生成装置。
3. 【請求項３】前記請求項１又は請求項２に記載の電解水
   生成装置において、 前記タンク内の塩水を攪拌する攪拌手段を設けたことを
   特徴とする電解水生成装置。