JPH03224679A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は水を電解してアルカリイオン水と酸性水１；整
水する電解水生成装置に関し、詳細には陰極−陽極両用
の電極を使用し、印加電圧の極性を変換して連続的に水
の電解水生成作用を行う圧力式の電解水生成装置取水配
管システムに関する。

〔発明の技術背景〕 水を電解してアルカリイオン水と酸性水を生成する装置
は電解槽の陰極室やアルカリ水の配管路にカルシウムが
析出し正常な運転が損われる。このため定期的に薬液洗
浄や逆電洗浄をして析出カルシウムを溶解させている。

しかしながら、薬液洗浄や逆電洗浄を行うには洗浄水の
回路が必要になるだけでなく、洗浄操作に専門技術を要
し、メンテナンスが容易でない。また、洗浄処理中は？
Ｕ解氷の生成が停止ヒされるという不都合もある。そこ
で陰極−陽極両用に耐用できる電極を使用し、印加電圧
の極性を所定時間毎に変換して連続的に電解水の生成操
作を行うことのできる電解整水装置が考えられている。

この種の電解水生成装置は電極室及び電解水の管路が定
期的にアルカリ水から酸性に切換わるため析出カルシウ
ムが洗浄されることになるが、電解槽の一側から水を給
水し、他側の電解水取水管路側に没けたバルブで水の給
水及び電解機の作動を制御する、いわゆる圧力式の電解
水生成装置ではいろいろな不都合が生じる。

先ず、この秤の圧力式の電解水生成装置では？Ｕ電解水
利用側、すなわち取水側で電解槽への水の給水を制御す
るには電解槽の一対の取水路を同時に開閉制御しなけれ
ばならない。そうしないと開いている方の取水路はたれ
流しになり給水を止めることができないからである。

そこで、従来は　　　　　　　　　　　　蛇口等で開閉
される一方の管路の流量を検出して電解機をＯＮ−ＯＩ
”　Ｆ制御するとともに、これに連動時に開閉している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来は二段フロースイッチバルブを一対の取
水管路の流路切換装置の下流側に設置していたため、フ
ロースイッチバルブの一対の通路を流れる水はアルカリ
水または酸性水に特定している。　従って、電ｉ性が変
−でもフロースイッチバルブのアルカリ水通路のカルシ
ウムは溶解されず、結局はフロースイッチバルブの洗浄
のために装置全体の薬液洗浄を行なわなければならなか
った。

尚、単にフロースイッチバルブを流路切換装置の上流側
に付は変えても流路切換装置によって取水蛇口とフロー
スイッチバルブの流量検出通路が対応しなくなるため、
給水が止められな（なり、問題は解決されない。

従って、本発明の主たる目的は、フロースイッチバルブ
の析出カルシウムも同時に除去され且つ取水蛇［１の開
閉で一対の取水路が連通して開閉する電解水生成装置を
提供し、これにより、薬液洗浄がまったく不要にするこ
とにある。

本発明の他の目的は７ｕ解電圧の極性切り換え時に所定
時間だけ取水管路の水抜きがなされ、切り換え時に取水
側のアルカリ水または酸性水に他方の性質の水が混じら
ないようにした上記電解水生成装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の上記上たる目的は、陰極−陽極両用の電極を使
用し、印加電圧の極性を変換して連続的に水を１６解す
る圧力式電解槽を具備するとともに、この電解槽の一対
の電解水取水管路に流路切換装置を設け、電極の極性変
換と取水路の流路切換えが相互に関連して作動するよう
にした電解水生成装置において、流量検出通路と流路開
閉通路の二系統の流体通路を有し、検出通路の流電を検
出して電解機の電解作動をＯＮ−ＯＦＦ制御するととも
にこれと連動して開閉通路を開閉制御する二段式フロー
スイッチバルブを、前記流路切換装置上流側において各
々の取水管路の流れを検出できるように各１個配設し、
これらフロースイッチバルブの流−ｎｔ検出通路を通る
少なくとも一つの取水管路が“、流路切換装置の上流ま
たは下流において、他方の取水管路に設けたフロースイ
ッチバルブの流路開閉通路を通るように配管することに
よって達成される。

また、本発明の上記他の目的は上記電解水生成装置にお
いて、流路切換装置の下流側の取水管路の少なくとも一
方に、該取水管路をドレン側に選択的に切換える排水切
換弁を設けることによって達成される。

〔発明の作用〕

本発明は上記のように一対の電解水取水管路の流路切換
装置よりも上流側にそれぞれ二段式フロースイッチバル
ブを設け、一方のフロースイッチバルブの流１ｉｌ検出
装置を通る取水管路が他方のフロースイッチバルブの開
閉通路を通るようになっているから、？Ｔｈ　Ｍ　電圧
の極性が切換えられると電解槽の電極室、電解槽から流
路切換装置までの取水管路及びフロースイッチバルブを
通る電解水はアルカリ水から酸性水に切換わり、析出カ
ルシウムは溶解される。この場合、利用側取水路の蛇口
１等を開閉して一方のフロースイッチバルブの流用検出
装置を作動させると、このフロースイッチバルブの開閉
通路を通る他方の取水管路も開閉され、一対の取水管路
は連動して開閉制御される。

流路切換装置を、各々の取水管路に設けた一対のポペッ
ト弁で構成するとともに、この流路切換装置の下流側の
取水管路に排水切換弁を設けると、ポペット弁及び排水
切換弁の動作のタイミングで一対の取水管路の水をそれ
ぞれの取水口とは別の共有のドレンから排水させる水抜
き回路を構成することができる。そして電圧の極性切換
え時にこの水抜き回路が形成されるようにすると、アル
カリ水と酸性水の混じった水はドレンへ流れ、取水管路
に他方の性質の水が混入することがない。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明の電解水生成装置は、電解電圧を印加する電極１
．２間を電解用隔膜３で一対の電極室に仕切った電解槽
４を有し、電解槽４の一側から給ルカリイオン水と酸性
水を別々に取り出すようになっている。この電解水生成
装置は給水バイブ５から原水を圧送し、電解水の取水路
側に設けた蛇口などの開閉手段８で電解槽４への給水を
制御する圧力式の装置である。

また、電解槽４は印加電圧の極性を変換して電解操作が
できる陰極−陽極両用の電極１．２を使用し、印加電圧
の電気回路の制御部９には一定時間毎に電圧の極性を変
換する機能が具備され、取水管路６，７から排水される
電解水が一定時間毎にアルカリ水から酸性水に、あるい
は酸性水からアルカリ水に変るようになっている。

この種の電極変換式の電解水生成装置はアルカリ水取水
［１からは常にアルカリ水が排出され、酸性水取水口か
らは常に酸性水が得られるようにするため一対の取水管
路６，７に流路切換装置１０が設けられている。

以上の構成になる電極切換可能な圧力式電解水生成装置
において、本発明の特徴は、流量検出通路１２と流路開
閉通路１３の二系統の流体通路を有し、検出通路の流量
を検出して電解機の電解作動をＯＮ−ＯＦＦ制御すると
ともにこれと連動して開閉通路を開閉制御する二段式フ
ロースイッチバルブ１１を、前記流路切換装置１０上流
側において各々の取水管路７．８の流れを検出できるよ
うに各１個配設し、これらフロースイッチバルブ１１．
１１の流量検出通路１２を通る少なくとも一つの取水管
路７または８流路切換装置９の上流または下流において
、他方の取水管路８または７に設けたフロースイッチバ
ルブ１１の流路開閉通路１３を通るように配管したこと
にある。

第１図実施例は二段フロースイッチバルブ１１の流量検
出通路１２を通る一方の取水管路６または７が流路切換
装置１０の上流側において、他方の取水管路８または７
の二段フロースイッチバルブ１１の流路開閉通路１３を
通るようにし、一対の取水管路６，７が一対のフロース
イッチバルブ１１．１１の各々において相互に交差する
ように配管したものであり、また、第２図実施例はフロ
ースイッチバルブ１１の流量検出通路１２を通る一方の
取水管路６または７が、流路切換装置１ｏの下流側にお
いて、切換弁１４を介して他方の取水管路７または６の
フロースイッチバルブＩＩの流路開閉通路１３を通るよ
うに配管したものである。

二段式フロースイッチバルブ１１は第３ａ図及び第３ｂ
図に示すように、バルブケーシング１１１に流量検出用
の通路１２と流路開閉用の通路１３の二系統の流体通路
を上下二段に設け、両通路の隔壁を貨通する弁体１１２
で両通路の弁座１１３Ａ、１１３Ｂを連動して開閉する
ようにしたものである。流量検出通路１２の弁座１１３
ハの上方はダイアフラム１１４で仕切られた容ｈ１変動
のチャンバ１１５が設けられており、前記弁体１１２は
このダイアフラムに支持される。

チャンバ１１５と流量検出通路１２の弁座下流側（出［
１側）は弁体１１２の軸芯に形成した通路１１６で連通
しており、チャンバ１１５と弁座下流側通路の圧力差で
ダイアフラム１１４が上下に移動し、これと一体の弁体
１１２の上下動で二つの流路１２，１３が連動して開閉
するようになっている。

また、弁体１１２の上端にはマグネット１１７が取付け
られているとともに、これと対向するハウジングの壁に
リードスイッチなどの発信装置１１８が設けられており
、弁体１１２の上下移動によって流量検出信号が発信さ
れるようになっている。

従って、図のように取水回路６．７をこの二段フロース
イッチバルブ１１の流−４１検出通路１２と流路開閉通
路１３に接続するとともに、フロースイッチバルブ１１
が開いたときに電解電圧が印加されるように電気回路を
構成しておくと、流量検出通路ＩＩの出口側に通ずる取
水回路６または７の先方を蛇口等の開閉手段８で開閉す
ることによって取水通路６．７が共に開閉し、開閉手段
８に連通ずる流量検出通路１２の開閉に応答して電解作
動がＯＮ　−ＯＦ　Ｆ制御される。

尚、第３ａ図は操作桿１１９によって必要により外部か
ら弁体１１２を強制的に開くことができるようにしたタ
イプの二段式フロースイッチバルブを示し、このものは
、一対の取水管路６，７が流路切換装置１０の上流側で
相互のフロースイッチバルブＩＩ、１１を交差する実施
例（例えば第１図）に使用される。

また、第３ｂ図のフロースイッチバルブは外部からの操
作桿を具備しないもので、このものは流路切換装Ｚ　１
０の下流側の取水路の一方を切換弁１４を介してフロー
スイッチバルブ１１．１１の流路開閉通路１３に通す実
施例（例尤ば第２図実施例）に使用される。

かくして、第１図実施例では、開閉手段８を開くととも
に、この開閉手段８に連通している取水管路（図では取
水管路６）の流路開閉通路１３を操作桿１１９で外部か
ら開いてやると、一対の取水管路６，７が共に通水し、
且つ、電解電圧の電気回路がＯＮとなって、一対の取水
管路６，７からアルカリ水と酸性水が別々に排水される
。この場合、操作桿１１９は開閉手段８を開く当初だけ
操作すればよく、また、この操作は一般には図のように
モータ１２０、カム１２１等により流路切換弁１０など
と関連させて電気的に操作するが、もちろん手動で操作
するようにしてもよい。

他方、第２図実施例では、開閉手段８に迎酒している取
水管路（第２図の場合は取水管路６）は一方のフロース
イッチバルブの流量検出通路１２だけを通っているので
開閉手段８を開くだけで一対の取水管路６，７が共に通
水する。従って、第１図実施例のように他方のフロース
イッチバルブを外部から強制的に開く必要はない。

かくして、第１図、第２いずれの実施例においても、フ
ロースイッチバルブ１１．１１が流路切換装置ＩＯの上
流側に設置されているので、電解７代圧の極性が切換る
とフロースイッチバルブ１１の二系統の通路１２．１３
を流れていた水がアルカリ水から酸性水に変わり、これ
により析出カルシウムが溶解され、電解水生成中にカル
シウム除去がなされる。

また、一対の取水管路６，７は、開閉手段８によって開
閉制御される方のフロースイッチバルブの流量検出通路
１２と流路開閉通路１３を通るようになっているので開
閉手段８の閉操作に連動して同時に閉鎖される。

ところで、極性切換方式の電解水生成装置では電極の極
性変換直後は管路に残っていた極性切換前の水が逆の取
水口から排出されてしまう。

第４図及び第５図の実施例はこの問題を同時に解決しよ
うとするもので、第１図及び第２図の各実施例の装置に
おいて、さらに、流路切換装置１０の下流側の取水管路
に、該取水管路をドレン側１５に選択的に切換える排水
切換弁１６を設け、これにより、極性切換時に残留水を
ドレンから排水し取水口（図では開閉手段８及び取水タ
ンク１７）からは常にアルカリ水または酸性水の所定の
性質の水が得られるようにしたものである。

尚、第４図及び第５図では一方の取水路だけに排水切換
弁１６を設けた場合を例示したが、アルカリ水と酸性水
の両方を利用する場合は両方の取水路に設ける。

第６ａ図〜第６Ｃ図及び第７ａ図〜第７Ｃ図は、第４図
、第５図装置の流路切換装置１０、第２次切換弁１４、
排水切換弁１６にポペット弁を使用した場合の実施例を
示すものである。

このポペット弁１００は第８図に示すように一つの流体
人Ｄ　ｌ　０１と上下２ケ所の流体出口１０２．１０３
を有するバルブケース１０４内に、前記流体出口１０２
，１０３に対応する上下一対の弁座１０５，１０６を設
け、これら一対の弁座１０５．１０６を開閉する弁体１
０７のバルブロッド１０８をバルブケース１０４の外部
に摺動自在に突出させ、外部から開閉操作するようにし
たものである。

かくして、第６ａ図〜第７ｃ図実施例において、流路切
換装置１０は、上記構造の二個のポペット弁１００ａ、
１００ｂを使用し、各々の取水管６゜７を各ポペット弁
１００ａ、１００ｂの流体入口１０１に接続するととも
に、各ポペット弁１００ａ、１００ｂの二つの流体出口
１０２．１０３を二系統の電解水取水口（図では一方の
取水路の開閉手段８と他方の取水路のタンク１７）にそ
れぞれ別々の管路で連通ずるようにして配管されている
。従って、各々のポペット弁は二系統の共有取水口に対
し、所望のタイミングもしくは時間差をもって相互に逆
に開閉させることができる。

尚、第６ａ図〜第７Ｃ図の実施例では、切換弁１４及び
排水切換弁１６にも同様のポペット弁が使用されている
。この実施例で説明すると、流路切換装置ｌＯは電極の
極性変換に関連して、流路切換装置１０及び第２次切換
弁１４に該当するポペット弁１００ａ、１００ｂ、１ｏ
ｏｃの各弁体位置は第６ａ図から第６Ｃ図（あるいはそ
の逆）に、また、第７ａ図から第７Ｃ図（あるいはその
逆）に移動し、一対の取水管路６．７の流路切換えがな
される。この場合、ポペット弁を使用することにより各
弁を所望のタイミングをとって開閉動作させることがで
きるので、電極の極性切換えの際、取水管路６，７に第
６ｂ図、第７ｂ図に示すようなドレン排水回路（水抜き
回路）が開成されるように設計することができる。

すなわち、第６ｂ図ではポペット弁１００ｂの切換えを
ポペット弁１００ａ、１００ｄの切換えよりも遅延させ
ると遅延時間の間は取水回路６゜７はいずれもドレン１
５側にだけ連通し、排水される。従って、取水口に電極
切換え前の残留水が混じることはない。また、この状態
で給水を停止すれば管路の水抜きがなされ、さらに、電
圧印加を停止し且つ給水だけを続ければ原水による洗浄
が行われる。

同様に、第７ｂ図では、排水切換弁１６のポペット弁１
００ｄをドレン１５側に開くとともに、流路切換装置１
０のポペット弁１００ａと第２次切換弁１４のポペット
弁１００Ｃの切換えを、流路切換装置１０の他方のポペ
ット弁１００ｂの切換えよりも遅延させると、遅延時間
の間は取水回路６，７はドレン１５にのみ連通し、第６
ｂ図と同じ作用がなされる。

第６ｂ図及び第７ｂ図いずれの場合も、流路切換弁ＩＯ
及び第２次切換弁１４にポペット弁を使用することによ
り、取水管路６，７のいずれか一方に排水切換弁１６を
設けるだけで両数水管路６゜７のドレン回路が開成され
るという利点もある。

尚、これらポペット弁群は好ましくは図のように弁ロッ
ドの先端にカム１０９を取付け、モータＭで駆動される
共有の作動軸１１０に各々のポペット弁の弁ロッドに対
応するカム１０９を設け、カム面の形状及び角度を適宜
調整することにより上記の一連の弁作動がなされるよう
にする。もつとも、駆動手段はモータ、カム等による場
合に限らず、流体圧シーケンス等で制御することももち
ろん可能である。

以上、この発明の実施例について説明したが、本発明は
この実施例のみに限定されるものでなく、同じ基本構成
及び原理に基づいて種々な形状の変更をなし得ることは
いうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は以上の構成になるので、フロースイッチバルブ
の通路を含めて、装置の主要通路が所定時間毎にアルカ
リ水通路から酸性水に切り換わり、カルシウムが溶解さ
れる。従って、析出カルシウムを除去するための薬液洗
浄が完全に不要となり、メンテナンスが著しく軽減され
る。しかも、取水側の開閉手段によって給水を止めるこ
とができ、たれ流しの問題は解消される。

また、流路切換装置あるいは第２次切換弁にポペット弁
を使用することにより、各々のポペット弁の開閉動作に
タイミングをとることができるので流路切換えの移行時
に所定時間だけドレン排水回路を開成させたり、さらに
は所望の時間に水抜き回路、洗浄回路を開閉することも
でき、従来、困難とされていた電解水生成装置の諸問題
を同時に解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の基本的な構成を示す電解水
生成装置の給排水配管説明図、　第３ａ図及び第３ｂ図
は本発明装置に用いられる二段フロースイッチバルブの
概略説明図、　第４図及び第５図は別の実施例による第
１図及び第２図相当図、　第６ａ図乃至第６Ｃ図はポペ
ット弁を使用する場合の第４図相当図で流路切換えの過
程説明図、　第７ａ図乃至第７Ｃ図はポペット弁を使用
する場合の第５図相当図で流路切換えの過程説明図、　
第８図はポペット弁の概略説明図である。 ４・・・電解槽、　６，７・・・取水管路、　８・・・
開閉手段、　９・・・電気回路制御部、　　１０・・・
流路切換装置、　　ＩＩ・・・フロースイッチバルブ、
　　１２・・・流ｉｔｔ検出通路、　　１３・・・流路
開閉通路、　　１４・・・第２次切換弁、　　１５・・
・ドレン、　　１６・・・排水切換弁、　　１７・・・
取水タンク、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極−陽極両用の電極を使用し、印加電圧の極性
   を変換して連続的に水を電解する圧力式電解槽を具備す
   るとともに、この電解槽の一対の電解水取水管路に流路
   切換装置を設け、電極の極性変換と取水路の流路切換え
   が相互に関連して作動するようにした電解水生成装置に
   おいて、流量検出通路と流路開閉通路の二系統の流体通
   路を有し、検出通路の流量を検出して電解機の電解作動
   をＯＮ−ＯＦＦ制御するとともにこれと連動して開閉通
   路を開閉制御する二段式フロースイッチバルブを、前記
   流路切換装置の上流側において各々の取水管路の流れを
   検出できるように各１個配設し、これらフロースイッチ
   バルブの流量検出通路を通る少なくとも一つの取水管路
   が、流路切換装置の上流または下流において、他方の取
   水管路に設けたフロースイッチバルブの流路開閉通路を
   通るように配管されていることを特徴とする電解水生成
   装置。
2. （２）一方のフロースイッチバルブの流量検出通路を通
   る取水管路が流路切換装置の上流において他方の取水管
   路に設けたフロースイッチバルブの流路開閉通路を通る
   ように相互に交差する回路を構成している請求項（１）
   記載の電解水生成装置。
3. （３）一方のフロースイッチの流量検出通路を通る取水
   管路が、流路切換装置の下流側において、第２次切換弁
   を介して他方の取水管路に設けたフロースイッチバルブ
   の流路開閉通路を選択的に通るように配管されている請
   求項（１）記載の電解水生成装置。
4. （４）流路切換装置の下流側の取水管路の少なくとも一
   方に、該取水管路をドレン側に選択的に切換える排水切
   換弁を設けたことをさらに特徴とする請求項（２）また
   は（３）記載の電解水生成装置。
5. （５）流路切換装置は、各々の取水管路を二系統の共有
   取水口に選択的に連通させる二個一組のポペット弁を具
   備し、各々のポペット弁が二系統の共有取水口に対し、
   所定タイミングで相互に逆に開閉するように構成されて
   いることを特徴とする請求項（１），（２），（３）ま
   たは（４）記載の電解水生成装置。
6. （６）流路切換装置、第２次切換弁がカムによって制御
   されるポペット弁からなり、これらポペット弁の各々の
   カムは共通の駆動装置によって作動されるようになって
   いる請求項（１），（２），（３），（４）または（５
   ）記載の電解水生成装置。