JPH0889965A

JPH0889965A - 電解水生成装置

Info

Publication number: JPH0889965A
Application number: JP25126594A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tsunokake; 泰洋角掛; Masafumi Kaai; 雅史河相
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】水を電気分解する過程でアルカリイオン水お
よび酸性イオン水（電解水）を生成する電解水生成装置
において、電解水の性状を安定させる。【構成】電解槽２を原水供給管３によって原水供給源
に接続する。原水供給管３に電解質添加装置４を接続し
て原水に電解溶液を添加する。流量センサ12で原水の流
量を検出し、電解質濃度センサ21で電解質溶液の濃度を
検出する。コントローラ５により、原水の流量と電解質
溶液の濃度に基づき、ポンプ19の吐出量を増減して電解
質溶液の原水への添加量を調整する。このようにして、
電解槽２に供給する原水の電解質濃度を調整し、電解槽
２内の電解質濃度を一定に制御することにより、安定し
た性状のアルカリイオン水および酸性イオン水を生成す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水を電気分解する過程
で酸性イオン水およびアルカリイオン水を生成する電解
水生成装置に関するものである。

【０００２】電解槽内に、陰極および陽極からなる電極
と、両極間を区画するとともに水中のイオンを自由に通
過させる分離膜とを設け、この電解槽内に、水道水等の
原水を供給して両極間に直流電圧を印加することによ
り、水を電気分解する過程で水溶液中の陽イオンが陰極
側に移動し、陰イオンが陽極側に移動することを利用し
て、分離膜の陰極側にマグネシウムイオン、カリウムイ
オン、ナトリウムイオン等の陽イオンを多く含むアルカ
リイオン水を生成させ、陽極側に塩素イオン、硫酸イオ
ン等の陰イオンを多く含む酸性イオン水を生成させるよ
うにした電解水生成装置がある。

【０００３】この種の電解水生成装置では、電解槽に供
給される原水に、乳酸カルシウム、塩化ナトリウム、塩
化カリウム、塩化カルシウム等の電解質を添加し、導電
率を高めることによって電解効率を向上させるようにし
ている。

【０００４】そして、電解水生成装置によって生成され
たアルカリイオン水は、飲用等に供することができ、一
方、酸性イオン水は、殺菌、消毒等に、また、アストリ
ンゼントとして美容水に用いることができる。

【０００５】ところで、従来、上記のような電解水生成
装置では、一定の濃度に調整した電解質溶液を電解質溶
液槽に貯留しておき、この電解質溶液をポンプ等によっ
て原水の流路へ給送し、一定の割合で原水に混合して電
解槽に供給し、両電極間に一定の電圧を印加することに
より、一定の性状（pH値等）の電解水を得るようにして
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電解水生成装置では、次のような問題がある。すな
わち、電解質溶液槽内の電解質溶液の濃度が一定であっ
ても、原水の流量、あるいは、電解質溶液のポンプの吐
出量が変化することによって、電解槽に導入される原水
中の電解質濃度が変化することがある。そして、電解槽
内の原水中の電解質濃度が変化すると、その導電率が変
化することにより、電解槽の両電極間の印加電圧が一定
であっても、生成される電解水の性状にばらつきが生じ
ることになる。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、安定した性状の電解水を得ることができる電解
水生成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、原水に電解質溶液を添加
する電解質添加手段と、電解質溶液が添加された原水を
電気分解して酸性イオン水とアルカリイオン水とを生成
する電解槽とを備えてなる電解水生成装置において、原
水の流量を検出する流量検出手段と、電解質溶液中の電
解質濃度を検出する電解質溶液濃度検出手段と、前記流
量検出手段および電解質溶液濃度検出手段の検出値に基
づき前記電解質添加手段による電解質溶液の添加量を制
御して電解槽内の電解質濃度を調整する電解質濃度制御
手段とを設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明は、原水に電解質溶液
を添加する電解質添加手段と、電解質溶液が添加された
原水を電気分解して酸性イオン水とアルカリイオン水と
を生成する電解槽とを備えてなる電解水生成装置におい
て、前記電解槽に導入される原水中の電解質濃度を検出
する原水濃度検出手段と、該原水濃度検出手段の検出値
に基づき前記電解質添加手段による電解質溶液の添加量
を制御して電解槽内の電解質濃度を調整する電解質濃度
制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に係る発明は、上記請求項
２の構成において、原水濃度検出手段は、電解槽の陰
極、陽極間の電圧と電流とにに基づいて前記電解槽内の
原水の導電率を検出する導電率検出手段であることを特
徴とする。

【００１１】

【作用】このように構成したことにより、請求項１に係
る発明は、原水の流量と、原水に添加する電解質溶液の
濃度に基づいて電解質溶液の添加量を調整して、電解槽
内の原水中の電解質濃度を制御する。

【００１２】請求項２に係る発明は、電解槽に導入され
る原水中の電解質濃度に基づいて電解質溶液の添加量を
調整して、電解槽内の原水中の電解質濃度をフィードバ
ック制御する。

【００１３】また、請求項３に係る発明は、電解槽の陰
極、陽極間の電圧と電流とに基づき電解槽内の原水の導
電率を検出し、この導電率に基づいて電解質溶液の添加
量を調整して、電解槽内の原水中の電解質濃度をフィー
ドバック制御する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１５】第１実施例ついて図１を用いて説明する。
図１に示すように、第１実施例に係る電解水生成装置１
は、電気分解を行う電解槽２と、電解槽２に原水を供給
する原水供給管３と、原水に電解質溶液を添加する電解
質添加装置としての電解質添加装置４と、電解質添加装
置４を制御する電解質濃度制御手段としてのコントロー
ラ５とから概略構成されている。

【００１６】電解槽２は、原水を貯留する槽６内に、陰
極７および陽極８からなる電極と、両極７，８間に配置
され、槽６内を陰極７側の室と陽極８側の室に区画する
分離膜９とが設けられている。分離膜９は、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなり、水中のイオン
を自由に通過させられるようになっている。

【００１７】そして、両極７，８間に直流電圧を印加す
ることにより、原水を電気分解する過程で水溶液中の陽
イオンが陰極側に移動し、陰イオンが陽極側に移動する
ことを利用して、分離膜９の陰極側にマグネシウムイオ
ン、カリウムイオン、ナトリウムイオン等の陽イオンを
多く含むアルカリイオン水を生成させて、陽極側に塩素
イオン、硫酸イオン等の陰イオンを多く含む酸性イオン
水を生成させるようになっている。図中、10はアルカリ
イオン水を取り出すためのアルカリ水取出管、11は酸性
イオン水を取り出すための酸性水取出管である。

【００１８】原水供給管３は、一端が電解槽２の槽６に
接続され、他端が水道蛇口等の原水供給源に接続されて
いる。原水供給管３には、電解槽２に供給する原水の流
量を検出する流量検出手段としての流量センサ12が設け
られている。原水供給管３の上流部には、不織布、抗菌
活性炭、中空糸膜等の各種フィルタを備えた浄水器（図
示せず）が設けられており、電解槽２および電解質添加
装置４に供給する原水を濾過して異物、雑菌、塩素等を
除去するようになっている。また、フローセンサ（図示
せず）が設けられており、原水の流れを検知して電解槽
２、電解質添加装置４およびコントローラ５を作動させ
るようになっている。

【００１９】電解質添加装置４は、電解質溶液を貯留す
る電解質溶液槽13と、原水供給管３から電解質溶液槽13
に原水を導入する原水導入管14と、原水導入管14に設け
られた電磁弁15と、電解質溶液槽13内に所定量の電解質
を投入する電解質投入機構16と、電解質溶液槽13内の電
解質溶液の液面を検出する液面センサ17と、電解質溶液
槽13内の電解質溶液を原水供給管３に供給するための電
解質溶液供給管18と、電解質溶液供給管18を通して電解
質溶液槽13から原水供給管３へ電解質溶液を給送するポ
ンプ19とを備えている。

【００２０】そして、原水導入管14から電解質溶液槽13
内に導入した所定量の原水に、電解質投入機構16によっ
て所定量の電解質を投入して電解質溶液槽13内に一定濃
度の電解質溶液を貯留し、ポンプ19の作動によって原水
供給管３へ供給するようになっている。ここで、電解質
としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシ
ウム、乳酸カルシウム等が用いられる。

【００２１】電解質溶液槽13には、電解質の溶解促進お
よび電解質溶液の濃度安定化を図るためにスターラ20が
設けられている。電解質溶液供給管18には、電解質溶液
の電解質濃度を検出する電解質溶液濃度検出手段として
の電解質濃度センサ21および電解質溶液の逆流を防止す
るための逆止弁22が設けられている。

【００２２】コントローラ５は、流量センサ12および電
解質濃度センサ21の検出値に基づいてポンプ19の吐出量
を制御して、電解質溶液の原水への添加量を調整するよ
うになっている。すなわち、原水の流量と電解質溶液の
濃度に基づいて、原水への電解質溶液の添加量を増減す
ることにより、電解槽２に導入される原水中の電解質濃
度を一定に制御するようになっている。

【００２３】また、コントローラ５は、液面センサ17の
検出に基づき、電磁弁15および電解質投入機構16を制御
して電解質溶液槽13内に貯留した電解質溶液の濃度を一
定に保つようになっている。ここで、例えば、電解質溶
液槽13内の電解質溶液の液面が所定位置まで低下したと
き、電解質投入機構16によって所定量の電解質を投入
し、同時に、電磁弁15を開いて原水を導入し、その後、
液面センサ17が液面が所定位置までの上昇したこと検知
したとき電磁弁15を閉じることにより、一定濃度の電解
質溶液を得ることができる。そして、インジケータ23に
信号を出力して電解質の補充時期を知らせる。

【００２４】以上のように構成した第１実施例の作用に
ついて次に説明する。

【００２５】原水供給源から供給された原水は、原水供
給管３を通り、浄水器によって濾過され、電解質添加装
置４によって電解質溶液が混入されて電解槽２へ導入さ
れる。このとき、原水供給管３に原水が流れることによ
り、フローセンサの検出信号が通水状態となり、電解槽
２、電解質添加装置４等の各機器に通電され電解水生成
装置１が作動状態になる。また、電磁弁15の開閉によ
り、原水供給管３を流れる原水の一部は原水導入管14を
介して電解質添加装置４の電解質溶液槽13に導入され
る。

【００２６】電解槽２では、陰極７、陽極８間に直流電
圧を印加して電解質溶液が混入された原水を電気分解す
る。分離膜９の陰極側には、マグネシウムイオン、カリ
ウムイオン、ナトリウムイオン等の陽イオンを多く含む
アルカリイオン水が生成し、陽極側には、塩素イオン、
硫酸イオン等の陰イオンを多く含む酸性イオン水が生成
する。そして、アルカリイオン水は、アルカリ水取出管
10から取り出して飲用等に供し、一方、酸性イオン水
は、酸性水取出管11から取り出して殺菌、消毒等に、ま
た、アストリンゼントとして美容水に用いる。

【００２７】このとき、コントローラ５によって、流量
センサ12が検出する原水の流量と、電解質濃度センサ21
が検出する電解質溶液中の電解質濃度に基づいてポンプ
19の吐出量を制御し、原水への電解質溶液の添加量を調
整しているので、電解質溶液槽13内に貯留された電解質
溶液の電解質濃度、あるいは原水供給管３の原水の流量
にばらつきが生じても、電解槽２に導入される原水中の
電解質濃度を一定に調整することができる。これによ
り、一定のpH値を有する安定した性状のアルカリイオン
水および酸性イオン水を得ることができる。

【００２８】次に、本発明の第２実施例について、図２
を用いて説明する。なお、第２実施例は、上記第１実施
例に対して、各センサの配置およびコントローラによる
ポンプの吐出量の制御内容が異なること以外は、以下、
第１実施例と同様の部分には同一番号の番号を付して、
異なる部分についてのみ詳細に説明する。

【００２９】図２に示すように、第２実施例に係る電解
水生成装置24では、原水供給管３の電解質溶液供給管18
の接続部と電解槽２の間に、原水中の電解質濃度を検出
する原水濃度検出手段としての電解質濃度センサ25が設
けられている。なお、上記第１実施例に設けられた流量
センサ12および電解質濃度センサ21は、電解水生成装置
24では省略されている。

【００３０】そして、電解質濃度検出手段としてのコン
トローラ26により、電解質濃度センサ25の検出値に基づ
いてポンプ19の吐出量を制御して原水への電解質溶液の
添加量を調整するようになっている。すなわち、電解槽
２に導入される原水中の電解質濃度を電解質濃度センサ
25によって直接検出し、これをフィードバックしてポン
プ19の吐出量を増減することにより、電解槽２に導入さ
れる原水中の電解質濃度を一定に制御するようになって
いる。

【００３１】また、コントローラ26は、上記第１実施例
のコントローラ５と同様に、液面センサ17の検出に基づ
いて電磁弁15および電解質投入機構16を制御して、電解
質溶液槽15内に一定濃度の電解質溶液を貯留し、電解質
の補充時期をインジケータ23に出力するようになってい
る。

【００３２】以上のように構成した第２実施例の電解水
生成装置によれば、原水供給管３の電解質溶液供給管18
の接続部の下流側に設けた電解質濃度センサ25の検出濃
度をフィードバックして電解質溶液の原水への添加量を
調整しているので、電解質溶液槽13内に貯留された電解
質溶液の電解質濃度および原水供給管３の原水の流量に
ばらつきが生じた場合に加えて、原水中にもともと含ま
れている電解質の濃度の濃度が変化した場合でも、電解
槽２に導入される原水中の電解質濃度を常に一定に調整
することができる。よって、一定のpH値を有する安定し
た性状のアルカリイオン水および酸性イオン水を得るこ
とができる。

【００３３】これにより、設置場所等によって原水の性
状（電解質の含有量）が異なる場合でも、電解槽２の電
解強度を調整することなく、常に一定の性状の電解水を
得ることができる。

【００３４】次に、本発明の第３実施例について図３な
いし図６を用いて説明する。なお、第３実施例は、上記
第２実施例に対して、原水の電解質濃度の検出手段およ
びコントローラの制御内容が異なること以外は、おおむ
ね同様であるから、以下、第２実施例と同様の部分には
同一の番号を付し、異なる部分についてのみ詳細に説明
する。

【００３５】図３に示すように、第３実施例に係る電解
水生成装置27では、電解槽２の陰極７および陽極８に電
圧を印加する電源装置28に、導電率検出装置29が接続さ
れている。なお、上記第２実施例に設けられた電解質濃
度センサ25は、電解水生成装置27では省略されている。

【００３６】導電率検出装置29は、原水中の電解質濃度
に応じて原水の導電率が変化することに着目し、陰極
７，陽極８間の印加電圧および電流を検出して、この印
加電圧と電流との関係から電解槽２内の原水の導電率、
すなわち電解質濃度を検出するようになっている。この
とき、原水の導電率は、図４に示すように、その温度に
よっても変化するので、電解槽２内に設けた温度センサ
30によって原水の温度を検出し、この検出温度に基づい
て電解質濃度の温度補償を行っている。

【００３７】そして、コントローラ31により、導電率検
出装置29の出力信号に基づいてポンプ19の吐出量を制御
して原水への電解質溶液の添加量を調整するようになっ
ている。すなわち、電解槽２内の原水中の電解質濃度を
導電率検出装置29によって検出し、これをフィードバッ
クしてポンプ19の吐出量を制御することにより、電解槽
２内の原水中の電解質濃度を一定に制御するようになっ
ている。

【００３８】コントローラ31による電解質濃度のフィー
ドバック制御の一例について図５を参照して説明する。
なお、図５（Ａ）は、電解質濃度が設定濃度範囲の下限
値を下回った場合を示し、（Ｂ）は、設定濃度範囲の上
限値を上回った場合を示す。

【００３９】図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、導電率
検出装置29の出力信号に基づく電解質濃度が、設定した
濃度範囲からはずれたとき（時刻t₁，T₁参照）、ポンプ
19の吐出量を一定量増加または減少させ、同時に、電解
質濃度の監視を一定時間停止した後、電解質濃度の監視
を復帰する（時刻t₂，T₂参照）。これにより、ポンプ19
の吐出量を変化させて原水供給管３内の原水への電解質
溶液の添加量を増減してから、電解槽内２の電解質濃度
が変化するまでのタイムラグを吸収して円滑な制御を行
うようにしている。

【００４０】また、ポンプ19の吐出量を増加させる場合
は、増加開始時の増加量を大きくし（図５（Ａ）のａ部
参照）、また、吐出量を減少させる場合は、減少開始時
の減少量を大きくし（図５（Ｂ）のｂ部参照）、その後
所定の増減量に調整することにより、電解槽２内の電解
質濃度の増減を早め、電解質濃度の調整のタイムラグを
短縮して安定した制御が行えるようにしている。なお、
電解質濃度の監視の停止時間および吐出量の初期増減量
は、原水供給管３および電解槽２の容積ならびに原水の
流量に基づいて最適な制御が行えるように決定すること
ができる。

【００４１】また、コントローラ31は、上記第１および
第２実施例のコントローラ５，26と同様にして、電解質
溶液槽15内に一定濃度の電解質溶液を貯留し、電解質の
補充時期をインジケータ23に出力するようになってい
る。

【００４２】以上のように構成した第３実施例に係る電
解水生成装置27によれば、電解槽２内の電解質濃度を直
接検出し、これをフィードバックして電解質溶液の原水
への添加量を調整しているので、上記第２実施例と同様
に、電解質溶液の電解質濃度、原水の流量、原水中の電
解質濃度にばらつきがある場合でも、電解槽２内の電解
質濃度を常に一定に調整することができる。さらに、電
解槽２内の電極７，８間の電圧と電流とに基づいて電解
質濃度を制御するので、電気分解の状況に応じた制御を
行うことができ、安定した性状の電解水を得ることがで
きる。

【００４３】なお、上記第２および第３実施例では、原
水の流量を検出する流量センサを省略しているが、上記
第１実施例と同様に、原水供給管３に流量センサを設
け、上記のコントローラによる制御に加えて、この流量
センサの検出信号に基づいてポンプ19の吐出量の増減値
を制御することもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に係る発
明は、流量検出手段と電解質溶液濃度検出手段と電解質
濃度制御手段とを設けたことにより、原水の流量と、原
水に添加する電解質溶液の濃度に基づいて電解質溶液の
添加量を調整して、電解槽内の原水中の電解質濃度を制
御するので、電解槽内の電解質濃度を一定に調整して安
定した性状のアルカリイオン水および酸性イオン水を得
ることができる。

【００４５】請求項２に係る発明は、原水濃度検出手段
および電解質濃度制御手段を設けたことにより、電解槽
に導入される原水中の電解質濃度に基づいて電解質溶液
の添加量を調整して、電解槽内の原水中の電解質濃度を
フィードバック制御するので、もとの原水中の電解質濃
度にかかわらず、電解槽内の電解質濃度を一定に調整し
て安定した性状のアルカリイオン水および酸性イオン水
を得ることができる。

【００４６】また、請求項３に係る発明は、上記請求項
２に係る発明において、原水濃度検出手段を導電率検出
手段としたことにより、電解槽の陰極、陽極間の電圧と
電流とに基づき電解槽内の原水の導電率を検出し、この
導電率に基づいて電解質溶液の添加量を調整して、電解
槽内の原水中の電解質濃度をフィードバック制御するの
で、電気分解の状況に応じた制御を行うことができ、安
定した性状のアルカリイオン水および酸性イオン水を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３実施例を示すブロック図である。

【図４】原水の温度と導電率の関係を示す図である。

【図５】図３の装置のコントローラによる制御の一例を
示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１電解水生成装置２電解槽４電解質添加装置（電解質添加手段）５コントローラ（電解質濃度制御手段）７陰極８陽極 12 流量センサ（流量検出手段） 21 電解質濃度センサ（電解質溶液濃度検出手段） 24 電解水生成装置 25 電解質濃度センサ（原水濃度検出手段） 26 コントローラ（電解質濃度制御手段） 27 電解水生成装置 29 導電率検出装置（導電率検出手段） 31 コントローラ（電解質濃度制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水に電解質溶液を添加する電解質添加
手段と、電解質溶液が添加された原水を電気分解して酸
性イオン水とアルカリイオン水とを生成する電解槽とを
備えてなる電解水生成装置において、原水の流量を検出
する流量検出手段と、電解質溶液中の電解質濃度を検出
する電解質溶液濃度検出手段と、前記流量検出手段およ
び電解質溶液濃度検出手段の検出値に基づき前記電解質
添加手段による電解質溶液の添加量を制御して電解槽内
の電解質濃度を調整する電解質濃度制御手段とを設けた
ことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】原水に電解質溶液を添加する電解質添加
手段と、電解質溶液が添加された原水を電気分解して酸
性イオン水とアルカリイオン水とを生成する電解槽とを
備えてなる電解水生成装置において、前記電解槽に導入
される原水中の電解質濃度を検出する原水濃度検出手段
と、該原水濃度検出手段の検出値に基づき前記電解質添
加手段による電解質溶液の添加量を制御して電解槽内の
電解質濃度を調整する電解質濃度制御手段とを設けたこ
とを特徴とする電解水生成装置。
【請求項３】原水濃度検出手段は、電解槽の陰極、陽
極間の電圧と電流とにに基づいて前記電解槽内の原水の
導電率を検出する導電率検出手段であることを特徴とす
る電解水生成装置。