(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水または食塩水等の原水を貯溜する貯水タンクと、この貯水タンクに供給管を介して接続されて内部が隔膜によって電極をそれぞれ収容する２つの室に区切られた電解槽と、前記供給管に介装されて前記貯水タンク内の原水を前記電解槽の両室に圧送する電動ポンプと、前記両電極への通電と前記電動ポンプの作動を制御する制御装置とを備えた電解水生成装置において、前記電動ポンプの停止時にも前記両電極の反応面全体を浸水可能に構成するとともに、前記制御装置により前記両電極への通電が開始してから第１設定時間経過後に前記電動ポンプを起動させ、前記両電極への通電が停止してから第２設定時間経過後に前記電動ポンプを停止させるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水または希塩水等の原水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は例えば特開平７−３２８６２５号公報に示されていて、この装置は、水または食塩水等の原水を貯溜する貯水タンクと、この貯水タンクに供給管を介して接続されて内部が隔膜によって電極をそれぞれ収容する２つの室に区切られた電解槽と、供給管に介装されて貯水タンク内の原水を電解槽の両室に圧送する電動ポンプとを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に示されている電解水生成装置においては、電解槽よりも貯水タンクが低い位置に設けられているため、電動ポンプの停止時には電解槽内に水が存在しない構成になっている。このため、隔膜が空気中に露呈して乾燥するおそれがあり、この場合には隔膜の寿命を縮めるとともに、乾燥した状態で再度水を通しても初期段階では隔膜の透過性が充分に得られなくて、電解によって生じるイオンが透過し難く、電解が的確に行われないという問題があった。
【０００４】
また、電解の開始時、両電極への通電と電動ポンプの駆動が同時であって、電解槽内に水が存在しない状態で通電が開始され、その後に原水が供給されるため、両電極は下方から徐々に浸水し、浸水する箇所に局部的に大電流が流れて電極を痛めるという問題もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した各問題に対処すべくなされたものであり、水または食塩水等の原水を貯溜する貯水タンクと、この貯水タンクに供給管を介して接続されて内部が隔膜によって電極をそれぞれ収容する２つの室に区切られた電解槽と、前記供給管に介装されて前記貯水タンク内の原水を前記電解槽の両室に圧送する電動ポンプと、前記両電極への通電と前記電動ポンプの作動を制御する制御装置とを備えた電解水生成装置において、前記電動ポンプの停止時にも前記両電極の反応面全体を浸水可能に構成するとともに、前記制御装置により前記両電極への通電が開始してから第１設定時間経過後に前記電動ポンプを起動させ、前記両電極への通電が停止してから第２設定時間経過後に前記電動ポンプを停止させるようにしたことに特徴がある。
【０００６】
【発明の作用効果】
本発明による電解水生成装置においては、初期状態（すなわち、貯水タンク内の原水が電解槽内に満たされた状態）にて電解が開始されるときには、制御装置により、全体が浸水状態にある両電極への通電が開始され、第１設定時間経過後に電動ポンプが駆動（通水開始）される。このときには、両電極の反応面全体が浸水状態にあって電極の一部分に局部的に大電流が流れることがなく、電極の反応面全体に均等に電流が流れ、電極の損傷を防止することができる。また、この電解開始時においては、電極への通電開始から第１設定時間が経過するまでは電動ポンプが駆動しないため、電解槽内に満たされた未電解の原水は、この間に電解されて、電動ポンプが駆動するときには所定ｐＨ値の酸性水及びアルカリ性水となっている。このため、電解初期から所定ｐＨ値の酸性水及びアルカリ性水が利用可能となる。
【０００７】
また、電解が停止（一時中断を含む）されるときには、制御装置によって電極への通電が停止してから第２設定時間の経過後に電動ポンプが停止（通水停止）する。この停止した状態でも、両電極の反応面全体を浸水可能にされているため、電解終了後（通電停止後）、電動ポンプの駆動により電解槽内は未電解の原水で満たされている。したがって、隔膜の乾燥を防止できて隔膜の寿命を縮めることがないとともに、電解再開時にもその初期から隔膜の充分な透過性を得ることができて電解が的確に行われる。
【０００８】
また、上記したように電解停止後には、電解槽内は未電解の原水で満たされるようにしたため、電極への通電の停止と電動ポンプの停止が同時に行われて電解槽内に電解後の酸性水及びアルカリ性水が残る場合に比して、隔膜、電極への酸性水及びアルカリ性水による悪影響を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による電解水生成装置の一実施形態を示していて、この電解水生成装置は濃塩水を蓄える濃塩水タンク１０と、同タンク１０の下方に設けられて希塩水を蓄える希塩水タンク２０と、同タンク２０から供給される希塩水を電気分解する電解槽３０と、制御装置４０を備えている。
【００１０】
濃塩水タンク１０は、食塩を、図示しない外部給水源（例えば水道）から給水管１１（給水バルブ１２が介装されている）を介して圧送される水により溶解させてなる略飽和状態の濃塩水を貯溜するためのもので、底部には同濃塩水を希塩水タンク２０へ供給するための供給管１３（ピンチバルブ１４が介装されている）が上方向に侵入し食塩の上方に開口しており、側部にはフロートスイッチ１５が組付けられている。フロートスイッチ１５は濃塩水タンク１０の下限水位と上限水位を検出するためのもので、同スイッチ１５が下限水位を検出すると給水バルブ１２が開いて濃塩水タンク１０への給水が開始され、上限水位を検出すると給水バルブ１２が閉じて濃塩水タンク１０への給水が停止されるようになっている。
【００１１】
希塩水タンク２０は、濃塩水タンク１０から供給される濃塩水を、図示しない外部給水源（例えば水道）から給水管２１（給水バルブ２２が介装されている）を介して圧送される水により所定濃度に希釈した希塩水を貯溜するためのもので、底部には同希塩水を電解槽３０へ供給するための供給管２３（電動ポンプ２４が介装されている）が接続されており、側部にはフロートスイッチ２５が組付けられている。フロートスイッチ２５は希塩水タンク２０の下限水位と上限水位を検出するためのもので、同スイッチ２５が下限水位を検出すると給水バルブ２２が開いて希塩水タンク２０への給水が開始され、上限水位を検出すると給水バルブ２２が閉じて希塩水タンク２０への給水が停止されるようになっている。また、希塩水タンク２０内には濃度センサ（図示しない）が収容されており、希塩水タンク２０への給水にともなって希塩水の濃度が低下すると、同センサの信号に基づいてピンチバルブ１４が開いて希塩水タンク２０に濃塩水が供給され、希塩水タンク２０内の希塩水の濃度は所定濃度に維持される。
【００１２】
電解槽３０は、希塩水タンク２０から供給される希塩水を電気分解して、酸性水とアルカリ性水を生成するためのもので、希塩水タンク２０よりも下方（希塩水タンク２０の底面よりも電解槽３０の上面が下方）に配置されており、内部が隔膜３１によって陽極室３２と陰極室３３に区画されている。陽極室３２は酸性水を生成する室であって陽電極３４を収容しており、生成された酸性水は先端が大気開放された導出管３６を介して所定の箇所に導かれ、また、陰極室３３はアルカリ性水を生成する室であって陰電極３５を収容しており、生成されたアルカリ性水は先端が大気開放された導出管３７を介して所定の箇所に導かれるようになっていて、両電極３４，３５は直流電源装置３９に接続されている。直流電源装置３９は、両電極３４，３５間に所定の直流電圧を印加するためのものであって、その通電の開始及び停止は制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００１３】
制御装置４０は、電動ポンプ２４及び直流電源装置３９のそれぞれに接続されていて、電動ポンプ２４の駆動・停止及び直流電源装置３９の通電の開始・停止を制御するようになっている。
【００１４】
上記のように構成した本実施形態においては、図１に示した初期状態（濃塩水タンク１０が上限水位まで濃塩水で満たされ、希塩水タンク２０が所定濃度の希塩水で上限水位まで満たされ、電解槽３０が所定濃度の希塩水で満たされた状態）にて電解水生成スイッチ（図示しない）をオン操作すると（図２のｔ１参照）電解が開始されて、制御装置４０の制御下にて直流電源装置３９による通電が開始され、両電極３４，３５間に所定電圧が印加される。電圧印加を開始してから第１設定時間Ｔ１（電動ポンプ２４の作動によって希塩水が電解槽３０内を流れて通過する時間と略同じ時間である）が経過すると（図２のｔ２参照）、制御装置４０は電動ポンプ２４を駆動させて希塩水タンク２０内の希塩水を電解槽３０の両室３２，３３に供給する。このときには（すなわち、図２のｔ１〜ｔ２間）、両電極３４，３５の反応面全体が浸水状態にあって電極３４，３５の一部分に局部的に大電流が流れることがなく、電極３４，３５の反応面全体に均等に電流が流れ、電極３４，３５の損傷を防止することができる。また、この電解開始時においては、電極３４，３５への通電開始から第１設定時間Ｔ１が経過するまでは電動ポンプ２４が駆動しないため、電解槽３０内に満たされた未電解の希塩水は、この間に電解されて、電動ポンプ２４が駆動するときには所定ｐＨ値の酸性水及びアルカリ性水となっている。このため、電解初期から所定ｐＨ値の酸性水及びアルカリ性水が利用可能となる。なお、電動ポンプ２４の駆動により供給される希塩水は、電解水生成スイッチがオフ操作されるまで順次電解されて導出される。
【００１５】
一方、電解水生成スイッチをオフ操作すると（図２のｔ３参照）、制御装置４０の制御下で直流電源装置３９による通電が停止されて両電極３４，３５間への電圧印加が停止する。電圧印加が停止してから第２設定時間Ｔ２（電解槽３０内の酸性水及びアルカリ性水が全て排出されるまでの時間）が経過すると（図２のｔ４参照）、制御装置４０は電動ポンプ２４を停止させて電解槽３０への希塩水の供給を停止する。
【００１６】
この停止した状態でも、両電極３４，３５の反応面全体を浸水可能にされているため、電解終了後（通電停止後）、電動ポンプ２４の駆動により電解槽３０内が未電解の希塩水で満たされている。したがって、隔膜３１の乾燥を防止できて隔膜３１の寿命を縮めることがないとともに、電解再開時にもその初期から隔膜３１の充分な透過性を得ることができて電解が的確に行われる。
【００１７】
また、上記したように電解停止後には、電解槽３０内は未電解の希塩水で満たされるようにしたため、電極３４，３５への通電の停止と電動ポンプ２４の停止が同時に行われて電解槽３０内に電解後の酸性水及びアルカリ性水が残る場合に比して、隔膜３１、電極３４，３５への酸性水及びアルカリ性水による悪影響を抑制することができる。なお、電解が停止された後に再度電解水生成スイッチをオン操作すると（図２のｔ５参照）、上述した作動（図２のｔ１〜ｔ４の作動）が繰返し得られる。
【００１８】
上記実施形態においては、電解槽３０の上面を希塩水タンク２０の底面よりも下方（すなわち、両電極３４，３５の反応面及び隔膜３１全体が希塩水タンク２０の底面よりも下方）に設けて、両電極３４，３５の反応面全体を浸水可能に構成して実施したが、両電極３４，３５の反応面を希塩水タンク２０の下限水位よりも下方とすれば、電解槽３０を希塩水タンク２０に対してどこに配置してもよい。この場合において、電解槽３０の上面を希塩水タンク２０の下限水位に一致する位置に配置すれば、電動ポンプ２４の停止時にも隔膜３１及び両電極３４，３５全体が浸水するため、供給管２３の配管長を最短とし得る状態で上記実施形態と同様の作用効果が得られる。また、両電極３４，３５の反応面全体を浸水可能に構成する手段として、供給管２３に逆止弁を設けて、電解槽３０から希塩水タンク２０へ水が逆流するのを防止すれば、電動ポンプ２４の停止時にも隔膜３１及び両電極３４，３５全体を浸水可能にできて、電解槽３０と希塩水タンク２０の位置関係を考慮することなく実施可能である。
【００１９】
また、上記実施形態においては、濃塩水タンク１０の上方から給水管１１を介して水道水を給水し、同タンク１０の底部に収容された食塩を自然に溶解させるようにしたが、図３に示すように、給水管１１から給水される水道水を濃塩水タンク１０の底部に収容された食塩の中に導く導水溶解パイプ１６を濃塩水タンク１０に設けて実施してもよい。この導水溶解パイプ１６はＬ字形状をしたパイプであって、その上端は給水管１１の給水口に近接して開口しており、下方先端は閉塞されていて、折曲部から閉塞端部まで食塩中に埋没している。また、同パイプ１６の折曲部から閉塞端部に至るまでの間には、多数の小孔が設けられていて、水道水は同小孔から食塩中に流出して食塩を溶かすようになっている。
【００２０】
また、図３に示す実施形態においては、水道水を食塩中に導いて食塩の溶解を促進するように実施したが、食塩を更に溶解し易くするため、図４に示すように、導水溶解パイプ１６を直線状とし給水管１１に直結して水道圧によって水道水を噴射させて実施してもよい。このとき、図５に示すように導水溶解パイプ１６は濃塩水タンク１０の底部を対角線上に設けることが望ましい。なお、この場合には、食塩が吹き上がって供給管１３に入り込まないように、濃塩水タンク１０内に仕切板１８（上端を濃塩水タンク１０の上限水位と同レベルにし、塩返しとして食塩側に折曲げることが好ましい）を設け、また、給水管１１に濃塩水が給水バルブ１２まで逆流しないように給水管１１と導水溶解パイプ１６間に逆止弁１７を設けて実施する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電解水生成装置の一実施形態を示す全体概略図である。
【図２】  図１に示した電動ポンプと直流電源装置の作動を示すタイムチャートである。
【図３】  図１に示した濃塩水タンクの他の実施形態を示す概略図である。
【図４】  図１に示した濃塩水タンクのその他の実施形態を示す概略図である。
【図５】  図４に示した濃塩水タンクの平面図である。
【符号の説明】
１０…濃塩水タンク、２０…希塩水タンク（貯水タンク）、２３…供給管、２４…電動ポンプ、３０…電解槽、３１…隔膜、３２…陽極室、３３…陰極室、３４…陽電極、３５…陰電極、３９…直流電源装置、４０…制御装置、Ｔ１…第１設定時間、Ｔ２…第２設定時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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