(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水に電解補助剤を添加して電解溶液を生成する電解補助剤供給部を有すると共に、イオン交換膜とこのイオン交換膜の両側に配置される一対の電極とを具備する電解槽内に前記電解溶液を導入し、この電解溶液を電離することにより強アルカリ性水及び強酸性水を生成する強電解水生成器において、
前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する前記電解溶液又は水道水を前記電解槽と前記生成部本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を前記電解溶液又は水道水中に保持するようにしたことを特徴とする強電解水生成器。
【請求項２】
請求項１において、前記電解補助剤供給部は、前記水道水に予め含まれる電解補助剤の濃度を検出する濃度検出手段を具備すると共に、前記濃度検出手段の検出した濃度に応じて、前記電解補助剤を添加することを特徴とする強電解水生成器。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記電解補助剤供給部には、所定の圧力で前記水道水が供給される水道水供給路と、供給された水道水に前記電解補助剤を添加した前記電解溶液を前記電解水生成部に供給する電解溶液吐水路とを具備すると共に、前記水道水供給路には、前記水道水の流量を検出する水量検出手段が設けられており、前記電解補助剤供給部は、前記水量検出手段が検出した前記水道水の流量に応じて、前記水道水に前記電解補助剤を連続的に添加することを特徴とする強電解水生成器。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記電解槽内に前記電解溶液を所定の圧力で供給する電解溶液供給路と、前記電解槽から強アルカリ性水を吐水すると共に下流側に水栓が設けられた吐水路と、前記電解槽から強酸性水を排出する排出路とを具備すると共に、前記吐水路に設けられて前記強アルカリ性水の吐水量を検出する吐水量検出手段と、前記排出路に設けられて前記強酸性水の排出量を調整する流量調整手段と、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量に基づいて、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量が所定の割合となるように前記流量調整手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする強電解水生成器。
【請求項５】
請求項４において、前記排出路には、前記強酸性水の排出量を検出する排出量検出手段をさらに具備することを特徴とする強電解水生成器。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記制御手段は、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量を取得し、これに基づいて前記強アルカリ性水と前記強酸性水とが所定の比率となるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする強電解水生成器。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とする強電解水整水器。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とする強電解水生成器。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかにおいて、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とする強電解水生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道から供給される水道水に塩化ナトリウム等の電解補助剤を添加して電解溶液を生成し、この電解溶液を電離して強アルカリ性水及び強酸性水を供給可能な強電解水生成器に関し、特に、電解槽内にイオン交換膜を介在させて強アルカリ性水と強酸性水とを分離生成するタイプの強電解水生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
強アルカリ性水及び強酸性水は、水道水に塩化ナトリウムや希塩酸等の補助電解剤を添加して電解溶液を生成した後、この電解溶液を正負の電極間にイオン交換膜を介在させた電解槽内で電解することで強電解水として生成されている。
【０００３】
このような強電解水として生成された強アルカリ性水や強酸性水は、殺菌、除菌及び消毒等が行えることから、医療、食品加工業、食品販売業、水産業及び畜産業などの広い業界で使用されている。また、強アルカリ性水や強酸性水は、家庭で使用したいという要望もあり、小型化したものが求められている。
【０００４】
強電解水生成器としては、連続して供給される原水のアニオン濃度を測定すると共に、アニオン濃度に見合った食塩を原水に添加し、食塩の添加された原水を正負の電極間にイオン交換膜を介在させた電解槽内で電解することで強電解水を得るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、このような強電解水生成器では、強酸性水の吐水を停止した際、強アルカリ性水が吐水される強アルカリ性水吐出管は大気開放されているため、電解槽内の強アルカリ性水側と強酸性水側とで水圧差が生じる。そして、電解槽内に配置されているイオン交換膜は、その厚さが極めて薄く、また水素イオンを通すための小穴が開いているため破損しやすく、このような水圧差によって瞬時に破損してしまうという問題がある。
【０００６】
このため、従来の装置では、水道水の流量が２０〜３０（Ｌ／分）程度であるのに対し、生成される強アルカリ性水の流量は、２〜５（Ｌ／分）程度と極めて少なく抑えなければならないという問題がある。
【０００７】
このため、大量の強酸性水又は強アルカリ性水を使用したい場合には、電解生成した強電解水を一次貯水タンクに保管する強電解水生成器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、一次貯留タンクに強電解水を保管する場合、一次貯留タンクは数百リットル以上の容量のものが用いられる場合があり、一次貯留タンクの設置場所の確保が必要になると共に、強電解水使用場所まで専用の配管が必要になるという問題がある。
【０００８】
また、強電解水は、時間と共に効果が劣化してしまうため、一次貯留タンクに保管しても、使用時には、強電解水の効果が得られないという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２８５７８９号広報（第３〜４頁、第１〜３図）
【特許文献２】特開２００３−０８０２５５号広報（第３〜５頁、第１〜４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、水道水と同等の流量で強電解水を連続して生成することができる強電解水生成器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、水道水に電解補助剤を添加して電解溶液を生成する電解補助剤供給部を有すると共に、イオン交換膜とこのイオン交換膜の両側に配置される一対の電極とを具備する電解槽内に前記電解溶液を導入し、この電解溶液を電離することにより強アルカリ性水及び強酸性水を生成する強電解水生成器において、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する前記電解溶液又は水道水を前記電解槽と前記生成部本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を前記電解溶液又は水道水中に保持するようにしたことを特徴とする強電解水生成器にある。
【００１２】
かかる第１の態様では、電解槽内で生じる水圧差が電解槽の一部を構成する可撓膜が変形することで実質的に吸収されるため、イオン交換膜が変形することによる破損が防止される。したがって、電解槽に供給する電解溶液の水圧を上昇することができ、強電解水の吐水量を増加させることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記電解補助剤供給部は、前記水道水に予め含まれる電解補助剤の濃度を検出する濃度検出手段を具備すると共に、前記濃度検出手段の検出した濃度に応じて、前記電解補助剤を添加することを特徴とする強電解水生成器にある。
【００１４】
かかる第２の態様では、地域によって水道水の成分が異なる場合であっても、電解溶液の電解補助剤の濃度を常に同じ濃度とすることができ、強電解水を安定して生成することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記電解補助剤供給部には、所定の圧力で前記水道水が供給される水道水供給路と、供給された水道水に前記電解補助剤を添加した前記電解溶液を前記電解水生成部に供給する電解溶液吐水路とを具備すると共に、前記水道水供給路には、前記水道水の流量を検出する水量検出手段が設けられており、前記電解補助剤供給部は、前記水量検出手段が検出した前記水道水の流量に応じて、前記水道水に前記電解補助剤を連続的に添加することを特徴とする強電解水生成器にある。
【００１６】
かかる第３の態様では、水道水の流量に応じて電解溶液の電解補助剤の濃度を常に同じ濃度とすることができ、強電解水を安定して生成することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記電解槽内に前記電解溶液を所定の圧力で供給する電解溶液供給路と、前記電解槽から強アルカリ性水を吐水すると共に下流側に水栓が設けられた吐水路と、前記電解槽から強酸性水を排出する排出路とを具備すると共に、前記吐水路に設けられて前記強アルカリ性水の吐水量を検出する吐水量検出手段と、前記排出路に設けられて前記強酸性水の排出量を調整する流量調整手段と、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量に基づいて、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量が所定の割合となるように前記流量調整手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする強電解水生成器にある。
【００１８】
かかる第４の態様では、強アルカリ性水の実際の吐水量に基づいて、強酸性水の排出量を制御するため、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量の割合を常に一定に保持することができ、強アルカリ性水側と強酸性水側にかかる圧力をそれぞれ一定に保って、常に安定した整水濃度からなる強電解水を整水することができる。
【００１９】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記排出路には、前記強酸性水の排出量を検出する排出量検出手段をさらに具備することを特徴とする強電解水生成器にある。
【００２０】
かかる第５の態様では、強酸性水の実際の排出量を検出して強酸性水の排出量と強アルカリ性水の吐水量との比率が所定の割合となるように制御できる。
【００２１】
本発明の第６の態様は、第４又は５の態様において、前記制御手段は、前記吐水量検出手段が検出した実際の吐水量を取得し、これに基づいて前記強アルカリ性水と前記強酸性水とが所定の比率となるように前記流量調整手段を制御することを特徴とする強電解水生成器にある。
【００２２】
かかる第６の態様では、強アルカリ性水の吐水量と強酸性水の排出量を所定の比率とすることで、強酸性水の無駄な排出を防止すると共に、常に所定の整水濃度からなる強電解水を吐水することができる。
【００２３】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とする強電解水整水器にある。
【００２４】
かかる第７の態様では、空気部を設けておくことで、可撓膜が変形しやすくなり、電解槽内で生じる水圧差がより確実に吸収される。
【００２５】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とする強電解水生成器にある。
【００２６】
かかる第８の態様では、電解槽内で生じる水圧差が、可撓膜が変形することで確実に吸収される。
【００２７】
本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様において、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とする強電解水生成器にある。
【００２８】
かかる第９の態様では、可撓膜を所定材料で形成することで、電解槽内の水圧差を確実に吸収することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の強電解水生成器では、電解槽内の圧力差によるイオン交換膜の破損が防止されると共に電解槽の水道水の圧力による破壊が防止される。したがって、比較的大量の強電解水を連続して提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る強電解水生成器の概略構成を示す図であり、図２は、強電解水生成器の要部断面図である。
【００３２】
図１に示すように、本発明の強電解水生成器１０は、原水側の水道管１１０Ａからの水道水に電解補助剤１を添加する電解補助剤供給部５０と、電解補助剤供給部５０によって水道水に電解補助剤１が添加された電解溶液を電離して強アルカリ性水及び強酸性水からなる強電解水を生成する電解槽１２が内部に設けられた生成器本体１１とを具備する。
【００３３】
電解補助剤供給部５０は、原水側の水道管１１０Ａから水道水が供給される水道水供給路５１ａを有する水道水供給パイプ５１と、水道水に補助電解剤１を添加する添加部５２と、添加部５２によって補助電解剤１が添加された水道水（電解溶液）を電解槽１２に供給する電解溶液吐水路５３ａを有する電解溶液吐水パイプ５３とを具備し、これら水道水供給パイプ５１、添加部５２及び電解溶液吐水パイプ５３は、チーズ５４を介して接続されることで、各流路５１ａ、５３ａが連通されている。
【００３４】
添加部５２は、例えば、水道水などの水に、塩化ナトリウム、希塩酸等を所定の濃度で添加した電解補助剤１を保持する貯留タンク５５と、水道水に貯留タンク５５内の電解補助剤１を添加する給水ポンプ等の添加手段５６とを具備する。本実施形態では、貯留タンク５５に貯留された電解補助剤１として、塩化ナトリウムが２６．４重量％の濃度の塩化ナトリウム水溶液（飽和濃度）とした。このような電解補助剤１は、添加手段５６によって水道水供給路５１ａから供給された水道水に所定量添加され、塩化ナトリウムの濃度が０．２重量％の電解溶液（塩化ナトリウム水溶液）が生成される。そして生成された電解溶液は、電解溶液吐水路５３ａを介して電解槽１２に送られる。
【００３５】
なお、電解補助剤１を水道水に添加する添加手段５６は、水道水供給路５１ａに設けられた流量検出センサ４０が検出した水道水の流量に応じて、生成される電解溶液に含まれる塩化ナトリウムの濃度が０．２重量％となるように調整している。すなわち、供給される水道水の流量が多い場合には、添加手段５６は、電解補助剤１を多く添加し、逆に供給される水道水の流量が少ない場合には、添加手段５６は電解補助剤１を少なく添加するようになっている。
【００３６】
また、水道水には、予め塩素等の電解補助剤１と同じ成分が微量に含まれているため、水道水供給路５１ａに濃度検出センサ４１を設け、この濃度検出センサ４１が検出した予め水道水に含まれる電解補助剤と同じ成分の濃度に応じて、添加手段５６が電解補助剤１の添加量を調整するようになっている。このように、水道水に含まれる電解補助剤と同じ成分の濃度に応じて、水道水に添加する電解補助剤１の添加量を調整することによって、地域によって水道水の成分が異なる場合であっても、常に電解溶液に含まれる塩化ナトリウムの濃度を０．２重量％にすることができる。
【００３７】
一方、生成器本体１１内には、内部で水道水が電離されて強アルカリ性水と強酸性水とが生成される複数の電解槽１２が保持されている。また、生成器本体１１には、電解補助剤供給部５０で電解補助剤１が添加された水道水（電解溶液）を内部に導入する電解溶液導入路１１ａを有する電解溶液導入パイプ１３と、電解槽１２内で生成された強アルカリ性水を吐水する強アルカリ性水吐水路１１ｂを有する強アルカリ性水吐水パイプ１４と、強酸性水を排出する強酸性水排出路１１ｃを有する強酸性水排出パイプ１５とを具備する。
【００３８】
具体的には、生成器本体１１の電解溶液導入路１１ａを有する電解溶液導入パイプ１３が各電解槽１２の下端部側に接続され、また電解槽１２の上端部側には、強アルカリ性水吐水路１１ｂを有する強アルカリ性吐水パイプ１４と、強酸性水排出路１１ｃを有する強酸性水排出パイプ１５とがそれぞれ接続されている。そして、これらの各パイプ１３、１４、１５が生成器本体１１に固定されることで、各電解槽１２が生成器本体１１内に保持されている。
【００３９】
各電解槽１２内には、それぞれイオン交換膜１６が固定されており、このイオン交換膜１６によって電解槽１２内が２つの空間１２ａ、１２ｂに区切られている。また、電解槽１２内のイオン交換膜１６に対向する領域には、一対の電極１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられており、各電極１７ａ、１７ｂは、生成器本体１１に設けられた端子部１８と接続配線１９によって接続されている。本実施形態では、これらの各電極１７ａ、１７ｂは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜１６と同等の大きさを有する固定部材２０の一方の面にそれぞれ取り付けられている。そして、これらの固定部材２０が、各空間１２ａ、１２ｂにイオン交換膜１６を挟持するように配置されることで、イオン交換膜１６に対向する領域に電極１７ａ、１７ｂが設けられている。
【００４０】
このような電解槽１２の少なくともイオン交換膜１６に対向する領域の一部、本実施形態では、電解槽１２全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。例えば、本実施形態では、電解槽１２が、厚さが０．３ｍｍ程度のプラスチックシートによって形成されている。
【００４１】
また、このような複数の電解槽１２が保持された生成器本体１１内、すなわち、各電解槽１２と生成器本体１１との間の空間には電解補助剤供給部５０で補助電解剤１が添加された水道水（電解溶液）が供給され、生成器本体１１内に貯まった電解溶液（貯留水）２１中に各電解槽１２が保持されている。また、生成器本体１１内には、電解槽１２に接触しない領域の一部、例えば、本実施形態では、強酸性水排出パイプ１５の上部に空気が残留している空気部２２が存在する。このように内部に電解溶液が供給される生成器本体１１は、水道水の水圧に耐えられる程度の剛性を有する材料、例えば、ステンレス鋼等で形成する必要がある。
【００４２】
また、貯留水２１は、本実施形態では、生成器本体１１の電解溶液導入路１１ａからの電解溶液が電解槽１２と共に生成器本体１１内に供給されたものである。すなわち、電解溶液導入パイプ１３の先端部に、生成器本体１１内に連通する微小な連通孔２３が設けられており、この連通孔２３を介して生成器本体１１内に電解溶液（貯留水２１）が供給されている。そして、本実施形態では、強酸性水排出パイプ１５の先端部にも、生成器本体１１内に連通する微小な連通孔２４が設けられており、貯留水２１はこの連通孔２４を介して強酸性水排出パイプ１５に排出されるようになっている。このため、本実施形態では、生成器本体１１内の強酸性水排出パイプ１５の上部、すなわち、連通孔２４の上部側は、空気が残留している空気部２２となっている。
【００４３】
また、本実施形態では、生成器本体１１内に電解溶液を貯留するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、生成器本体１１内に電解補助剤１が添加される前の水道水を貯留するようにしてもよい。
【００４４】
このような強電解水生成器１０は、図１に示すように、電解溶液導入パイプ１３が、電解補助剤供給部５０の電解溶液吐水パイプ５３に接続され、強アルカリ性水吐水パイプ１４が、蛇口１００側の水道管１１０Ｂに接続される。また、強酸性水排出パイプ１５の一端は、電解槽１２によって生成された強酸性水が排出される排出口１２０と接続される。
【００４５】
強アルカリ性水吐水パイプ１４には、水道管１１０Ｂとの接続部分に流量センサ４２が設けられており、この流量センサ４２により強アルカリ性水の吐水量が検出される。また、強酸性水排出パイプ１５の途中には流量調整バルブ３０が設けられており、流量センサ４２からの信号に基づいて生成器本体１１の外部に設置された制御装置６０によって流量調整バルブ３０を駆動させ、強酸性水の排出量が所定量となるように制御されている。
【００４６】
また、制御装置６０は、整水器本体１１に設けられた端子部１８と図示しない接続配線によって電気的に接続されており、各電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂに供給する電圧を制御している。このような制御装置６０としては、入力信号に基づいて演算可能であり、且つその演算結果に基づいて信号を出力する機能を持つものであれば、その構成は特に限定されるものではない。なお、制御装置６０は、生成器本体１１の外部に設置されているが、生成器本体１１の内部に保持させるようにしてもよい。
【００４７】
以下、このような強電解水生成器１０の動作について説明する。
【００４８】
上述したように、強電解水生成器１０は水道管１１０の途中に配設されているため、電解槽１２内には電解補助剤供給部５０を介して電解溶液導入パイプ１３から電解補助剤１が添加された水道水（電解溶液）が常に所定の圧力で供給されている。そして、利用者が蛇口１００部分に設けられた水栓１０１を開くと、電解槽１２内で生成された強アルカリ性水が強アルカリ性水吐水パイプ１４を介して蛇口１００から所定の流量で吐水され始める。また同時に、強アルカリ性水吐水パイプ１４と水道管１１０Ｂとの間に設けられた流量センサ４２が、強アルカリ性水が流れ始めたことを検出し、この流量センサ４２からの信号に基づいて、制御装置６０によって電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加される。さらに、強酸性水排出パイプ１５に設けられた流量調整バルブ３０が駆動することにより、排出口１２０から排出される強酸性水量が調整される。すなわち、制御装置６０は、流量センサ４２が検出した強アルカリ性水の吐水量を取得し、排出する強酸性水の排出量が常に強アルカリ性水量の２０％前後になるように演算して流量調整バルブ３０を駆動することができる。また、このとき、水道水供給パイプ５１に設けられた流量検出センサ４０と濃度検出センサ４１とが水道水供給パイプ５１を通過する水道水の流量及び予め含有する電解補助剤と同じ成分の濃度を検出し、添加手段５６が貯留タンク５５内の電解補助剤１を水道水に連続的に添加することで電解槽１２に常に０．２重量％の濃度で塩化ナトリウムが添加された電解溶液を供給するようになっている。
【００４９】
なお、ここでいう強アルカリ性水の吐水量の２０％という数値は、本実施形態の装置が強アルカリ性水を所定の整水濃度で吐水させながら、強酸性水の排出量を最小限に保持することができる値であるが、これに限定されず、装置規格に応じて変更できるものである。
【００５０】
また、従来の強電解水生成器では、強アルカリ性水と強酸性水の排出割合が１対１程度であり、強アルカリ性水の吐水に伴い強酸性水（捨て水）の排出が半分程度であったが、本実施形態の強電解水生成器１０によれば、その強酸性水の排出量を極めて少なくできるという利点がある。
【００５１】
ここで、電解溶液導入パイプ１３を介して電解槽１２の下端部側から電解槽１２内に供給された電解溶液は、イオン交換膜１６で区切られた両側の空間１２ａ、１２ｂにそれぞれ流れ込む。そして、両電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加されているため、電解槽１２内、すなわち、イオン交換膜１６と各電極１７ａ、１７ｂとの間を通過する際に、電解溶液中は水素イオンＨ＋、水酸イオンＯＨ−、ナトリウムイオンＮａ＋、塩化物イオンＣｌ−、に電離し、水素イオンＨ＋とナトリウムイオンＮａ＋とがイオン交換膜１６を介して一方の空間に集まることで、強アルカリ性水と強酸性水とが生成される。すなわち、２つの空間のうちの−電極（陰極）１７ｂ側の空間１２ｂでは、イオン交換膜１６を通過して水素イオンＨ＋とナトリウムイオンＮａ＋とが集まり、ｐＨ１１以上の強アルカリ性水が生成される。一方、＋電極（陽極）１７ａ側の空間１２ａでは、イオン交換膜１６を通過して水酸イオンＯＨ−と塩化物イオンＣｌ−とが集まり、ｐＨ２．７以下の強酸性水が生成される。
【００５２】
このように、水道管から供給された水道水は、電解補助剤供給部５０を通過する際に連続的に電解補助剤１が添加され、さらに、電解補助剤１の添加された水道水（電解溶液）は、電解槽１２を通過する際に連続的に電離されて、強アルカリ性水が蛇口１００から吐水されると共に、強酸性水が排出口１２０から排出される。
【００５３】
また、利用者が水栓１０１を閉めることで強アルカリ性水の供給が停止され、これに伴い強アルカリ性水吐水パイプ１４内の流れが止まると、流量センサ４２の信号によって強酸性水排出パイプ１５に設けられた流量調整バルブ３０が駆動し、強酸性水の排出が停止される。
【００５４】
ここで、水栓１０１の開閉により強アルカリ性水供給パイプ１４内の流れが発生又は停止する時刻と、流量センサ４２がそれを感知して流量調整バルブ３０が開閉される時刻とは、若干のタイムラグが存在する。このタイムラグによって生じる流水の慣性作用により、電解槽１２内の強アルカリ性水側の空間１２ｂと強酸性水側の空間１２ａとの内部圧力に差が生じてしまう。さらに、排出する強酸性水の水量を常に強アルカリ性水量の２０％前後に制御すると、電解槽１２が破損し易くなる。すなわち、強アルカリ性水の水量と強酸性水の水量とが１０対２の排出割合に保持されることにより、電解槽１２内では、強アルカリ性水側の空間１２ｂと強酸性水側の空間１２ａとの内部圧力に差が生じてしまう。イオン交換膜１６は、例えば、膜厚が１２μｍ程度であるため、この圧力差によってイオン交換膜１６が変形して破損する虞がある。
【００５５】
しかしながら、本実施形態では電解槽１２が可撓膜で形成されているため、例えば、上述のように水栓１０１を開ける際に２つの空間１２ａ、１２ｂに圧力差が生じたとしても、図３に示すように、電解槽１２自体が内側に変形することでこの圧力差が吸収されるため、イオン交換膜１６の変形による破損を防止することができる。なお、水栓１０１を閉じた際には、電解槽１２自体が外側に変形することで内部の圧力差が吸収される。したがって、上述のように強アルカリ性水量と強酸性水量の排出割合を１０対２に保持することによって生じる圧力差についても、比較的容易に吸収することができる。
【００５６】
また、電解槽１２内には、上述したように、その内面の電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６との間に挟持されるように固定部材２０が設けられている。すなわち、これらの固定部材２０によってイオン交換膜１６が挟持されている。したがって、これらの固定部材２０によってもイオン交換膜１６の変形が抑えられ、電解槽１２の内部圧力差によるイオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。なお、本実施形態では、電解槽１２全体が可撓膜で形成されているが、勿論、電解槽１２内の圧力差を吸収できれば、可撓膜からなる可撓部を電解槽１２のイオン交換膜１６に対向する領域の一部に設けるようにしてもよい。
【００５７】
また、電解槽１２の変形によって２つの空間１２ａ、１２ｂの圧力差を吸収するためには、電解槽１２は、比較的高い柔軟性を有する必要があり、例えば、イオン交換膜１６よりも柔軟性を有することが好ましい。この条件を満たすために、電解槽１２は、比較的膜厚の薄いプラスチックフィルムからなる可撓膜で形成されている。このため、電解槽１２は、それ自体では電解補助剤供給部５０を介して電解槽１２内に供給される水道水（電解溶液）の圧力、例えば、１〜６ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力に耐えられず破壊されてしまう虞がある。
【００５８】
しかしながら、本実施形態では、電解溶液導入パイプ１３を介して電解槽１２内に電解溶液が供給される際、電解溶液導入パイプ１３の先端部の連通孔２３から生成器本体１１内にも水道水が供給され、生成器本体１１内に貯まった貯留水２１内に各電解槽１２が保持されている。このため、生成器本体１１内の貯留水２１の圧力は、電解槽１２内に供給された電解溶液と略同一の圧力に保持され、電解槽１２の外面にも、その内面と略同一の水圧がかかる。したがって、電解槽１２内に供給される貯留水２１によって電解槽１２の内面に比較的高い圧力がかかった場合でも、電解層１２の外面にも略同一の圧力がかかることになり、電解槽１２自体も水圧の変化に伴う変形によって破損することはない。
【００５９】
また、本実施形態では、貯留水２１は、強酸性水排出パイプ１５に設けられた連通孔２４から強酸性水と共に外部に排出されるようになっている。すなわち、生成器本体１１内には電解溶液が満充填されておらず、連通孔２４の上部側には空気が残留している空気部２２が存在する。このため、上述した電解槽１２内の圧力差に伴う電解槽１２の変形が貯留水２１によって妨げられることがなく、イオン交換膜１６の破損を防止することができる。
【００６０】
すなわち、上述したように電解槽１２内の圧力差により電解槽１２が変形した場合、生成器本体１１内の容積が変化する。このとき、貯留水２１自体は実質的に容積変化しないため、生成器本体１１内に貯留水２１が満充填されていると、貯留水２１によって電解槽１２の変形が妨げられる。しかしながら、本実施形態では、生成器本体１１内に空気部２２が存在し、電解槽１２が変形した場合にこの空気部２２が容積変化するため、電解槽１２の変形が妨げられることがない。したがって、生成器本体１１内に空気部２２を設けておくことで、イオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。
【００６１】
なお、このような空気部２２の容積は、特に限定されないが、生成器本体１１内の容積の２０〜３０％程度の大きさであることが好ましい。
【００６２】
このように本実施形態の強電解水生成器１０では、水道水を比較的高い水圧で供給してもイオン交換膜１６及び電解槽１２が破損することがないため、所定数の電解槽１２を並設することで、水道水と同等の流量、例えば、一般家庭用では２０〜３０（Ｌ／分）程度、業務用では１００（Ｌ／分）程度の流量で強アルカリ性水を利用者に供給することができる。
【００６３】
また、本実施形態の強電解水生成器１０では、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量を常に所定の比率に保持することができるため、強アルカリ性水の吐水量に対する強酸性水の排出量を最小限に抑えることができると共に、強アルカリ性水の吐水量の変動により変化する強アルカリ性水の整水濃度を一定に保つことができる。そして、本実施形態の強電解水生成器１０では、電解槽１２が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されているため、強アルカリ性水と強酸性水の排出割合を所定の比率に保持することにより生じる内部の圧力差も容易に吸収することができる。
【００６４】
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る強電解水生成器の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６５】
図４に示すように、本実施形態の電解槽１２Ａには、イオン交換膜１６と、イオン交換膜１６に対向するように、一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられている。また、電解槽１２Ａは、上述した実施形態１と同様に、全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。
【００６６】
各電極１７ａ、１７ｂのそれぞれは、電解槽１２Ａの内面に設けられた４つの固定部材２０Ａによって固定されている。この固定部材２０Ａは、電解槽１２Ｂの内面と電極１７ａ、１７ｂとの間に設けられて、例えば、１ｍｍの隙間を形成する円筒形状を有するスペーサ２０ａと、スペーサ２０ａとの間で電極１７ａ、１７ｂを挟持する円筒形状を有するスリーブ２０ｂと、スペーサ２０ａ及びスリーブ２０ｂを挿通して一端が電解槽１２Ａに固定されたリベット２０ｃとで構成されている。
【００６７】
また、イオン交換膜１６は、電極１７ａを保持するスリーブ２０ｂと電極１７ｂを保持するスリーブ２０ｂとの間で挟持されている。すなわち、イオン交換膜１６は、各電極１７ａ、１７ｂを固定するスリーブ２０ｂによって４箇所で挟持されている。このとき、本実施形態では、各電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６とが、例えば、３ｍｍの隙間となるようにした。
【００６８】
このような電解槽１２Ａは、イオン交換膜１６が４つの固定部材２０Ａによって小さな面積で挟持されていても、水栓１０１の開閉により圧力差が生じた際に、可撓膜によって圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜１６を破損するのを防止することができる。
【００６９】
すなわち、上述した実施形態１では、メッシュ状の固定部材２０によってイオン交換膜１６を挟持することで、イオン交換膜１６の破損を防止していたが、電解槽１２Ａの全体を可撓膜で形成することによって、可撓膜により圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜１６が４つの固定部材２０Ａによって小さな面積で挟持されていても、イオン交換膜１６の破損を防止することができる。
【００７０】
また、このような強電解水生成器の電解槽１２Ａ以外の他の構成は、上述した実施形態１と同様のため、重複する説明は省略する。
【００７１】
このような構成としても、上述した実施形態１と同様に、このような電解槽１２Ａを上述した実施形態１の強電解水生成器１０に適用した場合であっても、水栓１０１を開閉して圧力差が生じた際に、電解槽１２Ａの可撓膜によってその圧力差を吸収することができ、イオン交換膜１６が圧力差により破損することを防止することができる。このため、強アルカリ性水及び強酸性水を大量に連続して生成することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、上述した実施形態１及び２では、生成器本体１１内の貯留水２１を連通孔２４を介して強酸性水と共に外部に排出するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、貯留水２１を外部に排出する貯留水排出口を生成器本体１１に設け、強酸性水とは別に外部に排出するようにすれば、利用者は、強アルカリ性水及び強酸性水の両方を利用することができる。また、上述した実施形態１及び２では、強アルカリ性水吐水パイプ１４を水栓１０１の設けられた蛇口１００に接続するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、強酸性水排出パイプ１５を蛇口１００に接続するようにしてもよい。また、電極１７ａ、１７ｂの極性を反転させることで、空間１２ａで強酸性水を生成し、空間１２ｂで強アルカリ性水を生成するようにすれば、蛇口から強酸性水を得ることができる。
【００７４】
また、上述した実施形態１及び２では、流量センサ４２が検出した強アルカリ性水の流量に応じて流量調整バルブ３０を制御するようにしたが、さらに、強酸性水排出パイプ１５に強酸性水の流量を検出する流量センサを設けるようにしてもよい。このように強酸性水排出パイプ１５に流量センサを設けることによって、制御装置６０は、流量調整バルブ３０をフィードバック制御することができ、強酸性水の流量と強アルカリ性水の流量との比率を高精度に制御することができる。なお、強酸性水排出パイプ１５に流量センサを設けた場合にも、必ずしもフィードバック制御する必要はなく、例えば、制御装置６０が、２つの流量センサの流量を取得し、これに基づいて両者の比が所定の範囲となるように流量調整バルブ３０を制御するようにしてもよい。また、流量調整バルブ３０は、必ずしも必要なものではなく、例えば、流量調整バルブ３０の代わりに、強酸性水排出路１１ｃを開閉する開閉バルブとしてもよい。
【００７５】
さらに、制御装置６０は、常に流量調整バルブ３０を制御する必要はなく、強アルカリ性水の吐水量と強酸性水の排出量の比が、例えば、１０：２±１０％〜２０％の範囲を外れたときのみに制御するようにしてもよい。
【００７６】
また、制御装置６０が行う流量調整バルブ３０の駆動は、連続的な駆動ではなく、段階的な駆動であってもよい。すなわち、強酸性水の排出量は、強アルカリ性水の吐水量を複数のレベルに設定しておき、そのレベルに合わせて段階的に制御させるものであってもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態１及び２では、複数の電解槽１２、１２Ａが、生成器本体１１内に所定の間隔で並設されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、隣接する各電解槽１２の間に間隔を空けずに、外周面が接触するように並設するようにしてもよい。このように隣接する各電解槽１２に間隔を空けずに、並設するようにしても、接触していない可撓膜によって電解槽内の圧力差の吸収を行わせることができると共に、小型化することができる。
【００７８】
さらに、上述した実施形態１及び２では、６つの電解槽１２、１２Ａのそれぞれに電解溶液を導入し、各電解槽１２、１２Ａが生成した強アルカリ性水が、直接、強アルカリ性水吐水パイプ１４から吐水されると共に、強酸性水が強酸性水排出パイプ１５から排出されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、電解槽１２から生成された強酸性水をさらに他の電解槽で電解するようにしてもよい。ここで、このような例を図５に示す。なお、図５は、電解槽の配置を示す概略図である。
【００７９】
図５に示すように、上述した実施形態１と同様の６つの電解槽１２が並設されており、右側５つの電解槽１２が主電解槽１２Ｂであり、左側１つの電解槽１２が補助電解槽１２Ｃである。
【００８０】
右側５つの電解槽１２、すなわち、主電解槽１２Ｂは、その下流側が電解液導入路１１ａと連通しており下流側から水道水が供給されるようになっていると共に、上流側が強アルカリ性水吐水路１１ｂと連通しており主電解槽１２Ｂ内で生成された強アルカリ性水が吐水されるようになっている。さらに、主電解槽１２Ｂは、上流側が強酸性水排出路１１ｃと連通しており主電解槽１２Ｂ内で生成された強酸性水が排出されるようになっている。
【００８１】
また、左側１つの電解槽１２、すなわち、補助電解槽１２Ｃは、強酸性水排出路１１ｃの途中に設けられており、当該補助電解槽１２Ｃの下流側から内部へ強酸性水が供給されるようになっていると共に、上流側に強アルカリ性水吐水路１１ｂと連通する補助吐水路１１１ｂが設けられており、補助電解槽１２Ｃ内で生成された強アルカリ性水が吐水されるようになっている。
【００８２】
このような接続構成においては、まず、電解補助剤供給部５０で水道水に電解補助剤１が添加された電解液が主電解槽１２Ｂ、すなわち、右側５つの電解槽１２の全てに供給される。そして、供給された電解溶液は、それぞれの主電解槽１２Ｂ内で強アルカリ性水と強酸性水とに電気分解される。そして、それぞれの主電解槽１２Ｂ内で生成された強アルカリ性水は、強アルカリ性水吐水路１１ｂを経て蛇口１００から吐水される。一方で、主電解槽１２Ｂ内で生成された強酸性水は、強酸性水排出路１１ｃの途中に設けられた補助電解槽１２Ｃに供給される。そして、供給された強酸性水は、補助電解槽１２Ｃ内で再び強アルカリ性水と強酸性水とに電気分解される。
【００８３】
ここで、補助電解槽１２Ｃ内で生成された強アルカリ性水は、補助吐水路１１１ｂから強アルカリ性水吐水路１１ｂを経て蛇口１００から吐水される。一方で、補助電解槽１２Ｃ内で生成された強酸性水は、強酸性水排出路１１ｃを経て強酸性水排出口１２０から排出される。以上のような接続構成とすることで、最終的に強酸性水排出口１２０から排出させる強酸性水の排出量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る電解槽の変形状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電解槽の配置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  強電解水生成器
１１  生成器本体
１２、１２Ａ  電解槽
１３  電解溶液導入パイプ
１４  アルカリ水吐出パイプ
１５  強酸性水排出パイプ
１６  イオン交換膜
１７  電極
２０  スペーサ
５０  電解補助剤供給部
【要約】
【課題】  水道水と同等の流量で強電解水を連続して生成することができる強電解水生成器を提供する。
【解決手段】  水道水に電解補助剤１を添加して電解溶液を生成する電解補助剤供給部５０を有すると共に、イオン交換膜１６とこのイオン交換膜１６の両側に配置される一対の電極１７ａ、１７ｂとを具備する電解槽１２内に電解溶液を導入し、この電解溶液を電離することにより強アルカリ性水及び強酸性水を生成する強電解水生成器１０において、電解槽１２の少なくともイオン交換膜１６に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を生成器本体１１内に配置し、電解槽１２内に供給する電解溶液又は水道水を電解槽１２と生成器本体１１との間の空間にも供給して、電解槽１２を電解溶液又は水道水中に保持する。
【選択図】        図１
【図１】
0003611849.tif 000002
【図２】
0003611849.tif 000003
【図３】
0003611849.tif 000004
【図４】
0003611849.tif 000005
【図５】
0003611849.tif 000006