(57)【要約】【目的】  逆電解の際陰陽極水の吐水方向を逆転させ、常時所定の吐水管から陰陽極水を吐水する同時に、電解槽の給水用入口、処理水出口を入り換えることにより、電解槽の寿命を高めメインテナンスを容易にする。【構成】  陰陽極水の吐水方向を逆転させ給水用入口、処理水出口入り換えるために流路切換７方弁１０を用いる。弁１０の配管室１１下方中心部には原水導入管口部１９が設けられると共に、配管室には等間隔に３対の処理水入出口が設けられ、内１対は管口部１９と連通して弁箱の管口部１８の対峙部に連通可能に設けられ、また他の２対は配管室の処理水入出口が弁箱の管口部１８の対峙部に連通可能に設けられ、回転軸１３で配管室１２を１８０°回動することにより、逆電解を行うと共に、陰陽極水の吐水方向を逆転させ、常時特定方向の吐水管から陰陽極水を吐水させると同時に、電解槽の給水用入口、処理水出口も逆転させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン透過性隔膜によって分域した２つの領域の端部の各々に給水用入口と処理水出口を持ち、流入した水が上記イオン透過性隔膜を介して上方紿水用入口から入った水は下方処理水出口から吐水すると共に下方給水用入口から入った水は上方処理水出口から吐水する電解槽の陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室の電極間に所定の直流電圧を印加する電解電源を設けて前記電解槽に供給される原水を上記電極間の通電によって電気分解し陰極室から陰極水、陽極室から陽極水を生成する装置において、
前記電極間の通電極性を逆方向に反転するのに合わせて前記両極室間への原水の供給方向を替え電解槽の給水用入口と処理水出口からの原水の流入を逆方向にすると共に、陰極室から陽極水がまた陽極室から陰極水が吐水し、しかも陰陽極水が所定吐水管口部から吐水する流路切換を同時に行うことを特徴とする流路切換７方弁を備えた電解水生成装置。
【請求項２】
上記流路切換７方弁は弁箱内部に配管室が設けられ、該配管室中心の上部および底部を回転軸として回動可能とされ、配管室底部回転軸部に原水を流入する原水導入管口部が設けられると共に、配管室上部回転軸部には駆動部材が設けられ、配管室には等間隔に３対の処理水入出口が設けられ、この内１対は原水導入管口部と連通して弁箱の管口部に対峙して連通可能に設けられ、また他の２対は配管室の配管が弁箱の管口部に対峙して連通可能に設けられ、回転軸で配管室を１８０°回動することにより、上記３対の上記処理水入出口が所定の流路に切換られることを特徴とする請求項１記載の流路切換７方弁を備えた電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水道水などの原水を電気分解して陰極水と陽極水を吐水する電解水生成装置に関するものである。更に詳述すると、正逆電解に拘らず陰陽極水の吐水方向が一定であると共に、逆電解に合わせて電解槽に流入する原水および電解槽から吐水する陰陽極水（処理水）の流入方向を同時に換える流路切換７方弁を備えた電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  飲料用の水を主として得る電解水生成装置は電解槽供給前の原水中に含まれる飲料に不適な成分、例えば、汚濁成分などの微細不純物や細菌などを取り除くため、また、臭気やカルキなどの有害成分を除去するため、電解槽の流入前に浄水器を取り付け、水道水などの原水を浄水器に供給し濾過すると共に、有害成分を化学反応せしめて処理し、この処理した処理水の流路と電解槽に至る流路にミネラル成分としてアルカリ土類有機金属塩を添加したのち、電解槽に流入するように構成している。電解槽は、電解槽内をイオン透過性隔膜によって陰極室と陽極室に分域し、それぞれの室内に陰電極と陽電極を設け、陰陽極室内に供給した原水を電極間に印加した直流電流の通電によって電気分解し、陰極室からｐＨの高い陰極水を、陽極室からｐＨの低い陽極水を吐水する。【０００３】  吐水した陰極水は人体に不足しがちなミネラル成分を補充し、且つ、適度のアルカリ性は人体の酸性化を防止するのに有効であるとされるため、健康に好ましい作用をする水としてアルカリイオン水の名称で主に飲料水等に供される一方、同時に吐水する陽極水はアストリンゼン水などとして使われている。【０００４】  上述した飲料用の陰極水を得るための装置とは別に電解槽に供給する前に、原水中に塩化ナトリウム等のアルカリ金属の塩化物やアルカリ土類金属の塩化物を添加して電解槽で電気分解する装置では電気分解した陽極室から吐水する陽極水は次亜塩素酸を含むため強い殺菌作用を示すので、殺菌水を主として使用する装置として飲料用の水を主として得る装置とは別の電解水生成装置として使用される。上述した飲料用の陰極水を得るための装置および殺菌作用を示す陽極水を得るための装置の電解槽の構成は殆ど同じであるので、共用できる構造とし、飲料用の陰極水や殺菌作用を示す陽極水を選択的に得る機構を設けたり、更に浄水器から吐出する原水を浄水として選択して得る機構を設けて多機能の電解水生成装置として市販されている。【０００５】  水道水などの原水は主に海水から蒸発した水などが降雨し地下に浸透して伏流した後河川に流れた水や上記伏流水を井戸から汲み上げたものを利用しているので、もともと海水中に存在するミネラルや地下に浸透したとき土壌などから溶解したミネラルを含む。このミネラルにはアルカリ土類金属のカルシウムやマグネシウムが含まれている。【０００６】  アルカリ土類金属、とりわけカルシウムは電解槽の陰極室側で電解によりｐＨが上昇すると電極上面や隔膜上に炭酸塩や水酸化物として析出し、通電を悪くし電解効率を低下させるばかりでなく、陰極室流路を閉塞させる恐れがあり、電解槽のメインテナンスに望ましくない影響を与える。このため、所定の原水の流入毎に陰電極に陽電圧を印加すると共に、陽電極に陰電圧を印加する所謂逆電解を行って析出したカルシウムを溶解し、且つ、陰陽極室吐水口を切り替えて、逆電解を行っている際にも陰極室からアルカリ性の陰極水を陽極室から酸性の陽極水を常時吐水する装置がある。【０００７】  この例として、特開平６−２３３９８２号公報に記載されている装置では、電解槽の処理水出口側流路に陰陽極室と連通する４方流路切換弁を設けて逆電解に合わせて流路切換弁を切換、逆電解に拘らず、常時一方の吐水口からアルカリ性の陰極水を他方の吐水口から酸性の陽極水を吐水するようにしている。【０００８】  ところが、上記公報記載の装置の電解槽では電解槽の給水用入口から流入した原水は電解槽の処理水出口に向かって常時一方向に流れている。また、陰陽電極は一定の距離を保って、給水用入口付近から処理水出口付近まで設けられている。電解中給水用入口付近の原水は殆ど電気分解がされていないが処理水出口に向かうにつれて、電気分解が進み電気伝導度が増し、処理水出口付近では電気伝導度が最大となって電気密度が大きい。上記の理由から、処理水を通して陰陽電極に流れる電流は給水用入口に較べて大きいので電極にストレスが加わり、電極の劣化は給水用入口に較べて処理水出口の方が大きい。【０００９】  電解槽の使用によって、上述のように、陰極および陰極室にはカルシウムが析出するが給水用入口に較べて電気伝導度が最大となる処理水出口付近に多く析出し、電流の通電を妨げる。そのために、逆電解をしてこの析出物を溶解させるが、給水用入口付近での逆電解は処理水出口ほど必要としないのに拘らず、処理水出口付近の析出を除去するために余剰の逆電解を行なわなければならない。このため逆電解中にも給水用入口付近と処理水出口付近の電極の単位面積当たりの電流密度に差異が生じ電極の劣化状態が均一でなくなり、電極の耐久性が損なわれることになる。【００１０】  このためには電解槽使用後一定の時間が経過する毎に電解槽の紿水用入口と処理水出口を入れ替えて、通常時の給水用入口を処理水出口とすると共に、処理水出口を給水用入口として使用し、電気密度の差異による電極のストレスを排除し電極の劣化状態を均一にするようにした電解水生成装置がある。特開平７−３２８６３１号公報に記載されている装置では、２つの４方切換弁、第１の切換弁と第２の切換弁と同時に９０°回転することにより給水用入口と処理水出口を所定時間ごとに入れ替えると共に、処理水を同じ吐水管から吐水するようにしている。但し、この装置では逆電解の際に陰陽極水の吐水方向を反転させる部材は具備されておらず、逆電解の際は陰陽極水吐水口が入れ替わるので使い辛らいものとなっている。【００１１】
【特許文献１】特開平６−２３３９８２
【特許文献２】特開平７−３２８６３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  上記公知文献の２つの発明を合わせれば、逆電中の陽陰極水の吐水を常時一定方向にして使い勝手をよくすると共に、所定時間ごとに電解槽の給水用入口と処理水出口を入れ替えて電解槽の寿命を延長する装置とすることができるが、そのためには、電解槽の処理水出口側流路に切換弁を一つ設けると共に、電解槽の給水用入口と処理水出口を入れ替えるための少なくとも２つの切換弁を設ける必要があり、更にこれらを同時に切り替える必要がある。仮にこれらの切換弁の１つでも不良が発生すると、機能を発揮しないばかりでなく、飲用に適するとして吐水する処理水が実は身体に望ましくない酸性水であるなどの障害が発生する恐れがある。【００１３】  そこで本願発明は単一の切換弁を用いて、正逆電解に拘らず、同時に所定の吐水管から常時、陰陽極水を吐水すると共に、正逆電解に合わせて電解槽の給水用入口と処理水出口を反転することにより原水の流路を切換させ電極の劣化状態の不均一を阻止することにより、電極の耐久性を向上させようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明の請求項１の流路切換７方弁を備えた電解水生成装置は、イオン透過性隔膜によって分域した２つの領域の端部の各々に給水用入口と処理水出口を持ち、流入した水が上記イオン透過性隔膜を介して上方給水用入口から入った水は下方処理水出口から吐水すると共に下方給水用入口から入った水は上方処理水出口から吐水する電解槽の陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室の電極間に所定の直流電圧を印加する電解電源を設けて前記電解槽に供給される原水を上記電極間の通電によって電気分解し陰極室から陰極水、陽極室から陽極水を生成する装置において、
前記電極間の通電極性を逆方向に反転するのに合わせて前記両極室間への原水の供給方向を替え電解槽の給水用入口と処理水出口からの原水の流入を逆方向にすると共に、陰極室から陽極水がまた陽極室から陰極水が吐水し、しかも陰陽極水が所定吐水管口部から吐水する流路切換を同時に行うことを特徴とする。【００１５】  本発明の請求項２の流路切換７方弁を備えた電解水生成装置は、上記流路切換７方弁は弁箱内部に配管室が設けられ、該配管室中心の上部および底部を回転軸として回動可能とされ、配管室底部回転軸部に原水を流入する原水導入管口部が設けられると共に、配管室上部回転軸部には駆動部材が設けられ、配管室には等間隔に３対の処理水入出口が設けられ、この内１対は原水導入管口部と連通して弁箱の管口部に対峙して連通可能に設けられ、また他の２対は配管室の配管が弁箱の管口部に対峙して連通可能に設けられ、回転軸で配管室を１８０°回動することにより、上記３対の上記処理水入出口が所定の流路に切換られることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】  本発明の電解水生成装置では単一の切換弁を用いて、正逆電解に拘らず、所定の吐水管から常時陰陽極水を吐水すると共に、正逆電解に合わせて電解槽の給水用入口と処理水出口を反転させて原水の流路を切換、電極の劣化状態の不均一を阻止し電極の耐久性を向上させることができるので、装置の使い勝手がよいばかりでなく、装置の寿命を長くすることができる。【００１７】  所定の吐水管から常時、陰陽極水を吐水する切換弁および電解槽の給水用入口と処理水出口を反転する切換弁を単一の切換弁で行い、しかも駆動源を１つとしているので、部品点数が削減され、装置はコンパクトになると共に、複数の弁の同時切換による障害が発生しない。【００１８】  切換を単一の切換弁で行っているので、メインテナンスが容易で経済性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  本発明の電解水生成装置は電解槽の前段階の水路に前記浄水器やアルカリ土類有機金属塩を添加して主として陰極室側から吐水する飲料用のアルカリイオン水を得る電解水生成装置として、また、電解槽に供給する原水中に塩化ナトリウム等のアルカリ金属の塩化物を添加した後電解槽で電気分解して陽極室から吐水する殺菌作用を示す酸性水を得るための装置として使用できる。これらの電解槽に供給する原水の処理方法および処理するための装置は公知の各種方法および装置が使われる。本発明はこれらの方法および装置を介して通水した水を処理する装置に関わるものなので、飲料用のため浄水器を通し、更にカルシウムイオンなどを添加した水も殺菌水製造のため原水中に塩化ナトリウム等を添加した水も以下同じ原水として取り扱う。【００２０】  図１は本発明の電解水生成装置に使用される電解槽の構成と給水用入口から供給された原水が処理水出口に至る流路を説明する図で、図において、１点鎖線は陰極室の給水用入口から入った原水が処理水出口に至る処理水の流れを表し、２点鎖線は陽極室の給水用入口から入った原水が処理水出口に至る処理水の流れを表すものである。【００２１】  図１において、電解槽１は箱型に形成され、イオン透過性隔膜２を境として分域した陰電極５を挿入した陰極室６と陽電極７を挿入した陽極室８のそれぞれの端部に給水用入口３−１、３−２と処理水出口４−１、４−２が設けられ、図示しない電源から陰陽電極間に直流電圧を印加することにより給水用入口３−１、３−２から給水された原水は電気分解されて陰極室から陰極水、陽極室から陽極水を吐水する。本発明に関わる電解槽は、給水用入口３−１、３−２が電解槽の一辺の相対向する上下方の位置にそれぞれ設けられ、かつ処理水出口４−１、４−２が電解槽の他辺の相対向する上下方の位置にそれぞれ設けられ、給水用入口３から供給されて隔膜２部分を介して陰陽極室６、８に流れる処理水は、電解槽の一辺の下方の給水用入口３−１から入った原水はその他辺の上方の処理水出口４−２から吐水し、また、一辺の上方の給水用入口３−２から入った原水はその他辺の下方の処理水出口４−１から吐水するようになっていて、陰陽極間を流れる処理水は互いに反対方向から隔膜部分を境として対面するごとく対角線方向へ流れる流路を形成している。上記に於いては、給水用入口３−１、３−２から原水を流入し処理水出口４−２、４−１から吐水する場合について述べたが、処理水出口４−１、４−２から原水を流入し給水用入口３−２、３−１から吐水する場合も同じように、陰陽極水を流れる処理水は互いに反対方向から隔膜部分を境として対面するごとく対角線方向へ流れる流路を形成してそれぞれの処理水が給水用入口３−２、３−１から吐水する。なお、図１を理解しやすいように図に則して給水用入口および処理水出口のそれぞれの位置を上下方と表現したが、電解槽は電極を水平方向として使用される場合も多くこの場合には上下方は左右方向と呼び替えることができる。【００２２】  図２（ａ）は本発明の電解水生成装置に使用されるは流路切換７方弁の（ｂ）側面図のＸ−Ｘ断面を示す平面図であり、図２（ｂ）は（ａ）平面図のＹ−Ｙ断面を示す側面図である。【０���２３】  流路切換７方弁１０は円柱、６角柱などの外形形状の弁箱１１内面に配管室１２が設けている。配管室１２内部には屈曲した流路を構成する配管２０が設けられその外周面は弁箱内面２１に摺動自在に係合している。配管室１１はその中心の上部および底部を回転軸１３として矢示方向に回動可能とされと共に、配管室底部回動軸部１４に原水を流入する原水導入管口部１９が設けられ、配管室上部回転軸部１６にはステッピングモータ等の駆動部材１７が設けられている。従って、弁箱１１を固定した状態で駆動部材１７をもって配管室１１を回動すれば原水導入管口部１９を軸芯として配管室１１は回動することができる。また、弁箱周縁部に６０°間隔に設けられた６つの管口部１８に対峙して配管室１１に等間隔に３対の処理水入出口１５−１０および１５−１１、１５−２０および１５−２１、１５−３０および１５−３１が設けられ、内１対は原水導入管口部１９と連通して弁箱の管口部１８に対峙する処理水入出口１５−１０および１５−１１が連通可能に設けられ、また他の２対は配管室の配管２０が弁箱の管口部１８に対峙する処理水入出口１５−２０および１５−２１、１５−３０および１５−３１を形成して連通可能に設けられ、回転軸１３で配管室１２を１８０°回動することにより、上記３対の上記配管２０が所定の管口部１８の流路に切換られる。
【実施例１】
【００２４】  図３（ａ）および（ｂ）は本発明の電解水生成装置の動作流路切換７方弁と電解槽との接続方法、処理水の流れおよび流路切換７方弁の動作を説明する図である。なお、図において、説明を容易にするため、電解槽の構成とされる隔膜、陰陽極室、陰陽電極、電解槽と流路切換７方弁を結ぶ配管の表示は省略し、電解槽に流入する原水と電解槽を流れる処理水の流路のみを矢示方向で示している。【００２５】  図３（ａ）は通常の電気分解（正電解）が行われている場合の図である。図において、それぞれの処理水入出口１５は管口部１８と対峙し連通している。流路切換７方弁１０の原水導入管口部１９から入った原水は連通する配管で２分され処理水入出口１５−１０および１５−１１を介して電解槽の給水用入口３−１、３−２に給水される。そして、電解槽１で電気分解処理されて、電解槽の一辺の給水用入口３−１から入った原水は他辺の処理水出口４−２から吐水し、また、一辺の給水用入口３−２から入った原水は他辺の処理水出口４−１から吐水した後、流路切換７方弁１０の処理水入出口１５−２１、１５−３０に入り、他端１５−２０、１５−３１から吐水する。つまり、電解槽の給水用入口３−１から入った原水は陰極室で電解処理され処理水出口４−２から処理水入出口１５−２１の対峙する管口部１８から陰極水を吐水する。他方、電解槽の給水用入口３−２から入った原水は陽極室で電解処理され処理水出口４−１から処理水入出口１５−３１の対峙する管口部１８から陽極水を吐水する。【００２６】  所望により、（ｂ）に示す逆電解されるとき、逆電解と共に流路切換７方弁１０の駆動部材１７をもって配管室１２を１８０°回動する。この状態で原水導入管口部１９から入った原水は連通する配管で２分され１対の処理水入出口１５−１０、１５−１１を介して電解槽の処理水出口４−２および４−１に給水される。この時、電極への電圧は反転しているので、正電解のとき、陰極室であったものは陽極室状態に、陽極室であったものは陰極室状態になっている。そして電解槽の処理水出口４−２から入った原水は電解処理され給水用入口３−１から吐水され、処理水入出口１５−２０に対峙する管口部１８から陽極水を吐水する。他方、電解槽の処理水出口４−１から入った原水は給水用入口３−２から吐水され、処理水入出口１５−３１に対峙する管口部１８から陰極水を吐水する。このように正電解時、逆電解時とも同じ管口部１８から陰陽極水を吐水することができる。
【実施例２】
【００２７】  図４は本発明の電解水生成装置に使用されるは流路切換７方弁の別な側面図であり、図２（ｂ）の側面図の対照されるものであり、図２と同じ構成、作用については説明を省く。【００２８】  図において、円柱、６角柱などの外形形状の弁箱１１内面に配管室１２が設けられ、配管室１２の３対の処理水入出口は６つの管口部１８に対峙し、管口部１８は弁箱底部２２の下方部に突出するように設けられている。この構成によって電解槽を流路切換７方弁１０の下方部に配設した場合、電解槽から流路切換７方弁１０の配管を短くすることができる。【００２９】  図３（ａ）に示した通常の電気分解（正電解）が行われているそれぞれの処理水入出口１５は管口部１８と対峙し連通している状態から、所望によって、回転軸１３で配管室１２を９０°回動することにより、それぞれの処理水入出口１５と管口部１８との連通を解除することができる。この状態では電解槽の給水用入口３および処理水出口４は閉塞され電解槽は密閉状態になるので、装置を使用した状態から移動する際、電解槽内の処理水の漏水を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  本発明の電解水生成装置に使用される電解槽の構成と給水用入口から供給された原水が処理水出口出口に至る流路を説明する図である。
【図２】  本発明の電解水生成装置に使用されるは流路切換７方弁の平面図および側面図である。
【図３】  図８（ａ）および（ｂ）は本発明の電解水生成装置の流路切換７方弁の動作と電解槽との接続方法と動作を説明する図である。
【図４】  本発明の電解水生成装置に使用されるは流路切換７方弁の別な側面図である。
【符号の説明】
【００３１】  １  電解槽
２  隔膜
３−１、３−２  給水用入口
４−１、４−２  処理水出口
１０  流路切換７方弁
１１  弁箱
１２  配管室
１３  回転軸
１５−１０、１５−１１、１５−２０、１５−２１、１５−３０、１５−３１  処理水入出口
１７  駆動部材
１８  弁箱周縁部の管口部
１９  原水導入管口部
２０  配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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