(57)【要約】【課題】定期的なクエン酸洗浄を必要とせず、スケール成分を溶解し、快適かつ経済的な使用ができる電解水生成装置を提供することを目的とする。【解決手段】隔膜５３を介して陽極室５２と陰極室５１とを形成し、水を電気分解して電解水を生成する電解槽５０を設け、電解後に陰極室５１のアルカリ水を排出し、その後、陽極室５２の酸性水を陰極室５１に流入させ、陰極５５及び隔膜５３を酸性水に浸漬するものであり、電解毎に電解で生じた酸性水を利用して陰極５５及び隔膜５３に蓄積した水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分を排除することにより、クエン酸洗浄を定期的に行なう必要が無く、長期的に安定したｐＨの電解水を生成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜を介して陽極室と陰極室とを形成し、水を電気分解して電解水を生成する電解槽を設け、電解後に陰極室のアルカリ水を排出し、その後陽極室の酸性水を陰極室に送水し、陰極及び隔膜を酸性水に浸漬する電解水生成装置。
【請求項２】
陰極室上方に陽極室を設けた請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
陰極と陽極及び隔膜を水平に設けた請求項１または２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
陽極室と陰極室を連通する連通手段と、前記連通手段を開閉する開閉手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項５】
中和水貯水手段と、前記中和水貯水手段と陽極室とを連通する連通手段Ｂと、前記連通手段Ｂと陰極室とを連通する連通手段Ｃとを設け、前記連通手段Ｂと前記連通手段Ｃの接合部に３方弁を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
３方弁の操作部を駆動手段で回転する請求項５に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
陰極室内に撹拌手段を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
陰極室内で陽極室を反転させる反転手段を設けた請求項１〜３または７のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項９】
陰極室内で陽極室を回動させる回動手段を設けた請求項１〜３または７〜８のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項１０】
回動手段を回転方向反転可能なギア付モーターとした請求項９に記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
回動手段をＤＣモーターとした請求項９に記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
陽極室で生成されたアルカリ水を吐出する吐出手段と、陽極室を密閉するフタと、前記陽極室と前記陰極室の仕切りを越えて連通する連通手段Ｄを設けた請求項１〜３または７のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被電解水を滞留状態で電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電解水生成装置において、電解電流の阻害要因となる電解液のスケール成分を、電解前に＋−の極性を反転した逆電洗浄を行い、分解し洗浄するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０２８５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来構成の電解水生成装置においては、電解当初より陰極槽内には電解質である塩は供給しないため塩素イオンが殆ど存在せず、この逆電解を行っても酸性成分の生成が進みにくい特性がある。このため、効率的に蓄積したスケールを除去することが出来ず、一定期間毎にクエン酸を使用した洗浄を行う必要があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、一連の電解動作内で陽極室に蓄積したスケールを除去し、クエン酸洗浄等の手間を省くことで、使いやすく、経済性に優れた電解水生成装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の電解水生成装置は、電解後に陰極室のアルカリ水を排出し、その後陽極室の酸性水を陰極室に送水し、陰極及び隔膜を酸性水に浸漬するものである。
【０００７】
これにより、電解で生じた酸性水には塩素系成分が含まれており、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分を溶かす働きがあるため、電解毎に陰極及び隔膜を酸性水に浸漬することにより、これらの間に蓄積した水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分が排除され、電解電流が阻止されることもなく、定期的にクエン酸などの薬品を使用して電解槽内を洗浄する必要が無くなる。このため、長期的に安定したｐＨの電解水を生成でき、使いやすく、経済性に優れたものとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、隔膜を介して陽極室と陰極室とを形成し、水を電気分解して電解水を生成する電解槽を設け、電解後に陰極室のアルカリ水を排出し、その後陽極室の酸性水を陰極室に送水し、陰極及び隔膜を酸性水に浸漬する電解水生成装置としたことにより、電解で生じた酸性水には塩素系成分が含まれており、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分を溶かす働きがあるため、電解毎に陰極及び隔膜を酸性水に浸漬することにより、これらの間に蓄積した水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分が排除され、電解電流が阻止されることもなく、定期的にクエン酸などの薬品を使用して電解槽内を洗浄する必要が無くなる。このため、長期的に安定したｐＨの電解水を生成でき、使いやすく、経済性に優れたものとなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、陰極室上方に陽極室を設けた請求項１に記載の電解水生成装置としたことにより、陽極室上方に陰極室が設けられるため、陰極室内の酸性水が残留することなくを完全に陽極室に流入させる構成が可能となり、陰極と隔膜を浸漬させるに十分な量の酸性水を陽極室に送り込むことが可能となり、より安定して洗浄作業が行えるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、陰極と陽極及び隔膜を水平に設けた請求項１または２に記載の電解水生成装置としたことにより、陽極及び隔膜を立てて構成するよりもより少ない酸性水量で確実に浸漬することが可能となり、より安定して洗浄作業が行えるものであり、また装置自体の全高を低くすることが可能となり、機器を小型化できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、陽極室と陰極室を連通する連通手段と、前記連通手段を開閉する開閉手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、陽極室から酸性水を送水するとき、開閉手段により自動的に連通手段を連通させることができるため、作業者の操作によるものと比較し、使いやすいものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、中和水貯水手段と、前記中和水貯水手段と陽極室とを連通する連通手段Ｂと、前記連通手段Ｂと陰極室とを連通する連通手段Ｃとを設け、前記連通手段Ｂと前記連通手段Ｃの接合部に３方弁を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、電解時などに陽極室・陰極室からの送水を停止する動作、陰極室から中和水貯水手段にアルカリ水を送水する動作、陽極室から陰極室に酸性水を送水する動作が３方弁の回転動作のみで選択でき、使いやすいものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、３方弁の操作部を駆動手段で回転する請求項５に記載の電解水生成装置としたことにより、電解時などに陽極室・陰極室からの送水を停止する動作、陰極室から中和水貯水手段にアルカリ水を送水する動作、陽極室から陰極室に酸性水を送水する動作を駆動手段で３方弁を回転させることにより選択でき、作業者が操作を行なう必要も無いため、使いやすいものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、陰極室内に撹拌手段を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、陰極室内上方に陽極室を設け、陰極と陽極及び隔膜を水平に設けたとき、陰極と陽極及び隔膜を垂直に構成した場合と比較して陰極室の深さが浅くなり、電解時の対流が発生しにくくなるが、撹拌手段の撹拌動作により強制的に対流を起こすことができるため、電解時に陰極室全体に均一に水酸イオン濃度を高めることができ、性能を安定できるものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、陰極室内で陽極室を反転させる反転手段を設けた請求項１〜３または７のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、陽極室の酸性水を陰極室に送水するとき、陰極室自体を反転させて一気に流し込むことが可能となり、配管にて送水する場合と比較して素早く操作できるものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、陰極室内で陽極室を回動させる回動手段を設けた請求項１〜３または７〜８のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、陽極室内で陽極及び隔膜を酸性水に浸漬してスケール成分を溶解しているとき、陰極室の回転方向を反転させながら回動させることにより酸性水との機械的な摩擦力を起こすことができ、スケールを強制的に剥離する効果を得られるため、素早く洗浄作業が行えるものである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、回動手段を回転方向反転可能なギア付モーターとした請求項９に記載の電解水生成装置としたことにより、ギアーで回転方向を逆転することにより、陽極室を容易に回動させることができるものである。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、回動手段をＤＣモーターとした請求項９に記載の電解水生成装置としたことにより、ＤＣモーターへの電流の極性を反転することにより回転方向を逆転し、陽極室を容易に回動させることができるものである。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、陽極室で生成されたアルカリ水を吐出する吐出手段と、陽極室を密閉するフタと、前記陽極室と前記陰極室の仕切を越えて連通する連通手段Ｄを設けた請求項１〜３または７のいずれか１項に記載の電解水生成装置としたことにより、電解が終了しアルカリ水を吐出手段により陰極室から吐出するが、アルカリ水を全て送水した後も吐出手段を連続して動作し続けると、陰極室内が負圧になり、連通手段Ｄを通過して陽極室から酸性水を吸引することができ、特別に酸性水を送水する送水用配管やバルブ等を設けることと比較して部品点数の削減に貢献し、安価に機器が構成できるものである。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１〜図４は本発明の実施例１における電解水生成装置を示すものである。
【００２２】
図１において、５０は水を電気分解して電解水を生成する電解槽であり、陰極室５１内上方に陽極室５２が構成された配置になっており、前記陽極室５２と前記陰極室５１は水平に構成された隔膜５３を介して分離され、各々陽極５４及び陰極５５が前記隔膜５３を介して対向配置されており、電解時には陽極５４には＋の電位を負荷し、陰極５５には−の電位を負荷する構成になっている。
【００２３】
陽極室５２横方には、陽極水出口５６が設けられ、連通管５７を介して、陰極室５１横方に設けられた陽極水入口５８と連通され、前記連通管５７には送水を制御するバルブ５９が設けられている。
【００２４】
６０は着脱自在のキャップ６１及び電解質床６２を有する電解質タンクであり、ここでは電解質として食塩が充填されている。なお、電解質としては、食塩のほかに珪酸塩、炭酸塩、重炭酸塩などの水溶性電解質を用いることができる。電解質タンク６０には陰極室５１に設けられた給水口６３からポンプ６４によって電解槽５０に入れられた原水が導入路６５を経て電解質タンク６０の上方に送られる。導入された水は食塩と混合して飽和食塩水となり、電解質床６２及び給液路６６を通じて電解質供給口６７から電解質溶液が陽極室５２に供給される構成となっている。
【００２５】
ここで、給液路６６の電解質供給口６７近傍には、陽極室５２の原水の進入を阻止する方向に逆止弁６８が設けられており、また電解質供給口６７は電解質タンク６０の液面よりも上方に設けられている。
【００２６】
陰極水出口６９の上流には、吐出手段７０が設けられており、駆動されることで吐出路７１を通じて陰極水が吐出口７２から電解水容器７３に取水される。前記陰極水出口６９は陰極室５１内方に向けて突出しており、陰極水を取水するとき、陰極水出口６９の先端までの水深の陰極水を残す構成になっている。さらに陰極室５１の他方には、残留した陰極水を排出する排水弁７４が排水路７５を介して設けられており、排水弁７４を開放することにより、陰極室５１に残留した水が、中和水タンク７６に送水される。
【００２７】
次に本実施例の構成における動作、作用を説明する。
【００２８】
電解槽５０の所定の位置まで水を入れてスイッチ（図示せず）を投入すると、まずポンプ６４が所定時間だけ駆動され、陰極室５１の原水が導入路６５を経て電解質タンク６０に送られる。電解室タンク６０は水密状態に構成されており、原水が導入されることにより過飽和状態の食塩水が電解質床６２、給液路６６、逆止弁６８を経て電解質供給口６７から陽極室５１内に所定量供給され、所定濃度の食塩希釈水となる。ついで陽極５４を＋極、及び陰極５５を−極として所定時間通電され、電解動作が開始される。電解時の陽極室５２では、（化１）に示した反応が生じて酸性水が生成される。
【００２９】
【化１】
2004181385.tif 000003
【００３０】
一方、陰極室５１では、（化２）に示した反応が生じて水酸基ＯＨ−を中和するためＮａ＋が隔膜５１を通過して移動し、アルカリ水が生成される。
【００３１】
【化２】
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【００３２】
ここで、陽極室５２のみ食塩溶液が供給されるので、短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。すなわち、陽極５４と陰極５５間に電圧が印加されると被電解水に含まれるイオンは電気吸引力により陽／陰極５４、５５と逆極性のイオンが隔膜５３を通過して移動することとなる。したがって陽極室５２に導入された食塩に含まれるＮａイオンは隔膜５３を経て陰極室５１へと即座に移動する。この電気吸引力以外にも例えば拡散理論にしたがえば、Ｎａイオンが拡散によってイオン濃度を均一にするように作用する。この結果、陽／陰極５４、５５間に流れる電流が増加し、短時間に還元力の強いアルカリ水が得られる。この還元力の強いアルカリ水は、油脂の鹸化や乳化作用および蛋白質に対する加水分解作用を有し、家具や住宅建材、電気製品などの表面の洗浄水として利用できる。
【００３３】
また陽極室５２のみに食塩溶液が供給されることで陰極室５１には塩素イオンＣｌ−濃度の低いアルカリ水が生成される。Ｃｌ−は洗浄力を阻害する因子となるため、陽極室５２のみに食塩溶液が供給されることで、洗浄力の強いアルカリ水が生成できる。
【００３４】
陰極室５１にて生成されたアルカリ水は、所定時間電解された後、直ちに吐水手段７０が駆動され、吐出路７１を通じて、陰極水出口６９の先端までの水深の量を陰極室５１内に残し、吐出口７２から電解水容器７３に注入される。これにより電解隔膜を介しての酸性水とアルカリ水の浸透混入が防止でき、ｐＨ値の劣化が防止できるものである。なお電解水容器７３には噴霧機構（図示せず）を設けて被洗浄面に直接スプレー噴霧して使用することもできる。
【００３５】
次に、排水弁７４を開放することにより、陰極室５１に残留したアルカリ水を全て中和水タンク７６に送水し、その後、排水弁７４を閉鎖する。
【００３６】
次に、バルブ５９を開放し、陽極室５２内で生成した酸性水を連通管５７を介して陰極室５１に送水し、陰極５５および隔膜５３を酸性水で浸漬させる。ここで陽極室５２内で同時に生成される酸性水には塩素成分が含まれており、陰極５５および隔膜５３に付着堆積した水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分を溶かす働きがあるため、スケール成分が溶解除去され、長期間使用した場合などでも堆積したスケールにより電解電流の通電が阻害されることが無く、クエン酸などの薬品を使用して電解槽５０を洗浄する必要も生じず、長期的に安定したｐＨの電解水を生成できるため、快適かつ経済的に長期間使用できる。このとき陰極５５および隔膜５３が水平に構成されているため、より少ない酸性水で確実に浸漬させることができるものである。
【００３７】
陰極５５および隔膜５３のスケールを除去した後、排水弁７４を開放し、陰極室５１内の酸性水を全て中和水タンク７６に送水し、その後、排水弁７４を閉鎖する。中和水タンク７６内ではアルカリ水と酸性水が混合されるが、この中和水は塩素成分を含んだ状態で且つ中性もしくは弱酸性の性質を示し、殺菌水や茶渋等の漂白などに使用することができる。
【００３８】
また、図２に示す様に、連通管５７内の酸性水の送水を制御するため、電気信号にて開閉する電磁弁などの開閉手段Ａ７７が設けられ、また陰極室５１内方に駆動手段７８にて回転する撹拌手段７９が設けられている場合においては、陽極室５２から陰極室５１に酸性水を送水するとき、開閉手段Ａ７７の開閉動作により自動的に連通管５７内を連通させることができるため、作業者の操作によるものと比較し、使いやすいものであり、また陰極室５１内で撹拌手段７９が回転することにより強制的に対流を起こすことができるため、電解時に陰極室５１内全体に均一に電解を推進することができ、電解性能を安定できる。
【００３９】
さらに、図３に示す様に、陽極室５２横方に設けられた陽極水出口５６と３方弁８０の孔Ａ８１が管Ａ８２で連通して接続され、また陰極室５１横方に設けられた陽極水入口５８と３方弁８０の孔Ｂ８３が管Ｂ８４で連通して接続され、さらに中和水タンク７６と３方弁８０の孔Ｃ８５が管Ｃ８６で連通して接続され、３方弁８０は、３方弁外８７内に３方弁中８８が回転自在に挿入されて構成されているとともに、前記３方弁中８８に、孔Ｘ８９と孔Ｙ９０が９０度の角度を持って内部で貫通する様に設けられている場合においては、電解が終了し吐出手段７０を駆動させてアルカリ水を電解水容器７３に送水した後、陰極室５１に残留したアルカリ水を中和水タンク７６に送水するが、このとき３方弁８０において孔Ｘ８９と陽極水入口５８が連通し、孔Ｙ９０と中和水タンク７６が連通する方向に３方弁中８８を回転する。次に陽極室５２で電解した酸性水を陰極室５１に送水するが、このときは孔Ｘ８９と陽極水出口５６が連通し、孔Ｙ９０と陽極水入口５８が連通する方向に３方弁中８８を回転する。
【００４０】
このように、水の送水作業が３方弁中８８を回転させるだけで実施でき、配管経路も単純化できるため、非常に使いやすいものである。
【００４１】
また、図４に示すように、３方弁８０内の３方弁中８８（操作部）を回転させるため、駆動手段９１が設けられている場合においては、電解が終了しアルカリ水を中和水タンク７６に送水する作業、陽極室５２で電解した酸性水を陰極室５１に送水する作業、陰極室５１内の酸性水を中和水タンク７６に送水する作業等の一連の作業が駆動手段９１により３方弁中８８を回転させるだけで自動的に実施でき、非常に使いやすいものである。
【００４２】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２における電解水生成装置について、図５、図６を用いて説明する。なお、実施例１と同一構成部品には同一符号を付与し、その説明を省略する。
【００４３】
図５に示すように、陰極室５１内にリブ９２を設け、その先端近傍に設けた回転軸Ａ９３及び陰極室５１壁面側に設けた回転軸Ｂ９４によって陽極室５２が回転可能に軸支されており、回転軸Ｂ９４は陰極室５１壁面を貫通すると共に、その先端に陽極室５２を回転するハンドル９５が構成されている。これらにより、陰極室５１内で陽極室５２を反転させる反転手段を構成している。
【００４４】
次に本実施例の構成における動作、作用を説明する。
【００４５】
陽極室５２で生成した酸性水を陰極室５１に送水するとき、ハンドル９５を操作して陽極室５２を反転させることにより（図５（ｂ））、即座に送水することが可能となり、素早く操作でき、素早く一連の電解作業を行うことができ、使いやすいものである。
【００４６】
また、図６に示すように、回転軸Ｂ９４先端部に、陽極室５２を回転あるいは回動させるモーターなどの回動手段９６が設け、回動手段９６の働きにより、陽極室５２を自由に回転あるいは回動することができる構造となっている場合においては、陽極室５２で生成して酸性水を陰極室５１に送水するとき、回動手段９６を動作させることにより陽極室５２を回転させ、即座に送水することが可能となり、素早く一連の電解作業を行うことができ、使いやすいものであり、また回動手段９６を、回転方向反転可能なギア付モーター、或いは電流の極性を反転させることにより回転方向反転可能なＤＣモーターとすることで、陰極５５及び隔膜５３を酸性水で洗浄しているときに容易に陽極室５２を回動することができ、スケールを剥離している部分に酸性水との機械的な摩擦力を起こすことができるため、スケールを強制的に剥離する効果が得られ、素早く確実に洗浄作業が行えるので、機器を長期的に安定して使用できるものである。
【００４７】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３における電解水生成装置について、図７を用いて説明する。なお、実施例１と同一構成部品には同一符号を付与し、その説明を省略する。
【００４８】
図に示すように、陰極室５１上方にフタ９７が設けられ、そのため陰極室５１内の密閉性が保たれていると共に、陽極室５２と陰極室５１を連通する連通手段Ｄ９８が両槽の仕切り９９を越えて設けられている。
【００４９】
次に本実施例の構成における動作、作用を説明する。
【００５０】
陽極室５２で生成して酸性水を陰極室５１に送水するとき、その上方がフタ９７で密閉されているため、吐出手段７０を連続して動作させることにより陰極室５２内が負圧になり、そのため連通手段Ｄ９８を通じて陽極室５２から陰極室５２に酸性水を吸引できることとなり、特別に酸性水を送水する送水用配管やバルブ等を設けることと比較して部品点数の削減に貢献し、安価に機器が構成できるものである。
【００５１】
上記した各実施例１〜３に示した構成は、必要に応じて適宜組合せることができるものであり、実施例そのものに限られるものではない。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電解水生成装置によれば、アルカリ水の電解時に、陽極室で生じた酸性水を利用し、陰極及び隔膜間に蓄積した水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケール成分を排除できるため、定期的にクエン酸などの薬品を使用して電解槽内を洗浄する必要が無くなる。このため、長期的に安定したｐＨの電解水を生成でき、使いやすく、経済性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電解水生成装置の構成を示す断面図
【図２】同電解水生成装置において開閉手段Ａを用いた場合の断面図
【図３】（ａ）同電解水生成装置において３方弁を用いた場合の断面図
（ｂ）同３方弁の拡大断面図
【図４】同電解水生成装置において駆動手段を用いた場合の断面図
【図５】（ａ）本発明の実施例２における電解水生成装置の構成を示す断面図
（ｂ）同電解水生成装置の動作状態を示す断面図
【図６】同電解水生成装置において回動手段を用いた場合の断面図
【図７】本発明の実施例３における電解水生成装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
５０  電解槽
５１  陰極室
５２  陽極室
５３  隔膜
５４  陽極
５５  陰極
５７  連通管
７０  吐出手段
７６  中和水タンク
７７  開閉手段Ａ
７９  撹拌手段
８０  ３方弁
９１  駆動手段
９６  回動手段
９７  フタ
９８  連通手段Ｄ
【図１】
2004181385.tif 000005
【図２】
2004181385.tif 000006
【図３】
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【図４】
2004181385.tif 000008
【図５】
2004181385.tif 000009
【図６】
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【図７】
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