(57)【要約】【課題】電解槽内の水位を確認しやすく、また水位表示手段にスケールが付着しない電解水生成装置を提供すること。【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、陽極室５２内の水位表示手段８９と、陰極室５１と陽極室５３とを連通する連通管５７からなるもので、開閉手段５９を開けて電解槽５０に水を入れたとき、陽極室５２と陰極室５１の水位が同じ状態で上昇し、水位表示手段８９が水に浮くことで両槽の水位の確認がしやすく、また水位表示手段８９を酸性水を生成する陽極室５２に設けたことで、水位表示手段にスケールが蓄積しにくくなるものである。【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と、陽極室内の水位表示手段と、陰極室と陽極室を連通する連通手段からなる電解水生成装置。
【請求項２】
連通手段に電気駆動式の開閉手段を設けた請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
連通手段に設けた開閉手段と、水投入時に開口するフタとを備え、前記フタの閉時に前記開閉手段を閉鎖する請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項４】
連通手段に開閉手段を設け、電解溶液を陽極室に送水するとき、前記開閉手段を閉鎖する請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項５】
電解終了時に開閉手段を開口する請求項２〜４のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項６】
陰極室で生成されたアルカリ水を吐出する吐出手段を設け、アルカリ水吐出後に開閉手段を開口する請求項２〜４のいずれか１項に記載の電解水生成装置。
【請求項７】
中和水貯水手段と、前記中和水貯水手段と連通手段とを連通する連通手段Ａと、前記連通手段と前記連通手段Ａの接合部に３方弁を設けた請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項８】
３方弁の操作部を駆動手段で回転する請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項９】
陰極室と陽極室の間に上下移動可能な仕切りを設け、フタ開時に仕切りが上方に移動することで陰極室と陽極室が連通し、フタ閉時にフタに付勢され移動し、陰極室と陽極室とを仕切る電解水生成装置。
【請求項１０】
フタ下面と仕切りを一体とした請求項９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はよく知られているが、電解層の水位の確認を行うための配慮がなされていなかった（例えば、特許文献１）。
【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、前記従来の構成の電解水生成装置においては、電解を行う毎に電解槽内に使用者が水を入れるため、その都度、水位の確認が必要であった。しかし、そのとき水が透明なため電解槽内で水位の確認がしにくく、水が不足した場合には電極が完全に水に浸からないために電極の浸漬した部分のみ電気が流れ、そのため電解が完全に実施できず、また逆に水が多すぎる場合には電解槽から機外に溢れるという課題があった。
【０００５】
この課題を解決するため、水位を表示する水位表示ボールを電解槽内の水に浮かせることにより水位を表示することも考えられるが、水道水等を電解すると、原水には各種のイオンが含まれており、特にカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンは陰極室の水酸基と反応して水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムとなり、溶解限界を超えると陽極や隔膜または水位表示ボールの表面に析出するため、単に水位表示ボールを用いたものではそれ自体が見難くなり、定期的にクエン酸などの薬品を使用し、電解槽内の洗浄を行う必要がある課題がある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、長期間使用してもスケールにより水位表示手段が見難くなることもなく、水位の確認がしやすく、使用性に優れた電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、陽極室内に水位表示手段を設けたものである。
【０００８】
これにより、電解毎に投入される水位は、陽極室に設けた水位表示手段の位置により容易に確認でき、電解槽からの水の溢れが防止できると共に、陽極室内で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、長期間電解しても水位表示手段にスケールが付着・蓄積せず、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もないため、長期的に快適かつ経済的に使用できる。
【０００９】
【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と、陽極室内の水位表示手段と、陰極室と陽極室を連通する連通手段からなるもので、連通手段によって連通された陰極室と陽極室の水位を、水位表示手段の位置によって容易に確認できると共に、陽極室内で生じた塩素成分を含む酸性水がスケールを溶かすため、水位表示手段周囲にスケールが付着・蓄積することも無く、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もないため、長期的に快適かつ経済的に使用できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、連通手段に電気駆動式の開閉手段を設けたもので、電解槽に水を投入した後、陰極室と陽極室の連通を閉鎖して電解を行うが、連通の開閉を行う開閉手段を、電磁力を用いた電磁弁としたため、一連の電解作業の中で自動的に実施することが可能となり、作業者が手動で行うものと比較し、非常に使いやすいものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、連通手段に設けた開閉手段と、水投入時に開口するフタとを備え、前記フタの閉時に前記開閉手段を閉鎖するもので、電解槽に水を投入した後、フタを閉めるが、そのとき自動的に開閉手段が閉まり、陰極室と陽極室の連通を閉鎖できるため、作業者が意識しないうちに電解工程を進めることができ、非常に使いやすいものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、連通手段に開閉手段を設け、電解溶液を陽極室に送水するとき、前記開閉手段を閉鎖するもので、水を入れて電解を実施するとき、電解を促進する塩や重曹などを溶かした電解溶液を陽極室に投入するが、そのときに自動的に開閉手段が閉まり、陰極室と陽極室の連通を閉鎖できるため、作業者が意識しないうちに電解工程を進めることができ、非常に使いやすいものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、電解終了時に開閉手段を開口するもので、陽極室内で生じた塩素成分を含む酸性水が陰極室内の陰極及び隔膜周辺のスケールを溶かして除去できるため、スケールにより電解時の電流を阻止されることもなく、電解性能が低下しないため、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もなく、長期的に快適に使用できるものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、陰極室で生成されたアルカリ水を吐出する吐出手段を設け、アルカリ水吐出後に開閉手段を開口するもので、陰極室内のアルカリ水を吐出して水位が低下してから酸性水を送水するため、酸性水の方が水位が高く勢いよく早く送水することができると共に、送水した酸性水がアルカリ水で薄くなることが防止できるため、より確実にスケール除去が実施でき、非常に使いやすいものである。
【００１５】
請求項７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連通手段とを連通する連通手段Ａと、前記連通手段と前記連通手段Ａの接合部に３方弁を設けたもので、水投入時に陰極室と陽極室を連通する動作、電解時などに陽極室と陰極室の連通を解除する動作、電解終了時に陽極室・陰極室の水を中和水貯水手段に送水する動作が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。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、３方弁の操作部を駆動手段で回転するもので、水投入時に陰極室と陽極室を連通する動作、電解時などに陽極室と陰極室の連通を解除する動作、電解終了時に陽極室・陰極室の水を中和水貯水手段に送水する動作が駆動手段で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。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、陰極室と陽極室の間に上下移動可能な仕切りを設け、フタ開時に仕切りが上方に移動することで陰極室と陽極室が連通し、フタ閉時にフタに付勢され移動し、陰極室と陽極室とを仕切るもので、電解槽に水を投入するとき仕切り下方を通じて陰極室と陽極室が連通し、水位が同じとなりその後フタを閉めるが、そのとき仕切りが下方に移動し自動的に後陰極室と陽極室の連通を解除できるため、作業者が意識しないうちに電解工程を進めることができ非常に使いやすいと共に、連通の制御に開閉手段等の部品を必要とせず、部品点数を削減できるものである。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、フタ下面と仕切りを一体としたもので、電解槽に水を投入するべくフタを開けたとき、仕切りがフタと一緒に上昇し、仕切り下方を通じて陰極室と陽極室が連通し、両槽の水位が同じとなる。その後フタを閉めるが、そのとき仕切りが下方に移動し自動的に後陰極室と陽極室の連通を閉鎖することとなり、作業者が意識しないうちに電解工程を進めることができ非常に使いやすいと共に、フタと仕切りを１つの部品で構成するため、部品点数の削減に貢献できるものである。
【００１９】
【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。
【００２０】
（実施例１）
図１〜図６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。
【００２１】
図１、図２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と陽極室５２が並んで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。
【００２２】
陽極室５２底には、陽極水出口５６が設けられ、連通管５７を介して、陰極室５１底に設けられた陰極水出口５８と連通され、前記連通管５７には送水を制御する開閉手段５９が設けられている。
【００２３】
６０は着脱自在のキャツプ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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
さらに、陰極室５１の底に設けられた陰極水出口Ｂ７４と３方弁７５の孔Ａ７６が管Ａ７７で連通して接続されており、陽極室５２底に設けられた陽極水出口Ｂ７８と３方弁７５の孔Ｂ７９が管Ｂ８０で連通して接続されており、中和水タンク８１と３方弁７５の孔Ｃ８２が管Ｃ８３で連通して接続されている。３方弁７５は、３方弁外８４内に３方弁中８５が回転自在に挿入されて構成されており、前記３方弁中８５には、孔Ｘ８６と孔Ｙ８７が９０度の角度を持って内部で貫通するように設けられている。
【００２７】
陽極室５２内には、リブ８８により、比重が１より小さいボールなどよりなる水位表示手段８９が陽極室５２の水位変化に合わせて上下に移動可能に設けられている。
【００２８】
次に本実施例の構成における動作、作用を説明する。
【００２９】
開閉手段５９を開けて電解槽５０に水を入れると、陰極室５１と陽極室５２内で同じ水位を保ちながら水が増し、そのため水位表示手段８９が上昇し、水位確認が非常に行いやすいこととなる。
【００３０】
所定の位置まで水が入った状態で開閉手段５９を閉じてスイッチ（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。
【００３１】
【化１】
2004181386.tif 000003
【００３２】
この酸性水には塩素成分が含まれており、水位表示手段８９に付着する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水位表示手段８９が見難くなることが無く、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、長期的に使用性が保持できるものである。
【００３３】
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。
【００３４】
【化２】
2004181386.tif 000004
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、孔Ｙ８７と中和水タンク７６が連通する方向に３方弁７５内の３方弁中８５を回転させ、陰極水出口Ｂ７４と陽極水出口Ｂ７８と中和水タンク７６を連通させることにより、酸性水とアルカリ水を混合させた中和水を中和水タンク７６に送水することができる。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。
【００３９】
このとき、図３に示すように、連通管５７に電磁弁等の開閉手段９０を設けることにより、一連の電解作業の中で自動的に水投入後の連通管５７の閉塞作業が行えることとなり、作業者が手動で行うものと比較し、非常に使いやすいものが構成可能となる。
【００４０】
例えば、図４に示すように、水を入れるときに開くフタ９１の回転中心９２近傍にリミットスイッチ９３を設け、前記フタ９１を閉めたときにフタ９１でリミットスイッチ９３を附勢し（図４（ａ））、その信号にて開閉手段９０を閉鎖した場合など、フタ９１を閉めただけで陰極室５１と陽極室５２の連通を解除でき、非常に使いやすいものとなる。
【００４１】
また、電解液を送水するポンプ６４が動き出した信号にて開閉手段９０を閉鎖した場合についても、作業者が意識しないうちに電解工程を進めることができ、非常に使いやすいものとなる。
【００４２】
さらに、電解終了後に開閉手段９０を開けることにより（図４（ｂ））、陽極室５２内で生成した酸性水が陰極室５１に送水され、陰極室５１内に塩素成分の含まれた酸性水が流入することにより、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。
【００４３】
また、吐出手段７０により、陰極室５１内で生成されたアルカリ水を電解水容器７３に送水した後に開閉手段９０を開けることにより、酸性水の水位がアルカリ水の水位よりも高い状態で送水することとなり、勢いよく早く送水することができると共に、送水した酸性水がアルカリ水で薄くなることを防止できるため、より確実にスケール除去が実施でき、非常に使いやすいものとなる。
【００４４】
また、図５及び図６においては、陰極室５１の陰極水出口５８と３方弁Ｂ９４の孔Ｄ９５が管Ｄ９６で連通して接続され、陽極室５２の陽極水出口５６と３方弁Ｂ９４の孔Ｅ９７が管Ｅ９８で連通して接続され、中和水タンク８１と３方弁Ｂ９４の孔Ｆ９９が管Ｆ１００で連通して接続されている。３方弁Ｂ９４は、３方弁Ｂ外１０１内に３方弁Ｂ中１０２が回転自在に挿入されて構成されており、前記３方弁Ｂ中１０２には、孔Ｖ１０３と孔Ｗ１０４が９０度の角度を持って内部で貫通するように設けられている。
【００４５】
この場合では、水を投入するときに陰極室５１と陽極室５２の連通を行う動作、電解するときに陰極室５１と陽極室５２の連通を解除する動作、陰極室５１の酸性水と陰極室のアルカリ水を中和水タンク８１に送水する動作が３方弁の回転動作のみで選択でき、使いやすいものとなる。
【００４６】
また、３方弁Ｂ中１０２（操作部）をモーター等の駆動手段で回転させることにより、一連の動作を自動で行うことができ、作業者が３方弁Ｂ中１０２を手動で回転させることと比較し使いやすいものである。
【００４７】
（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７、図８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７に示すように、隔膜５３を中央に配し、前記隔膜５３を介して陽極５４及び陰極５５が左右に対向配置された仕切り１０５が電解槽５０内で上下移動可能に設けられており、仕切り１０５によって陰極室５１及び陽極室５２が仕切られている。仕切り１０５はバネ等（図示せず）にて常時上方に附勢され、フタ９１を開けると電解槽５０との間に隙間が生じることによって陰極室５１と陽極室５２の間が連通し（図７（ｂ））、フタ９１を閉めるとフタ９１下面が仕切り１０５を下方に付勢し、仕切り１０５と電解槽５０との隙間が塞がれることにより（図７（ａ））、陰極室５１と陽極室５２の連通が閉鎖される構成となっている。
【００４９】
次に本実施例の構成における動作、作用を説明する。
【００５０】
フタ９１を開けて電解槽５０に水を入れると、仕切り１０５と電解槽５０との隙間で陰極室５１と陽極室５２が連通しているため、両槽で同じ水位を保ちながら水が増え、そのため水位表示手段８９が上昇し、水位確認が非常に行いやすく、所定の位置まで水が入った状態でフタ９１を閉めると、仕切り１０５と電解槽５０との隙間が閉じられ、陰極室５１と陽極室５２の連通が閉鎖されるため、電解を行っても電解槽内で酸性水とアルカリ水が混ざることが防止でき、開閉手段や電磁弁等を使用して機器を構成した場合と比較し、部品点数も少なく、安価に構成できるものである。
【００５１】
また、図８に示すように、仕切り１０５をフタ９１の裏面に一体に構成した場合では、フタ９１を開けたときには一緒に仕切り１０５が上昇し、陰極室５１と陽極室５２を連通させることができ（図８（ｂ））、フタ９１を閉めたときには仕切り１０５が下降し、陰極室５１と陽極室５２の連通を閉鎖させることができ（図８（ａ））、この場合においても開閉手段や電磁弁等を用いた連通機構が不用となり、部品点数が削減できるため、安価に機器が構成できる。
【００５２】
上記した各実施例１、２に示した構成は、必要に応じて適宜組み合わせて構成す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。
【００５３】
【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、電解毎に投入される水位は、陽極室に設けた水位表示手段の位置により容易に確認でき、電解槽からの水の溢れが防止できると共に、陽極室内で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、長期間電解しても水位表示手段にスケールが付着・蓄積せず、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もないため、長期的に快適かつ経済的に使用できる。
【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】同電解水生成装置の３方弁を示す拡大断面図
【図３】同電解水生成装置において開閉手段を用いた場合の断面図
【図４】（ａ）同電解水生成装置においてフタ閉時の断面図
（ｂ）同電解水生成装置においてフタ開時の断面図
【図５】同電解水生成装置において３方弁Ｂを用いた場合の断面図
【図６】同電解水生成装置の３方弁Ｂを示す拡大断面図
【図７】（ａ）本発明の実施例２における電解水生成装置の断面図
（ｂ）同電解水生成装置においてフタ開時の断面図
【図８】（ａ）同電解水生成装置のフタと仕切りを一体化した場合の断面図
（ｂ）同電解水生成装置においてフタ開時の断面図
【符号の説明】
５０  電解槽
５１  陰極室
５２  陽極室
５３  隔膜
５７  連通管
５９、９０  開閉手段
７０  吐出手段
７５  ３方弁
８１  中和水タンク
８９  水位表示手段
９１  フタ
９４  ３方弁Ｂ
１０５  仕切り
【図１】
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【図２】
2004181386.tif 000006
【図３】
2004181386.tif 000007
【図４】
2004181386.tif 000008
【図５】
2004181386.tif 000009
【図６】
2004181386.tif 000010
【図７】
2004181386.tif 000011
【図８】
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