(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
水の電気分解時に前記電極に印加される電圧の極性とは逆の極性の電圧が、所定の時間に前記電極間に印加されるように、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段と、
前記電極間に前記逆の極性の電圧が印加される前に該一対の電極を短絡させることにより該電極間の電圧を低下させる電極短絡手段と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、所定の時間に前記電極間に電圧を断続的に複数回印加するように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備える電解水生成装置において、
前記電極間に電圧を断続的に複数回印加する行程において、最後に印加される電圧の極性をその直前に印加された電圧の極性から反転させる極性反転手段、
を備える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、水の電気分解により各種機能を有する電解水を生成するための電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道水を電気分解して酸性水、アルカリ水、殺菌水等の機能水を生成するための装置（例えば、アルカリイオン水生成器）には、少なくとも一対の電極及び該電極間に形成された通水路を有する電解槽が用いられることが多い。このような電解槽を用いて水道水を電気分解すると、水道水に含まれるカルシウム、マグネシウム等の陽イオンが電解槽の陰極に誘引されて該陰極の表面に付着し、水中の二酸化炭素と反応して、スケールと呼ばれる析出物を形成する。このようにスケールが形成されると、電解効率の低下、通水路の閉塞等の問題が生じる。
【０００３】
電極表面に形成されたスケールを除去する方法の一つとして、電極に印加する電圧の極性を電解時のそれと逆にすること（以下、「逆電」とする）により、該電極に付着したスケール（及びスケールの原料となる物質又はイオン）を水中に溶出させる、という方法が知られている。しかし、この方法には、逆電する時間が短すぎると電極から十分にスケールが除去されない一方、逆電する時間が長すぎると、逆に他の電極（すなわち、逆電時に陰極となる電極）にスケールが形成されてしまう、という問題がある。
【０００４】
上記問題に鑑みて提案された電解装置の一つが特開平５−２２０４８３号公報に開示されている。この電解装置は、電極間の通水路に通水した時間に応じて逆電時間を設定し、通水終了の度毎に前記逆電時間だけ逆電を行う、という制御を行う制御回路を備えるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記電解装置にはいくつかの問題がある。その一つは、通水終了後に逆電しようとすると、電解時に供給された電荷が電極に残存しているため、逆電を開始しても電極の極性はすぐには反転せず、十分にスケールを除去するのに時間がかかるということである。
【０００６】
また、電極表面には電解効率を高めるための触媒層を形成することが一般的であるが、この触媒層も逆電の影響を受けて徐々にではあるが劣化（消耗）してゆく。従って、逆電を行う頻度はできるだけ少なくすることが望ましい。ところが、上記電解装置では、通水終了の度に逆電を行うため、電極の寿命が通常よりもかなり短くなってしまう。
【０００７】
更に、一対の電極板が通水中で微小距離を以て対向配置された電解槽では、各電極板の外側表面のスケールは逆電により効果的に除去できるものの、電極板の内側表面すなわち通水路に面する表面に形成されたスケールは、たとえ電極板から遊離させられたとしても、その後通水路中に残留し、逆電の終了後に再び電極板に付着することがある。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、電極の劣化をできるだけ抑えつつ、電極表面に形成されたスケールを確実に除去できるような逆電処理を行う手段を備える電解水生成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発明の効果】
上記課題を解決するために成された本発明に係る第一の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
水の電気分解時に前記電極に印加される電圧の極性とは逆の極性の電圧が、所定の時間に前記電極間に印加されるように、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段と、
前記電極間に前記逆の極性の電圧が印加される前に該電極間の電圧を低下させる電圧低下手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第一の電解水生成装置においては、スケール除去のための逆電を行うに際し、まず電圧低下手段により電極間に残存した電圧を十分に低下させた上で、電圧印加手段及び極性反転手段を適宜制御し、逆電を開始する。このようにすると、極性反転手段による逆電の開始とともに速やかに電極間の電圧の極性が反転するため、従来よりも短時間で十分にスケールが除去される。更に、逆電時間が短くなるため、電力消費量が減少するという効果も得られる。なお、電圧低下手段としては、例えば、一対の電極を短絡させることにより該電極間の電圧を低下させる電極短絡回路が利用できる。
【００１１】
本発明に係る第二の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
前記電極間の電圧を検出するための電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出される電圧に応じて、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
一般に電圧が低下する速度は水質に依存する。従って、電解終了から逆電開始までの時間を水質に関わらず一定としていた従来の方法では、まだ電極に電圧が残留している状態で逆電が開始されるおそれがある。このような事態を防止するには、電解終了から逆電開始までの時間を長くすればよいが、これがあまりに長過ぎると、スケールの形成及び固着がそれだけ進むという問題がある。そこで、上記第二の電解水生成装置では、電圧検出手段により電極間の電圧をモニタすることにより、適切なタイミングで逆電を開始することができるようにしたものである。
【００１３】
上記制御手段は、例えば、上記電圧検出手段により検出された電圧が所定値まで低下したら、水の電気分解時に上記電極に印加される電圧の極性とは逆の極性の電圧が上記電極に印加されるように、上記電圧印加手段及び極性反転手段を制御するような構成とする。このようにすると、第一の電解水生成装置により得られる効果と同様の効果が得られる。
【００１４】
なお、上記第一又は第二の電解水生成装置において、上記制御装置は、上記電極に上記逆の極性の電圧を印加する時間を、該電極におけるスケールの形成度合に応じて決定するようにすることが好ましい。スケールの形成度合を判定する指標としては、例えば、水の電気分解のために上記電極に上記所定の極性の電圧を印加した時間を利用することができる。このようにすると、スケールの形成度合に応じて最適な逆電時間が設定されるようになり、電気エネルギを節約しつつ、十分なスケール除去効果が得られるようになる。
【００１５】
なお、上記第一又は第二の電解水生成装置において、上記制御装置は、水の電気分解が終了する度毎に、該電気分解において上記電極に印加された電圧の極性とは逆の極性の電圧が該電極に印加されるように、上記電圧印加手段及び極性反転手段を制御するようにしてもよい。このようにすると、電極にスケールが形成された直後に逆電が行われるため、効率よくスケールが除去される。
【００１６】
本発明に係る第三の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
電気分解が行われた時間及び電気分解が行われなかった時間をそれぞれ電解時間及び非電解時間として計測する計時手段と、
前記電解時間及び非電解時間に基づいて前記電極におけるスケールの形成度合を判定し、その度合が所定の度合に達していると判定されたときには、最後に行なわれた電気分解において前記電極間に印加された電圧の極性とは逆の極性の電圧が該電極間に印加されるように、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段と、
を備えること特徴とする。
【００１７】
第三の電解水生成装置において、制御手段は、電解時間と非電解時間に基づいて電極におけるスケールの形成度合を判定し、その度合が所定の度合に達していると判定されたとき、電極からスケールを除去するための逆電を行うべく、電圧印加手段及び極性反転手段を適宜制御する。このようにすると、スケール除去のための逆電を電気分解の度毎に行う従来の電解水生成装置に比べて、より少ない回数の逆電動作で十分にスケールを除去することができるため、電極の寿命がより長くなる。
【００１８】
なお、第三の電解水生成装置では、スケールの形成度合を判定するために電解時間だけでなく非電解時間をも考慮している。これは次のような理由による。電気分解において、電解時間が長くなればなるほど、電極表面にスケールの原料となる物質又はイオンの付着がより多く生じる。この付着物は、付着後速やかに逆電を行えば容易に除去できる一方、もし電気分解終了後にその付着物をそのまま長時間放置すると、その付着度合がより強固になり、遂には逆電を行っても除去できなくなる。そこで、上記のように、電解時間だけでなく非電解時間をも考慮してスケール除去のための逆電を行うことにより、より確実にスケールの形成を防止することができるのである。
【００１９】
本発明に係る第四の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、所定の時間に前記電極間に電圧を断続的に複数回印加するように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備える電解水生成装置において、
前記電極間に電圧を断続的に複数回印加する行程において、最後に印加される電圧の極性をその直前に印加された電圧の極性から反転させる極性反転手段、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記において「所定の時間に前記電極間に電圧を断続的に複数回印加する」という動作は、例えば、連設された複数の便器に所定の時間内で順次電解水を供給するために複数回断続的に水の電気分解を行う、というような動作をいう。このような行程において、第四の電解水生成装置は、最後に電圧を印加する際に該電圧の極性を極性反転手段により反転させる。このようにすると、最後の電圧印加行程において、水の電気分解と並行して逆電によるスケール除去も行われるため、電気分解の終了後に別途特別なスケール除去行程を設ける必要がなくなる。
【００２１】
本発明に係る第五の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
前記電極間に所定の極性の電圧を印加することにより水の電気分解を行なった後、前記所定の極性とは逆の極性の電圧を前記電極に印加し、次の電気分解においては前記逆の極性の電圧が前記電極間に印加されるように、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
第五の電解水生成装置において、制御手段は、電極間に所定の極性の電圧を印加することにより水の電気分解を行った後、スケール除去のために前記所定の極性とは逆の極性の電圧を前記電極に印加すべく、電圧印加手段及び極性反転手段を適宜制御する。その後、次の電気分解を行う際には、制御手段は、上記逆の極性の電圧を電極に印加する。このようにすると、電気分解においては常に同一の極性の電圧を電極に印加し、スケール除去の際にのみ極性を反転させるという従来の方法に比べて、電圧の極性を切り替える回数が少なくなるため、電極の寿命が長くなる。
【００２３】
本発明に係る第六の電解水生成装置は、
少なくとも一対の電極と、前記電極を内部に備える電解槽と、前記電極間に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電極間に印加される電圧の極性を反転させるための極性反転手段と、を備える電解水生成装置において、
前記電極間に所定の極性の電圧を印加することにより水の電気分解を行った後、前記所定の極性とは逆の極性の電圧が前記電極間に印加されるように、前記電圧印加手段及び極性反転手段を制御する制御手段と、
前記電極間に前記逆の極性の電圧が印加されている間は前記電解槽に通水する通水制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
第六の電解水生成装置において、制御手段は、所定の極性の電圧を電極間に印加することにより水の電気分解を行った後、スケール除去のために前記所定の極性とは逆の極性の電圧を前記電極に印加すべく、電圧印加手段及び極性反転手段を適宜制御する。このようにしてスケール除去のために逆電が行われている間、通水制御手段は電解槽に適宜流量で通水する。このようにすると、逆電により電極から除去されて水中に溶出したスケールが水により流されて電解槽の外部へ排出されるため、短時間で効率よくスケールを除去することができる。
【００２５】
【実施例】
本発明に係る電解水生成装置の各種実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施例である電解水生成装置を示す概略構成図である。この電解水生成装置１０において、給水管１２は電解槽１４の入水口に接続されており、その途上には、上流から順に、止水栓１６、ストレーナ１７及び電磁弁１８が配設されている。電磁弁１８は電磁弁駆動回路１９により開閉される。一方、電解槽１４の出水口には先端にノズル２０を有する電解水供給管２１が接続されている。電解槽１４の内部には一対の電極板２２が対向して配置されている。この一対の電極板２２は一対の給電線２３により電源回路２４と接続されており、前記一対の給電線２３の途上には極性反転回路２６が配設されている。電極短絡回路２８は、前記一対の給電線２３を短絡するように配設されている。
【００２７】
電磁弁駆動回路１９、電源回路２４、極性反転回路２６及び電極短絡回路２８は、マイコン等で構成された制御装置３０に接続されている。制御装置３０は、所定のプログラムに従って上記４つの回路を適宜制御する。
【００２８】
上記構成を有する電解水生成装置１０の作用を、図１及び図２を参照しながら説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は電磁弁駆動回路１９、電源回路２４、極性反転回路２６及び電極短絡回路２８の動作を示す図である。すなわち、図２において、（ａ）は電源回路２４による給電状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を、（ｂ）は電極短絡回路２８による電極板２２の短絡状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示し、（ｃ）は極性反転回路２６により設定される電圧の極性（正／負）を、また、（ｄ）は電磁弁駆動回路１９により駆動される電磁弁１８の状態（開／閉）をそれぞれ示す。なお、図２の水平軸は図示せぬタイマが指示する時刻を示すものである。
【００２９】
電解水生成装置１０の基本動作は、それぞれが電解行程、電圧低下行程及び逆電行程を含む第一及び第二サイクルの反復である。
【００３０】
まず、第一サイクルを見てみる。時刻t11において、電解水の生成開始を指示するトリガ信号が発生すると、制御装置３０は、電磁弁駆動回路１９により電磁弁１８を開く。すると、給水管１２を通じて水が電解槽１４へ流入し始める。また、電磁弁１８を開くと同時に、制御装置３０は電源回路２４による電極板２２への電圧の印加を開始する。これにより、電解槽１４に流入した水が電気分解される。生成された電解水は電解水供給管２１を流れ、ノズル２０から外部へ供給される。このような行程（電解行程）は時刻t12まで継続される。電解行程の時間は、例えば２４０秒程度とする。なお、上記電解行程において電極板２２に印加される電圧の極性をここでは正極性と定め、それとは反対の極性を負極性と定める。
【００３１】
タイマの指示する時刻がt12になると、電極板２２への電圧の印加が停止されるが、電解槽１４への水の供給は継続される。そして、時刻t12よりも微小時間（例えば、１００ミリ秒程度）遅延した時刻t13に、制御装置３０が電極短絡回路２８を起動し、これにより一対の電極板２２が電極短絡回路２８を通じて短絡される。すると、電気分解後に各電極板２２に残留していた正及び負の電荷が互いに打ち消し合い、その結果電極板２２間の電圧が低下する。このような行程（電圧低下行程）は、時刻t14まで継続される。電圧低下行程の時間は、例えば５秒程度とする。
【００３２】
上記のように、電圧低下行程を開始する時刻t13は電解行程の終了時刻t12よりもわずかに遅延して設定されている。これにより、電源回路２４の稼働中に一対の給電線２３が短絡されて極めて大きな電流が流れ、電気系統に損傷を与える、という事態が防止されているのである。
【００３３】
時刻t14において、電圧低下行程を終了すると同時に、制御装置３０は、極性反転回路２６を起動し、更に、時刻t14よりも微小時間だけ遅延した時刻t15に、電源回路２４による電極板２２への電圧の印加を開始する。このとき、極性反転回路２６が起動されているため、電極板２２には負極性の電圧が印加される。これにより、電極板２２の表面に形成されたスケールが電解槽１４中の水の中へ溶出する。ここで、電磁弁１８が開かれているため、引き続いて電解槽１４には給水管１２から水が流入する。こうして流入する水とともに上記のように溶出したスケールは速やかに電解槽１４から外部へ排出され、電解槽１４中に残留することがない。このような行程（逆電行程）は、時刻t16まで継続される。逆電行程の時間は、例えば１０秒程度とする。
【００３４】
次に、第二サイクルを見てみる。まず、時刻t20において電解水の生成開始を指示するトリガ信号が発生すると、制御装置３０は極性反転回路２６を起動し、更に、時刻t20よりも微小時間だけ遅延した時刻t21に、電磁弁駆動回路１９により電磁弁１８を開く。すると、給水管１２を通じて水が電解槽１４へ流入し始める。また、電磁弁１８を開くと同時に、制御装置３０は、電源回路２４による電極板２２への電圧の印加を開始する。これにより、電解槽１４に流入した水が電気分解される。そこで生成された電解水は電解水供給管２１を流れ、ノズル２０から外部へ供給される。この電解行程は時刻t22まで継続されるが、その継続時間は、第一サイクルの電解行程と同じにする。
【００３５】
時刻t22よりも微小時間だけ遅延した時間t23から更にその後の時刻t24までの時間は電圧低下行程に相当する。すなわち、タイマの指示する時刻がt22になると、制御装置３０は電源回路２４及び極性反転回路２６を停止する。その後、時刻t23からt24までの間、制御装置３０は、電極短絡回路２８により一対の電極板２２を短絡させる。この電圧低下行程の継続時間も、第一サイクルの電圧低下行程と同じとする。
【００３６】
時刻t24よりも微小時間だけ遅延した時刻t25から時刻t26までの時間は逆電行程に相当する。すなわち、時刻t25から時刻t26までの間、制御装置３０は、電源回路２４により電極板２２に正極性の電圧を印加する。その後、タイマの指示する時刻がt26になると、制御装置３０は、電源回路２４を停止するとともに、電磁弁駆動回路１９により電磁弁を閉じる。こうして第二サイクルが終了する。
【００３７】
以上のような第一及び第二サイクルにおいて、電極板２２に印加される電圧の極性は、時刻t11からt12までは正、時刻t15からt16までは負、時刻t21からt22までは負、時刻t25からt26までは正、となっている。すなわち、電解水生成装置１０は、同種の極性が２度連続して現れた後に極性を反転させる、という動作を反復するように構成されている。このようにすると、正極性の電圧と負極性の電圧を交互に印加する場合に比べて、電圧を反転させる回数を半減させることができるため、電極の寿命が長くなる。
【００３８】
図３は本発明の別の実施例である電解水生成装置を示す概略構成図である。この電解水生成装置４０は、電源回路２４と一対の電極板２２とを接続する一対の給電線２３間の電圧（すなわち、電極板２２間の電圧）を検出する電圧検出回路４２を備えている。電圧検出回路４２は制御装置３０に接続されている。制御装置３０は所定のプログラムに従い、且つ、必要に応じて電圧検出回路４２の出力信号に基づいて、電源回路２４、極性反転回路２６及び電磁弁駆動回路１９を適宜制御する。その他の構成要素については、図１の電解水生成装置１０の対応する構成要素と同一の符号を付与し、その説明を省略する。
【００３９】
電解水生成装置４０の作用を図３及び図４を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は電磁弁駆動回路１９、電源回路２４、極性反転回路２６及び電圧検出回路４２の動作を示す図である。すなわち、図４において、（ａ）は電源回路２４による給電状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を、（ｂ）は電圧検出回路４２が出力する電圧検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ）を示し、（ｃ）は極性反転回路２６により設定される電圧の極性（正／負）を、また、（ｄ）は電磁弁駆動回路１９により駆動される電磁弁１８の状態（開／閉）をそれぞれ示す。
【００４０】
電解水生成装置４０の基本動作は、それぞれが電解行程、電圧検出行程及び逆電行程を含む第一及び第二サイクルの反復である。
【００４１】
まず、第一サイクルから見てみる。時刻t31からt32までの時間は電解行程に相当する。この電解行程は、図２の時刻t11からt12までの電解行程と同様の手順で実行される。
【００４２】
時刻t32からt33までは電圧検出行程に相当する。すなわち、時刻t32において電源回路２４が停止された後、電圧検出回路４２は、残留電荷に起因する電極板２２間の電圧の変化をモニタする。このとき電極板２２間の電圧は、そこに残留した電荷の量が自然放電により徐々に減少するに従って低下する。モニタされた電圧が所定値（例えば、０．１Ｖ程度）まで低下すると、電圧検出回路４２が信号を出力する。このときの時刻がt33である。前記信号を受けると同時に、制御装置３０は極性反転回路２６を起動し、更に時刻t33よりも微小時間だけ遅延した時間t34に、電源回路２４を起動する。これにより、電極板２２には逆極性の電圧が印加されるようになる。こうして、逆電行程が開始される。
【００４３】
逆電行程が開始された後は、電極板２２間の電圧をモニタする必要はない。従って、時刻t34よりも後の時刻t35において、電圧検出回路４２は信号の出力を停止する。その後、タイマの指示する時刻がt36になると、制御装置３０は、電源回路２４及び極性反転回路２６を停止するとともに、電磁弁駆動回路１９により電磁弁１８を閉じる。なお、逆電行程の継続時間は、例えば１０秒程度とする。以上により、第一サイクルが終了する。
【００４４】
次に第二サイクルを見てみる。まず、時刻t40からt42までの時間は電解行程に相当する。この電解行程は、図２のt20からt22までの電解行程と同様の手順で実行される。
【００４５】
時刻t42からt43までは電圧検出行程に相当する。すなわち、タイマの指示する時刻がt42になると、制御装置３０は、電源回路２４を停止し、その後、上記のように、電圧検出回路４２が電極板２２間の電圧をモニタする。モニタされた電圧が所定値（例えば、０．１Ｖ程度）まで低下すると、電圧検出回路４２が信号を出力する。このときの時刻がt43である。前記信号を受けると同時に、制御装置３０は、極性反転回路２６を停止する。そして、時刻t43よりも微小時間だけ遅延した時刻t44に、制御装置３０は電源回路２４を起動する。この結果、電極板２２には正極性の電圧が印加されるようになる（逆電行程の開始）。その後、制御装置３０は、時刻t45に電圧検出回路４２を停止し、時刻t46には電源回路２４を停止するとともに、電磁弁駆動回路１９により電磁弁１８を閉じる。こうして、第二サイクルが終了する。
【００４６】
以上のように、電解水生成装置４０では、電解行程が終了した後、電極板２２間の電圧を自然放電により所定値まで低下させてから逆電を行う。このようにすると、電極短絡回路２８を用いる図１の電解水生成装置１０に比べて、電解行程の終了から逆電行程の開始までの時間がより長くかかるものの、短時間で電圧を低下させる際には多少なりとも生じるおそれがある電極板２２の消耗がほとんど生じないため、電極板２２の寿命がより長くなる。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｃ）は電解時間及び非電解時間の累計値に応じて逆電制御を行う方法の一例を示す図である。この方法は、前回の逆電行程以降に実行された電解時間の累計値の上限をt1、また前回の逆電行程が終了した時刻からの経過時間の上限をt2と定め、前記電解時間の累計値又は経過時間のいずれかがその上限に達したら、スケール除去のために逆電行程を実行する、というものである。
【００４８】
まず、図５（ａ）を見ると、電解行程は時刻xa0からxa1までの間に実行されているが、その時間ta1の値は電解時間の上限t1よりも大きい。従って、逆電によりスケールを除去すべく、時刻xa2から所定時間の間、電極に負極性の電圧が印加されているのである。
【００４９】
次に、図５（ｂ）を見ると、電解行程は、時刻xb0からxb1までの間に１回と、時刻xb2からxb3までの間に１回の、計２回実行されている。各電解行程の時間tb1及びtb2の値は、いずれも電解時間の上限t1よりも小さいが、両者の和（tb1＋tb2）はt1よりも大きい。従って、２回目の電解行程が終了した後で、逆電によりスケールを除去すべく、時刻xb4から所定時間の間、電極に負極性の電圧が印加されているのである。
【００５０】
次に、図５（ｃ）を見ると、電解行程は、時刻xc0からxc1までの間に１回と、時刻xc2からxc3までの間に１回の、計２回実行されている。各電解行程の時間tc1又はtc2の値は、いずれも電解時間の上限t1より小さく、しかも、両者の和（tc1＋tc2）もt1より小さい。従って、２回目の電解行程が終了した直後に逆電行程を実行する必要はない。しかし、その後、時刻xc4になると、最後に実行された逆電行程の終了時刻xc5からの経過時間がt2に達する。従って、逆電によりスケールを除去すべく、時刻xc4から所定時間の間、電極に負極性の電圧が印加されているのである。
【００５１】
上記電解時間の累計値の上限t1及び経過時間の上限t2は、電解時間とスケールの形成度合との関係や、経過時間とスケールの形成度合との関係を予め実験により調べ、その結果と、逆電により除去可能なスケールの量の上限とに基づいて適宜設定する。
【００５２】
なお、上記方法に類似の方法として、例えば、電解時間の累計値をｘ、非電解時間の累計値をｙとし、次式で定義されるｚの値
ｚ＝ｘ＋ｋ・ｙ
ただし、ｋは正の数、
が所定の上限値を越えたときに、スケール除去のために逆電行程を行う、という方法も考えられる。
【００５３】
図６は本発明の更に別の実施例である電解水生成装置を含む便器システムを示す概略構成図である。この便器システム５０において、給水管５１は、図示せぬ水道水供給源と、一対の電極板を有する電解槽１４の入水口とを接続しており、その途上には給水用電磁弁５２が配設されている。電解槽１４の出水口は、中継管５３により、タンク５４の側部に設けられた入水口と接続されている。タンク５４は異なる高さに設置された２つの水位センサ５５及び５６を内部に備えている。タンク５４の底部に設けられた出水口には３本の分岐管５７〜５９を有する電解水配送管６０が接続されている。電解水配送管６０の途上にはポンプ６１が配設されている一方、３本の分岐管５７〜５９には洗浄用電磁弁６２〜６４がそれぞれ配設されている。３本の分岐管５７〜５９の先端は、連設された３基の小便器６５〜６７の上部に設けられた洗浄水流入口にそれぞれ接続されている。
【００５４】
給水用電磁弁５２、電解槽１４、２つの水位センサ５５及び５６、ポンプ６１及び３つの洗浄用電磁弁６２〜６４は制御装置６８に接続されている。制御装置６８は、２つの水位センサ５５及び５６の出力信号をモニタしつつ、所定のプログラムに従って、電解槽１４の電極板への電圧の印加、各電磁弁の開閉及びポンプ６１の起動／停止を行う。
【００５５】
このような便器システム５０において、例えば、小便器６５に電解水を供給する手順は次の通りである。まず、制御装置６８は給水用電磁弁５２を開き、これと同時、又は少し遅延させて、電解槽１４の電極板に電圧を印加する。これにより、電解槽１４へ流入する水道水が電気分解されて電解水が生成される。この電解水は、中継管５３を通ってタンク５４へ流入し、それに従ってタンク５４内の水位が上昇する。前記水位が第一の所定水位に達すると、水位センサ５６が信号を出力し、第二の所定水位（上記第一の所定水位よりも高く設定されている）に達すると、水位センサ５５が信号を出力する。水位センサ５５から信号を受けると、制御装置６８は、電極板への電圧の印加を停止するとともに、給水用電磁弁５２を閉じる。そして、わずかな時間（例えば、１秒程度）の後、制御装置６８は洗浄用電磁弁６２を開き、それと同時、又はやや遅延させて、ポンプ６１を起動する。すると、タンク５４に貯留された電解水が、電解水配送管６０及び分岐管５７を通って、小便器６５に供給される。その後、タンク５４内の水位が第一の所定水位を下回ると、水位センサ５６からの信号が途絶える。これを検出すると、制御装置６８は、ポンプ６１を停止するとともに、洗浄用電磁弁６２を閉じる。以上のように小便器６５に電解水を供給する行程を、以下ではシーケンスＳ１と呼ぶことにする。
【００５６】
なお、小便器６６に電解水を供給する行程（シーケンスＳ２）は、上記第一洗浄行程において、分岐管５７、洗浄用電磁弁６２及び小便器６５をそれぞれ分岐管５８、洗浄用電磁弁６３及び小便器６６と読み替えることにより、上記と同様に記述できる。また、小便器６７に電解水を供給する行程（シーケンスＳ３）については、分岐管５７、洗浄用電磁弁６２及び小便器６５をそれぞれ分岐管５９、洗浄用電磁弁６４及び小便器６７と読み替えればよい。
【００５７】
図７（ａ）〜（ｃ）は便器システム５０における便器洗浄のタイムスケジュールの一例を示す図である。このタイムスケジュールは、図７（ａ）に示したように、１つのサイクルが２日間（第１日及び第２日）からなるものである。各日の午前３時には、上記シーケンスＳ１〜Ｓ３を各々２回ずつ、のべ６回のシーケンスを実行することにより小便器６５〜６７を洗浄する電解洗浄が実施される。
【００５８】
図７（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ第１日及び第２日に実行される電解洗浄において電解槽の電極板に印加される電圧の極性の変化を示したものである。図７（ｂ）を見ると、第１日の電解洗浄では、６回のシーケンスのうち最初の５回では正極性の電圧を電極板に印加する一方、最後のシーケンス（２回目のシーケンスＳ３）は負極性の電圧を印加している。一方、第２日の電解洗浄では、６回のシーケンスのうち最初の５回では負極性の電圧を電極板に印加する一方、最後のシーケンス（２回目のシーケンスＳ３）では正極性の電圧を印加している。このように、電気分解の実行を伴うシーケンスを複数回実行する際に、最後のシーケンスで印加電圧の極性を反転させるようにすると、該最後のシーケンスが、電解行程であるとともに逆電行程にもなるため、電解行程とは別に特別な逆電行程を設けなくても、スケールを除去することができる。
【００５９】
また、図７（ｂ）及び（ｃ）を見ると、第１日に実施される電解洗浄の最後のシーケンスにおける電圧の極性と、第２日に実施される電解洗浄の最初のシーケンスにおける電圧の極性とが同じ極性となっていることがわかる。このようにすると、極性を反転させる回数を少なくすることができるだけでなく、一対の電極板が陽極又は陰極として交互に偏りなく使用されるため、電極板の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である電解水生成装置を示す概略構成図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）電磁弁駆動回路、電源回路、極性反転回路及び電極短絡回路の動作を示す図。
【図３】  本発明の別の実施例である電解水生成装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）電磁弁駆動回路、電源回路、極性反転回路及び電圧検出回路の動作を示す図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）電解時間及び非電解時間の累計値に応じて逆電制御を行う方法の一例を示す図。
【図６】  本発明の更に別の実施例である電解水生成装置を含む便器システムを示す概略構成図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）便器システムにおける便器洗浄のタイムスケジュールの一例を示す図。
【符号の説明】
１０、４０…電解水生成装置
１４…電解槽
１８…電磁弁
１９…電磁弁駆動回路
２２…電極板
２４…電源回路
２６…極性反転回路
２８…電極短絡回路
３０、６８…制御装置
４２…電圧検出回路
５０…便器システム
６５〜６７…小便器
【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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【図６】
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【図７】
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