(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を有して原水を電気分解する電解槽と、原水を貯留する水槽と、電解質を蓄える電解質タンクと、前記電解槽と前記水槽へ原水を供給する際に共通の給水口となる原水供給口と、電解質を原水を用いて前記電解槽に供給する電解質供給手段とを備え、前記電解槽と前記水槽は一体的に形成されるとともに、原水が前記原水供給口から供給されると最初に前記水槽が満水になり、溢れた原水が前記電解槽に流入するように構成され、前記水槽内の原水は前記電解質タンクに送水され、電解質を前記水槽内の原水を用いて溶解した後、前記電解槽に供給される電解水生成装置。
【請求項２】
原水供給口に配置され原水を水槽と電解槽に供給する際に前記電解槽よりも先に前記水槽を満水にするため前記水槽上部に開孔部を設けた板状の部材を有する請求項１記載の電解水生成装置。
【請求項３】
原水が電解槽に所定量以上供給された場合、その水を他に排水する余水排水手段を備えた請求項１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】
以下、従来の電解水生成装置について図５に基づいて説明する。図５において電解水生成装置は、電気分解を行うための一対の電極１を備えた電解槽２と、電解槽２に原水を供給するための給水手段３と、電気分解に使用する電解質を蓄える電解質タンク４と、電解質を電解槽２に給水するための電解質供給手段５と、電気分解を実施するために電極に電圧を印可するための電源６と、電気分解によって生成された電解水を取水するための電解水取水手段７と、不要になった電解水を排水するための排水手段８から概略構成されている。
【０００３】
ここで、給水手段３から原水が電解槽２に供給され、電解質タンク４から電解質が電解
質供給手段５によって電解槽２に供給された後、電源６を用いて電極１に直流電圧を印加すると、電解槽２の原水が電気分解され、電解水が生成される。生成された電解水は電解水取水手段７によって取水され利用される。不要となった電解水は排水手段８によって排水される。
【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電解水生成装置では、電解質を電解槽に供給する際、電解質供給手段を用いて電解槽内から一定量の原水を電解質タンクに送水し、逆にその分の電解質（溶液）を電解槽に押し出して供給していたので、その前に実施した電気分解時に生成された次亜塩素酸などの腐食性物質や水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等のスケール成分が電解槽内に残留していた場合、原水が電解質供給手段内部を通水することによって電解質供給手段を腐食させたり、スケール成分が目詰まりを起こすことがあった。この場合、電解質供給手段は機能を果たさなくなり、その後の電解質の供給ができなくなっていた。
【０００５】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、例えば原水を利用して電解質を電解槽に供給する際、電気分解によって生成された腐食性物質が電解質供給手段を通水して腐食するのを防ぐことができる電解水生成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明は、一対の電極を有して原水を電気分解する電解槽と、原水を貯留する水槽と、電解質を蓄える電解質タンクと、前記電解槽と前記水槽へ原水を供給する際に共通の給水口となる原水供給口と、電解質を原水を用いて前記電解槽に供給する電解質供給手段とを備え、前記電解槽と前記水槽は一体的に形成されるとともに、原水が前記原水供給口から供給されると最初に前記水槽が満水になり、溢れた原水が前記電解槽に流入するように構成され、前記水槽内の原水は前記電解質タンクに送水され、電解質を前記水槽内の原水を用いて溶解した後、前記電解槽に供給される電解水生成装置とするものである。
【０００７】
これによって電解質を電解槽に供給する際には電解槽とは独立して設けられた水槽内の原水が利用されるため、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に供給する電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを防ぐことが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、一対の電極を有して原水を電気分解する電解槽と、原水を貯留する水槽と、電解質を蓄える電解質タンクと、前記電解槽と前記水槽へ原水を供給する際に共通の給水口となる原水供給口と、電解質を原水を用いて前記電解槽に供給する電解質供給手段とを備え、前記電解槽と前記水槽は一体的に形成されるとともに、原水が前記原水供給口から供給されると最初に前記水槽が満水になり、溢れた原水が前記電解槽に流入するように構成され、前記水槽内の原水は前記電解質タンクに送水され、電解質を前記水槽内の原水を用いて溶解した後、前記電解槽に供給される電解水生成装置とするようにしたので、電解質を電解槽に供給する際に電解槽内の原水を用いないので、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に供給する電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、特に請求項１に記載の原水供給口に配置され原水を水槽と電解槽に供給する際に前記電解槽よりも先に前記水槽を満水にするため前記水槽上部に開孔
部を設けた板状の部材を有するので、原水を電解槽や水槽に供給する際には電解槽よりも先に水槽側から給水することが容易にでき、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、特に原水が電解槽に所定量以上供給された場合、その水を他に排水する余水排水手段を備えたので、電解槽に原水を供給しすぎても余分な原水は余水排水手段から排水されて余分な原水が水槽に流入することはないため、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって電解質供給手段が腐食したり、電気分解時に析出するスケール成分によって電解質供給手段が目詰まりを起こすのを防止することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜４を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電解水生成装置の構成図である。図１において、電解槽９の内部は隔膜１０によって陽極１１を有する陽極室１２と陰極１３を有する陰極室１４に隔てられ、陽極１１と陰極１３（以後、これらをそれぞれ電極と呼ぶ）は隔膜１０を挟んで対向する形で設けられている。電極１１、１３には印可電圧の極性が切り換え可能な電源装置１５によって直流電圧が印加される。
【００１３】
また、本装置には電解槽９と独立して原水（水道水）を貯留する水槽１６と、電解質を電解槽９に供給する電解質供給手段１７と、電解槽９と水槽１６へ原水を供給する際に両者共通の給水口となる原水供給口１８と、この原水供給口１８を開閉するための蓋１９と、蓋１９を閉止するためのストッパー２０と、原水供給口１８に配置され原水を水槽１６と電解槽９に供給する際に電解槽９よりも先に水槽１６を満水にするため水槽１６上部に開孔部を設けた部材２１と、電気分解後陰極水を陰極室１４から洗浄水用容器２２に抽出する陰極水送水手段２３と、陽極水と陰極水の一部を混合槽２４へ送水するための混合手段２５が設けられている。更に、混合水槽２４には、混合水槽２４内の混合水の有無を検知する検知手段２６が備えられ、混合水槽２４は、電解水生成装置本体から脱着が可能な構成としてある。
【００１４】
ここで、電解質供給手段１７は、水槽１６と電解質を蓄える電解質タンク２７の間に設けられていて、また、電解質タンク２７と電解質供給手段１７の間には逆止弁Ａ２８が、電解槽タンク２７と電解槽９の間には逆止弁Ｂ２９がそれぞれ設けられている。
【００１５】
なお、本実施例では電解質として食塩を用いるが、食塩の他に珪酸塩、炭酸塩、重炭酸塩などの水溶性電解質も用いることもできる。
【００１６】
次に、上記構成において動作、作用について説明する。
【００１７】
電気分解前に蓋１９を開け、原水供給口１８から原水を注入すると部材２１の働きによって原水は、水槽１６に供給される。ここで、例えば水槽１６の隣に陽極室１２が、そして陽極室１２の隣に陰極室１４が配置されているような場合、原水が原水供給口１８から供給されると最初に水槽１６が満水になり、溢れた原水が陽極室１２に流入するため、次に陽極室１２が満水となる。更に溢れた原水が陰極室１４に流入し、やがて陰極室１４において適度な水位、あるいは任意の水位で利用者によって給水が停止される。なお、水槽１６の上端面が陽極室１２や陰極室１４の上端面よりも高い位置にあると、上記のように水槽１６に流入した原水が溢れて陽極室１２や陰極室１４に流入させるのが可能であるだ
けでなく、陽極室１２や陰極室１４に供給された原水が水槽１６に流入するのを防ぐこともできる。また、部材２１に設けられた開孔部の形状や大きさ、位置によって、原水供給口１８から供給される原水の全てが水槽１６に流入せず一部が電解槽９に流入する場合でも、水槽１６の容積が陽極室１２や陰極室１４の容積に比べて小さい場合には、水槽１６を最初に満水にすることが可能である。
【００１８】
そしてメインスイッチ（図示せず）を投入すると、電解質供給手段１７が駆動して水槽１６内の原水を電解質タンク２７に送水し、押し出された所定量の食塩溶液が電解槽９の例えば陽極室１２に供給され、陽極室１２は所定濃度の食塩希釈水となる。ここで電解質供給手段１７の駆動時間や送水能力を調整すると、陽極室１２に供給される食塩濃度を任意に設定できる。
【００１９】
次いで、電源装置１５が動作して一対の電極１１と１３の間に電流が所定時間流され、電気分解される。電気分解時に陽極室１２では以下の（式１）〜（式３）に示した反応が生じて酸性水が生成される。
【００２０】
２Ｃｌ-→Ｃｌ2↑＋２ｅ-                                  （式１）
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ                            （式２）
２Ｈ2Ｏ→Ｏ2↑＋４Ｈ＋＋４ｅ-                            （式３）
一方、陰極室１４では以下の（式４）〜（式６）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１０を通過して移動し、アルカリ水が生成される。
【００２１】
２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→Ｈ2↑＋２ＯＨ-                            （式４）
Ｎａ＋ｅ-→Ｎａ                                            （式５）
２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ2↑                          （式６）
ここで、食塩溶液は陽極室１２にのみ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１１と陰極１３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極１１、陰極１３と逆極性のイオンが隔膜１０を通過して移動することとなる。したがって陽極室１２に導入された食塩に含まれるＮａイオンは隔膜１０を経て陰極室１４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従えば、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、陽極１１、陰極１３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、車、電気製品などの表面の洗浄水として利用できる。
【００２２】
また、陽極室１２のみに食塩溶液が供給されることで陰極室１４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、これによって洗浄力の高いアルカリ水が生成できる。しかも本装置の制御手段（図示せず）は、電解槽９への水の供給を電気分解実施中には行わず、電気分解終了後電解槽内の水が排出された後に行う、いわゆるバッチ式としているので、比較的短時間の電気分解でｐＨ値の高い陰極水を得ることができる。
【００２３】
陰極室１４に生成されたアルカリ水の一部は、所定時間電気分解された後、直ちに陰極水送水手段２３が一定時間駆動して洗浄水用容器２２に抽出される。これにより隔膜１０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、所定のｐＨのアルカリ水が確実に抽出可能となる。なお、陰極水送水手段２３が陰極水の一部を抽出する方法としては、抽出口を陰極室１４の底部から所定の高さに設け、そこから陰極水送水手段２３取水する方法等が挙げられる。陰極水送水手段２３の具体的な構成としてはポンプ等が挙げられる。また、アルカリ水を洗浄水として利用するためにアルカリ水を抽出した洗浄水用容器２２に噴霧機構（図示せず）を取り付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。
【００２４】
陽極水は（式１）〜（式３）に示すように次亜塩素酸等を含み、特にｐＨが低い場合には酸性が強くなって腐食性が高くなるので、これらの水を装置内から取り出す場合は、一部の陰極水を抽出した後の残った陰極水と陽極水とで互いに混合して中和をはかる。加えて、混合中和を行う前に陽極側の低いｐＨを高くするため電極１１、１３の極性を逆にして、つまり陽極１１側を−極、陰極１３側を＋極として所定時間電流を流す、いわゆる逆電を実施する。これにより陽極水のｐＨを高くできるだけでなく、正電解によって陰極１３の表面に析出したスケール成分が酸化還元される。すなわち、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１４側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、溶解限界を越えると陰極１３や隔膜１０の表面に析出し、電解電流の妨害因子となるが、逆電を所定時間行うことでスケール成分が分解され、電極の長寿命化が実現できる。
【００２５】
所定時間逆電を実施した後、ｐＨの変化した陰極水の一部と陽極水は混合手段２５によって混合される。これによって、塩素ガスの発生が抑えられるので混合時の悪臭や刺激臭の発生は抑制され、また、排水を捨てる際に近辺の金属や、シンクなどのステンレス製品を腐食させたり、変質させたりするのを防止することができる。なお混合された混合水は、キッチン、風呂、トイレ周りの除菌や、コップの茶渋、布巾の黄ばみ等の漂白に用いることができる。
【００２６】
しかしながら、先に述べた次亜塩素酸などの腐食性物質は逆電を施して混合しても塩素ガス等の状態で電解槽９に残留することがあり、次に原水を供給した場合に、そのガスが再び原水に溶け込んで次亜塩素酸濃度が高くなり、この原水を電解質供給手段１７を利用して送水すると電解質供給手段１７内部を腐食させる。また、電気分解によって析出する水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等のスケール成分も逆電によって全てを取り除くことはできず電解槽９に蓄積するので、原水を電解質供給手段１７を利用して送水すると電解質供給手段１７内部で目詰まりを起こす。
【００２７】
このため、上述のように電解質を供給する場合には電解槽９とは独立した水槽１６を設け、この水槽１６内の原水を用いて実施するようにし、また水槽１６や電解槽９に原水を供給する際には水槽１６が先に満水になるようにして、一度供給された陽極室１２や陰極室１４の水が水槽に流入するのを防ぐようにした。これによって水槽１６内の原水に腐食性物質やスケール成分が流入するのを防止でき、この原水を用いて食塩溶液の供給を実施しても電解質供給手段１７は腐食されずに済み、またスケール成分による目詰まりも起こさないで済む。
【００２８】
なお、逆止弁Ａ２８は食塩水が逆流して電解質供給手段１７に至り、電解質供給手段１７内部を食塩の結晶等で固着するのを防ぐために設け、逆止弁Ｂ２９は、酸性水など腐食性物質が電解質タンク２７や電解質供給手段１７に流入しないようにするために設けた。電解質供給手段１７の具体的構成としてはポンプ等が挙げられる
（実施例２）
図２は、本発明の第２の実施例における電解水生成装置の構成を示すものである。全体の構成は実施例１の電解水生成装置と同様なので説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。３０は原水が原水供給口１８から余分に供給された場合に、これを排水するための余水排水手段で、余水を排水するための開口部を電解槽９に有する。この構成によると、水槽１６に供給された原水が陽極室１２や陰極室１４に溢れて流入した後さらに続けて給水がなされても、余分な原水は余水排水手段３０によって排水されるため、電解槽９から水槽１６に次亜塩素酸等の腐食性物質や水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどのスケ−ル成分が流入するのを防ぐことができ、その結果、電解質を電解槽９に供給するために原水を送水する電解質供給手段１７の内部を腐食させたり、スケール成分によって目詰まりを起こすのを防止することができる。
【００２９】
（実施例３）
図３、４は、本発明の第３の実施例における電解水生成装置の構成を示すものである。全体の構成は実施例１の電解水生成装置と同様なので説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。３１は水槽１６の給水用開口部を開閉するための水槽用蓋、３２は電解槽９の給水用開口部を開閉するための電解槽用蓋である。
【００３０】
電気分解を実施すると、塩素ガスなどの腐食性ガスが発生し、それが水槽１６内に混入して原水に溶け込むと、電解質を電解槽９に供給するために水槽１６内の原水を送水する電解質供給手段１７の内部を腐食させることがあった。そこで、水槽１６や電解槽９の給水用開口部にそれぞれ水槽用蓋３１、電解槽用蓋３２を備え、原水を供給する際には開き、電解中は閉じるようにする事によって、電解槽９で発生した腐食性ガスが水槽１６に混入しないようにした。これによって、電解質を電解槽９に供給するために原水を送水する電解質供給手段１７の内部を腐食させるのを防止することができる。なお、水槽用蓋３１と電解槽用蓋３２は互いに連動して開閉するので便利ある。また、これらが、蓋１９と連動して開閉すればなお便利である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電気分解時に生成され電解槽内に残留する腐食性物質によって、電解質を原水を用いて電解槽に供給する電解質供給手段等が腐食したり、電気分解時に析出するスケール成分によって前記電解質供給手段等が目詰まりを起こすのを防止することができる。
【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図
【図２】  本発明の実施例２における電解水生成装置の構成図
【図３】  本発明の実施例３における電解水生成装置の構成図
【図４】  同電解水生成装置の他の構成図
【図５】  従来の電解水生成装置の構成図
【符号の説明】
９  電解槽
１１  陽極
１３  陰極
１６  水槽
１７  電解質供給手段
１８  原水供給手段
２１  部材
２９  余水排水手段
３１  水槽用蓋
３２  電解槽用蓋
【図１】
0003804519.tif 000002
【図２】
0003804519.tif 000003
【図３】
0003804519.tif 000004
【図４】
0003804519.tif 000005
【図５】
0003804519.tif 000006