JP2000051860A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペルチェ素子を用いてアルカリ水を冷却する
ことにより小型、軽量化を図ると共に、冷却したアルカ
リ水を取り出す場合には、酸性水によりペルチェ素子の
放熱部を冷却して吸熱部の冷却能力を高めたものであ
る。 【解決手段】 陽極６及び陰極７、７と、この陰極に吸
熱部１３、１３を取り付けたペルチェ素子１２、１２と
を有する電解槽５と、酸性水の水路に設けた制御弁２２
とを備え、前記ペルチェ素子の放熱部を酸性水の水路２
３に設け、前記ペルチェ素子による冷却されたアルカリ
水の取り出し時に前記制御弁を作動して酸性水の取り出
し量を増加させ放熱部１４、１４を強制的に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はペルチェ素子を用い
て電気分解により生成されたアルカリ水を冷却する電解
水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ水は冷却することにより飲用し
やすくなることから、例えば特開昭６３−２４８４９４
号公報ではコンプレッサーを用いて電気分解されたアル
カリ水を冷却するようにしている。

【０００３】ところが、この様にコンプレッサーを用い
て冷却するものは冷却装置が大型化、重量増の誘因とな
り、家庭用としては不向きであることから、例えば特開
平８−２８１２６８号公報に見られるようにペルチェ式
熱電変換器を用いて、予め水道水を冷却し、その冷却水
を浄水器により浄水にした後、電気分解して冷却したア
ルカリ水を取り出すようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のペルチェ式熱電
変換器（ペルチェ素子）を用いた先行技術では、確かに
コンプレッサーに比べて軽量となり、幾分か小型化でき
たものの十分ではなかった。

【０００５】その理由は、水を冷却するペルチェ式熱電
変換器と電解槽とが別体となり家庭用として台所等で使
用するには十分なサイズではなかった。

【０００６】また、冷却機能を持たない生成器は、生成
して得られる電解水のうちのアルカリ水を多く必要とす
ることから、外部に排水される酸性水の量を少なくすべ
くアルカリ水と酸性水の取出量の比を３：１や４：１に
設定しており、その具体的な構造は酸性水側の流路抵抗
が大きくなるように管径を小さくしたり、開口面積を絞
ったものであり、可能な限りの節水を行っている。

【０００７】さらに、ペルチェ式熱電変換器は、一側が
吸熱部、他側が放熱部で放熱部を冷却することにより吸
熱効果を高め冷却物の冷却をよくするものであり、小
型、軽量な点では用途の広いものである。

【０００８】本発明は上述の様な種々の条件に鑑みなが
らも、素子の持つ特長を生かして本体の軽量、小型化を
図ると共に必要な時に冷却したアルカリ水を十分に取り
出すものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、浄水器と、こ
の浄水器による浄水を電気分解して生成されたアルカリ
水を冷却する冷却器を有した電解槽と、電気分解により
生成された酸性水を取り出す水路に設けた制御弁と、前
記ペルチェ素子の駆動を選択する切替ボタンと、この切
替ボタンの選択により前記ペルチェ素子を駆動すると共
に前記制御弁を制御する制御部とを備え、前記電解槽
は、陽極側に設けた陽極室と、陰極側に設けた陰極室
と、吸熱部を陰極に伝熱的に取り付け放熱部を酸性水の
水路に配設した前記冷却器となるペルチェ素子を有し、
前記制御弁は、切替ボタンによりペルチェ素子を駆動し
ない時は前記水路を絞って酸性水の取り出し量を抑え、
切替ボタンにより冷却器を駆動した時は前記水路を大き
く開放して酸性水の取り出し量を増加させるものであ
る。

【００１０】また、前記制御弁は、常時外部と連通する
小径の通水孔と周壁に流水部を設けた磁性体よりなる弁
体と、この弁体を取り囲む励磁コイルとからなり、前記
切替ボタンを操作した時に制御部により励磁コイルを附
勢して前記弁体を移動させ流水部を開放するものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の電解水生成装置の概略配管
図、図２は同じくブロック図、図３は同じく動作説明を
示すフローチャート、図４は同じく制御弁の非動作状態
を示す断面図、図５は同じく制御弁の弁体の斜視図、図
６は同じく制御弁の動作状態を示す断面図である。

【００１２】（１）は生成器本体、（２）は止水バルブ
（３）から吸水される水を浄化する浄水器、（４）は前
記浄水器（２）から送水される浄水にカルシウムを添加
する添加器、（５）は浄水を電気分解してアルカリ水と
酸性水を生成する電解槽で、その詳細構造を以下に記載
する。

【００１３】（６）は陽極、（７）（７）は前記陽極と
間隔をおいて配設した陰極、（８）は前記陽極（６）と
陰極（７）（７）間に配設した隔膜で、陽極室（９）と
陰極室（１０）（１０）を形成する。（１１）は前記陽
極室（９）と陰極室（１０）（１０）を囲み両側壁に開
口部（図示せず）を設けた絶縁ケース、（１２）（１
２）は前記開口部に固定したペルチェ素子で、吸熱部
（１３）（１３）を前記陰極に伝達的に取り付け、放熱
部（１４）（１４）を絶縁ケース（１１）の外側に臨ま
せたペルチェ素子で、吸熱部（１３）、（１３）は陰極
（１０）（１０）を冷却し、放熱部（１４）、（１４）
は吸熱した熱を放散する。（１５）、（１５）は前記放
熱部（１４）、（１４）に伝熱的に取り付けた放熱板、
（１６）、（１６）は前記絶縁ケース（１１）の側壁と
離して固定した外板で、絶縁ケース（１１）との間に酸
性水の通路（１７）（１７）を形成している。

【００１４】（１８）は絶縁ケース（１１）の下部に設
けられ浄水を前記陽極室（９）に給水する給水口、（１
９）（１９）は前記通路（１７）（１７）の下部に設け
られ酸性水を外部に排水する排水口、（２０）は前記陰
極室（１０）（１０）に連通しアルカリ水を取り出す取
水口である。

【００１５】（２１）は前記取水口（２０）側に取り付
けた絞り弁で、排水口（１９）側に取り付けた後述する
制御弁（２２）の流路抵抗との兼ね合いによって予め流
路抵抗が決定されている。

【００１６】即ち、アルカリ水を冷却せずに取り出す場
合には、アルカリ水と酸性水の取出量が３：１、アルカ
リ水を冷却して取り出す場合には１：１程度になるよう
に設定している。

【００１７】このことについては後で詳述する。

【００１８】（２２）は酸性水を取り出す水路（２３）
に設けた制御弁で、図４及び図５に示す様に筒ケース
（２４）と、このケース内に、上下動自在に収納し常時
外部と連通する小径の通水孔（２５）及び周壁に上下方
向に延設する複数個のリブ（２６）（２６）…により形
成した流水部（２７）…を有する磁性体よりなる弁体
（２８）と、前記弁体（２８）を取り囲むように筒ケー
ス（２４）の外側に巻装した励磁コイル（２９）とから
構成している。

【００１９】前記制御弁（２２）は、アルカリ水を冷却
する場合に励磁コイル（２９）に通電して弁体（２８）
を引き上げて通水孔（２５）と併せて流水部（２７）が
外部と連通する。

【００２０】前記制御弁（２２）の弁体（２８）が下降
しておりアルカリ水を冷却しない場合には、通水孔（２
５）のみが外部に連通することから酸性水の排水側の流
路抵抗が大きくなり、相対的に前記絞り弁（２１）の流
路抵抗が小さくなってアルカリ水３：酸性水１の割合で
取り出すことができる。

【００２１】この場合の割合は必ずしも３：１に限らず
４：１でもよいが、酸性水の排水量を減らすことによっ
て節水が図れる。

【００２２】一方、前記制御弁（２２）の弁体（２８）
が励磁コイル（２９）により上昇したアルカリ水を冷却
する場合には、制御弁（２２）の通水孔（２５）と流水
部（２７）の両方が外部と連通することになり、この場
合の流路抵抗は前記絞り弁（２１）側の流路抵抗と概ね
同じ程度に設定しアルカリ水と酸性水の取り出し量を同
程度とするように流水部（２７）…の隙間を設定する。

【００２３】勿論、この時の取り出し量の比は必ずしも
１：１でなくともアルカリ水２：酸性水１であってもよ
いが、何れにしろペルチェ素子（１２）（１２）の放熱
部（１４）（１４）の放熱程度によって取り出し量の比
が変化することになり、例えば放熱板（１５）（１５）
の面積が大きければ放熱効率がよいために酸性水を少な
くすればよく（取り出し量の比を大きくする）、放熱板
の面積が小さければ放熱効率が悪いために酸性水を多量
に流して放熱板を積極的に冷却すればよい。

【００２４】この様な動作は、制御弁（２２）の弁体
（２８）の作動によって放熱板（１５）（１５）を冷却
する酸性水の量を変えることによって実行する。

【００２５】図２はブロック図であり、その詳細を説明
する。（３０）は例えばマイコンよりなる制御部、（３
１）は取り出すアルカリ水を冷却するか否かを選択する
切替ボタンで、冷却せずに取り出す常温ボタン（３２）
と約１０度に冷却して取り出す冷却ボタン（３３）とか
ら構成する。（３４）は前記浄水器（２）の流量を検出
する流量センサー、（３５）は前記冷却ボタン（３３）
が操作された後にアルカリ水の冷水温度を例えば１０度
或は１５度の選択をする冷水温度設定ボタン、（３６）
は前記浄水器（２）による浄水の温度を検出する浄水温
度センサー、（３７）は前記電解槽（５）の取水口（２
０）側に設けられ冷却されたアルカリ水の温度を検出す
る冷水温度センサー、（３８）は前記制御部（２２）の
出力により駆動する表示回路、（３９）は前記表示回路
の出力により表示する浄水温度表示器で、前記切替ボタ
ン（３１）の選択内容に拘らず浄水温度を表示し、本体
（１）の外側から飲みやすい水温であるか否かを確認し
て、もし飲みにくい水温（旨味のない）の２０度以上で
あれば冷却ボタン（３３）を操作してアルカリ水を冷却
する。

【００２６】（４０）は前記冷却ボタン（３３）が操作
された時にアルカリ水の温度を表示する冷水温度表示
器、（４１）は水道水を洗浄し電解水の生成中であるこ
とを表示する洗浄表示器である。

【００２７】（４２）は前記制御部（３０）の出力によ
り作動する駆動回路で、前記制御弁（２２）の励磁コイ
ル（２９）を附勢する。

【００２８】（４３）は前記制御部（３０）の出力によ
り直流電源を陽極（６）と陰極（７）（７）間に電解電
圧を印加し、また、ペルチェ素子（１２）（１２）に冷
却電圧を印加する電圧印加回路である。

【００２９】次に、図１乃至図３に基づいて動作を説明
する。始めに、アルカリ水を冷却せずに水道水温度のア
ルカリ水を取り出す場合について述べる。常温ボタン
（３２）を操作した後に止水バルブ（３）を開放する
と、常温ボタン（３２）の操作は冷却モードでないこと
から（図３のＳ１）、浄水器（２）により浄化された水
量が適正の場合には（図３のＳ２）、制御部（３０）の
出力により励磁コイル（２９）への通電を行わず弁体
（２８）を下降位置のままとしており陽極室（９）内と
外部とは通水孔（２５）のみにより連通し弁体（２８）
は「閉」の位置となる（図３のＳ３）。

【００３０】一方、前記常温ボタン（３２）の操作によ
り流量センサー（３４）による水量が適正の場合には制
御部（３０）の出力により電圧印加回路（４３）が作動
して電解電圧が陽極（６）と陰極（７）（７）間に印加
され浄水の電気分解が行われる（図３のＳ４）。

【００３１】この場合の電解工程では、電気分解によっ
て陽極室（９）には酸性水、陰極室（１０）（１０）内
にはアルカリ水が生成される。生成された酸性水は図４
の様に弁体（２８）が「閉」となっているため、通水孔
（２５）を通して水路（２３）より外部に排水され、ア
ルカリ水は取水口（２０）より絞り弁（２１）を通して
取り出される。

【００３２】この時のアルカリ水と酸性水の取出量の比
は３：１であり、酸性水の排水量を最小限に抑えて節水
を行う。

【００３３】そして、最初から冷却されたアルカリ水を
取り出す場合、或は常温のアルカリ水を取り出している
時に冷却したアルカリ水を取り出す場合は、冷却ボタン
（３３）を操作すると（図３のＳ１）、前述と同様に浄
水の水量が適正であることを判定した後に（図３のＳ
５）、制御部（３０）の出力により励磁コイル（２９）
に通電して図６の様に弁体（２８）を引き上げて弁体
（２８）を「開」とし（図３のＳ６）、通水孔（２５）
と併せて流水部（２７）を排水口（１９）（１９）と連
通させ電気分解を行う（図３のＳ７）。

【００３４】電気分解により生成された酸性水は、排水
口（１９）（１９）より通水孔（２５）及び流水部（２
７）を介して外部に排水され、アルカリ水は取水口（２
０）より絞り弁（２１）を介して取り出すわけである
が、前記冷却ボタン（３３）の操作に伴ない制御部（３
０）の出力によってペルチェ素子（１２）（１２）に直
流電圧が印加され冷却工程（図３のＳ８）が実行され
る。

【００３５】この冷却工程は、ペルチェ素子（１２）
（１２）の吸熱部（１３）（１３）が陰極（７）（７）
を冷却し、アルカリ水を冷水温度設定ボタン（３５）に
よって設定された水温に制御する。ペルチェ素子（１
２）（１２）の放熱部（１４）（１４）は吸熱部（１
３）（１３）と反対に高温となるが、前述の様に通水孔
（２５）と流水部（２７）が開放することから排水口
（１９）（１９）側を流れる酸性水の水量が増加し放熱
部（１４）（１４）を積極的に冷却して吸熱部（１３）
（１３）の冷却能力を高める。

【００３６】この時の酸性水の排水量は増加するが、本
来、アルカリ水を冷却して取り出すのが主目的であるこ
とから酸性水の排水量が多少増加しても止むを得ない。

【００３７】

【発明の効果】以上の様に本発明は、ペルチェ素子を有
した電解槽と、この電解槽の電気分解により生成された
酸性水を取り出す水路に設けた制御弁とを備え、前記ペ
ルチェ素子の吸熱部を電解槽の陰極に伝熱的に取り付
け、放熱部を酸性水の水路に設け、切替ボタンによりペ
ルチェ素子を駆動して前記電解槽から冷却したアルカリ
水を取り出す場合には、前記制御弁を作動してペルチェ
素子の放熱部を強制的に冷却するものであるから、吸熱
部側の吸熱能力が向上し十分に冷却されたアルカリ水を
取り出すことができる。

【００３８】特に必要の度合が低い酸性水を利用してペ
ルチェ素子の放熱部を冷却するため、酸性水の流水によ
り連続して冷却することができると共に放熱用のファン
等を必要としない等の効果を有する。

【００３９】また、前記制御弁は、常時外部と連通する
通水孔と周壁に流水部を設けた弁体と、この弁体を作動
する励磁コイルとから構成し、アルカリ水の冷却が選択
された時に励磁コイルを附勢して弁体を移動させ通水孔
と共に流水部を開放するものであるから、冷却したアル
カリ水を取り出す場合には自動的にペルチェ素子の放熱
部を多量の酸性水によって冷却することができ、吸熱部
の冷却能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解水生成装置の概略配管図である。

【図２】同じくブロック図である。

【図３】同じく動作説明を示すフローチャートである。

【図４】同じく制御弁の非動作状態を示す断面図であ
る。

【図５】同じく制御弁の弁体の斜視図である。

【図６】同じく制御弁の動作状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 生成器本体 ２ 浄水器 ５ 電解槽 ６ 陽極 ７ 陰極 ８ 隔膜 ９ 陽極室 １０ 陰極室 １２ ペルチェ素子 １３ 吸熱部 １４ 放熱部 ２１ 絞り弁 ２２ 制御弁 ２３ 水路 ２５ 通水孔 ２７ 流水部 ２８ 弁体 ２９ 励磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 正美 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 AA04 BA01 CA01 DA04 EA03 LA18 MA01 MA17 PA02 PA03 PA04 4D061 AA03 AB07 AB08 BA02 BB01 BB04 BB12 BB16 BB17 CA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄水器と、この浄水器による浄水を電気
   分解して生成されたアルカリ水を冷却するペルチェ素子
   を有した電解槽と、電気分解により生成された酸性水を
   取り出す水路に設けた制御弁と、前記ペルチェ素子の駆
   動を選択する切替ボタンと、この切替ボタンの選択によ
   り前記ペルチェ素子を駆動すると共に前記制御弁を制御
   する制御部とを備え、前記電解槽は、陽極側に設けた陽
   極室と、陰極側に設けた陰極室と、吸熱部を陰極に伝熱
   的に取り付け放熱部を酸性水の水路に配設した前記ペル
   チェ素子を有し、前記制御弁は、切替ボタンによりペル
   チェ素子を駆動しない時は前記水路を絞って酸性水の取
   り出し量を抑え、切替ボタンによりペルチェ素子を駆動
   した時は前記水路を大きく開放して酸性水の取り出し量
   を増加させることを特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】 前記制御弁は、常時外部と連通する小径
   の通水孔と周壁に流水部を設けた磁性体よりなる弁体
   と、この弁体を取り囲む励磁コイルとからなり、前記切
   替ボタンを操作した時に制御部により励磁コイルを附勢
   して前記弁体を移動させ流水部を開放することを特徴と
   する請求項１に記載の電解水生成装置。