特許 6614405 吐水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6614405

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】吐水装置

(51)【国際特許分類】

   E03C 1/10 20060101AFI20191125BHJP

   C02F 1/461 20060101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   E03C1/10

   C02F1/461 A

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-198462(P2014-198462)

(22)【出願日】2014年9月29日

(65)【公開番号】特開2016-69859(P2016-69859A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100140486

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100170058

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 拓真

(74)【代理人】

【識別番号】100123641

【弁理士】

【氏名又は名称】茜ヶ久保 公二

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健太

(72)【発明者】

【氏名】中村 祐介

(72)【発明者】

【氏名】黒石 正宏

【審査官】 舟木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１６８２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０１５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１５６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１３９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９３２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０７９２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２５７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０３Ｃ １／０４６、１／０５、１／０８−１／１０

Ｃ０２Ｆ １／４６−１／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解水を生成して吐水する吐水装置であって、
給水源から供給される水を吐水口に導く給水路と、
前記吐水口からの吐水を開始／停止させる吐水切替部と、
前記給水路の途中に設けられ、前記給水路内の水を、一対の電極を用いて電気分解することで前記電解水を生成する電解水生成部と、
使用者による操作を受け付ける操作部と、
前記操作部が受け付けた吐水操作に応じて、前記吐水口からの吐水及び前記電解水の生成を開始させる開始制御部と、
前記操作部が受け付けた止水操作に応じて、前記吐水口からの吐水及び前記電解水の生成を停止させる停止制御部と、を備え、
前記停止制御部は、前記吐水口からの吐水を停止させた後、前記電極の極性を反転させ、当該電極に対して、前記電解水を生成する際に前記電極に印加する第１の電圧よりもゼロに近い第２の電圧を印加し、
前記開始制御部は、前記吐水口からの吐水を開始させ、前記停止制御部により反転させられた前記電極の極性を維持したまま、当該電極に前記第１の電圧を印加する、
ことを特徴とする吐水装置。

【請求項2】

前記停止制御部は、前記吐水口からの吐水を停止させた後、前記電極に前記第２の電圧を印加する前に、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させる、ことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。

【請求項3】

前記開始制御部は、前記電極に前記第１の電圧を印加する前に、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の吐水装置。

【請求項4】

前記開始制御部は、前記停止制御部により前記電極に前記第２の電圧が印加されているときに、前記吐水操作が受け付けられた場合に、前記第２の電圧の印加を解除させ、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させてから、前記停止制御部により反転させられた前記電極の極性を維持したまま、当該電極に前記第１の電圧を印加する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吐水装置。

【請求項5】

前記開始制御部は、反転させられた前記電極の極性をゼロに対応する電位にて維持する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吐水装置。

【請求項6】

前記停止制御部は、前記第１の電圧の印加を停止する時点から前記電極に前記第２の電圧の印加を開始する時点までの時間の全体の一部である置換時間において、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記置換時間に前記給水源から供給される水に置換させる、ことを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。

【請求項7】

前記置換時間の開始時点は、前記第１の電圧の印加を停止する時点と同じ時点である、ことを特徴とする請求項６に記載の吐水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解水を生成して吐水する吐水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水道水等を電気分解することで電解水を生成して吐水する吐水装置が開発され、その普及が進められている。このような吐水装置では、電気分解に伴い、水道水等に含まれるカルシウム等から生成される炭酸カルシウム等が、いわゆるスケールとして陰極側の電極の表面に付着する。スケールは、電極の表面に付着すると電気的な抵抗となるため、想定した電流が流れなくなるという不具合や、スケールの小片が水道水中に混入してしまうという不具合の要因になる。このようなスケールを除去するために、電極の極性を入れ替えて、逆電圧を印加する逆電解洗浄が広く行われている。

【0003】

一方、逆電解洗浄では、ｐＨが酸性とアルカリ性とに偏った状態で通常の電解時と同等の電圧を印加して極性を反転させるため、電極の消耗が進み、電極の寿命が低下するという問題がある。この問題に対処するために、下記特許文献１では、正電圧と逆電圧とを交互に切り替えながら印加して電解水を生成する吐水装置において、印加する正電圧と逆電圧とを切り替えるときに、まず、電極の極性を反転させ、電解水生成時の電圧よりも低い電圧を印加し、ｐＨの偏りを緩和した直後に電解水生成時の電圧を印加することで、電極の腐食を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１０８６７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の技術を、使用者が任意のタイミングで使用する吐水装置に転用させることを検討したところ、電解水生成の直前に電解水生成時の電圧よりも低い電圧を印加する期間を設けるため、低電圧の印加により各電極周辺のｐＨを戻している間は電解水が吐水できなくなり、例えばキッチンなどで吐止水をこまめに繰り返すような使用環境では、吐水指示をしてから低電圧の期間を経て電解水生成を行うことで使用感が大きく損なわれることがわかった。

【0006】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用感を損なうことなく電極の劣化を抑制することができる、使用者が任意のタイミングで使用する吐水装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る吐水装置は、電解水を生成して吐水する吐水装置であって、給水源から供給される水を吐水口に導く給水路と、前記吐水口からの吐水を開始／停止させる吐水切替部と、前記給水路の途中に設けられ、前記給水路内の水を、一対の電極を用いて電気分解することで前記電解水を生成する電解水生成部と、使用者による操作を受け付ける操作部と、前記操作部が受け付けた吐水操作に応じて、前記吐水口からの吐水及び前記電解水の生成を開始させる開始制御部と、前記操作部が受け付けた止水操作に応じて、前記吐水口からの吐水及び前記電解水の生成を停止させる停止制御部と、を備え、前記停止制御部は、前記吐水口からの吐水を停止させた後、前記電極の極性を反転させ、当該電極に対して、前記電解水を生成する際に前記電極に印加する第１の電圧よりもゼロに近い第２の電圧を印加し、前記開始制御部は、前記吐水口からの吐水を開始させ、前記停止制御部により反転させられた前記電極の極性を維持したまま、当該電極に前記第１の電圧を印加する、ことを特徴とする。

【0008】

電極の腐食は、各電極に印加する電圧と、各電極周辺に生成されたｐＨと、の関係によって腐食する領域と腐食しない領域とが分布しており、各電極周辺に生成されたｐＨが偏った状態を、次に電極に印加する電圧をもっても電極が腐食しない程度に緩和していれば電極の腐食を防ぐことができることに着目し、電極の腐食を防ぎつつ使用感を損なわないようにする方法を検討した。そして、止水時における電極極性を反転して行う第２の電圧の印加によって、電極の表面にスケールが付着することを抑制することができ、吐水開始時における電極極性を維持したまま行う第１の電圧の印加によって、長時間止水した後に吐水操作が行われた場合であっても、電極表面における触媒剥れを抑制し、電極の腐食、すなわち劣化を防止することができることを見出した。

【0009】

また、第２の電圧をかけるタイミングを止水後の不使用期間中にすることで、使用者の使用感を損なわないようにすることができる。さらに、第１の電圧を印加して電気分解を行う動作と第２の電圧を印加する動作とを分けることによって、吐水操作後にすぐに第１の電圧を印加する動作に移行することができるため、使用者の使用感を損なわないようにすることができる。

【0010】

上記停止制御部は、前記吐水口からの吐水を停止させた後、前記電極に前記第２の電圧を印加する前に、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させる、ことが可能となっている。

【0011】

第１の電圧印加時に生成された全ての電解水を、第２の電圧を印加することで中性に戻そうとすると時間を要してしまう。そこで、止水後かつ第２の電圧印加前に、第１の電圧印加時に各電極周辺に生成されたｐＨが偏った水を、給水源から供給されるｐＨが中性の水に置換することで、各電極周辺のｐＨの偏りを短時間で緩和することができる。

【0012】

上記開始制御部は、前記電極に前記第１の電圧を印加する前に、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させる、ことが可能となっている。低電圧を印加すると、僅かながら次亜塩素酸が生成される。次亜塩素酸の生成にはプロトン（Ｈ+イオン）が必要となるため、水溶液全体で見ればアルカリ性に偏りが生ずる。直前まで陰極だった電極側はアルカリ性に偏った状態になっており、その状態で電極を陽極にして電解水生成用の電圧を印加すると、電極が劣化してしまう。そこで、次回の吐水時に電解室内の水を置換してから逆電圧を印加して電気分解することで、アルカリ性に偏った水溶液を源水で置換してＰＨを戻してから電解水生成用の電圧を印加することができるため、電極の劣化を抑制することが可能となる。

【0013】

上記開始制御部は、前記停止制御部により前記電極に前記第２の電圧が印加されているときに、前記吐水操作が受け付けられた場合に、前記第２の電圧の印加を解除させ、前記電解水生成部により生成された前記電解水を、前記給水源から供給される水に置換させてから、前記停止制御部により反転させられた前記電極の極性を維持したまま、当該電極に前記第１の電圧を印加する、ことが可能となっている。

【0014】

これにより、第２の電圧印加中に吐水操作を受け付けた場合には、第２の電圧の印加を解除させ、残留電解水等のｐＨが偏った水を給水源から供給されるｐＨが中性の水に置換してから、電極の極性を変えずに第１の電圧を印加することができるため、吐水操作後の使用者の使用感を損なうことなく、さらに、電極の劣化を抑制することもできる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、スケールの発生を抑制しつつ、電極の劣化を防止することのできる吐水装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る吐水装置が、キッチンに設置されている状態を示す図である。

【図2】図１に示す吐水装置の構成を模式的に示す図である。

【図3】図２に示す電解槽を例示する斜視模式図である。

【図4】図２に示す電解槽における電気分解を説明するための断面模式図である。

【図5】図２に示す吐水装置の動作の具体例を示すタイミングチャート図である。

【図6】図２に示す電解槽の一対の電極部材のうち、一方の電極部材がｐＨと電位との関係で腐食することとなる領域を例示する図である。

【図7】図２に示す電解槽の一対の電極部材のうち、他方の電極部材がｐＨと電位との関係で腐食することとなる領域を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係る吐水装置が、キッチンのシンクＳＫに取り付けられた状態を、シンクＳＫの真上から見た図である。吐水装置ＷＤは、二つのスパウト（吐水口；メインスパウト１００、除菌用スパウト２００）を備えており、これらが、シンクＳＫの上面のうち使用者から見て奥側の部分にそれぞれ立設している。使用者から見て右側に立設しているメインスパウト１００は、一般的なスパウトと同様に、水道水（水道管から供給される水）を吐出する。メインスパウト１００の側面には操作レバー１０１が配置されている。使用者が操作レバー１０１を回転させると、その回転角度に応じた流量の水道水が、メインスパウト１００の先端からシンクＳＫに向けて吐出される。

【0019】

使用者から見て左側に立設している除菌用スパウト２００は、電解水を吐出する。電解水とは、比較的高濃度の次亜塩素酸を含むことによって除菌性能が付与された水のことである。除菌用スパウト２００から吐出された電解水を包丁やまな板等の表面にかけると、当該表面が除菌され、菌の増殖が抑制される。除菌用スパウト２００からの電解水の吐出は、操作部３００に対する使用者の操作に基づいて行われる。

【0020】

操作部３００は、シンクＳＫの上面のうち、メインスパウト１００と除菌用スパウト２００との間の除菌用スパウト２００近傍に配置されている。使用者によって操作部３００が押されると、除菌用スパウト２００から電解水が吐出する。その後、使用者によって操作部３００が再度押されると、除菌用スパウト２００からの電解水の吐出が止まる。

【0021】

吐水装置ＷＤは、シンクＳＫの上面側に配置されたメインスパウト１００、除菌用スパウト２００、及び操作部３００のほかに、除菌用スパウト２００から吐出する電解水を生成するための機構や制御部等を更に備えており、これらがシンクＳＫの内部に収納されている。

【0022】

図２は、シンクＳＫの内部に収納されている部分も含めて、吐水装置ＷＤ全体の構成を模式的に示す図である。図２に示すように、吐水装置ＷＤは、外部の給水源（水道管や給湯機）から供給される水を各スパウトに導く配管として、給水配管１１０と、給湯配管１２０と、電解水用配管１３０とを備えている。なお、図２においては、一部の配管や切り換え弁の図示を省略している。

【0023】

給水配管１１０は、不図示の水道管とメインスパウト１００とを繋ぐ配管である。また、給湯配管１２０は、不図示の給湯機とメインスパウト１００とを繋ぐ配管である。給水配管１１０を通る水（冷水）と、給湯配管１２０を通る水（温水）とは、混合水栓であるメインスパウト１００にそれぞれ供給され、設定温度となるように混合された後にメインスパウト１００から吐出される。既に述べたように、メインスパウト１００からの水の吐出は、使用者による操作レバー１０１の操作に基づいて行われる。

【0024】

電解水用配管１３０は、給水配管１１０の途中に配置された流路切替弁（吐水切替部）４００と、除菌用スパウト２００とを繋ぐ配管である。流路切替弁４００によって、水道管からの水が給水配管１１０を通ってメインスパウト１００に供給される状態と、水道管からの水が電解水用配管１３０を通って除菌用スパウト２００に供給される状態とが切り替えられる構成となっている。

【0025】

流路切替弁４００は、開閉弁としての機能を併せ持ち、操作部３００が受け付けた操作内容に応じて、弁を開閉する。具体的に、使用者が操作部３００に対し吐水操作を行った場合、流路切替弁４００は弁を開弁し、使用者が操作部３００に対し止水操作を行った場合に、流路切替弁４００は弁を閉弁する。

【0026】

電解水用配管１３０の途中には、電解槽（電解水生成部）５００が配置されている。電解槽５００は、中空の容器であって、電解水用配管１３０と共に、除菌用スパウト２００に繋がる流路の一部を構成するように配置されている。

【0027】

図３は、電解槽５００を例示する斜視模式図である。図３（ａ）は、電解槽５００の外観を例示する斜視模式図であり、図３（ｂ）は、電解槽５００の内部構造を例示する分解模式図である。

【0028】

電解槽５００は、第１の蓋部材５０１と、第２の蓋部材５０２と、一対の電極としての電極板５０４及び５０５と、を有する。第１の蓋部材５０１は、給水源から供給された水を電解槽５００の内部に流入させる流入部５０１ａを有する。流入部５０１ａは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に表すように、第１の蓋部材５０１の下部に設けられる。一方、第２の蓋部材５０２は、電解槽５００の内部に流入した水を外部に流出させる流出部５０２ａを有する。流出部５０２ａは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に表すように、第２の蓋部材５０２の上部に設けられる。第１の蓋部材５０１及び第２の蓋部材５０２は、互いに液密に取り付けられ、流入部５０１ａから流入した水が流出部５０２ａ以外から外部に流出することを防止できる。

【0029】

電極板５０４及び５０５は、第１の蓋部材５０１と、第２の蓋部材５０２と、の間に設けられ、図３（ｂ）に表すように互いに対向して配置される。このとき、電極板５０４と、電極板５０５と、の間にはスペーサ５０７が設けられる。これにより、電極板５０４と、電極板５０５と、の間の距離は、略一定の距離に確保される。また、電極板５０４は、電極面から突出した接続端子５０４ａを有する。この接続端子５０４ａは、図３（ａ）に表すように、第１の蓋部材５０１を通して電解槽５００の外部に導出される。図示していないが、これは、電極板５０５についても同様である。つまり、電極板５０５は、電極面から突出した図示しない接続端子を有し、その図示しない接続端子は、第２の蓋部材５０２を通して電解槽５００の外部に導出される。

【0030】

給水源から流路切替弁４００を介して電解槽５００に供給される水は、図３（ａ）に表す矢印Ａのように、第１の蓋部材５０１の流入部５０１ａから電解槽５００の内部に導かれる。続いて、流入部５０１ａから電解槽５００の内部に流入した水は、電極板５０４と、電極板５０５と、の間の空間（流路）を流れ、図３（ａ）に表す矢印Ｂのように、第２の蓋部材５０２の流出部５０２ａから電解槽５００の外部に排出される。この際、制御部６００が電極板５０４及び５０５に電圧を印加している場合には、電極板５０４と、電極板５０５と、の間の空間を流れる水は電気分解される。この電気分解について、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

【0031】

図４は、電解槽５００における電気分解を説明するための断面模式図である。電解槽５００は、上述したように、その内部に電極板５０４及び５０５を有し、制御部６００からの電圧印加制御によって、電極板５０４と、電極板５０５と、の間の空間を流れる水道水を電気分解する。この際、陰極側となる電極板では、式（１）に示す反応が起こる。

【0032】

Ｈ⁺＋ｅ^- → １／２Ｈ₂↑ …（１）

【0033】

そのため、陰極側となる電極板においては酸（Ｈ⁺）が消費され、その電極板の近傍ではｐＨが上昇する。ｐＨが上昇すると、炭酸イオン（ＣＯ₃^2-）の溶解量が上昇する。ｐＨの上昇に伴い、炭酸（Ｈ₂ＣＯ₃）が水素イオン（Ｈ⁺）を放出し炭酸イオン（ＣＯ₃^2-）を生成し、式（２）に示す反応が起こる。そして、発生した炭酸イオン（ＣＯ₃^2-）と水道水中に存在するカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）が結合し、式（３）に示す反応が起こる。つまり、ｐＨの上昇が、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃：スケール）生成（溶解度低下による析出）を引き起こす。

【0034】

Ｈ₂ＣＯ₃ → ２Ｈ⁺＋ＣＯ₃^2- …（２）
Ｃａ²⁺＋ＣＯ₃^2- → ＣａＣＯ₃ …（３）

【0035】

一方、陽極側となる電極板では、式（４）に示す反応が起こる。また、水道水は、塩素イオン（Ｃｌ^-）を含んでいる。この塩素イオンは、水源（例えば、地下水や、ダムの水や、河川などの水）に食塩（ＮａＣｌ）や塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）として含まれている。そのため、式（５）に示す反応が起こる。

【0036】

２ＯＨ^- → ２ｅ^-＋Ｈ₂Ｏ＋１／２Ｏ₂↑ …（４）
Ｃｌ^- → ｅ^-＋１／２Ｃｌ₂ …（５）

【0037】

式（５）において発生した塩素は、気泡としては存在しにくく、ほとんどの塩素は水に溶解する。そのため、式（５）において発生した塩素については、式（６）に示す反応が起こる。このようにして、塩素イオンを電気分解することにより次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成される。その結果、電解槽５００において電気分解された水は、殺菌力を有する次亜塩素酸を含む液、すなわち電解水に変化する。なお、陽極側となる電極板においてはアルカリ（ＯＨ^-）が消費されるため、陽極側となる電極板の近傍ではｐＨが下降する。

【0038】

Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ → ＨＣｌＯ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^- …（６）

【0039】

ここで、電解槽５００において生成される電解水は、銀イオンや銅イオンなどの金属イオンを含む液、あるいは電解塩素やオゾンなどを含む液であってもよいし、酸性水やアルカリ水であってもよい。これらの中でも、次亜塩素酸を含む液は、より強い殺菌力を有する。

【0040】

図２に示す制御部（開始制御部、停止制御部）６００は、流路切替弁４００及び電解槽５００等、吐水装置ＷＤを構成する各種機器の動作を制御する。制御部６００は、操作部３００が受け付けた使用者による操作（操作信号）に応じて、各種機器の動作を制御する。以下に、具体的に説明する。

【0041】

操作部３００が吐水操作を受け付けた場合、制御部６００は、流路切替弁４００を電解水用配管１３０側に切り替えて開弁することで、除菌用スパウト２００からの吐水を開始させ、電極板５０４及び５０５に電圧（以下、「第１の電圧」ともいう。）を印加することで、電解水の生成を開始させる。吐水操作は、除菌用スパウト２００が止水している時に、使用者が操作部３００を押すことで受け付けられる操作である。

【0042】

操作部３００が止水操作を受け付けた場合、制御部６００は、流路切替弁４００を閉弁することで、除菌用スパウト２００からの吐水を停止させ、電極板５０４及び５０５に対する電圧の印加を解除することで、電解水の生成を停止させる。止水操作は、除菌用スパウト２００が吐水している時に、使用者が操作部３００を押すことで受け付けられる操作である。

【0043】

制御部６００は、止水操作の受け付けに応じて、除菌用スパウト２００からの吐水を停止させた後、電極板５０４及び５０５の極性を反転させ、反転後の電極板５０４及び５０５に対して、電解水を生成する際に印加する第１の電圧よりも低い電圧（以下、「第２の電圧」ともいう。）を印加する。これは、第１の電圧の逆電圧かつ低い電圧となる第２の電圧を、電極に印加することで、第１の電圧印加時に生成された電解水の偏ったｐＨを中性に戻すこととしたものである。

【0044】

制御部６００は、止水操作の受け付けに応じて、除菌用スパウト２００からの吐水を停止させた後、電極板５０４及び５０５に第２の電圧を印加する前に、電解槽５００内にある電解水を、給水源から供給される水に置換させる。これは、第１の電圧印加時に生成された全ての電解水を、第２の電圧を印加することで中性に戻そうとすると時間を要してしまうため、止水後かつ第２の電圧印加前に、第１の電圧印加時に生成された電解槽５００内のｐＨが偏った電解水を、供給源から供給されるｐＨが中性の水に置換することとしたものである。これにより、各電極周辺のｐＨの偏りを短時間で緩和することができる。

【0045】

制御部６００は、電極板に対する第２の電圧の印加を解除する解除条件が満たされたかどうかを判定し、解除条件が満たされた場合に、第２の電圧の印加を解除する。この解除条件として、例えば、直近の所定期間において、第１の電圧を印加した累積時間に対する第２の電圧を印加した累積時間の割合が、各電極周辺のｐＨが中性になると想定される所定割合以上であることがあげられる。このように、第２の電圧を印加してｐＨを中性に戻してから、第２の電圧の印加を解除することで、その後、第１の電圧を印加して電気分解を行っても電極が劣化しないという効果を得ることと、第２の電圧を印加させ続けるとスケールを除去した電極と反対側の電極にスケールが蓄積してしまうという課題を解決することとを両立させることが可能となる。

【0046】

制御部６００は、電極板に第２の電圧を印加している時に、操作部３００が吐水操作を受け付けた場合、第２の電圧の印加を解除させ、電解槽５００内にあるｐＨが偏った電解水を、給水源から供給されるｐＨが中性の水に置換させてから、その時点の陽極板５０４及び陰極板５０５の極性を維持したまま第１の電圧を印加する。

【0047】

図５を参照しながら、吐水装置ＷＤの具体的な動作について説明する。図５は、吐水装置ＷＤの動作の具体例を説明するためのタイミングチャートである。

【0048】

図５（１）は、電極板に対する電圧印加（電気分解）の積算時間を表すグラフである。図５（２）は、操作部３００から発信される操作信号の波形である。操作信号は、通常はＯＦＦであり、操作部３００が押されたときにのみＯＮになる。使用者によって操作部３００が押されるたびに、除菌用スパウト２００からの吐水の開始／停止が切り替わる。ただし、吐水を開始してから連続吐水の上限時間（例えば３０秒）に到達した場合には、操作部３００の押下がなくても、除菌用スパウト２００からの吐水が強制的に停止させられる。この場合、次に操作部３００が押されると、除菌用スパウト２００からの吐水が開始されることになる。

【0049】

図５（３）は、除菌モードのＯＮ／ＯＦＦ状態を表す除菌モード信号の波形である。除菌モードとは、除菌用スパウト２００から電解水を吐出するモードをいう。図５（４）は、電極板に印加される電圧の状態を表す電圧信号の波形である。図５（５）は、流路切替弁４００の開弁／閉弁を制御する弁制御信号の波形である。流路切替弁４００は、弁制御信号がＯＮのときに開弁し、弁制御信号がＯＦＦのときに閉弁する。

【0050】

まず、電極板に対する電圧印加の積算時間（１）が、所定の上限時間（例えば９０秒）に到達していないとき（時間ｔ１〜ｔ１５）の動作について説明する。

【0051】

最初に、時間ｔ１において操作部３００が押されると（吐水操作）、操作信号（２）、除菌モード信号（３）及び弁制御信号（５）がそれぞれＯＦＦからＯＮに切り替わる。除菌モード信号（３）がＯＮに切り替わることで、除菌用スパウト２００からの吐水が開始される。弁制御信号（５）がＯＮに切り替わることで、流路切替弁４００が開弁し、給水源から供給される水が電解槽５００に流入し、電解槽５００内の残留電解水を含む水が、給水源から供給される水に置換される。この電解槽５００内の置換は、第１の置換時間（例えば１秒）行う。

【0052】

続いて、時間ｔ１から第１の置換時間が経過した後の時間ｔ２に、電圧信号（４）が、０[Ｖ]から正の第１の電圧[Ｖ]に切り替わる。これにより、電極に正の第１の電圧が印加され、電解槽５００において電気分解が起こる。

【0053】

続いて、時間ｔ３において操作部３００が再度押されると（停止操作）、操作信号（２）がＯＦＦからＯＮに一時的に切り替わり、除菌モード信号（３）がＯＮからＯＦＦに切り替わり、電圧信号（４）が、正の第１の電圧[Ｖ]から０[Ｖ]に切り替わる。除菌モード信号（３）がＯＦＦに切り替わることで、除菌用スパウト２００からの吐水が停止され、電圧信号（４）が０[Ｖ]に切り替わることで、電解槽５００における電気分解が止まる。

【0054】

この時間ｔ３では、流路切替弁４００が開弁状態のまま維持されるため、給水源から供給される水が、電気分解を停止した電解槽５００に流入し、電解槽５００内の残留電解水を含む水が、給水源から供給される水に置換される。この電解槽５００内の置換は、第２の置換時間（例えば０．５秒）行う。第２の置換時間は、第１の置換時間よりも短時間に設定することが好ましい。第２の置換時間中は、給水源から除菌用スパウト２００に向けて水が供給されるため、第２の置換時間を長くし過ぎると、操作部３００を押した使用者が、除菌用スパウト２００から吐出される水がすぐに止まらないという違和感を持つためである。

【0055】

続いて、時間ｔ３から第２の置換時間が経過した後の時間ｔ４において、弁制御信号（５）がＯＮからＯＦＦに切り替わる。これにより、流路切替弁４００が閉弁し、給水源から供給される水の電解水用配管１３０への流入が遮断される。

【0056】

時間ｔ５〜ｔ８、時間ｔ９〜ｔ１２、及び時間ｔ１３〜ｔ１６のそれぞれの期間は、上述した時間ｔ１〜ｔ４における動作と同様の動作を繰り返し行うことになる。ただし、時間ｔ７が開始する条件は、連続吐水の上限時間（例えば３０秒）が超過したこととなるため、この点については、操作部３００が押されたことを開始条件とする時間ｔ３の動作とは異なる。

【0057】

次に、電極板に対する電圧印加の積算時間（１）が、所定の上限時間（例えば９０秒）に到達したとき（時間ｔ１５〜ｔ２０）の動作について説明する。この動作説明では、図５に加え、図６及び図７も参照しながら説明する。図６及び図７は、電解槽の一対の電極部材がｐＨと電位との関係で腐食することとなる領域をそれぞれ例示する図である。一対の電極部材には、正電圧と負電圧とが交互に切り替えられながら印加される。ここでは、電極部材としてチタンを用いた場合について例示する。図６及び図７に示すＡは、溶液への溶解による腐食域（Ｃ_Mの重量モル濃度を、１０^-6 ｍｏｌ/ｋｇ Ｈ₂Ｏ以上とする。）を表し、Ｂは、水和酸化物被膜による不動態域を表し、Ｃは、不感域を表す。なお、例示的に、図６の電極部材は、時間ｔ１５の直前の時点では陽極側の電極として機能しており、図７の電極部材は、時間ｔ１５の直前の時点では陰極側の電極として機能していることとする。

【0058】

最初に、時間ｔ１５において操作部３００が押されると（停止操作）、操作信号（２）がＯＦＦからＯＮに一時的に切り替わり、除菌モード信号（３）がＯＮからＯＦＦに切り替わり、電圧信号（３）が、正の第１の電圧[Ｖ]から０[Ｖ]に切り替わる（Ｓ１）。この場合、図６の電極部材では、Ｓ１に示すように、酸性に偏ったｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、正の第１の電圧[Ｖ]に対応する電位から０[Ｖ]に対応する電位に低下することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ１に示すように、アルカリ性に偏ったｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、正の第１の電圧[Ｖ]に対応する電位から０[Ｖ]に対応する電位に上昇することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0059】

続いて、時間ｔ１５から第２の置換時間が経過した後の時間ｔ１６において、弁制御信号（５）がＯＮからＯＦＦに切り替わる（Ｓ２）。この場合、図６の電極部材では、Ｓ２に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが給水源からの置換水によって中性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ２に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが給水源からの置換水によって中性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。この段階では、電極部材に付着しつつあるスケールや電極部材に残る電荷の影響で電極近傍の溶液のｐＨの偏りが残っている。

【0060】

続いて、時間ｔ１６において弁制御信号（５）がＯＮからＯＦＦに切り替わった後の時間ｔ１７において、電圧信号（４）が、０[Ｖ]から負の第２の電圧[Ｖ]に切り替わる（Ｓ３）。これにより、電極の極性を反転させた状態で、第１の電圧よりも低い第２の電圧を電極に印加することができる。この場合、図６の電極部材では、Ｓ３に示すように、中性に近づいたｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位から負の第２の電圧[Ｖ]に対応する電位に低下することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ３に示すように、中性に近づいたｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位から負の第２の電圧[Ｖ]に対応する電位に上昇することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0061】

電圧信号（４）を０から第２の電圧に切り替えるタイミングを、弁制御信号（５）がＯＮからＯＦＦに切り替わった後の時間ｔ１７にすることで、通水を止めた状態で第２の電圧を印加することができるため、比較的電圧が低い第２の電圧であっても電極周辺のｐＨを調整し易くなる。

【0062】

Ｓ３で印加された第２の電圧は、連続印加の上限時間（例えば３０秒）に到達する（時間ｔ１７から時間ｔ１８）まで維持される（Ｓ４）。この場合、図６の電極部材では、Ｓ４に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第２の電圧に対応する電位を維持したまま、電極近傍の溶液のｐＨが、電気分解により弱アルカリ性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ４に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第２の電圧に対応する電位を維持したまま、電極近傍の溶液のｐＨが、電気分解により弱酸性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。このとき、第２の電圧に対応する電位を維持することで電極近傍の溶液のｐＨの偏りを直接解消することができるため、電極の劣化の抑制に効果的である。

【0063】

時間ｔ１８において連続印加の上限時間（例えば３０秒）に到達すると、電圧信号（４）が、負の第２の電圧[Ｖ]から０[Ｖ]に切り替わる（Ｓ５）。この場合、図６の電極部材では、Ｓ５に示すように、弱アルカリ性を示すｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第２の電圧[Ｖ]に対応する電位から０[Ｖ]に対応する電位に上昇することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ５に示すように、弱酸性を示すｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第２の電圧[Ｖ]に対応する電位から０[Ｖ]に相当する対応に低下することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0064】

続いて、時間ｔ１８で連続印加の上限時間に到達してから、時間ｔ１９で操作部３００が押されるまでの間（Ｓ６）は、図６の電極部材では、Ｓ６に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、僅かに中性方向に移行し、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ６に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、弱アルカリ性方向に移行し、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。これは、０［Ｖ］に対応する電位で放置されることによって、どちらの電極近傍も、溶液全体の平均的なｐＨに近づくためである。

【0065】

続いて、時間ｔ１９で操作部３００が押された場合には、操作信号（２）、除菌モード信号（３）及び弁制御信号（５）がそれぞれＯＦＦからＯＮに切り替わることで、流路切替弁４００が開弁し、給水源から供給される水が、電気分解を停止した電解槽５００に流入し、電解槽５００内の残留電解水を含む水が、給水源から供給される水に置換される。この電解槽５００内の置換は、上記第１の置換時間行う。この場合、図６の電極部材では、Ｓ７に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、流入した置換水によって中性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ７に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、流入した置換水によって中性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0066】

続いて、時間ｔ１９から第１の置換時間が経過した後の時間ｔ２０において、電圧信号（４）が、０[Ｖ]から負の第１の電圧[Ｖ]に切り替わる（Ｓ８）。これにより、Ｓ３で反転させた電極の極性を維持したまま、負の第１の電圧を電極に印加することができる。この場合、図６の電極部材では、Ｓ８に示すように、中性に近づいたｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位から負の第１の電圧[Ｖ]に対応する電位に低下することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ８に示すように、中性に近づいたｐＨが維持されたまま、電極に印加される電圧に対応する電位が、０[Ｖ]に対応する電位から負の第１の電圧[Ｖ]に対応する電位に上昇することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0067】

Ｓ８で印加された負の第１の電圧は、操作部３００が再度押される（停止操作）か、連続吐水の上限時間に到達するまで維持される（Ｓ９）。この場合、図６の電極部材では、Ｓ９に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第１の電圧に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、電気分解によりアルカリ性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。図７の電極部材では、Ｓ９に示すように、電極に印加される電圧に対応する電位が、負の第１の電圧に対応する電位を維持したまま、溶液のｐＨが、電気分解により酸性方向に移行することになるため、電極部材は、水和酸化物被膜による不動態域Ｂ内を維持できる。

【0068】

ここで、時間ｔ１７から時間ｔ１８までの間に操作部３００が押された場合の動作について説明する。時間ｔ１７から時間ｔ１８までの間に操作部３００が押されると（吐水操作）、操作信号（２）、除菌モード信号（３）及び弁制御信号（５）がそれぞれＯＦＦからＯＮに切り替わり、電圧信号（４）が、負の第２の電圧[Ｖ]から０[Ｖ]に切り替わる。これにより、流路切替弁４００が開弁し、給水源から供給される水が、電気分解を停止した電解槽５００に流入し、電解槽５００内の残留電解水を含む水が、給水源から供給される水に置換される。その後、上記第１の置換時間が経過したときに、電圧信号（４）が、０[Ｖ]から負の第１の電圧[Ｖ]に切り替わり、電解水の生成が開始される。これにより、吐水操作後の使用者の使用感を損なうことなく、電極の劣化を抑制することが可能となる。

【0069】

上述したように、実施形態における吐水装置ＷＤによれば、除菌用スパウト２００からの吐水を停止させた後に、電極の極性を反転させ、電解水生成時における第１の電圧よりも低い第２の電圧を印加し、除菌用スパウト２００からの吐水を再開するときに、反転させた電極の極性を維持したまま、第１の電圧を印加することができるため、止水直後に電極周辺のｐＨを中性寄りに戻しておき、その後、吐水を開始した時に、電極の極性を変えずに第１の電圧を印加して電解水を生成することが可能となる。

【0070】

すなわち、止水時における電極極性を反転して行う第２の電圧の印加によって、電極の表面にスケールが付着することを抑制することができ、吐水開始時における電極極性を維持したまま行う第１の電圧の印加によって、長時間止水した後に吐水操作が行われた場合であっても、電極表面における触媒剥れを抑制し、電極の腐食、すなわち劣化を防止することができる。また、第２の電圧をかけるタイミングを止水後の不使用期間中にすることで、使用者の使用感を損なわないようにすることができる。さらに、第１の電圧を印加して電気分解を行う動作と第２の電圧を印加する動作とを分けることによって、吐水操作後にすぐに第１の電圧を印加する動作に移行することができるため、使用者の使用感を損なわないようにすることができる。

【0071】

また、吐水装置ＷＤによれば、吐水口からの吐水を停止させた後、電極に第２の電圧を印加する前に、電解槽５００で生成された電解水を、供給源から供給される水に置換させることができるため、各電極周辺に生成されたｐＨが偏った水を、ｐＨが中性の水に置換することができ、各電極周辺のｐＨの偏りを短時間で緩和することができる。

【0072】

また、吐水装置ＷＤによれば、電極に第１の電圧を印加する前に、電解槽５００に残留している電解水を、供給源から供給される水に置換させることができるため、吐水再開時に、電極表面から拡散した水素イオン等を含むｐＨが偏った水を、供給源から供給されるｐＨが中性の水に置換して、電解水生成開始時のｐＨをある程度揃えてから、第１の電圧を印加することができる。これにより、電解槽５００内の溶液の濃度のばらつきを抑えることができ、安定した制御が可能となる。

【0073】

また、吐水装置ＷＤによれば、第２の電圧印加中に吐水操作を受けた場合には、第２の電圧の印加を解除させ、残留電解水等のｐＨが偏った水を供給源から供給されるｐＨが中性の水に置換してから、電極の極性を変えずに第１の電圧を印加することができるため、吐水操作後の使用者の使用感を損なうことなく、さらに、電極の劣化を抑制することもできる。

【0074】

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0075】

１００…メインスパウト
１０１…操作レバー
１１０…給水配管
１２０…給湯配管
１３０…電解水用配管
２００…除菌用スパウト
３００…操作部
４００…流路切替弁
５００…電解槽
５０１…蓋部材
５０１ａ…流入部
５０２…蓋部材
５０２ａ…流出部
５０４…電極板
５０４ａ…接続端子
５０５…電極板
５０７…スペーサ
６００…制御部
ＳＫ…シンク
ＷＤ…吐水装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】