JP2001162283A - イオン除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 水中のイオン物質を静電力を利用して除去す
るイオン除去装置を得る。 【解決手段】 ケース１内の上部に平板状の負側集電極
５の下面と接触する負極板１３を設け、その下部に平板
状の正側集電極７の上面と接触する正極板１４を設ける
ようにした。水は水入り口部２を通り、支持部材１１を
通過した後で、直流電圧が印加される負極板１３や正極
板１４を貫通して流れていく。このとき、負極板１３に
は陽イオン物質が、正極板１４には陰イオン物質が吸着
する。その後で、陽イオン物質や陰イオン物質が殆ど含
んでいない水は他側に設けられた支持部材１１を通過し
て水出口部３から放出される。次にクリーニング動作を
説明する。吸引して吸着されるイオン物質の脱離はスイ
ッチ１６をＯＮ状態とする。これにより、水の流れの勢
いで用意に離脱し、水出口３を通って流れ出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水中のイオン物
質を静電力を利用して除去するイオン除去装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】加湿器、洗濯機、食器洗浄器、浄水器な
どの電気機器には水道水や井戸水さらには雨水が使用さ
れている。これらの水中には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、塩素イオンなどの陰イオ
ン、電荷をもつシリカなどがそれぞれ含まれている。こ
れにより、加湿器では陽イオンやシリカが水蒸気発生部
にスケールとして固着されるため、水蒸気の発生量は少
なくなって加湿能力が低下する。さらに、カルシウムや
マグネシウムなどのスケールが水蒸気発生部から放出さ
れて室内に飛散し、室内が白粉で汚染されるという不具
合を生じる。

【０００３】また、洗濯機においては水中のイオン物質
が洗剤の界面活性剤の効力を低下させ、これによって洗
濯物の洗浄効率が低くなるという問題が生じる。さら
に、食器洗浄器においては洗浄後の食器に付着した水分
が乾燥し、食器の表面に前述のイオン物質などがスケー
ルとして固着されるので不衛生となることがある。ま
た、ミネラル水生成器の場合はイオンのバランスが美味
しさに影響していることから、イオン物質量を制御する
機構を備えることが望ましい。

【０００４】こうした前述の問題点を解決するために、
イオン交換膜あるいはイオン交換樹脂を使用した電気透
析法のイオン除去装置により、水中のイオン物質を除去
することができる。図１３は、例えば特開平７−３０１
４４１号公報に開示された加湿機の水経路に配設される
イオン交換膜の電気透析法のイオン除去装置を示す断面
図である。

【０００５】図１３において、１は直方体形状のケー
ス、２はケース１の一側に形成する水入口部、３はケー
ス１の他側に形成する水出口部、４は水出口部３の上方
及び下方にそれぞれ形成する廃液出口部、５はケース１
内の上部であってその長手方向に配設される平板状の負
側集電極、６は負側集電極５の上部に接続する負極リー
ド線、７はケース内１の下部であってその長手方向に配
設される平板状の正側集電極、８は正側集電極７の下部
に接続する正極リード線、９はこれらの集電極の間であ
って負側集電極５の近傍の位置に設けられる帯状のカチ
オン交換膜、１０はこれらの集電極の間であって正側集
電極７の近傍の位置に設けられる帯状のアニオン交換膜
である。なお、双方の交換膜は平板状の電極に対して平
行状態となるように配置される。１１はケース１内の両
側に配置して双方の交換膜の両端部と接触し、この交換
膜を支持する通水性を有する支持部材である。１２はこ
うした構成を有するイオン除去装置と連結される廃液タ
ンクである。

【０００６】次に、こうした構成を有する電気透析法の
イオン除去装置の動作について、図１３を併用して説明
する。ケース１の水入り口部２から水を流入させた状態
で、負側集電極５と正側集電極６との間に所定の直流電
圧を印加する。これにより、水中の陽イオン物質は負側
集電極５に、陰イオン物質は正側集電極７にそれぞれ静
電力作用で吸引される。そして、陽イオン物質のみを通
過させる機能を有するカチオン交換膜９と陰イオン物質
のみを通過させる機能を有するアニオン交換膜１０との
間を流れる一部の陽イオン物質はカチオン交換膜９を通
過して負側集電極５に吸引される。また、その個所の一
部の負イオン物質はアニオン交換膜１０を通過して正側
集電極６に吸引される。したがって、カチオン交換膜９
とアニオン交換膜１０との間に存在する水中のイオン物
質は殆ど除去される。このような動作によってイオン除
去された水は、水出口部３を通って加湿機の貯水タンク
（図示なし）に貯蔵される。一方、集電極と交換膜との
間を流れる水中にはイオン物質が濃縮された状態で存在
し、濃縮状態のイオン溶液は廃液出口部４を通じて廃液
タンク１０に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気透析法のイ
オン除去装置は、前述のように水中のイオン物質を集電
極に吸引させてスケールなどの不純物を除去している。
しかし、集電極と交換膜との間を流れる濃縮されたイオ
ン溶液を廃液タンクに溜め、使用者はそのタンクに溜ま
ったイオン溶液を毎回捨てるというメンテ作業に煩わし
さを生じる問題点があった。

【０００８】この発明は、水中のイオン物質をイオン除
去装置で除去してスケールの発生を防止すると共に、電
極に堆積したイオン物質を定期的に脱離させる脱離手段
を付加して水中のイオン除去能力の向上を維持すること
を目的としたものである。また、脱離されたイオン物質
を含む水の排出作業が非常に簡便であるという利点があ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るイオン除
去装置は、機器本体への給水経路の途中に配設され該給
水と接触する正負の多孔質極板を有するイオン除去手段
と、正負の多孔質極板に直流電圧を印加する電圧印加手
段とを備えたイオン除去装置において、イオン除去手段
を給水経路に対して着脱自在に設けると共に正負の多孔
質極板間を電気的に短絡する短絡手段を設けるようにし
たものである。

【００１０】また、短絡手段はイオン除去手段の着脱動
作に連動してオン／オフする短絡スイッチを設けるよう
にしたものである。

【００１１】また、電圧印加手段は水中のイオン濃度を
検出するイオン検出器を設け、イオン検出器の検出量に
基づいて極板間に印加する直流電圧の大きさを決定する
電圧決定手段を設け、電圧決定手段で決定された直流電
圧の大きさをある閾値を越えないように上限値を設定す
る上限値設定手段を設けるようにしたものである。

【００１２】また、正負の多孔質極板の表面に金、白
金、パラジウム、粉末活性炭などの何れかの導電性をコ
ーティング処理するようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１と図２は、こ
の発明に係るイオン除去装置における実施の形態を示す
断面図である。図１と図２において、従来例と同一の符
号は同一または相当部分を示す。１３はケース１内の上
部に配設される平板状の負側集電極５の下面と接触する
ように設けられる負極板、１４はケース１内の下部に配
設される平板状の正側集電極７の上面と接触するように
設けられる正極板である。負極板１３および正極板１４
は例えば厚さが数１００μｍであって、通液性を有する
多孔質形状であることが好ましい。

【００１４】また、負極板１３と正極板１４の電極材料
は例えば活性炭繊維、多孔質の金属、多孔質の導電性高
分子、活性炭あるいは金属の微粒子を多孔質の支持体に
担持させた部材の何れかの導電体を使用しても良い。そ
の他の電極材料として、チタン酸バリウムあるいはチタ
ン酸ジルコン酸鉛などの多孔質の誘電体、誘電体の微粒
子を多孔質の支持体に担持させた部材の何れかの誘電体
を用いても良い。１５は負極板１３と正極板１４との隙
間に配置される絶縁スペーサ、１６は負極板１３と正極
板１４とを短絡するスイッチである。なお、負極板１３
や正極板１４が導電体の場合はそれぞれの集電極を取り
除いて負極リード線６、正極リード線８を各極板へ直に
接続するように構成しても良い。さらに、双方の極板材
料が誘電体の場合は極板間に絶縁性スペーサ１５を設け
なくても良い。

【００１５】また、負側集電極５と例えば活性炭繊維か
ら成る負極板１３との接触抵抗を出来る限り小さくして
イオン除去性能を高める目的で、図３（ａ）の要部の拡
大図に示すように負極板１３の活性炭繊維の表面に予め
金、白金、パラジウム、粉末活性炭（図中のＡ部）など
の何れかをコーティング処理する。これにより、活性炭
繊維の表面の孔部がそれらの導電性物質で埋められ、電
気的なブリッジ効果で接触抵抗が小さくなると推測す
る。また、図３（ｂ）に示すように負側集電極５と活性
炭繊維の負極板１３とが非接触状態である個所に導電性
樹脂を充填し、接触抵抗を小さくするように工夫しても
良い。さらに、図３（ｃ）に示すように負極板１３が例
えば多孔質の金属の場合、負側集電極５の上部に押しバ
ネ１７を設けて所定のバネ力（荷重）でその集電極を極
板側に押しつけ、接触抵抗を小さくするように工夫して
も良い。こうした構成は、正側集電極７や正極板１４側
でも適用する。

【００１６】次に、こうした構成をもつ水中のイオン除
去装置の動作について、図１を併用して説明する。水は
ケース１の一側に設けられる水入り口部２を通って支持
部材１１を通過した後で、直流電圧が印加される例えば
活性炭繊維から成る負極板１３や正極板１４を貫通して
流れていく。このとき、負極板１３には負電荷が蓄積
し、この負電荷の静電力作用によって水中の陽イオン物
質が負極板１３側に吸引されて吸着する。さらに、正極
板１４には正電荷が蓄積し、この正電荷の静電力作用に
よって水中の陰イオン物質が正極板１４側に吸引されて
吸着する。この後で、陽イオン物質や陰イオン物質が殆
ど含んでいない水はケース１の他側に設けられる支持部
材１１を通過して水出口部３から放出される。

【００１７】ここで、負極板１３と正極板１４との間に
印加する直流電圧は予め一定電圧に設定する他に、ケー
ス１の水出口部３にイオン検出器を設けて（図示なし）
水のイオン濃度を検出し、その検出量に基づいて直流電
圧の大きさを決定しても良い。なお、直流電圧の上限値
は極板間で水の電気分解による爆発性の水素や酸素が発
生することを抑制したり、水中の塩素が酸化されて有害
な次亜塩素酸ナトリウムが生成されないように数ボルト
に設定することが好ましい。

【００１８】次に、負極板１３や正極板１４のクリーニ
ング動作、即ち各極板に吸引して堆積されるイオン物質
の脱離動作について、図２に示すイオン除去装置の断面
図を併用して説明する。この動作では、極板間に直流電
圧を印加する印加動作を停止させ、これと同時に集電極
を介して極板と接続されるスイッチ１６をＯＮ状態とす
る。これにより、各極板に蓄積する電荷（電気量）は消
失される。このような状態において、ケース１の水入り
口部２から水を流入した場合に各極板に堆積しているイ
オン物質が水の流れの勢いで容易に脱離し、それが水出
口部３を通って流れ出す。このとき、各極板に電荷が蓄
積されていないのでクリーニング時に使用される水に含
まれるイオン物質は、その極板側に吸引されて吸着する
ことはない。

【００１９】また、各極板のクリーニング動作を実行さ
せるタイミングについて、以下に述べる。ケース１の水
出口部３にイオン検出器を設け（図示なし）、この検出
器からの検出量が所定値に至ったときに水中のイオン濃
度が高くなってスケールなどの不純物が増え、各極板の
イオン除去性能は低下したと判断する。そして、その判
断結果を基に使用者にクリーニング作業を促すような報
知動作を実行させる。さらに、他のクリーニング動作の
実行タイミングとしてイオン除去能力に対する各極板の
処理水量を予め推測し、この後で流量と処理時間とを検
出してそれらの積が処理水量に至った場合に各極板のク
リーニング動作の報知を実行させるように構成しても良
い。

【００２０】また、水中のイオン除去の処理量をアップ
させるために、図４に示すような電極積層構造のイオン
除去装置が提案される。図４において、ケース１内の上
部から下部に跨って負側集電極５と正側集電極７とを互
い違いに積層されるように複数枚配置する。そして、集
電極間に負極板１３と正極板１４とを配設し、それらの
極板に蓄積される電荷が積層するように構成しても良
い。

【００２１】また、イオン除去装置を構成する各集電極
や各極板は、図５に示すように水流に対して対向させる
ように配置しても良い。こうした電極の配置構成の場合
は、集電極を通水性を有するようにメッシュ状に形成す
る。これにより、水はケース１の入り口部２から一方の
支持部材１１を通り、さらに負側集電極５から負極板１
３を通過していく。この後で、その水は絶縁スペーサ１
５から正極板１４を通り、さらに正側集電極７から水出
口部３を通過していく。

【００２２】また、図６の斜視図に示すようにイオン除
去装置は円筒形状の負極板１３や正極板１４で構成さ
れ、負極板１３の片側周縁部に負側集電極５を設け、正
極板１４の片側周縁部に正側集電極７を設けるようにし
ても良い。ここでは、ケース１を円形状としてその両側
に水入り口部２を設け、その下部に水出口部３を設ける
ように構成する。さらに、ケース１の上部に水入り口部
２から流入した水がイオン除去装置を通過して上方に噴
出すことを抑えるために封止板１８を設けた。また、各
極板が導電体の場合は極板間に短絡防止用の絶縁スペー
サ１５を設ける。このように構成されたイオン除去装置
は、水が各極板の外周部から内周部へと向かって通過し
ていき、この過程で水中のイオン物質が除去される。そ
して、イオン物質が除去された水はケース１の水出口部
３を通って外部に排出される。

【００２３】以上のように、負極板１３と正極板１４と
の間に直流電圧を印加し、かつそれらの極板を短絡する
ように構成したことにより、水中のイオン物質を効率良
く除去すると共に各極板のクリーニング動作を実行させ
てイオン除去能力の向上を維持するイオン除去装置を提
供できる。

【００２４】実施の形態２．図７は、この発明のイオン
除去装置を例えばスチーム式加湿器に組み込んだ場合に
おける実施の形態を示す断面図である。図７において、
従来例と同一の符号は同一または相当部分を示す。１９
は加湿器本体、２０は加湿器本体１９内に配設する水タ
ンク、２１は水タンク２０の下部に着脱自在に取り付け
られるキャップであって、キャップ２１の内部には実施
の形態１で開示した円筒形状のイオン除去装置（図示な
し）が格納する。２２はキャップ２１の側面部に設けら
れるＬ字状のリード線収納ホルダーであり、その収納ホ
ルダー２２の内部にはイオン除去装置を構成する各集電
極から引き出される複数のリード線が収容される。

【００２５】２３はＬ字状のリード線収納ホルダー２２
と対向した状態で接続する電源供給ホルダーである。２
４は水タンク１９内の水をキャップ２１の底部に突出し
た状態で固着される給水弁２５を通じて受け入れる水受
け皿である。２６は水受け皿２４内の水を配管２７を通
じて導入し、その水を加熱器（図示なし）によって加熱
蒸発させる蒸発部である。２８は蒸発部２６から発生し
た水蒸気を冷却する冷却部、２９は冷却部２８によって
冷却された水蒸気を外部へ勢い良く拡散させる拡散部材
である。

【００２６】また、図８は水タンク２０の下部に取り付
けられるキャップ２１近傍の拡大断面図である。図８に
おいて、３０はリード線収納ホルダー２２の先端部に配
置されるリード線収納ホルダー用電極部であり、その収
納ホルダー用電極部３０にはイオン除去装置を構成する
各集電極から引き出される負極リード線６や正極リード
線８が接続される。３１は電源供給ホルダー２３の先端
部に配置される電源供給ホルダー用電極部であって、収
納ホルダー用電極部３０と対向した配置構成となってい
る。なお、電源供給ホルダー用電極部３１から負極電源
リード線３２や正極電源リード線３３が引き出される。

【００２７】また、図９（ａ）はリード線収納ホルダー
用電極部３０近傍の内部構造を示す図である。図９
（ａ）において、３４はリード線収納ホルダー用電極部
３０の先端部の一側に固着される第１の負電極であっ
て、その負電極３４から負極電源リード線６が引き出さ
れる。３５はリード線収納ホルダー用電極部３０の先端
部の他側に固着される第１の正電極であって、その正電
極３５から正極リード線８が引き出される。そして、第
１の負電極３４と第１の正電極３５との間に空隙部（図
中のＡ部）を形成させる。３６は負極リード線６と正極
リード線８とを短絡あるいは開放させる押し方式のスイ
ッチ部である。そのスイッチ部３６は板状の開閉接点３
６ａ、開閉接点３６ａにバネ力を付与するコイルバネ３
６ｂ、コイルバネ３６ｂを保持するストッパ３６ｃから
成る。

【００２８】また、図９（ｂ）は電源供給ホルダー用電
極部３１近傍の内部構造を示す図である。図９（ｂ）に
おいて、３７は電源供給ホルダー用電極部３１の先端部
の一側に固着される第２の負電極であって、その負電極
３７から負極電源リード線３２が引き出される。３８は
電源供給ホルダー用電極部３１の先端部の他側に固着さ
れる第２の正電極であって、その正電極３８から正極電
源リード線３３が引き出される。３９は第２の負電極３
７と第２の正電極３８との間に突出された状態で形成す
る押し棒である。その押し棒３９は、リード線収納ホル
ダー用電極部３０の先端部に形成する空隙部を貫通して
コイルバネ３６ｂのバネ力が付与されている板状の開閉
接点３６ａを押すような仕組みとなっている。これによ
り、開閉接点３６ａはＯＮ状態からＯＦＦ状態となる。

【００２９】次に、こうした構成を有する円筒形状のイ
オン除去装置を加湿器本体に組み込んだ場合の水中のイ
オン除去動作について、図８を併用して説明する。図８
において、水が収容されている水タンク２０を加湿機本
体に装着した場合に、キャップ２１の底部に配設される
給水弁２５の一部（図８中のＡ部）が水受け皿２４の押
し部材（図８中のＢ部）で押される。このときに、水タ
ンク２０内の水がイオン除去装置を構成する積層状態で
あって円筒形状の各極板の外周部を通過して内周部へと
流れる。そして、水が開弁状態の給水弁２５を通じて水
受け皿２４に流入される。

【００３０】これと同時に、キャップ２１の側面部に設
けられるリード線収納ホルダー２２の先端部のリード線
収納ホルダー用電極３０と電源供給ホルダー２３の先端
部の電源供給ホルダー用電極部３１とが接続され、かつ
リード線収納ホルダー２２内に設けられたスイッチ部３
６がＯＦＦ状態となる。したがって、直流電圧が電源供
給ホルダー２３からリード線収納ホルダー２２を介して
イオン除去装置の各極板に印加される。これにより、水
タンク２０から流出された水中のイオン物質が各極板に
吸引されて吸着し、イオン物質を殆ど含まない水が水受
け皿２４に導かれる。そして、水受け皿２４内の水は所
定の動作経路で気化状態となって外部へ拡散される。

【００３１】次に、イオン除去装置の各極板のクリーニ
ング動作について以下に述べる。加湿器本体１９から水
タンク２０を取り外した場合は、キャップ２１の底部に
設けられる給水弁２５の一部（図８中のＡ部）が水受け
皿２４の押し部材（図８中のＢ部）から離れて非接触状
態となるので、その給水弁２５は閉弁状態となる。これ
と同時に、リード線収納ホルダー２２と電源供給ホルダ
ー２３とは非接続状態となり、かつリード線収納ホルダ
ー２１内に設けられたスイッチ部３６がＯＮ状態とな
る。これにより、イオン除去装置の各極板に直流電圧が
印加されず、負極板１３と正極板１４とが短絡状態とな
る。

【００３２】この後で水タンク２０からキャップ２１を
取り外し、図１０の断面図に示すようにキャップ２１の
底部に設けられる給水弁２５の外周部と係示するように
クリーニング用アダプター４０を装着する。クリーニン
グ用アダプター４０は給水弁２５の外周部と係止するリ
ング状の支持部材４０ａと、その支持部材４０ａの内周
面に形成されるＬ字状の押し部材４０ｂから構成する。

【００３３】そして、キャップ２１にクリーニング用ア
ダプター４０を装着した場合、給水弁２５の一部（図１
０中のＡ部）がそのアダプター４０のＬ字状の押し部材
４０ｂで押されるので、給水弁２５は開弁状態となる。
次に、例えば水道水をケース１の入り口部２を通じて円
筒形状の各極板の外周部から内周部へと流入させ、内周
部から出た水を開弁状態の給水弁２５を通過させて外部
に排出する。この過程で、各極板に吸着されているイオ
ン物質は水道水の流れによって容易に脱離されることに
なる。

【００３４】また、イオン除去装置はキャップ２１の内
部に格納させる他に水受け皿２４の内部に設けたり、水
受け皿２４と蒸発部２６との間に介在する配管２７の内
部に設けるようにしても良い。

【００３５】また、前述のイオン除去装置は水を加熱器
で加熱蒸発させる方式を有する加湿機へ組み込む他に、
例えば水を超音波素子で微細なミストに生成して噴霧さ
せる方式あるいは水を空気流で気化させる方式を有する
加湿器へ組み込むようにしても良い。

【００３６】以上のように、水タンク２０の下部に設け
られるキャップ２１内にイオン除去装置を格納し、この
水タンク２０を加湿器本体に装着したことにより水中の
イオン物質を効率良く除去することができる。また、加
湿器本体１９から水タンク２０取り外した後でキャップ
２１内のイオン除去装置を水洗浄することにより、各極
板に吸着されているイオン物質が容易に脱離されてクリ
ーニング動作を実行できる。

【００３７】実施の形態３ 図１１は、この発明のイオン除去装置をミネラル水生成
器に組み込んだ場合における実施の形態を示す断面図で
ある。図１１において、実施の形態１および実施の形態
２と同一の符号は同一または相当部分を示す。４１はミ
ネラル水生成器本体、４２はミネラル水生成器本体４１
内の下方に配設して入水管４３から流入された水中の粗
ゴミを捕捉するプレフィルタであって、例えば活性炭粒
子あるいは中空糸膜などから構成される。４４はプレフ
ィルタ４２の上部に配置される実施の形態１で開示した
例えば積層方式の平板型イオン除去装置あるいは円筒形
状のイオン除去装置、４５はプレフィルタ４２とイオン
除去装置４４とを接続する第１の配管、４６はイオン除
去装置４４の上部に配置されるミネラル成分除放装置、
４７はイオン除去装置４４とミネラル成分除放装置４６
との間に配設する第１の電磁弁、４８は第１の電磁弁４
７の出力部から延設される第２の配管、４９はミネラル
成分除放装置４６の上部に接続される第３の配管であ
る。

【００３８】なお、ミネラル成分除放装置４６内には麦
飯石が充填され、水量の増大に伴ってカルシウム、マグ
ネシウム、ナトリウムなどのイオン物質の溶出量が増え
るものである。５０はイオン除去装置４４を構成する極
板間に直流電圧を印加したり又は極板間に直流電圧を印
加しない状態でそれらを短絡するように構成された電圧
供給切り替え回路である。なお、電圧供給切り替え回路
５０の動作内容は切替えスイッチ５１で設定される。

【００３９】次に、ミネラル水生成器の動作について図
１１を併用して説明する。この動作において、切り替え
スイッチ５１の設定により電圧供給切り替え回路５０を
動作させ、イオン除去装置４４の極板間に直流電圧を印
加する。このとき、第１の電磁弁４７はＯＦＦ状態であ
る。そして、水は入水管４３から流入してプレフィルタ
４２を通過し、これにより水中の１ミクロン〜１００ミ
クロンの大きさのゴミや菌などが捕捉される。なお、プ
レフィルタ４２が活性炭から成る場合は、水に含有する
トリハロメタンやシマジンなどの有害有機物、さらにカ
ルキ成分の悪臭物質を除去できる。次に、プレフィルタ
４２で濾過された水は第１の配管４５を通じてイオン除
去装置４４に流入する。そして、イオン除去装置４４か
ら放出されたイオン物質を殆ど含まない水は第１の電磁
弁４７のＩＮ側からＯＵＴ１側を抜けてミネラル成分除
放装置４６に流入する。この後で、ミネラル成分除放装
置４６ではイオン除去された水にカルシウムイオン、マ
グネシウムイオン、ナトリウムイオンなどのミネラル成
分をそれぞれ添加し、所定のミネラル成分の濃度となる
ようにする。そして、ミネラル成分除放装置４６で生成
されたミネラル水は第３の配管４９を通じて浄水器本体
４１の外部に放出される。

【００４０】次に、イオン除去装置４４を構成する各極
板のクリーニング動作について説明する。この動作で
は、切り替えスイッチ５１の設定により電圧供給切り替
え回路５０を動作させ、イオン除去装置４４の極板間に
直流電圧を印加しない状態でそれらの極板を短絡する。
このとき、第１の電磁弁４７はＯＮ状態である。そし
て、水はプレフィルタ４２から第１の配管４５を通じて
イオン除去装置４４に流入する。この後で、イオン除去
装置４４から放出する各極板から脱離されたイオン物質
を含む水は第１の電磁弁４７のＩＮ側からＯＵＴ２側を
抜け、第２の配管４８を通じて浄水器本体４１の外部に
排出される。

【００４１】また、イオン除去装置４４をミネラル水生
成器本体４１へ着脱自在に装着させ、この着脱動作に連
動して水中のイオン物質の除去動作や正負の極板のクリ
ーニング動作を実行させるように構成しても良い。

【００４２】 以上のように、ミネラル水生成器本体４
１にイオン除去装置４４を設けて水中のイオン物質を除
去し、その後でイオン除去された水にミネラル成分を所
定量だけ添加させるように構成したことにより、美味し
い水を生成する浄水器を提供できる。また、イオン除去
装置４４を構成する各極板のクリーニング手段を付加す
ることで、イオン除去能力の向上を実現できる。

【００４３】実施の形態４．図１２は、この発明のイオ
ン除去装置を洗濯機に組み込んだ場合における実施の形
態を示す断面図である。図１２において、実施の形態１
乃至実施の形態３と同一の符号は同一または相当部分を
示す。５２は実施の形態１で開示したイオン除去装置４
４を格納する洗濯機のトップカバー、５３はトップカバ
ー５２内に格納されるイオン除去装置４４の下部に接続
される第４の配管、５４はイオン除去装置４４の上部に
接続される第５の配管であってその配管５４の先端部に
第２の電磁弁５５のＩＮ側が接続する。そして、第２の
電磁弁５５のＯＵＴ１側に第６の配管５６が接続され、
さらにその電磁弁５５のＯＵＴ２側に第７の配管５７が
接続される。ここで、第６の配管５６の先端部はトップ
カバー５２の下部を貫通して洗濯兼脱水槽（図示なし）
側に延びている。また、第７の配管５７の先端部は洗濯
機本体（図示なし）の外部に延設される。

【００４４】次に、洗濯機にイオン除去装置４４を組み
込んだ場合の水中のイオン除去の動作について図１２を
併用して説明する。洗濯機の電源スイッチ（図示なし）
をＯＮさせて、イオン除去装置４４の各極板に直流電圧
が印加するように設定しておく。このとき、第２の電磁
弁５５はＯＦＦ状態である。そして、水道水は開弁状態
である洗濯機用給水弁（図示なし）から第４の配管５３
を通じてイオン除去装置４４に流入される。したがっ
て、水中のイオン物質であるカルシウムやマグネシウム
などが殆ど除去される。この後で、イオン物質を含まな
い水が第５の配管５４を通じて第２の電磁弁５５のＩＮ
側からＯＵＴ１側を抜け、第６の配管５６を介して洗濯
兼脱水槽側に流入される。これにより、洗濯兼脱水槽内
でその水を使用して洗濯物を洗った場合に、洗剤に含ま
れる界面活性剤の効力は低下することがなく洗浄効率が
向上する。

【００４５】次に、イオン除去装置４４を構成する各極
板のクリーニングの動作について説明する。バックカバ
ー５２に設けられたクリーニング用スイッチ（図示な
し）をＯＮさせて、イオン除去装置４４の極板間に直流
電圧を印加しない状態でそれらの極板を短絡するように
設定しておく。このとき、第２の電磁弁５５はＯＮ状態
である。そして、水道水は開弁状態である洗濯機用給水
弁から第４の配管５３を通じてイオン除去装置４４に流
入される。この後で、イオン除去装置４４を構成する各
極板から脱離されたイオン物質を含む水は第５の配管５
４を通じて第２の電磁弁５５のＩＮ側からＯＵＴ２側を
抜け、第７の配管５７を介して洗濯機本体の外部に排出
される。

【００４６】また、イオン除去装置４４を前述のように
トップカバー５２内に格納し、即ち据え付け状態として
水道水のイオン物質の除去動作や各極板のクリーニング
の動作を実行させる他に、イオン除去装置４４をトップ
カバー５２へ着脱自在に装着させ、この着脱動作に連動
して水中のイオン物質の除去動作や正負の極板のクリー
ニング動作を実行させるように構成しても良い。

【００４７】 以上のように、洗濯機本体にイオン除去
装置４４を組み込んでイオン物質を殆ど含まない水を生
成し、その水で洗濯物を洗った場合に洗剤に含まれる界
面活性剤の効力を低下することがなく洗濯物に対しての
洗浄効率を向上させることができる。

【００４８】なお、実施の形態１で開示したイオン除去
装置を加湿器、ミネラル水生成器、洗濯機の電気機器に
使用する他に、例えば食器洗浄器や浄水器の給水経路に
設けて極板間に直流電圧を印加したり、あるいは極板間
を短絡するように構成しても良い。

【００４９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５０】この発明に係わるイオン除去装置は、機器
本体への給水経路の途中に配設され該給水と接触する正
負の多孔質極板を有するイオン除去手段と、正負の多孔
質極板に直流電圧を印加する電圧印加手段とを備えたイ
オン除去装置において、イオン除去手段を給水経路に対
して着脱自在に設けると共に正負の多孔質極板間を電気
的に短絡する短絡手段を設けるようにしたので、例えば
加湿器の水タンクの下部に設けられるキャップ内にイオ
ン除去装置を格納し、この水タンクを加湿器本体に装着
したことで水中のイオン物質を効率良く除去することが
できる。また、加湿器本体から水タンク取り外した後で
キャップ内のイオン除去装置を水洗浄することにより、
各極板に吸着されているイオン物質が脱離してクリーニ
ング動作を実行できる。

【００５１】また、電圧印加手段は水中のイオン濃度を
検出するイオン検出器を設け、イオン検出器の検出量に
基づいて極板間に印加する直流電圧の大きさを決定する
電圧決定手段を設け、電圧決定手段で決定された直流電
圧の大きさをある閾値を越えないように上限値を設定す
る上限値設定手段を設けるようにしたので、水中のイオ
ン物質をより一層完璧に除去すると共に水の電気分解に
よる爆発性の水素や酸素が発生することを抑制したり、
水中の塩素が酸化することで生成される有害な次亜塩素
酸ナトリウムの発生を防止することができる。

【００５２】また、正負の多孔質極板の表面に金、白
金、パラジウムなどの何れかの貴金属をコーティング処
理するようにしたので、負の集電極と負の極板との接触
抵抗および正の集電極と正極板との接触抵抗を出来る限
り小さくしてイオン除去性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係るイオン除去時の平板型の
イオン除去装置を示す断面図である。

【図２】 実施の形態１に係る電極クリーニング時の平
板型のイオン除去装置を示す断面図である。

【図３】 実施の形態１に係るイオン除去装置の要部の
断面図である。

【図４】 実施の形態１に係るイオン除去時の平板型積
層方式のイオン除去装置を示す断面図である。

【図５】 実施の形態１に係る他のイオン除去装置を示
す断面図である。

【図６】 実施の形態１に係る円筒形状のイオン除去装
置を示す断面図である。

【図７】 実施の形態２に係るイオン除去装置付き加湿
器を示す断面図である。

【図８】 実施の形態２に係る加湿器用水タンクのキャ
ップ内部の断面図である。

【図９】 実施の形態２に係る水タンクのキャップ部に
設けられる一構成部品の要部の断面図である。

【図１０】 実施の形態２に係る水タンクのキャップ部
に構成部品が装着される状態を示す断面図である。

【図１１】 実施の形態３に係るイオン除去装置付きミ
ネラル水生成器を示す断面図である。

【図１２】 実施の形態４に係るイオン除去装置付き洗
濯機のバックパネル内部を示す構成図である。

【図１３】 従来のイオン除去装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケース、２ 水入り口部、３ 水出口部、４ 廃液
出口部、５ 負側集電極、６ 負極リード線、７ 正側
集電極、８ 正極リード線、９ 帯状のカチオン交換
膜、１０ 帯状のアニオン交換膜、１１ 支持部材、１
２ 廃液タンク、１３ 負極板、１４ 正極板、１５
絶縁スペーサ、１６ 短絡スイッチ、１７押しバネ、１
８ 封止板、１９ 加湿機本体、２０ 水タンク、２１
キャップ、２２ リード線収納ホルダー、２３ 電源
供給ホルダー、２４ 水受け皿、２５ 給水弁、２６
蒸発部、２７ 配管、２８ 冷却部、２９ 拡散部材、
３０ リード線収納ホルダー用電極部、３１ 電源供給
ホルダー用電極部、３４第１の負電極、３５ 第１の
正電極、３６ スイッチ部、３７ 第２の負電極、３８
第２の正電極、３９ 押し棒、４０ クリーニング用
アダプター、４１ミネラル水生成器、４２ プレフィル
タ、４３ 入水管、４４ イオン除去装置、４５ 第１
の配管、４６ ミネラル成分除放装置、４７ 第１の電
磁弁、４８ 第２の電磁弁、４９ 第３の配管、５０
電圧供給切り替え回路、５１ 切り替えスイッチ、５２
トップカバー、５３ 第４の配管、５４ 第５の配
管、５５ 第２の電磁弁、５６ 第６の配管、５７ 第
７の配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 健司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB05 EA02 EB11 EB17 EB18 EB21 EB29 EB30 EB31 EB35 EB37 EB38 EB39 FA06 FA09 FA12 GA02 GA06 GA14 GA15 GA21 GA30 GB11 GC14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器本体への給水経路の途中に配設され
   該給水と接触する正負の多孔質極板を有するイオン除去
   手段と、前記正負の多孔質極板に直流電圧を印加する電
   圧印加手段とを備えたイオン除去装置において、前記イ
   オン除去手段を前記給水経路に対して着脱自在に設ける
   と共に前記正負の多孔質極板間を電気的に短絡する短絡
   手段を備えたことを特徴とするイオン除去装置。
2. 【請求項２】 前記短絡手段は、前記イオン除去手段の
   着脱動作に連動してオン／オフする短絡スイッチを設け
   たことを特徴とする請求項１記載のイオン除去装置。
3. 【請求項３】 前記電圧印加手段は、水中のイオン濃度
   を検出するイオン検出器と、このイオン検出器の検出量
   に基づいて極板間に印加する直流電圧の大きさを決定す
   る電圧決定手段と、この電圧決定手段で決定された直流
   電圧の大きさをある閾値を越えないように上限値を設定
   する上限値設定手段とを備えたことを特徴とする請求項
   １記載のイオン除去装置。
4. 【請求項４】 前記正負の多孔質極板の表面に金、白
   金、パラジウム、粉末活性炭などの何れかの導電性をコ
   ーティング処理したことを特徴とする請求項１記載のイ
   オン除去装置。