JP2001340855A

JP2001340855A - アルカリイオン水生成装置及びその生成方法

Info

Publication number: JP2001340855A
Application number: JP2000164295A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Matsui; 清明松井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-12-11

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリイオン水の生成効率を悪化させる原
因となる二酸化炭素を水中から効率よく除去でき、希望
するｐＨのアルカリイオン水を、小さなランニングコス
トで得ることができるアルカリイオン水生成装置及びそ
の生成方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のアルカリイオン水生成装置は、
水を電気分解する第一の電解手段と、第一の電解手段で
発生したガスと水とを分離する気液分離手段と、気液分
離手段でガスと分離された水を電気分解してアルカリイ
オン水を得る第二の電解手段と、を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水、井戸水な
どの用水を電気分解することにより、アルカリイオン水
を生成するアルカリイオン水生成装置及びその生成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の「健康ブーム」を反映して、イオ
ン水生成装置が普及しつつある。この装置は、原水とな
る水道水や井戸水などを電解槽内で電気分解して、電解
槽の陽極側から希望するｐＨの酸性水を、陰極側から希
望するｐＨのアルカリイオン水を得るものである。酸性
水は化粧水や殺菌洗浄水として、アルカリイオン水は飲
用水として利用される。

【０００３】しかしながら原水として地下水を用いた場
合、希望するｐＨのアルカリイオン水が得られない場合
が多々発生する。これは地下水に含まれる二酸化炭素に
起因する。この理由を以下に説明する。

【０００４】二酸化炭素が含まれた水は弱酸で、二酸化
炭素の一部が乖離して下式のように水素イオンと炭酸水
素イオンを生成する。

【０００５】ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ⁺＋ＨＣＯ₃ ^- Ｋ＝４．５×１０^-7 （式１）０．５ｍｇ／Ｌの二酸化炭素が含まれた水のｐＨは、
５．６まで低下し、二酸化炭素は２０％程度乖離した状
態にある。

【０００６】一方、水を電解槽で電気分解すると、陰極
及び陽極では以下の反応が起こる。

【０００７】（陰極）２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- （式２）（陽極）２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋４ｅ^- （式３）水中には塩化物イオンも存在するので、わずかながら下
記の反応も起こる。

【０００８】２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- （式４）陰極で生成されたＯＨ^-は、（式１）に示す乖離した二
酸化炭素のＨ⁺と反応し、Ｈ₂Ｏとなる。乖離したＨ⁺が
消費されると、（式１）の乖離平衡が右に傾き、更にＨ
⁺の乖離が生じ陰極で生成された水のＯＨ^-が消費され、
水中の二酸化炭素が無くなるまでそのｐＨはアルカリ性
に傾かないことになる。この結果、アルカリイオン水の
生成効率が悪くなり、希望するｐＨのアルカリイオン水
が得られないことが起こる。そのため、原水に含まれる
二酸化炭素を除去するアルカリイオン水生成装置が提案
されている。

【０００９】従来のアルカリイオン水生成装置として
は、特開平１０−７６２６８号公報（以下、イ号公報と
呼ぶ）に「アルカリイオン水の生成装置および生成方
法」が開示されている。

【００１０】イ号公報に開示のアルカリイオン水生成装
置は、電解槽と、前記電解槽の上流側に設けられた電気
分解によるＯＨ^-の生成を促進する電解促進剤を添加す
る手段と、前記添加手段の上流に設けられ原水中の炭酸
水素イオンを除去するイオン交換樹脂層とから構成され
ている。イオン交換樹脂層は、原水から炭酸水素イオン
を吸着除去するとともに、原水にＯＨ^-を溶出する。

【００１１】また、原水に含まれる二酸化炭素を除去す
るのではなく、原水に含まれる二酸化炭素量を推定し、
それによって消費されると推定されるＯＨ^-を余分に生
成するアルカリイオン水生成装置が提案されている。

【００１２】従来のこのアルカリイオン水生成装置とし
ては、特開平７−１０８２７２号公報（以下、ロ号公報
と呼ぶ）に「連続式イオンリッチ水生成方法および装
置」が開示されている。

【００１３】ロ号公報に開示のアルカリイオン水生成装
置は、原水の電気伝導度を測定し、これをもとに原水に
含まれると推定される炭酸水素イオンの量を演算し、こ
の結果から二酸化炭素によって消費されると推定される
ＯＨ^-と希望するｐＨを得るために必要なＯＨ^-とを得ら
れるだけの電解電力を電解槽に供給し、アルカリイオン
水を得るものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアルカリイオン水生成装置では、以下のような課題
を有していた。

【００１５】（１）イ号公報に開示のアルカリイオン水
生成装置は、一般的な塩基性陰イオン交換樹脂（交換容
量を２ｍｅｑ／ｍｌとする）の実用的な交換サイクルを
６ヶ月（６ヶ月間の総通水量を６０００Ｌとする）とす
ると、二酸化炭素が乖離した炭酸水素イオン（当量＝６
１．０）を６０ｐｐｍ含んだ水の場合、交換容量から計
算して、およそ３Ｌの塩基性陰イオン交換樹脂が必要と
なり、大きなスペースを占めるという課題を有してい
た。

【００１６】（２）塩基性陰イオン交換樹脂量を、家庭
用の水処理機器として実用的な１Ｌ程度にすると、約２
ヶ月に１回の割合で塩基性陰イオン交換樹脂の交換又は
再生を行う必要があり、効率的ではないという課題を有
していた。

【００１７】（３）（式１）に示す炭酸の乖離反応は瞬
時に進むものではないので、塩基性陰イオン交換樹脂層
で炭酸水素イオンを除去しても、水中の二酸化炭素が無
くなるまでｐＨはアルカリ性に傾かないという課題を有
していた。

【００１８】（４）ロ号公報に開示のアルカリイオン水
生成装置は、（式１）に示す炭酸の乖離反応が瞬時に進
むものではないので、電解直後のｐＨが非常に高く、汲
み置いた後で徐々に所定のｐＨに落ち着くため、最適な
ｐＨの水を得ることが難しいという課題を有していた。

【００１９】（５）原水には炭酸水素イオン以外の塩化
物イオン等のイオンも含まれるため、電気伝導度への寄
与は炭酸のみではないので、測定された原水の電気伝導
度は実際の炭酸水素イオンの濃度を反映したものとはな
らず、設定のｐＨ以上の電解電力を電解槽に供給し、設
定よりも高いｐＨのアルカリイオン水を生成してしまう
可能性があるという課題を有していた。

【００２０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、アルカリイオン水の生成効率を悪化させる原因とな
る二酸化炭素を水中から効率よく除去でき、希望するｐ
Ｈのアルカリイオン水を、小さなランニングコストで得
ることができるアルカリイオン水生成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２１】また、本発明は上記従来の課題を解決する
もので、アルカリイオン水の生成効率を悪化させる原因
となる二酸化炭素を水中から効率よく除去でき、希望す
るｐＨのアルカリイオン水を、小さなランニングコスト
で得ることができるアルカリイオン水の生成方法を提供
することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明のアルカリイオン水生成装置は、水を電
気分解する第一の電解手段と、第一の電解手段で発生し
たガスと水とを分離する気液分離手段と、気液分離手段
でガスと分離された水を電気分解してアルカリイオン水
を得る第二の電解手段と、を備えた構成を有している。

【００２３】この構成により、アルカリイオン水の生成
効率を悪化させる原因となる二酸化炭素を水中から効率
よく除去でき、希望するｐＨのアルカリイオン水を、小
さなランニングコストで得ることができるアルカリイオ
ン水生成装置を提供することができる。

【００２４】また、上記従来の課題を解決するために本
発明のアルカリイオン水の生成方法は、水を第一の電解
槽で電気分解して水中にガスを発生させ、気液分離膜に
てガスを除去した後、再度第二の電解槽で電気分解して
アルカリイオン水を得るという構成を有している。

【００２５】この構成により、アルカリイオン水の生成
効率を悪化させる原因となる二酸化炭素を水中から効率
よく除去でき、希望するｐＨのアルカリイオン水を、小
さなランニングコストで得ることができるアルカリイオ
ン水の生成方法を提供することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、水を電気分解する第一の電解手段と、第一の電解手
段で発生したガスと水を分離する気液分離手段と、気液
分離手段でガスと分離された水を電気分解してアルカリ
イオン水を得る第二の電解手段と、を備えた構成を有し
ている。

【００２７】この構成により、電気分解により生成した
水素や酸素のガス中に水中の二酸化炭素を取り込み気液
分離膜で除去するので、多量の電解電流や外部からガス
を加圧注入するという大掛かりなシステムを必要としな
いで、小さなランニングコストで二酸化炭素を水中から
除去でき、希望するｐＨのアルカリイオン水を得ること
ができるという作用を有する。

【００２８】なお、第一の電解手段に備えられた電極の
表面には微小な凹凸を設けておくことが望ましい。電極
表面の微小な凹凸は微細水素や酸素の気泡を発生させ、
表面積の大きな微細な気泡は二酸化炭素の取り込みを容
易にするからである。

【００２９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のアルカリイオン水生成装置であって、第一の
電解手段が、気液分離手段の上流側に配置された通水方
向に略直交した通水性を有する第一の電極と、第一の電
極の上流側に配置された第一の電極と対向する通水性を
有する第二の電極と、第一の電極と第二の電極に挟まれ
た通水性の絶縁体と、を備えた構成を有している。

【００３０】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下の作用を有する。

【００３１】（１）第一の電極および第二の電極が気液
分離手段の上流側に配置されているため、電気分解によ
って発生したガスは速やかに気液分離手段に送られ、二
酸化炭素を水中から除去できる。

【００３２】（２）通水性を有する第一の電極および第
二の電極が通水性を有する絶縁体を介して通水方向に略
直交して配設されているため、電解槽内の電極間距離を
短くかつ安定に維持できるので、水が効率よく電気分解
され、少ない電流で多量のガスを発生させることができ
る。

【００３３】ここで、通水性を有する電極としては、多
孔質チタン、チタンをベースに触媒としての白金をめっ
き或いは焼成により被着した繊維によって形成されたシ
ートなどが用いられる。さらに、通水性を有する絶縁体
としては、アルミナやシリカ系の無機物多孔質体、ポリ
エチレンやポリプロピレンのビーズを溶着成形した有機
物多孔質体等が用いられる。

【００３４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載のアルカリイオン水生成装置であって、第一の
電解手段が陽極を備えた室と陰極を備えた室とに隔てる
隔膜を備え、陰極を備えた室に生成された水を気液分離
手段へ供給する手段を備えたことを特徴とする構成を有
している。

【００３５】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下の作用を有する。

【００３６】（１）第一の電解槽で生成されて消費され
なかったＯＨ^-を含む陰極側の水のみを第二の電解槽に
送り込むため、第二の電解時の電解電流が少なくてもあ
らかじめ設定したｐＨ値のアルカリイオン水を得ること
ができる。

【００３７】（２）陽極側に生成した塩素ガスがアルカ
リイオン水の中に漏れるおそれがない。

【００３８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３に記載のアルカリイオン水生成装置であって、隔膜が
陽イオン交換膜で、陽イオン交換膜の一方面に多孔質の
陽極が他方面に多孔質の陰極が取り付けられていること
を特徴とする構成を有している。

【００３９】この構成により、請求項３の作用に加え、
電解槽内の電極間距離を短くかつ安定に維持できるの
で、効率良く水の電気分解を行うことができ、少ない電
流で多量のガスを発生でき、二酸化炭素の系外への排出
が容易になるという作用を有する。

【００４０】ここで、陽イオン交換膜は、電極と直接接
触するため強酸及び強アルカリに耐え得るフッ素系の交
換樹脂であるＮａｆｉｏｎ（ＤｕＰｏｎｔの商品名）が
用いられる。また、陽イオン交換膜に取り付ける多孔質
の電極は、多孔質チタンをベースに触媒としての白金を
めっき或いは焼成により被着したもの等が用いられ、陽
イオン交換膜の表面に被着ないしは接着されたものが望
ましい。

【００４１】本発明の請求項５に記載の発明は、水を第
一の電解槽で電気分解して水中にガスを発生させ、気液
分離膜にてガスを除去した後、再度第二の電解槽で電気
分解してアルカリイオン水を得ることを特徴とする構成
を有している。

【００４２】この構成により、電気分解により生成した
水素や酸素のガス中に水中の二酸化炭素を取り込み、こ
れを気液分離膜で除去するので、小さなランニングコス
トで二酸化炭素を水中から除去でき、希望するｐＨのア
ルカリイオン水を得ることができるという作用を有す
る。

【００４３】以下、本発明の一実施の形態について、図
を参照しながら説明する。

【００４４】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１におけるアルカリイオン水生成装置の概要を示す図
である。

【００４５】図中、１は活性炭部と中空糸膜部から構成
された浄水カートリッジ、２はチタンをベースに、触媒
としての白金をめっき或いは焼成により被着した第一の
電解槽の陽極３及び第一の電解槽の陰極４をもつ第一の
電解槽であり、第一の電解槽の陽極３及び第一の電解槽
の陰極４は互いに対向して配置されている。５は気液分
離カートリッジ、６はミネラル添加塔、７は第二の電解
槽の隔膜１０によって第二の電解槽の陰極９を含む陰極
室と第二の電解槽の陽極８を含む陽極室とに分けられた
第二の電解槽である。

【００４６】以上のように構成された本実施の形態１に
おけるアルカリイオン水生成装置について、以下にその
動作を説明する。

【００４７】浄水カートリッジ１に供給された原水は、
浄水カートリッジ１の活性炭部を通過する間に残留塩素
が分解され、ＴＨＭ等の消毒副生成物やシマジンやチウ
ラム等の残留農薬及び２−ＭＩＢ等の臭気物質が除去さ
れ、浄水カートリッジ１の中空糸膜部を通過する間に、
微細な濁り成分や細菌類を濾過される。

【００４８】浄水カートリッジ１を通過した水は第一の
電解槽２に供給され、第一の電解槽の陽極３と第一の電
解槽の陰極４の間に電位を印加すると電気分解されて、
第一の電解槽の陰極４から水素ガスが、第一の電解槽の
陽極３から酸素ガスが生成される。また、一般的な用水
には若干の塩化物イオンが含まれているので、第一の電
解槽の陽極３からはわずかながら塩素ガスも生成する。

【００４９】ここで、第一の電解槽２に供給された水中
の二酸化炭素の挙動について、図５、図６及び（式１）
を用いて以下に説明する。図５は水中の二酸化炭素濃度
と水のｐＨとの関係を示す図であり、図６は水のｐＨと
水中での二酸化炭素の形態を示す図である。

【００５０】図５では、水中の二酸化炭素濃度が大気と
の平衡濃度である０．５ｍｇ／Ｌのとき、水のｐＨは
５．６に低下することが示される。このように水中に溶
け込んだ二酸化炭素は、その水のｐＨの値を下げる。ま
た、二酸化炭素の多い地下水では、二酸化炭素濃度とし
て最高６０ｍｇ／Ｌ（ａｓＣａＣＯ₃）が想定され
（日本水道協会発行；水道統計水質編平成５年度版
より）、さらにｐＨの低下が予想される。

【００５１】しかし、水中には水酸基を含む水酸化物や
炭酸塩等のアルカリ分が含まれており、それらのアルカ
リ分と炭酸が中和されるので、結局ｐＨ値は６．５程度
を示すことになる。

【００５２】次に、図６から、ｐＨ６．５の水中に溶存
した二酸化炭素は、その約６０％が炭酸水素イオン（Ｈ
ＣＯ₃ ^-）としてイオン化しており、４０％が二酸化炭素
（ＣＯ₂）として水中に留まっていることが示される。
このｐＨでは炭酸イオン（ＣＯ₃ ^2-）はまだ存在しな
い。

【００５３】水中に溶存する二酸化炭素は、電気分解に
より生成された水素、酸素、塩素のガス中に速やかに取
り込まれる。水中から二酸化炭素が減少すると（式１）
の平衡は左に傾き、炭酸水素イオンが炭酸（ＣＯ₂）の
形態となり更にガス中に取り込まれる。残った炭酸水素
イオンは電気分解により生成した水酸イオン（ＯＨ^-）
により中和される。

【００５４】炭酸を取り込んだ水素、酸素、塩素等の微
小気泡を含んだ水は、気液分離カートリッジ５へ送られ
る。

【００５５】気液分離カートリッジ５（例えば大日本イ
ンキ製脱気膜；ＳＥＰＡＲＥＬＰＦ−００１Ｄ）は、
外径１８５μｍ、内径１１０μｍ程度の中空状の管を多
数束ねた構造となっている。中空状の管の側壁には微小
な孔が多数空いており、中空状の管の一方から入った水
に含まれる気泡は、水が中空状の管の他方から抜ける間
に、管の側壁の微小な孔を通して外部に抜ける。この孔
を通過する溶存ガスの比率は、大気中に含まれるガス比
率に関係し、大気中にほとんど含まれていない水素や塩
素は、この孔を通過して容易に大気中へ移動する。酸素
も、そのガス比率が大気の２０％程度であるため、速や
かに大気中へ移動する。水素、酸素、塩素等の微小気泡
に取り込まれた炭酸も、この孔を通過して容易に大気中
へ移動し、アルカリイオン水生成装置の系外へ除去され
る。なお、除去効率を向上させるため、気相をロータリ
ーポンプあるいはアスピレータ等を使って減圧する場合
もある。

【００５６】気液分離カートリッジ５を通って炭酸を含
むガスが除去された水は、ミネラル添加塔６で乳酸カル
シウムあるいはグリセロリン酸カルシウム等のカルシウ
ム成分を注入され、第二の電解槽７に送られる。水は第
二の電解槽７で再度電気分解され、第二の電解槽の陰極
９側の水はアルカリイオン水として、第二の電解槽の陽
極８側の水は酸性水として分離取水される。

【００５７】以上のように本実施の形態１におけるアル
カリイオン水生成装置は構成されているので、第一の電
解槽２では水の電気分解により生成した水素や酸素のガ
ス中に水中の二酸化炭素を取り込むことができ、第二の
電解槽７では気液分離膜でガスが除去された水を電気分
解するため、小さい電解電流で希望するｐＨのアルカリ
イオン水を得ることができるという作用を有する。

【００５８】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における第一の電解手段及び気液分離手段の概要
を示す図である。なお、第一の電解手段及び気液分離手
段以外の構成は、実施の形態１で説明したものと同様な
ので、その説明は省略する。

【００５９】図中、２ａは第一の電解槽、１１は第一の
電解槽の陽極又は陰極、１２は第一の電解槽の陰極又は
陽極、１３は第一の電解槽の陰極又は陽極１２と第一の
電解槽の陽極又は陰極１１とを隔てる通水性を有する第
一の電解槽の多孔質絶縁体、５は気液分離カートリッジ
である。通水方向は上向流とする。第一の電解槽２ａ
を、気液分離カートリッジ５の上流側である略下方に配
置し、流水方向に略直交して第一の電解槽の陽極又は陰
極１１と第一の電解槽の陰極又は陽極１２を配置する。

【００６０】ここで、本実施の形態における第一の電解
槽２ａが有する第一の電解槽の陰極又は陽極１２は平板
なプレートで通水路の入り口に取り付けられ、その中央
部に通水のための開口部が設けられている。第一の電解
槽の陽極又は陰極１１は表面に触媒の白金をめっきで形
成した多孔質チタン等であり、水の移動や気泡の移動を
妨げない構造とする。第一の電解槽の陽極又は陰極１１
と第一の電解槽の陰極又は陽極１２を分離する目的で、
アルミナやシリカ系の無機物多孔質体、ポリエチレンや
ポリプロピレンのビーズを溶着成形した有機物多孔質体
等の通水性を有する第一の電解槽の多孔質絶縁体１３を
配置する。これにより第一の電解槽の陽極又は陰極１１
と第一の電解槽の陰極又は陽極１２の間で発生した水素
や酸素の気泡は、第一の電解槽２ａ内の空間で混ざり合
い、気液分離カートリッジ５に流入する。二酸化炭素を
含む気泡は、気液分離カートリッジ５から系外に排出さ
れる。

【００６１】以上のように本実施の形態２におけるアル
カリイオン水生成装置は構成されているので、第一の電
解槽の電気分解によって多量のガスを発生させることが
でき、発生したガスは速やかに気液分離手段に送られ二
酸化炭素を水中から除去できるので、第二の電解槽では
小さい電解電流で希望するｐＨのアルカリイオン水を得
ることができるという作用を有する。

【００６２】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３におけるアルカリイオン水生成装置の概要を示す
図である。なお、実施の形態１で説明したものと同様の
ものは、同一の符号を付して説明は省略する。

【００６３】図中、２ｂは第一の電解槽の隔膜１４によ
って第一の電解槽の陰極４を含む陰極室と第一の電解槽
の陽極３を含む陽極室とに分けられた第一の電解槽であ
る。

【００６４】以上のように構成されたアルカリイオン水
生成装置について、以下その動作を説明する。

【００６５】浄水カートリッジ１を通って浄化された原
水は、第一の電解槽の隔膜１４で隔てられた第一の電解
槽２ｂの第一の電解槽の陰極４を含む陰極室と、第一の
電解槽の陽極３を含む陽極室と、に分けて供給される。
陰極室と陽極室への水の供給比率は、陰極室（９）に対
し陽極室（１）程度とする。陽極室に供給する水の比率
を低く抑えているのは、第１の電解槽２ｂの主目的が、
積極的にアルカリイオン水を造るのではなく、ガスを発
生させ、かつ、第一の電解槽の陽極３に発生する可能性
のある塩素ガスを除去するのが目的であるためである。

【００６６】第一の電解槽の陰極４と第一の電解槽の陽
極３の間に電位を印加すると、陽極室では酸素及び塩素
が生成される。酸素及び塩素を含む水は、第二の電解槽
７の陽極室から排出される水と合わされて、排出ないし
は化粧水、殺菌洗浄水として利用される。

【００６７】また、印加された電位により陰極室では水
素が生成され、この微細気泡に溶存した二酸化炭素が取
り込まれる。陰極室から排出された水は、原水が二酸化
炭素の少ない水である場合、アルカリ性となるが、原水
が二酸化炭素の多い水である場合や二酸化炭素が中和さ
れるほどの大電流を流さない場合、ほぼ中性となる。陰
極室から排出された水のみ、気液分離カートリッジ５に
送られ、水に含まれる二酸化炭素は、気液分離カートリ
ッジ５で水素とともに系外に排出される。

【００６８】以上のように本実施の形態３におけるアル
カリイオン水生成装置は構成されているので、以下のよ
うな作用を有する。

【００６９】（１）原水よりもＯＨ^-濃度の高い第一の
電解槽２ｂの陰極室から排出された水のみを第二の電解
槽７に供給するため、効率よくアルカリイオン水を得る
ことができる。

【００７０】（２）第一の電解槽２ｂの第一の電解槽の
陽極３に生成した塩素ガスは第二の電解槽７に供給され
ないため、第二の電解槽７では塩素ガスを含まないアル
カリイオン水を得ることができる。

【００７１】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４における第一電解手段の概要を示す図である。な
お、第一電解手段以外の構成は実施の形態３に示したも
のと同様なので、その説明は省略する。

【００７２】図中、２ｃは第一の電解槽、１５は陽イオ
ン交換膜、３ａは陽イオン交換膜１５の一方面に取り付
けられた多孔質状あるいは格子状の第一の電解槽の陽
極、４ａは陽イオン交換膜１５の他方面に取り付けられ
た多孔質状あるいは格子状の第一の電解槽の陰極であ
り、ここでは、第一の電解槽の陽極３ａ及び第一の電解
槽の陰極４ａは表面に触媒の白金をめっきで形成した多
孔質チタンを用いている。

【００７３】以上のように本実施の形態４におけるアル
カリイオン水生成装置は構成されているので、陽極と陰
極の間隔を短くかつ安定に維持でき水の電気分解の効率
を高めることができ、特に地下水のような炭酸を主に含
む電気伝導度の小さな水でも効率良く電極から微細気泡
を発生させ、気液分離手段で二酸化炭素を水中から除去
できるので、第二の電解槽では小さい電解電流で希望す
るｐＨのアルカリイオン水を得ることができるという作
用を有する。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、本発明のアルカリイオン
水生成装置及びその生成方法によれば、以下のような有
利な効果が得られる。

【００７５】請求項１に記載の発明によれば、電気分解
により生成した水素や酸素のガス中に水中の二酸化炭素
を取り込み気液分離膜で除去するので、多量の電解電流
や外部からガスを加圧注入するという大掛かりなシステ
ムを必要としないで、小さなランニングコストで二酸化
炭素を水中から除去でき、希望するｐＨのアルカリイオ
ン水を得ることができるアルカリイオン水生成装置を提
供することができる。

【００７６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、（１）第一の電極および第二の電極が気液分離手段の上
流側に配置されているため、電気分解によって発生した
ガスは速やかに気液分離手段に送られ、二酸化炭素を水
中から除去できるアルカリイオン水生成装置を提供する
ことができる。

【００７７】（２）通水性を有する第一の電極および第
二の電極が通水性を有する絶縁体を介して通水方向に略
直交して配設されているため、電解槽内の電極間距離を
短くかつ安定に維持でき、水が効率よく電気分解され、
少ない電流で多量のガスを発生させることができ、効率
よく二酸化炭素を水中から除去できるアルカリイオン水
生成装置を提供することができる。

【００７８】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、（１）第一の電解槽で生成されて消費されなかったＯＨ
^-を含む陰極側の水のみを第二の電解槽に送り込むた
め、第二の電解時の電解電流が少なくてもあらかじめ設
定したｐＨ値のアルカリイオン水を得ることができるア
ルカリイオン水生成装置を提供することができる。

【００７９】（２）陽極側に生成した塩素ガスがアルカ
リイオン水に漏れるおそれがないアルカリイオン水生成
装置を提供することができる。

【００８０】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
の効果に加え、電解槽内の電極間距離を短くかつ安定に
維持できるので、効率良く水の電気分解を行うことがで
き、少ない電流で多量のガスを発生でき、容易に炭酸の
系外への排出ができるアルカリイオン水生成装置を提供
することができる。

【００８１】請求項５に記載の発明によれば、電気分解
により生成した水素や酸素のガス中に水中の二酸化炭素
を取り込み、これを気液分離膜で除去するので、小さな
ランニングコストで二酸化炭素を水中から除去でき、希
望するｐＨのアルカリイオン水を得ることができるアル
カリイオン水生成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるアルカリイオン
水生成装置の概要を示す図

【図２】本発明の実施の形態２における第一の電解手段
および気液分離手段の概要を示す図

【図３】本発明の実施の形態３におけるアルカリイオン
水生成装置の概要を示す図

【図４】本発明の実施の形態４における第一の電解手段
の概要を示す図

【図５】水中の二酸化炭素濃度と水のｐＨとの関係を示
す図

【図６】水のｐＨと水中での二酸化炭素の形態を示す図

【符号の説明】

１浄水カートリッジ２、２ａ、２ｂ、２ｃ第一の電解槽３、３ａ第一の電解槽の陽極４、４ａ第一の電解槽の陰極５気液分離カートリッジ６ミネラル添加塔７第二の電解槽８第二の電解槽の陽極９第二の電解槽の陰極１０第二の電解槽の隔膜１１第一の電解槽の陽極又は陰極１２第一の電解槽の陰極又は陽極１３第一の電解槽の多孔質絶縁体１４第一の電解槽の隔膜１５陽イオン交換膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を電気分解する第一の電解手段と、前記
第一の電解手段で発生したガスと水を分離する気液分離
手段と、前記気液分離手段でガスと分離された水を電気
分解してアルカリイオン水を得る第二の電解手段と、を
備えていることを特徴とするアルカリイオン水生成装
置。
【請求項２】前記第一の電解手段が、前記気液分離手段
の上流側に配置された通水方向に略直交した通水性を有
する第一の電極と、前記第一の電極の上流側に配置され
た前記第一の電極と対向する通水性を有する第二の電極
と、前記第一の電極と前記第二の電極に挟まれた通水性
の絶縁体と、を備えていることを特徴とする請求項１に
記載のアルカリイオン水生成装置。
【請求項３】前記第一の電解手段が陽極を備えた室と陰
極を備えた室とに隔てる隔膜を備え、前記陰極を備えた
室に生成された水を前記気液分離手段へ供給する手段を
備えたことを特徴とする請求項１に記載のアルカリイオ
ン水生成装置。
【請求項４】前記隔膜が陽イオン交換膜で、前記陽イオ
ン交換膜の一方面に多孔質の陽極が他方面に多孔質の陰
極が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記
載のアルカリイオン水生成装置。
【請求項５】水を第一の電解槽で電気分解して水中にガ
スを発生させ、気液分離膜にてガスを除去した後、再度
第二の電解槽で電気分解してアルカリイオン水を得るこ
とを特徴とするアルカリイオン水の生成方法。