JP2005211799A

JP2005211799A - アルカリイオン整水器

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Publication number: JP2005211799A
Application number: JP2004022104A
Authority: JP
Inventors: Keizo Iwai; 圭三岩井
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chugoku Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chugoku Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP3611847B1

Abstract

【課題】電極およびイオン交換膜の寿命を延ばし、使用開始当初の整水能力を長期間維持することができるアルカリイオン整水器を提供する。
【解決手段】イオン交換膜１６の両側の空間１２ａ及び１２ｂにそれぞれ導入された水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽１２と、その電解槽１２内に水道水を供給する水道水供給路１１ａと、上記電解槽１２からアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路１１ｂと、上記電解槽１２から酸性イオン水を排出する酸性イオン水排出路１１ｃとを具備するアルカリイオン整水器において、一対の電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性を反転させると共に、上記電解槽１２内の１２ａ及び１２ｂの空間と、上記アルカリイオン水吐水路１１ｂ及び上記酸性イオン水排出路１１ｃとを相互に接続する接続流路を接続状態が反転するように切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を供給可能なアルカリイオン整水器に関し、特に、電解槽内においてアルカリイオン水と酸性イオン水とを分離生成するタイプのアルカリイオン整水器に関する。

水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器としては、正負の電極間にイオン交換膜を介在させ、水の電気分解作用を利用して、アルカリイオン水と酸性イオン水とに分離生成するものがある。また、このようなアルカリイオン整水器としては、水道のカラン（蛇口）から取水し、専用吐水口からアルカリイオン水、酸性イオン水を吐水する、シンク上へ本体を設置するタイプのものや、取水、吐水を行う専用のカランを設け、アンダーシンク内へ本体を設置する、いわゆるビルトインタイプのものがあるが、これは取水及び吐水を行う専用のカランを有し、水道のカランとは別の専用吐水口からアルカリイオン水を吐水するものである。

このビルトインタイプのアルカリイオン整水器（例えば、特許文献１参照）は、利用者がアルカリイオン整水器へ接続された原水管の水栓を開くことによって原水管から水道水が通水されて電解槽に供給され、この電解槽でアルカリ水と酸性水とが生成される。そして、電解槽で生成されたアルカリ水が吐水管を経て吐水されると共に、酸性水が酸性水吐出管を経て排水される。また、利用者が水栓を閉じることによって原水管からの通水が停止されることによってアルカリ水の吐水が停止する。

このようなアルカリイオン整水器では、電極へ印加する電圧の極性が常に固定されていた。この場合、アルカリイオン水が生成される陰極側の電極には、原水に含まれるカルシウムなどのスケール（以下、不純物ともいう）が付着するため、長期間使い続けるとそのスケールにより電極が覆われてしまい、次第に水道水が電気分解されなくなることにより、アルカリイオン整水器の整水性能の低下を引き起こしていた。また、正負の電極間に介在されたイオン交換膜にも同様なスケールが付着するため、イオン交換膜の寿命の低下をも引き起こしていた。

このような電極に不純物が付着することを防止する技術として、電極の極性を反転させるものが提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献２では、不純物が析出するにつれ電気抵抗が増大してきた時に電極を反転させる方法を採っているため、電極の摩耗が早いという欠点があった。また、特許文献３では、電解槽を偶数個並列接続する構成を採っているため、コストが高くなると共に複雑な接続構成を要するという欠点があった。

また、不純物を除去するような電解槽内の洗浄を目的とした一時的な電極の反転では、電極にかかる負担やその摩耗が一方に偏ってしまうため、バランスよく各機能の性能が維持できず、使用開始当初の整水能力も長期間維持させることが困難であった。

特開平１０−１９２８５８号公報特開平０５−５００６５号公報特開平０７−２９００６１号公報

本発明はこのような事情に鑑み、電極及びイオン交換膜の寿命を延ばし、使用開始当初の整水能力を長期間維持することができるアルカリイオン整水器を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、イオン交換膜を有すると共に当該イオン交換膜の両側の第１及び第２の空間にそれぞれ導入された水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、該電解槽内に水道水を供給する水道水供給路と、前記電解槽からアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路と、前記電解槽から酸性イオン水を排出する酸性イオン水排出路とを具備し、前記イオン交換膜の両側の前記第１及び第２の空間に設けられた一対の電極に印加される電圧の極性に応じて前記第１及び第２の空間でそれぞれアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器において、前記一対の電極に印加する電圧の極性を反転させると共に、前記電解槽の前記第１及び第２の空間と、前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路とを相互に接続する接続流路を接続状態が反転するように切り替える反転手段を具備することを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第１の態様では、電極に印加する電圧極性の反転に伴って、電解槽内のアルカリイオン水が生成される空間からアルカリイオン水が吐水されるまでの接続流路及び電解槽内の酸性イオン水が生成される空間から酸性イオン水が排出されるまでの接続流路の接続状態を相互に反転させているため、電極に印加する電圧極性を反転しても通常のようにアルカリイオン水を利用することができる。また、電極の極性を反転させることにより電極が交互に使用されるため、電極に不純物が付着することが防止されると共に、バランスよく電極を消耗させることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記接続流路は、前記第１及び第２の空間の何れか一方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の何れか一方とを連結する第１の流路と、この第１の流路に設けられた第１の吐出弁と、前記第１及び第２の空間の他方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の他方とを連結する第２の流路と、この第２の流路に設けられた第２の吐出弁と、前記第１の流路の前記第１の吐出弁の上流側を前記第２の流路の前記第２の吐出弁の下流側へ連通させる第３の流路と、この第３の流路に設けられた第３の吐出弁と、前記第２の流路の前記第２の吐出弁の上流側を前記第１の流路の前記第１の吐出弁の下流側へ連通させる第４の流路と、この第４の流路に設けられた第４の吐出弁とを具備し、前記反転手段は、前記電極に対する電圧極性の反転に連動させて、前記第１及び第２の吐水弁の開時に前記第３及び第４の吐出弁を閉にする第１の切替状態と、前記第１及び第２の吐水弁の閉時に前記第３及び第４の吐出弁を開にする第２の切替状態とを反転させることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第２の態様では、電極に対する電圧極性の反転に連動して、アルカリイオン水及び酸性イオン水を通過させる接続流路が反転されるように、第１の流路に設けられた第１の吐出弁及び第２の流路に設けられた第２の吐出弁が開かれている時は、第３の流路に設けられた第３の吐出弁及び第４の流路に設けられた第４の吐出弁が閉じられるように、第１の流路に設けられた第１の吐出弁及び第２の流路に設けられた第２の吐出弁が閉じられている時は、第３の流路に設けられた第３の吐出弁及び第４の流路に設けられた第４の吐出弁が開かれるように、第１及び第２の吐出弁と第３及び第４の吐水弁との開閉状態を相互に切り替えている。これにより、電極の反転に関わらず、電解槽内で生成されたアルカリイオン水を通常の吐水口から吐水させ、また電解槽内で生成された酸性イオン水を通常の排出口から排出させることができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記接続流路は、前記第１及び第２の空間からの２系統の流路と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路への２系統の流路とを接続する２入力２出力の切替手段を含み、この前記第１及び第２の空間の何れか一方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の何れか一方とを連結すると共に他方同士を連結する第１の切替状態と、前記第１及び第２の空間のそれぞれを前記第１の切替状態とは異なる他方へ連結する第２の切替状態とを具備し、前記反転手段は、前記電極に対する電圧極性の反転に連動させて、前記切替手段の第１の切替状態と前記第２の切替状態とを反転させることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第３の態様では、電極に対する電圧極性の反転に連動して、２入力２出力の切替手段が、アルカリイオン水及び酸性イオン水を通過させる接続流路が反転されるように、接続流路を相互に切り替えている。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記アルカリイオン水の吐水を停止する際、前記電解槽への電圧印加を停止した後、前記電解槽の少なくとも酸性イオン水側の水を水道水と置換するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第４の態様では、アルカリイオン水の吐水が停止すると、電解槽内の少なくとも酸性イオン水側にある水だけが水道水に置換される。このため、電極を反転した際に、電解槽内に残された酸性イオン水を外部に排出させることができ、これにより、電極を反転したことにより、アルカリイオン水の吐水口から誤って酸性イオン水が排出されることを防止することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を整水器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する水道水を前記電解槽と前記整水器本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を水道水中に保持するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第５の態様では、電解槽内で生じる水圧差が電解槽の一部を構成する可撓膜が変形することで実質的に吸収されるため、イオン交換膜が変形することによる破損が防止される。したがって、電解槽に供給する水道水の水圧を上昇させることができ、アルカリイオン水の吐水量を増加させることができる。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第６の態様では、空気部を設けておくことで、可撓膜が変形しやすくなり、電解槽内で生じる水圧差がより確実に吸収される。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第７の態様では、電解槽内で生じる水圧差が、可撓膜が変形することで確実に吸収される。

本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第８の態様では、可撓膜を所定材料で形成することで、電解槽内の水圧差を確実に吸収することができる。

本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様において、前記整水器本体内には、複数の前記電解槽が、隣接する電解槽と接触することなく保持されていることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第９の態様では、複数の電解槽を設けることによりアルカリイオン水の流量を増加させることができる。

本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れかの態様において、前記酸性イオン水排出路を開閉する電磁バルブと、前記電解槽で生成されたアルカリイオン水又は酸性イオン水の流量を検出する流量スイッチとをさらに設け、該スイッチの信号に応じて前記電磁バルブを制御するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第１０の態様では、電解槽内の圧力差の発生を比較的小さく抑えることができる。

本発明のアルカリイオン整水器によれば、電極に印加する電圧極性の反転に連動させて流路を反転させているため、電極を反転しない状態と反転した状態とを交互に使用させることができる。したがって、通常の使用方法に比べて各機能をバランスよく維持することができ、電極及びイオン交換膜の寿命を延命させると共に、使用開始当初の整水能力を長期間に亘り維持させることが可能となる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されない。

《実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の概略断面図である。

図示するように、本発明のアルカリイオン整水器１０は、外枠を構成する整水器本体１１内部で、水道水が電離されてアルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される電解槽１２が保持されている。また、整水器本体１１には、原水管１１０Ａに接続されて原水管１１０Ａからの水道水を内部に導入する水道水供給路１１ａを有する水道水供給パイプ１３と、電解槽１２内で生成されたアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路１１ｂを有するアルカリイオン水吐水パイプ１４と、電解槽１２内で生成された酸性イオン水を排出する酸性イオン水排出路１１ｃを有する酸性イオン水排出パイプ１５とを具備する。

具体的には、整水器本体１１の水道水供給路１１ａを有する水道水供給パイプ１３が電解槽１２の下端部側に接続され、また、電解槽１２の上端部側には、アルカリイオン水吐水路１１ｂを有するアルカリイオン水吐水パイプ１４と、酸性イオン水を排出する酸性イオン水排出路１１ｃを有する酸性イオン水排出パイプ１５とが、後述する連結パイプを介してそれぞれ接続されている。そして、これらの各パイプ１３、１４、１５が整水器本体１１に固定されることで、電解槽１２が整水器本体１１内に保持されている。

電解槽１２内には、イオン交換膜１６が固定されており、このイオン交換膜１６によって電解槽１２内が２つの空間１２ａ、１２ｂに区画されている。また、電解槽１２内のイオン交換膜１６に対向する領域には、一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられており、各電極１７ａ、１７ｂは、図示しない制御部に接続されている。

また、アルカリイオン整水器１０のアルカリイオン水吐水パイプ１４は、蛇口１００側の水道管１１０Ｂに接続され、酸性イオン水排出パイプ１５は、排出口１２０と接続されている。さらに、蛇口１００には、水栓１０１が設けられており、この水栓１０１が開閉されることにより、アルカリイオン水が利用される。

ここで、電解槽１２内で生成されたアルカリイオン水は、アルカリイオン水吐水パイプ１４を経て提供され、一方、電解槽１２内で生成された酸性イオン水は、酸性イオン水排出パイプ１５を経て排出されるが、アルカリイオン水吐水パイプ１４は空間１２ｂへ、酸性イオン水排出パイプ１５は空間１２ａへ、それぞれ、第１及び第２の連結パイプ１４Ａ及び１５Ａを介して接続されている。また、第１の連結パイプ１４Ａには、その上流側から分岐して第２の連結パイプ１５Ａへ連通する第３の連結パイプ１４Ｂが設けられ、第２の連結パイプ１５Ａには、その上流側から分岐して第１の連結パイプ１４Ａへ連通する第４の連結パイプ１５Ｂが設けられている。

また、これら第１〜第４の連結パイプ１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、及び１５Ｂの途中には、電磁バルブ３１、３２、３３、及び３４がそれぞれ設けられており、蛇口１００又は排出口１２０に繋がる流路は、これら各電磁バルブ３１〜３４の開閉動作によって制御されている。

具体的には、電磁バルブ３１は、第１の連結パイプ１４Ａ上の第３の連結パイプ１４Ｂの分岐部より下流側で第４の連結パイプ１５Ｂの連通部より上流側に設けられている。また、電磁バルブ３２は、第２の連結パイプ１５Ａ上の第４の連結パイプ１５Ｂの分岐部より下流側で第３の連結パイプ１４Ｂの連通部より上流側に設けられている。また、電磁バルブ３３は、第３の連結パイプ１４Ｂ上に設けられ、電磁バルブ３４は、第４の連結パイプ１５Ｂ上に設けられる。

さらに、酸性イオン水排出パイプ１５の排出口１２０側には、電磁バルブ３０が設けられており、酸性イオン水の排出は、この電磁バルブ３０の開閉によって制御されている。

また、アルカリイオン水吐水パイプ１４と水道管１１０Ｂとの接続部分には、流量スイッチ４０が設けられており、この流量スイッチ４０からの信号に基づいて、電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂ間に所定の電圧が印加されると共に、電磁バルブ３０が開閉されるようになっている。このような流量スイッチ４０及び電磁バルブ３０の制御、あるいは電解槽１２内の電極に供給する電圧の制御等は、図示しない制御部によって制御されている。

ここで、電極１７ａ、１７ｂは、水栓１０１が閉じられると、印加する電圧の極性（＋、−）が反転するように制御される。すなわち、アルカリイオン水の吐水が停止される毎に、電極の＋と−が切り替わることになる。

また、各電磁バルブ３１〜３４、及び電磁バルブ３０は、図示しない制御部が電気的な信号に基づいてその開閉動作が制御できるものであればよく、特にその構成は問わない。

このうち、各電磁バルブ３１〜３４は、電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性が反転された際に、それに連動して接続流路も反転するように開閉される。すなわち、例えば、図１において電極１７ａに＋の電圧、電極１７ｂに−の電圧が印加されている状態では、電磁バルブ３１及び３２が開、電磁バルブ３３及び３４が閉となっており、＋電極が備わる空間１２ａで生成された酸性イオン水は第２の連結パイプ１５Ａを介して酸性イオン水排出パイプ１５を経て排出口１２０から排出され、−電極が備わる空間１２ｂで生成されたアルカリイオン水は第１の連結パイプ１４Ａを介してアルカリイオン水吐水パイプ１４を経て蛇口１００から吐水される。ここで、アルカリイオン水の吐水が停止されると、電極１７ａ、１７ｂの極性が反転され、電極１７ａに−の電圧、電極１７ｂに＋の電圧が印加されると共に、アルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される空間１２ａ、１２ｂが反転され、空間１２ａではアルカリイオン水が、空間１２ｂでは酸性イオン水が生成されるようになるため、それに連動してアルカリイオン水吐水パイプ１４及び酸性イオン水排出パイプ１５への接続流路も、電磁バルブ３１〜３４を開閉して切り替えるようにする。すなわち、電磁バルブ３１及び３２を閉、電磁バルブ３３及び３４を開とし、空間１２ｂが第３の連結パイプ１４Ｂを介して酸性イオン水排出パイプ１５へ接続される一方、空間１２ａが第４の連結パイプ１５Ｂを介してアルカリイオン水吐水パイプ１４へ接続されるようにする。これにより、電極１７ａ、１７ｂの極性が反転されても連動して接続流路も反転されるため、アルカリイオン水が蛇口１００から吐水され、また酸性イオン水が排出口１２０から排出されるようになっている。

次に、上述のような構成からなるアルカリイオン整水器１０の動作について図２及び図３を用いて説明する。なお、図２は、本発明の実施形態１に係る制御系の一例を示すブロック図であり、図３は、本発明の実施形態１に係る電極及び電磁バルブの動作例を示す図である。図２は、図１の制御系を示しており、その構成及び機能は同様とし、図３は、図２におけるアルカリイオン水の利用インターバル毎の切替状態を示している。

図示するように、本実施形態では、制御部５０が主体となって、電極１７ａ、１７ｂへの電圧の印加を含む電源系、流量スイッチ４０、電磁バルブ３１〜３４、及び電磁バルブ３０が制御される。そして、反転手段６０は、電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性を反転させると共に、電解槽１２内の何れかの空間１２ａ、１２ｂから蛇口１００に至るまでの接続流路又は電解槽１２内の何れかの空間１２ａ、１２ｂから排出口１２０に至るまでの接続流路をそれぞれ反転させる機能を備えている。このような制御部５０としては、入力信号又は出力信号に基づいてその周辺機器の全体あるいは一部の動作を制御することが可能な機能を持つものであれば、その構成は問わない。例えば、制御部５０として、一般的なマイクロプロセッサ及びメモリなどを具備する制御装置などが挙げられる。このような制御部５０及び反転手段６０の制御により、アルカリイオン整水器１０が動作してアルカリイオン水が提供されることになる。

まず、アルカリイオン整水器１０には、水道水が原水管１１０Ａに接続される水道水供給路１１ａから電解槽１２内に常に所定の圧力で供給されている。そして、利用者が蛇口１００部分に設けられた水栓１０１を開くと、電解槽１２内で生成されたアルカリイオン水が第１の連結パイプ１４Ａ及びアルカリイオン水吐出パイプ１４を介して蛇口１００から所定の流量で供給され始める。また同時に、アルカリイオン水吐水パイプ１４と水道管１１０Ｂとの間に設けられた流量スイッチ４０が、アルカリイオン水が流れ始めたことを検出し、この流量スイッチ４０からの信号に基づいて、電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加される。さらに、酸性イオン水排出パイプ１５に設けられた電磁バルブ３０が開放されて排出口１２０から酸性イオン水が排出される。すなわち、水栓１０１が停止されると、制御部５０は、流量スイッチ４０が検出したアルカリイオン水の
吐水の開始を示す信号を取得して、電極１７ａ、１７ｂ間に所定の電圧を印加すると共に、電磁バルブ３０を開放し排出口１２０から酸性イオン水を排出させるように制御する。

なお、上述した状態は、図３の“第１の切替状態”に示すように、電極１７ａには＋電圧が印加され、電極１７ｂには−電圧が印加され、電磁バルブ３１及び３２は開放され、電磁バルブ３３及び３４は閉じられている状態である。すなわち、第１の連結パイプ１４Ａと第２の連結パイプ１５Ａが開放された状態（以下、「第１の切替状態」とする）である。

ここで、水道水供給路１１ａを介して電解槽１２の下端部側から電解槽１２内に供給された水道水は、イオン交換膜１６で区切られた両側の空間１２ａ、１２ｂにそれぞれ流れ込む。そして、両電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加されているため、電解槽１２内、すなわち、イオン交換膜１６と電極１７ａ、１７ｂとの間を通過する際に、水道水は水素イオンＨ^＋と水酸イオンＯＨ⁻とに電離し、水素イオンＨ^＋がイオン交換膜１６を介して一方の空間に集まることで、アルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される。すなわち、２つの空間のうちの−電極（陰極）１７ｂ側の空間１２ｂでは、イオン交換膜１６を通過して水素イオンＨ^＋が集まり、水道水（２Ｈ_２Ｏ）は、電子（２ｅ^-）によりＨ_２＋２ＯＨ^-に整水され、アルカリイオン水が生成される。一方、＋電極（陽極）１７ａ側の空間１２ａでは、水道水（２Ｈ_２Ｏ）は、Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ^-に整水され、酸性イオン水が生成される。このように水道水は、この電解槽１２を通過する際に連続的に電離され、これにより生成されたアルカリイオン水がアルカリイオン水吐水路１１ｂを経て蛇口１００から吐水されると共に、酸性イオン水が酸性イオン水排出路１１ｃを経て排出口１２０から排出される。

ここで、利用者が水栓１０１を閉めることでアルカリイオン水の吐水が停止されると共に、アルカリイオン水吐水路１１ｂ内の流れが停止した際、電解槽１２内への各電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性が反転されると共に、電解槽１２から接続されるアルカリイオン水吐水パイプ１４及び酸性イオン水排出パイプ１５までの接続流路が反転されるように電磁バルブ３１〜３４の開閉動作が制御される。すなわち、制御部５０が、流量スイッチ４０が検出したアルカリイオン水の吐水の停止を示す信号を取得すると、反転手段６０は、図３の“第２の切替状態”に示すように、電極１７ａを−電極とし、電極１７ｂを＋電極とするように印加する電圧の極性を反転させると共に、電磁バルブ３３及び３４を開放し、電磁バルブ３１及び３２を閉じるようにアルカリイオン水と酸性イオン水とが通過する流路をそれぞれ反転させる。すなわち、第３の連結パイプ１４Ｂと第４の連結パイプ１５Ｂとが開放された状態（以下、「第２の切替状態」とする）となり、極性の反転に連動して、接続流路も第１の切替状態から第２の切替状態に反転されることになる。これにより、再び電解槽１２内に水道水が導入された際には、空間１２ａでアルカリイオン水が生成され、空間１２ｂで酸性イオン水が生成されることになり、これに伴って、アルカリイオン水は第２の連結パイプ１５Ａ及び第４の連結パイプ１５Ｂを介してアルカリイオン水吐水パイプ１４を経て蛇口１００から吐水され、酸性イオン水は第１の連結パイプ１４Ａ及び第３の連結パイプ１４Ｂを介して酸性イオン水排出パイプ１５を経て排出口１２０から排出されることになる。

また、制御部５０は、流量スイッチ４０が検出したアルカリイオン水の吐水の停止を示す信号を取得し、電圧の極性及び各流路が反転されたことを確認した後、電極１７ａ、１７ｂに対する電圧印加を停止すると共に、電磁バルブ３０に対し酸性イオン水の排出を停止するように指示信号を送出する。これにより、酸性イオン水の排出も停止される。

このとき、電解槽１２内の空間１２ａ、１２ｂには、電極１７ａ、１７ｂの極性が変わったことにより薄まった状態のアルカリイオン水と酸性イオン水とからなる電解水が各々停留する。このような電解水は、再び水栓１０１が開けられアルカリイオン水が利用される際に、捨て水として放出する必要がある。本実施形態では、アルカリイオン水の吐水が停止された後の電解槽１２内に残された電解水の取り扱いについて特に限定しないが、例えば、電解槽１２内の少なくとも酸性イオン水側（ここでは、空間１２ａ）の電解水を水道水に置換することが好ましい。この場合、制御部５０は、電解槽１２内に残された酸性イオン水が排出されるまで、電磁バルブ３０を開放しておくように制御すればよい。そして、例えば、酸性イオン水排出パイプ１５の排出口１２０側に流量スイッチを設けておいて排出量が所定量になるまでを積算し、所定値に達した際に電磁バルブ３０を閉じるように制御してもよい。これにより、電極１７ａ、１７ｂの極性及び接続流路が反転されたことで、次の利用時に誤って電解槽１２内の酸性イオン水が蛇口１００から排出してしまうことを防止することができる。

ここで、各電極１７ａ、１７ｂの極性及び接続流路は、上述したように第２の切替状態となっているため、再び利用者が水栓１０１を開くと、電解槽１２内の空間１２ａで生成されたアルカリイオン水が第２の連結パイプ１５Ａ及び第４の連結パイプ１５Ｂを介してアルカリイオン水吐水パイプ１４を経て蛇口１００から所定の流量で供給され始める。また同時に、酸性イオン水排出パイプ１５に設けられた電磁バルブ３０が開放されて、電解槽１２内の空間１２ｂで生成された酸性イオン水が第１の連結パイプ１４Ａ及び第３の連結パイプ１４Ｂを介して酸性イオン水排出パイプ１５を経て排出口１２０から排出される。

そして、再び利用者が水栓１０１を閉めることで、制御部５０が、流量スイッチ４０が検出したアルカリイオン水の吐水の停止を示す信号を取得すると、反転手段６０は、極性を反転させると共に、接続流路を第２の切替状態から第１の切替状態へと反転させる。すなわち、電極１７ａが＋電極となり、電極１７ｂが−電極となるように極性が反転されると共に、電磁バルブ３１及び３２が開放され、電磁バルブ３３及び３４が閉じられるように制御される。これにより、再び電解槽１２内に水道水が導入された際には、空間１２ｂでアルカリイオン水が生成され、空間１２ａで酸性イオン水が生成されることになり、これに伴って、アルカリイオン水は電磁バルブ３１が備わる第１の連結パイプ１４Ａを経て蛇口１００から吐水され、酸性イオン水は電磁バルブ３２が備わる第２の連結パイプ１５Ａを経て排出口１２０から排出されることになる。

このように本実施形態では、アルカリイオン水の利用インターバル毎に、各電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性の反転、アルカリイオン水及び酸性イオン水の接続流路の反転が繰り返され、電極１７ａ、１７ｂ、電解槽１２内の空間１２ａ、１２ｂ、電磁バルブ３１〜３４などの各機能が交互に使用される。これにより、本実施形態では、電極１７ａ、１７ｂ及びイオン交換膜１６の寿命が、一方の機能を連続して使用する場合に比べて２倍に延びると考えられている。

このように本実施形態のアルカリイオン整水器１０では、各電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性の反転に連動して、アルカリイオン水吐水パイプ１４及び酸性イオン水排出パイプ１５に至るまでの接続流路を反転させているため、電極１７ａ、１７ｂを反転したままの状態であっても通常のようにアルカリイオン水を利用することができると共に、各機能を同じような時間間隔で交互に使用させることができる。これにより、電極１７ａ、１７ｂ及びイオン交換膜１６の一方に不純物が付着すること、また各機能の消耗や動作負担が一方に偏ることがなくなるため、バランスよく各機能の性能を維持することができると共に、使用当初の整水能力を長期に亘り維持することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではなく、次のような様々な変形が可能である。

上述した実施形態では、アルカリイオン水の吐水が停止された際、電解槽１２内に残された酸性イオン水のみを水道水に置換するようにしているが、例えば、酸性イオン水やアルカリイオン水に関係なく電解槽１２内に残された全ての電解水を水道水に置換するようにしてもよい。これにより、電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂやイオン交換膜１６を一旦水道水にさらすことができ、不純物が付着する原因となる酸を一掃することができる。

また、上述した実施形態では、アルカリイオン水の吐水が停止された際に、極性及び接続流路を反転していたが、これに限定されず、例えば、頻繁に停止する時などは予め時間を決めておき、所定時間毎に反転させるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、極性及び接続流路を同じタイミングで反転させていたが、これに限定されず、例えば、水栓１０１が停止した際に、極性のみを反転させておき、再び水栓１０１が開けられた際に、接続流路を反転させるように制御してもよい。すなわち、極性の反転と接続流路の反転は実質的な使用状態で連動していればよく、時間的なタイミングが一致する必要はなく、各々の反転のタイミングは適宜制御するようにすればよい。

また、例えば、酸性イオン水排出パイプ１５に酸性イオン水の排出量を検出する流量スイッチ（以下、流量スイッチ４０ａとする；図示せず）を設け、これにより、制御部５０は、流量スイッチ４０ａが検出した実際の酸性イオン水の排出量を取得して、電磁バルブ３０の開閉の度合いを調整しながら制御してもよい。

また、流量スイッチ４０及び４０ａが検出した信号は、必ずしも制御部５０が取得する必要はなく、流量スイッチ４０及び４０ａが信号を検出した際に、制御部５０に通知するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、アルカリイオン整水器１０の外部に制御部５０が設置されているが、これに限定されず、アルカリイオン整水器１０の内部に設けるようにしてもよい。

一方、アルカリイオン水及び酸性イオン水の接続流路を反転させる構成も上述したものに限定されるものではなく、例えば、図４に示すような２入力２出力の切替弁を用いて流路を切り替えるように構成してもよい。なお、図４において、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付してある。

図４に示すように、切替弁３００は、２つの入力口３０１、３０２と２つの出力口３０３、３０４とを有しており、２つの入力口３０１及び３０２には、上述した第１及び第２の連結パイプ１４Ａ及び１５Ａをそれぞれ接続する一方、２つの出力口３０３及び３０４には、アルカリイオン水吐出パイプ１４及び酸性イオン水排出パイプ１５を接続するようにして用いるものであり、上述した第３及び第４の連結パイプ１４Ｂ及び１５Ｂ、並びに電磁バルブ３１〜３４は省略することができる。

切替弁３００は、位置決め回転することにより２つ入力口３０１及び３０２と、２つの出力口３０３及び３０４との接続状態を反転することができる切替流路３１１〜３１４を有する回転弁３１０を具備し、回転弁３１０の回転位置により、図４に示す２つの接続状態を実現する。すなわち、入力口３０１と出力口３０３とが流路３１１を介して連結すると共に入力口３０２と出力口３０４とが流路３１２を介して連結する状態（以下、「切替状態１」とする）と、入力口３０１と出力口３０４とが流路３１３を介して連結すると共に入力口３０２と出力口３０３とが流路３１４を介して連結する状態（以下、「切替状態２」とする）とが切り替えられるようになっている。例えば、本実施形態では、図４（ａ）が切替状態１であり、図３の第１の切替状態に相当し、図４（ｂ）が切替状態２であり、図３の第２の切替状態に相当する。このような切替弁３００としては、電気的に駆動されることで流体の方向を他の方向に切り替えることができる機能を持つものであれば、回転弁３１０に限定されるものではなく、その構成は問わない。

この切替弁３００は、電極１７ａ、１７ｂの電圧極性が反転されると、それに連動してアルカリイオン水と酸性イオン水の流路が切り替わるように切替状態１と切替状態２とを反転させる。すなわち、電極１７ａ、１７ｂの極性が反転される毎に、切替状態１と切替状態２とが交互に入れ替わる。これにより、電極１７ａ、１７ｂの極性が反転されても、上述した実施形態と同様に、アルカリイオン水を蛇口１００から吐水させ、また酸性イオン水を排出口１２０から排出させることができる。

したがって、このような切替弁３００を実施形態１に適用しても同様に、各機能を同じ
ような時間間隔で交互に使用させることができ、バランスよく各機能の性能を維持させることができる。

《実施形態２》
本発明は、上述した実施形態１に係るアルカリイオン整水器に限定されるものではなく、例えば、図５及び図６に示すようなアルカリイオン整水器を構成してもよい。図５は、本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の断面図であり、図６は、アルカリイオン整水器の概略構成を示す図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明については省略する。

図示するように、アルカリイオン整水器１０Ａは、外枠を構成する整水器本体１１Ａと、整水器本体１１Ａ内に設けられて内部で水道水を電離する複数の電解槽１２Ａとを具備する。

各電解槽１２Ａ内には、それぞれイオン交換膜１６が固定されており、このイオン交換膜１６によって電解槽１２Ａ内が２つの空間１２ａ、１２ｂに区切られている。また、電解槽１２Ａ内のイオン交換膜１６に対向する領域には、一対の電極１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられており、各電極１７ａ、１７ｂは、整水器本体１１Ａに設けられた端子部１８と接続配線１９によって接続されている。本実施形態では、これらの各電極１７ａ、１７ｂは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜１６と同等の大きさを有する固定部材２０の一方の面にそれぞれ取り付けられている。そして、これらの固定部材２０が、各空間１２ａ、１２ｂにイオン交換膜１６を挟持するように配置されることで、イオン交換膜１６に対向する領域に電極１７ａ、１７ｂが設けられている。

このような電解槽１２Ａの少なくともイオン交換膜１６に対向する領域の一部、本実施形態では、電解槽１２Ａ全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。例えば、本実施形態では、電解槽１２Ａが、厚さが０．３ｍｍ程度のプラスチックシートによって形成されている。

また、このような複数の電解槽１２Ａが保持された整水器本体１１Ａ内、すなわち、各電解槽１２Ａと整水器本体１１Ａとの間の空間には水道水が供給され、整水器本体１１Ａ内に貯まった水道水（貯留水）２１中に各電解槽１２Ａが保持されている。また、整水器本体１１Ａ内には、電解槽１２Ａに接触しない領域の一部、例えば、本実施形態では、酸性イオン水排出パイプ１５Ａの上部に空気が残留している空気部２２が存在する。このように内部に水道水が供給される整水器本体１１Ａは、水道水の水圧に耐えられる程度の剛性を有する材料、例えば、ステンレス鋼等で形成する必要がある。

また、貯留水２１は、本実施形態では、整水器本体１１Ａの水道水供給路１１ａからの水道水が電解槽１２Ａと共に整水器本体１１Ａ内に供給されたものである。すなわち、水道水供給パイプ１３の先端部に、整水器本体１１Ａ内に連通する微小な連通孔２３が設けられており、この連通孔２３を介して整水器本体１１Ａ内に水道水（貯留水２１）が供給されている。そして、本実施形態では、酸性イオン水排出パイプ１５Ａの先端部にも、整水器本体１１Ａ内に連通する微小な連通孔２４が設けられており、貯留水２１はこの連通孔２４を介して酸性イオン水排出パイプ１５Ａに排出されるようになっている。このため、本実施形態では、整水器本体１１Ａ内の酸性イオン水排出パイプ１５Ａの上部、すなわち、連通孔２４の上部側は、空気が残留している空気部２２となっている。

なお、本実施形態では、連通孔２４を介して貯留水２１を酸性イオン水と共に外部に排出するようにしたが、勿論、貯留水２１を外部に排出する貯留水排出口を整水器本体１１Ａに設け、酸性イオン水とは別に外部に排出するようにしてもよい。

このようなアルカリイオン整水器１０Ａは、上述した実施形態１と同様に、水道水供給パイプ１３が、原水側の水道管１１０Ａに接続され、アルカリイオン水吐水パイプ１４が、蛇口１００側の水道管１１０Ｂに接続され、酸性イオン水排出パイプ１５が、排出口１２０に接続される。

さらに、上述した実施形態１と同様に、アルカリイオン水吐水パイプ１４は空間１２ｂへ、酸性イオン水排出パイプ１５は空間１２ａへ、それぞれ、第１及び第２の連結パイプ１４Ａ及び１５Ａを介して接続されており、第１の連結パイプ１４Ａには、その上流側から分岐して第２の連結パイプ１５Ａへ連通する第３の連結パイプ１４Ｂが設けられ、第２の連結パイプ１５Ａには、その上流側から分岐して第１の連結パイプ１４Ａへ連通する第４の連結パイプ１５Ｂが設けられている。

これら第１〜第４の連結パイプ１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、及び１５Ｂの途中には、上述した実施形態１と同様に、電磁バルブ３１〜３４が設けられており、蛇口１００又は排出口１２０に繋がる流路は、これら各電磁バルブ３１〜３４の開閉によって制御されている。すなわち、電磁バルブ３１は、第１の連結パイプ１４Ａ上の第３の連結パイプ１４Ｂの分岐部より下流側で第４の連結パイプ１５Ｂの連通部より上流側に設けられ、電磁バルブ３２は、第２の連結パイプ１５Ａ上の第４の連結パイプ１５Ｂの分岐部より下流側で第３の連結パイプ１４Ｂの連通部より上流側に設けられる。また、電磁バルブ３３は、第３の連結パイプ１４Ｂ上に設けられ、電磁バルブ３４は、第４の連結パイプ１５Ｂ上に設けられる。

また、酸性イオン水排出パイプ１５の排出口１２０側には、上述した実施形態１と同様に、電磁バルブ３０が設けられており、酸性イオン水の排出量はこの電磁バルブ３０の開閉によって制御されている。そして、アルカリイオン水排出パイプ１４と水道管１１０Ｂとの接続部分には、流量スイッチ４０が設けられており、この流量スイッチ４０からの信号に基づいて電磁バルブ３０が開閉されるようになっている。

これら流量スイッチ４０及び電磁バルブ３０〜３４の制御、あるいは電解槽１２内の電極１７ａ、１７ｂに供給する電圧の制御等は、図示しない制御部によって制御されている。そして、この図示しない制御部は、上述した実施形態１と同様に、水栓１０１が閉じられると、電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性が反転するように制御すると共に、それに連動して電解槽１２から水道管１１０Ｂ又は排出口１２０に繋がる流路が反転するように電磁バルブ３１〜３４の開閉動作を制御する。

また、アルカリイオン水吐水パイプ１４と接続される蛇口１００には、水栓１０１が設けられており、この水栓１０１が開閉されることによってアルカリイオン水が利用される。

ここで、水栓１０１の開閉によりアルカリイオン水吐水パイプ１４内の流れが発生又は停止する時刻と、流量スイッチ４０がそれを感知して電磁バルブ３０が開閉される時刻とは、若干のタイムラグが存在する。このタイムラグによって生じる流水の慣性作用により、電解槽１２Ａ内のアルカリイオン水側の空間１２ｂと酸性イオン水側の空間１２ａとの内部圧力に差が生じてしまう。イオン交換膜１６は、例えば、膜厚が１２μｍ程度であるため、この圧力差によってイオン交換膜１６が変形して破損する虞がある。

しかしながら、本実施形態では電解槽１２Ａが可撓膜で形成されているため、例えば、水栓１０１を開ける際に２つの空間１２ａ、１２ｂに圧力差が生じたとしても、電解槽１２Ａ自体が内側に変形することでこの圧力差が吸収されるため、イオン交換膜１６の変形による破損を防止することができる。なお、水栓１０１を閉じた際には、電解槽１２Ａ自体が外側に変形することで内部の圧力差が吸収される。

また、電解槽１２Ａ内には、上述したように、その内面の電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６との間に挟持されるように固定部材２０が設けられている。すなわち、これらの固定部材２０によってイオン交換膜１６が挟持されている。したがって、これらの固定部材２０によってもイオン交換膜１６の変形が抑えられ、電解槽１２Ａの内部圧力差によるイオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。なお、本実施形態では、電解槽１２Ａ全体が可撓膜で形成されているが、勿論、電解槽１２Ａ内の圧力差を吸収できれば、可撓膜からなる可撓部を電解槽１２Ａのイオン交換膜１６に対向する領域の一部に設けるようにしてもよい。

また、電解槽１２Ａの変形によって２つの空間１２ａ、１２ｂの圧力差を吸収するためには、電解槽１２Ａは、比較的高い柔軟性を有する必要があり、例えば、イオン交換膜１６よりも柔軟性を有することが好ましい。この条件を満たすために、電解槽１２Ａは、比較的膜厚の薄いプラスチックフィルムからなる可撓膜で形成されている。このため、電解槽１２Ａは、それ自体では水道水供給パイプ１３を介して電解槽１２Ａ内に供給される水道水の圧力、例えば、１〜６ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力に耐えられず破壊されてしまう虞がある。

しかしながら、本実施形態では、水道水供給パイプ１３を介して電解槽１２Ａ内に水道水が供給される際、水道水供給パイプ１３の先端部の連通孔２３から整水器本体１１Ａ内にも水道水が供給され、整水器本体１１Ａ内に貯まった貯留水２１内に各電解槽１２Ａが保持されている。このため、整水器本体１１Ａ内の貯留水２１の圧力は、電解槽１２Ａ内に供給された水道水と略同一の圧力に保持され、電解槽１２Ａの外面にも、その内面と略同一の水圧がかかる。したがって、電解槽１２Ａ内に供給される水道水によって電解槽１２Ａの内面に比較的高い圧力がかかった場合でも、電解層１２Ａの外面にも略同一の圧力がかかることになり、電解槽１２Ａ自体も水圧の変化に伴う変形によって破損することはない。

また、本実施形態では、貯留水２１は、酸性イオン水排出パイプ１５Ａに設けられた連通孔２４から酸性イオン水と共に外部に排出されるようになっている。すなわち、整水器本体１１Ａ内には水道水が満充填されておらず、連通孔２４の上部側には空気が残留している空気部２２が存在する。このため、上述した電解槽１２Ａ内の圧力差に伴う電解槽１２Ａの変形が貯留水２１によって妨げられることがなく、イオン交換膜１６の破損を防止することができる。

すなわち、上述したように電解槽１２Ａ内の圧力差により電解槽１２Ａが変形した場合、整水器本体１１Ａ内の容積が変化する。このとき、貯留水２１自体は実質的に容積変化しないため、整水器本体１１Ａ内に貯留水が満充填されていると、貯留水２１によって電解槽１２Ａの変形が妨げられる。しかしながら、本実施形態では、整水器本体１１Ａ内に空気部２２が存在し、電解槽１２Ａが変形した場合にこの空気部２２が容積変化するため、電解槽１２Ａの変形が妨げられることがない。したがって、整水器本体１１Ａ内に空気部２２を設けておくことで、イオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。

なお、このような空気部２２の容積は、特に限定されないが、整水器本体１１Ａ内の容積の２０〜３０％程度の大きさであることが好ましい。

このように本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ａでは、水道水を比較的高い水圧で供給してもイオン交換膜１６及び電解槽１２Ａが破損することがないため、所定数の電解槽１２Ａを並設することで、水道水と同等の流量、例えば、一般家庭用では２０〜３０（Ｌ／分）程度、業務用では１００（Ｌ／分）程度の流量でアルカリイオン水を利用者に供給することができる。

したがって、このようなアルカリイオン整水器１０Ａによって生成したアルカリイオン水を電気温水器等の給湯器に供給して温水として利用者に提供することもでき、アルカリイオン水を、例えば、入浴やシャワーに利用することができる。なお、アルカリイオン整水器から給湯器にアルカリイオン水を供給する場合、給湯器に供給されるアルカリイオン水の水圧が若干低下する。このため、例えば、図７に示すように、酸性イオン水排出パイプ１５Ａ内にこの排出流路の一部を遮断する流量調整部材８０を設けることにより、給湯器に供給されるアルカリイオン水の水圧を調整するようにしてもよい。

以上のようにアルカリイオン水を比較的高い水圧で供給することができる本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ａであっても同様に、各電極１７ａ、１７ｂに印加する電圧の極性の反転に連動して、アルカリイオン水吐水パイプ１４及び酸性イオン水排出パイプ１５に至るまでの接続流路を反転させることができるため、電極１７ａ、１７ｂを反転したままの状態であっても通常のようにアルカリイオン水を利用することができると共に、各機能を同じような時間間隔で交互に使用させることができる。

また、本実施形態においても、図２に示すような制御系がそのまま適用できることは言うまでもない。

また、本実施形態のアルカリイオン水と酸性イオン水の接続流路を反転させる構成には、上述した実施形態１と同様に、４つの電磁バルブ３１〜３４を用いているが、図４に示すような切替弁３００を用いた変形形態をそのまま適用することができる。

一方、電解槽の構造も上述したものに限定されるものではなく、例えば、図８に示すような電解槽１２Ｂを用いたアルカリイオン整水器を構成してもよい。なお、図８において、上述した実施形態２と同様の部材には同一の符号を付してある。

図８に示すように、電解槽１２Ｂには、イオン交換膜１６と、イオン交換膜１６に対向するように、一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられている。また、電解槽１２Ｂは、上述した実施形態２と同様に、全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。

各電極１７ａ、１７ｂのそれぞれは、電解槽１２Ｂの内面に設けられた４つの固定部材２０Ａによって固定されている。この固定部材２０Ａは、電解槽１２Ｂの内面と電極１７ａ、１７ｂとの間に設けられて、例えば、１ｍｍの隙間を形成する円筒形状を有するスペーサ２０ａと、スペーサ２０ａとの間で電極１７ａ、１７ｂを挟持する円筒形状を有するスリーブ２０ｂと、スペーサ２０ａ及びスリーブ２０ｂを挿通して一端が電解槽１２Ｂに固定されたリベット２０ｃとで構成されている。

また、イオン交換膜１６は、電極１７ａを保持するスリーブ２０ｂと電極１７ｂを保持するスリーブ２０ｂとの間で挟持されている。すなわち、イオン交換膜１６は、各電極１７ａ、１７ｂを固定するスリーブ２０ｂによって４箇所で挟持されている。このとき、各電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６間は、例えば、それぞれ３ｍｍの隙間となるように構成すればよい。

上述した実施形態２では、メッシュ状の固定部材２０によってイオン交換膜１６を挟持していた。しかしながら、本発明の実施は、電解槽の構造及び電解槽内のイオン交換膜を挟持する固定部材又はその固定方法には限定されず、例えば、上述した４つの固定部材２０Ａを用いることによっても同様にイオン交換膜１６の破損を防止することができる。

したがって、このような電解槽１２Ｂを上述した実施形態２のアルカリイオン整水器１０Ａに適用した場合であっても、水栓１０１を開閉して圧力差が生じた際に、電解槽１２Ｂの可撓膜によってその圧力差を吸収することができ、イオン交換膜１６が圧力差により破損することを防止することができる。

また、例えば、上述した実施形態２では、酸性イオン水は利用することなく配水管に流すようにしたが、例えば、専用タンク等に貯留することにより酸性イオン水も利用できるようにすることもできる。なお、このような場合には、酸性イオン水とは別に貯留水を外部に排出するようにすることが望ましい。

また、上述した実施形態２では、複数の電解槽１２Ａが、整水器本体１１Ａ内に所定の間隔で並設されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、隣接する各電解槽１２Ａの間に間隔を空けずに、外周面が接触するように並設するようにしてもよい。このように隣接する各電解槽１２Ａに間隔を空けずに、並設するようにしても、接触していない可撓膜によって電解槽１２Ａ内の圧力差の吸収を行わせることができると共に、小型化することができる。

本発明は、電極に電圧を印加して水の電気分解作用によりアルカリイオン水と酸性イオン水を分離生成する装置などに適用可能である。

本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の概略断面図である。本発明の実施形態１に係る制御系の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る電極及び電磁バルブの動作例を示す図である。本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の変形構成例を示す図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の断面図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の概略構成を示す図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の変形例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電解槽の変形構成例を示す断面図である。

符号の説明

１０、１０Ａアルカリイオン整水器
１１、１１Ａ整水器本体
１２、１２Ａ、１２Ｂ電解槽
１３水道水供給パイプ
１４、アルカリイオン水吐水パイプ
１５、酸性イオン水排出パイプ
１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ連結パイプ
１６イオン交換膜
１７ａ、１７ｂ電極
２０、２０Ａ固定部材
３０、３１、３２、３３、３４電磁バルブ
４０流量スイッチ
５０制御部
６０反転手段
３００切替弁

Claims

イオン交換膜を有すると共に当該イオン交換膜の両側の第１及び第２の空間にそれぞれ導入された水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、該電解槽内に水道水を供給する水道水供給路と、前記電解槽からアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路と、前記電解槽から酸性イオン水を排出する酸性イオン水排出路とを具備し、前記イオン交換膜の両側の前記第１及び第２の空間に設けられた一対の電極に印加される電圧の極性に応じて前記第１及び第２の空間でそれぞれアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器において、
前記一対の電極に印加する電圧の極性を反転させると共に、前記電解槽の前記第１及び第２の空間と、前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路とを相互に接続する接続流路を接続状態が反転するように切り替える反転手段を具備することを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１において、前記接続流路は、前記第１及び第２の空間の何れか一方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の何れか一方とを連結する第１の流路と、この第１の流路に設けられた第１の吐出弁と、前記第１及び第２の空間の他方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の他方とを連結する第２の流路と、この第２の流路に設けられた第２の吐出弁と、前記第１の流路の前記第１の吐出弁の上流側を前記第２の流路の前記第２の吐出弁の下流側へ連通させる第３の流路と、この第３の流路に設けられた第３の吐出弁と、前記第２の流路の前記第２の吐出弁の上流側を前記第１の流路の前記第１の吐出弁の下流側へ連通させる第４の流路と、この第４の流路に設けられた第４の吐出弁とを具備し、前記反転手段は、前記電極に対する電圧極性の反転に連動させて、前記第１及び第２の吐水弁の開時に前記第３及び第４の吐出弁を閉にする第１の切替状態と、前記第１及び第２の吐水弁の閉時に前記第３及び第４の吐出弁を開にする第２の切替状態とを反転させることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１において、前記接続流路は、前記第１及び第２の空間からの２系統の流路と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路への２系統の流路とを接続する２入力２出力の切替手段を含み、この前記第１及び第２の空間の何れか一方と前記アルカリイオン水吐水路及び前記酸性イオン水排出路の何れか一方とを連結すると共に他方同士を連結する第１の切替状態と、前記第１及び第２の空間のそれぞれを前記第１の切替状態とは異なる他方へ連結する第２の切替状態とを具備し、前記反転手段は、前記電極に対する電圧極性の反転に連動させて、前記切替手段の第１の切替状態と前記第２の切替状態とを反転させることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記アルカリイオン水の吐水を停止する際、前記電解槽への電圧印加を停止した後、前記電解槽の少なくとも酸性イオン水側の水を水道水と置換するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を整水器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する水道水を前記電解槽と前記整水器本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を水道水中に保持するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜６の何れかにおいて、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜７の何れかにおいて、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜８の何れかにおいて、前記整水器本体内には、複数の前記電解槽が、隣接する電解槽と接触することなく保持されていることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜９の何れかにおいて、前記酸性イオン水排出路を開閉する電磁バルブと、前記電解槽で生成されたアルカリイオン水又は酸性イオン水の流量を検出する流量スイッチとをさらに設け、該スイッチの信号に応じて前記電磁バルブを制御するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器。