JP2005313096A - 携帯用電解水生成器 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の設置場所を必要とせず、供給される元の水のｐＨの程度の如何に関わらず、常に安定したｐＨの非酸性電解水を、効率良く生成することができる携帯用電解水生成器を提供する。
【解決手段】少なくとも、電解槽１０、当該電解槽１０を収納する収納部１、その収納部１に設けられ、電解槽１０を制御する制御部２０を備える電解水生成器であって、電解槽１０を、筒壁に複数の連通孔１５を穿設した筒型シリンダー１４の内部に、長手方向に、非腐食性金属に白金処理を施した平板状の第一電極板１１および第二電極板１２を配置すると共に、第一電極板１１と第二電極板１２の間に、多孔状または網目状の非腐食性金属に白金処理を施した中間電極板１３を配置して構成し、制御部２０によって、第一電極板１１および第二電極板１２と、中間電極板１３とに異なる極性の直流電流を通電する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、小型であり、ペットボトルなどの容器内で、水道水などの水から非酸性電解水（アルカリ性または中性電解水）および非酸性電解除菌水を生成することのできる携帯用の電解水生成器に関するものである。

従来、水道水などの水質を改善する器具として、活性炭でろ過する装置の他に、電気分解によって、アルカリイオン水や中性電解除菌水などを生成する電解水生成装置がある。
しかし、この電解水生成装置には、以下の問題がある。

（１）据え置き式であるため、ある程度広い設置場所を確保する必要がある。
（２）当該装置に供給される水のｐＨ（ペーハー）の程度によって、生成される電解水のｐＨが異なるため、安定した水質の電解水を生成することができない。
なお、近年では、持ち運びのできる電解水生成器が創案されているが、電解槽の内部を隔膜で仕切る等の構成から、安定した水質の電解水を生成することができない場合があり、また、持ち運びが不便であるといった問題がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５３３４４号公報

（３）水を電気分解中に、プラスの電極に酸素の気泡が付着し、マイナスの電極に水素の気泡が付着して、電解効率が低下するため、長時間使用すると求めている水質を得ることができなくなる。
（４）最近では、耐性菌の出現により、飲料水等を除菌するには、次亜塩素酸ナトリウム等の消毒液を使用しなければならないので、人間の身体に害を及ぼす可能性がある。

そこで、本発明の目的とするところは、特定の設置場所を必要とせず、供給される元の水のｐＨの程度の如何に関わらず、常に安定したｐＨの非酸性電解水を、効率良く生成することができ、かつ、消毒液を使用しないでも非酸性電解除菌水を生成することのできる携帯用電解水生成器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、電解槽（１０）をペットボトルなどの容器（Ｐ）内に装着して、前記容器（Ｐ）内の水からアルカリ性または中性である非酸性電解水および非酸性電解除菌水を生成する、携帯用で、少なくとも、前記電解槽（１０）、当該電解槽（１０）を収納する収納部（１）、その収納部（１）に設けられ、前記電解槽（１０）を制御する制御部（２０）を備える電解水生成器であって、前記電解槽（１０）を、筒壁に複数の連通孔（１５）を穿設した筒型シリンダー（１４）の内部に、長手方向に、非腐食性金属に白金処理を施した平板状の第一電極板（１１）および第二電極板（１２）を配置すると共に、前記第一電極板（１１）と第二電極板（１２）の間に、多孔状または網目状の非腐食性金属に白金処理を施した中間電極板（１３）を配置して構成し、
前記制御部（２０）によって、前記第一電極板（１１）および第二電極板（１２）と、前記中間電極板（１３）とに異なる極性の直流電流を通電してなることを特徴とする。
なお、非腐食性金属とは、例えば、ステンレスやチタンなどをいう。

また、請求項２に記載の発明は、前記制御部（２０）によって、前記第一電極板（１１）および第二電極板（１２）と、前記中間電極板（１３）とに通電する電流の極性を間欠的に切替えてなることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記制御部（２０）によって、前記中間電極板（１３）には通電せず、前記第一電極板（１１）および第二電極板（１２）のみに直流電流を通電し、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの促進液を少量添加した水を、非酸性電解除菌水に生成することを特徴とする。
なお、促進液とは、電解除菌水の生成をより効果的に促すための液体をいう。

カッコ内の記号は、図面および後述する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。

本発明の請求項１に記載の携帯用電解水生成器によれば、電解槽をペットボトルなどの容器内に装着する程度の小型に形成しているので、特定の設置場所を必要としない。
また、電解槽を、その内部に隔壁を形成せず、平板状の第一電極板および第二電極板と、多孔状または網目状の中間電極板を設けて構成したので、ｐＨの異なるあらゆる水質の水を、常に一定のｐＨを持つ電解水に生成することができる。
すなわち、前記三つの電極板を使用することにより、陽イオンと陰イオンが分割されずに電解槽内にて移動するのみに抑えられるため、元の水のｐＨが酸性領域またはアルカリ領域に関わらず中性領域へとコントロールできる。
さらに、電解槽を収納部に収納し、かつ、電解槽を制御する制御部を収納部に設けているので、全体がコンパクトであり、持ち運びが容易である。同時に、持ち運び中に電解槽が損傷するのを防ぐことができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、制御部によって、第一電極板および第二電極板と、中間電極板とに通電する電流の極性を間欠的に切替えるので、各電極板に酸素や水素の気泡が付着することがない。
従って、長期にわたって使用しても電解効率が低下せず、常に求めている水質の電解水を得ることができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、制御部によって、第一電極板および第二電極板のみに直流電流を通電し、促進液を添加した水を電気分解することによって、非酸性電解除菌水を生成することができる。
従って、次亜塩素ナトリウム等の消毒液を使用する必要がなく、人間の身体に害が及ばない。

図１乃至図６を参照して、本発明の実施形態に係る携帯用電解水生成器について説明する。
図１は携帯用電解水生成器を示す全体構成図であり、図２は、図１に示す生成器の電解槽を示す部分構成図である。図３は、図１に示す生成器の第一電極板および第二電極板を示す正面図であり、図４は、中間電極板を示す正面図である。また、図５は、電解槽を収納部に収納した状態を示す平面図であり、図６は、その側面断面図である。

この携帯用電解水生成器は、携帯用であり、電解槽１０を小型の容器（ペットボトル）Ｐ内に装着して、容器Ｐ内の水道水から非酸性（中性）電解水および非酸性（中性）電解除菌水を生成するものである。この生成器は、電解槽１０、当該電解槽１０を収納する収納部（収納ケース）１、その収納部１に設けられ、電解槽１０を制御する制御部２０、および電源アダプター３０を備える。

電解槽１０は、筒壁に複数の連通孔１５を穿設した筒型シリンダー１４の内部に、長手方向に、非腐食性金属（ステンレスやチタンなど）に白金処理を施した平板状の第一電極板１１および第二電極板１２を平行に配置し、また、第一電極板１１と第二電極板１２の間に、多孔状の非腐食性金属に白金処理を施した中間電極板１３を配置して構成される。第一電極板１１，第二電極板１２，中間電極板１３はそれぞれ上部電解槽キャップＵと溶接されており、溶液が安易に浸入しないようにしている。

収納部１は、持ち運び自在の小型で、電解槽１０を収納できる構造を備える。制御部２０は、収納部１に設けられ、通常時には、第一電極板１１および第二電極板１２にプラスの直流電流を通電し、中間電極板１３にマイナスの直流電流を通電する。電源アダプター３０は、電源コード４０で制御部２０に接続され、当該制御部２０に、商用の交流電源（１００Ｖ）を直流（例えば、９Ｖ、０．２Ａ）に変換して供給する。なお、電源アダプター３０に代えて、直流電池を使用することができる。

また、電解槽１０の下部の電解槽エンドには電解槽エンドキャップＣを設けて、脱着を容易にかつ電気分解された溶液が流出しないように、スクリュー式或いは、ゴムパッキンにて密閉されている。
さらに、この電解槽エンドキャップＣの下部に円形の穴Ｍを設けて、電極棒を水溶液に挿入したとき、電解槽１０へ水溶液が安易に浸入できるようにした。しかし、電気分解中或いは、電気分解終了後に電極棒を取り出すときに、電解槽１０内の溶液は最後まで流出して混合しないように、電解槽エンドキャップＣ内部の下部に球状のセラミックボールＢを電極棒の抜き差しで自動可変出来るように重さを調整している。
また、電気分解中に電極棒が傾いても、球状のセラミックボールＢと電解槽エンドキャップＣの下部穴Ｍとの隙間から生成溶液が流出し混合しないように、電解槽エンドキャップＣの下部穴ＭにテーパーＴを設けて、セラミックボールＢが左右に移動しないようにしてある。
容器Ｐ内の水は、電解槽エンドキャップＣから第一電極板１１，第二電極板１２ならびに中間電極板１３の入っている電解槽内へ均等に注水される。電解槽１０を容器Ｐに挿入すると、電解槽エンドキャップＣのセラミックボールＢが電極側に上がり、下部の穴Ｍが塞がれないから水が注水され電極の入っているところは、すべての槽に均等に水が注水されるように下部には隔たりはない。そのため、電解槽１０内には、下部方向から注水されて、その後、セラミックボールＢは自重により下部の穴Ｍを塞ぐようになっている。

また、この収納部１には、選択スイッチ２３が設けられ、それを操作することによって非酸性電解水または非酸性電解除菌水のいずれかを生成することができる。また、自動タイマースイッチ２４で生成時間（例えば、３分、１０分、３０分）を選択することができる。

この携帯用電解水生成器は、携帯用であり、ペットボトルなどの容器Ｐ内の水道水などから中性電解水を生成するので、特定の設置場所を必要としない。
従って、一般家庭における使用はもとより、遠隔場所での使用も可能であり、特に、海外での使用や、地震などの被災現場での使用に適している。

また、電解槽１０は隔壁を設けず、筒壁に複数の連通孔１５を有する筒型シリンダー１４の内部に、平板状の第一電極板１１および第二電極板１２と、多孔状の中間電極板１３を設けて構成したので、容器Ｐ内の水道水のｐＨに影響を受けることなく、常に安定したｐＨの電解水を生成することができる。
すなわち、前記三つの電極板を使用することにより、陽イオンと陰イオンが分割されずに電解槽１０内にて移動するのみに抑えられるため、水のｐＨが酸性領域またはアルカリ領域に関わらず中性領域へとコントロールできる。

なお、この携帯用電解水生成器は、その制御部２０に第一切替スイッチ２１を設けており、この第一切替スイッチ２１を操作することによって、第一電極板１１および第二電極板１２と、中間電極板１３とに通電する電流の極性を間欠的に切替えるようにしている。すなわち、第一電極板１１および第二電極板１２にプラスの直流電流を通電し、中間電極板１３にマイナスの直流電流を通電することと、第一電極板１１および第二電極板１２にマイナスの直流電流を通電し、中間電極板１３にプラスの直流電流を通電することとを間欠的に切替える。この切替えは、１秒〜１０分毎の範囲で行うことができる。

この極性の切替により、各電極板にプラスとマイナスの直流電流を交互に通電させることができるので、各電極板に気泡が付着せず、従って、長期にわたって使用しても電解効率が低下せず、常に求めている水質を得ることができる。
すなわち、従来の電解水生成装置においては、水を連続して電気分解すると、プラスの電極に酸素の気泡が発生して付着すると共に、マイナスの電極には水素の気泡が発生して付着し、これにより、電気分解の能力が低下するばかりか、カルシウムなども電極に付着し、電気伝導を遮断する問題があったが、本実施形態に係る電解水生成器は、極性を間欠的に変換するのでこうした問題は発生しない。

また、この制御部２０には第二切替スイッチ２２を設けており、この第二切替スイッチ２２を操作することによって、中間電極板１３には通電せず、第一電極板１１および第二電極板１２のみに直流電流を通電し、容器Ｐ内の水を電解および除菌して非酸性電解除菌水を生成することができる。

なお、この除菌を促進するために、水に塩化ナトリウムや塩化カリウムの水溶液である促進液を少量添加している。これにより、従来、除菌の際に使用していた次亜塩素酸ナトリウムなどの消毒薬を使用する必要がなく、人間の身体に害を及ぼす危険性を回避することができる。なお、促進液の材料としては、上記の他に、アスコルビン酸、ミネラル電解質などの電離性物質を使用することができる。

本発明者らは、本実施形態に係る携帯用非酸性電解水生成器を使用して通常の水から中性電解水を生成する実験を行った。これは、ｐＨ１０〜ｐＨ４で酸化還元電位６００ｍＶの水を５００ｍｌの容器Ｐに入れ、本実施形態に係る生成器で生成したもので、その結果、ｐＨ７．４、酸化還元電位−１００ｍＶの電解水を生成することができた。このときの供給電圧は１８Ｖ、電流は０．２Ａで生成時間は３分であった。

この電解水は、従来のアルカリイオン水のようにｐＨが９以上ではなく７〜８前後であり、水質基準内で生成されるため、人間の胃腸や体に負担がかからないうえ、吸収力が高くなり、代謝を促進させることができる。また、還元力が高く酸化を防ぐ力があり、健康増進に有効である。

このときの実験結果を、生成時間を１０分および３０分とした場合の実験結果と共に、表１に示す。

本発明者らは、また、本実施形態に係る生成器を使用して、中性電解除菌水を生成する実験を行った。
この実験では、中間電極板１３には電流を通電させず、第一電極板１１および第二電極板１２のみに通電した。また、容器Ｐ内の水に、促進液として、濃度が２０％の塩化ナトリウム水溶液を２ｃｃ〜８ｃｃ添加した。
このときの水は、ｐＨ１０〜ｐＨ４で酸化還元電位６００ｍＶであり、この水を５００ｍｌの容器Ｐに充填し、本実施形態に係る生成器によって生成した。その結果、ｐＨ７．４、酸化還元電位＋１０００ｍＶ、次亜塩素酸３０ｐｐｍを含む中性電解除菌水を生成することができた。このときの電源部からの供給電圧は９Ｖ、電流は０．９Ａで生成時間は３分であった。

このときの実験結果を、生成時間を１０分および３０分とした場合の実験結果と共に表２に示す。

こうして生成した中性電解電解水は、殺菌（殺ウイルス）作用があり、安定した除菌水として使用できる。また、強酸性水のように塩素ガスの発生が少ないため人体への安全性が高く、医療器具の消毒や手指洗浄の衛生管理などに応用することができる。さらに、塩化ナトリウムの代わりに、塩化カリウムを同量促進液に使用すると、農薬の代わりとして用いることができる。また、この除菌水は、まな板、布巾あるいは食器類の消毒や、生鮮食品の洗浄用としても使用することができる。

本発明の実施形態に係る携帯用電解水生成器を示す構成図である。 図１に示す生成器の電解槽を示す構成図である。 図１に示す生成器の第一電極板および第二電極板を示す正面図である。 図１に示す生成器の中間電極板を示す正面図である。 図１に示す生成器において、電解槽を収納部に収納した状態を示す平面図である。 図５の側面断面図である。

符号の説明

１ 収納部
１０ 電解槽
１１ 第一電極板
１２ 第二電極板
１３ 中間電極板
１４ 筒型シリンダー
１５ 連通孔
２０ 制御部
２１ 第一切替スイッチ
２２ 第二切替スイッチ
２３ 選択スイッチ
２４ 自動タイマースイッチ
３０ 電源アダプター
４０ 電源コード
Ｂ セラミックボール
Ｃ 電解槽エンドキャップ
Ｍ 穴
Ｐ 容器
Ｔ テーパー
Ｕ 上部電解槽キャップ

Claims (3)

1. 電解槽をペットボトルなどの容器内に装着して、前記容器内の水からアルカリ性または中性である非酸性電解水および非酸性電解除菌水を生成する、携帯用で、少なくとも、前記電解槽、該電解槽を収納する収納部、該収納部に設けられ、前記電解槽を制御する制御部を備える電解水生成器であって、
   前記電解槽を、筒壁に複数の連通孔を穿設した筒型シリンダーの内部に、長手方向に、非腐食性金属に白金処理を施した平板状の第一電極板および第二電極板を配置すると共に、前記第一電極板と第二電極板の間に、多孔状または網目状の非腐食性金属に白金処理を施した中間電極板を配置して構成し、
   前記制御部によって、前記第一電極板および第二電極板と、前記中間電極板とに異なる極性の直流電流を通電してなることを特徴とする携帯用電解水生成器。
2. 前記制御部によって、前記第一電極板および第二電極板と、前記中間電極板とに通電する電流の極性を間欠的に切替えてなることを特徴とする請求項１に記載の携帯用電解水生成器。
3. 前記制御部によって、前記中間電極板には通電せず、前記第一電極板および第二電極板のみに直流電流を通電し、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの促進液を少量添加した水を、非酸性電解除菌水に生成することを特徴とする請求項１または２に記載の携帯用電解水生成器。

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