JP2009160503A - 整水器及びアルカリ性水の生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で溶存水素濃度の高いアルカリ性水を生成することができる整水器を提供する。
【解決手段】陽極と陰極とを対向配置した電解槽を備え、この電解槽に流入させた原水を電気分解して酸性水とアルカリ性水とを取水可能とした整水器において、前記電解槽により生成したｐＨ１０以上の強アルカリ性水を飲用最適化してｐＨ１０未満のアルカリ性水を取水可能とする飲用最適化手段を備える構成とした。
【選択図】図３

Description

この発明は、水を電気分解して酸性水及びアルカリ性水を生成する電解槽を具備する整水器に関するものである。

従来、整水器としては、連続的に電解水を取水可能とした電解槽を具備するものが一般的である。その一例として、電解槽内を、陽電極を配設して酸性水を生成する陽極室と、陰電極を配設してアルカリ性水を生成する陰極室とに隔膜を介して区画形成し、前記陽極室及び陰極室に導水管を連通連結して原水を流入させるとともに、各室に連通連結した取水管より酸性水、アルカリ性水をそれぞれ取水可能としたものがあった。かかる構成により、水が陽電極及び陰電極間を通過することで連続的に酸性水及びアルカリ性水を取水することができ、特に健康に良いとされるアルカリ性水については飲用に供されることになる。

また、飲料水中に溶存水素が多数存在すると、例えば骨密度の向上が見られ、健康に良いとされる報告があることから、溶存水素濃度を高めたアルカリ性水を取水可能な整水器が望まれている。しかし、溶存水素は、強アルカリ性水ほど多く存在するため、所望するだけの溶存水素量を確保しようとするとｐＨ値が高くなり、飲用に適するｐＨ１０未満のアルカリ性水を生成すると所望するだけの溶存水素量は確保できないというジレンマに陥っていた。

そこで、本出願人は、陽極と陰極とを対向配置した第１の電解部と、前記陰極側で生成したアルカリ性水の溶存水素濃度を高める第２の電解部とを備え、溶存水素を増加させたアルカリ性水を取水可能としたものを先に提案した（特許文献１を参照。）。
特開２００５−４０７８１号公報

しかし、上記特許文献１で開示した整水器は、第１の電解部及び第２の電解部を備えた構成であり、実質的には整水器内に主電解槽と副電解槽という２つの電解槽を備えたものとしたため、どうしても構造が複雑化してしまう。本発明は、上記課題を解決することのできる整水器を提供することを目的としている。

（１）本発明では、陽極と陰極とを対向配置した電解槽を備え、この電解槽に流入させた原水を電気分解して酸性水とアルカリ性水とを取水可能とした整水器において、前記電解槽により生成したｐＨ１０以上の強アルカリ性水のアルカリ度合いを下げてｐＨ１０未満のアルカリ性水を取水可能とする飲用最適化手段を備える整水器とした。

（２）本発明は、上記（１）記載の整水器において、前記電解槽を、アルカリ性水生成室と酸性水生成室とに区画し、当該電解槽に流入する原水を、前記アルカリ性水生成室と前記酸性水生成室とに所定の比率で分配することを特徴とする。

（３）本発明は、上記（１）又は（２）に記載の整水器において、前記飲用最適化手段は、前記原水を前記電解槽に流入させる原水供給路の中途から分岐し、前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路に連通した原水バイパス流路を備え、前記原水供給路中の原水を、前記原水バイパス流路と前記電解槽とに所定の比率で分配することを特徴とする。

（４）本発明は、上記（３）記載の整水器において、前記飲用最適化手段は、前記原水バイパス流路と前記電解槽とに所定の比率で分配する流路切換弁を備えることを特徴とする。

（５）本発明は、上記請求項（１）又は（２）に記載の整水器において、前記飲用最適化手段は、前記電解槽で生成された酸性水を前記電解槽で生成された強アルカリ性水と合流する流路を備えることを特徴とする。

（６）本発明は、上記（５）記載の整水器において、前記流路は、電解槽で生成された酸性水を出水する酸性水取出流路の中途から流路切換弁を介して分岐し、前記電解槽で生成された強アルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路に連通した酸性水分岐流路としたことを特徴とする。

（７）本発明は、上記請求項（１）又は（２）に記載の整水器において、前記飲用最適化手段は、前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路内に、ｐＨ調整剤を収容したｐＨ調整部を備えることを特徴とする。

（８）本発明は、上記（７）記載の整水器において、前記ｐＨ調整部は、前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路の中途から流路切換弁を介して分岐して該アルカリ性水取出流路に合流する分岐流路内に設けられていることを特徴とする。

（９）本発明は、上記（４）、（６）、（８）のいずれかに記載の整水器において、前記流路切換弁は、流量調整機能を有することを特徴とする。

（１０）本発明は、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の整水器において、取水した前記ｐＨ１０未満のアルカリ性水に、少なくとも３００ｐｐｂ以上の溶存水素が含まれていることを特徴とする。

（１１）本発明では、陽極と陰極とを対向配置した電解槽に原水を流入させて電気分解し、ｐＨ１０以上の強アルカリ性水を生成した後、この強アルカリ性水を飲用最適化することにより、ｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を生成するアルカリ性水の生成方法とした。

本発明によれば、きわめて簡単な構成でありながら、十分な量の溶存水素を含み、かつ飲用に適したｐＨ１０未満のアルカリ性水を効率よく得ることができる。

本実施形態に係る整水器は、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、十分な量の溶存水素が含まれるアルカリ性水を取水可能としたものであり、陽極と陰極とを対向配置した電解槽を備え、この電解槽に流入させた原水を電気分解して酸性水とアルカリ性水とを取水可能とした整水器において、前記電解槽により生成したｐＨ１０以上の強アルカリ性水のアルカリ度合いを下げてｐＨ１０未満のアルカリ性水を取水可能とする飲用最適化手段を備える構成としている。

すなわち、市場からは、溶存水素濃度を高めたアルカリ性水を取水可能な整水器が望まれているが、図１のグラフに示すように、溶存水素は、ｐＨ１０を超えると急激に増加するものであり、強アルカリ性水ほど多く存在することが知られている。他方、飲用が許されるアルカリ性水はｐＨ１０未満とされているため、一般の整水器で取水したアルカリ性水には、例えば３００ｐｐｂ以上というような所望するだけの溶存水素量が含まれることがない。

そこで、本実施形態では、溶存水素を大量に含むｐＨ１０以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水を前記飲用最適化手段によってアルカリ度合いを低下させることにより、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を生成するようにしている。

電解槽としては、従来から公知の構成でよく、例えば、隔膜を介して、第１の電極を配設した第１電極室、第２の電極を配設した第２電極室とにそれぞれ互いに区画形成したものを好適に用いることができ、かかる構成により、各電極に通電して一方を正極、他方を負極として電解槽の各電極室内の原水を電気分解し、正極側から酸性水を、陰極側からアルカリ性水を得ることができる。

このとき、電解槽をアルカリ性水生成室と酸性水生成室とに区画し、当該電解槽に流入する原水としての浄水を、アルカリ性水生成室と酸性水生成室とに所定の比率で分配することができる。例えば、アルカリ性水生成室への浄水流入量と酸性水生成室への浄水流入量とを４：１とするのである。したがって、生成される酸性水の量はアルカリ性水に比べて少なくなる。

飲用最適化手段を備える整水器としての概要を、図２〜図４に示す模式図を参照しながら説明する。

飲用最適化手段としては、例えば、図２（ａ）に示す構成が考えられる。すなわち、電解槽１はアルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とに区画されている。また、４はｐＨ７程度の中性水である原水を電解槽１に流入させる原水供給路であり、中途に原水を浄水化するための浄水装置５が設けられ、先端を分岐させてアルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とにそれぞれ連通させている。６は原水供給路に設けられた流路切換弁、７はアルカリ性水生成室２に基端を連通した取水流路であり、アルカリ性水が取水可能となっている。８は酸性水生成室３に基端を連通した排水流路であり、酸性水が流出することになるが、前述したように、酸性水の量はアルカリ性水に比べて少ないため、アルカリ性水を取水する場合に、排水流路８から捨て水となって流出する酸性水は少なく、節水可能となっている。

この例では、アルカリ性水生成室２に配設した第１の電極が正極、酸性水生成室３に配設した第２の電極が陰極となるようにしている。しかし、電極の極性は正負反転することができるため、アルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とは入れ替わる場合がある。

上記構成における飲用最適化手段の一例は、原水供給路４の中途から流路切換弁６を介して分岐し、電解槽１で生成されたアルカリ性水を出水する取水流路であるアルカリ性水取出流路７に連通した原水バイパス流路９を備えた構成にある。そして、本実施形態では、原水供給路４中の原水（浄水）を、原水バイパス流路９と電解槽１とに流路切換弁６を介して所定の比率で分配するようにしている。ここで、流路切換弁６は、流量調整弁としての機能を備えたものであり、弁体の開度を調整することにより、流路を閉止して流量をゼロとした状態から流路を全開して一方向へ全て流出する状態まで流量調整が適宜可能である。

この例では、流路切換弁６の弁体の開度として、原水バイパス流路９への流量と電解槽１側への流量との比が４：１となるように設定している。

かかる構成により、飲用に供することのできるｐＨ１０未満（例えば、ｐＨ９．５程度）のアルカリ性水を飲用として取水する場合、浄水（原水）の全流量のうち、１／５が電解槽１に供給されることになり、大きな電力を必要とすることなく水を電気分解してｐＨ１０を超える強アルカリ性水をアルカリ性水生成室２で容易に生成することができる。この強アルカリ性水には、多量の溶存水素が含まれている（図１参照）。

一方、浄水（原水）の全流量のうち、４／５は原水バイパス流路９へ流れる。しかしながら上述のように強アルカリ性水には多量の溶存水素が含まれており、したがって浄水を混ぜて希釈してもいまだ十分な溶存水素を保持したままアルカリ性度合いが若干低下するため、十分な溶存水素が含まれながらもｐＨ１０未満の飲用に適したアルカリ性水を得ることが可能となる。

なお、電解槽１に供給される原水のうち４／５はアルカリ性水生成室２へ、１／５が酸性水生成室３は流入するため、排水流路８からの捨て水となる酸性水は、原水供給路４を流れる水量の１／２５で済み、いたずらに捨て水を増加させることがなく節水が可能となる。

このように、本実施形態に係る飲用最適化手段は、原水を電解槽１に流入させる原水供給路４の中途から、流量調整機能を有する流路切換弁６を介して分岐し、電解槽１で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路７に連通した原水バイパス流路９を備えた構成とし、原水供給路４中の原水を、原水バイパス流路９と電解槽１とに所定の比率（４：１）で分配するようにしたものであるが、その変形例として、図２（ｂ）に示す構成とすることができる。

すなわち、原水を電解槽１に流入させる原水供給路４から原水バイパス流路９が分岐する分岐部に、流路切換弁６に代えて所定の比率（４：１）で流量を原水バイパス流路９と電解槽１とに分配する絞り部６１を設けるとともに、原水バイパス流路９の中途には電磁開閉弁６２を配設した構成とするものである。

かかる構成によっても、多量の溶存水素が含まれた強アルカリ性水に、原水バイパス流路９からの浄水を混ぜて希釈することにより、多量の溶存水素を含むｐＨ１０未満の飲用に適したアルカリ性水を得ることが可能となる。

飲用最適化手段の他の実施形態として、図３に示す構成とすることもできる。なお、図３において、図２で示した構成要件と同一のものには同一符号を付して示し、ここでの説明は省略する。

図３に示す飲用最適化手段は、電解槽１で生成された酸性水を電解槽１で生成された強アルカリ性水と合流する酸性水分岐流路８１を備えている。この酸性水分岐流路８１は、電解槽１で生成された酸性水を出水する酸性水取出流路となる排水流路８の中途から流量調整機能を有する流路切換弁６を介して分岐し、電解槽１で生成された強アルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路７に連通している。

かかる構成による飲用最適化手段によれば、溶存水素を大量に含むｐＨ１０以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水に、強アルカリ性水生成時に同時に生成された酸性水を混合してｐＨ１０未満までに飲用最適化することができる。したがって、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を取水することが可能となる。

このように、アルカリ性水を取水時に捨て水としていた酸性水を有効利用することができ、著しい節水効果も生起されることになる。特に、原水のアルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とへの分配比率や、各室２（３）の容積比、電解槽１に配設した各電極への通電量などを適宜決定することにより、酸性水生成室３で生成される酸性水の排水流路８からの排水量をゼロとして、捨て水とすることなく、すべて強アルカリ性水の希釈用として用いることも可能であり、著しい節水効果を得ることが可能となる。

飲用最適化手段のさらなる他の実施形態として、図４に示す構成とすることもできる。なお、図４において、図２や図３で示した構成要件と同一のものには同一符号を付して示し、ここでの説明は省略する。

図４に示す飲用最適化手段は、電解槽１で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路７内に、ｐＨ調整剤を収容したｐＨ調整部７２を備える構成としたものである。ここでは、ｐＨ調整部７２は、アルカリ性水取出流路７の中途から、流量調整機能を有する流路切換弁６を介して分岐して該アルカリ性水取出流路７に合流する分岐流路７１内に設けられている。

かかる構成により、溶存水素を大量に含むｐＨ１０以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水にｐＨ調整剤を溶解させて混入し、ｐＨ１０未満まで飲用最適化したアルカリ性水を取水することができる。つまり、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を取水することが可能となる。

なお、ｐＨ調整剤としては、例えば、クエン酸、クエン酸三ナトリウムなどが考えられる。勿論、レモンなどの酸性食品を用いてもよい。いずれにしても、飲用水に用いることに不都合がなく、かつ強アルカリ性水を飲用最適化できるものであればよい。

以下、上述してきた実施形態に係る整水器のより具体的な構成を、図５〜図７に基づき説明する。図５は第１の実施例に係る整水器の内部構成を含む概略説明図、図６は第２の実施例に係る整水器の内部構成を含む概略説明図、図７は第３の実施例に係る整水器の内部構成を含む概略説明図である。なお、図５〜図７において、図２〜図４と同一の構成要件には同一符号を用いて示した。

図５に示すように、整水器の構成は、大きく、原水を電気分解する電解槽１を具備する電解部と、電解槽１に供給する原水を予め浄化する浄水装置５を具備する浄水部と、浄化された原水（浄水）に所定の添加物を添加する添加部とに分けられ、これらが略箱型としたケーシング１０内に収納配設されている。

電解槽１は、それぞれチタンなどの金属板からなり、中央に位置する第１の電極板１１と、この第１の電極板１１を挟み込むように位置する第２の電極板１２と第３の電極板１３とを備えている。そして、第１の電極板１１と第２の電極板１２との間、及び第１の電極板１１と第３の電極板１３との間に、それぞれ隔壁１４を配設して、これら電極板１１，１２，１３、隔壁１４により、第１の電解室１５、第２の電解室１６、第３の電解室１７、第４の電解室１８とを区画形成している。

第２の電極板１２と第３の電極板１３は、ケーシング１０の底部近傍に配設した機能部１９に設けた電源（図示せず）からの供給を受け、陰極又は陽極の同一極の電極板となる一方、第１の電極板１１は、第２の電極板１２と第３の電極板１３の極性とは逆の極性となる。ここでは、第２の電極板１２と第３の電極板１３とを陰極板とし、第１の電極板１１を陽極板としており、第１の電解室１５と第４の電解室１８とが図２〜図４に示したアルカリ性水生成室２に対応し、第２の電解室１６と第３の電解室１７とが酸性水生成室３に対応することになる。逆に、第２の電極板１２と第３の電極板１３が陽極板となっている場合には、第１の電極板１１は陰極板となって、第１の電解室１５と第４の電解室１８とが酸性水生成室３に対応し、第２の電解室１６と第３の電解室１７とがアルカリ性水生成室２に対応することになる。

各電解室１５、１６、１７、１８には水の流入口と流出口が設けられており、第１の電解室１５と第４の電解室１８の各流出口に連通した流路は互いに合流してアルカリ性水取出流路７を形成し、このアルカリ性水取出流路７から所望するｐＨのアルカリ性水を取水することができる。一方、第２の電解室１６と第３の電解室１７の各流出口に連通した流路は互いに合流して排水流路８を形成し、排出口近傍に設けた電磁弁４２を介して酸性水を排水可能としている。前述したように、各電極板１１，１２，１３の極性が逆になれば、当然ながら、アルカリ性水取出流路７とした流路からは酸性水が取水され、排水流路８からはアルカリ性水が排水されることになる。

第１の電解室１５、第２の電解室１６、第３の電解室１７及び第４の電解室１８の流入口には、それぞれ原水供給路４が分岐して接続されているが、本実施形態では、原水供給路４から第１の電解室１５及び第４の電解室１８に流入する流量と、第２の電解室１６及び第３の電解室１７に流入する流量とは４：１となるように設定されている。また、原水供給路４の分岐上流側と排水流路８とは、逆止弁４１を介して接続されている。この逆止弁４１は、常時、排水流路８から原水供給路４の方向への水の流れを止めるとともに、通水時の水圧がある場合には原水供給路４の方向への水の流れだけでなく、この原水供給路４から排水流路８の方向への水の流れをも止めるものである。

かかる電解槽１は、図示するように、水道管２０から水道蛇口２１を介して水の供給を受けているが、水道蛇口２１には分岐栓２２が配設され、かかる分岐栓２２に給水ホース２３の一方が接続し、同給水ホース２３の他方が浄水装置５に内蔵された下浄水カートリッジ５１の流入口と接続されている。なお、下浄水カートリッジ５１には、主に活性炭が充填されている。

下浄水カートリッジ５１の流出口は上浄水カートリッジ５２の流入口と接続している。上浄水カートリッジ５２は、金属メッシュや布材、ろ紙などの比較的粗いフィルター以外に中空糸膜のような雑菌等まで除去可能なろ過手段となっている。こうして、水道管２０から供給される原水である浄水は、浄水装置５を通過して浄水化されることになる。

また、上浄水カートリッジ５２の流出口は流量センサー５３の流入口と接続している。流量センサー５３は、流水量を測定可能に構成され、例えば、流量センサー５３の中央部にプロペラを設け、かかるプロペラの回転数により流水量を測定するものである。流量センサー５３の流出口は水路切換バルブ５４の流入口と接続している。水路切換バルブ５４は、流入口１つに対して流出口を２つ持ち、一方の流出口が水路を介して食塩添加筒５５と接続し、他方の流出口が水路を介してカルシウム添加筒５６と接続している。したがって、水路切換えによって、浄水は食塩添加筒５５、若しくはカルシウム添加筒５６のいずれかに流入する。

なお、食塩添加筒５５には、電解槽１で水を強酸性にするための食塩を収容してあり、カルシウム添加筒５６には、浄水にカルシウムを添加するためのカルシウム剤が収容されているが、図示するように、食塩添加筒５５の流出口に接続されている水路とカルシウム添加筒５６に接続されている水路は合流して原水供給路４を形成している。図中５７は合流前の食塩添加筒５５と合流部との間の水路に設けられた逆止弁である。

前記機能部１９には、本実施形態に係る整水器の機能を各種制御する制御回路１９ａが備えられており、流量センサー５３、第１の電極板１１、第２の電極板１２、第３の電極板１３に電気的に接続している。流量センサー５３は、検出した電気信号を制御回路１９ａに出力し、制御回路１９ａは流量センサー５３から電気信号により通水量を計算する。第１の電極板１１、第２の電極板１２、第３の電極板１３は、制御回路１９ａと間接的に接続されるもので、制御回路１９ａが使用者のパネル操作により与えられた制御信号に基づいて、電極板１１、１２、１３に電圧印加を行う。なお、使用者が行うパネル操作とは、整水器のケーシング１０の表面に配設された操作パネル（図示せず）の操作を指すものであり、かかる操作パネルには、例えば、電源ボタン、ＯＲＰ表示ボタン、通水量表示ボタン、強アルカリ性水供給ボタン、弱アルカリから強アルカリまでのレベル毎に設けられたアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタン、衛生水（強酸性水）供給ボタンなどが設けられる。また、ｐＨ値、ＯＲＰ値、通水量等の情報を表示する７セグメントＬＥＤなどの表示部なども設けられている。

電源ボタンは、本整水器を起動させるためのボタンであり、どのような状態であっても有効なボタンである。電源ボタンを押下しても、排水処理等処理が途中であるものが終了していない場合はそれらの処理が終了して電源が落ちるようにすることが好ましい。ＯＲＰ表示ボタンは、前記７セグメントＬＥＤに現在の水のＯＲＰを表示させるためのボタンである。通水量表示ボタンは、前記７セグメントＬＥＤに現在の水の通水量を表示させるためのボタンである。強アルカリ性水供給ボタンは、本整水器に強アルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。強アルカリ性水は、例えば、ｐＨ１０．５であり、煮物、アク抜き、野菜ゆで等に使用することができる。

第１レベルのアルカリ性水供給ボタンは、本整水器に第１レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第１レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．５であり、料理、お茶等に使用することができる。第２レベルのアルカリ性水供給ボタンは、本整水器に第２レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第２レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ９．０であり、炊飯等に使用することができる。第３レベルのアルカリ性水供給ボタンは、本整水器に第３レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第３レベルのアルカリ性水は、例えば、ｐＨ８．５であり、飲み始めの水等として使用することができる。

浄水供給ボタンは、本整水器にイオン水を生成することなく水道水からの水をそのまま通水させることを指示するためのボタンである。酸性水供給ボタンは、本整水器に酸性水の生成を指示するためのボタンである。酸性水は、例えば、ｐＨ５．５であり、洗顔、麺ゆで、茶渋とり等に使用することができる。衛生水供給ランプは、本整水器に衛生水の生成モードであることを示すものである。衛生水は、例えば、ｐＨ２．５である。寿命設定上ボタンは、上浄水カートリッジ５２の種類に応じて寿命も異なるため、前記上浄水カートリッジ５２の寿命を設定するものであり、このボタンは、通常であえば、カートリッジを交換した時に今まで使用してきたカートリッジと異なるカートリッジをセットして使用する場合に１回行われるものである。寿命設定下ボタンも、前記寿命設定上ボタンと同様なものであり、下浄水カートリッジ５１に対するものである点のみ異なる。リセットボタンは、現在まで積算されてきた通水量である積算通水量をリセットするものであり、実際には、制御回路１９ａに存在する積算通水量カウンタをクリアする。このリセットボタンは、２秒長押しで有効となり、誤って押下されて積算通水量がリセットされるのを防止している。このリセットボタンは、上浄水カートリッジ５２、又は、下浄水カートリッジ５１を交換した場合に、行われる。前記強アルカリ性水供給ボタン、第１レベルのアルカリ性水供給ボタン、第２レベルのアルカリ性水供給ボタン、第３レベルのアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタンは、現在有効となっているボタンが点灯し、使用者に視認可能となっている。この他、電解槽１内の温度上昇が生じた場合に、使用者に知らせるための温度上昇ランプも操作パネル上に配設されている。

各ボタンで説明した通り、本整水器においては、大きく分けて、アルカリ性水を供給するアルカリ性水生成モード、浄水を供給する浄水モード、酸性水を供給する酸性水生成モード、衛生水を供給する衛生水生成モードの４つの生成モードがある。

アルカリ性水生成モードには、アルカリ性の強い順に、強アルカリ性水生成モード、第１レベルのアルカリ性水生成モード、第２レベルのアルカリ性水生成モード、第３レベルのアルカリ性水生成モードがある。アルカリ性水生成モードでは、前記電磁弁４２が開いた状態で、制御回路１９ａの制御により第２の電極板１２及び第３の電極板１３を陰極板とし、第１の電極板１１を陽極板とする。

第１〜第３レベルのアルカリ性水生成モードでは飲用できるアルカリ性水が生成されるが、図１に示すように、通常であれば溶存水素量は１１０ｐｐｂ以下のレベルでしかないものが、本実施形態による整水器によれば、溶存水素を大量に含むｐＨ１０以上、好ましくはｐＨ１０．５以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水を飲用最適化手段によって飲用最適化することにより、飲用に適したｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を生成することが可能となっている。

また、浄水モードでは、電磁弁４２を閉じた状態で、どの電極板１１、１２、１３にも電圧を印加せず、すなわち、電解しない。ここで、電磁弁４２を閉じることで、無駄な水が排出口６３から排出されることがなくなる。酸性水生成モードでは、前記アルカリ性水生成モードとは逆で、制御回路１９ａの制御により第２の電極板１２及び第３の電極板１３を陽極板とし、第１の電極板１１を陰極板とする。

上記構成において、本実施例の特徴となるのは、飲用最適化手段を備えた点にあり、本実施形態では、飲用最適化手段として、原水供給路４の中途から絞り部６１を介して原水バイパス流路９を分岐させ、この原水バイパス流路９の先端をアルカリ性水取出流路７に電磁開閉弁６２を介して連通させた構成としている。

絞り部６１においては、流量を原水バイパス流路９側と電解槽１とに略４：１で分配するようにしている。したがって、例えば、第１レベルのアルカリ性水（ｐＨ９．５）供給ボタンが操作されると、制御回路１９ａでは、電磁開閉弁６２を開状態にするとともに、第１〜第３電極板１１〜１３への印加電圧を強アルカリ性水供給ボタンが操作されたときと同レベル若しくはそれ以上に上げて、絞り部６１で流量が１／５に絞られた浄水を電気分解してｐＨ１１程度で溶存水素が１５００ｐｐｂ程度の強アルカリ性水を一旦生成し、この強アルカリ性水に、原水バイパス流路９から供給される全供給浄水の４／５にあたる浄水で希釈することにより、ｐＨ９．５の第１レベルのアルカリ性水でありながら、溶存水素が略３００ｐｐｂも含まれるアルカリ性水を供給することができる。

なお、制御回路１９ａの記憶部には、所望するｐＨ値をとる各レベルのアルカリ性水生成モードと印加電圧との関係が予め最適化されたテーブルが格納されており、制御回路１９ａはかかるテーブルを参照しながら、第１レベルのアルカリ性水生成モード、第２レベルのアルカリ性水生成モード、第３レベルのアルカリ性水生成モードの順に相対的に高い電圧を印加するようにしている。当然ながら印加電圧が高いほど強アルカリとなるため、溶存水素量も多くなる。

なお、図２（ａ）で示したように、絞り部６１を廃止して、流量調整機能を有する流路切換弁６を介して原水バイパス流路９を原水供給路４から分岐させることもできる。

次に、飲用最適化手段の第２の実施例を、図６を用いて説明する。なお、整水器としては、飲用最適化手段の構成以外は第１の実施例と略同一であり、異なる点のみ説明し、その他の説明は省略する。異なる点は、先の実施例では、原水供給路４からアルカリ性水生成室２（第１の電解室１５及び第４の電解室１８）に流入する流量と、酸性水生成室３（第２の電解室１６及び第３の電解室１７）に流入する流量とは４：１となるように設定していたが、ここでは２：１としている。

図示するように、ここでの飲用最適化手段は、電解槽１で生成された酸性水を電解槽１で生成された強アルカリ性水と合流する酸性水分岐流路８１を備えている。この酸性水分岐流路８１は、電解槽１の酸性水生成室３（第２の電解室１６及び第３の電解室１７）で生成された酸性水を出水する酸性水取出流路となる排水流路８の中途から流量調整機能を有する流路切換弁６を介して分岐し、電解槽１で生成された強アルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路７に連通している。

かかる構成による飲用最適化手段によれば、制御回路１９ａでは、第１〜第３電極板１１〜１３への印加電圧を強アルカリ性水供給ボタンが操作されたときと同レベルに上げて、例えばアルカリ性水生成室２（第１の電解室１５及び第４の電解室１８）においてｐＨ１０，７〜１１．０程度であって、溶存水素が９００〜１５００ｐｐｂ程度の強アルカリ性水を一旦生成し、この強アルカリ性水に、例えば、流入量が１／３に絞られた酸性水生成室３（第２の電解室１６及び第３の電解室１７）で生成された強酸性水を酸性水分岐流路８１から必要量だけ合流させてアルカリ度合いを低減することができる。飲用に供することのできるアルカリ性水とするために必要な強酸性水の量は、原水供給路４を通る原水の総流量に応じて実験的に分かっている。すなわち、強アルカリ性水と強酸性水との混合比が分かる。したがって、制御回路１９ａは、原水の総水量に応じて、強酸性水が必要量得られるように流路切換弁６の弁開度を制御することになる。そして、混合に供されない強酸性水が排水流路８から排出される。

なお、電解槽１で生成された酸性水中には、浄水装置５で除去しきれなかった原水中の結合塩素や遊離塩素に起因するような発がん性を有するトリハロメタンが存在することがある。そこで、電解槽１の酸性水取出流路（排水流路８）から酸性水分岐流路８１の間に、前記トリハロメタンを除去する機能を有するトリハロメタン除去機能部８３を配設することができる。トリハロメタン除去機能部８３の具体的構成としては、粉末状、粒状、あるいは繊維状の活性炭を用いた活性炭処理装置、又はオゾン発生装置などが適用できる。

表１に、本実施例に係る飲用最適化手段によって取水したアルカリ性水におけるｐＨ値及び溶存水素量の測定結果を示す。なお、表１における絞り量大と絞り量中との区分は、取水流路７（ノズル）から取水される流量に対する排水流量の比（流量比）の大きさによって大きく区分している。また、絞り量大で区分した中の（１）、（２）と絞り量中で区分した中の（５）、（６）は、原水供給路４からアルカリ性水生成室２（第１の電解室１５及び第４の電解室１８）に流入する流量と、酸性水生成室３（第２の電解室１６及び第３の電解室１７）に流入する流量の比は５：２としており、絞り量大で区分した中の（３）、（４）と絞り量中で区分した中の（７）、（８）は、原水供給路４からアルカリ性水生成室２に流入する流量と、酸性水生成室３に流入する流量の比は２：１としている。

表１に示すように、取水されたアルカリ性水は、ｐＨ値が９．１６〜９．７８の範囲にある飲用できるものでありながら、溶存水素が十分量を超える３９８〜７１０ｐｐｂ含まれていることが分かった。

表１中の（１）の例で説明すれば、整水器としての総流量、すなわち電解槽１に流入する水量が２．３７４（リットル／分）である場合、アルカリ性水生成室２に流入する流量と酸性水生成室３に流入する流量の比は約５：２であるため、アルカリ性水生成室２へ１．３７４（リットル／分）、酸性水生成室３へ１．０００（リットル／分）に分配される。

そして、アルカリ性水生成室２においてｐＨ１０．８程度であって、溶存水素が１１００ｐｐｂ程度の強アルカリ性水が一旦生成され、その後、この強アルカリ性水に、酸性水生成室３で生成されたｐＨ２．６程度の強酸性水のうち、０．９２１（リットル／分）の量が混合される。０．０７９（リットル／分）は排水流路８から排水される。こうして、アルカリ性水取出流路７から取水される２．２９５（リットル／分）のアルカリ性水については、ｐＨ値が９．５７０であり、６６０ｐｐｂの溶存水素が測定された。

また、本実施例では、表１における排水実測値からも分かるように、酸性水生成室３で生成した酸性水の一部は排水しているが、かかる構成の飲用最適化手段であれば、アルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とへの流量分配比率や各電極板１１〜１３への印加電圧の大きさなどを適宜設定することにより、例えば、酸性水生成室３で生成される酸性水を全て強アルカリ性水の希釈用として用いることも可能となり、そうなれば排水流路８からの排水量がゼロとなるため、著しい節水効果を得ることが可能となる。


次に、飲用最適化手段の第３の実施例を、図７を用いて説明する。なお、整水器としては、飲用最適化手段の構成以外は第１の実施例と同一なので、ここでの説明は省略する。図示するように、この例における飲用最適化手段は、アルカリ性水取出流路７内に、クエン酸などのｐＨ調整剤を収容したｐＨ調整部７２を備える構成としたものであって、アルカリ性水取出流路７の中途から、流量調整機能を有する流路切換弁６を介して分岐して該アルカリ性水取出流路７に合流する分岐流路７１内に、ｐＨ調整部７２としてのｐＨ調整剤添加筒７３を設けている。

かかる構成によっても、アルカリ性水生成室２（第１の電解室１５及び第４の電解室１８）において、溶存水素を大量に含むｐＨ１０以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水を所定量だけ流路切換弁６を介して分岐流路７１に流入させてｐＨ調整剤添加筒７３を通過させることにより、この強アルカリ性水中にクエン酸などのｐＨ調整剤を溶解させて混入してアルカリ度合いを低減する。そして、アルカリ度合いが低減したアルカリ性水と、アルカリ性水生成室２から直接アルカリ性水取出流路７に流出した強アルカリ性水とが合流して両者が混合され、ｐＨ１０未満まで飲用最適化したアルカリ性水を取水することができる。

この実施例における整水器では、制御回路１９ａの記憶部に、最終的なｐＨ値と、原水量と、分岐流路７１へ流入させるべき流量との関係が予め最適化されたテーブルが格納されており、制御回路１９ａでは、このテーブルを参照しながら流路切換弁６による流量調整を行うようにしている。

ところで、本実施形態における各レベルのアルカリ性水生成モードでは、一旦、強アルカリ性水を生成するために印加する電圧であっても、その電圧の高さを異ならせ、強アルカリ性水生成モード、第１レベルのアルカリ性水生成モード、第２レベルのアルカリ性水生成モード、第３レベルのアルカリ性水生成モードの順に相対的に高い電圧を印加するようにしている。しかし、各モードとも同じ高さの印加電圧の下で、同じレベルの強アルカリ性水を一旦生成し、その後、飲用最適化手段を用いて、強アルカリ性水に混合する浄水量、酸性水量、ｐＨ調整剤の添加量などを適宜調整して所定のｐＨ値を得るようにしてもよい。

また、本願発明は、３００ｐｐｂを超える溶存水素が含まれたｐＨ１０未満のアルカリ性水を、ｐＨ１０以上の強アルカリ性水を一旦生成後に飲用最適化することで得ることができるようにしたものであり、それが実現できるのであれば、原水供給路４からアルカリ性水生成室２と酸性水生成室３とに流量を分配する比率や、アルカリ性水生成室２と酸性水生成室３との容積や、各電極板１１〜１３への印加電圧の高さなどの具体的な数値の組み合わせは適宜設定することができる。

溶存水素濃度とｐＨ値との関係を示すグラフである。 整水器の飲用最適化手段の一例を示す模式的説明図である。 整水器の飲用最適化手段の一例を示す模式的説明図である。 整水器の飲用最適化手段の一例を示す模式的説明図である。 飲用最適化手段の第１の実施例を示す説明図である。 飲用最適化手段の第２の実施例を示す説明図である。 飲用最適化手段の第３の実施例を示す説明図である。

符号の説明

１ 電解槽
２ アルカリ性水生成室
３ 酸性水生成室
４ 原水供給路
６ 流路切換弁
７ アルカリ性水取出流路
８ 排水流路
９ 原水バイパス流路
７１ 分岐流路
７２ ｐＨ調整部
８１ 酸性水分岐流路

Claims (11)

1. 陽極と陰極とを対向配置した電解槽を備え、この電解槽に流入させた原水を電気分解して酸性水とアルカリ性水とを取水可能とした整水器において、
   前記電解槽により生成したｐＨ１０以上の強アルカリ性水のアルカリ度合いを下げてｐＨ１０未満のアルカリ性水を取水可能とする飲用最適化手段を備えることを特徴とする整水器。
2. 前記電解槽を、アルカリ性水生成室と酸性水生成室とに区画し、当該電解槽に流入する原水を、前記アルカリ性水生成室と前記酸性水生成室とに所定の比率で分配することを特徴とする請求項１記載の整水器。
3. 前記飲用最適化手段は、
   前記原水を前記電解槽に流入させる原水供給路の中途から分岐し、前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路に連通した原水バイパス流路を備え、前記原水供給路中の原水を、前記原水バイパス流路と前記電解槽とに所定の比率で分配することを特徴とする請求項１又は２に記載の整水器。
4. 前記飲用最適化手段は、
   前記原水バイパス流路と前記電解槽とに所定の比率で分配する流路切換弁を備えることを特徴とする請求項３記載の整水器。
5. 前記飲用最適化手段は、
   前記電解槽で生成された酸性水を前記電解槽で生成された強アルカリ性水と合流する流路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の整水器。
6. 前記流路は、電解槽で生成された酸性水を出水する酸性水取出流路の中途から流路切換弁を介して分岐し、前記電解槽で生成された強アルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路に連通した酸性水分岐流路としたことを特徴とする請求項５記載の整水器。
7. 前記飲用最適化手段は、
   前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路内に、ｐＨ調整剤を収容したｐＨ調整部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の整水器。
8. 前記ｐＨ調整部は、
   前記電解槽で生成されたアルカリ性水を出水するアルカリ性水取出流路の中途から流路切換弁を介して分岐して該アルカリ性水取出流路に合流する分岐流路内に設けられていることを特徴とする請求項７載の整水器。
9. 前記流路切換弁は、流量調整機能を有することを特徴とする請求項４、６、８のいずれかに記載の整水器。
10. 取水した前記ｐＨ１０未満のアルカリ性水に、少なくとも３００ｐｐｂ以上の溶存水素が含まれていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の整水器。
11. 陽極と陰極とを対向配置した電解槽に原水を流入させて電気分解し、ｐＨ１０以上の強アルカリ性水を生成した後、この強アルカリ性水を飲用最適化することにより、ｐＨ１０未満でありながら、溶存水素が少なくとも３００ｐｐｂ以上含まれるアルカリ性水を生成することを特徴とするアルカリ性水の生成方法。

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