JP2013522022A - イオン水製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明はイオン水製造装置に関して、イオン水製造装置の構成を簡単化しながら水の損失を防止し、溶存固形物質による電極およびイオン隔膜の損傷を防止するとともに、使用者の必要によってアルカリ水と酸性水を選んで提供できるようにしたものである。即ち、本発明はイオン水製造装置において、原水が陽極と陰極の中で一つの電極のみ接触するように構成されたイオン化電解セルと、上記イオン化電解セルの一側以上の内壁に備えられ陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と接水するように構成されたイオン化電極部と、上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部を制御するイオン水制御部及び、上記イオン水制御部で使用者の操作信号を入力する操作部から構成されているものである。従って、本発明はイオン水製造装置において、一つの電解セルによってイオン水が製造されることで原水の損失が最小化するし、使用者の選択によりイオン水を使用することができて、その機能性が向上するものである。
【選択図】図１

Description

本発明はイオン水製造装置に関して、さらに詳しくはイオン水製造装置において、供給された原水がイオン化できるように一定の体積を持ち形成したイオン化電解セルと、上記イオン化電解セルの一側以上の内壁に備えられ陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と直に接水するように構成されたイオン化電極部と、上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部を制御するイオン水制御部及び、上記イオン水制御部で使用者の操作信号を入力する操作部から構成して、イオン水製造装置の構成を簡単化しながら水の損失を防止し、溶存固形物質による電極及びイオン隔膜の損失が防止できるようにするとともに、使用者の必要によってアルカリ水と酸性水を選んで提供できるようにすることを目的にする。

一般的に、イオン水製造装置は供給された原水を電気分解することでアルカリ水と酸性水が提供できるようにしたものである。

以上のようなイオン水製造装置は、イオンのみ通過するように構成されたイオン隔膜で分離された二つの電解セルと上記各電解セルに電解電極を備えて構成したものである。

しかし、上記のように構成された従来のイオン水製造装置は、使用者の必要によってアルカリ水と酸性水を選んで使用することになっていて、使用してないアルカリ水又は酸性水はほとんど捨てられていて、水の無駄を招いている。

また、原水のイオン化過程にあって、水の中に含有されているカルシウム、マグネシウムなどのような溶存固形物質が電極に焼け付いたり、イオン隔膜が詰まって損なわれる問題点があった。

ここに、本発明は上述したようにイオン隔膜によって二つの電解セルで分離されている従来のイオン水製造装置は、製造されたアルカリ水と酸性水の中で一つのイオン水のみ使用され、そのほかの一つのイオン水は捨てられて水の無駄が発生し、溶存固形物質によって電極とイオン隔膜が損なわれる問題点が解決できるようにしたものである。

即ち、本発明はイオン水製造装置において、供給された原水がイオン化できるように一定の体積を持ち形成したイオン化電解セルと、上記イオン化電解セルの一側以上の内壁に備えられ陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と直に接水するように構成されたイオン化電極部と、上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部を制御するイオン水制御部及び、上記イオン水制御部で使用者の操作信号を入力する操作部から構成したものである。

従って、本発明はイオン水製造装置において、一つの電解セルによってイオン水が製造されることで原水の損失が最小化し、使用者の選択によりイオン水を使用することができて、その機能性が向上するものである。

本発明に係る一実施例を示す分解斜視図である。 本発明に係る一実施例を示す結合斜視図である。 本発明に係る一実施例を示す側断面例示図である。 本発明に係る実施においてイオン化電極部を両側に備えたものを示す側断面例示図である。 本発明に係る実施においてイオン化電極部の外部接触電極の表面に絶縁コーティング層を形成したものを示す側断面例示図。 本発明に係る他の実施においてオゾン分解手段をオゾン分解触媒で実施したものを示す側断面例示図である。 本発明に係る他の実施においてオゾン分解手段を活性炭で実施したものを示す側断面例示図である。 本発明に係る他の実施においてオゾン分解手段を紫外線照射機で実施したものを示す側断面例示図である。 本発明に係る実施においてイオン化電解セルを円板型で実施したものを示す例示斜視図である。 本発明に係る実施においてイオン化電解セルを円筒型で実施したものを示す例示斜視図である。

以下、添付された図面によって詳しく説明すると以下のとおりである。

本発明はイオン水製造過程において原水の損失を最小化し、原水に含有された溶存固形物質による電極及びイオン隔膜の損傷が防止できるようにしたものである。

即ち、本発明は図１と図２、図３に示したように、電解セルと電解電極部からなるイオン水製造装置において、供給された原水がイオン化できるように一定の体積を持ち形成したイオン化電解セル（１００）と、上記イオン化電解セル（１００）の一側以上の内壁に備えられ陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と直に接水するように構成されたイオン化電極部（２００）と、上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部（２００）を制御するイオン水制御部（３１０）及び、上記イオン水制御部（３１０）で使用者の操作信号を入力する操作部（３２０）から構成したものである。

上記イオン化電解セル（１００）は、図１と図３に図示されたように、一定の体積を持つイオン化室（１１０）を形成し、一側に原水が流入される原水流入管（１２０）と、上記原水流入管の反対方向にイオン化したイオン水の排出されるイオン水排出管（１３０）を備え、上記イオン化室（１１０）の原水流入管（１２０）からイオン水排出管（１３０）への原水の流動方向の一側面に、イオン化電極部（２００）が、その外面が外部にさらされるように設置した電極設置部（１４０）を設けたものとして、イオン化電解セルは、その形状が図１に示したように四角型又は多角板状、図９に示したように円型板状及び、図１０に示したように円筒型の中で、ある一つを選んで実施するごとができるものである。

一方、上記電極設置部（１４０）は図４に示したように、原水のイオン化を高めることができるように両側に形成して実施できるものである。

また、上記イオン水排出管（１３０）にはイオン水の排出が制御できるようにした排出弁（１３１）を備えて、上記排出弁は手動又はイオン水制御部（３１０）によって制御される自動弁から構成して実施できるものである。

上記イオン化電極部（２００）は図１と図３に示したように、イオン物質のみ通過される陽性子交換膜（Proton Exchange Membrane）と高分子電解質膜（Polymer Electrolyte Membrane）の中のある一つから構成したイオン隔膜（２１０）の一側に密着結合されることで原水と接してイオン物質の通過可能に設けられた原水接触電極（２２０）と、上記原水接触電極（２２０）の反対側でイオン隔膜（２１０）に密着結合されることで外部にさらされてイオン化過程で発生した酸素とオゾン又は水素ガスの通過可能に設けられた外部露出電極（２３０）を構成したものである。

上記原水接触電極（２２０）と外部露出電極（２３０）は網板又は多孔板の中である一つを選んで実施できるものとして、図５に示したように原水と接してない外部露出電極（２３０）の外面には酸化及び漏電を防止することができるように絶縁コーティング層（２３１）を設けたものである。

一方、本発明の実施においてイオン水をアルカリ水で使用する場合には、図６乃至図８に示したように外部露出電極（２３０）を通して排出される酸素の中に含有されているオゾンを酸素で分解することができるように外部露出電極（２３０）側にオゾン分解室（４１０）を設けて、上記オゾン分解室（４１０）にオゾン分解手段を備えて実施できるものである。

上記オゾン分解手段は、図６に示したようにマンガン酸化物、鉛化合物からなるオゾン分解触媒（４２１）と、図７に示したようにオゾンを吸着して時間によって自然分解されるようにする活性炭（４２２）及び、図８に示したように１８４．９ｎｍの波長でオゾンを分解する紫外線を照射する紫外線照射機（４２３）の中で、ある一つを選んで実施できるものである。

以下、本発明の動作課程について説明すると次のようである。

上記のようにイオン水製造装置において、原水が陽極と陰極の中で一つの電極のみ接触されるように構成したイオン化電解セル（１００）と、上記イオン化電解セル（１００）の一側以上の内壁に備えられて陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と接水されるように構成したイオン化電極部（２００）と、上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部（２００）を制御するイオン水制御部（３１０）及び、上記イオン水制御部（３１０）で使用者の操作信号を入力する操作部（３２０）から構成した本発明を実施することにおいて、使用者が本発明を利用してアルカリ水を使えようとする場合には操作部（３２０）を操作して、イオン水制御部（３１０）が、イオン化電極部（２００）の原水接触電極（２２０）が陰極になるよう制御できるように操作信号を入力する。

以上のように、使用者が操作部（３２０）を操作して操作信号を入力することになると、イオン化電極部（２００）によって原水が電気分解されてイオン化するものである。

上記イオン化電極部（２００）によってイオン化された原水の中で、陰イオン化された酸素イオンがイオン隔膜（２１０）を通過して陽極の外部露出電極（２３０）側へ移動して電子を出し置いてから酸素になって大気中へ放出されるし、原水中の水素イオンは陰極の原水露出電極（２２０）から電子を得て活性水素に変化されることで、相対的に水酸化イオンの濃度が増加してアルカリ水になるものである。

一方、本発明の他の実施例のように、外部露出電極側にオゾン分解室（４１０）を設けるとともにオゾン分解手段を備えて実施することになると、アルカリ水の生成過程において外部露出電極（２３０）へ排出される酸素の中に含有されたオゾンを分解させることで、使用に従って悪影響を与えられるオゾンを分解して安全性を高めることができるのである。

また、本発明を利用してアルカリ水を生成することにおいて発生する酸素ガスは、微量のオゾンを含有していて殺菌目的で使えるものである。

一方、本発明を利用して酸性水を生成しようとする場合には操作部（３２０）を操作して、イオン水制御部（３１０）が、イオン化電極部（２００）の原水接触電極（２２０）が陽極になるよう制御できるように操作信号を入力すると、陽極の原水接触電極（２２０）が原水中に持続的に水素イオンと酸素を発生させるし、原水接触電極（２２０）により発生した水素イオンの一部はイオン隔膜（２１０）を通過して陰極の外部露出電極（２３０）へ移動して水素に変ってから大気中へ放出されるし、原水は水素イオンの濃度が増加することで酸性水化されてイオン水排出管（１３０）を通して排出されるので、酸性水は洗面のような美容目的と、殺菌及び消毒などの清掃目的で使えるものである。

従って、本発明はイオン水製造装置において一つの電解セルによってイオン水が製造されることで原水の損失が最小化するし、使用者の選択によりイオン水を使用することができて、その機能性が向上するものである。

また、本発明の他の実施例のように、イオン化電解セルの両側にイオン化電極部を設けることで、原水のイオン化効率が向上するものである。

さらに、本発明の他の実施例のように、オゾン分解手段を備えることでアルカリ水の生成過程で発生することができる微量のオゾンを分解して危害性が防止できるものである。

Claims (5)

1. 供給された原水がイオン化できるように一定の体積を持ち形成したイオン化電解セル（１００）と、
   上記イオン化電解セル（１００）の一側以上の内壁に備えられ陽極と陰極の中で一つの電極のみ原水と直に接水するように構成されたイオン化電極部（２００）と、
   上記イオン水の排出によって上記イオン化電極部（２００）を制御するイオン水制御部（３１０）及び、
   上記イオン水制御部（３１０）で使用者の操作信号を入力する操作部（３２０）から構成し、
   上記イオン化電解セル（１００）は四角型又は多角板状、円型板状及び、円筒型の中である一つを選んで形成して、内部に一定の体積を持つイオン化室（１１０）を形成し、一側に原水が流入される原水流入管（１２０）と、上記原水流入管の反対方向にイオン化したイオン水の排出されるイオン水排出管（１３０）を備え、
   上記イオン化室（１１０）の原水流入管（１２０）からイオン水排出管（１３０）への原水の流動方向の一側面に、イオン化電極部（２００）が、その外面が外部にさらされるように設置した電極設置部（１４０）を設け、
   上記イオン化電極部（２００）はイオン物質のみ通過される陽性子交換膜（Proton Exchange Membrane）と高分子電解質膜（Polymer Electrolyte Membrane）の中のある一つから構成したイオン隔膜（２１０）の一側に密着結合されることで原水と接してイオン物質の通過可能に設けられた原水接触電極（２２０）と、上記原水接触電極（２２０）の反対側でイオン隔膜（２１０）に密着結合されることで外部にさらされて、イオン化過程で発生した酸素とオゾン又は水素ガスの通過可能に設けられた外部露出電極（２３０）を構成したことを特徴とする
   イオン水製造装置。
2. 上記電極設置部（１４０）は原水のイオン化を高めることができるように両側に形成したことを特徴とする
   請求項１に記載のイオン水製造装置。
3. 上記原水接触電極（２２０）と外部露出電極（２３０）は網板又は多孔板の中である一つを選んで構成し、
   原水と接してない外部露出電極（２３０）の外面には酸化及び漏電を防止することができるように絶縁コーティング層（２３１）を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載のイオン水製造装置。
4. イオン水をアルカリ水で使用する場合には外部露出電極（２３０）を通して排出される酸素の中に含有されているオゾンを酸素で分解することができるように外部露出電極（２３０）側にオゾン分解室（４１０）を設けて、
   上記オゾン分解室（４１０）にオゾン分解手段を備えたことを特徴とする
   請求項１に記載のイオン水製造装置。
5. 上記オゾン分解手段はマンガン酸化物、鉛化合物からなるオゾン分解触媒（４２１）と、オゾンを吸着して時間によって自然分解されるようにする活性炭（４２２）及び、オゾン分解紫外線を照射する紫外線照射機（４２３）の中である一つを選んで構成したことを特徴とする
   請求項４に記載のイオン水製造装置。

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