JP2014205118A - Functional water generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、陽極及び陰極からなる電気分解部を用いて水を電気分解することにより酸性水及びアルカリ水から選択される機能水を生成する機能水生成器に関する。 The present invention relates to a functional water generator that generates functional water selected from acidic water and alkaline water by electrolyzing water using an electrolysis section including an anode and a cathode.
従来、一槽式の電解ユニットを用いて水溶液を電気分解し、酸性水を作成する場合、陽極側に白金電極、陰極側に活性炭電極を用いて電気分解を行い、陽極側で酸素発生(遊離した水素イオンを水溶液中に溶出)させて、溶液のpHを低下(酸性化)させている。 Conventionally, when an aqueous solution is electrolyzed using a single tank type electrolysis unit to produce acidic water, electrolysis is performed using a platinum electrode on the anode side and an activated carbon electrode on the cathode side, and oxygen is generated (released on the anode side). The resulting hydrogen ions are eluted into the aqueous solution) to lower (acidify) the pH of the solution.
電気分解した酸性水を利用する場合、別途拡散等を行うための別容器に移す必要があるため、機器の大きさとして大きくなる(特許文献1参照)。 When using electrolyzed acidic water, since it is necessary to move to another container for performing diffusion etc. separately, it becomes large as a size of an apparatus (refer to patent documents 1).
特許文献1においては、別途拡散等を行うための別容器に移し替えを行なっており、省スペースを志向した家電機器、特に携帯型機器に適用しづらいという問題があった。 In patent document 1, it transferred to another container for performing another diffusion etc., and there was a problem that it was difficult to apply to home appliances that are intended to save space, particularly portable devices.
そこで、本発明においては、一槽式の電解容器を用い、電解容器から直接取水した水を用いることで、ユーザーのメンテナンス負担を軽減可能で省スペースを志向した機能水生成器を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, by using a single tank type electrolytic vessel and using water taken directly from the electrolytic vessel, it is possible to reduce the maintenance burden on the user and provide a functional water generator aimed at saving space. Objective.
上記問題点を解決するために、本発明に係る機能水生成器は、電解容器内に金属電極及びイオンを吸脱着可能な電極からなる電気分解部が設けられ、前記金属電極を陽極とし、前記イオンを吸脱着可能な電極を陰極として前記電解容器に供給された水の電気分解を行う酸性水生成モードと、前記酸性水生成モードとは電極の極性を逆にして電気分解を行うアルカリ水生成モードとを、同じ電解容器内で選択的に行うようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the functional water generator according to the present invention is provided with an electrolysis part including an electrode capable of adsorbing and desorbing a metal electrode and ions in an electrolytic vessel, the metal electrode as an anode, Acidic water generation mode in which electrolysis of water supplied to the electrolytic vessel is performed using an electrode capable of absorbing and desorbing ions as a cathode, and alkaline water generation in which the polarity of the electrode is reversed in the acidic water generation mode The mode is selectively performed in the same electrolytic vessel.
上記構成では、一槽式の電解容器を用い、酸性水生成モード、アルカリ水生成モードの2種より1種を選択した後、一槽式の電解容器から直接取水する。したがって、電解容器から直接取水した水を用いることで、ユーザーのメンテナンス負担を軽減可能で省スペース化を志向した機能水生成器を提供することが可能となる。 In the said structure, after using 1 tank type electrolytic vessel and selecting 1 type from 2 types, acidic water production | generation mode and alkaline water production | generation mode, water is taken in directly from 1 tank type electrolytic vessel. Therefore, by using the water taken directly from the electrolytic vessel, it is possible to provide a functional water generator that can reduce the maintenance burden on the user and aim to save space.
上述のように、本発明によれば、酸性水生成モード、アルカリ水生成モードを同じ電解容器内で選択的に行うようにしたため、ユーザーのメンテナンス負担を軽減可能で省スペース化を志向した機能水生成器を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, since the acidic water generation mode and the alkaline water generation mode are selectively performed in the same electrolytic vessel, functional water that can reduce the maintenance burden on the user and is intended to save space. It is possible to provide a generator.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明に係る機能水生成器の構成を示す図であり、電解容器内で電気分解により生成した機能水をミスト化する状態を示す模式図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a functional water generator according to the present invention, and is a schematic diagram illustrating a state in which functional water generated by electrolysis in an electrolytic vessel is misted.
本実施形態の機能水生成器は、水を電気分解する電解容器1と、電解容器1内に設置される電気分解部2と、本体部3と、電解容器1内の水を取水する取水管4と、取水管4の下端に形成される取水口5とを備えている。電気分解部2は、電解容器1内の下部に設置される。 The functional water generator of this embodiment includes an electrolysis vessel 1 for electrolyzing water, an electrolysis unit 2 installed in the electrolysis vessel 1, a main body 3, and a water intake pipe for taking water in the electrolysis vessel 1. 4 and a water intake 5 formed at the lower end of the water intake pipe 4. The electrolysis part 2 is installed in the lower part in the electrolytic vessel 1.
電解容器1は、上部が天面蓋6で覆われており、取水管4が天面蓋6を挿通するように設置される。機能水生成器は、ミスト発生装置7を備える。ミスト発生装置7は、エアポンプ8と、ベンチュリ管9と、エアポンプ8とベンチュリ管9とを接続する配管10と、ベンチュリ管9に接続される取水管4とから構成される。ベンチュリ方式のミスト発生装置7は、加圧式のミスト発生装置に比べて電解容器1を覆う天面蓋6について特段の耐圧加工を必要とせず、機能水生成器の構造を簡素化することができる。 The upper part of the electrolytic vessel 1 is covered with the top cover 6, and the intake pipe 4 is installed so as to pass through the top cover 6. The functional water generator includes a mist generator 7. The mist generating device 7 includes an air pump 8, a venturi pipe 9, a pipe 10 connecting the air pump 8 and the venturi pipe 9, and a water intake pipe 4 connected to the venturi pipe 9. The venturi-type mist generator 7 does not require special pressure-proof processing for the top cover 6 that covers the electrolytic vessel 1 as compared with the pressurized mist generator, and can simplify the structure of the functional water generator. .
電気分解部2の電極としては、金属電極と、イオンを吸着脱可能な電極とが用いられている。金属電極及びイオンを吸着脱可能な電極は、電気分解によって溶解しない素材で構成される。金属電極としては、例えば、白金、金、パラジウム、ロジウム、イリジウムの内、いずれか1つの金属(またはその合金)が好適であり、たとえば、チタンからなる電極の表面を白金でコートしたものでもよい。 As the electrode of the electrolysis unit 2, a metal electrode and an electrode capable of adsorbing and desorbing ions are used. The metal electrode and the electrode that can adsorb and desorb ions are made of a material that does not dissolve by electrolysis. As the metal electrode, for example, any one of platinum, gold, palladium, rhodium, and iridium (or an alloy thereof) is suitable. For example, the surface of an electrode made of titanium may be coated with platinum. .
イオンを吸脱着可能な電極としては、導電性の炭素材料(例えばカーボン繊維、活性炭など)からなる炭素電極を用いることができ、中でもイオンを吸着する比表面積の大きい活性炭を炭素電極の少なくとも一部に用いるのが好ましい。本実施形態においては、電気分解部2を構成する電極として、金属電極である白金電極11と、イオンを吸着脱可能な電極である炭素電極12が用いられている。なお、電気分解部2は、白金電極11及び炭素電極12をユニット化して電解容器1に対して着脱可能に設ければ、メンテナンス及び電極交換が容易である点で好ましい。 As an electrode capable of adsorbing and desorbing ions, a carbon electrode made of a conductive carbon material (for example, carbon fiber, activated carbon, etc.) can be used. Among them, activated carbon having a large specific surface area that adsorbs ions is at least part of the carbon electrode. It is preferable to use for. In the present embodiment, a platinum electrode 11 that is a metal electrode and a carbon electrode 12 that is an electrode capable of adsorbing and desorbing ions are used as electrodes constituting the electrolysis unit 2. In addition, if the electrolysis part 2 unitizes the platinum electrode 11 and the carbon electrode 12, and is provided so that attachment or detachment is possible with respect to the electrolytic vessel 1, it is preferable at the point that a maintenance and electrode replacement | exchange are easy.
本発明の機能水発生器は、前述のごとく、電解容器1を本体部3に対して着脱可能とすることで、電極洗浄後に、容器内に残存した水を、本体部3を動かすことなしに、簡易に排水することが可能となる。これによって、ユーザーメンテナンスを平易化することができる。なお、電解容器1を取り外す際は、ミスト発生装置7は天面蓋6に付随して取り外される。天面蓋6は、電解容器1から取り外し可能とすることで、電解容器1内の電極洗浄を容易化することができる。 As described above, the functional water generator according to the present invention enables the electrolytic vessel 1 to be attached to and detached from the main body 3 so that water remaining in the container can be moved without moving the main body 3 after electrode cleaning. It becomes possible to drain easily. As a result, user maintenance can be simplified. When the electrolytic container 1 is removed, the mist generating device 7 is removed along with the top cover 6. By allowing the top cover 6 to be removed from the electrolytic container 1, cleaning of the electrode in the electrolytic container 1 can be facilitated.
また、洗浄時に本体部3等に余計な水が掛かることを防げるため、回路系のショートによる誤作動を防止できる。なお、着脱時の電気的接触を取るため、電解容器1側、本体部3側の双方に接点を設け、電気的な接触を取るようにする。 In addition, since it is possible to prevent the main body 3 and the like from being splashed with water during cleaning, malfunction due to a short circuit can be prevented. In addition, in order to take an electrical contact at the time of attachment / detachment, a contact is provided on both the electrolytic vessel 1 side and the main body 3 side so as to make an electrical contact.
具体的には、図1〜図3に示すように、本体部5に装着された状態の電解容器1の白金電極11及び炭素電極12に通電するための接触電極16が本体部3に設けられる。接触電極16にはスイッチング回路13を介して定電流発生源14が接続される。接触電極16に供給される電流の向きは、制御装置15において切り替え制御される。制御装置15はマイコンからなり、電気分解部2に供給する電流量及び電流の向きを制御するほか、エアポンプ8の運転を制御する。 Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3, the main body 3 is provided with a contact electrode 16 for energizing the platinum electrode 11 and the carbon electrode 12 of the electrolytic vessel 1 in a state of being mounted on the main body 5. . A constant current generating source 14 is connected to the contact electrode 16 via the switching circuit 13. The direction of the current supplied to the contact electrode 16 is switched and controlled by the control device 15. The control device 15 is composed of a microcomputer, and controls the amount of current supplied to the electrolysis unit 2 and the direction of the current, and also controls the operation of the air pump 8.
白金電極11及び炭素電極12は板状に形成され、立てた状態で電極表面が垂直方向を向くようにし、互いの電極11,12が水平方向に間隔をおいて対向配置される。取水管4は、取水口5が電気分解部2の近傍に位置するように配される。より具体的には、取水管4は、取水口5が電気分解部の最上部近傍上方に位置するように配される。なお、ここで電気分解部の最上部とは、白金電極11及び炭素電極12の中で最も高い位置に存在する部分を意味する。 The platinum electrode 11 and the carbon electrode 12 are formed in a plate shape so that the electrode surface faces in the vertical direction in an upright state, and the electrodes 11 and 12 are arranged to face each other with an interval in the horizontal direction. The intake pipe 4 is arranged so that the intake port 5 is located in the vicinity of the electrolysis unit 2. More specifically, the water intake pipe 4 is arranged so that the water intake 5 is located above the uppermost part of the electrolysis part. In addition, the uppermost part of an electrolysis part means the part which exists in the highest position in the platinum electrode 11 and the carbon electrode 12 here.
上記構成によれば、取水口5を白金電極11の近傍に配置することにより、酸性水生成時に白金電極11で生成されるH+イオン、アルカリ水生成時に白金電極11で生成されるOH-イオンを優先的に取水することができるため、電気分解開始後、早期の段階から(すなわち、白金電極11からの機能水の拡散を待たずに)これら機能水を取水することが可能となる。 According to the above configuration, by arranging the water intake 5 in the vicinity of the platinum electrode 11, H + ions generated at the platinum electrode 11 when generating acidic water and OH − ions generated at the platinum electrode 11 when generating alkaline water. Therefore, it is possible to take in these functional waters from an early stage after starting electrolysis (that is, without waiting for the diffusion of the functional water from the platinum electrode 11).
また、図1に示すように、取水口5の高さは、白金電極11よりも上部にあることが望ましい。これにより、最大限取水を行なっても、白金電極11と炭素電極12の間に水溶液が残留することになるため、機能水を取水し終わった後で、残留水により電極洗浄を行い、硬度成分を溶出除去することが可能である。 Further, as shown in FIG. 1, the height of the water intake 5 is desirably higher than the platinum electrode 11. As a result, even if the maximum amount of water is taken, an aqueous solution remains between the platinum electrode 11 and the carbon electrode 12. Therefore, after the functional water has been taken up, the electrode is washed with the residual water to obtain a hardness component. Can be removed by elution.
上記構成の機能水生成器の動作について説明する。図9は、機能水生成器の動作内容の概略を説明するための図である。先ず、一槽式の電解容器1内に原水が供給される。使用する原水としては、普通の水道水を用いることができる。なお、水道水単独での使用も可能であるが、必要に応じ、KCl、NaCl等の電解添加剤を0.1〜1wt%程度添加して電気分解を促進(電圧値を低下)させても良い。 The operation of the functional water generator having the above configuration will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining the outline of the operation content of the functional water generator. First, raw water is supplied into the single tank type electrolytic vessel 1. Ordinary tap water can be used as raw water to be used. Although tap water can be used alone, if necessary, electrolysis can be promoted (voltage value decreased) by adding about 0.1 to 1 wt% of electrolytic additives such as KCl and NaCl. good.
電解容器1内が満水になった状態で電気分解が実施される。電気分解としては、図9に示すように、運転モードがI〜IIに大別される。白金電極11を陽極、炭素電極12を陰極として実行される酸性水生成モードと(図2参照)、酸性水生成モードとは極性を反転させた電流を流して電気分解を実行するアルカリ水生成モード(図3参照)とが選択的に実行される。 Electrolysis is performed in a state where the inside of the electrolytic vessel 1 is full. As shown in FIG. 9, the operation mode is roughly divided into I to II as electrolysis. An acidic water generation mode executed with the platinum electrode 11 as an anode and a carbon electrode 12 as a cathode (see FIG. 2), and an alkaline water generation mode in which electrolysis is performed by passing a current whose polarity is reversed. (See FIG. 3) is selectively executed.
本発明では、酸性水生成モードで生成した酸性水、アルカリ水生成モードで生成したアルカリ水を機能水と総称する。酸性水生成モードでは、電気分解時は、白金電極11から酸素ガスを放出し、残った水素イオンが水中に遊離することで、下記の反応式(1)に示すように酸性化し、酸性水が生成する。 In the present invention, acidic water generated in the acidic water generation mode and alkaline water generated in the alkaline water generation mode are collectively referred to as functional water. In the acidic water generation mode, at the time of electrolysis, oxygen gas is released from the platinum electrode 11 and the remaining hydrogen ions are released into water, so that the acid water is acidified as shown in the following reaction formula (1). Generate.
酸性水は、ミスト化することによって、酸性水のpHを変動させることなく、空間中、若しくは人体に噴射することが可能となり、空間中に噴射した際には酸性水の有している殺菌効果による細菌感染の予防等、空気の洗浄化又は加湿用途として好適に使用することができる。 Acidic water can be sprayed into the space or the human body without changing the pH of the acidic water by being misted. When sprayed into the space, the sterilizing effect possessed by the acidic water It can be suitably used for air cleaning or humidification applications, such as prevention of bacterial infection due to.
また、酸性水は肌などに噴射することで、アストリンゼン効果による消毒効果、皮膚等の活性化、肌の引き締め効果等、美容用途として好適に使用することができる。なお、生成される酸性水のpHは2.5以上5.0以下であることが望ましい。
一方、炭素電極12では水道水等の水中に溶存しているMgイオン、Caイオンなどの硬度成分が、下記反応式(2)で示すように炭素電極12の有する多孔質吸着面に吸着する。これにより、得られた酸性水に含まれる硬度成分濃度を低減することができる。
アルカリ水生成モードでは、炭素電極12を陽極、白金電極11を陰極として電気分解を実行する。これにより、陽極である炭素電極12では電極表面に付着した硬度成分Mが下記反応式(3)に示すようにM2+となって水中に溶出する。
一方、陰極となる白金電極11表面では、下記反応式(4)で表される反応が起こり、水素ガス(H2)と水酸化イオン(OH-)が発生する。これにより、電解容器1内の水はアルカリ化してアルカリ水が生成する。アルカリ水のpHは9.0以上11.5以下であることが望ましい。
アルカリ水を皮膚洗浄用として使用すれば、アルカリ水中の水酸化イオン(OH−)は肌表面の油脂と下記反応式(5)に示すように、いわゆるケン化反応を起こすことにより界面活性作用を奏して、洗浄効果を発揮する。このように、アルカリ水を有効利用することで機能水発生器の利便性をより高めることが可能となる。なお、式中、Na+は肌上に存在するナトリウムイオンを示している。
以上説明したように、本発明の機能水生成器は、従来の酸性水生成器に比べて以下のような利点を有する。すなわち、従来、水道水を用いて何度も酸性水を作成すると、活性炭電極表面が硬度成分に覆われて次第に電気分解の効率が落ちてしまい、最終的には所望の電気分解ができなくなるため、適宜、極性を反転させ、硬度成分を溶出させる電極洗浄を行う必要があった As described above, the functional water generator of the present invention has the following advantages over the conventional acidic water generator. In other words, conventionally, when acid water is created many times using tap water, the surface of the activated carbon electrode is covered with a hardness component, and the efficiency of electrolysis gradually decreases, and eventually desired electrolysis cannot be performed. It was necessary to perform electrode cleaning to properly reverse the polarity and elute the hardness component.
これに対して本発明の機能水生成器は、酸性水生成モードでは、陰極となるイオンを吸脱着可能な電極表面に、原水中に溶存しているMgイオン、Caイオンなどの硬度成分が吸着する一方、アルカリ水生成モードでは、陽極となるイオンを吸脱着可能な電極表面に付着した硬度成分がイオンとなって水中に溶出する。 On the other hand, in the acidic water generation mode, the functional water generator of the present invention adsorbs hardness components such as Mg ions and Ca ions dissolved in raw water on the surface of the electrode that can adsorb and desorb ions serving as the cathode. On the other hand, in the alkaline water generation mode, the hardness component adhering to the electrode surface capable of absorbing and desorbing ions serving as the anode is ionized and eluted into water.
したがって、本発明の機能水生成器では、同じ電解容器内で酸性水生成モード、アルカリ水生成モードを選択的に実行することでイオンを吸脱着可能な電極表面に硬度成分が付着する量を抑制することが可能となる。これにより、電極洗浄を行う頻度を減少させることができ、ユーザーのメンテナンス負担を軽減可能な利便性の高い機能水生成器を得ることができる。 Therefore, in the functional water generator of the present invention, by selectively executing the acidic water generation mode and the alkaline water generation mode in the same electrolytic vessel, the amount of the hardness component adhering to the electrode surface capable of adsorbing and desorbing ions is suppressed. It becomes possible to do. Thereby, the frequency which performs electrode washing | cleaning can be reduced and the highly convenient functional water generator which can reduce a user's maintenance burden can be obtained.
本実施形態では、アルカリ水生成モードを行った後、引き続き、酸性水生成モードを実行する。これにより、アルカリ硬水を使用した場合に問題となる硬度成分(いわゆる、スケール)のミスト発生装置7の噴出口付近への堆積を防止する効果を奏する。さらに、アルカリ水は洗顔に用いるため、残ったアルカリ水から電気分解によって酸性水を生成し、これを肌に適用することでアストリンゼン効果による消毒効果、皮膚等の活性化、肌の引き締め効果等を奏する。 In this embodiment, after performing alkaline water production | generation mode, acidic water production | generation mode is performed continuously. Thereby, there exists an effect which prevents accumulation to the jet nozzle vicinity of the mist generating apparatus 7 of the hardness component (what is called a scale) which becomes a problem when alkaline hard water is used. Furthermore, since alkaline water is used for washing the face, acid water is generated from the remaining alkaline water by electrolysis, and applying this to the skin provides antiseptic effects due to the astrogen effect, skin activation, skin tightening effects, etc. Play.
このように、アルカリ水と酸性水をこの順番に生成させることで美容用途に好適に使用することができる。さらに、アルカリ水生成モードと酸性水生成モードをセットにして実行することで電極洗浄を行う頻度をより減少させることが可能となる。 Thus, it can use suitably for a cosmetic use by producing | generating alkali water and acidic water in this order. Furthermore, the frequency of electrode cleaning can be further reduced by executing the alkaline water generation mode and the acidic water generation mode as a set.
制御装置15は、酸性水生成モードで実行した電気分解の電気量(=電流×時間)と、アルカリ水生成モードで実行した電気分解の電気量を記憶する。そして、酸性水生成モードで実行した電気分解の合計電気量から、アルカリ水生成モードで実行した電気分解の合計電気量を引いた値が一定値を超えたときに、制御装置15は、表示灯を光らせたり、アラームを鳴らすことでユーザーに電極洗浄が必要であることを報知する。 The control device 15 stores the amount of electricity of electrolysis performed in the acidic water generation mode (= current × time) and the amount of electricity of electrolysis performed in the alkaline water generation mode. When the value obtained by subtracting the total amount of electricity performed in the alkaline water generation mode from the total amount of electricity performed in the acidic water generation mode exceeds a certain value, the control device 15 The user is informed that electrode cleaning is necessary by lighting up or sounding an alarm.
ユーザーは電解容器に給水して電極洗浄の操作ボタンを押圧すると、制御装置15が上記一定値よりやや過剰な電気量でアルカリ水生成モードにて電気分解を実行する。これにより、炭素電極に付着した硬度成分を除去することができる。なお、電極洗浄を実行するタイミングについては、例えば、機能水を使用することで電解容器1内に残った機能水が電気分解部2全体を浸漬可能な最小量となった時点で自動的に電極洗浄を開始するようにしてもよい。電極洗浄実行後は、制御装置15は、記憶していた電気量の値をリセットする。 When the user supplies water to the electrolysis vessel and presses the electrode cleaning operation button, the control device 15 performs electrolysis in the alkaline water generation mode with an amount of electricity that is slightly excessive from the predetermined value. Thereby, the hardness component adhering to the carbon electrode can be removed. In addition, about the timing which performs electrode washing | cleaning, for example, when functional water is used, the functional water remaining in the electrolytic vessel 1 becomes the minimum amount that can immerse the entire electrolysis part 2 automatically. You may make it start washing | cleaning. After executing the electrode cleaning, the control device 15 resets the stored value of the electric quantity.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、図4及び図5に示すように、板状の電極対(白金電極11及び炭素電極12)を横倒しにして、両者を垂直方向に平行に対向配置してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, a plate-like electrode pair (platinum electrode 11 and carbon electrode 12) may be laid down so as to face each other in parallel in the vertical direction.
上記構成によれば、電気分解部2全体としての高さを低くすることが可能となり、深さ方向は電極の厚みと電極11,12の間隔で決まるため、硬度成分の溶出のために残留させる機能水量を最小化できる。いいかえれば、機能水として使用できる総量を最大化することができる。 According to the above configuration, the overall height of the electrolysis part 2 can be reduced, and the depth direction is determined by the thickness of the electrode and the distance between the electrodes 11 and 12, so that it remains for elution of the hardness component. Functional water volume can be minimized. In other words, the total amount that can be used as functional water can be maximized.
この場合、白金電極11を炭素電極よりも上側に配するのが望ましい。すなわち、電気分解部2で電気分解を行う際、白金電極11で生じて電気分解を阻害するガス(酸性水生成時:酸素ガス、アルカリ水生成時:水素ガス)が炭素電極12で留まることなく、外気中に放出されるため、電気分解を効率的に行うことができる。 In this case, it is desirable to arrange the platinum electrode 11 above the carbon electrode. That is, when the electrolysis is performed in the electrolysis unit 2, the gas that is generated at the platinum electrode 11 and inhibits electrolysis (acid water generation: oxygen gas, alkaline water generation: hydrogen gas) does not stay at the carbon electrode 12. Since it is released into the outside air, electrolysis can be performed efficiently.
また、白金電極11を上に配置することでガス発生と同時に生成される酸アルカリイオン(酸性水生成時:H+イオン、アルカリ水生成時:OH-イオン)が効率的に生成して水中で対流できるため、電解容器1内の機能水の濃度を一定化することができる。したがって、図4及び図5においても、取水口5が白金電極11の上方に位置するように設けることで、電気分解開始後、早期の段階から機能水を取水することが可能となる。 Also, by placing the platinum electrode 11 on the top, acid alkali ions (at the time of acid water generation: H + ions, at the time of alkali water generation: OH − ions) generated simultaneously with gas generation are efficiently generated in water. Since convection is possible, the concentration of functional water in the electrolytic vessel 1 can be made constant. Therefore, also in FIGS. 4 and 5, by providing the water intake 5 so as to be located above the platinum electrode 11, functional water can be taken from an early stage after the start of electrolysis.
なお、より効率的に電気分解を行うため、白金電極11を、例えば短冊状、若しくはメッシュ状にすることで、白金電極11上で生成する酸アルカリイオンを白金電極11の上下で効果的に対流させることができる。 In order to perform electrolysis more efficiently, the platinum electrode 11 is formed into, for example, a strip shape or a mesh shape, so that acid-alkali ions generated on the platinum electrode 11 are effectively convected above and below the platinum electrode 11. Can be made.
また、図6に示すように、電解容器1を容器の下面側若しくは容器の側面側に移動させることによって天面蓋6(本体部)から着脱可能な構造とすることも可能である。この場合、本体構造を省スペース化することが可能となる。また、図7に示すように、電源ライン17を天面蓋6と一体化させることで、電解容器1を天面蓋6(本体部)から取り外すときに、電極を付随させずに本体のみ取り外すことが可能となる。これにより、電解容器1内の洗浄を容易化することができ、電解容器1内に堆積する水垢等の不純物を適宜、容易に洗浄除去することができる。 Moreover, as shown in FIG. 6, it is also possible to make it the structure which can be attached or detached from the top cover 6 (main-body part) by moving the electrolytic vessel 1 to the lower surface side or side surface side of a container. In this case, the main body structure can be saved. Also, as shown in FIG. 7, by integrating the power line 17 with the top cover 6, when removing the electrolytic vessel 1 from the top cover 6 (main body part), only the main body is removed without accompanying the electrodes. It becomes possible. As a result, the inside of the electrolytic vessel 1 can be easily cleaned, and impurities such as scale accumulated in the electrolytic vessel 1 can be easily washed and removed as appropriate.
なお、図8に示すように、取水口5は水平方向を向くように配置するのが好適である。本態様では、垂下した取水管4の下部を屈曲させることで取水口5が水平方向を向くように(横向きに)配置される。白金電極11の近傍では、例えば酸性水生成時においては白金電極11から発生する水素イオンが白金電極11の上下方向に拡散し、電解容器1内を対流するため、深さ方向における水素イオン濃度のpH濃淡が大きくバラつく。 In addition, as shown in FIG. 8, it is suitable to arrange | position the water intake 5 so that it may face a horizontal direction. In this aspect, the water intake 5 is arranged so as to face the horizontal direction (sideways) by bending the lower part of the drooping water intake pipe 4. In the vicinity of the platinum electrode 11, for example, when generating acidic water, hydrogen ions generated from the platinum electrode 11 diffuse in the vertical direction of the platinum electrode 11 and convect the inside of the electrolytic vessel 1. The pH varies greatly.
すなわち、酸性水生成時において取水口5を下向きにして取水すると、深さ方向の水素イオンバラつきによるpH濃淡の影響を大きく受けるため、取水中の水のpH変動が比較的大きくなる。 That is, when water is taken with the water intake 5 facing downward during the generation of acidic water, it is greatly affected by the pH concentration due to hydrogen ion variations in the depth direction, so that the pH fluctuation of the water in the water intake becomes relatively large.
一方、取水口5が水平方向を向くように配置すると、深さ方向における水素イオン濃度のpH濃淡の影響を受けにくいため、取水中の水のpH変動が比較的小さい、pHの安定した水の取水が可能となる。 On the other hand, when the water intake 5 is arranged so as to face in the horizontal direction, it is difficult to be affected by the pH concentration of the hydrogen ion concentration in the depth direction. Water can be taken.
また、本実施形態ではミスト発生装置7を備えているが、これに代わりにスチーム発生装置を用いることも可能である。この場合、加熱源としてセラミック系ヒータを用いるのが望ましい。すなわち、シーズヒータ等による加熱では、生成した酸性水、アルカリ水がヒータ表面の鉄やクロムといった金属で酸化還元反応を起こしてしまい(特に加熱された金属表面では熱エネルギーのために、反応が活性化される)、pHが中性になってしまうため、酸性水やアルカリ水をスチーム化しても、スチーム噴出の段階でpHは中性になっているため、酸性水、アルカリ水といった機能水の機能を発揮することができない。 In the present embodiment, the mist generator 7 is provided, but a steam generator may be used instead. In this case, it is desirable to use a ceramic heater as a heating source. That is, in heating with a sheathed heater, the generated acidic water and alkaline water cause a redox reaction with a metal such as iron or chromium on the surface of the heater (especially the reaction is active due to thermal energy on the heated metal surface). Since the pH becomes neutral, even if acidic water or alkaline water is steamed, the pH is neutral at the stage of steam ejection, so functional water such as acidic water or alkaline water. The function cannot be demonstrated.
一方、ヒータをセラミック系ヒータとすると、生成した酸性水、アルカリ水がヒータ表面で酸化還元反応を起こしにくいため、酸性水、アルカリ水といった機能水のpHを保持したまま、スチーム化することが可能となる。なお、上記ヒータは、ベンチュリ管9と同様、電解容器の天面蓋6上に設けられていることが好適であり、ベンチュリ方式等によって電解容器1から揚水した機能水を、PTCセラミックヒータ等によりヒータ加熱することができる。ミスト発生装置及びスチーム発生装置はどちらかが一方が搭載されていてもよいし、併設されていても良い。 On the other hand, if the heater is a ceramic heater, the generated acidic water or alkaline water is less likely to cause a redox reaction on the heater surface, so it can be steamed while maintaining the pH of functional water such as acidic water and alkaline water. It becomes. The heater is preferably provided on the top lid 6 of the electrolytic vessel, similarly to the venturi tube 9, and the functional water pumped from the electrolytic vessel 1 by the venturi method or the like is supplied by a PTC ceramic heater or the like. Heater can be heated. One of the mist generating device and the steam generating device may be mounted, or may be provided side by side.
以上の実施形態の説明から明らかな通り、本発明の機能水生成器は、電解容器内に金属電極及びイオンを吸脱着可能な電極からなる電気分解部が設けられ、前記金属電極を陽極とし、前記イオンを吸脱着可能な電極を陰極として前記電解容器に供給された水の電気分解を行う酸性水生成モードと、前記酸性水生成モードとは電極の極性を逆にして電気分解を行うアルカリ水生成モードとを、同じ電解容器内で選択的に行うようにしたことを特徴とする。このような構成とすることにより、ユーザーのメンテナンス負担を軽減可能で省スペース化を志向した機能水生成器を得ることができる。 As is clear from the description of the above embodiment, the functional water generator of the present invention is provided with an electrolysis part including an electrode capable of adsorbing and desorbing a metal electrode and ions in an electrolytic vessel, and the metal electrode is an anode, An acidic water generation mode in which electrolysis of water supplied to the electrolytic vessel is performed using an electrode capable of absorbing and desorbing ions as a cathode, and alkaline water in which the acidic water generation mode performs electrolysis with the polarity of the electrode being reversed. The production mode is selectively performed in the same electrolytic vessel. By adopting such a configuration, it is possible to obtain a functional water generator that can reduce the maintenance burden on the user and is intended to save space.
また、本発明の機能水生成器においては、アルカリ水生成モードを行った後に、前記酸性水生成モードを行うようにしてもよい。このような構成とすることにより、アルカリ硬水を使用した場合に問題となる硬度成分の堆積を防止する効果を奏する。さらに、アルカリ水は洗顔に用いられるため、残ったアルカリ水から電気分解によって酸性水を生成し、これを肌に適用することでアストリンゼン効果による消毒効果、皮膚等の活性化、肌の引き締め効果等を奏する。このように、アルカリ水と酸性水をこの順番に生成させることで美容用途に好適に使用することができる。 Moreover, in the functional water generator of this invention, after performing alkaline water production | generation mode, you may make it perform the said acidic water production | generation mode. With such a configuration, there is an effect of preventing the deposition of a hardness component that becomes a problem when alkaline hard water is used. In addition, since alkaline water is used for facial cleansing, acid water is generated from the remaining alkaline water by electrolysis and applied to the skin to disinfect it by the astrogen effect, activate the skin, tighten the skin, etc. Play. Thus, it can use suitably for a cosmetic use by producing | generating alkali water and acidic water in this order.
さらに、本発明の機能水生成器においては、電気分解部が前記電解容器内の下部に設けられ、前記電解容器内の水を取水する取水管が前記電解容器の上方から電解容器内へ導入され、前記取水管に形成された取水口が、前記電気分解部近傍に位置するようにしてもよい。 Furthermore, in the functional water generator of the present invention, an electrolysis part is provided in the lower part in the electrolytic vessel, and a water intake pipe for taking water in the electrolytic vessel is introduced into the electrolytic vessel from above the electrolytic vessel. The water intake formed in the water intake pipe may be located in the vicinity of the electrolysis unit.
上記構成により、酸性水生成時に白金電極11で生成されるH+イオン、アルカリ水生成時に白金電極11で生成されるOH-イオンを優先的に取水することができるため、電気分解開始後、早期の段階から機能水を取水することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to preferentially take in H + ions generated at the platinum electrode 11 when acidic water is generated and OH − ions generated at the platinum electrode 11 when alkaline water is generated. Functional water can be taken from this stage.
また、本発明の機能水生成器においては、前記金属電極及びイオンを吸脱着可能な電極が垂直方向に平行に対向配置され、前記金属電極が前記イオンを吸脱着可能な電極よりも上側に配され、前記取水口が、前記金属電極の上方に位置するようにしてもよい。 In the functional water generator of the present invention, the metal electrode and an electrode capable of adsorbing / desorbing ions are arranged opposite to each other in parallel in the vertical direction, and the metal electrode is disposed above the electrode capable of adsorbing / desorbing ions. The water intake may be located above the metal electrode.
このような構成とすることにより、電気分解部2全体としての高さを低くすることが可能となり、深さ方向は電極の厚みと電極間の間隔で決まるため、硬度成分の溶出のために残留させる機能水量を最小化できる。さらに、金属電極で生じて電気分解を阻害するガス(酸性水生成時:酸素ガス、アルカリ水生成時:水素ガス)がイオンを吸脱着可能な電極で留まることなく、外気中に放出されるため、電気分解を効率的に行うことができるとともに、電気分解開始後、早期の段階から機能水を取水することが可能となる。 By adopting such a configuration, it becomes possible to reduce the overall height of the electrolysis part 2, and the depth direction is determined by the thickness of the electrode and the interval between the electrodes, so that it remains due to elution of the hardness component. It is possible to minimize the amount of functional water. In addition, gas that is generated at the metal electrode and inhibits electrolysis (when generating acidic water: oxygen gas, when generating alkaline water: hydrogen gas) is released into the outside air without staying at the electrode that can absorb and desorb ions. Electrolysis can be performed efficiently, and functional water can be taken from an early stage after the start of electrolysis.
さらに、本発明の機能水生成器においては、ベンチュリ管を有するミスト発生装置が設けられ、前記取水管で取水した機能水を前記ミスト発生装置でミスト化するようにしてもよい。 Furthermore, in the functional water generator of the present invention, a mist generator having a venturi pipe may be provided, and the functional water taken by the water intake pipe may be misted by the mist generator.
このような構成とすることにより、電解容器を覆う天面蓋について特段の耐圧加工を必要とせず、機能水生成器の構造を簡素化することができる。 By setting it as such a structure, special pressure-proof processing is not required about the top cover which covers an electrolytic vessel, and the structure of a functional water generator can be simplified.
1 電解容器
2 電気分解部
3 本体部
4 取水管
5 取水口
6 天面蓋
7 ミスト発生装置
8 エアポンプ
9 ベンチュリ管
10 配管
11 白金電極
12 炭素電極
13 スイッチング回路
14 定電流発生源
15 制御装置
16 接触電極
17 電源ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolysis container 2 Electrolysis part 3 Main body part 4 Water intake pipe 5 Water intake 6 Top cover 7 Mist generator 8 Air pump 9 Venturi pipe 10 Piping 11 Platinum electrode 12 Carbon electrode 13 Switching circuit 14 Constant current source 15 Controller 16 Contact Electrode 17 Power line
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