JP3196143B2 - 電解式浄水器 - Google Patents
電解式浄水器Info
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- JP3196143B2 JP3196143B2 JP33452091A JP33452091A JP3196143B2 JP 3196143 B2 JP3196143 B2 JP 3196143B2 JP 33452091 A JP33452091 A JP 33452091A JP 33452091 A JP33452091 A JP 33452091A JP 3196143 B2 JP3196143 B2 JP 3196143B2
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- Japan
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- anode
- cathode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、健康用、医療用として
有用な酸性イオン水及びアルカリイオン水を得る電解式
浄水器に関する。
有用な酸性イオン水及びアルカリイオン水を得る電解式
浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、水を電気分解することによっ
てそのｐＨを変化させ、すなわち陽極側で水を酸化して
酸性イオン水を生成し、陰極側で水を還元してアルカリ
イオン水を生成する電解式浄水器が周知である。しかし
ながら、たとえば酸性イオン水を得る場合、電気分解し
ようとする水に炭酸イオンや炭酸水素イオンが存在して
いると、従来の電解式浄水器では電解効率が低下する問
題がある。なお、電解効率とは、ファラデーの法則に基
いて水の流量と電流値から求められた理論的なイオンの
発生量に対する、イオン発生量の実測値の割合（％）を
いう。
てそのｐＨを変化させ、すなわち陽極側で水を酸化して
酸性イオン水を生成し、陰極側で水を還元してアルカリ
イオン水を生成する電解式浄水器が周知である。しかし
ながら、たとえば酸性イオン水を得る場合、電気分解し
ようとする水に炭酸イオンや炭酸水素イオンが存在して
いると、従来の電解式浄水器では電解効率が低下する問
題がある。なお、電解効率とは、ファラデーの法則に基
いて水の流量と電流値から求められた理論的なイオンの
発生量に対する、イオン発生量の実測値の割合（％）を
いう。
【０００３】すなわち、炭酸 H2CO3は、水溶液中では未
電離の分子と解離によって生じたイオンが次の解離（電
離）平衡状態にある。 H2CO3 ⇔ 2H+＋ CO3 2- ・・・・ また、このときの平衡定数（電離定数）Ｋは、 Ｋ＝[H+]2[CO3 2-]／[H2CO3] ・・・ である。
電離の分子と解離によって生じたイオンが次の解離（電
離）平衡状態にある。 H2CO3 ⇔ 2H+＋ CO3 2- ・・・・ また、このときの平衡定数（電離定数）Ｋは、 Ｋ＝[H+]2[CO3 2-]／[H2CO3] ・・・ である。
【０００４】この溶液に、完全に解離する炭酸水素ナト
リウムを添加すると、炭酸水素ナトリウムNaHCO3は、 NaHCO3→ Na+＋H+＋ CO3 2- ・・・ のように解離するので、CO3 2- イオンの濃度[CO3 2-] が
上昇し、上記式の平衡が左辺に傾いてH2CO3 の濃度[H
2CO3] も上昇し、平衡定数Ｋは一定値となって解離が抑
制される。このため[H2CO3] は初期の炭酸濃度Ｃ1 と等
しく、[CO3 2-] は添加した炭酸水素ナトリウムNaHCO3の
濃度Ｃ2 と等しくなることから、水素イオン濃度[H+]2
は、 [H+]2 ＝Ｋ・Ｃ1 ／Ｃ2 ・・・・ となる。すなわち、水溶液中に共通イオン（上記の場合
は CO3 2-）が存在している場合には、水素イオンH+の濃
度は、初期に解離平衡状態にあった塩と添加した塩の濃
度の比となる。そしてこのような水溶液に少量の酸（水
素イオンH+）を添加しても、このH+イオンは水溶液中に
大量に存在する CO3 2-と化合するので水溶液のｐＨは変
わらない。また、アルカリ（水酸化物イオンOH- ）を添
加すると、このOH- イオンはH+イオンと化合するが、 H
2CO3が解離してH+を放出するため、結局ｐＨは変わらな
い。
リウムを添加すると、炭酸水素ナトリウムNaHCO3は、 NaHCO3→ Na+＋H+＋ CO3 2- ・・・ のように解離するので、CO3 2- イオンの濃度[CO3 2-] が
上昇し、上記式の平衡が左辺に傾いてH2CO3 の濃度[H
2CO3] も上昇し、平衡定数Ｋは一定値となって解離が抑
制される。このため[H2CO3] は初期の炭酸濃度Ｃ1 と等
しく、[CO3 2-] は添加した炭酸水素ナトリウムNaHCO3の
濃度Ｃ2 と等しくなることから、水素イオン濃度[H+]2
は、 [H+]2 ＝Ｋ・Ｃ1 ／Ｃ2 ・・・・ となる。すなわち、水溶液中に共通イオン（上記の場合
は CO3 2-）が存在している場合には、水素イオンH+の濃
度は、初期に解離平衡状態にあった塩と添加した塩の濃
度の比となる。そしてこのような水溶液に少量の酸（水
素イオンH+）を添加しても、このH+イオンは水溶液中に
大量に存在する CO3 2-と化合するので水溶液のｐＨは変
わらない。また、アルカリ（水酸化物イオンOH- ）を添
加すると、このOH- イオンはH+イオンと化合するが、 H
2CO3が解離してH+を放出するため、結局ｐＨは変わらな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の電
解式浄水器では、水中に炭酸イオンや炭酸水素イオンが
存在すると、上記のような緩衝作用によって陽極電解反
応によるｐＨの変化が抑制され、水中のFe3+、Al3+ある
いは有機酸等の陽イオンの存在も同様に、陰極電解反応
によるｐＨ変化に対する緩衝作用を有するため、電解効
率が低いものであった。また、このような緩衝性イオン
はイオン交換樹脂を用いて除去することができるが、イ
オン交換樹脂はその効力が経時的に衰えるという問題が
あった。
解式浄水器では、水中に炭酸イオンや炭酸水素イオンが
存在すると、上記のような緩衝作用によって陽極電解反
応によるｐＨの変化が抑制され、水中のFe3+、Al3+ある
いは有機酸等の陽イオンの存在も同様に、陰極電解反応
によるｐＨ変化に対する緩衝作用を有するため、電解効
率が低いものであった。また、このような緩衝性イオン
はイオン交換樹脂を用いて除去することができるが、イ
オン交換樹脂はその効力が経時的に衰えるという問題が
あった。
【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、ｐＨ変化に対し
て緩衝作用を有する水中の緩衝物イオンをイオン交換樹
脂により除去して電解効率を向上させ、かつイオン交換
樹脂の効力を容易に再生できるようになすことにある。
れたもので、その目的とするところは、ｐＨ変化に対し
て緩衝作用を有する水中の緩衝物イオンをイオン交換樹
脂により除去して電解効率を向上させ、かつイオン交換
樹脂の効力を容易に再生できるようになすことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第一請求項に係る電解式浄水器は、水を電
気分解して陽極側の酸性イオン水及び陰極側のアルカリ
イオン水を生成する電解槽と、電解槽の陽極室に開口し
た一対の陽極通水路と、各陽極通水路に充填した陽イオ
ン交換樹脂と、各陽極通水路に接続した一対の陽極入水
路と、各陽極通水路に接続した一対の陽極出水路と、陽
極入水路及び陽極出水路の各々に設けた弁装置とを含む
構成としたものである。また、本発明の第二請求項に係
る電解式浄水器は、同様に、電解槽の陰極室に開口した
一対の陰極通水路と、各陰極通水路に充填した陰イオン
交換樹脂と、各陰極通水路に接続した一対の陰極入水路
と、各陰極通水路に接続した一対の陰極出水路と、陰極
入水路及び陰極出水路の各々に設けた弁装置とを含む構
成としたものである。
め、本発明の第一請求項に係る電解式浄水器は、水を電
気分解して陽極側の酸性イオン水及び陰極側のアルカリ
イオン水を生成する電解槽と、電解槽の陽極室に開口し
た一対の陽極通水路と、各陽極通水路に充填した陽イオ
ン交換樹脂と、各陽極通水路に接続した一対の陽極入水
路と、各陽極通水路に接続した一対の陽極出水路と、陽
極入水路及び陽極出水路の各々に設けた弁装置とを含む
構成としたものである。また、本発明の第二請求項に係
る電解式浄水器は、同様に、電解槽の陰極室に開口した
一対の陰極通水路と、各陰極通水路に充填した陰イオン
交換樹脂と、各陰極通水路に接続した一対の陰極入水路
と、各陰極通水路に接続した一対の陰極出水路と、陰極
入水路及び陰極出水路の各々に設けた弁装置とを含む構
成としたものである。
【０００８】
【作用】本発明の電解式浄水器によると、陽極側におい
ては、各陽極入水路及び各陽極出水路に設けた弁装置を
操作して、水を一方の陽極入水路から一方の陽極通水路
を通って陽極室に供給する。このとき水中の陽イオン分
は、前記一方の陽極通水路を通る過程で、H+イオンと交
換され、このH+イオンは、ｐＨ低下に緩衝作用を有する
緩衝陰イオンを中和してｐＨ低下に対する緩衝作用のな
い塩を生成する。陽極室で生成された酸性イオン水は、
他方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続された陽極
出水路を経て取水される。
ては、各陽極入水路及び各陽極出水路に設けた弁装置を
操作して、水を一方の陽極入水路から一方の陽極通水路
を通って陽極室に供給する。このとき水中の陽イオン分
は、前記一方の陽極通水路を通る過程で、H+イオンと交
換され、このH+イオンは、ｐＨ低下に緩衝作用を有する
緩衝陰イオンを中和してｐＨ低下に対する緩衝作用のな
い塩を生成する。陽極室で生成された酸性イオン水は、
他方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続された陽極
出水路を経て取水される。
【０００９】また同様に、陰極室側においては、各陰極
入水路及び各陰極出水路に設けた弁装置を操作して、水
を一方の陰極入水路から一方の陰極通水路を経由して陰
極室に供給する。このとき水中の陰イオン分は、前記一
方の陰極通水路を通る過程でOH- イオンと交換され、こ
のOH- イオンは、ｐＨ上昇に緩衝作用を有する緩衝陽イ
オンを中和してｐＨ変化に対する緩衝作用のない塩を生
成する。陰極電解反応により生成されたアルカリイオン
水は、他方の陰極通水路からこの陰極通水路に接続され
た陰極出水路を経て取水される。
入水路及び各陰極出水路に設けた弁装置を操作して、水
を一方の陰極入水路から一方の陰極通水路を経由して陰
極室に供給する。このとき水中の陰イオン分は、前記一
方の陰極通水路を通る過程でOH- イオンと交換され、こ
のOH- イオンは、ｐＨ上昇に緩衝作用を有する緩衝陽イ
オンを中和してｐＨ変化に対する緩衝作用のない塩を生
成する。陰極電解反応により生成されたアルカリイオン
水は、他方の陰極通水路からこの陰極通水路に接続され
た陰極出水路を経て取水される。
【００１０】陽イオン交換樹脂は上記のH+イオン交換反
応を繰り返すことによって、また陰イオン交換樹脂は、
上記のOH- イオン交換反応を繰り返すことによって、そ
れぞれイオン交換の効力が経時的に低下する。そこで、
上記経路により酸性イオン水及びアルカリイオン水を生
成した後、各弁装置を切り換えることによって、陽極側
においては、水を他方の陽極入水路から他方の陽極通水
路を通って陽極室に供給し、陽極室で生成された酸性イ
オン水を一方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続さ
れた陽極出水路を経て取水し、また、陰極側において
は、水を他方の陰極入水路から他方の陰極通水路を通っ
て陰極室に供給し、陰極室で生成されたアルカリイオン
水を他方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続された
陽極出水路を経て取水する。
応を繰り返すことによって、また陰イオン交換樹脂は、
上記のOH- イオン交換反応を繰り返すことによって、そ
れぞれイオン交換の効力が経時的に低下する。そこで、
上記経路により酸性イオン水及びアルカリイオン水を生
成した後、各弁装置を切り換えることによって、陽極側
においては、水を他方の陽極入水路から他方の陽極通水
路を通って陽極室に供給し、陽極室で生成された酸性イ
オン水を一方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続さ
れた陽極出水路を経て取水し、また、陰極側において
は、水を他方の陰極入水路から他方の陰極通水路を通っ
て陰極室に供給し、陰極室で生成されたアルカリイオン
水を他方の陽極通水路からこの陽極通水路に接続された
陽極出水路を経て取水する。
【００１１】このとき、前記と同様、陽極室への入水側
となる他方の陽極通水路内では陽イオン交換樹脂によっ
て、また、陰極室への入水側となる他方の陰極通水路内
では陰イオン交換樹脂によって、それぞれ水中の緩衝物
イオンが中和される。また、出水側となる一方の陽極通
水路内のイオン交換効力が低下した陽イオン交換樹脂
は、酸性イオン水の通過によって上記イオン交換の逆反
応がなされて再生され、同様に、出水側となる一方の陰
極通水路内の陰イオン交換樹脂は、アルカリイオン水の
通過によって再生される。
となる他方の陽極通水路内では陽イオン交換樹脂によっ
て、また、陰極室への入水側となる他方の陰極通水路内
では陰イオン交換樹脂によって、それぞれ水中の緩衝物
イオンが中和される。また、出水側となる一方の陽極通
水路内のイオン交換効力が低下した陽イオン交換樹脂
は、酸性イオン水の通過によって上記イオン交換の逆反
応がなされて再生され、同様に、出水側となる一方の陰
極通水路内の陰イオン交換樹脂は、アルカリイオン水の
通過によって再生される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の電解式浄水器を、図１に示す
一実施例を参照しながら説明すると、１０は内部を隔膜
１１によって陽極室１０Ａと陰極室１０Ｂに分割された
電解槽である。陽極室１０Ａ内には陽極板１２が設けら
れ、陰極室１０Ｂ内には陰極板１３が設けられ、この陽
極板１２と陰極板１３は整流器（直流電源）１４を介し
て接続されている。隔膜１１には、 0.1〜0.5 μｍ程度
の無数の微細孔を有する多孔質の膜が用いられ、また、
陽極板１２及び陰極板１３は、ステンレス鋼、チタン、
白金、フェライト、カーボン等が用いられる。
一実施例を参照しながら説明すると、１０は内部を隔膜
１１によって陽極室１０Ａと陰極室１０Ｂに分割された
電解槽である。陽極室１０Ａ内には陽極板１２が設けら
れ、陰極室１０Ｂ内には陰極板１３が設けられ、この陽
極板１２と陰極板１３は整流器（直流電源）１４を介し
て接続されている。隔膜１１には、 0.1〜0.5 μｍ程度
の無数の微細孔を有する多孔質の膜が用いられ、また、
陽極板１２及び陰極板１３は、ステンレス鋼、チタン、
白金、フェライト、カーボン等が用いられる。
【００１３】陽極室１０Ａの両側壁面には一対の陽極通
水路１５Ａ，１６Ａが開口し、この陽極通水路１５Ａ，
１６Ａに形成されたイオン交換槽１５ａ，１６ａには、
H+型の陽イオン交換樹脂１７Ａ，１８Ａがそれぞれ充填
されている。同様に、陰極室１０Ｂの両側壁面には一対
の陰極通水路１５Ｂ，１６Ｂが開口し、この陰極通水路
１５Ｂ，１６Ｂに形成されたイオン交換槽１５ｂ，１６
ｂには、OH- 型の陰イオン交換樹脂１７Ｂ，１８Ｂがそ
れぞれ充填されている。
水路１５Ａ，１６Ａが開口し、この陽極通水路１５Ａ，
１６Ａに形成されたイオン交換槽１５ａ，１６ａには、
H+型の陽イオン交換樹脂１７Ａ，１８Ａがそれぞれ充填
されている。同様に、陰極室１０Ｂの両側壁面には一対
の陰極通水路１５Ｂ，１６Ｂが開口し、この陰極通水路
１５Ｂ，１６Ｂに形成されたイオン交換槽１５ｂ，１６
ｂには、OH- 型の陰イオン交換樹脂１７Ｂ，１８Ｂがそ
れぞれ充填されている。
【００１４】２０Ａ，２１Ａは一対の陽極入水路、２２
Ａ，２３Ａは一対の陽極出水路で、一方の陽極入水路２
０Ａ及び陽極出水路２２Ａは一方の陽極通水路１５Ａに
おけるイオン交換槽１５ａに接続され、他方の陽極入水
路２１Ａ及び陽極出水路２３Ａは他方の陽極通水路１６
Ａにおけるイオン交換槽１６ａに接続されている。また
２０Ｂ，２１Ｂは一対の陰極入水路、２２Ｂ，２３Ｂは
一対の陰極出水路で、一方の陰極入水路２０Ｂ及び陰極
出水路２２Ｂは一方の陰極通水路１５Ｂにおけるイオン
交換槽１５ｂに接続され、他方の陰極入水路２１Ｂ及び
陰極出水路２３Ｂは他方の陰極通水路１６Ｂにおけるイ
オン交換槽１６ｂに接続されている。そして、一方の陽
極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂ、他方の陽極入水
路２１Ａ及び陰極入水路２１Ｂ、一方の陽極出水路２２
Ａ及び陰極出水路２２Ｂ、他方の陽極出水路２３Ａ及び
陰極出水路２３Ｂには、弁装置Ｖ1 〜Ｖ8 がそれぞれ設
けられている。
Ａ，２３Ａは一対の陽極出水路で、一方の陽極入水路２
０Ａ及び陽極出水路２２Ａは一方の陽極通水路１５Ａに
おけるイオン交換槽１５ａに接続され、他方の陽極入水
路２１Ａ及び陽極出水路２３Ａは他方の陽極通水路１６
Ａにおけるイオン交換槽１６ａに接続されている。また
２０Ｂ，２１Ｂは一対の陰極入水路、２２Ｂ，２３Ｂは
一対の陰極出水路で、一方の陰極入水路２０Ｂ及び陰極
出水路２２Ｂは一方の陰極通水路１５Ｂにおけるイオン
交換槽１５ｂに接続され、他方の陰極入水路２１Ｂ及び
陰極出水路２３Ｂは他方の陰極通水路１６Ｂにおけるイ
オン交換槽１６ｂに接続されている。そして、一方の陽
極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂ、他方の陽極入水
路２１Ａ及び陰極入水路２１Ｂ、一方の陽極出水路２２
Ａ及び陰極出水路２２Ｂ、他方の陽極出水路２３Ａ及び
陰極出水路２３Ｂには、弁装置Ｖ1 〜Ｖ8 がそれぞれ設
けられている。
【００１５】一方の陽極入水路２０Ａと陰極入水路２０
Ｂは第一の入水路２０から分流させたものであり、他方
の陽極入水路２１Ａと陰極入水路２１Ｂは第二の入水路
２１から分流させたものであり、この第一及び第二の入
水路２０，２１も、その上流側で共通の給水口１９から
分流したものである。また、陽極出水路２２Ａ，２３Ａ
は下流側で酸性イオン水取水口２４Ａに合流しており、
陰極出水路２２Ｂ，２３Ｂも下流側でアルカリイオン水
取水口２４Ｂに合流している。
Ｂは第一の入水路２０から分流させたものであり、他方
の陽極入水路２１Ａと陰極入水路２１Ｂは第二の入水路
２１から分流させたものであり、この第一及び第二の入
水路２０，２１も、その上流側で共通の給水口１９から
分流したものである。また、陽極出水路２２Ａ，２３Ａ
は下流側で酸性イオン水取水口２４Ａに合流しており、
陰極出水路２２Ｂ，２３Ｂも下流側でアルカリイオン水
取水口２４Ｂに合流している。
【００１６】以上の構成において、例えば、まず一方の
陽極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂの弁装置Ｖ1 ，
Ｖ2 と、他方の陽極出水路２３Ａ及び陰極出水路２３Ｂ
の弁装置Ｖ7 ，Ｖ8 を開放し、他方の陽極入水路２１Ａ
及び陰極入水路２１Ｂの弁装置Ｖ3 ，Ｖ4 と、一方の陽
極出水路２２Ａ及び陰極出水路２２Ｂの弁装置Ｖ5 ，Ｖ
6 を閉止しておくと、図示しない給水源からの未処理水
Ｗは、給水口１９から第一の入水路２０を経て、一方の
陽極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂに分流し、一方
の陽極通水路１５Ａと陰極通水路１５Ｂをそれぞれ経由
して、電解槽１０の陽極室１０Ａ及び陰極室１０Ｂに供
給される。このとき、直流電源である整流器１４をＯＮ
にすると、陽極室１０Ａでは陽極板１２によって水が酸
化され、すなわち＋電解によって、次の反応が起こる。 ２H2O →２H+＋２e-＋O2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ また、陰極室１０Ｂでは陰極板１３によって水が還元さ
れ、すなわち−電解によって、次の反応が起こる。 ２H2O ＋２e-→２OH- ＋H2・・・・・・・・・・・・・・・・
陽極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂの弁装置Ｖ1 ，
Ｖ2 と、他方の陽極出水路２３Ａ及び陰極出水路２３Ｂ
の弁装置Ｖ7 ，Ｖ8 を開放し、他方の陽極入水路２１Ａ
及び陰極入水路２１Ｂの弁装置Ｖ3 ，Ｖ4 と、一方の陽
極出水路２２Ａ及び陰極出水路２２Ｂの弁装置Ｖ5 ，Ｖ
6 を閉止しておくと、図示しない給水源からの未処理水
Ｗは、給水口１９から第一の入水路２０を経て、一方の
陽極入水路２０Ａ及び陰極入水路２０Ｂに分流し、一方
の陽極通水路１５Ａと陰極通水路１５Ｂをそれぞれ経由
して、電解槽１０の陽極室１０Ａ及び陰極室１０Ｂに供
給される。このとき、直流電源である整流器１４をＯＮ
にすると、陽極室１０Ａでは陽極板１２によって水が酸
化され、すなわち＋電解によって、次の反応が起こる。 ２H2O →２H+＋２e-＋O2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ また、陰極室１０Ｂでは陰極板１３によって水が還元さ
れ、すなわち−電解によって、次の反応が起こる。 ２H2O ＋２e-→２OH- ＋H2・・・・・・・・・・・・・・・・
【００１７】この反応によって陽極室１０Ａ内に生成さ
れた水素イオンH+及び陰極室１０Ｂ内に生成された水酸
化物イオンOH- は、極性の強い水分子と会合するので、
隔膜１１を通過できない大きさとなってそれぞれ陽極室
１０Ａ及び陰極室１０Ｂに留められ、水分子がこの隔膜
１１を自由に通過することによって、継続的に電気分解
を可能にしている。このため、陽極室１０Ａ内では水素
イオンH+の濃度が高くなり、ｐＨが低下し、酸性イオン
水Ｗａが生成される一方、陰極室１０Ｂ内では水酸化物
イオンOH- の濃度が高くなり、ｐＨが上昇し、アリカリ
イオン水Ｗｂが生成される。
れた水素イオンH+及び陰極室１０Ｂ内に生成された水酸
化物イオンOH- は、極性の強い水分子と会合するので、
隔膜１１を通過できない大きさとなってそれぞれ陽極室
１０Ａ及び陰極室１０Ｂに留められ、水分子がこの隔膜
１１を自由に通過することによって、継続的に電気分解
を可能にしている。このため、陽極室１０Ａ内では水素
イオンH+の濃度が高くなり、ｐＨが低下し、酸性イオン
水Ｗａが生成される一方、陰極室１０Ｂ内では水酸化物
イオンOH- の濃度が高くなり、ｐＨが上昇し、アリカリ
イオン水Ｗｂが生成される。
【００１８】ここで、陽極入水路２０Ａから陽極通水路
１５Ａを通って陽極室１０Ａに供給される未処理水Ｗ
は、イオン交換槽１５ａ内の陽イオン交換樹脂１７Ａを
通過することによって、次のようなイオン交換がなされ
る。 ＲH+＋Ｍ+ →ＲＭ+ ＋H+ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （ＲＭ+ はH+型イオン交換樹脂、Ｍ+ は水中の陽イオ
ン） このため、水Ｗ中に含まれる炭酸水素イオンは、上記
によるH+イオンとの次の反応によって中和される。 H+＋HCO3 - →H2CO3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陽極室１０Ａで生成されたH+イオンと化合
してｐＨ低下の阻害となる炭酸水素イオンが除去される
ので、上記の陽極電解反応を促進させることができ
る。
１５Ａを通って陽極室１０Ａに供給される未処理水Ｗ
は、イオン交換槽１５ａ内の陽イオン交換樹脂１７Ａを
通過することによって、次のようなイオン交換がなされ
る。 ＲH+＋Ｍ+ →ＲＭ+ ＋H+ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （ＲＭ+ はH+型イオン交換樹脂、Ｍ+ は水中の陽イオ
ン） このため、水Ｗ中に含まれる炭酸水素イオンは、上記
によるH+イオンとの次の反応によって中和される。 H+＋HCO3 - →H2CO3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陽極室１０Ａで生成されたH+イオンと化合
してｐＨ低下の阻害となる炭酸水素イオンが除去される
ので、上記の陽極電解反応を促進させることができ
る。
【００１９】また、陰極入水路２０Ｂから陰極通水路１
５Ｂを通って陰極室１０Ｂに供給される未処理水Ｗは、
イオン交換槽１５ｂ内の陰イオン交換樹脂１７Ｂを通過
することによって、次のようなイオン交換がなされる。 ＲOH- ＋Ａ- →ＲＡ- ＋OH- ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （ＲOH- は OH-型イオン交換樹脂、Ａ-は水中の陰イオ
ン） このため、水Ｗ中に含まれるたとえばFe3+イオンは、上
記による OH-イオンとの次の反応によって中和され
る。 ３OH- ＋Fe3+→Fe(OH-)3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陰極室１０Ｂで生成された OH-イオンと化
合してｐＨ上昇の阻害となるこのようなFe3+，Al3+，有
機酸等の陽イオン分が除去されるので、上記の陰極電
解反応を促進させることができる。
５Ｂを通って陰極室１０Ｂに供給される未処理水Ｗは、
イオン交換槽１５ｂ内の陰イオン交換樹脂１７Ｂを通過
することによって、次のようなイオン交換がなされる。 ＲOH- ＋Ａ- →ＲＡ- ＋OH- ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （ＲOH- は OH-型イオン交換樹脂、Ａ-は水中の陰イオ
ン） このため、水Ｗ中に含まれるたとえばFe3+イオンは、上
記による OH-イオンとの次の反応によって中和され
る。 ３OH- ＋Fe3+→Fe(OH-)3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陰極室１０Ｂで生成された OH-イオンと化
合してｐＨ上昇の阻害となるこのようなFe3+，Al3+，有
機酸等の陽イオン分が除去されるので、上記の陰極電
解反応を促進させることができる。
【００２０】そして、陽極室１０Ａで生成された酸性イ
オン水Ｗａは、イオン交換槽１６ａを含む他方の陽極通
水路１６Ａから陽極出水路２３Ａを経て取水口２４Ａか
ら取水可能となる。また、陰極室１０Ｂで生成されたア
ルカリイオン水Ｗｂは、イオン交換槽１６ｂを含む他方
の陰極通水路１６Ｂから陰極出水路２３Ｂを経て取水口
２４Ｂから取水可能となる。
オン水Ｗａは、イオン交換槽１６ａを含む他方の陽極通
水路１６Ａから陽極出水路２３Ａを経て取水口２４Ａか
ら取水可能となる。また、陰極室１０Ｂで生成されたア
ルカリイオン水Ｗｂは、イオン交換槽１６ｂを含む他方
の陰極通水路１６Ｂから陰極出水路２３Ｂを経て取水口
２４Ｂから取水可能となる。
【００２１】ところで、陽イオン交換樹脂１７Ａ及び陰
イオン交換樹脂１７Ｂは、上記あるいはの反応を繰
り返すことによって、イオン交換の効力が経時的に低下
するので、その効力を再生させる必要がある。そこで本
実施例の浄水器では、上記経路で所定量の酸性イオン水
Ｗａ及びアルカリイオン水Ｗｂを生成した後、次の電解
の際に、上記の場合とは逆に、弁装置Ｖ3 ，Ｖ4，Ｖ
5 ，Ｖ6 を開放し、弁装置Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ7 ，Ｖ8 を閉
止する。このため、未処理水Ｗは、給水口１９から第二
の入水路２１を経て、他方の陽極入水路２１Ａ及び陰極
入水路２１Ｂに分流し、他方の陽極通水路１６Ａと陰極
通水路１６Ｂをそれぞれ経由して、電解槽１０の陽極室
１０Ａ及び陰極室１０Ｂに供給され、及びの電解反
応が行われる。
イオン交換樹脂１７Ｂは、上記あるいはの反応を繰
り返すことによって、イオン交換の効力が経時的に低下
するので、その効力を再生させる必要がある。そこで本
実施例の浄水器では、上記経路で所定量の酸性イオン水
Ｗａ及びアルカリイオン水Ｗｂを生成した後、次の電解
の際に、上記の場合とは逆に、弁装置Ｖ3 ，Ｖ4，Ｖ
5 ，Ｖ6 を開放し、弁装置Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ7 ，Ｖ8 を閉
止する。このため、未処理水Ｗは、給水口１９から第二
の入水路２１を経て、他方の陽極入水路２１Ａ及び陰極
入水路２１Ｂに分流し、他方の陽極通水路１６Ａと陰極
通水路１６Ｂをそれぞれ経由して、電解槽１０の陽極室
１０Ａ及び陰極室１０Ｂに供給され、及びの電解反
応が行われる。
【００２２】このとき、陽極室１０Ａへ供給される未処
理水Ｗは、イオン交換槽１６ａ内の陽イオン交換樹脂１
８Ａを通過することによって及びの反応がなされ、
また陰極室１０Ｂへ供給される未処理水Ｗは、イオン交
換槽１６ｂ内の陰イオン交換樹脂１８Ｂを通過すること
によって及びの反応がなされ、水中の緩衝物イオン
が中和される。そして、陽極室１０Ａで生成された酸性
イオン水Ｗａは、イオン交換槽１５ａを含む一方の陽極
通水路１５Ａから陽極出水路２２Ａを経て取水口２４Ａ
から取水されるので、その過程で、イオン交換槽１５ａ
内の陽イオン交換樹脂１７Ａは、これを通過する酸性イ
オン水Ｗａによって、及びの逆反応がなされて再生
される。同様に、陰極室１０Ｂで生成されたアルカリイ
オン水Ｗｂは、イオン交換槽１５ｂを含む一方の陰極通
水路１５Ｂから陰極出水路２２Ｂを経て取水口２４Ｂか
ら取水されるので、その過程で、イオン交換槽１５ｂ内
の陰イオン交換樹脂１７Ｂは、これを通過するアルカリ
イオン水Ｗｂによって、及びの逆反応がなされて再
生される。
理水Ｗは、イオン交換槽１６ａ内の陽イオン交換樹脂１
８Ａを通過することによって及びの反応がなされ、
また陰極室１０Ｂへ供給される未処理水Ｗは、イオン交
換槽１６ｂ内の陰イオン交換樹脂１８Ｂを通過すること
によって及びの反応がなされ、水中の緩衝物イオン
が中和される。そして、陽極室１０Ａで生成された酸性
イオン水Ｗａは、イオン交換槽１５ａを含む一方の陽極
通水路１５Ａから陽極出水路２２Ａを経て取水口２４Ａ
から取水されるので、その過程で、イオン交換槽１５ａ
内の陽イオン交換樹脂１７Ａは、これを通過する酸性イ
オン水Ｗａによって、及びの逆反応がなされて再生
される。同様に、陰極室１０Ｂで生成されたアルカリイ
オン水Ｗｂは、イオン交換槽１５ｂを含む一方の陰極通
水路１５Ｂから陰極出水路２２Ｂを経て取水口２４Ｂか
ら取水されるので、その過程で、イオン交換槽１５ｂ内
の陰イオン交換樹脂１７Ｂは、これを通過するアルカリ
イオン水Ｗｂによって、及びの逆反応がなされて再
生される。
【００２３】したがって、一方の陽極入水路２０Ａ及び
陰極入水路２０Ｂ側から給水し、生成したイオン水Ｗ
ａ，Ｗｂを他方の陽極出水路２３Ａ及び陰極出水路２３
Ｂ側から取水するといった経路と、他方の陽極入水路２
１Ａ及び陰極入水路２１Ｂ側から給水し、生成したイオ
ン水Ｗａ，Ｗｂを一方の陽極出水路２２Ａ及び陰極出水
路２２Ｂ側から取水するといった経路を、交互に使用す
ることによって、常に再生後のイオン交換樹脂を通じて
電解槽１０への入水が行われることになり、したがって
電解効率を向上させることができる。
陰極入水路２０Ｂ側から給水し、生成したイオン水Ｗ
ａ，Ｗｂを他方の陽極出水路２３Ａ及び陰極出水路２３
Ｂ側から取水するといった経路と、他方の陽極入水路２
１Ａ及び陰極入水路２１Ｂ側から給水し、生成したイオ
ン水Ｗａ，Ｗｂを一方の陽極出水路２２Ａ及び陰極出水
路２２Ｂ側から取水するといった経路を、交互に使用す
ることによって、常に再生後のイオン交換樹脂を通じて
電解槽１０への入水が行われることになり、したがって
電解効率を向上させることができる。
【００２４】図２は上記電解式浄水器を用いて、 200リ
ットル毎に流路を切り換えてイオン交換樹脂を交互に再
生しつつイオン交換した水を電解した場合と、入水路側
にのみイオン交換樹脂を設けた電解式浄水器を用いて水
を電解した場合の陽極室内のｐＨの変化を示す実験値で
ある。この結果、入水路側にのみイオン交換樹脂を設け
たものは、一定流量の処理がなされた後はイオン交換効
力の急激な低下によって、ｐＨの変化が抑制されてしま
うのに対し、本発明の浄水器では、イオン交換樹脂の再
生によって、常に酸性イオン水としての一定のｐＨが得
られることが確認された。
ットル毎に流路を切り換えてイオン交換樹脂を交互に再
生しつつイオン交換した水を電解した場合と、入水路側
にのみイオン交換樹脂を設けた電解式浄水器を用いて水
を電解した場合の陽極室内のｐＨの変化を示す実験値で
ある。この結果、入水路側にのみイオン交換樹脂を設け
たものは、一定流量の処理がなされた後はイオン交換効
力の急激な低下によって、ｐＨの変化が抑制されてしま
うのに対し、本発明の浄水器では、イオン交換樹脂の再
生によって、常に酸性イオン水としての一定のｐＨが得
られることが確認された。
【００２５】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものではない。例えば、上記弁装置Ｖ1 〜Ｖ8 に代え
て、給水口１９から第一及び第二の入水路２０，２１へ
の分岐接続部、陽極出水路２２Ａ，２３Ａから取水口２
４Ａへの合流部、及び陰極出水路２２Ｂ，２３Ｂから取
水口２４Ｂへの合流部に切換弁を設けても良く、その他
の細部の構成は種々の変更が可能である。
ものではない。例えば、上記弁装置Ｖ1 〜Ｖ8 に代え
て、給水口１９から第一及び第二の入水路２０，２１へ
の分岐接続部、陽極出水路２２Ａ，２３Ａから取水口２
４Ａへの合流部、及び陰極出水路２２Ｂ，２３Ｂから取
水口２４Ｂへの合流部に切換弁を設けても良く、その他
の細部の構成は種々の変更が可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電解式浄水器によると、電解槽への入水側のイオン交
換樹脂によって水中の緩衝物イオンを中和させた水を電
気分解するものであるため、陽極室の酸性イオン濃度及
び陰極室のアルカリイオン濃度を高めることができ、ま
た、この酸性イオン水及びアルカリイオン水が出水時に
出水側のイオン交換樹脂を再生する構成としたため、弁
装置によって入水側を出水側に、出水側を入水側に交互
に切り換えることによって、イオン交換樹脂の効力が出
水側で常に再生され、したがって、イオン交換樹脂を定
期的に取り出して再生装置で再生させる手間がかからな
いといった優れた効果を奏する。
の電解式浄水器によると、電解槽への入水側のイオン交
換樹脂によって水中の緩衝物イオンを中和させた水を電
気分解するものであるため、陽極室の酸性イオン濃度及
び陰極室のアルカリイオン濃度を高めることができ、ま
た、この酸性イオン水及びアルカリイオン水が出水時に
出水側のイオン交換樹脂を再生する構成としたため、弁
装置によって入水側を出水側に、出水側を入水側に交互
に切り換えることによって、イオン交換樹脂の効力が出
水側で常に再生され、したがって、イオン交換樹脂を定
期的に取り出して再生装置で再生させる手間がかからな
いといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明の電解式浄水器の一実施例の概略構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明の電解式浄水器を用いて入水と出水の方
向の切り換えによりイオン交換樹脂を交互に再生しつつ
イオン交換した水を電解した場合と、入水路側にのみイ
オン交換樹脂を設けた電解式浄水器で水を電解した場合
の陽極室内のｐＨの変化を示すグラフである。
向の切り換えによりイオン交換樹脂を交互に再生しつつ
イオン交換した水を電解した場合と、入水路側にのみイ
オン交換樹脂を設けた電解式浄水器で水を電解した場合
の陽極室内のｐＨの変化を示すグラフである。
１０ 電解槽 １０Ａ 陽極室 １０Ｂ 陰極室 １５Ａ，１６Ａ 陽極通水路 １５Ｂ，１６Ｂ 陰極通水路 １５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ イオン交換槽 １７Ａ，１８Ａ 陽イオン交換樹脂 １７Ｂ，１８Ｂ 陰イオン交換樹脂 １９ 給水口 ２０ 第一の入水路 ２０Ａ，２１Ａ 陽極入水路 ２０Ｂ，２１Ｂ 陰極入水路 ２１ 第二の入水路 ２２Ａ，２３Ａ 陽極出水路 ２２Ｂ，２３Ｂ 陰極出水路 ２４Ａ 酸性イオン水取水口 ２４Ｂ アルカリイオン水取水口 Ｖ1 〜Ｖ8 弁装置 Ｗ 未処理水 Ｗａ 酸性イオン水 Ｗｂ アルカリイオン水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/46 C02F 1/42
Claims (2)
- 【請求項１】 水を電気分解して陽極側の酸性イオン水
及び陰極側のアルカリイオン水を生成する電解槽と、電
解槽の陽極室に開口した一対の陽極通水路と、各陽極通
水路に充填した陽イオン交換樹脂と、各陽極通水路に接
続した一対の陽極入水路と、各陽極通水路に接続した一
対の陽極出水路と、陽極入水路及び陽極出水路の各々に
設けた弁装置とを含むことを特徴とする電解式浄水器。 - 【請求項２】 水を電気分解して陽極側の酸性イオン水
及び陰極側のアルカリイオン水を生成する電解槽と、電
解槽の陰極室に開口した一対の陰極通水路と、各陰極通
水路に充填した陰イオン交換樹脂と、各陰極通水路に接
続した一対の陰極入水路と、各陰極通水路に接続した一
対の陰極出水路と、陰極入水路及び陰極出水路の各々に
設けた弁装置とを含むことを特徴とする電解式浄水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33452091A JP3196143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電解式浄水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33452091A JP3196143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電解式浄水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138172A JPH05138172A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3196143B2 true JP3196143B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=18278323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33452091A Expired - Fee Related JP3196143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電解式浄水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196143B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5061266B1 (ja) * | 2012-06-26 | 2012-10-31 | 日科ミクロン株式会社 | オゾン水生成装置 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP33452091A patent/JP3196143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05138172A (ja) | 1993-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010418 |
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