JP3454556B2 - イオン水生成器 - Google Patents

イオン水生成器

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JP3454556B2
JP3454556B2 JP00778694A JP778694A JP3454556B2 JP 3454556 B2 JP3454556 B2 JP 3454556B2 JP 00778694 A JP00778694 A JP 00778694A JP 778694 A JP778694 A JP 778694A JP 3454556 B2 JP3454556 B2 JP 3454556B2
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暢彦 竹下
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリイオン水を生
成するイオン水生成器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、イオン水生成器は水を電気分解
して、飲料としてのアルカリイオン水を生成する。かか
るイオン水生成器の電解槽は、陽極と陰極との間に隔膜
を設けた構造をしており、電解によって陽極側では水素
イオンが増加して酸性水が生成する。一方、陰極側では
水酸化物イオンが増加し、同時に水に含まれているミネ
ラル分であるカルシウムイオン(Ca2+)やマグネシウ
ムイオン(Mg2+)などの陽イオンが陰極側に集まり、
アルカリイオン水を生成する。
【0003】したがって、陰極側では、陽イオンの溶解
度が小さくなり上記ミネラル分が難溶性塩である水酸化
物塩として電極や隔膜などに付着して、電解性能を低下
させる原因となる。このように、イオン水生成器におい
ては陰極側における付着物の処理が大きな問題となって
いる。
【0004】この問題を解決するために、従来は、定期
的に一定期間電極に印加する電圧の極性を逆転印加させ
て電解を行い、付着物を再度溶解させたり、電解槽内に
食酢などの酸性溶液を添加して、付着物を溶解除去して
きた。しかし、これらの方法は操作自体が煩雑であるこ
と、完全に付着物を除去することが困難であり、また、
電圧の極性を逆転したままにしておくと誤って酸性水を
飲用するおそれがあることや、付着物を溶解させる数分
あるいは数時間はイオン水生成器が使用できない等の問
題があり、より効果的な付着物除去法の開発が望まれて
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、イオン水生成器
における付着物の除去は、上記方法が広く行われている
が、本発明は付着物の除去というよりも付着物自体を生
成することの少ないイオン水生成器の開発を目的として
なされたものであり、従来知られていなかったイオン水
生成器を新規に提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、供給水を複数
の電極の間に隔膜を設けた電解槽に導入し、電気分解す
ることによりアルカリイオン水と酸性水とを生成するイ
オン水生成器において、各電極に印加する電圧を一定周
期内で逆転させ、かつ、順電圧の積分値と逆電圧の絶対
値の積分値との比が2:1から35:1の範囲内にな
るように電圧値及び電圧印加時間が設定されていること
を特徴とするイオン水生成器を提供する。
【0007】また、逆電圧の絶対値を順電圧値で割り算
した商に逆電圧の印加時間を掛けた積が3秒以下とさ
れている上記イオン水生成器を提供する。
【0008】以下、本発明を図面により詳細に説明す
る。本発明のイオン水生成器の代表例を示す図1におい
て、1は水道水蛇口等の水道水供給部で、原水としての
水道水が供給される。2は安全弁であり、例えば、過剰
な通水圧がイオン水生成器の内部流路や電解槽などに加
わる場合、イオン水生成器の内部破損防止のために、通
水圧を外部に放出する。13は分岐部で安全弁2を介し
て供給されてきた水道水を2路に分岐している。
【0009】6は電解槽で、隔膜4が設けられており、
アルカリイオン水槽6a及び酸性水槽6b等からなる。
7はアルカリイオン水を生成するための電極Aであり、
8は酸性水を生成するための電極Bである。アルカリイ
オン水槽6aの上部にはアルカリイオン水流出口9を、
下部には分岐部13及び浄水器3を通過してきた水道水
の流入口が設けられている。また、酸性水槽6bの上部
には酸性水流出口10が設けられ、下部には分岐部13
を通過してカルシウム供給装置5によりカルシウムを添
加溶解させた水道水の流入口が設けられている。
【0010】ここで、浄水器3には、活性炭,中空糸等
が充填されており、浄水器3は濾過機能を有している。
また、カルシウム供給装置5はポンプ5aの機能を利用
し、水道水にカルシウムを溶解させる。5bはカルシウ
ムタンクである。
【0011】電極7,8には、制御回路11に制御され
て、電源12から所定の直流電圧が印加される。かかる
直流電圧印加によって、水道水は電気分解され、アルカ
リイオン水槽6a内の水のpH値は高くなり同水槽6a
内にアルカリイオン水が生成される。一方、酸性水槽6
b内の水のpH値は低くなり、同水槽6b内には酸性水
が生成されることになる。
【0012】なお、本発明の実施は図1に示すイオン水
生成器の構成に限定されない。
【0013】電極7,8はいずれも水を電解する際に陽
極,陰極両用に使用して正負両電圧を印加できる材質か
らなることを要し、このような電極材料としては、フェ
ライト,マグネタイト,セラミックス等の陶器類からな
る板状体等の表面に金,白金等の貴金属をメッキ等の方
法により形成したもの、チタン,チタン合金等の金属板
状体等の表面に金,白金等の貴金属を形成したものが通
常使用できる。このなかで、耐久性の面からチタンの表
面にメッキ等の方法により白金を形成したものが望まし
い。チタンの表面に白金を形成した電極は上記他の電極
より、通常約50%以上寿命が長いからである。
【0014】制御回路11には、定電流回路が備えられ
ており、この定電流回路により電極7,8に対して交互
に電圧が印加される。本発明では順電圧の積分値と逆電
圧の絶対値の積分値との比が所定の範囲内となる。この
印加電圧の波形は任意であり、正弦波、方形波、三角
波、ノコギリ波等であってもよく、波高値、パルス幅、
パルス数等を変化させることによって印加電圧の積分値
を調整する。但し、均一なpH値のアルカリイオン水を
得るためには方形波が望ましい。
【0015】本発明では印加電圧の順電圧の積分値
(順電圧と時間の積)と逆電圧の絶対値の積分値(
圧の絶対値と時間の積)との比を所定の範囲内に入れる
ことにより、所望の安定したpH値のアルカリイオン水
を得ようとするものである。逆電圧の絶対値は、順電圧
値とほぼ等しいか、大きいことが付着物を取り去るうえ
で望ましい。本発明のイオン水生成器の電圧発生器を複
雑化させないためにも、逆電圧の絶対値は順電圧値の1
〜3倍程度が好ましく、1.5〜2.5倍がより望まし
い。順電圧値と逆電圧の絶対値とが等しい場合には、逆
電圧の印加時間はさほど短くできないが、逆電圧の絶対
値が順電圧値より大きい場合には逆電圧を大きくした
分、逆電圧の印加時間を短くすることができる。
【0016】本発明では、順電圧の積分値と逆電圧の絶
対値の積分値との比が2:1〜35:1が適当な範囲
である。かかる範囲を順電圧の積分値が超えると電解の
短時間の使用で付着物の生成が顕著に現われ望ましくな
い。一方、順電圧の積分値がかかる範囲未満であると充
分なpH値のアルカリイオン水が得られず、望ましくな
【0017】また、pH9以上のアルカリイオン水を得
るイオン水生成器において、順電圧と逆電圧の波形を方
形波又はほぼ方形波とした場合、(逆電圧の絶対値/順
電圧値)×逆電圧の印加時間=TC が3秒以下が好まし
い。3秒を超えると、通常、アルカリイオン水のpH値
がほぼ10%以上(pHが9.0のときは8.1以
下)、逆電圧の印加時間の期間中に減り、安定したpH
値のアルカリイオン水が生成されず望ましくない。この
pH値の減りをほぼ5%未満にするには、TC が0.5
秒未満とすることが好ましい。
【0018】次に、正負の通電時間として、図2を参照
にして説明する。各電極における直流電圧の極性のタイ
ミングの状態を示している図2において、Tは正逆の電
圧印加が各々一回ずつ印加される時間すなわち周期を示
している。また、t1 は一周期における正電圧の印加時
間を、t2 は一周期における逆電圧の印加時間をそれぞ
れ示している。周期Tは、イオン水生成器の使用時間な
どを考慮して設定する必要がある。例えば、一回におけ
るイオン水生成器の平均使用時間が10秒程度である場
合には、Tは10秒以下に設定することが好ましい。実
際には、瞬間的に使用する場合もあるため、Tは0.5
〜2秒程度がより望ましい。また、印加時間t1 ,t2
に関しては、順電圧と逆電圧の絶対値が等しい場合には
順電圧の印加時間t2 が、逆電圧の印加時間t1 に比べ
てできるだけ長くなるように設定した方が所望のpH値
のアルカリイオン水を得るためには有利である。しか
し、逆電圧の印加時間t1 を短くし過ぎると付着物の生
成を抑制することができなくなる。
【0019】
【実施例】
(実施例1)電解槽として、電極に白金メッキを施した
チタン板を用い、隔膜として陽イオン交換膜を両電極の
およそ中間になるように設けたものを使用した。そし
て、電極に電圧印加する際にアルカリイオン水槽に2.
7(リットル/分)の水を流入させた。また、酸性水槽
にはカルシウムイオン濃度4×10-2(モル/リット
ル)の水を、1.0(リットル/分)流入させた。
【0020】次に電圧印加であるが、2分間通水印加、
2分間断水し印加休止、2分間通水印加、6分間断水し
印加休止の計12分間を1回として、この操作を繰り返
し行うようにした。逆電圧の絶対値は順電圧値の2倍に
設定して行った。
【0021】所定の回数毎に電解電圧及び電解電流を測
定し、電極間の抵抗値を測定した。この抵抗値を求める
ことによって、電解槽内にどの程度の付着物が生成した
かをある程度把握することができる。その結果を、表
2,表3に示す。
【0022】各サンプルの順電圧と逆電圧の積分値の比
については表1に記載し、サンプル1,2,3を表2、
サンプル4,5,6を表3に示す。表2、表3中のpH
値はアルカリイオン水流出口から流出するアルカリイオ
ン水のpH値である。
【0023】表2,表3に示すようにサンプル1〜4
(実施例)では、1300回以上でもpH9.0以上を
維持しており、電極間の抵抗も20.0Ω以下であり、
付着物が少ないことを示している。
【0024】(実施例2)逆電圧の絶対値を順電圧値
(20V)とほぼ等しく、又はほぼ3倍とし、印加電圧
以外の他の項目は実施例1と同様の試験を行った。結果
は実施例1とほぼ同様の傾向であった。
【0025】(実施例3)周期Tを6秒にしてその他の
条件は実施例1に同様にし試験を行った。結果は実施例
1とほぼ同様であった。但し、順電圧の積分値:逆電圧
の絶対値の積分値が2:1の場合には、逆電圧印加中に
アルカリイオン水のpH値が10%以上下がった。この
場合、他の条件をそのままにし、周期Tのみを3秒にす
ると、逆電圧印加中にアルカリイオン水のpH値が10
%以上下がることはなかった。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明では、イオン水生成器を長時間使
用しても付着物が電極等に多量に生成せず、pH9以上
のアルカリイオン水を生成できる。
【0030】したがって、付着物が生成しにくいため、
従来のように生成した付着物を食酢等の添加により溶解
するような複雑な操作は不要であり、電圧の極性を逆転
したままにしておき、誤って酸性水を飲用するおそれも
ないという効果も認められる。
【0031】また、逆電圧の絶対値を順電圧値で割り算
した商に逆電圧の印加時間を掛けた積が3秒以下にした
場合には連続してほぼ一定のpH値のアルカリイオン水
を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるイオン水生成器の代表例を示す
構成図
【図2】電極の電圧印加を示すタイミング図
【符号の説明】
4:隔膜 6:電解槽 6a:アルカリイオン水槽 6b:酸性水槽 7:電極A 8:電極B 9:アルカリイオン水流出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−109988(JP,A) 特開 平7−31978(JP,A) 特開 平6−71265(JP,A) 特開 平7−60250(JP,A) 特開 平6−178980(JP,A) 特開 平6−23363(JP,A) 特開 昭62−273096(JP,A) 実開 昭62−190695(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給水を複数の電極の間に隔膜を設けた電
    解槽に導入し、電気分解することによりアルカリイオン
    水と酸性水とを生成するイオン水生成器において、各電
    極に印加する電圧を一定周期内で逆転させ、かつ、順電
    圧の積分値と逆電圧の絶対値の積分値との比が2:1
    から35:1の範囲内になるように電圧値及び電圧印加
    時間が設定されていることを特徴とするイオン水生成
    器。
  2. 【請求項2】逆電圧の絶対値を順電圧値で割り算した商
    に逆電圧の印加時間を掛けた積が、3秒以下とされてい
    る請求項1に記載のイオン水生成器。
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JP4859382B2 (ja) * 2005-03-25 2012-01-25 九州日立マクセル株式会社 イオン水生成装置
KR101451590B1 (ko) * 2013-03-28 2014-10-22 조성근 스위칭 모드 전원 공급을 이용한 전극 이물질 제거 장치 및 방법

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