JP4045131B2

JP4045131B2 - ミネラル水生成装置

Info

Publication number: JP4045131B2
Application number: JP2002181523A
Authority: JP
Inventors: 美和子新井; 一重渡邊; 元春佐藤
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004024947A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水にミネラル成分を付加してミネラル水を生成するミネラル水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のミネラル生成装置として、水槽内にミネラル石と夾雑物を除去する濾過材を収納したものが一般的に使用されている。この水槽に水道水等の原水が通過するとき、水道水にミネラル成分が付加され、ミネラル含有の飲料水が供給される。
【０００３】
しかしながら、このミネラル水生成装置では飲料に付加されるミネラル成分が実際には僅かであり（ミネラル成分の付加量：総硬度として５０ｐｐｍ以下）、ミネラル飲料水として満足できるものではなかった。
【０００４】
このような問題点を解決するため、特開平６−１９０３７９号公報に記載されたミネラル水生成装置が提案された。このミネラル水生成装置は、水道水に炭酸ガスを注入して遊離炭酸濃度を高め、この水道水を炭酸カルシウムを担持した多孔質体に接触させたもので、ミネラル成分が短時間で溶出し、所望濃度のミネラル飲料水の供給が可能となった。
【０００５】
しかしながら、このミネラル水生成装置では、炭酸ガス注入用のボンベが必要となり、コストは勿論のこと装置が大型化するという問題点を有していた。
【０００６】
このような問題点を解決するため、他に特開平９−１６４３９０号公報に記載されたミネラル水生成装置が提案された。
【０００７】
このミネラル水生成装置は、電解槽内に陰陽一対のミネラル溶出用電極を配置するとともにミネラル溶出物を収納したものである。このミネラル水生成装置によれば、ミネラル溶出用電極間に直流電圧を印加することにより、水が電解され陽極のミネラル溶出用電極側で酸性水が生成され、この酸性水がミネラル溶出物（例えば、炭酸カルシウム）と溶解反応して、ミネラル成分を溶出させるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、後者のミネラル水生成装置では、電解によりミネラル溶出物（例えばコーラルサンド）から炭酸カルシウムが溶けだして水に溶解するが、炭酸カルシウムが溶解するにつれて電解槽内のｐＨが高くなり、実験によればｐＨが９．５以上になるときは炭酸カルシウムの溶解度が急激に低下する。これにより、ミネラル成分の析出を招来し、析出物が電解槽の下流側の流出管路でつまって配管閉塞を招くという問題点を有していた。
【０００９】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、ミネラル溶出物のミネラル溶出効率を向上させ、更にはミネラル成分の析出を抑制できるミネラル水生成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、水道水等の原水が供給される電解槽内に、ミネラル成分を溶出するミネラル溶出物を配置するとともに、直流電圧が印加される陰陽一対のミネラル溶出用電極を配置したミネラル水生成装置において、電解槽の上流側に酸性食品添加物を供給する酸性食品添加物供給装置を設けた構造となっている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、電解槽内のｐＨが酸性食品添加物により調整されるので、電解槽内及び流出管路内でのミネラル成分の析出が抑制され、配管づまりや電極へのスケールの付着が防止されるし、また、ミネラル成分の溶解が促進され、ミネラル水のミネラル濃度を高くすることができる。なお、中和剤として使用される酸性物質が食品添加物であるため人体に無害となっている。
【００１２】
請求項２の発明は、水道水等の原水が供給される電解槽内に、ミネラル成分を溶出するミネラル溶出物を配置するとともに、直流電圧が印加される陰陽一対のミネラル溶出用電極を配置したミネラル水生成装置において、電解槽の下流側から流出されたミネラル水の一部を再び電解槽に戻すミネラル水循環経路を設けるとともに、ミネラル水循環経路に酸性食品添加物を供給する酸性食品添加物供給装置を設けた構造となっている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、電解槽から流出したミネラル水を再び電解槽に戻すミネラル水循環経路を設けたので、ミネラル水のミネラル濃度を高くすることができる。また、このミネラル水循環経路に酸性食品添加物を供給する酸性食品添加物供給装置を設けたので、電解槽に戻るミネラル水に酸性食品添加物が添加され、これにより、電解槽内のｐＨの上昇が抑制され、ミネラル水のミネラル濃度を更に高くすることができる。
【００１４】
なお、請求項３の発明の如く電解槽に導電性物質を配置しえ、電解効率及びミネラル溶出効率の低下を防止するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４は本発明に係るミネラル水生成装置の第１実施形態を示すもので、図１はミネラル水生成装置の水回路図、図２はミネラル水生成装置の正面断面図、図３はミネラル水生成装置の側面断面図、図４は混合物の拡大断面図である。
【００１６】
ミネラル水生成装置は、電解槽１０と、電解槽１０に水道水等の原水を供給する給水管２０と、電解槽１０で生成されたミネラル水をポンプ３０１により図示しない蛇口等に導く取水管３０とを有している。
【００１７】
まず、電解槽１０の構造を図２乃至図４を参照して詳述する。電解槽１０は偏平箱状に形成されており、その内部は通水可能な仕切板１０１を介して上下にほぼ仕切られており、仕切板１０１の上方には水道水が給水される貯水室１０２を形成し、仕切板１０１の下方には水を電気分解する電解室１０３を形成している。
【００１８】
貯水室１０２は、その上板に水道水の給水管２０に連結する導水筒１０４を設け、水道水を貯水室１０２内に導水している。また、貯水室１０２には水位検知器１０５が設置されており、フロート１０５ａの上下動により上位及び下位をマイクロスイッチ１０５ｂが検知し、導水筒１０４からの給水及び停水を制御して、貯水室１０２内の水位を所定レベルに維持している。また、貯水室１０２内には案内板１０６が設置されており、導水筒１０４から給水された水道水を中央寄りに導き貯水室１０２全体に水道水が流れるようにしている。なお、１０７は許容量以上の水を排水するオーバーフロー管である。
【００１９】
電解室１０３内には複数の混合物１０８と複数の陰陽一対のミネラル溶出用電極１０９ａ，１０９ｂとを交互に配置しており、各電極１０９ａ，１０９ｂの端子１０９ｃは仕切板１０１を貫通して貯水室１０２の上板から突出し、電源に接続できるようになっている。
【００２０】
ここで、混合物１０８は、図４に示すように、ミネラル溶出物１０８ａと導電性物質１０８ｂとから構成されたものである。このミネラル溶出物１０８ａとして、コーラルサンド、麦飯石、ミネラル石等を粉末状或いは粒状にしたものが用いられている。一方、導電性物質１０８ｂは、粉末状活性炭、粒状活性炭、繊維状活性炭、木炭、カーボンブラック、金、銀、白金系金属の何れか１つ又はこれらの混合物質が用いられている。これら導電性物質１０８ｂは、炭素系、金、銀、白金系金属となっているため、これが溶出したときでも人体に無害となっている。なお、導電性物質１０８ｂが活性炭であるときは導電性を向上させるため銀を付着するようにしても良い。混合物１０８は以上のようなミネラル溶出物１０８ａと導電性物質１０８ｂとを混合しているが、その内部に水が通るようになっている。また、組み付け性及びメンテナンス性を向上させるため、混合物１０８を予め通水性を有するケースに充填し、電解室１０３に配置するようにしても良い。この場合はミネラル溶出物１０８ａ及び導電性物質１０８ｂを粒状又は紛状のままでケースに充填すれば足りる。
【００２１】
一方、ミネラル溶出用電極１０９ａ，１０９ｂは、その電極間に図示しない直流電源から直流電圧が印加されており、一方のミネラル溶出用電極１０９ａが陽極で、他方のミネラル溶出用電極１０９ｂが陰極となっている。また、直流電源は図示しない制御部により電圧値、極性及び通電時間などが制御されている。
【００２２】
本実施形態に係るミネラル水生成装置のミネラル溶出用電極１０９ａ，１０９ｂ間に直流電圧を印加するとき、陽極のミネラル溶出用電極１０９ａ側では、
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^-
となり、水素イオン濃度が上昇し酸性水が生成される。一方、陰極のミネラル溶出用電極１０９ｂ側では、
４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→２Ｈ₂＋４ＯＨ^-
となり、アルカリ水が生成される。ここで、ミネラル溶出物１０８ａ（例えば；炭酸カルシウム：ＣａＣＯ₃）が酸性水と反応して、
ＣａＣＯ₃ ＋２Ｈ⁺→Ｃａ²⁺＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂
となり、ミネラルイオン（Ｃａ²⁺）が溶出する。
【００２３】
ここで、ミネラル溶出物１０８ａが絶縁物であり、各ミネラル溶出用電極１０９ａ，１０９ｂ間の導電率を低下させる要因として作用するが、本実施形態に係るミネラル水生成装置は混合物１０８として導電性物質１０８ｂを混合しているため、電解効率が低くなることがなく、ひいてはミネラル溶出効率も低下することがない。
【００２４】
なお、電解槽１０の下方には電解室１０３で生成されたミネラル水を合流させる合流室１１０が設置されており、合流室１１０内に流れたミネラル水を導出筒１１１を取水管３０に流すようになっている。
【００２５】
次に、給水管２０側の構造を図１を参照して説明する。電解槽１０の上流側、即ち給水管２０には酸性食品添加物が収容された酸性食品添加物供給装置４０が設置されている。即ち、給水管２０の途中から分岐管４０１を介して酸性食品添加物供給装置４０が並列に設置されている。また、分岐管４０１の上流側には開閉弁４０２を設置し、開閉弁４０２の開閉操作により酸性食品添加物供給装置４０への通水を制御するようになっている。ここで、酸性食品添加物はクエン酸、ＤＬーリンゴ酸、リン酸、フマル酸など酸性を示す食品添加物であれば何れでも良い。また、酸性食品添加物は水道水に効率よく溶出できるよう、酸性食品添加物供給装置４０内に例えば紛状又は粒状にして収納されている。
【００２６】
本実施形態によれば、各ミネラル溶出用電極１０９ａ，１０９ｂ間に直流電圧を印加することにより、ミネラル溶出物１０８からミネラル成分が溶出される。
ここで、ポンプ３０１を駆動するとき、図２及び図３の矢印に示すように、水道水が流れ、ミネラル水を蛇口等に取水することができる。
【００２７】
また、ミネラル水を取水する際、開閉弁４０２を開くときは水道水の一部が酸性食品添加物供給装置４０に流れ、電解槽１０内のｐＨの上昇を抑制する。これにより、ミネラル溶解度の低下が防止され、ミネラル濃度の高いミネラル水が生成されるし、また、ミネラル成分の析出が防止される。なお、ペーハー調整剤として使用される酸性物質が食品添加物であるため人体に無害となっている。
【００２８】
なお、分岐管４０１には開閉弁４０２が設置されているが、開閉弁４０２に代えて図示しない流量調整弁を設置てもよい。これにより、酸性食品添加物の溶出量を任意に制御でき、必要以上の添加物の混入を防止できる。
【００２９】
図５は本発明に係るミネラル水生成装置の第２実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表すとともに、その説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の酸性食品添加物供給装置４１は液状の酸性食品添加物を用い、これをタンクに収容している。また、酸性食品添加物供給装置４１を電解槽１０より位置的に上方に設置している。更に、酸性食品添加物供給装置４１は液供給管４１１を通じて給水管２０に接続している。液供給管４１１には開閉弁４１２が設置され、給水管２０への酸性食品添加物の自然流下供給を規制及び解除している。
【００３１】
本実施形態によれば、開閉弁４１２を開くときは、酸性食品添加物が自然流下して電解槽１０内に供給され、前記第１実施形態と同様に電解槽１０内のｐＨの上昇が抑制される。
【００３２】
なお、前記第１実施形態と同様に開閉弁４１２に代えて図示しない流量調整弁を設置てもよい。また、液供給管４１１が給水管２０に接続され、給水管２０を通じて酸性食品添加物を電解槽１０内に供給しているが、液供給管４１１を電解槽１０に直接接続するようにしても良い。その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３３】
図６は本発明に係るミネラル水生成装置の第３実施形態を示すもので、前記第２実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表すとともに、その説明を省略する。
【００３４】
前記第２実施形態では液状添加物の供給制御を開閉弁（或いは流量調整弁）で行っているが、本実施形態ではポンプ４１３で供給制御している。本実施形態によれば、ポンプ４１３の駆動により酸性食品添加物が電解槽１０内に供給され、前記第２実施形態と同様に電解槽１０内のｐＨの上昇が抑制される。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３５】
図７は本発明に係るミネラル水生成装置の第４実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表すとともに、その説明を省略する。
【００３６】
前記第１〜３実施形態では電解槽１０の上流側で酸性食品添加物を供給する構造となっている。これに対して、本実施形態では、一端が取水管３０のうちポンプ３０１の下流側と接続し他端が給水管２０に接続するミネラル水循環管４２１を設けている。また、ミネラル水循環管４２１には酸性食品添加物供給装置４２を設置している。なお、酸性食品添加物供給装置４２は前記第１実施形態の酸性食品添加物供給装置４０と同様にクエン酸等の酸性食品添加物が紛状又は粒状にして収納されている。
【００３７】
本実施形態によれば、図７の矢印に示すように、取水管３０から取水されミネラル水の一部が電解槽１０に戻り、ミネラル水のミネラル濃度を高くすることができる。また、電解槽１０に戻る際、ミネラル水に酸性食品添加物が添加されるため、電解槽内のｐＨの上昇が抑制され、ミネラル水のミネラル濃度を更に高くすることができる。なお、本実施形態ではミネラル水循環管４２１の他端が給水管２０に接続しているが、ミネラル水循環管４２１の他端を電解槽１０に直接接続するようにしてもよい。その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電解槽の上流側で酸性食品添加物を供給し、又は、電解槽の下流側から取水されたミネラル水に酸性食品添加物を供給して再び電解槽に戻す構成となっているため、電解槽内のｐＨが酸性食品添加物により調整され、これにより、電解槽内及び流出管路内でのミネラル成分の析出が抑制され、配管づまりや電極へのスケールの付着が防止されるし、更には、ミネラル成分の溶解が促進され、ミネラル水のミネラル濃度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るミネラル水生成装置の水回路図
【図２】第１実施形態に係るミネラル水生成装置の正面断面図
【図３】第１実施形態に係るミネラル水生成装置の側面断面図
【図４】混合物の拡大断面図
【図５】第２実施形態に係るミネラル水生成装置の水回路図
【図６】第３実施形態に係るミネラル水生成装置の水回路図
【図７】第４実施形態に係るミネラル水生成装置の水回路図
【符号の説明】
１０…電解槽、２０…給水管、３０…取水管、４０，４１，４２…酸性食品添加物供給装置、４２１…ミネラル水循環管。

Claims

水道水等の原水が供給される電解槽内に、ミネラル成分を溶出するミネラル溶出物を配置するとともに、直流電圧が印加される陰陽一対のミネラル溶出用電極を配置したミネラル水生成装置において、
前記電解槽の上流側に酸性食品添加物を供給する酸性食品添加物供給装置を設けた
ことを特徴とするミネラル水生成装置。
水道水等の原水が供給される電解槽内に、ミネラル成分を溶出するミネラル溶出物を配置するとともに、直流電圧が印加される陰陽一対のミネラル溶出用電極を配置したミネラル水生成装置において、
前記電解槽の下流側から流出されたミネラル水の一部を再び該電解槽に戻すミネラル水循環経路を設けるとともに、該ミネラル水循環経路に酸性食品添加物を供給する酸性食品添加物供給装置を設けた
ことを特徴とするミネラル水生成装置。
前記電解槽に導電性物質を配置した
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のミネラル水生成装置。