JP4462607B2

JP4462607B2 - アルカリイオン整水器

Info

Publication number: JP4462607B2
Application number: JP2004027039A
Authority: JP
Inventors: 圭三岩井
Original assignee: Chugoku Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: JP2005218906A

Description

本発明は、水道から供給される水道水を電離してアルカリイオン水及び酸性イオン水を供給可能なアルカリイオン整水器に関し、特に、電解槽内にイオン交換膜を介在させてアルカリイオン水と酸性イオン水とを分離生成するタイプのアルカリイオン整水器に関する。

水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成するアルカリイオン整水器には、正負の電極間にイオン交換膜を介在させて、水の電気分解作用を利用して、アルカリイオン水と酸性イオン水とに分離生成する電解槽が用いられている。

このような電解槽を有するアルカリイオン整水器としては、イオン交換膜を保持する隔膜保持枠を額縁形状として、一対の側縁部から相互に入り組んで突出する複数のリブを設け、このリブにより電解液流路を蛇行形状とすることで電解効率を向上したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、電解槽内に側縁部から突出するリブを設けて蛇行した流路を形成した場合、リブと電解槽の内面とで画成される角部に渦流が発生して止水域が形成されてしまい、電解効率が低下してしまうという問題がある。また、止水域があるため、電解効率を向上するためには、電解槽を大型化するしかなく、アルカリイオン整水器が大型化してしまうという問題がある。さらに、流路が蛇行しているため、圧力損失が大きく電解槽の内部を流れる流量が低下してしまうという問題がある。

このため、隣接するリブの先端部が重なり合う領域を狭くすることで、流路を直線に近づけた緩やかな蛇行にして、圧力損失を低減することができるが、リブと電解槽の内面とで画成される角部の止水域がさらに広くなってしまい電解効率が低下してしまうという問題がある。また、逆に、隣接するリブの先端部が重なり合う領域を広くすることで、流路を急激に蛇行させて角部に形成される止水域の領域を狭くすることができるが、圧力損失が大きくなり電解槽の内部を流れる流量がさらに低下してしまうという問題がある。

特開平９−２５３６４９号公報（第４〜５頁、第３、４図）

本発明はこのような事情に鑑み、流量を低下させることなく電解効率を向上することができると共に小型化したアルカリイオン整水器を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、イオン交換膜を有すると共に当該イオン交換膜のアルカリイオン水側及び酸性イオン水側にそれぞれ原水管から導入された水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽を具備するアルカリイオン整水器において、前記電解槽内には、前記水道水が導入される一端から前記アルカリイオン水及び前記酸性イオン水が流出される他端に向かった基準方向に交差する幅方向に配置されて、当該幅方向の一部の流れをせき止める折流板を前記基準方向に亘って複数個所定の間隔で設け、且つ前記折流板の幅方向一端側に第１の流路を交互に形成することにより、前記基準方向に対して蛇行した折流を形成すると共に、前記折流板の他端部側に前記第１の流路よりも小さな流量となる第２の流路を形成したことを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第１の態様では、電解槽内に折流と第２の流路とを形成することによって、電解槽内の止水域を無くすことができ、水道水の電離分解を効率よく行うことができる。また、折流板の両端部側に２つの流路を形成することで、圧力損失が著しく低下するのを防止して電解槽の内部の流量が低下するのを防止することができる。これにより、電解槽を小型化することができると共にアルカリイオン整水器を小型化することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記折流板を、交互に幅方向他端側に偏位させて一端側に前記第１の流路を形成すると共に他端側に前記第２の流路を形成することを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第２の態様では、折流板を交互に変位させることで、容易に折流板の両端部側に第１及び第２の流路のそれぞれを交互に形成することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記電解槽が前記イオン交換膜の両側に水道水が導入されてアルカリイオン水及び酸性イオン水が生成される第１及び第２の空間を有すると共に、前記第１及び第２の空間のそれぞれに前記折流板が設けられていることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第３の態様では、第１及び第２の空間に折流板を設けることによって、第１及び第２の空間の流量を調整することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を整水器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する水道水を前記電解槽と前記整水器本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を水道水中に保持するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第４の態様では、電解槽内で生じる水圧差が電解槽の一部を構成する可撓膜が変形することで実質的に吸収されるため、イオン交換膜が変形することによる破損が防止される。したがって、電解槽に供給する水道水の水圧を上昇させることができ、アルカリイオン水の吐水量を増加させることができる。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第５の態様では、空気部を設けておくことで、可撓膜が変形しやすくなり、電解槽内で生じる水圧差がより確実に吸収される。

本発明の第６の態様は、第４又は５の態様において、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第６の態様では、電解槽内で生じる水圧差が、可撓膜が変形することで確実に吸収される。

本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とするアルカリイオン整水器にある。

かかる第７の態様では、可撓膜を所定材料で形成することで、電解槽内の水圧差を確実に吸収することができる。

本発明のアルカリイオン整水器は、電解槽内の流路を折流板の一端部側で蛇行させると共に、他端部側にも流路を形成することにより、電解槽内の止水域を無くすことができ、原水の電離分解を効率よく行うことができる。また、折流板の両端部側に２つの流路を形成することで、圧力損失が著しく低下するのを防止して電解槽の内部の流量が低下するのを防止することができる。これにより、電解槽を小型化することができると共にアルカリイオン整水器を小型化することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の概略断面図であり、図２は、電解槽の分解斜視図であり、図３は、電解槽の要部断面図である。

図１に示すように、本実施形態のアルカリイオン整水器１０は、外枠を構成する整水器本体１１内に、水道水が電離されてアルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される電解槽１２が保持されている。また、整水器本体１１には、蛇口１００に接続されて蛇口１００からの水道水を電解槽１２の内部に導入する水道水供給パイプ１３と、電解槽１２内で生成されたアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水パイプ１４と、電解槽１２内で生成された酸性イオン水を排出する酸性イオン水排水パイプ１５とを具備する。

具体的には、整水器本体１１の水道水供給パイプ１３が電解槽１２の下端部側に接続され、また、電解槽１２の上端部側には、アルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水パイプ１４と、酸性イオン水を排出する酸性イオン水排水パイプ１５とがそれぞれ接続されている。そして、これらの各パイプ１３、１４、１５が整水器本体１１に固定されることで、電解槽１２が整水器本体１１内に保持されている。

また、電解槽１２は、図２に示すように、枠部２５ａの両側の開口が一対の蓋部２５ｂで塞がれた中空の箱形状を有する。この電解槽１２内にイオン交換膜１６が固定されることで、図１に示すように、電解槽１２内はイオン交換膜１６によって２つの空間１２ａ、１２ｂに区画されている。また、電解槽１２の枠部２５ａの一端部には、水道水供給パイプ１３が接続されて電解槽１２の空間１２ａ、１２ｂのそれぞれに水道水が導入される原水導入孔２６ａが設けられている。また、電解槽１２の枠部２５ａの原水導入孔２６ａとは反対側の他端部には、空間１２ａに対向する領域にアルカリイオン水吐水パイプ１４が接続されて空間１２ａ内で生成されたアルカリイオン水が流出されるアルカリイオン水流出孔２６ｂと、空間１２ｂに対向する領域に酸性イオン水吐水パイプ１５が接続されて空間１２ｂで生成された酸性イオン水が流出される酸性イオン水流出孔２６ｃとが設けられている。そして、原水導入孔２６ａから導入された水道水は、空間１２ａ、１２ｂ内でアルカリイオン水及び酸性イオン水に電解されて、アルカリイオン水流出孔２６ｂ及び酸性イオン水流出孔２６ｃからそれぞれ流出される。

また、蓋部２５ｂのそれぞれには、イオン交換膜１６に相対向するように電極１７ａ、１７ｂが設けられており、これら電極１７ａ、１７ｂは、各蓋部２５ｂの外側に設けられた端子部１８と電気的に接続されている。また、一対の電極１７ａ、１７ｂには、図２に示すように、複数の折流板２７を有する固定部材２０がそれぞれ取り付けられており、これらの固定部材２０が各空間１２ａ、１２ｂにイオン交換膜１６を狭持するように配置されることで、一対の電極１７ａ、１７ｂの間でイオン交換膜１６が保持されている。

ここで、固定部材２０は、図２及び図３に示すように、電解槽１２の原水導入孔２６ａからアルカリイオン水流出孔２６ｂ及び酸性イオン水流出孔２６ｃに向かった基準方向２００と直交する幅方向２０１の両側に設けられた一対の板状部材からなる。

この固定部材２０には、基準方向２００に亘って複数の折流板２７が保持部材２８を介して所定の間隔で保持されている。本実施形態では、固定部材２０に３つの折流板２７を均等な間隔で設けるようにした。

折流板２７を保持する保持部材２８は、固定部材２０のイオン交換膜１６側の面及び電極１７ａ又は１７ｂ側の面のそれぞれに、幅方向２０１に固定部材２０を構成する一対の板状部材に跨って設けられており、固定部材２０の両面に設けられた一対の保持部材２８の間で折流板２７をその長手方向が幅方向２０１となるように保持している。このような折流板２７は、その両端部が固定部材２０に当接しないように、固定部材２０を構成する一対の板状部材の間隔よりも短く形成されることで、電解槽１２内を流れる水道水の基準方向２００に対して幅方向２０１の一部の流れをせき止めるようになっている。

詳しくは、折流板２７を、交互に幅方向２０１の一端部側に固定部材２０に当接しないように偏位させることで、折流板２７の幅方向２０１の他端部と固定部材２０との間に第１の流路２９ａが交互に形成されている。また、折流板２７は、一端部が固定部材２０に当接しないように偏位されているため、この一端部と固定部材２０との間に第２の流路２９ｂが交互に形成されている。このような第２の流路２９ｂは、第１の流路２９ａよりも幅狭で設けられており、第１の流路２９ａを通過する水道水の流量よりも小さな流量で水道水が通過するようになっている。

そして、電解槽１２内に原水導入孔２６ａから導入された水道水は、折流板２７によって画成された第１の流路２９ａが第２の流路２９ｂよりも幅広に設けられているため、この第１の流路２９ａに沿って蛇行した折流２１０が形成される。また、第１の流路２９ａよりも幅狭の第２の流路２９ｂにも水道水が流れるため、この第２の流路２９ｂを通過する渦流防止流２１１が形成される。すなわち、原水導入孔２６ａから空間１２ａ、１２ｂ内のそれぞれに供給された水道水は、折流２１０と渦流防止流２１１とを流れて、アルカリイオン水流出孔２６ｂ及び酸性イオン水流出孔２６ｃから流出されるようになっている。

このように、電解槽１２内に折流板２７を設けることによって、内部の流路を蛇行した折流２１０と渦流防止流２１１とにすることで、電解槽１２内に止水域が発生するのを防止して水道水を電極１７ａ、１７ｂの全面に亘って流すことができ、電極１７ａ、１７ｂによる電解効率を向上することができる。また、隣接する折流板２７の幅方向２０１で重なり合う領域を狭くして、折流２１０の蛇行を直線に近く、緩やかな蛇行としても、渦流防止流２１１によって止水域が形成されないため、電解効率を向上した状態で、電解槽１２内の圧力損失が低減するのを防止することができる。これにより、電解槽１２内の流量が低下するのを防止することができる。また、電解効率を向上した状態で、流量の低下を防止することができるため、電解槽１２を小型化することができると共に、アルカリイオン整水器１０を小型化することができる。

以下、このようなアルカリイオン整水器１０の動作について説明する。

上述したように、本実施形態のアルカリイオン整水器１０は、蛇口１００に接続されているため、利用者が蛇口１００に設けられた水栓１０１を開くことで、水道水供給パイプを介して電解槽１２の下端部側から原水導入孔２６ａを介して電解槽１２内に水道水がイオン交換膜１６で区切られた両側の空間１２ａ、１２ｂにそれぞれ流れ込む。そして、両電極１７ａ、１７ｂには所定の電圧が印加されているため、電解槽１２内、すなわち、イオン交換膜１６と電極１７ａ、１７ｂとの間を通過する際に、水道水中は水素イオンＨ^＋と水酸イオンＯＨ⁻とに電離し、水素イオンＨ^＋がイオン交換膜１６を介して一方の空間に集まることで、アルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される。すなわち、２つの空間１２ａ、１２ｂの内、−電極（陰極）１７ｂ側の空間１２ｂでは、イオン交換膜１６を通過して水素イオンＨ^＋が集まり、水道水（２Ｈ_２Ｏ）は、電子（２ｅ⁻）によりＨ_２＋２ＯＨ⁻に整水され、アルカリイオン水が生成される。一方、＋電極（陽極）１７ａ側の空間１２ａでは、水道水（２Ｈ_２Ｏ）は、Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻に整水され、酸性イオン水が生成される。このように水道水は、この電解槽１２を通過する際に連続的に電離され、これにより生成されたアルカリイオン水がアルカリイオン水吐水パイプ１４から供給されると共に、酸性イオン水が酸性イオン水排水パイプ１５から排出される。

また、利用者が水栓１０１を閉めることで、水道水の供給が停止されて、アルカリイオン水の供給と酸性イオン水の排水との両方が停止される。なお、例えば、水道水供給パイプ１３に流量を検出する流量検出センサを設け、水栓１０１を閉めることで流量検出センサが流量を検出しなくなった場合に、電極１７ａ、１７ｂへの電圧の印加を停止させるようにすればよい。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の要部断面図であり、図５は、アルカリイオン整水器の概略構成を示す図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ａは、原水管１１０Ａに接続される、いわゆるビルトインタイプのものであり、整水器本体１１Ａ内に、複数の電解槽１２Ａが保持されている。また、整水器本体１１Ａには、原水管１１０Ａに接続されて原水管１１０Ａからの水道水を内部に導入する水道水供給パイプ１３Ａと、電解槽１２Ａ内で生成されたアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水パイプ１４Ａと、電解槽１２Ａで生成された酸性イオン水を排水する酸性イオン水排水パイプ１５Ａとが設けられている。

電解槽１２Ａ内は、上述した実施形態１と同様にイオン交換膜１６が折流板２７の設けられた固定部材２０によって保持されることで、２つの空間１２ａ、１２ｂに区画されている。また、電解槽１２Ａのイオン交換膜１６に対向する領域には、一対の電極１７ａ、１７ｂが固定部材２０によって固定されている。すなわち、電解槽１２Ａ内には、折流板２７の設けられた固定部材２０によって、イオン交換膜１６と各電極１７ａ、１７ｂとが一体的に保持されている。また、各電極１７ａ、１７ｂは、電解槽１２Ａの内面に設けられたスペーサ２０ａによって、電解槽１２Ａの内面と電極１７ａ、１７ｂとの間に１ｍｍの隙間を形成している。なお、電極１７ａ、１７ｂは、整水器本体１１Ａに設けられた端子部１８Ａと接続配線１９によって電気的に接続されている。

このような電解槽１２Ａの少なくともイオン交換膜１６に対向する領域の一部、本実施形態では、電解槽１２Ａ全体が所定の柔軟性を有する可撓膜によって形成されている。例えば、本実施形態では、電解槽１２Ａが、厚さが０．３ｍｍ程度のプラスチックシートによって形成されている。

また、このような複数の電解槽１２Ａが保持された整水器本体１１Ａ内、すなわち、各電解槽１２Ａと整水器本体１１Ａとの間の空間には水道水が供給され、整水器本体１１Ａ内に貯まった水道水（貯留水）２１中に各電解槽１２Ａが保持されている。また、整水器本体１１Ａ内には、電解槽１２Ａに接触しない領域の一部、例えば、本実施形態では、酸性イオン水排水パイプ１５Ａの上部に空気が残留している空気部２２が存在する。このように内部に水道水が供給される整水器本体１１Ａは、水道水の水圧に耐えられる程度の剛性を有する材料、例えば、ステンレス鋼等で形成する必要がある。

また、貯留水２１は、本実施形態では、整水器本体１１Ａの水道水供給パイプ１３Ａからの水道水が電解槽１２と共に整水器本体１１Ａ内に供給されたものである。すなわち、水道水供給パイプ１３Ａの先端部に、整水器本体１１内に連通する微小な連通孔２３が設けられており、この連通孔２３を介して整水器本体１１Ａ内に水道水（貯留水）２１が供給されている。そして、本実施形態では、酸性イオン水排水パイプ１５Ａの先端部にも、整水器本体１１Ａ内に連通する微小な連通孔２４が設けられており、貯留水２１はこの連通孔２４を介して酸性イオン水排水パイプ１５Ａに排出されるようになっている。このため、本実施形態では、整水器本体１１Ａ内の酸性イオン水排水パイプ１５Ａの上部、すなわち、連通孔２４の上部側は、空気が残留している空気部２２となっている。

なお、本実施形態では、連通孔２４を介して貯留水２１を酸性イオン水と共に外部に排出するようにしたが、勿論、貯留水２１を外部に排出する貯留水排出口を整水器本体１１Ａに設け、酸性イオン水とは別に外部に排出するようにしてもよい。

このようなアルカリイオン整水器１０Ａは、図５に示すように、水道水供給パイプ１３Ａが、原水管１１０Ａに接続され、アルカリイオン水吐水パイプ１４Ａが、蛇口１００側の水道管１１０Ｂに接続される。また、酸性イオン水排水パイプ１５Ａの一端は、電解槽１２Ａによって生成された酸性イオン水が排出される排水口１２０と接続される。なお、酸性イオン水排水パイプ１５Ａの途中には電磁バルブ３０が設けられ、酸性イオン水の排水量はこの電磁バルブ３０の開閉によって制御されている。例えば、本実施形態では、アルカリイオン水吐水パイプ１４Ａと水道管１１０Ｂとの接続部分に流量スイッチ４０が設けられおり、この流量スイッチ４０からの信号に基づいて電磁バルブ３０が開閉されるようになっている。また、このような流量スイッチ４０及び電磁バルブ３０の制御、あるいは各電解槽１２Ａ内の電極１７ａ、１７ｂに供給する電圧の制御等は、図示しない制御部によって制御されている。

以下、このようなアルカリイオン整水器の動作について説明する。

上述したように、アルカリイオン整水器１０Ａは水道管の途中に配設されているため、電解槽１２Ａ内には水道水供給パイプ１３Ａから水道水が常に所定の圧力で供給されている。そして、利用者が蛇口１００部分に設けられた水栓１０１を開くと、電解槽１２Ａ内で生成されたアルカリイオン水がアルカリイオン水吐水パイプ１４を介して蛇口１００から所定の流量で供給され始める。また同時に、アルカリイオン水吐水パイプ１４Ａと水道管１１０Ｂとの間に設けられた流量スイッチ４０が、アルカリイオン水が流れ始めたことを検出し、この流量スイッチ４０からの信号に基づいて、電解槽１２Ａ内の電極１７ａ、１７ｂ間には所定の電圧が印加される。さらに、酸性イオン水排水パイプ１５Ａに設けられた電磁バルブ３０が開放されて排水口１２０から酸性イオン水が排出される。

また、利用者が水栓１０１を閉めることでアルカリイオン水の供給が停止され、これに伴いアルカリイオン水吐水パイプ１４Ａ内の流れが止まると、流量スイッチ４０の信号によって酸性イオン水排水パイプ１５Ａに設けられた電磁バルブ３０が閉じられ、酸性イオン水の排水も停止される。

ここで、水栓１０１の開閉によりアルカリイオン水吐水パイプ１４Ａ内の流れが発生又は停止する時刻と、流量スイッチ４０がそれを感知して電磁バルブ３０が開閉される時刻とは、若干のタイムラグが存在する。このタイムラグによって生じる流水の慣性作用により、電解槽１２Ａ内のアルカリイオン水側の空間１２ｂと酸性イオン水側の空間１２ａとの内部圧力に差が生じてしまう。イオン交換膜は、例えば、膜厚が１２μｍ程度であるため、この圧力差によってイオン交換膜１６が変形して破損する虞がある。

しかしながら、本発明では電解槽１２Ａが可撓膜で形成されているため、例えば、水栓１０１を開ける際に２つの空間１２ａ、１２ｂに圧力差が生じたとしても、電解槽１２Ａ自体が内側に変形することでこの圧力差が吸収されるため、イオン交換膜１６の変形による破損を防止することができる。なお、水栓１０１を閉じた際には、電解槽１２Ａ自体が外側に変形することで内部の圧力差が吸収される。

なお、本実施形態では、電解槽１２Ａ全体が可撓膜で形成されているが、勿論、電解槽１２Ａ内の圧力差を吸収できれば、可撓膜からなる可撓部を電解槽１２Ａのイオン交換膜１６に対向する領域の一部に設けるようにしてもよい。

また、電解槽１２Ａの変形によって２つの空間１２ａ、１２ｂの圧力差を吸収するためには、電解槽１２Ａは、比較的高い柔軟性を有する必要があり、例えば、イオン交換膜１６よりも柔軟性を有することが好ましい。この条件を満たすために、電解槽１２Ａは、比較的膜厚の薄いプラスチックフィルムからなる可撓膜で形成されている。このため、電解槽１２Ａは、それ自体では水道水供給パイプ１３Ａを介して電解槽１２Ａ内に供給される水道水の圧力、例えば、１〜６ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力に耐えられず破壊されてしまう虞がある。

しかしながら、本発明では、水道水供給パイプ１３Ａを介して電解槽１２Ａ内に水道水が供給される際、水道水供給パイプ１３Ａの先端部の連通孔２３から整水器本体１１Ａ内にも水道水が供給され、整水器本体１１Ａ内に貯まった貯留水２１内に各電解槽１２Ａが保持されている。このため、整水器本体１１Ａ内の貯留水２１の圧力は、電解槽１２Ａ内に供給された水道水と略同一の圧力に保持され、電解槽１２Ａの外面にも、その内面と略同一の水圧がかかる。したがって、電解槽１２Ａ内に供給される水道水によって電解槽１２Ａの内面に比較的高い圧力がかかった場合でも、電解層１２Ａの外面にも略同一の圧力がかかることになり、電解槽１２Ａ自体も水圧の変化に伴う変形によって破損することはない。

また、本実施形態では、貯留水２１は、酸性イオン水排水パイプ１５Ａに設けられた連通孔２４から酸性イオン水と共に外部に排出されるようになっている。すなわち、整水器本体１１Ａ内には水道水が満充填されておらず、連通孔２４の上部側には空気が残留している空気部２２が存在する。このため、上述した電解槽１２Ａ内の圧力差に伴う電解槽１２Ａの変形が貯留水２１によって妨げられることがなく、イオン交換膜１６の破損を防止することができる。

すなわち、上述したように電解槽１２Ａ内の圧力差により電解槽１２Ａが変形した場合、整水器本体１１Ａ内の容積が変化する。このとき、貯留水２１自体は実質的に容積変化しないため、整水器本体１１Ａ内に貯留水が満充填されていると、貯留水２１によって電解槽１２Ａの変形が妨げられる。しかしながら、本実施形態では、整水器本体１１内に空気部２２が存在し、電解槽１２Ａが変形した場合にこの空気部２２が容積変化するため、電解槽１２Ａの変形が妨げられることがない。したがって、整水器本体１１Ａ内に空気部２２を設けておくことで、イオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。

なお、このような空気部２２の容積は、特に限定されないが、整水器本体１１内の容積の２０〜３０％程度の大きさであることが好ましい。

このように本発明のアルカリイオン整水器１０Ａでは、水道水を比較的高い水圧で供給してもイオン交換膜１６及び電解槽１２Ａが破損することがないため、所定数の電解槽１２Ａを並設することで、水道水と同等の流量、例えば、一般家庭用では２０〜３０（Ｌ／分）程度、業務用では１００（Ｌ／分）程度の流量でアルカリイオン水を利用者に供給することができる。

また、上述した実施形態１と同様に、電解槽１２Ａ内に折流板２７を設けることによって、電極１７ａ、１７ｂによる電解効率を向上することができるため、電解槽１２Ａを流れる流量を多くしても、水道水を確実に電解させてアルカリイオン水を生成することができる。また、隣接する折流板２７の幅方向で重なり合う領域を狭くして、折流の蛇行を直線に近く、緩やかな蛇行としても、渦流防止流によって止水域が形成されないため、電解効率を向上した状態で、電解槽１２Ａ内の圧力損失が低減するのを防止することができる。これにより、電解槽１２Ａ内の流量が低下するのを防止することができる。また、電解効率を向上した状態で、流量の低下を防止することができるため、電解槽１２Ａを小型化することができると共に、アルカリイオン整水器１０Ａを小型化することができる。

また、このようなアルカリイオン整水器１０Ａによって生成したアルカリイオン水を電気温水器等の給湯器に供給して温水として利用者に提供することもでき、アルカリイオン水を、例えば、入浴やシャワーに利用することができる。なお、アルカリイオン整水器１０Ａから給湯器にアルカリイオン水を供給する場合、給湯器に供給されるアルカリイオン水の水圧が若干低下する。このため、例えば、図６に示すように、酸性イオン水排水パイプ１５Ａ内にこの排水流路の一部を遮断する流量調整部材５０を設けることにより、給湯器に供給されるアルカリイオン水の水圧を調整するようにしてもよい。

また、本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ａでは、酸性イオン水は利用することなく排水管に流すようにしているが、例えば、専用タンク等に貯留することにより酸性イオン水も利用できるようにすることもできる。なお、この場合には、酸性イオン水とは別に貯留水２１を外部に排出するようにすることが望ましい。

さらに、本実施形態では、複数の電解槽１２Ａが、整水器本体１１Ａ内に所定の間隔で並設されるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、隣接する電解槽１２Ａの間に間隔を空けずに、外周面が接触するように並設するようにしてもよい。このように隣接する電解槽１２Ａに間隔を空けずに、並設するようにしても、接触していない可撓膜によって電解槽１２Ａ内の圧力差の吸収を行わせることができると共に、小型化することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１及び２では、折流板２７を基準方向２００に直交する幅方向２０１に配置するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、折流板２７を基準方向２００と交差して、幅方向２０１に対して傾斜するように配置してもよい。

また、上述した実施形態１及び２では、電解槽１２、１２Ａ内の固定部材２０に折流板２７を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、電解槽１２、１２Ａ内に固定部材２０を設けずに、直接、折流板２７を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、空間１２ａ、１２ｂのそれぞれの折流板２７の一方面を電極１７ａ、１７ｂに保持させ、各空間１２ａ、１２ｂの折流板２７の他方面側でイオン交換膜１６を狭持させると共に各空間１２ａ、１２ｂの折流板２７同士をイオン交換膜１６を貫通するように連結するようにすればよい。このように電解槽１２、１２Ａ内に固定部材２０を設けなくても、折流板２７のみでイオン交換膜１６を固定することができる。

さらに、上述した実施形態１及び２では、折流板２７の両端部が固定部材２０に当接しないように配置することで、第１及び第２の流路２９ａ、２９ｂを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、折流板をその両端部が固定部材２０に当接するようにして、折流板の両端部に貫通した開口部を設けることにより第１及び第２の流路を形成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１及び２では、第１及び第２の空間１２ａ、１２ｂのそれぞれに３つの折流板２７を設けるようにしたが、第１及び第２の空間１２ａ、１２ｂのそれぞれの折流板２７の数を変えることによって第１及び第２の空間１２ａ、１２ｂの流量を調整するようにしてもよい。なお、第１及び第２の空間１２ａ、１２ｂのそれぞれに同じ数の折流板２７を設け、隣接する折流板２７の幅方向２０１で重なり合う領域を変更することで流量の調整をするようにしてもよい。

本発明の実施形態１に係るアルカリイオン整水器の概略断面図である。本発明の実施形態１に係る電解槽の分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る電解槽の要部断面図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の要部断面図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の概略構成を示す図である。本発明の実施形態２に係るアルカリイオン整水器の変形例を示す要部断面図である。

符号の説明

１０、１０Ａアルカリイオン整水器
１１、１１Ａ整水器本体
１２、１２Ａ電解槽
１３水道水供給パイプ
１４アルカリイオン水吐水パイプ
１５酸性イオン水排水パイプ
１６イオン交換膜
１７ａ、１７ｂ電極
２０固定部材
２０ａスペーサ
２５ａ枠部
２５ｂ蓋部
２６ａ原水導入孔
２６ｂアルカリイオン水流出孔
２６ｃ酸性イオン水流出孔
２７折流板
２８保持部材
２９ａ第１の流路
２９ｂ第２の流路
１００蛇口
１０１水栓
１１０Ａ原水管
１２０排水口
２００基準方向
２０１幅方向
２１０折流
２１１渦流防止流

Claims

イオン交換膜を有すると共に当該イオン交換膜のアルカリイオン水側及び酸性イオン水側にそれぞれ原水管から導入された水道水からアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽を具備するアルカリイオン整水器において、
前記電解槽内には、前記水道水が導入される一端から前記アルカリイオン水及び前記酸性イオン水が流出される他端に向かった基準方向に交差する幅方向に配置されて、当該幅方向の一部の流れをせき止める折流板を前記基準方向に亘って複数個所定の間隔で設け、且つ前記折流板の幅方向一端側に第１の流路を交互に形成することにより、前記基準方向に対して蛇行した折流を形成すると共に、前記折流板の他端部側に前記第１の流路よりも小さな流量となる第２の流路を形成したことを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１において、前記折流板を、交互に幅方向他端側に偏位させて一端側に前記第１の流路を形成すると共に他端側に前記第２の流路を形成することを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１又は２において、前記電解槽が前記イオン交換膜の両側に水道水が導入されてアルカリイオン水及び酸性イオン水が生成される第１及び第２の空間を有すると共に、当該第１及び第２の空間のそれぞれに前記折流板が設けられていることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記電解槽の少なくとも前記イオン交換膜に対向する領域の一部を可撓膜によって形成すると共に当該電解槽を整水器本体内に配置し、前記電解槽内に供給する水道水を前記電解槽と前記整水器本体との間の空間にも供給して、前記電解槽を水道水中に保持するようにしたことを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項４において、前記空間の前記電解槽とは接触しない領域の少なくとも一部に空気が残留している空気部を有することを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項４又は５において、前記電解槽の全面が前記可撓膜で構成されていることを特徴とするアルカリイオン整水器。
請求項６において、前記可撓膜がプラスチックシートからなることを特徴とするアルカリイオン整水器。