JP4632414B2 - アルカリイオン整水器 - Google Patents

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等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としては、正負の電極間にイオン交換膜を介在させ、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ものがある。また、このようなアルカリイオン整水器としては、水道のカラン（蛇口）から取水し、専用吐水口からアルカリイオン水、酸性イオン水を吐水する、シンク上へ本体を設置するタイプのものがある。また、アンダーシンク内へ本体を設置する、いわゆるビルトインタイプのものがあるが、これは取水及び吐水を行う専用のカランを有し、水道のカランとは別の専用吐水口からアルカリイオン水を吐水するものである。

この中でビルトインタイプのアルカリイオン整水器（例えば、特許文献１参照）は、利用者がアルカリイオン整水器へ接続された源水管の水栓を開くことによって源水管から水道水が通水されて電解槽に供給され、この電解槽でアルカリ水と酸性水とが生成される。そして、電解槽で生成されたアルカリ水が吐水管を経て吐水されると共に、酸性水が酸性水吐水管を経て排水される。また、利用者が水栓を閉じることによって源水管からの通水が停止されてアルカリ水の吐水が停止する。

また、アルカリイオン整水器は、人体への有用性が認められており、アルカリイオン整水器からのアルカリイオン水は、飲用として慢性下痢、消化不良、胃腸内異常発酵、制酸、胃酸過多に有効である。また、酸性イオン水は、弱酸性のアストリゼントとして美容に用いられている。

このようなアルカリイオン整水器では、電離する前の源水に、乳酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム等の食品添加物として認められた安全性の高いカルシウム化合物を添加することで、源水の導電性を高めて、各地の水道水の水質にバラツキがあっても電解槽で確実に電離を行うようにすると共に、アルカリイオン水にカルシウムイオンを添加して、利用者がカルシウムを効率よく得ることができるようにしたものがある。

そして、ビルトインタイプのアルカリイオン整水器へのカルシウムを添加する装置としては、カルシウムを添加するカルシウム容器を設けると共に、カルシウム容器に蓋の開閉に連動する弁装置を設けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この弁装置を設けたアルカリイオン整水器によれば、カルシウム容器の蓋を開けた際に、弁が付勢ばねによって付勢されることで止水し、逆流水によりカルシウム容器からの水漏れを防止することができると共に、カルシウム容器の蓋を開けた状態で誤って通水した際の水漏れを防止することができる。

一方、電解槽の少なくとも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電解槽を整水器本体内に配置し、電解槽内に供給する水道水を電解槽と整水器本体との間にも供給して電解槽を水道水中に保持することで、水道管に直結して使用することができ、生成されるアルカリイオン水の流量を水道水と同等としてもイオン交換膜の破損を防止することができるアルカリイオン整水器を先に出願した（特願２００３−０７４４６０号）。

このアルカリイオン整水器のように、整水器本体内に対して水道水が常に所定の圧力で供給されるタイプのアルカリイオン整水器では、カルシウムを添加するカルシウム容器を設けるとなると、カルシウム容器の交換の際に水漏れを防止するために高い水圧に耐え得る構造が必要となる。しかしながら、特許文献２の弁装置は、付勢ばねの付勢力により水漏れを防止しているため、整水器本体内に水道水が常に所定の圧力で供給されるアルカリイオン整水器に用いるには信頼性が低いという問題がある。また、完全に水漏れの防止を行おうとすると、弁装置の構造が複雑化すると共に高コストになってしまうという問題がある。

特開平１０−１９２８５８号公報（第３〜４頁、第１図） 特開２０００−２０２４５０号公報（第３〜４頁、第１〜３図）

本発明はこのような事情に鑑み、源水へのカルシウムの添加を容易に且つ確実に行って、医療用及び美容用として用いることができる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源水管から水道水供給路を介して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と、該電解槽内と源水管とをつなぐ水道水供給路と、前記電解槽からアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路と、前記電解槽から酸性イオン水を吐水する酸性イオン水排水路とを具備し、前記アルカリイオン水吐水路の開閉によりアルカリイオン水の吐水を制御するアルカリイオン整水器において、前記水道水供給路には、当該水道水供給路から分岐された分岐路と、該分岐路に一端が連通すると共に他端側に外部に対して開閉自在となる開口部を有し且つ外部からカルシウムが充填可能なカルシウム添加室と、前記分岐路内に設けられて当該分岐路内の水道水の水圧により前記カルシウム添加室側に付勢されて当該カルシウム添加室の一端側を封止する封止部材と、前記カルシウム添加室内に設けられて前記封止部材に一端が当接すると共に他端が前記開口部から突出し且つ前記開口部を蓋部材で封止する際に当該蓋部材により押圧されて前記カルシウム添加室の一端側を開放する押圧部材とを具備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１の態様では、カルシウム添加室の開口部を塞ぐ蓋部材を開口した際に、封止部材が水道水の水圧によってカルシウム添加室の一端を塞ぐため、カルシウム添加室の開口部から水道水が漏れ出ることがなく、カルシウム添加室を外部に開放することができ、カルシウムをカルシウム添加室に容易に且つ確実に充填することができる。また、カルシウム添加室の開口部を蓋部材で塞ぐだけで、封止部材が押圧部材により下方に押圧されてカルシウム添加室の一端を開放することができ、源水にカルシウムを容易に且つ確実に添加することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記分岐路には、前記カルシウム添加室への水道水の供給を調整する供給量調整手段が設けられていると共に、前記水道水供給路の前記分岐路よりも上流側には、水道水流量センサーが設けられており、前記流量センサーが検出した水道水の流量に応じて前記供給量調整手段が調整され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、アルカリイオン水の利用を停止した際にカルシウム添加室への水道水の供給が停止され、水道水供給路の水道水にカルシウムが漏れ出すのを防止して、アルカリイオン水の利用開始時に過剰なカルシウムを提供するのを防止することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記カルシウム添加室には、内部にカルシウムが保持されると共に外部にカルシウムを所定量だけ排出する袋状のカルシウム保持部材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、カルシウム保持部材によって、水道水にカルシウムを所望の比率で添加することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記封止部材が、球形状を有すると共に、前記カルシウム添加室の一端側に球面を当接させて封止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４の態様では、封止部材の球面を当接させて封止することで、水道水がカルシウム添加室内に侵入するのを確実に防止することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜４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５の態様では、電解槽内で生じる圧力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６の態様は、第５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６の態様では、空気部を設けることで、可撓膜が変形し易くなり、電解槽内で生じる圧力差がより確実に吸収される。

本発明の第７の態様は、第５又は６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７の態様では、電解槽内で生じる圧力差が、可撓膜が変形することで確実に吸収される。

本発明の第８の態様は、第５〜７の何れかの態様において、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８の態様では、可撓膜を所定材料で形成することで、電解槽内の圧力差を確実に吸収することができる。

本発明の第９の態様は、第５〜８の何れかの態様において、前記空間に供給された水道水を外部に排出する水道水排出口を具備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９の態様では、電解槽と整水器本体との間の空間に水道水を供給すると共に外部に排出することで、この空間に貯留された水道水の圧力と電解槽内に供給される水道水の圧力とが常に一定に保持される。

本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記水道水排出口が、前記酸性水排出口と連通し、前記電解槽と前記整水器本体との間の空間に供給された水道水を前記酸性水排出口から酸性イオン水と共に外部に排出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１０の態様では、電解槽と整水器本体との間の空間に供給された水道水を比較的容易に外部に排出することができる。

本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何れかの態様において、前記酸性イオン水排水路には、当該酸性イオン水排水路を開閉する開閉バルブと、前記電解槽で生成されたアルカリイオン水の流量を検出する流量スイッチとをさらに設け、該流量スイッチの信号に応じて前記開閉バルブを制御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１１の態様では、電解槽内の圧力差の発生を比較的小さく抑えることができる。

本発明の第１２の態様は、第１〜１１の何れかの態様において、前記アルカリイオン水吐水路がカランに接続されていると共に、該カランの水栓を開閉することによりアルカリイオン水の吐水量が制御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１２の態様では、水栓の開閉によってアルカリイオン水の吐水量が機械的に制御されていると、電解槽内に圧力差が生じ易いが、このような場合でも、可撓膜の変形によって圧力差が吸収されるため、イオン交換膜の破損を防止することができる。

本発明のアルカリイオン整水器は、カルシウム添加室の開口部を塞ぐ蓋部材を開口した際に、封止部材が水道水の水圧によってカルシウム添加室の一端を塞ぐため、カルシウム添加室の開口部から水道水が漏れ出ることがなく、カルシウムをカルシウム添加室に容易に且つ確実に充填することができる。また、カルシウム添加室の開口部を蓋部材で塞ぐだけで、封止部材が押圧部材により押圧されてカルシウム添加室の一端を開放することができ、源水にカルシウムを容易に且つ確実に添加することができる。

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、アルカリイオン整水器の要部断面図である。

図示するように、本発明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、内部で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、源水管１００に接続されて源水管１００からの水道水を内部に導入する水道水供給路１１ａを有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路１１ｂを有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路１１ｃを有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の水道水供給路１１ａを有する水道水供給パイプ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、アルカリイオン水吐水路１１ｂを有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路１１ｃを有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。

電解槽１２内には、イオン交換膜１６が固定されており、このイオン交換膜１６によって電解槽１２内が２つの空間１２ａ、１２ｂに区画されている。また、電解槽１２内のイオン交換膜１６に対向する領域には、一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられており、各電極１７ａ、１７ｂは、図示しない制御部に接続されている。

また、アルカリイオン整水器１０のアルカリイオン水吐水パイプ１４は、蛇口１１０側の水道管１００Ａに接続され、酸性イオン水排水パイプ１５は、電解槽１２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と接続されている。なお、酸性イオン水排水パイプ１５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、アルカリイオン水排水パイプ１４と水道管１００Ａとの接続部分に流量スイッチ４０が設けられており、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、あるいは電極槽１２内の電極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。

一方、水道水供給パイプ１３には、水道水供給路１１ａから分岐された分岐路５０が設けられている。この分岐路５０は、源水管１００と水道水供給路１３との継ぎ手であるチーズ１３０により形成されている。

また、チーズ１３０の分岐路５０側には、一端が分岐路５０に連通するカルシウム化合物５１が保持されたカルシウム添加室６０が設けられている。このカルシウム添加室６０は、分岐路５０とは反対側に、外部に対して開閉自在となる開口部６１を有する。このようなカルシウム添加室６０内に保持されたカルシウム化合物５１としては、例えば、乳酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム等の食品添加物として認められた安全性の高いカルシウム化合物が挙げられる。本実施形態では、メッシュ状の袋からなるカルシウム保持部材５２にカルシウム化合物５１を保持させ、カルシウム保持部材５２をカルシウム添加室６０に配置することで、カルシウム添加室６０内にカルシウム化合物５１を保持するようにした。このようにカルシウム保持部材５２によってカルシウム化合物５１を保持させることで、水道水がカルシウム添加室６０内に侵入した際に、水道水中にカルシウム化合物５１を所望の比率で添加することができる。

また、分岐路５０のカルシウム添加室６０側には、分岐路５０よりも大きな内径を有する封止部材保持部６２が設けられている。この封止部材保持部６２内には、球形状を有する封止部材７０が移動自在に保持されている。封止部材７０は、分岐路５０の内径よりも大径の外径を有することで、源水管１００側への移動が規制されている。

また、封止部材保持部６２のカルシウム添加室６０側には、封止部材７０よりも小さな内径を有する連通孔６３が設けられており、連通孔６３を介して封止部材保持部６２とカルシウム添加室６０とが連通されている。この連通孔６３の封止部材保持部６２側の開口縁部には、封止部材７０が当接して連通孔６３を封止した際に、水道水がカルシウム添加室６０内に侵入するのを防止するシール部材６４が設けられている。このシール部材６４の材料としては、例えば、金属、プラスチック、ゴム、エラストマ等を挙げることができる。また、封止部材７０の材料としては、例えば、金属、プラスチック、ゴム、エラストマ等を挙げることができる。

ここで、本実施形態のアルカリイオン整水器１０は、源水管１００に直接接続されているため、水道水供給路１３内には、水道水が常に所定の水圧で供給されている。このため、封止部材７０は、上方から力を受けない限り、原水管１００から供給された水道水の水圧によって、連通孔６３側に付勢されて、カルシウム添加室６０の開口を封止する。

また、封止部材７０には、一端が封止部材７０に固定されると共に、封止部材７０が連通孔６３のシール部材６４に当接した状態で他端がカルシウム添加室６０の開口部６１から所定量突出するように設けられた棒状の押圧部材７１が設けられている。

さらに、カルシウム添加室６０の開口部６１側には、蓋部材６５が着脱自在に嵌合しており、蓋部材６５によってカルシウム添加室６０の開口部６１が封止されている。本実施形態では、蓋部材６５がカルシウム添加室６０の開口部６１側に螺合することでカルシウム添加室６０を封止するようにした。

この蓋部材６５によってカルシウム添加室６０の開口部６１を封止すると、開口部６１から突出した押圧部材７１の他端部が蓋部材６５によって下方に押圧され、封止部材７０が源水管１００からの水圧に抗して分岐路５０側に移動される。これにより、封止部材７０とカルシウム添加室６０との間に隙間が生じ、カルシウム添加室６０の一端側、すなわち、連通孔６３が開放される。そして、開放された連通孔６３からは、源水管１００からの水道水が、水圧によりカルシウム添加室６０内に侵入し、カルシウム添加室６０内のカルシウム化合物５１に接触してカルシウムは水道水中に拡散される。そして、カルシウムの添加された水道水は、水道水供給路１３を介して電解槽１２に供給される。

このとき、連通孔６３を開放する封止部材７０と連通孔６３との隙間の大きさは、押圧部材７１のカルシウム添加室６０の開口部６１からの突出量によって決まる。また、封止部材７０と連通孔６３との隙間の大きさによって、水道水がカルシウム添加室６０に侵入する流量が決まる。このため、押圧部材７１の開口部６１からの突出量は、水道水へのカルシウムの添加量が所定の比率となるように適宜決定すればよい。

ここで、水道水へのカルシウムの添加及びカルシウム添加室６０へのカルシウム化合物５１の充填について詳細に説明する。なお、図２は、カルシウムの添加及び充填方法を示すアルカリイオン整水器の要部断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、蓋部材６５をカルシウム添加室６０の開口部６１側から取り外すと、源水管から供給された水道水の圧力によって封止部材７０は、カルシウム添加室６０側に押圧されてシール部材６４に当接し、封止部材７０が連通孔６３を封止してカルシウム添加室６０の一端側を封止する。

これにより、源水管１００内の水道水は、カルシウム添加室６０内に侵入することができず、カルシウム添加室６０の開口部６１から水道水が漏れ出るのを防止することができる。そして、この状態で、カルシウム化合物５１を開口部６１からカルシウム添加室６０に充填する。また、このとき、封止部材７０に一端が固定された押圧部材７１の他端部側は、開口部６１から所定量突出した状態となる。

また、カルシウム添加室６０内のカルシウム化合物５１が無くなった場合にも、同様に、蓋部材６５を外した状態で、カルシウム添加室６０内にカルシウム化合物５１を補充することができる。

このように、カルシウム添加室６０の開口部６１を塞ぐ蓋部材６５を開口した際に、封止部材７０が水道水の水圧によってカルシウム添加室６０の一端を塞ぐため、カルシウム添加室６０の開口部６１から水道水が漏れ出ることがなく、カルシウム化合物５１をカルシウム添加室６０内に容易に且つ確実に充填することができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、蓋部材６５でカルシウム添加室６０の開口部６１を封止すると、蓋部材６５は、押圧部材７１を介して封止部材７０を水道圧に抗して押圧し、封止部材７０を源水管１００側に移動させる。これにより封止部材７０が封止していたカルシウム添加室６０の一端側の連通孔６３を開放する。このとき、源水管１００から供給された水道水は、水圧によりカルシウム添加室６０内に侵入し、カルシウム添加室６０内でカルシウム化合物５１に接触することで、カルシウムが添加される。そして、カルシウムが添加された水道水は、連通孔６３を通り、水道水供給路１１ａを介して電解槽１２に供給される。

このように、カルシウム添加室６０の開口部６１を蓋部材６５で塞ぐだけで、封止部材７０が押圧部材７１により下方に押圧されて、カルシウム添加室６０の一端を開放することができ、水道水にカルシウムを容易に且つ確実に添加することができる。

また、カルシウムが添加された水道水は、図１に示すように、水道水供給路１１ａから常に所定の圧力で電解槽１２に供給されている。そして、利用者が蛇口１１０部分に設けられた水栓１１１を開くと、電解槽１２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路１４を介して蛇口１１０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路１４と水道管１００Ａ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１２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１５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。

ここで、水道水供給路１１ａを介して電解槽１２の下端部側から電解槽１２内に供給されたカルシウムが添加された水道水は、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蛇口１１０から供給されると共に、酸性イオン水が排水口１２０から排出される。なお、本実施形態では、水道水にカルシウムを添加することによって、水道水の導電性を高めているため、各地の水道水の水質にバラツキがある場合でも、電解槽１２内で水道水の反応を効率よく、確実に行わせることができる。

また、利用者が水栓１１１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水吐水路１１ｂ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１５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。

（実施形態２）
図３は、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図である。なお、上述した実施形態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。

図３に示すように、本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ａの水道水供給路１１ａには、分岐路５０の上流側に水道水供給路１１ａを通る水道水の流量を検出する水道水流量検出センサ９０が設けられている。

また、水道水供給路１１ａから分岐された分岐路５０には、カルシウム添加室６０への水道水の供給量を調整する供給量調整手段９１が設けられており、供給量調整手段９１は、水道水流量センサ９０が検出した水道水の流量に応じて水道水をカルシウム添加室６２に供給する量を調整している。なお、供給量調整手段９１としては、例えば、分岐路５０の流路の開閉を行う電磁弁等が挙げられる。

このように、分岐路５０に供給量調整手段９１を設けることによって、アルカリイオン水を使用していない間に、カルシウムが水道水供給路１１ａ内の水道水に溶けるのを防止して、アルカリイオン水の使用を開始した際にカルシウム濃度の高いアルカリイオン水が供給されるのを防止することができる。

また、供給量調整手段９１によって、カルシウムが分岐路５０及び水道水供給路１１ａ内の水道水に過度に添加されるのを防止することができるため、カルシウムの無駄な消費を防止でき、コストを低減することができる。

なお、このような供給量調整手段９１の動作としては、例えば、水栓１１１を閉じることでアルカリイオン水の利用を停止すると、水道水流量センサ９０が水道水供給路１１ａ内の水道水の供給が停止したことを感知する。これにより供給量調整手段９１が分岐路５０を閉じて水道水にカルシウムが過度に添加されるのを防止する。このとき、実際には、水栓１１１を閉じた後、供給量調整手段９１が分岐路５０を閉じるまでにはタイムラグが生じる。また、アルカリイオン水を利用しているときの水道水のカルシウム添加室６０への水圧に比べて、水栓１１１を閉じてアルカリイオン水の利用を停止したときとの水道水のカルシウム添加室６０内への水圧は高くなる。このため、タイムラグによってカルシウム添加室６０の水道水の水面が上昇し、カルシウム化合物５１は水没したままの状態を保つことができる。このため、アルカリイオン水の利用を再度開始する際には、カルシウム水溶液を水道水に添加することができ、カルシウムが添加されたアルカリイオン水を直ちに利用することができる。

（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３に係るアルカリイオン整水器の断面図であり、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。

図示するように、アルカリイオン整水器１０Ｂは、外枠を構成する整水器本体１１Ａと、整水器本体１１Ａ内に設けられて内部で水道水を電離する複数の電解槽１２Ａとを具備する。

電解槽１２Ａ内には、それぞれイオン交換膜１６が固定されており、このイオン交換膜１６によって電解槽１２Ａが２つの空間１２ａ、１２ｂに区切られている。また、電解槽１２Ａ内のイオン交換膜１６に対向する領域には一対の電極１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられており、各電極１７ａ、１７ｂは、整水器本体１１Ａに設けられた端子部１８と接続配線１９によって接続されている。本実施形態では、これらの各電極１７ａ、１７ｂは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜１６と同等の大きさを有する固定部材２０の一方の面にそれぞれ取り付けられている。そして、これらの固定部材２０が各空間１２ａ、１２ｂにイオン交換膜１６を挟持するように配置されることで、イオン交換膜１６に対向する領域に電極１７ａ、１７ｂが設けられている。

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、酸性イオン水排水路１１ｃ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の水道水供給路１１ａからの水道水が電解槽１２Ａと共に整水器本体１１Ａ内に供給された物である。すなわち、水道水供給路１１ａの先端部に整水器本体１１Ａ内に連通する微少な連通孔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１５の先端部にも、整水器本体１１Ａ内に連通する微少な連通孔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路１１ｃ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路１１ｃの上部、すなわち、連通孔２４の上部側が空気が残留された空気部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水口を整水器本体１１Ａに設け、貯留水２１を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１０Ｂは、上述した実施形態１と同様に、水道水供給パイプ１３が源水管に接続され、アルカリイオン水吐水路１１ｂを有するアルカリイオン水吐水パイプ１４は、蛇口１１０側の水道管１００Ａに接続される。また、酸性イオン水排水路１１ｃを有する酸性イオン水排水パイプ１５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出口１２０と接続される。

また、水道水供給パイプ１３と源水管１００とは、上述した実施形態１と同様に、チーズ１３０により接続されており、このチーズ１３０によって水道水供給路１１ａとは分岐した分岐路５０が形成されている。そして、分岐路５０には、上述した実施形態１と同様に、カルシウム化合物５１が充填されたカルシウム添加室６０が連通するように設けられ、分岐路５０のカルシウム添加室６０側には、封止部材７０等が設けられている。

ここで、水栓１１１の開閉によりアルカリイオン水供給パイプ１４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１６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１１１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、図６に示すように、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１１１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。

また、電解槽１２Ａ内には、上述したように、その内面の電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６との間に挟持されるように固定部材２０が設けられている。すなわち、これら固定部材２０によってイオン交換膜１６が挟持されている。したがって、これらの固定部材２０によってもイオン交換膜１６の変形が抑えられ、電解槽１２Ａの内部の圧力差によるイオン交換膜１６の破損をより確実に防止することができる。なお、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１３を介して電解槽１２Ａ内に供給される水道水の水圧、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１３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１３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内に溜まった貯留水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、電解槽１２Ａの外面にも略同一の圧力がかかることにより、電解槽１２Ａ自体も水圧の変化に伴う変形によって破壊されることはない。

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１５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１１Ａ内に空気部２２が存在し、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１１Ａ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１０Ｂ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を併設することで、水道水と同等の流量、例えば、一般家庭では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。

したがって、このようなアルカリイオン整水器１０Ｂ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１０Ｂ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、図７に示すように、酸性イオン水排水パイプ１５内にこの酸性イオン水排水路１１ｃの一部を遮断する流量調整部材８０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。

このように、アルカリイオン水を比較的高い水圧で供給することができる本実施形態のアルカリイオン整水器１０Ｂとしても、カルシウム添加室６０の開口部６１を塞ぐ蓋部材６５を開口した際に、封止部材７０が水道水の水圧によってカルシウム添加室６０の一端を塞ぐため、カルシウム添加室６０の開口部６１から水道水が漏れ出ることがなく、カルシウム化合物５１をカルシウム添加室６０内に容易に且つ確実に充填することができる。また、カルシウム添加室６０の開口部６１を蓋部材６５で塞ぐだけで、封止部材７０が押圧部材７１により押圧されてカルシウム添加室６０の一端を開放することができ、水道水にカルシウムを容易に且つ確実に添加することができる。

（実施形態４）
図８は、本発明の実施形態４に係るアルカリイオン整水器の断面図である。なお、上述した実施形態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。

図８に示すように、本実施形態の電解槽１２Ｂには、イオン交換膜１６と、イオン交換膜１６に対向するように、一対の電極１７ａ、１７ｂが設けられている。また、電解槽１２Ｂは、上述した実施形態２と同様に、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。

各電極１７ａ、１７ｂのそれぞれは、電解槽１２Ｂの内面に設けられた４つの固定部材２０Ａによって固定されている。この固定部材２０Ａは、電解槽１２Ｂの内面と電極１７ａ、１７ｂとの間に設けられて、例えば、１ｍｍの隙間を形成する円筒形状を有するスペーサ２０ａと、スペーサ２０ａとの間で電極１７ａ、１７ｂを挟持する円筒形状を有するスリーブ２０ｂと、スペーサ２０ａ及びスリーブ２０ｂを挿通して一端が電解槽１２Ｂに固定されたリベット２０ｃとで構成されている。

また、イオン交換膜１６は、電極１７ａを保持するスリーブ２０ｂと電極１７ｂを保持するスリーブ２０ｂとの間で挟持されている。すなわち、イオン交換膜１６は、各電極１７ａ、１７ｂを固定するスリーブ２０ｂによって４箇所で挟持されている。このとき、本実施形態では、各電極１７ａ、１７ｂとイオン交換膜１６とが、例えば、３ｍｍの隙間となるようにした。

このような電解槽１２Ｂは、イオン交換膜１６が４つの固定部材２０Ａによって点で挟持されていても、水栓１１１の開閉により圧力差が生じた際に、可撓膜によって圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜１６を破損するのを防止することができる。

すなわち、上述した実施形態２では、メッシュ状の固定部材２０によってイオン交換膜１６を挟持することで、イオン交換膜１６の破損を防止していたが、電解槽１２Ｂの全体を可撓膜で形成することによって、可撓膜により圧力差を吸収することができるため、イオン交換膜１６が４つの固定部材２０Ａによって点で挟持されていても、イオン交換膜１６の破損を防止することができる。

また、このようなアルカリイオン整水器１０Ｃの電解槽１２Ｂ以外の他の構成は、上述した実施形態２と同様のため、重複する説明は省略する。

このような構成としても、上述した実施形態１及び２と同様に、カルシウム添加室６０の開口部６１を塞ぐ蓋部材６５を開口した際に、封止部材７０が水道水の水圧によってカルシウム添加室６０の一端を塞ぐため、カルシウム添加室６０の開口部６１から水道水が漏れ出ることがなく、カルシウム化合物５１をカルシウム添加室６０内に容易に且つ確実に充填することができる。また、カルシウム添加室６０の開口部６１を蓋部材６５で塞ぐだけで、封止部材７０が押圧部材７１により押圧されてカルシウム添加室６０の一端を開放することができ、水道水にカルシウムを容易に且つ確実に添加することができる。

（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１〜４では、酸性イオン水は利用することなく配水管に流すようにしたが、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、このような場合には、酸性イオン水とは別に貯留水を外部に排出するようにすることが望ましい。

また、例えば、上述した実施形態１〜４では、押圧部材７１の一端を封止部材７０に固定し、他端が蓋部材６５に当接して押圧されるようにしたが、これに限定されず、例えば、棒状の押圧部材の一端を蓋部材に固定し、他端を封止部材に当接させて、封止部材を蓋部材に固定された押圧部材で下方に押圧するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態１〜４では、封止部材７０を球形状を有する部材としたが、特にこれに限定されず、例えば、シール部材６４に当接する側が球面に形成された半球形状としてもよい。

また、上述した実施形態３及び４では、複数の電解槽１２Ａ、１２Ｂ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、１２Ｂ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、１２Ｂ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。

また、上述した実施形態３及び４では、カルシウムの添加された水道水を電解槽１２Ａ、１２Ｂと整水器本体１１Ａ、１１Ｂとの間の空間に充填するようにしたが、チーズ１３０の源水管側に、源水管を分岐するチーズを新たに設け、このカルシウムの添加されていない水道水を電解槽１２Ａ、１２Ｂと整水器本体１１Ａ、１１Ｂの間の空間に充填するようにしてもよい。この場合、整水器本体１１Ａ、１１Ｂ内に充填される水道水が供給される水道管にも、流量スイッチ４０からの信号に基づいて開閉する電磁バルブを設けるようにすればよい。これにより、カルシウム化合物５１の無駄な消費を防止して、コストを削減することができる。

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断面図である。 本発明の実施形態３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３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３に係る電解槽の変形例を示す要部断面図である。 本発明の実施形態３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。 本発明の実施形態４に係るアルカリイオン整水器の要部断面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ アルカリイオン整水器
１１、１１Ａ、 整水器本体
１２、１２Ａ、１２Ｂ 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
１７ 電極
２０、２０Ａ 固定部材
５０ 分岐路
５１ カルシウム化合物
６０ カルシウム添加室
６１ 開口部
６５ 蓋部材
７０ 封止部材
７１ 押圧部材
１００ 源水管
１１０ 蛇口
１２０ 排水口
１３０ チーズ

Claims (12)

1. 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源水管から水道水供給路を介して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と、該電解槽内と源水管とをつなぐ水道水供給路と、前記電解槽からアルカリイオン水を吐水するアルカリイオン水吐水路と、前記電解槽から酸性イオン水を吐水する酸性イオン水排水路とを具備し、前記アルカリイオン水吐水路の開閉によりアルカリイオン水の吐水を制御するアルカリイオン整水器において、
   前記水道水供給路には、当該水道水供給路から分岐された分岐路と、該分岐路に一端が連通すると共に他端側に外部に対して開閉自在となる開口部を有し且つ外部からカルシウムが充填可能なカルシウム添加室と、前記分岐路内に設けられて当該分岐路内の水道水の水圧により前記カルシウム添加室側に付勢されて当該カルシウム添加室の一端側を封止する封止部材と、前記カルシウム添加室内に設けられて前記封止部材に一端が当接すると共に他端が前記開口部から突出し且つ前記開口部を蓋部材で封止する際に当該蓋部材により押圧されて前記カルシウム添加室の一端側を開放する押圧部材とを具備することを特徴とするアルカリイオン整水器。
2. 請求項１において、前記分岐路には、前記カルシウム添加室への水道水の供給を調整する供給量調整手段が設けられていると共に、前記水道水供給路の前記分岐路よりも上流側には、水道水流量センサーが設けられており、前記流量センサーが検出した水道水の流量に応じて前記供給量調整手段が調整されることを特徴とするアルカリイオン整水器。
3. 請求項１又は２において、前記カルシウム添加室には、内部にカルシウムが保持されると共に外部にカルシウムを所定量だけ排出する袋状のカルシウム保持部材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。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記封止部材が、球形状を有すると共に、前記カルシウム添加室の一端側に球面を当接させて封止することを特徴とするアルカリイオン整水器。
5. 請求項１〜４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。
6. 請求項５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。
7. 請求項５又は６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。
8. 請求項５〜７の何れかにおいて、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。
9. 請求項５〜８の何れかにおいて、前記空間に供給された水道水を外部に排出する水道水排出口を具備することを特徴とするアルカリイオン整水器。
10. 請求項９において、前記水道水排出口が、前記酸性水排出口と連通し、前記電解槽と前記整水器本体との間の空間に供給された水道水を前記酸性水排出口から酸性イオン水と共に外部に排出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。
11. 請求項１〜１０の何れかにおいて、前記酸性イオン水排水路には、当該酸性イオン水排水路を開閉する開閉バルブと、前記電解槽で生成されたアルカリイオン水の流量を検出する流量スイッチとをさらに設け、該流量スイッチの信号に応じて前記開閉バルブを制御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。
12. 請求項１〜１１の何れかにおいて、前記アルカリイオン水吐水路がカランに接続されていると共に、該カランの水栓を開閉することによりアルカリイオン水の吐水量が制御されていることを特徴とするアルカリイオン整水器。

Images