JP6682330B2 - Electrolytic hydrogen water generator and method for lowering pH of electrolytic hydrogen water - Google Patents
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Description
本発明は、電解水素水生成器及び電解水素水のpH低下方法に関する。 The present invention relates to an electrolytic hydrogen water generator and a method for lowering the pH of electrolytic hydrogen water.
我々が日常的に摂取する水は、健康の基礎作りとして極めて重要な役割を果たしており、人々の間で健康志向が高まる中、飲用水への注目が更に高まっている。 The water we consume on a daily basis plays an extremely important role as a foundation for health, and as people's health consciousness increases, attention is paid to drinking water.
従来より、このようなニーズに合致するような飲用水は種々提案されており、例えば、飲用水中に酸素を多量に溶存させた酸素水や、水素を溶存させた水素水が知られている。 Conventionally, various types of drinking water that meet such needs have been proposed. For example, oxygen water in which a large amount of oxygen is dissolved in drinking water and hydrogen water in which hydrogen is dissolved are known. .
特に、分子状水素を含有させた水素水は、生体内酸化ストレスの低下や、血中LDLの増加抑制など、健康に寄与する報告が種々なされている。 In particular, various reports have been made that hydrogen water containing molecular hydrogen contributes to health such as reduction of in vivo oxidative stress and suppression of increase in blood LDL.
このような水素水は、水中に水素を溶存させることで生成されるのであるが、その生成方法としては、例えば、飲用水中に水素ガスをバブリングする方法や、化学反応による方法、水を電気分解して生成する方法などが挙げられる。 Such hydrogen water is generated by dissolving hydrogen in water, and examples of the generation method include a method of bubbling hydrogen gas into drinking water, a method by a chemical reaction, and a method of electrically converting water. Examples include a method of decomposing and generating.
中でも、水の電気分解による方法は、同じく健康づくりに役立つとされるアルカリ電解水に水素を含ませた電解水素水を生成することができ、これら双方の相乗的な効果を期待することができる(例えば、特許文献1参照。)。 Among them, the method of electrolyzing water can generate electrolyzed hydrogen water in which hydrogen is added to alkaline electrolyzed water, which is also said to be useful for health promotion, and a synergistic effect of both can be expected. (For example, refer to Patent Document 1.).
ところで、水素水中に含まれた溶存水素の量は、水素水を飲用する者にとって最も重要な関心事の一つである。特に、溶存水素量が多い水素水は、より健康増進に役立つと考える飲用者が多く、溶存水素濃度の高い水素水が求められる傾向にある。 By the way, the amount of dissolved hydrogen contained in hydrogen water is one of the most important concerns for those who drink hydrogen water. In particular, there are many drinkers who think that hydrogen water having a large amount of dissolved hydrogen is more useful for health promotion, and there is a tendency that hydrogen water having a high dissolved hydrogen concentration is required.
前述した水の電気分解による方法では、電解電流を上げることで、比較的容易に電解水素水の溶存水素濃度を高めることが可能である。 In the method of electrolyzing water described above, it is possible to increase the dissolved hydrogen concentration of electrolyzed hydrogen water relatively easily by increasing the electrolysis current.
しかし、電解電流を上げると、陰極側にてより多くの水酸化物イオンが生成されるため、電解水素水のpHも上昇する。 However, when the electrolytic current is increased, more hydroxide ions are generated on the cathode side, so that the pH of the electrolytic hydrogen water also increases.
ところが、飲用に適合する電解水素水のpHは10以下とされており、電流を増大させてより溶存水素濃度の高い電解水素水を得るためには、何らかの手段によりpHを低下させることが必要となる。 However, the pH of the electrolyzed hydrogen water suitable for drinking is set to 10 or less, and it is necessary to decrease the pH by some means in order to increase the current and obtain electrolyzed hydrogen water having a higher dissolved hydrogen concentration. Become.
そこで、先に示した特許文献1では、このような問題に対し、電解水素水の吐出ラインに原水をバイパスさせて混合し、希釈することで水酸化物イオン濃度を低下させる方法が提案されている。 Therefore, in order to solve such a problem, Patent Document 1 described above proposes a method of reducing the hydroxide ion concentration by bypassing and mixing raw water in the discharge line of electrolytic hydrogen water and diluting it. There is.
しかしながら、上記従来の原水を混合する方法にあっては、水酸化物イオンと共に溶存水素までもが希釈されてしまうこととなり、未だ改善の余地が残されていた。 However, in the above-described conventional method of mixing raw water, even dissolved hydrogen is diluted with hydroxide ions, and there is still room for improvement.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制できる電解水素水生成器、及び電解水素水のpH低下方法を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an electrolytic hydrogen water generator capable of suppressing an increase in pH of the electrolytic hydrogen water with almost no decrease in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water, And a method for lowering the pH of electrolytic hydrogen water.
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る電解水素水生成器では、(1)隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとした。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the electrolytic hydrogen water generator according to the present invention has (1) an anode chamber and a cathode chamber, which are partitioned by a diaphragm, and are arranged in each electrode chamber while supplying water. Electrolytic hydrogen water provided with an electrolytic cell for electrolyzing the water by energizing the electrodes through the diaphragm, and discharging alkaline electrolytic hydrogen water from the cathode chamber while discharging acidic water from the anode chamber. The generator is provided with a reflux bypass flow passage for joining part of the acidic water discharged from the electrolytic cell with the raw water supplied to the anode chamber.
また、本発明に係る電解水素水生成器では、以下の点にも特徴を有する。
(2)前記還流バイパス流路は、前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えること。
(3)前記排水流路には、前記酸性水分岐流路の分岐部よりも下流側に、同排水流路を流れる酸性水の流量を調整する流量調整手段が設けられていること。
(4)前記排水流路の中途部に屈曲流路を介設してその下流を電解槽の正面より前方に離隔した離隔流路と成すと共に電解槽の正面前方であって前記離隔流路の側方にパーツ配置空間を形成し、同パーツ配置空間に前記流量調整手段を配設したこと。
(5)前記屈曲流路よりも上流側の排水流路は、前記電解槽のケーシングと一体的に形成されていること。
(6)前記分岐部を前記屈曲流路又はその下流に設けて前記酸性水分岐流路を離隔流路と成すと共に、同酸性水分岐流路の先端部を電解槽の下部へ向けて折曲させて電解槽の下面下方に酸性水還流混合部を配置したこと。
Further, the electrolytic hydrogen water generator according to the present invention is also characterized by the following points.
(2) The reflux bypass flow passage supplies an acidic water branch flow passage that diverts a part of the acidic water from the middle of the drainage passage that drains the acidic water discharged from the electrolysis tank, and the raw water to the anode chamber. An acidic water reflux mixing section which is formed on the flow channel for mixing the acidic water flowing through the acidic water branch channel with the raw water.
(3) The drainage flow path is provided with a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of the acidic water flowing through the drainage flow path, on a downstream side of a branch portion of the acid water branching flow path.
(4) A curved flow path is provided in the middle of the drainage flow path, and a downstream of the flow path is separated from the front surface of the electrolytic cell to form a separation flow path. A parts arrangement space is formed laterally, and the flow rate adjusting means is arranged in the parts arrangement space.
(5) The drainage flow path upstream of the bent flow path is formed integrally with the casing of the electrolytic cell.
(6) The branch portion is provided in the curved flow path or in the downstream thereof to form the acidic water branch flow path as a separation flow path, and the tip end of the acidic water branch flow path is bent toward the lower part of the electrolytic cell. Then, the acidic water reflux mixing section was arranged below the lower surface of the electrolytic cell.
また、本発明に係る電解水素水のpH低下方法では、(7)隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器における、前記陰極室内にて生成する電解水素水のpH低下方法であって、前記電解槽より吐出された酸性水の一部を原水と共に前記陽極室に還流し、同陽極室内の水のpHを原水を供給した場合のpHよりも低いpHとすることにより、前記陰極室内の水中に存在する水酸化物イオンが前記隔膜を介して前記陽極室内の水中に存在する水素イオン又はオキソニウムイオンと中和反応する確率を向上させて、前記陰極室内の水のpHを低下させるようにした。 Further, in the method for lowering the pH of electrolyzed hydrogen water according to the present invention, (7) it has an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm, and the diaphragm is provided between electrodes arranged in each electrode chamber while supplying water. The cathode in the electrolytic hydrogen water generator provided with an electrolyzer for electrolyzing the water by energizing the battery through which the alkaline electrolyzed hydrogen water is discharged from the cathode chamber while discharging the acidic water from the anode chamber. A method for lowering the pH of electrolyzed hydrogen water produced in a room, wherein a part of the acidic water discharged from the electrolyzer is returned to the anode chamber together with the raw water, and the pH of the water in the anode chamber is supplied as the raw water. When the pH is lower than the case pH, the probability that hydroxide ions present in water in the cathode chamber will undergo neutralization reaction with hydrogen ions or oxonium ions present in water in the anode chamber through the diaphragm. Improve The pH of the serial cathode chamber of water was set to reduce.
本発明に係る電解水素水生成器では、陽極室へ供給する原水に電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えることとしたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。 In the electrolytic hydrogen water generator according to the present invention, since the raw water to be supplied to the anode chamber is provided with the reflux bypass flow path for joining a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell, the generated hydrogen in the electrolytic hydrogen water is dissolved in hydrogen. It is possible to provide an electrolytic hydrogen water generator capable of suppressing an increase in pH of electrolytic hydrogen water with almost no decrease in concentration.
また、前記還流バイパス流路は、前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えることとすれば、排水となる酸性水の量を低減させつつ、原水と共に酸性水を陽極室内に還流させることができる。 Further, the reflux bypass flow passage supplies an acidic water branch flow passage for diverting a part of the acidic water from the middle of the drainage passage for discharging the acidic water discharged from the electrolysis tank, and the raw water to the anode chamber. If the acidic water reflux mixing unit that is formed on the flow channel and mixes the acidic water flowing through the acidic water branch channel with the raw water is provided, while reducing the amount of the acidic water that becomes wastewater, together with the raw water. Acidic water can be refluxed into the anode chamber.
また、前記排水流路の中途部に屈曲流路を介設してその下流を電解槽の正面より前方に離隔した離隔流路と成すと共に電解槽の正面前方であって前記離隔流路の側方にパーツ配置空間を形成し、同パーツ配置空間に前記流量調整手段を配設すれば、例えば電磁バルブなどの流量調整手段を電解槽の近傍でありながら、雑然とすることなくコンパクトに配置することができる。 In addition, a curved flow path is provided in the middle of the drainage flow path, and a downstream side of the flow path is a separation flow path separated from the front of the electrolytic cell, and the front side of the front side of the electrolytic cell is the separation flow path side. By forming the parts arrangement space on one side and arranging the flow rate adjusting means in the parts arrangement space, for example, the flow rate adjusting means such as an electromagnetic valve can be compactly arranged in the vicinity of the electrolytic cell without clutter. be able to.
また、前記屈曲流路よりも上流側の排水流路は、前記電解槽のケーシングと一体的に形成すれば、排水流路をより整然とさせることができ、しかも、離隔流路の上方にも新たなパーツ配置空間を形成することができる。 Further, if the drainage flow passage on the upstream side of the bent flow passage is formed integrally with the casing of the electrolyzer, the drainage flow passage can be made more orderly, and also above the separation flow passage. It is possible to form a space for arranging various parts.
また、前記分岐部を前記屈曲流路又はその下流に設けて前記酸性水分岐流路を離隔流路と成すと共に、同酸性水分岐流路の先端部を電解槽の下部へ向けて折曲させて電解槽の下面下方に酸性水還流混合部を配置すれば、電解槽周りの配管を整然と配置しつつも、陽極室へ供給する原水に酸性水を混入させて堅実に混合水が生成されるよう構成することができる。 In addition, the branch portion is provided in the bent flow path or in the downstream thereof to form the acidic water branch flow path as a separation flow path, and the tip end of the acidic water branch flow path is bent toward the lower part of the electrolytic cell. By arranging the acidic water reflux mixing section below the lower surface of the electrolytic cell, the acidic water is mixed with the raw water to be supplied to the anode chamber while the piping around the electrolytic cell is arranged in order, and the mixed water is steadily generated. Can be configured as follows.
また、本発明に係る電解水素水のpH低下方法によれば、電解槽より吐出された酸性水の一部を原水と共に陽極室に還流し、同陽極室内の水のpHを原水を供給した場合のpHよりも低いpHとすることにより、陰極室内の水中に存在する水酸化物イオンが隔膜を介して陽極室内の水中に存在する水素イオン又はオキソニウムイオンと中和反応する確率を向上させて、陰極室内の水のpHを低下させるようにしたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制可能な電解水素水のpH低下方法を提供することができる。 Further, according to the method for lowering the pH of electrolyzed hydrogen water according to the present invention, when a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell is refluxed to the anode chamber together with the raw water, and the pH of the water in the anode chamber is supplied as the raw water. By making the pH lower than the pH of the above, the probability that the hydroxide ions present in the water in the cathode chamber neutralize with the hydrogen ions or oxonium ions present in the water in the anode chamber through the diaphragm is improved. Since the pH of the water in the cathode chamber is lowered, there is provided a method for lowering the pH of electrolyzed hydrogen water capable of suppressing an increase in pH of the electrolyzed hydrogen water with almost no decrease in the dissolved hydrogen concentration of the produced electrolyzed hydrogen water. Can be provided.
本発明は、隔膜により区画した陽極室と陰極室とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水を吐出する電解槽を備えた電解水素水生成器であって、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供するものである。 The present invention has an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm, and electrolyzes the water by supplying electricity through the diaphragm between electrodes arranged in each electrode chamber while supplying water, An electrolytic hydrogen water generator equipped with an electrolytic cell for discharging alkaline electrolytic hydrogen water from the cathode chamber while discharging acidic water from the anode chamber, with a reduction in the dissolved hydrogen concentration of the generated electrolytic hydrogen water. The present invention provides an electrolyzed hydrogen water generator that can suppress an increase in the pH of electrolyzed hydrogen water without the need.
本明細書において電解水素水は、水の電気分解により陰極側で生成されるアルカリ電解水であって、同じく陰極側で生成した水素ガスが溶存している水である。 In the present specification, electrolytic hydrogen water is alkaline electrolyzed water generated on the cathode side by electrolysis of water, and is water in which hydrogen gas similarly generated on the cathode side is dissolved.
したがって、本明細書における電解水素水生成器は、所謂アルカリイオン整水器についても、概念上含まれるものと解するべきである。 Therefore, it should be understood that the electrolytic hydrogen water generator in the present specification conceptually includes a so-called alkaline ion water conditioner.
また、陽極室と陰極室とを区画する隔膜は、一般的なアルカリイオン整水器にて隔膜として用いられるものであれば特に限定されず、例えば、中性膜やイオン交換膜等を採用することができる。 Further, the diaphragm that separates the anode chamber and the cathode chamber is not particularly limited as long as it is used as a diaphragm in a general alkaline ionized water device, and for example, a neutral membrane or an ion exchange membrane is adopted. be able to.
そして、本実施形態に係る電解水素水生成器の特徴としては、陽極室へ供給する原水に電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路を備えている点が挙げられる。 And, the feature of the electrolytic hydrogen water generator according to the present embodiment is that the raw water supplied to the anode chamber is provided with a reflux bypass flow path for joining a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell. .
すなわち、従来のアルカリイオン整水器等において排水されていた酸性水の一部を、再び陽極室内へ原水と共に混合水の状態で還流させることとしている。 That is, a part of the acidic water drained in the conventional alkaline ionized water conditioner or the like is returned to the anode chamber together with the raw water in a mixed water state.
ここで、図1を参照しながら、陰極室から吐出される電解水素水のpHが上述の還流により低下する現象について、本発明者らが現時点で想定している機序に基づき説明する。図1は、電解槽1に備えられた陽極室10及び陰極室11内の水の状態を示した概念図である。
Here, with reference to FIG. 1, a phenomenon in which the pH of the electrolytic hydrogen water discharged from the cathode chamber is lowered by the above-mentioned reflux will be described based on the mechanism currently assumed by the present inventors. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state of water in an
図1(a)に示すように、陽極室10及び陰極室11は、隔膜12によって区画されており、陽極室10には陽極13が配置され、陰極室11には陰極14が配置されている。
As shown in FIG. 1A, the
陽極室10内は、前述の還流バイパス流路によって酸性水と原水とが混合された混合水で満たされており、水中には水分子と共に水素イオンが存在している。一方、陰極室11は、原水で満たされており、水分子が存在している。なお、ここでは説明の便宜上水素イオンと称するが、実際はヒドロニウムイオンなどのオキソニウムイオンとして存在する場合も考えられる。
The inside of the
このような状態において、陽極13と陰極14との間で隔膜12を介して通電すると、図1(b)に示すように水分子が電気分解されて、陽極室10内では水素イオンが生成し、陰極室11内では水酸化物イオンが生成する。
In such a state, when electricity is applied between the
この時、陽極室10内は、電気分解により生じた水素イオンに加え、還流させた酸性水由来の水素イオンが元々存在しているため、混合水を供給せず原水のみを陽極室に供給して電気分解を行った場合(以下、非還流方式と称する。)に比して低pH状態、すなわち水素イオンが多い状態となる。
At this time, since hydrogen ions derived from refluxed acidic water originally exist in the
隔膜12はイオン透過性を有しているため、図1(c)に示すように、隔膜12の近傍では陽極室10内の水素イオンと、陰極室11内の水酸化物イオンとが結合して水が生成する。特に、陰極室11側の視点からは、水酸化物イオンが消費され陰極室11内のpHが低下する。
Since the
しかも、陽極室10内に存在する多量の水素イオンにより、隔膜12を介した水酸化物イオンとの反応機会が増大していることから、この隔膜12近傍にて生起する中和反応がより促進され、結果として陰極室11内の水のpHは、非還流方式に比して低くなる。
Moreover, since a large amount of hydrogen ions existing in the
また、このような反応と平行して陰極室11内では、図1(d)に示すように水素分子が生成されて水中に溶解し、pH上昇が抑制された電解水素水が吐出されることとなる。
In addition, in parallel with such a reaction, in the
特に、溶存水素濃度を高めるために、電極間により多くの電流を流した場合でも、非還流方式に比して、pHが抑制された電解水素水を生成することが可能となる。 Particularly, in order to increase the dissolved hydrogen concentration, it is possible to generate electrolyzed hydrogen water having a suppressed pH, as compared with the non-reflux system, even when a larger amount of current is applied between the electrodes.
これらの機序は必ずしも明確に解明されているものではないが、本発明の理解に供すべく、pHが抑制された電解水素水が生成される現象を現時点において最も良く説明できるモデルとして言及したものである。なお、陰極室11へ供給したり、陽極室10へ供給する混合水を調製するための原水は、極端なpH調整がなされていない大凡pH6〜8程度の飲用可能な水であれば特に限定されるものではなく、一般的な水道水や井戸水などを使用することができる。
Although these mechanisms are not always clearly clarified, in order to provide an understanding of the present invention, those referred to as the model that can best explain the phenomenon in which electrolyzed hydrogen water of which pH is suppressed is produced. Is. The raw water for supplying the mixed water supplied to the
また、原水として特に好ましくは、上記水道水や井戸水に対して、フィルタ等による濾過処理や、活性炭などの多孔質体による吸着処理、イオン交換樹脂等を用いた脱イオン処理、水の電解効率を向上させるべく乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等のカルシウム剤に接触させるカルシウム処理などから選ばれるいずれか1つ又は2つ以上を組み合わせて行うようにしても良い。 Further, particularly preferably as raw water, for the tap water and well water, filtration treatment by a filter or the like, adsorption treatment by a porous body such as activated carbon, deionization treatment using an ion exchange resin, water electrolysis efficiency. In order to improve it, any one or two or more selected from calcium treatment in which a calcium agent such as calcium lactate or calcium glycerophosphate is brought into contact may be used in combination.
また、還流バイパス流路は、電解槽1より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、陽極室10へ原水を供給する流路上に形成され、酸性水分岐流路を流れる酸性水を原水に合流させる酸性水還流混合部と、を備えるようにしても良い。
In addition, the reflux bypass flow path is a flow path for supplying the raw water to the
すなわち、陽極室10の出口側に設けられた酸性水の排水流路の中途部を基端とし、陽極室10の入口側に設けられた陽極室10への原水の供給流路の中途部を先端とするように還流バイパス流路を設け、この還流バイパス流路の先端部を酸性水還流混合部として原水に酸性水が混合されて混合水が生成するよう構成しても良い。
That is, the midway part of the drainage flow path of the acidic water provided on the outlet side of the
このような構成とすることにより、上述のような陰極室11内のpHの上昇抑制を行いつつ、非還流方式に比して排水する酸性水の量を減少させることができる。
With such a configuration, it is possible to reduce the amount of acidic water to be drained as compared with the non-refluxing method, while suppressing the rise in pH in the
付言すれば、還流バイパス流路を設けない場合、陽極室に流入させた原水は全量が酸性水となって廃棄されることとなる。また、この場合、陽極室に流入させる原水の量を減らせば廃棄される酸性水の量を減らすことができるものの、電解効率が悪化してしまう。 In addition, if the reflux bypass flow passage is not provided, the raw water that has flowed into the anode chamber will be totally acidic water and will be discarded. Further, in this case, if the amount of raw water flowing into the anode chamber is reduced, the amount of acidic water to be discarded can be reduced, but the electrolysis efficiency will deteriorate.
一方、還流バイパス流路を設けた場合、陽極室より吐出された酸性水は、一部がバイパス流路を通じて陽極室の入口側に還流されることとなる。すなわち、廃棄される酸性水は還流バイパス流路に流入しなかった残部分だけであり、例えば酸性水の半分を還流させたならば、廃棄される酸性水を半減することができる。しかも、陽極室には還流バイパス流路からの酸性水と原水との両者が混合水の状態で流入するため、陽極室に流入させる水量を減らすことなく電解効率は維持したまま、廃棄する酸性水の量を減少させることが可能である。 On the other hand, when the reflux bypass flow passage is provided, part of the acidic water discharged from the anode chamber is returned to the inlet side of the anode chamber through the bypass flow passage. That is, the acidic water that is discarded is only the remaining portion that has not flowed into the reflux bypass flow passage, and if, for example, half of the acidic water is refluxed, the amount of acidic water that is discarded can be halved. Moreover, since both the acidic water and the raw water from the reflux bypass passage flow into the anode chamber in the state of mixed water, the acidic water to be discarded while maintaining the electrolysis efficiency without reducing the amount of water flowing into the anode chamber. It is possible to reduce the amount of
すなわち本願は、電解水素水生成時における酸性排水量の低減、又は同酸性排水量の低減とpHが抑制された水素溶存濃度の高い電解水素水の生成との両者の達成を目的としてなされたものであって、これらの解決手段を提供するものであると解することもできる。 That is, the present application was made for the purpose of reducing the amount of acidic wastewater at the time of producing electrolytic hydrogen water, or both reducing the amount of acidic wastewater and producing electrolytic hydrogen water having a high hydrogen-dissolved concentration in which pH is suppressed. Therefore, it can be understood that these solutions are provided.
なお、還流バイパス流路の先端部は、陽極室10への原水の供給流路の中途部のみならず、原水供給路のより上流側となる陽極室10及び陰極室11への原水の供給流路の中途部としても良い。酸性水の還流先を陽極室10及び陰極室11への原水の供給路の中途部とした場合であっても、陽極室10内の水のpHを低下させることができ、しかも、陰極室11内の水のpHについても低下させることができる。
It should be noted that the tip portion of the reflux bypass flow channel is not limited to the midway portion of the raw water supply flow channel to the
ところで、本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、陽極室に供給する水を還流させた酸性水のみとするのではなく、「一部」を還流させて原水と混ぜることで調製した混合水としている。 By the way, in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, the water supplied to the anode chamber is not limited to the refluxed acidic water, but a “part” is refluxed to mix with the raw water. It's water.
仮に、電解槽にて生成した酸性水を排水せず、全部還流させて陽極室内に供給する水を酸性水のみとすると、酸性水の排水はなくなるため有利な側面が伺える。 If the acidic water generated in the electrolytic cell is not drained and only the acidic water is supplied to the anode chamber to completely reflux the acidic water, the acidic water is not drained, which is an advantageous aspect.
しかしながら、酸性水を全部還流させつつ電解を行うと、陽極室内の酸性度は徐々に限界に達し、電解が困難な状態に陥ってしまう。 However, if electrolysis is performed while all acidic water is refluxed, the acidity in the anode chamber will gradually reach its limit, and electrolysis will be difficult.
一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、電解槽より吐出された酸性水は一部を還流させ、残部は排水することとしている。 On the other hand, in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, part of the acidic water discharged from the electrolytic cell is refluxed and the rest is drained.
したがって、陽極室に水を供給するに際し、排水した残部分だけ新たな原水を加えることができ、混合水の状態で供給することが可能となる。 Therefore, when water is supplied to the anode chamber, new raw water can be added only to the drained remaining portion, and the water can be supplied in the state of mixed water.
それ故、還流された酸性水と共に、電解に供されていない新鮮な原水が常に陽極室に供給されることとなるため、陽極室内の水の酸性度が電解困難な状態に至ることはなく、安定した連続的な電解水素水の生成を行うことができる。 Therefore, together with the refluxed acidic water, fresh raw water that has not been subjected to electrolysis is always supplied to the anode chamber, so that the acidity of the water in the anode chamber does not reach a state where electrolysis is difficult. Stable and continuous production of electrolyzed hydrogen water can be performed.
以下、本実施形態に係る電解水素水生成器に関し、図面を参照しながら具体的に説明する。図2は本実施形態に係る電解水素水生成器Aの全体構成を示したブロック図であり、図3は電解槽1及びその近傍に配置された各流路構造の構築例を示した説明図であり、図4は電解部の左右側面図であり、図5は電解部の正面図である。なお図3では、前後に重複する配管を可視化するため、構成の一部を二点鎖線にて示している。 Hereinafter, the electrolytic hydrogen water generator according to the present embodiment will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of construction of the electrolytic cell 1 and each flow path structure arranged in the vicinity thereof. 4 is a left and right side view of the electrolysis section, and FIG. 5 is a front view of the electrolysis section. Note that, in FIG. 3, a part of the configuration is shown by a chain double-dashed line in order to visualize the pipes that overlap in the front and rear.
図2に示すように、電解水素水生成器Aの構成は、大きく、原水を電気分解する電解槽1を具備した電解部4と、電解槽1に供給する原水を予め浄化する浄水部5と、浄化された原水(浄水)に所定の添加物を添加する添加部6と、電解水素水生成器Aの各部を全体的に統括して制御する制御部7とに分けられ、これらが略箱型としたケーシング20内に収納配設されている。
As shown in FIG. 2, the configuration of the electrolytic hydrogen water generator A is large and includes an
電解部4は、図3に示すように外観視矩形箱型に形成した電解槽1と、同電解槽1の周囲に電解槽1の表面から離隔して架空配管状態に配設された離隔流路としての流路配管部42(大凡、図中にて一点鎖線で囲った部分)とで構成している。
As shown in FIG. 3, the
電解槽1は、供給される水を電解してアルカリ性の電解水素水や酸性水を生成する部位である。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Aはアルカリ性の電解水素水のみならず酸性水についても取水可能な装置であり、具体的には、電解水素水生成器Aに備えられた電解槽1において、使用者が取水するための水を生成する所定極性に切替可能な電極板(以下、取水電極板という。)を備えた取水用電極室と、取水電極板の極性とは逆の極性に切替制御される電極板(以下、副生水電極板という。)を備えた副生水用電極室とが隔膜を隔てて形成されており、副生水電極板を陽極にして副生水用電極室を陽極室とする一方、取水電極板を陰極にして取水用電極室を陰極室とすることで、取水用電極室にてアルカリ性の電解水素水を生成して取水可能としたり、その逆に、副生水電極板を陰極にして副生水用電極室を陰極室とする一方、取水電極板を陽極にして取水用電極室を陽極室とすることで、取水用電解室にて酸性水を生成して取水可能としている。以下では、本発明の理解を容易にすべく、アルカリ性の電解水素水が取水可能な状態(後に説明するアルカリ性水生成モード)を基準に、取水用電極室は陰極室、取水電極板は陰極、副生水用電極室は陽極室、副生水電極板は陽極であるものとしつつ各部構成に名称を付して説明する。 The electrolyzer 1 is a part that electrolyzes supplied water to generate alkaline electrolyzed hydrogen water or acidic water. The electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment is a device that can take in not only alkaline electrolytic hydrogen water but also acidic water, and specifically, an electrolytic tank provided in the electrolytic hydrogen water generator A. 1, a water intake electrode chamber provided with an electrode plate (hereinafter referred to as a water intake electrode plate) capable of switching to a predetermined polarity for generating water for a user to take water, and a polarity opposite to the polarity of the water intake electrode plate. A by-product water electrode chamber provided with an electrode plate (hereinafter, referred to as a by-product water electrode plate) that is controlled to be switched is formed by separating a diaphragm, and the by-product water electrode plate is used as an anode for the by-product water. While making the water intake electrode chamber the anode chamber, by using the water intake electrode plate as the cathode and making the water intake electrode chamber the cathode chamber, it is possible to generate alkaline electrolyzed hydrogen water in the water intake electrode chamber and make it possible to take water. Conversely, while the by-product water electrode plate is the cathode and the by-product water electrode chamber is the cathode chamber, Water electrode plate in the anode water intake electrode chamber by an anode compartment, to generate the acidic water is made possible intake in intake for the electrolysis chamber. In the following, in order to facilitate understanding of the present invention, a state in which alkaline electrolyzed hydrogen water can be taken (alkaline water generation mode described later) is used as a reference, a water intake electrode chamber is a cathode chamber, and a water intake electrode plate is a cathode, It is assumed that the electrode chamber for by-produced water is the anode chamber and the electrode plate for the by-produced water is the anode, and the description will be given by giving names to the respective components.
図3の説明に戻り、同電解槽1の下面側には、電解槽1内に形成された陽極室(副生水用電極室)内に水を供給する陽極室水供給口43aと、陰極室(取水用電極室)内に水(原水)を供給する陰極室水供給口43bが形成されている。
Returning to the description of FIG. 3, on the lower surface side of the electrolytic cell 1, an anode chamber
また、電解槽1の上端面略中央部には電解水素水吐出口17aが上方へ向けて突設されており、電解槽1の陰極室(取水用電極室)にて生成した電解水素水を吐出可能としている。
Further, an electrolytic hydrogen
また、電解槽1の上端面から正面に沿ってL字状に、電解槽1の陽極室(副生水用電極室)にて生成された酸性水を吐出する排水流路上流部18aが筐体(ケーシング)部分と一体的に形成されており、その下端部には流路配管部42と接続して排水流路上流部18aを流れる酸性水を流路配管部42へ向けて吐出する電解槽側接続部18bが形成されている。
In addition, the drainage flow path
一方、流路配管部42は、原水を供給する主原水供給路24と、同主原水供給路24より分岐して陰極室水供給口43bに接続し陰極室内に原水を供給する副原水供給路24aと、主原水供給路24より分岐して陽極室水供給口43aに接続し陽極室内に流入させる混合水(原水及び酸性水)を供給する副原水供給路24bと、前述の電解槽側接続部18bに接続して排水流路上流部18aを流れる酸性水を受け入れつつ同酸性水を分流する流路配管側接続部18cと、流路配管側接続部18cから下方に伸延させて設けられ流路配管側接続部18cにて分流された酸性水のうちの一部、すなわち還流させる酸性水を流通させる還流路主管部44aと、同還流路主管部44aの中途より分岐し主原水供給路24における副原水供給路24bの分岐部に臨ませて接続させた還流路枝管部44bと、流路配管側接続部18cから側方へ延出し下方へL字状に屈曲状態で設けられ流路配管側接続部18cにて分流された酸性水のうち排出する残部の酸性水を流通させる排水流路中流部18dと、還流路主管部44a及び排水流路中流部18dの下端に接続され排出口63に連通する排水流路下流部18eとを備えている。また、還流路枝管部44bと主原水供給路24との接続合流部分は、原水に酸性水を混合させるための酸性水還流混合部44cとしている。なお以下の説明において、排水流路上流部18a、電解槽側接続部18b、流路配管側接続部18c、排水流路中流部18d、排水流路下流部18eを総称して排水流路18といい、還流路主管部44a、還流路枝管部44b、酸性水還流混合部44cを総称して還流バイパス流路70という。
On the other hand, the flow
電解槽側接続部18b及び流路配管側接続部18cは、図4(a)に示すように、排水流路18の中途に介設された屈曲流路として機能する部位であり、流路配管部42を電解槽1の正面側表面から離隔させて架空配管状とした離隔流路とする役割を有している。
As shown in FIG. 4 (a), the electrolytic cell
また、図3及び図4(b)に示すように、排水流路中流部18dの中途には、排水流路中流部18dを流れる酸性水の量を調整する還流電磁弁71(図3において二点鎖線で示す)が介設されている。この還流電磁弁71は、通電状態(ON状態)において開状態となり排水流路中流部18dを流れる酸性水の流量制限を行わず、通電が遮断された状態(OFF状態)においては半閉状態となって、還流電磁弁71を通過する酸性水の流量を約1/2に制限する機能を有しており、流路配管側接続部18cにて分流される酸性水の分流割合、換言すれば還流路主管部44a及び還流路枝管部44bを介して原水に添加される酸性水の量を変更可能としている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4 (b), in the middle of the drainage flow
また、この還流電磁弁71は、図5にて示すようにそのコイル部分等を含めた全体の大部分を電解槽1の正面前方であって流路配管部42の側方に形成されたパーツ配置空間75に配置することで、図4(b)及び図5に示すように正面視において還流電磁弁71の大部分が電解部4と前後に重畳する状態としており、電解槽1の近傍でありながら、流量調整手段としての還流電磁弁71を、雑然とすることなくコンパクトに配置可能としてる。
Further, as shown in FIG. 5, the
また、排水流路下流部18eと排出口63との間には、図2及び図3において破線で示すように、必要に応じて電磁弁52を介設し、排出口63を開放したり閉塞できるよう構成しても良い。
An
更に、還流路主管部44aにおける還流路枝管部44bの分岐部よりも下流位置には、還流路主管部44aから排水流路下流部18e方向への流れを阻止する逆止弁41が介設されている。
Further, a
電解槽1は、図2において模式的に示すように、中央に位置する第1の電極板21と、この第1の電極板21を挟み込むように位置する第2の電極板22と第3の電極板23とを備えている。そして、第1の電極板21と第2の電極板22との間、及び第1の電極板21と第3の電極板23との間に、それぞれ隔膜12を配設して、これら電極板21,22,23、隔膜12により、取水用電極室として機能する第1の電解室25、副生水用電極室として機能する第2の電解室26、副生水用電極室として機能する第3の電解室27、取水用電極室として機能する第4の電解室28とを区画形成している。
As shown schematically in FIG. 2, the electrolytic cell 1 includes a
第2の電極板22と第3の電極板23は、ケーシング20内に配設した制御部7に設けた電源回路(図示せず)からの電力の供給を受け、取水電極板として陰極又は陽極の同一極の電極板となる一方、第1の電極板21は、副生水電極板として第2の電極板22と第3の電極板23の極性とは逆の極性となる。ここでは、第2の電極板22と第3の電極板23とを陰極(先に示した図1における陰極14)とし、第1の電極板21を陽極(先に示した図1における陽極13)としており、第1の電解室25と第4の電解室28とが図1に示した陰極室11に対応し、第2の電解室26と第3の電解室27とが陽極室10に対応することになる。逆に、第2の電極板22と第3の電極板23が陽極となっている場合には、第1の電極板21は陰極となって、第1の電解室25と第4の電解室28とが陽極室10に対応し、第2の電解室26と第3の電解室27とが陰極室11に対応することになる。
The
各電解室25,26,27,28には水の流入口と流出口が設けられており、第1の電解室25と第4の電解室28の各流出口に連通した流路は電解水素水吐出口17aで互いに合流し、電解水素水取出流路17を介して所望するpHのアルカリ性水を取水することができる。
Each of the
一方、第2の電解室26と第3の電解室27の各流出口に連通した流路は互いに合流して排水流路上流部18aを形成し、排水流路18を通じ排出口63を介して(排出口63近傍に電磁弁52を設けた場合は同電磁弁52を更に介して)酸性水を排水可能としている。なお、前述したように、各電極板21,22,23の極性が逆になれば、当然ながら、電解水素水取出流路17とした流路からは酸性水が取水され、排水流路18からはアルカリ性水が排水されることになる。また、電磁弁52は必要に応じて設けられるものであり、後述する浄水モードにおいて第2の電解室26や第3の電解室27に流入した水の排水を妨げる必要がない場合には設けなくとも良い。
On the other hand, the flow paths communicating with the outlets of the
電解槽1には、主原水供給路24から分岐した2つの副原水供給路24a,24bにより電解に必要な水が供給される。
Water required for electrolysis is supplied to the electrolytic cell 1 by two auxiliary raw
図2に示すように、第1の電解室25及び第4の電解室28の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路24aの下流側先端をそれぞれ接続し、第2の電解室26及び第3の電解室27の流入口には、二叉に分岐させた副原水供給路24bの下流側先端をそれぞれ接続することで、主原水供給路24を流れる原水を各電解室25,26,27,28に供給可能としている。
As shown in FIG. 2, the downstream ends of the bifurcated secondary raw
また本実施形態では、主原水供給路24から副原水供給路24aを経て第1の電解室25及び第4の電解室28に流入する流量と、副原水供給路24b及び還流バイパス流路70を経て第2の電解室26及び第3の電解室27に流入する流量とは19.5:0.5〜18:2、例えば19:1となるように設定されている。具体的には、副原水供給路24aの分岐部よりも下流側で副原水供給路24bの分岐部よりも上流側の主原水供給路24の流路の中途(例えば、図2及び図3において符号Pで示す位置)に、副原水供給路24aに比して副原水供給路24bの圧力や流量を低下させるオリフィス構造を介設することで実現している。すなわち、このようなオリフィス構造の如き圧力抑制手段は、酸性水還流混合部44cにおける圧力を低下させ、還流バイパス流路70より合流する酸性水側の圧力を相対的に高くすることにより酸性水の循環を補助する役割を有している。
Further, in the present embodiment, the flow rates of the main raw
また、主原水供給路24と排水流路18とは、逆止弁41を介して接続されている。すなわち、図3において、主原水供給路24は還流路枝管部44bを通じ排水流路下流部18eに対し逆止弁41を介して接続されている。この逆止弁41は、通水時の水圧がある場合には流路を閉塞して主原水供給路24から排水流路18の方向への水の流れを止めるものであり、また、通水時の水圧が小さい場合には開放状態となり各電解室25,26,27,28や各流路に溜まった水を排水流路18へ流す役割を有している。
The main raw
かかる電解槽1は、図2に示すように、水道管30から水道蛇口31を介して水の供給を受けているが、水道蛇口31には分岐栓32が配設され、かかる分岐栓32に給水ホース33の一方が接続し、同給水ホース33の他方が浄水部5の流入口と接続されている。
As shown in FIG. 2, the electrolytic cell 1 is supplied with water from the
浄水部5は、活性炭などの多孔質素材が封入されており、水道管30より供給される水に含まれる夾雑物を吸着する吸着手段として機能する。また、浄水部5には金属メッシュや布材、ろ紙などの比較的粗いフィルター以外に中空糸膜のような雑菌等まで除去可能な濾過手段も内蔵されている。こうして、水道管30から供給される水は、浄水部5を通過して浄水化されることになる。
The water purification unit 5 is filled with a porous material such as activated carbon and functions as an adsorption means for adsorbing impurities contained in the water supplied from the
また、浄水部5の流出口は流量センサー53の流入口と接続している。流量センサー53は、流水量を測定可能に構成され、例えば、流量センサー53の中央部にプロペラを設け、かかるプロペラの回転数により流水量を測定するものである。流量センサー53の流出口は添加部6の流入口と接続している。
The outlet of the water purification unit 5 is connected to the inlet of the
添加部6には、浄水にカルシウムを添加するためのカルシウム剤が収容されている。カルシウム剤には、乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウム等が含まれており、カルシウム剤に浄水を接触させて溶出させることで電解物質の少ない水を電気分解しやすくするための促進効果を目的としている。本実施形態では、添加部6を通過した水を原水とし主原水供給路24を通じて電解槽1に供給する。
The addition section 6 contains a calcium agent for adding calcium to the purified water. The calcium agent contains calcium lactate, calcium glycerophosphate, etc., and its purpose is to promote the electrolysis of water with a small amount of electrolytic substance by bringing purified water into contact with the calcium agent to elute it. In this embodiment, the water that has passed through the addition unit 6 is supplied as raw water to the electrolytic cell 1 through the main raw
制御部7には、本実施形態に係る電解水素水生成器Aの機能を各種制御する制御回路が備えられており、流量センサー53、第1の電極板21、第2の電極板22、第3の電極板23に電気的に接続している。流量センサー53は、検出した電気信号を制御部7に出力し、制御部7は流量センサー53から電気信号により通水量を計算する。第1の電極板21、第2の電極板22、第3の電極板23は、制御部7に接続された操作パネル(図示せず)から与えられる制御信号に基づいて電圧が印加される。操作パネルは電解水素水生成器Aのケーシング20の表面に配設されており、電解水素水生成器Aの使用者によって操作が行われる。かかる操作パネルには、例えば、電源ボタン、ORP表示ボタン、通水量表示ボタン、強アルカリ性水供給ボタン、弱アルカリから強アルカリまでのレベル毎に設けられたアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタン、強酸性水供給ボタンなどが設けられる。また、pH値、ORP値、通水量等の情報を表示する7セグメントLEDなどの表示部なども設けられている。
The control unit 7 is provided with a control circuit that controls various functions of the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, and includes the
電源ボタンは、電解水素水生成器Aを起動させるためのボタンであり、どのような状態であっても有効なボタンである。例えば排水処理などの途中であって処理が終了していない場合は、電源ボタンが押下されても、それらの処理が終了してから電源が落ちるようにすることが好ましい。ORP表示ボタンは、前記7セグメントLEDに現在の水のORPを表示させるためのボタンである。通水量表示ボタンは、前記7セグメントLEDに現在の水の通水量を表示させるためのボタンである。強アルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Aに強アルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。強アルカリ性水は、例えば、pH10.5であり、煮物、アク抜き、野菜ゆで等に使用することができる。 The power button is a button for starting the electrolytic hydrogen water generator A and is an effective button in any state. For example, when the wastewater treatment is in progress and the treatment is not completed, it is preferable that the power is turned off after the treatment is completed even if the power button is pressed. The ORP display button is a button for displaying the current ORP of water on the 7-segment LED. The water flow rate display button is a button for displaying the current water flow rate on the 7-segment LED. The strongly alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate strongly alkaline water. The strongly alkaline water has a pH of, for example, 10.5 and can be used for cooked foods, puffs, boiled vegetables, and the like.
第1レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Aに第1レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第1レベルのアルカリ性水は、例えば、pH9.5であり、料理、お茶等に使用することができる。第2レベルのアルカリ性水供給ボタンは、電解水素水生成器Aに第2レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第2レベルのアルカリ性水は、例えば、pH9.0であり、炊飯等に使用することができる。第3レベルのアルカリ性水供給ボタンは、本整水器に第3レベルのアルカリ性水の生成を指示するためのボタンである。第3レベルのアルカリ性水は、例えば、pH8.5であり、飲み始めの水等として使用することができる。 The first level alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate the first level alkaline water. The first level of alkaline water, for example, has a pH of 9.5 and can be used for cooking, tea and the like. The second level alkaline water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate the second level alkaline water. The second level alkaline water has a pH of 9.0, for example, and can be used for cooking rice or the like. The third level alkaline water supply button is a button for instructing the present water purifier to generate the third level alkaline water. The third-level alkaline water has a pH of 8.5, for example, and can be used as water for the first drink and the like.
浄水供給ボタンは、電解水素水生成器Aにて電解を行うことなく水道水からの水をそのまま通水させることを指示するためのボタンである。酸性水供給ボタンは、電解水素水生成器Aに酸性水の生成を指示するためのボタンである。酸性水は、例えば、pH5.5であり、洗顔、麺ゆで、茶渋とり等に使用することができる。強酸性水供給ランプは、電解水素水生成器Aに衛生水の生成モードであることを示すものである。強酸性水は、例えば、pH2.5である。寿命設定ボタンは、浄水部5の種類に応じて寿命も異なるため、前記浄水部5の寿命を設定するものであり、このボタンは、通常であれば、カートリッジを交換した時に今まで使用してきたカートリッジと異なるカートリッジをセットして使用する場合に1回行われるものである。リセットボタンは、現在まで積算されてきた通水量である積算通水量をリセットするものであり、実際には、制御部7に存在する積算通水量カウンタをクリアする。このリセットボタンは、2秒長押しで有効となり、誤って押下されて積算通水量がリセットされるのを防止している。このリセットボタンは、浄水部5を交換した場合に行われる。前記強アルカリ性水供給ボタン、第1レベルのアルカリ性水供給ボタン、第2レベルのアルカリ性水供給ボタン、第3レベルのアルカリ性水供給ボタン、浄水供給ボタン、酸性水供給ボタンは、現在有効となっているボタンが点灯し、使用者に視認可能となっている。この他、電解槽1内の温度上昇が生じた場合に、使用者に知らせるための温度上昇ランプも操作パネル上に配設されている。 The purified water supply button is a button for instructing that the water from the tap water is allowed to flow without performing electrolysis in the electrolytic hydrogen water generator A. The acidic water supply button is a button for instructing the electrolytic hydrogen water generator A to generate acidic water. The acidic water has a pH of 5.5, for example, and can be used for face washing, noodle boiled, tea astringent, and the like. The strongly acidic water supply lamp indicates that the electrolytic hydrogen water generator A is in the sanitary water generation mode. The strongly acidic water has a pH of 2.5, for example. The life setting button sets the life of the water purification unit 5 because the life varies depending on the type of the water purification unit 5, and this button is normally used until the time when the cartridge was replaced. This is performed once when a cartridge different from the cartridge is set and used. The reset button resets the cumulative water flow amount, which is the cumulative water flow amount up to the present, and actually clears the cumulative water flow amount counter existing in the control unit 7. This reset button becomes effective after being pressed for 2 seconds, and prevents the accumulated water flow rate from being reset by being accidentally pressed. This reset button is operated when the water purification unit 5 is replaced. The strong alkaline water supply button, the first level alkaline water supply button, the second level alkaline water supply button, the third level alkaline water supply button, the purified water supply button, and the acidic water supply button are currently effective. The button is lit and visible to the user. In addition, a temperature rise lamp for notifying the user when the temperature inside the electrolytic cell 1 rises is also arranged on the operation panel.
各ボタンで説明した通り、電解水素水生成器Aにおいては、大きく分けて、アルカリ性水を供給するアルカリ性水生成モード、浄水を供給する浄水モード、酸性水を供給する酸性水生成モード、強酸性水を供給する強酸性水生成モードの4つの生成モードがある。なお、本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、上記各モードを実行するための各種構成を備えることとしているが、後述する電解水素水が生成可能であれば、必ずしも種々のモードを設けて多機能化する必要はない。例えば、強酸性水の生成機能や構成は省かれていても良い。 As described with each button, the electrolytic hydrogen water generator A is roughly divided into an alkaline water generation mode for supplying alkaline water, a purified water mode for supplying purified water, an acidic water generation mode for supplying acidic water, and a strongly acidic water. There are four generation modes of strongly acidic water generation mode for supplying. The electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment is provided with various configurations for executing the above-described modes, but various modes are not necessarily provided as long as electrolytic hydrogen water described below can be generated. It is not necessary to make it multifunctional. For example, the function or structure of generating strongly acidic water may be omitted.
アルカリ性水生成モードには、アルカリ性の強い順に、強アルカリ性水生成モード、第1レベルのアルカリ性水生成モード、第2レベルのアルカリ性水生成モード、第3レベルのアルカリ性水生成モードがある。アルカリ性水生成モードでは、前記電磁弁52が開いた状態で、制御部7の制御により第2の電極板22及び第3の電極板23を陰極とし、第1の電極板21を陽極とする。
The alkaline water generation mode includes a strong alkaline water generation mode, a first-level alkaline water generation mode, a second-level alkaline water generation mode, and a third-level alkaline water generation mode in the order of strong alkalinity. In the alkaline water generation mode, the
第1〜第3レベルのアルカリ性水生成モードでは、飲用できるアルカリ性水が生成されるが、これら第1〜第3レベルのアルカリ性水は、電解水素水に相当する水である。 In the alkaline water generation modes of the first to third levels, drinkable alkaline water is generated, and the alkaline water of the first to third levels is water corresponding to electrolytic hydrogen water.
先に言及した従来の整水器、すなわち、溶存水素を含むpH10.5以上の強アルカリ性水を一旦生成した後、この強アルカリ性水に原水を添加し希釈して飲用に適したpH10未満とするものにあっては、原水の添加に伴って溶存水素までもが希釈されることとなり300ppb程度の溶存水素濃度しか得られなかった。 The conventional water conditioner referred to above, that is, strong alkaline water having a pH of 10.5 or more containing dissolved hydrogen is once generated, and then raw water is added to this strong alkaline water to dilute it so that the pH is less than 10 suitable for drinking. In this case, even dissolved hydrogen was diluted with the addition of raw water, and only a dissolved hydrogen concentration of about 300 ppb was obtained.
一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Aによれば、図1を参照しつつ説明したように、隔膜を介して陽極室内に存在する水素イオンによって陰極室内のpHの上昇を抑制するため、飲用に適したpH10未満でありながら、溶存水素が少なくとも400ppb以上含まれる電解水素水を生成することが可能となっている。 On the other hand, according to the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 1, since the hydrogen ions existing in the anode chamber through the diaphragm suppress the increase in pH in the cathode chamber. It is possible to generate electrolytic hydrogen water containing at least 400 ppb or more of dissolved hydrogen while having a pH below 10 suitable for drinking.
また、浄水モードでは、どの電極板21、22、23にも電圧を印加せず、すなわち、電解しない。ここで、電磁弁52を備えている場合には、同電磁弁52を閉じることで、無駄な水が排出口63から排出されることがなくなる。酸性水生成モードでは、前記アルカリ性水生成モードとは逆で、制御部7の制御により第2の電極板22及び第3の電極板23を陽極とし、第1の電極板21を陰極とする。
In the water purification mode, no voltage is applied to any of the
上記構成において、本実施形態に係る電解水素水生成器Aの特徴は、アルカリ性水生成モードの選択時において陽極室に相当する第2の電解室26及び第3の電解室27へ供給する原水に、電解槽1より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路70を設けた点である。
In the above configuration, the feature of the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment is that raw water supplied to the second
より具体的には、図2に示すように還流バイパス流路70は、電解槽1より吐出された酸性水を排水する排水流路18の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路としての還流路主管部44a及び還流路枝管部44bと、第2の電解室26及び第3の電解室27へ原水を供給する副原水供給路24bの中途に形成され、還流路枝管部44bを流れる酸性水を原水に合流させる酸性水還流混合部44cと、を備えた構成としている。
More specifically, as shown in FIG. 2, the reflux
また、還流バイパス流路70は、図3を参照しつつ付言すると、流路配管側接続部18cを起点に還流路主管部44aと、還流路枝管部44bとにより実現されており、酸性水を排水する排水流路上流部18aから排水流路下流部18eまでの中途部に相当する流路配管側接続部18c部分にて分流された酸性水の一部を、主原水供給路24における副原水供給路24bの分岐部に臨ませた還流路枝管部44bにより原水に合流させることで酸性水還流混合部44cを実現している。
In addition, the recirculation
また、図2に示すように、流路配管側接続部18cよりも下流側の排水流路18の中途部、すなわち、排水流路中流部18dの中途には、還流バイパス流路70(還流路主管部44a〜酸性水還流混合部44c)を流れる酸性水(還流酸性水)の流量調整手段として機能する還流電磁弁71が介設されている。この還流電磁弁71は、制御部7に電気的に接続されており、酸性水モード、強アルカリ性水生成モードの時は開状態に制御される一方、アルカリ水生成モードの際には排水流路18を流れる酸性水の約1/2量を通過させるよう半閉状態に切替制御される。
In addition, as shown in FIG. 2, in the middle of the
なお、この還流電磁弁71は、排水流路18から還流バイパス流路70への分流割合や、酸性水還流混合部44cにおける酸性水の混合量を調整できる位置であれば必ずしも図2及び図3において示した位置に設ける必要はなく、還流ラインの配管接続構造や配管内圧力の関係に応じて還流バイパス流路70を介した酸性水の還流量や還流の有無を制御できる位置に設けることも可能である。
It should be noted that the return
そして、例えば、第1レベルのアルカリ性水(pH9.5)供給ボタンが操作され、水道蛇口31及び分岐栓32の操作により電解水素水生成器Aへの通水が開始されると、浄水部5や添加部6を介して生成された原水は、図3において破線矢印で示すように、主原水供給路24を通じ副原水供給路24a及び副原水供給路24bを介して電解槽1内へ供給される。
Then, for example, when the first level alkaline water (pH 9.5) supply button is operated and the water supply to the electrolytic hydrogen water generator A is started by the operation of the
また、制御部7では、還流電磁弁71を半閉状態とする流量変更が行われるとともに、非還流方式であれば陰極室(第1の電解室25や第4の電解室28)内の水のpHが10を上回ってしまうレベルの電圧にまで第1〜第3電極板21〜23への印加電圧を上げて電解が行われる。
Further, in the control section 7, the flow rate is changed so that the return
陽極室(第2の電解室26及び第3の電解室27)にて生成された酸性水は原水の供給に伴って溢出し、図3にて実線の矢印で示すように排水流路上流部18a及び電解槽側接続部18bを介して流路配管側接続部18cへ至る。
The acidic water generated in the anode chamber (the
流路配管側接続部18cでは還流電磁弁71の流量制限による分流が行われ(本実施形態では約1:1)、酸性水の一部が還流路主管部44aに流れ、残部は排水流路中流部18dへ流れて、排水流路下流部18eを通じ、排出口63を介して排出される。すなわち、酸性水の排水量は非還流方式に比して半分量に低減される。
In the flow path pipe
還流路主管部44aに流れた酸性水は、逆止弁41によって排水流路下流部18eには流入せず、還流路枝管部44bを通じて酸性水還流混合部44cに至る。酸性水還流混合部44cにおいて酸性水は原水と混合されて混合水となり、網掛け矢印で示すように副原水供給路24bを介して陽極室(第2の電解室26及び第3の電解室27)内へ供給される。この副原水供給路24bを流れる混合水の水量と副原水供給路24aを流れる原水の水量との流量比率は1:19である。
The acidic water that has flowed into the reflux passage
この酸性水の還流が十分に行われ平衡状態に達すると、第1の電解室25(陰極室)と第2の電解室26(陽極室)との間、及び、第3の電解室27(陽極室)と第4の電解室28(陰極室)との間では、陽極室側に存在する多量の水素イオンにより、隔膜12を介した陰極室側のpH上昇抑制作用が生起されることとなり、pH9.5の第1レベルのアルカリ性水でありながら、非還流方式では実現し得なかった大電流による電解により電解溶存水素が略400ppbも含まれるアルカリ性水、すなわち、電解水素水を供給することができる(図3において白抜きの矢印で示す。)。
When the acidic water is sufficiently refluxed to reach the equilibrium state, the space between the first electrolytic chamber 25 (cathode chamber) and the second electrolytic chamber 26 (anode chamber), and the third electrolytic chamber 27 ( Between the anode chamber) and the fourth electrolysis chamber 28 (cathode chamber), a large amount of hydrogen ions existing on the anode chamber side causes a pH rise suppressing action on the cathode chamber side via the
また、良好な電解水素水の生成を行うためには、最低でも陽極室に陰極室の約1/10の量の水を流す必要があるところ、非還流方式の場合は、陽極室に通水された約1/10の量の水がそのまま排水されることとなる。もし、非還流方式において良好な電解水素水の生成を維持しつつこの排水量を減らすためには、陰極室へ流す水の流量も減らさなければならない。 In addition, in order to generate good electrolyzed hydrogen water, at least about 1/10 of the amount of water in the cathode chamber needs to flow into the anode chamber, but in the non-reflux system, water is passed through the anode chamber. About one-tenth of the amount of water that was saved will be drained as it is. If the non-refluxing system is used, the flow rate of water flowing to the cathode chamber must be reduced in order to reduce the amount of drainage while maintaining good production of electrolytic hydrogen water.
一方、本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、陽極室に流入させた約1/10の量の水のうち、その半分の約1/20の量の水は酸性水として還流させ、残りの半分は約1/20の量の原水が流入するため、陽極室に約1/10の量の水を流すことができつつ、排水する酸性水は約1/20となり、非還流方式の場合に比して酸性水の排水量を約半分に低減することができる。 On the other hand, in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, of the approximately 1/10 amount of water that has flowed into the anode chamber, approximately 1/20 of that amount of water is refluxed as acidic water, About 1/20 of the raw water flows into the other half, so about 1/10 of the water can flow into the anode chamber, but the acidic water drained out is about 1/20, which is a non-reflux system. Compared with the case, it is possible to reduce the amount of drainage of acidic water by about half.
なお、制御部7の記憶部には、所望するpH値をとる各レベルのアルカリ性水生成モードと印加電圧との関係が予め最適化されたテーブルが格納されており、制御部7はかかるテーブルを参照しながら、第1レベルのアルカリ性水生成モード、第2レベルのアルカリ性水生成モード、第3レベルのアルカリ性水生成モードの順に相対的に高い電圧を印加するようにしている。当然ながら印加電圧が高いほど強アルカリとなるため、溶存水素量も多くなる。 The storage unit of the control unit 7 stores a table in which the relationship between the alkaline water generation mode of each level having a desired pH value and the applied voltage is optimized in advance, and the control unit 7 stores the table. With reference to this, a relatively high voltage is applied in the order of the first level alkaline water generation mode, the second level alkaline water generation mode, and the third level alkaline water generation mode. As a matter of course, the higher the applied voltage, the stronger the alkali becomes, so the amount of dissolved hydrogen also increases.
また、電解部4の外観的な構成の特徴について言及するならば、図5に示すように、排水流路18の中途部において電解槽側接続部18b及び流路配管側接続部18cにより電解槽1の正面前方へ屈曲流路を形成し、同じく電解槽1の正面側であって架空配管状とした流路配管部42の側方にパーツ配置空間75を形成している。
Further, referring to the features of the external configuration of the
そして、排水流路中流部18dの中途に介設した還流電磁弁71の大部分をパーツ配置空間75に配置することで、電解槽1の近傍でありながらも還流電磁弁71をコンパクトに配置して電解槽1近傍におけるスペースの有効利用を図っている。
Then, by arranging most of the reflux
また、図5において網掛け線で示すように、流路配管部42には、流路配管側接続部18cと、流路配管側接続部18cより下方へ伸延する還流路主管部44aと、流路配管側接続部18cより側方へ伸延し下方へL字状に屈曲する排水流路中流部18dと、還流路主管部44a及び排水流路中流部18dの端部を連結する排水流路下流部18eとにより矩形連結構造76が形成されており、還流電磁弁71は、この矩形連結構造76を構成する配管の一つである排水流路中流部18dの中途部に介設している。
Further, as shown by the hatched line in FIG. 5, in the flow
矩形連結構造76は、その上部において電解槽側接続部18bを介して電解槽1に対ししっかりと固定される一方、その下部においては副原水供給路24a及び副原水供給路24bを介して電解槽1に対し2点で支持された主原水供給路24に還流路枝管部44bを介してしっかりと連結されており、架空配管状でありながらも電解槽1に対してふらつきがない。
The rectangular connecting
したがって、比較的重量のある還流電磁弁71を、排水流路中流部18dの中途部において安定的に保持することができ、振動等に由来する還流電磁弁71へのトラブルや流路配管部42における漏水等のトラブルを堅実に防止することができる。
Therefore, the relatively heavy return
また、図3及び図4(a)に示すように、屈曲流路に相当する電解槽側接続部18b及び流路配管側接続部18cよりも上流側となる排水流路上流部18aは、電解槽1の筐体部分と一体的に形成していることから、離隔流路(流路配管部42)の直上方である電解槽1の正面部分にも拡張的なパーツ配置空間75に相当するスペースを確保することが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4 (a), the drainage flow path
また、還流路主管部44a及び還流路枝管部44bを、電解槽1の正面側から下部へL字状に折曲状態で潜り込むように配し、主原水供給路24と連結させた部分を酸性水還流混合部44cとしていることから、前述の矩形連結構造76も含め架空配管状の流路配管部42における振動等に由来する変形等を防止しつつ、陽極室に供給する混合水の生成を堅実なものとすることができる。
In addition, the return passage
上述してきたように、本実施形態に係る電解水素水生成器(例えば、電解水素水生成器A)によれば、隔膜(例えば、隔膜12)により区画した陽極室(例えば、第2の電解室26、第3の電解室27)と陰極室(例えば、第1の電解室25、第4の電解室28)とを有し、水を供給しながら各極室に配設した電極(例えば、第1の電極板21、第2の電極板22、第3の電極板23)間に前記隔膜を介して通電することにより前記水を電気分解して、前記陽極室より酸性水を吐出しつつ前記陰極室よりアルカリ性の電解水素水(例えば、第1〜第3レベルのアルカリ性水)を吐出する電解槽(例えば、電解槽1)を備えた電解水素水生成器であって、前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路(例えば、還流バイパス流路70)を備えたため、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。
As described above, according to the electrolytic hydrogen water generator (for example, electrolytic hydrogen water generator A) according to the present embodiment, the anode chamber (for example, the second electrolytic chamber) partitioned by the diaphragm (for example, the diaphragm 12) is used. 26, a third electrolysis chamber 27) and a cathode chamber (for example, a
最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 Finally, the above description of each embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment. Therefore, it goes without saying that various modifications other than the above-described embodiments can be made according to the design and the like as long as they do not deviate from the technical idea of the present invention.
本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、還流バイパス流路70の還流先を陽極室に流入させる原水の供給管路の始端部(副原水供給路24bの上流始端部)としたがこれに限定されるものではなく、例えば図2及び図3において符号Xにて示すように、陽極室及び陰極室への原水の供給路の中途部となる位置、すなわち、主原水供給路24の副原水供給路24a分岐部や副原水供給路24b分岐部よりも上流位置を還流先として酸性水還流混合部としても良い。
In the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, the reflux destination of the reflux
また、本実施形態に係る電解水素水生成器Aでは、還流バイパス流路70の分岐部よりも下流側で逆止弁41に連通する流路の分岐部よりも上流側となる排水流路18の中途に、開状態と半閉状態とに切替可能な還流電磁弁71を設けることで還流バイパス流路70を介した酸性水の還流量や還流の有無の制御を行うこととしたが、同様の機能を発揮できる構成であれば適宜配管や弁などを変更しても良いのは勿論である。例えば図6に示すように、排水流路18の中途に介設していた還流電磁弁71に代えて、還流制御流路部77を設けるようにしても良い。
Further, in the electrolytic hydrogen water generator A according to the present embodiment, the
具体的には、この図6における還流制御流路部77は、排水流路中流部18dの中途で上流側から下流側へ一旦二叉に分岐し、再度合流する流路構造を備えている。
Specifically, the reflux control
分岐した一方の流路は、流量規制を行わない開状態と流通を完全に規制する閉状態とに切替可能な電磁弁78を備える開閉流路77aとし、分岐した他方の流路は、電磁弁78が開状態にあっては分流部77cにて分流された酸性水を規制することなく流通させ、電磁弁78が閉状態にあっては還流バイパス流路70の分岐部よりも上流を流れる酸性水の所定量(例えば略半分)を還流バイパス流路70側へ分岐させる程度の流量規制を生じさせることのできる通過流路77bとしている。
One of the branched flow paths is an opening / closing flow path 77a including an
そして、このような還流制御流路部77を備えた電解水素水生成器によっても、電解水素水の生成時に電磁弁78を閉状態とすることで、所定量の酸性水を還流させることができ、生成した電解水素水の溶存水素濃度の低下を殆ど伴うことなく、電解水素水のpHの上昇を抑制できる電解水素水生成器を提供することができる。
Even with the electrolytic hydrogen water generator including the reflux control
1 電解槽
10 陽極室
11 陰極室
12 隔膜
13 陽極
14 陰極
18 排水流路
18c 流路配管側接続部
24 主原水供給路
24a 副原水供給路
24b 副原水供給路
44a 還流路主管部
44b 還流路枝管部
44c 酸性水還流混合部
70 還流バイパス流路
71 還流電磁弁
A 電解水素水生成器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記陽極室へ供給する原水に前記電解槽より吐出された酸性水の一部を合流させる還流バイパス流路とを備え、
前記還流バイパス流路は、
前記電解槽より吐出された酸性水を排水する排水流路の中途より酸性水の一部を分流する酸性水分岐流路と、
前記陽極室へ原水を供給する流路上に形成され、前記酸性水分岐流路を流れる酸性水を前記原水に合流させる酸性水還流混合部と、
を備え、
前記排水流路には、前記酸性水分岐流路の分岐部よりも下流側に、同排水流路を流れる酸性水の流量を調整する流量調整手段が設けられている電解水素水生成器であって、
前記排水流路の前記分岐部より上流側は、前記電解槽のケーシングの上端面から正面に沿ってL字状に一体的に形成され、
前記排水流路の前記分岐部より下流側は、屈曲流路を介設して前記電解槽の正面より前方に離隔させ離隔流路と成し、
前記離隔流路は、前記屈曲流路より下方側へ伸延する還流路主管部と、前記屈曲流路より側方へ伸延した後L字状に屈曲して下方側へ伸延する排水流路中流部と、前記還流路主管部の下流側端部及び前記排水流路中流部の下流側端部を連結する排水流路下流部とにより矩形連結構造が形成され、前記流量調整手段は、前記矩形連結構造を構成する配管の一つである排水流路中流部の中途部に介設している
ことを特徴とする電解水素水生成器。 It has an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm, and the water is electrolyzed by supplying electricity through the diaphragm between the electrodes arranged in each electrode chamber while supplying water. An electrolytic cell having a box-shaped casing for discharging alkaline electrolytic hydrogen water from the cathode chamber while discharging acidic water,
The raw water supplied to the anode chamber is provided with a reflux bypass flow path for joining a part of the acidic water discharged from the electrolytic cell,
The reflux bypass channel is
An acidic water branch flow channel that diverts a part of the acidic water from the middle of a drainage channel that drains the acidic water discharged from the electrolyzer.
An acidic water reflux mixing section which is formed on a flow path for supplying raw water to the anode chamber, and merges the acidic water flowing through the acidic water branch flow path with the raw water,
Equipped with
The drainage flow channel is an electrolytic hydrogen water generator in which a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the acidic water flowing through the drainage flow channel is provided on the downstream side of the branch portion of the acid water branching flow channel. hand,
The upstream side of the branch portion of the drainage flow path is integrally formed in an L shape from the upper end surface of the casing of the electrolytic cell along the front surface,
The downstream side of the branch portion of the drainage flow path is a separated flow path that is separated from the front of the electrolytic cell by a bent flow path.
The separated flow passage includes a return flow passage main pipe portion that extends downward from the bent flow passage, and a drain flow passage middle-flow portion that extends laterally from the bent flow passage and then bends in an L shape and extends downward. And a drainage flow channel downstream part that connects the downstream side end of the return flow channel main pipe part and the downstream side end of the drainage flow path midstream part, a rectangular connection structure is formed, and the flow rate adjusting means is the rectangular connection. An electrolytic hydrogen water generator characterized in that it is interposed in the middle part of the drainage flow path, which is one of the pipes constituting the structure .
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