JPH06134464A - 浄水機能を有するイオン水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン水生成器を構成する吸着層内に滞留し
ているイオン水中で発生する雑菌の増殖を防止するとと
もに、イオン水生成器の吸着能力を復元することがで
き、さらに、小型化した実用性の高い浄水機能を有する
イオン水生成器。 【構成】 水槽（１１）、水槽（１１）を構成する外筒
（３１）、外筒（３１）と水路（１８）を形成する内筒
（１９）、内筒（１９）内の吸着層（３）、内筒（１
９）を形成する第１の電極（４）、第１の電極（４）と
対をなす第２の電極（６）、第１の電極（４）と第２の
電極（６）の間に設けられた隔膜（５）、第１の電極
（４）と対をなす、吸着層（３）内に設けられた第３の
電極（９）、および、第１の電極（４）と対をなす、吸
着層（３）内に設けられた第４の電極（２）を備え、さ
らに、第４の電極（２）が、水道水の通路（３２）であ
って、かつ、この通路（３２）が、水路（１８）と内筒
（１９）を連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水槽に吸着剤を内蔵し
て、水を浄化させ、かつ、電気分解して、アルカリイオ
ン水あるいは酸性水を生成する浄水機能を有するイオン
水生成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水に含まれている不純物を取り除い
て、より飲用に適した水にするための浄水器としては、
活性炭が充填された吸着層を備えたものが多用されてい
る。これは、活性炭が充填された吸着層が水道水中に含
まれるトリハロメタンやカルキ臭、カビ臭を発する物質
を物理的に吸着除去するもので、この浄水器は、ある程
度使用すると、活性炭の吸着能力が低下するために、活
性炭を交換しなくてはならない。

【０００３】一方、水道水を電気分解してイオン水を得
ることができるイオン水生成器が良く知られている。水
道水中には上記のトリハロメタンやカルキ臭、カビ臭を
発する物質以外にも一部の有機物や水酸化鉄のような無
機物が含まれており、この一部の有機物や水酸化鉄のよ
うな無機物が電解に影響を及ぼし、実際上、電極の腐食
や電極表面に金属塩を析出し、電極の活性を失う。した
がって、良質のイオン水生成には、イオン水生成部より
も、上流側に吸着層を設けることが必要になっており、
これゆえに、活性炭の吸着能力の低下に伴う活性炭の交
換の必要性を有するものとなっている。

【０００４】さらに、上記のような浄水機能を有するイ
オン水生成器は、活性炭の交換頻度が高ければ、イオン
水の生成に要するコストが高くなる上、水を浄化する吸
着層と吸着層で浄化された水を電気分解する電解層が直
列的に配列されるため、装置のスケールが大きくなる問
題もある。

【０００５】また、仮に吸着層域内で不純物の除去とイ
オン水生成を行うと、吸着層で殺菌効果を有する塩素が
除去されているため、一旦、吸着層に菌が侵入すると、
イオン水生成器の稼働を停止後、吸着層内に滞留してい
るイオン水中で菌が増殖し、次の通水直後のイオン水
は、水道水基準をオーバーする菌が検出される問題があ
り、例えば家庭等における利用には衛生的でなく、しか
も実用的でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、イオン水生成器を構成する吸着層内に滞留して
いるイオン水中で発生する雑菌の増殖を防止するととも
に、イオン水生成器の吸着能力を容易に復元することが
でき、さらに、小型化した実用性の高い浄水機能を有す
るイオン水生成器を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
浄水機能を有するイオン水生成器は、〔１〕水槽（１
１）、〔２〕上記水槽（１１）を構成する外筒（３
１）、〔３〕上記外筒（３１）と水路（１８）を形成す
る内筒（１９）、〔４〕上記内筒（１９）内の導電性を
有し、かつ、加熱により吸着能力が再生する吸着層
（３）、〔５〕上記内筒（１９）を形成する第１の電極
（４）、〔６〕上記外筒（３１）を形成する、第１の電
極（４）と対をなす第２の電極（６）、〔７〕上記第１
の電極（４）と第２の電極（６）の間に設けられた隔膜
（５）、〔８〕上記第１の電極（４）と対をなす、吸着
層（３）内に設けられた第３の電極（９）、および、

〔９〕上記第１の電極（４）と対をなす、吸着層（３）
内に設けられた第４の電極（２）を備え、さらに、〔１
０〕上記第４の電極（２）が、筒状に形成された、水道
水の通路（３２）であって、かつ、この通路（３２）
が、水路（１８）と内筒（１９）を連通することを特徴
とする。

【０００８】本発明の請求項２に係る浄水機能を有する
イオン水生成器は、〔１〕上記吸着層（３）の下部に吸
着層（３）によって浄化される水の流れに対して、逆の
水流を生じさせる、逆洗用の穴（２９）を備えることを
特徴とする。

【０００９】本発明の請求項３に係る浄水機能を有する
イオン水生成器は、〔１〕上記吸着層（３）が、活性炭
粒子で集成されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の浄水機能を有するイオン水生成器は、
内筒（１９）を形成する第１の電極（４）と、内筒（１
９）内の吸着層（３）と、外筒（３１）を形成する、第
１の電極（４）と対をなす第２の電極（６）と、第１の
電極（４）と第２の電極（６）の間に設けられた隔膜
（５）を有するので、第１の電極（４）と第２の電極
（６）に直流を印加すると、電気分解が行われ、第１の
電極（４）と第２の電極（６）の一方では、酸性水が生
成され、第１の電極（４）と第２の電極（６）の他方で
は、アルカリイオン水が生成され、また、この電気分解
によって発生した上記酸性水とアルカリイオン水が隔膜
（５）で分離される。

【００１１】上記第１の電極（４）と対をなす、吸着層
（３）内に設けられた第４の電極（２）を有するので、
第１の電極（４）と第４の電極（２）に交流を印加する
と、吸着層（３）は、加熱され、吸着能力の復元を容易
に行うことができる。

【００１２】上記第１の電極（４）と対をなす、吸着層
（３）内に設けられた第３の電極（９）と、内筒（１
９）内の導電性を有し、かつ、加熱により吸着能力が再
生する吸着層（３）を有するので、第１の電極（４）と
第３の電極（９）に直流を印加すると、吸着層（３）内
で電気分解され、その電気分解反応によって発生する活
性酸素、活性塩素による間接的な雑菌の抑制作用と吸着
層（３）表面での細菌補酵素が直接的な酸化作用を受け
て、生成した酸性水とアルカリイオン水の滞留時にこの
水中で発生する雑菌の増殖が、抑えられる。

【００１３】また、水槽（１１）と、水槽（１１）を構
成する外筒（３１）と、外筒（３１）と水路（１８）を
形成する内筒（１９）を有し、さらに、上記第４の電極
（２）が、筒状に形成された、水道水の通路（３２）で
あって、かつ、この通路（３２）が、水路（１８）と内
筒（１９）を連通するので、水道水が通路（３２）を通
り、水路（１８）と吸着層（３）を内蔵する内筒（１
９）のいずれかに水道水が流れ、水槽（１１）内で浄化
と電気分解によるイオン水の生成の両者が行われるの
で、水の浄化と電気分解の各々で直列的あるいは別々に
分けて構成した従来のイオン水生成器よりも小型化する
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に係る図面に基づいて
詳しく説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例に係る浄水機能を
有するイオン水生成器の断面図である。

【００１６】本発明の浄水機能を有するイオン水生成器
で処理される水は、いわゆる浄水場で浄化された水、井
戸水、湖沼を水源とする生水を含む。

【００１７】このイオン水生成器は、水槽（１１）を備
える。この水槽（１１）は、断面が、例えば、円筒状の
外筒（３１）と、外筒（３１）に相似形の内筒（１９）
が設けられ、この外筒（３１）と内筒（１９）の間には
水路（１８）が形成されている。

【００１８】内筒（１９）内には、導電性を有し、か
つ、加熱により吸着能力が再生する吸着層（３）が設け
られている。この吸着層（３）は、例えば、流動性を有
し、自由に浮遊する粉状か粒状の活性炭で集成されてい
て、この吸着層（３）を上下からはさむメッシュ（２
３）、メッシュ（２４）が内筒（１９）の上、下端に設
けられ、活性炭が、内筒（１９）から流れ出ないように
防止されている。

【００１９】メッシュ（２３）とメッシュ（２４）は、
合成繊維からなる多孔質繊維層に限らず、金属繊維から
なる多孔質繊維層などが用いられる。このメッシュ（２
３）とメッシュ（２４）は、繊布でも不繊布でもよく、
内筒（１９）内で自由に浮遊できるように連続透孔を有
する発泡体でもよい。吸着層（３）を構成する活性炭
は、内筒（１９）内の上部に空間部（１７）が形成され
ている。

【００２０】さらに、本発明の浄水機能を有するイオン
水生成器は、上記内筒（１９）を形成する第１の電極
（４）を有する。したがって、この第１の電極（４）
は、吸着層（３）を内蔵する内筒（１９）を構成すると
ともに、上記外筒（３１）を形成する第２の電極（６）
と対をなすものである。この第２の電極（６）は、水槽
（１１）を形成する、外筒（３１）の壁面（１６）に設
けられている。

【００２１】第１の電極（４）と第２の電極（６）に用
いる電極を例示すると、陽極としては、フェライト、グ
ラファイト、炭素繊維、白金−チタン電極、酸化イリジ
ウム−チタン電極などがあげられる。陰極としては、ス
テンレス、グラファイト、炭素繊維、白金−チタン電極
などがあげられる。陽極と陰極ともに、電解により劣化
しにくい不溶性電極が好ましい。さらに、第１の電極
（４）と第２の電極（６）は、後述するごとく、陽極と
陰極を相互変換できるので、使用上の利便性から陽極と
陰極のどちらもグラファイト、炭素繊維、白金−チタン
電極のいずれかを用いるのが好ましい。

【００２２】上記第１の電極（４）と第２の電極（６）
の間には、隔膜（５）が設けられている。この隔膜
（５）は、本実施例では、第１の電極（４）に密着し
て、水路（１８）側に設けられている。隔膜（５）とし
ては、例えば、高分子膜が用いられる。この隔膜（５）
は、孔径が０．６〜５０μｍのものが好ましい。

【００２３】また、本発明の浄水機能を有するイオン水
生成器は、上記第１の電極（４）と対をなす、吸着層
（３）内に設けられた第３の電極（９）を有している。
この第３の電極（９）は、図示のごとく、少なくとも１
本以上の棒状の電極を吸着層（３）内に埋設してもよい
し、あるいは、円筒状の電極を吸着層（３）内に埋設し
てもよい。この第３の電極（９）としては、外表面が絶
縁膜で被覆された電極を用い、フェライト、ステンレ
ス、グラファイトなどが用いられる。

【００２４】さらに、上記第１の電極（４）と対をな
す、吸着層（３）内には第４の電極（２）が設けられて
いる。この第４の電極（２）が、筒状に形成された、水
道水の通路（３２）であって、かつ、この通路（３２）
が水路（１８）と吸着層（３）が連通するので、通路
（３２）を通過した水道水は、水路（１８）と吸着層
（３）のいずれかに分流することができる構成になって
いる。上記通路（３２）には、第１の逆流防止弁（２
８）を備えているので、一方向にのみ水道水が流れる。
この第４の電極（２）は、上記棒状あるいは円筒状に吸
着層（３）内に埋設された第３の電極（９）の円周の中
心に位置している。この第４の電極（２）としては、第
３の電極（９）と同様に、フェライト、ステンレス、グ
ラファイトなどが用いられる。

【００２５】次に、本発明の浄水機能を有するイオン水
生成器の機能および動作について説明する。

【００２６】まず、本発明の実施例に係る浄水機能を有
するイオン水生成器の水の浄化およびイオン水生成につ
いて説明する。

【００２７】水を浄化する場合、水道水が水道管（１）
から水槽（１１）内に流入し、筒状の第４の電極（２）
をかねる通路（３２）を通過し、この通路（３２）に連
通する水路（１８）と内筒（１９）の上部で２方向に分
かれる。まず、第１方向においては、吸着層（３）を構
成する活性炭を通過し、水道水が浄化される。供給管
（７）に設けられた弁（３０）が開くと、浄化された水
が、供給管（７）から連続的に流出される。次に、第２
方向においては、水路（１８）を通過し、排水管（８）
から流出される。この第２方向を通った水道水は、吸着
層（３）を構成する活性炭での浄化を受けていないの
で、排水される。この排水は、リサイクルさせて利用し
てもよい。

【００２８】イオン水の生成の場合、水道水が水道管
（１）から水槽（１１）内に流入され、筒状の第４の電
極（２）をかねる通路（３２）を通過する。この通路
（３２）に連通する水路（１８）と内筒（１９）に注が
れた水道水は、制御装置（１０）からの信号により、直
流電源（２２）と第１の電極端子（１２）と第２の電極
端子（１３）からなる電解回路（３３）に所望のｐＨに
対応させて直流電圧を印加すると、第２の電極（６）と
第１の電極（４）において、電解される。例えば、アル
カリイオン水を生成するときは、第２の電極（６）を陽
極に、第１の電極（４）を陰極とすると、第２の電極
（６）では水素イオンが発生し、吸着層（３）を構成す
る活性炭で酸性水が生成され、排水管（８）から排出さ
れる。第１の電極（４）では水素イオン濃度が減少する
のでアルカリイオン水が生成され、例えば、供給管
（７）から飲用水として取り出される。

【００２９】次に、本発明の浄水機能を有するイオン水
生成器の吸着層（３）を構成する活性炭の再生について
述べると、水道水の流れはなく、制御装置（１０）から
の信号により、交流電源（２１）と第２の電極端子（１
３）と第３の電極端子（１４）とからなる再生回路（３
４）に交流を印加すると、第４の電極（２）と第１の電
極（４）の間に、交流が通電される。これによって、吸
着層（３）は加熱され、吸着層（３）に滞留する水が煮
沸される。吸着層（３）に滞留する水がなくならない程
度に煮沸すると、吸着層（３）の吸着能力の復元を容易
に行うことができる。

【００３０】次に、本発明の浄水機能を有するイオン水
生成器の吸着層（３）に発生した雑菌の防止について述
べると、この場合も、吸着層（３）を構成する活性炭の
再生と同様に、水道水の流れはなく、制御装置（１０）
からの信号により、直流電源（２２）と第２の電極端子
（１３）と第４の電極端子（１５）とからなる防菌回路
（３５）に直流を印加すると、吸着層（３）での雑菌発
生を抑える第３の電極（９）と、第１の電極（４）の間
で電極反応、つまり、吸着層（３）内で電気分解され
る。この電気分解反応によって発生する活性酸素および
活性塩素は、イオン水生成器の稼働停止後の吸着層
（３）に滞留した水または酸性水もしくは、アルカリイ
オン水であるイオン水中に発生する雑菌の増殖を抑え
る。また、吸着層（３）の表面での細菌補酵素が直接的
な酸化作用を受ける。ここで、直流は１−３０Ｖの定電
圧で、通電の頻度、時間は、周囲の温度、雑菌の種類、
初期菌数などで異なるので、止水時ごとに、次のイオン
水生成器を使用するまで、連続印加するのが望ましい。

【００３１】また、本発明の実施例に係る浄水機能を有
するイオン水生成器の非通水時の吸着層（３）を構成す
る活性炭の逆洗方法について述べると、水道水の流れを
水道管（１）の三方弁（２５）によって、逆洗用管（２
７）に切り替え、穴（２９）から吸着層（３）によって
浄化される水の流れに対して逆の水流を生じさせる。上
記逆洗用管（２７）には、第２の逆流防止弁（２６）を
備えているので、一方向にのみ水が流れる。この逆の水
流によって、水道水を吸着層（３）に向けて、勢い良く
噴出させると、吸着層（３）を構成する活性炭が流動化
し、活性炭表面の付着物が効率よく除去される。前述の
ごとく、吸着層（３）を構成する活性炭の加熱による再
生と併用すると、さらに、効果的である。

【００３２】さらに、本発明の浄水機能を有するイオン
水生成器のスケールの小型化について述べる。水槽（１
１）と、水槽（１１）を構成する外筒（３１）と、外筒
（３１）内に設けられた内筒（１９）が、いずれも、そ
の断面が、水道水の通路（３２）を中心として構成さ
れ、内筒（１９）内の吸着層（３）で水の浄化と電気分
解の両者がなされるので、水の浄化と電気分解の各々が
直列的あるいは別々に分かれて構成されている従来のイ
オン水生成器よりも小型化することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の浄水機能を有するイオン水生成
器によると、イオン水生成器を構成する吸着層内に滞留
しているイオン水中で発生する雑菌の増殖を防止すると
ともに、イオン水生成器の吸着能力を容易に復元するこ
とができ、さらに、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る浄水機能を有するイオン
水生成器の断面図である。

【符号の説明】

１ 水道管 ２ 第４の電極 ３ 吸着層 ４ 第１の電極 ５ 隔膜 ６ 第２の電極 ７ 供給管 ８ 排水管 ９ 第３の電極 １０ 制御装置 １１ 水槽 １６ 壁面 １８ 水路 １９ 内筒 ２１ 直流電源 ２２ 交流電源 ２９ 穴 ３１ 外筒 ３２ 通路 ３３ 電解回路 ３４ 再生回路 ３５ 防菌回路

フロントページの続き (72)発明者 河村 典彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】〔１〕水槽（１１）、〔２〕上記水槽（１
   １）を構成する外筒（３１）、〔３〕上記外筒（３１）
   と水路（１８）を形成する内筒（１９）、〔４〕上記内
   筒（１９）内の導電性を有し、かつ、加熱により吸着能
   力が再生する吸着層（３）、〔５〕上記内筒（１９）を
   形成する第１の電極（４）、〔６〕上記外筒（３１）を
   形成する、第１の電極（４）と対をなす第２の電極
   （６）、〔７〕上記第１の電極（４）と第２の電極
   （６）の間に設けられた隔膜（５）、〔８〕上記第１の
   電極（４）と対をなす、吸着層（３）内に設けられた第
   ３の電極（９）、および、〔９〕上記第１の電極（４）
   と対をなす、吸着層（３）内に設けられた第４の電極
   （２）を備え、さらに、〔１０〕上記第４の電極（２）
   が、筒状に形成された、水道水の通路（３２）であっ
   て、かつ、この通路（３２）が、水路（１８）と内筒
   （１９）を連通することを特徴とする浄水機能を有する
   イオン水生成器。
2. 【請求項２】〔１〕上記吸着層（３）の下部に吸着層
   （３）によって浄化される水の流れに対して、逆の水流
   を生じさせる、逆洗用の穴（２９）を備えることを特徴
   とする請求項１記載の浄水機能を有するイオン水生成
   器。
3. 【請求項３】〔１〕上記吸着層（３）が、活性炭粒子で
   集成されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の浄水機能を有するイオン水生成器。