JPH067891U - イオン交換装置付イオン水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン交換樹脂槽を通して無機質イオン含有
量を低下させたのち電解を行う。 【構成】 浄水器１に硬水を給水して濾過し、無機質イ
オン含有量をイオンセンサー２で検出してデータを制御
部８へ送る。濾過された水はイオン交換樹脂槽３でイオ
ン交換して軟水に変え、その無機質イオン含有量をイオ
ンセンサー４で検出して制御部がイオンセンサー２の検
出値と比較確認する。イオン交換された軟水は電解槽５
で電気分解によりアルカリイオン水と酸性水を生成し、
制御部は各種検出データからフィードバック量を決め
て、電圧調節部６で電解槽の印加電圧を調節してコント
ロールを行い、極性反転部７を介して逆電圧印加による
洗浄を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、イオン水生成器に関し、詳しくは無機質イオン含有量の高い硬水を イオン交換して軟水に交換後、電気分解によりアルカリイオン水と酸性水を生成 するイオン水生成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来のイオン水生成器の構成図である。 電解槽１００に流入した水道水は、電源回路２次側の電圧切換スイッチ１０３ を、制御部１０６が電解電流センサー１０８の検出値によって設定し、電圧調節 部１０７に指令する印加電圧値によって切換えて、電極１０１、１０２に印加さ れる電解用電圧により電解が行われる（なお、トランス後段の整流回路は図示し ていない）。

【０００３】 電解によって生成されたアルカリイオン水は測定槽１０４内の正負電極１０９ ，１１０，ダイオード１１２，直流電源１１１，フィードバックセンサー１０５ により、電位変化による導電度が検出され、検出値はＰＨデータとして制御部１ ０６へ送出される。 制御部１０６はＰＨデータの補正値を電解槽１００の印加電圧調節データに換 算して、電圧調節部１０７へ指令し、電圧調節部１０７が切換スイッチ１０３を 切換えて、印加電圧調節によりＰＨをコントロールする。

【０００４】 また、電流センサー１０８の検出値が所定電流相当電圧以下となった場合には 、極性変換部１１３へ制御部１０６から指令して、印加電圧の極性を極性反転ス イッチ１１４、１１５により反転して、電極１０１、１０２に逆電圧を印加し洗 浄を行う。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、日本と外国の水質の無機質イオン含有量（ｐｐｍ表示）を比較 した場合、カルシウム含有量が日本８．８に対してアメリカ２１，ヨーロッパ３ １，台湾４４、マグネシューム含有量が日本１．９，アメリカ５，ヨーロッパ５ ．６，台湾１２、炭酸含有量が日本１５，アメリカ３３，ヨーロッパ４７，台湾 ６４、硫酸塩含有量が日本１０．６，アメリカ２０，ヨーロッパ２４，台湾５９ ．５というのが一般的な数値であり、図２に示す従来技術では特に日本以外の硬 度の高い硬水を使用する地域において電解槽１００の電解動作中に電極１０１、 １０２にカルシウムイオン、マグネシュームイオン等の付着が多く電解能力の低 下度合が軟水を使用する場合に比較すると相当大きくなる。従って逆電圧を印加 する洗浄回数も多くなり、使用者にとって不便であると同時に電極１０１、１０ ２の性能劣化が軟水使用の場合に比べて大きいという問題がある。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、イオン交換樹脂槽を設けて硬 水を一旦軟水に変えた後電解を行うようにして、カルシウムイオン等の付着が少 なく、洗浄回数も少なくてすみ、電極性能の劣化も早くないイオン交換装置付イ オン水生成器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより 水を電気分解して、アルカリイオン水と酸性水を生成するイオン水生成器におい て、給水する無機質イオン含有量の高い硬水中の不純物を濾過する浄水器と、該 濾過した硬水の導電度から無機質イオン含有量を検出する第１のイオンセンサー と、自槽内のイオン交換樹脂のイオン放出、吸着作用により前記硬水を無機質イ オン含有量の低い軟水にイオン交換するイオン交換樹脂槽と、該イオン交換され た軟水の無機質イオン含有量を検出する第２のイオンセンサーと、前記軟水を電 気分解してアルカリイオン水と酸性水を生成する電解槽と、該電解槽の電極に印 加する電解用電圧を調節可変する電圧調節部と、前記電解槽の電極に洗浄用の逆 電圧を洗浄タイミングで印加する極性反転部と、装置の動作を所定のセンサーの 検出データにより制御する制御部を備えたことを特徴とするイオン交換装置付イ オン水生成器を備えている。

【０００８】

【作用】

上記構成とすることにより、浄水器により無機質イオン含有量の高い硬水を濾 過しイオンセンサーにより無機質イオン含有量を検出して制御部に保持する。イ オン交換樹脂槽において無機質イオンのイオン交換を行い軟水に変えたのち、イ オンセンサーで無機質イオンの含有量を検出して、先の検出値と制御部で比較し 確認して、イオン交換樹脂の投入量を調節して電解槽で電解を開始することにな るので、無機質イオン含有量の高い水を使用する場合に、無機質イオン含有量の 低い水を使用する場合と同様な生成水質と使用条件、装置の耐久性が得られる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図に基づいて説明する。 図１は、本考案の一実施例によりイオン交換装置付イオン水生成器の構成図で ある。

【００１０】 図１において、１は硬水を給水して不純物を活性炭等で濾過して除去する浄水 器、２は浄水器１で濾過した硬水のカルシウム等の無機質イオン含有量（以降硬 度と呼ぶ）を検出するイオンセンサーであり、検出データは制御部へ送られる。 ３はイオン交換樹脂のイオン交換作用により硬水を軟水に変えるイオン交換樹 脂槽、４はイオン交換樹脂槽３からの軟水の硬度を検出するイオンセンサー、５ は軟水を電解してアルカリイオン水を生成する電解槽、６は電解槽５に印加する 電解用電圧を切り換える電圧調節部、７は洗浄時に電解槽５に印加する電圧を反 転する極性反転部、８は装置の各検出データを基準値と比較してＰＩＤ制御を行 う制御部である。

【００１１】 つぎに動作について説明する。 硬度の高い硬水を浄水器１に給水して、活性炭などの濾過材や微細穴フィルタ 等で濾過して、カビや微生物や塩素分のカルキ等を除去し、イオンセンサー２で 硬度を検出する。 硬度を検出するイオンセンサーは、従来例で説明した電位変化により導電度を 検出するフィードバックセンサー間接検出方式でもよいし、イオン電極方式のも のでもよい。検出データは制御部８へ送られる。

【００１２】 次に、硬水をイオン交換樹脂槽３へ給水してイオン交換を行う。 イオン交換樹脂については衆知のように、イオン交換管または槽内にビーズ状 のカチオン交換樹脂（陽イオン交換用）、ビーズ状のアニオン交換樹脂（陰イオ ン交換用）を詰めておき、例えば、食塩水ＮａＣｌのナトリウムイオンＮａ+ が カチオン交換樹脂表面の水素イオンＨ+ と交換され、交換樹脂はＮａ+ を吸着し てＨ+ を放出する。アニオン交換樹脂は同様に塩素イオンＣｌ- と水酸イオンＯ Ｈ- を交換して、食塩水を純水に変えるような化学反応性を持った高分子材であ る。

【００１３】 従って、その地域の水質に合わせて、カルシウム分が特に多い場合、あるいは 、マグネシウム分が多い場合、硫酸塩が多い場合等のデータからそれぞれの無機 質イオン交換用のイオン交換樹脂材を単独または複合選択して積層して使用する 。

【００１４】 イオン交換樹脂槽３でイオン交換された軟水をイオンセンサー４で硬度を検出 する、検出データを得た制御部８は先のイオンセンサー２の検出データと比較し てデータを表示する。若し、未だ硬度が多すぎる場合はイオン交換樹脂ビーズを 追加積層する。

【００１５】 また、日本やアメリカの場合のように水道水の浄水設備が化学処理の多い急速 浄化方式の地域では、ヨーロッパ地域の自然沈殿池を利用した低速浄化に比較し て塩素投入量が多くなり、発ガン性トリハロメタンの発生量も多くなるので、イ オン交換樹脂槽３にトリハロメタン成分のイオン交換用ビーズを混積すれば、浄 水器で除去し切れなかったトリハロメタン成分も除去することができる。

【００１６】 このようにして、イオン交換された軟水の処理は電解処理が行われる。 まず、電解槽５で電解が行われアルカリイオン水と酸性水が生成されて、アル カリイオン水は測定槽内でフィードバックセンサーによりＰＨ検出を行い、制御 部８はフィードバック量を換算して、調節する電圧値を電圧調節部６へ指示し、 電圧調節部６は印加電圧切り換えスイッチを切換えて電解槽５の電極印加電圧を 調節し、ＰＨコントロールが行われる。

【００１７】 さらに具体的な電解槽５の電極に印加する電圧値の制御を図３のフローチャー トで説明する。 まず水道水の水温を調べ５℃〜３０℃の範囲になければ水道水のバルブを閉じ る（ステップＳ１，２，３）。 ５℃〜３０℃の範囲の場合は、水道水の硬度が１００ｐｐｍ以上ならば電極印 加電圧を１０Ｖとする（ステップＳ４，５）。 水道水の硬度１００ｐｐｍ以下の場合、イオン交換樹脂槽３を通過し、硬度が ７０ｐｐｍ以上ならば、電極印加電圧を１５Ｖとする（ステップＳ６，７）。 硬度７０ｐｐｍ以下でイオン交換樹脂槽３を通過し、硬度５０ｐｐｍ以上なら ば、電極印加電圧を２０Ｖとする（ステップＳ８，９）。 硬度５０ｐｐｍ以下でイオン交換樹脂槽３を通過し、硬度３０ｐｐｍ以上なら ば、電極印加電圧を２５Ｖとする（ステップＳ１０，１１）。 硬度３０ｐｐｍ以下でイオン交換樹脂槽３を通過したときは電極印加電圧を３ ０Ｖとする（ステップＳ１２）。 以上のようにして硬度の高い場合は電極印加電圧を低くし、電極性能を劣化を 少なくする。

【００１８】 また、電解槽５の電極印加電圧を調節する変わりに水の流量を制御しても良い 。その実例を図４のフローチャートで説明する。 水道水の水温を調べ５℃〜３０℃の範囲外ならば水道水のバルブを閉じる（ス テップ（Ｓ４１，４２）。 ５℃〜３０℃の範囲にあれば、水道水の硬度を検出して、所定値より低ければ 、流量制御なしとして、電極印加電圧は所定の通常レベルで電解する（ステップ Ｓ４３，４４，４５）。 水道水の硬度が所定値より高ければ、イオン交換樹脂槽３を通過後の硬度を検 出し、硬度３０ｐｐｍより低くなれば、電極印加電圧は所定の通常レベルで電解 する（ステップＳ４６，４５）。 ステップＳ４６でイオン交換樹脂通過後の硬度が３０ｐｐｍ以上の場合は、水 の流量制限バルブをオンとして、３０ｐｐｍ以下になるまで続ける（ステップＳ ４６，４７）。３０ｐｐｍ以下になれば、ステップＳ４５に進み、電極印加電圧 は所定の通常レベルで電解する。尚、ステップＳ４７は水道水の硬度と水の流量 とは比例するので、流量制限すると、それにつれて硬度は低下することを利用し ている。

【００１９】 また、電解槽５の電解電流を検出する電流センサーの検出値によってもフィー ドバック電圧コントロールが行われるが、所定電流相当電圧以下に下れば、電極 に付着した無機質イオンによって電解能力が低下しているので、制御部８は極性 反転部へ洗浄を指令し、極性反転部７は極性反転スイッチを切換えて電極に逆電 圧を印加して洗浄を開始する、一定時間経過後に復帰させるようにして、自動的 に洗浄動作が行われる。

【００２０】 このようにして、本実施例によれば、水道水を給水して、まず浄水器１により 不純物を濾過して、イオンセンサー２で硬度を確認し、イオン交換樹脂槽３でイ オン交換により軟水に変え、イオンセンサー４により硬度を検出して、イオンセ ンサー２の検出データと比較確認したのち、電解処理を行うので硬水を使用する 地域でも軟水地域と同条件で使用することが可能となる。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べた如く本考案によれば、給水する硬度の高い硬水中の不純物を濾過す る浄水器と、濾過した硬水の導電度から硬度を検出する第１のイオンセンサーと 、自槽内のイオン交換樹脂のイオン放出・吸着作用により硬水を無機質イオン含 有量の低い軟水にイオン交換するイオン交換樹脂槽と、交換された軟水の硬度を 検出する第２のイオンセンサーと、軟水を電解する電解槽と、印加する電解用電 圧を調節可変する電圧調節部と、洗浄用の逆電圧を印加するための極性反転部と 、装置全体の動作を制御する制御部を備えたので、硬水を使用する地域でも、軟 水を処理した場合と同じように上質のアルカリイオン水が得られ、さらに軟水地 域と同じ使用条件、耐久性が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるイオン交換装置付イオ
ン水生成器の構成図である。

【図２】従来のイオン水生成器の構成図である。

【図３】電解槽５の電極に印加する電圧値の調節を説明
するフローチャートである。

【図４】図３の電圧値調節の代りに水の流量の調節を説
明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 浄水器 ２、４ イオンセンサー ３ イオン交換樹脂槽 ５ 電解槽 ６ 電圧調節部 ７ 極性反転部 ８ 制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽内の電極間に電圧を印加すること
   により水を電気分解して、アルカリイオン水と酸性水を
   生成するイオン水生成器において、 給水する無機質イオン含有量の高い硬水中の不純物を濾
   過する浄水器と、該濾過した硬水の導電度から無機質イ
   オン含有量を検出する第１のイオンセンサーと、自槽内
   のイオン交換樹脂のイオン放出、吸着作用により前記硬
   水を無機質イオン含有量の低い軟水にイオン交換するイ
   オン交換樹脂槽と、該イオン交換された軟水の無機質イ
   オン含有量を検出する第２のイオンセンサーと、前記軟
   水を電気分解してアルカリイオン水と酸性水を生成する
   電解槽と、該電解槽の電極に印加する電解用電圧を調節
   可変する電圧調節部と、 前記電解槽の電極に洗浄用の逆電圧を洗浄タイミングで
   印加する極性反転部と、装置の動作を所定のセンサーの
   検出データにより制御する制御部を備えたことを特徴と
   するイオン交換装置付イオン水生成器。