JPH0871560A - イオン水生成器及びイオン水生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの電解室間で残留塩素等の成分が混入す
るのを防ぎ、アルカリ性イオン水の吐出量と酸性イオン
水の吐出量との比率を一定にし、簡便な構造で、メンテ
ナンスフリーのイオン水生成器及びイオン水生成方法を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明のイオン水生成器１は、第１電解室に
のみ原水を供給する給水路を接続するとともに、第２電
解室には多孔質隔膜１５ａを通過して原水を供給し、電
解槽５に設けた多孔質隔膜１５ａの平均孔径が０．１〜
３ミクロンの範囲にあり、第１電解室に接続された処理
水吐出路の吐出口の面積が第２電解室に接続された処理
水吐出路の吐出口の面積と同じかそれ以上であること特
徴とする。本発明のイオン水生成方法は、第１電解室と
第２電解室のいづれか一方に選択的に原水を供給して電
気分解することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水、井戸水などの
原水を電気分解して、飲用、医療用として利用するアル
カリ性イオン水及び化粧水、殺菌洗浄水などとして利用
する酸性イオン水を製造するイオン水生成器及びイオン
水生成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、「健康ブーム」を反映してイオン
水生成器が普及しつつある。このイオン水生成器は電解
槽内で水道水などを電気分解し、陰極側にアルカリ性イ
オン水を生成し陽極側に酸性イオン水を生成するもので
ある。

【０００３】そこで従来の連続電解方式のイオン水生成
器及びイオン水生成方法について説明する。図２は従来
のイオン水生成器及びイオン水生成方法を示す概略全体
図である。１は水道水などの原水管２と接続されたイオ
ン水生成器である。３は内部に活性炭や中空糸膜などを
備えた浄水器、４はミネラル分を原水中に付与するミネ
ラル添加筒、５は内部に隔膜１５で陰極室１０と陽極室
１２とに分割された電解槽、６は電解槽５に設けた陰極
室１０の処理水を吐出する陰極側処理水吐出路、７は電
解槽５に設けた陽極室１２の処理水を吐出する陽極側処
理水吐出路、８ａは陰極室１０に原水を供給する陰極側
給水路、８ｂは陽極室１２に原水を供給する陽極側給水
路、９は陰極室１０に設けた陰極板、１１は陽極室１２
に設けた陽極板、１７は電源部１６からの電力を所定の
電圧に調整し陰極端子１３及び陽極端子１４に印加する
コントローラ、２０は電解槽５内を洗浄した水を排水す
る排水バルブ、２１は陰極室１０の出口に設けた陰極側
吐出口、２２は陽極室１２の出口に設けた陽極側吐出口
である。

【０００４】以上のように構成された従来のイオン水生
成器１について以下その動作を説明する。原水管２より
通水された原水は浄水器３で原水中の残留塩素や一般細
菌などの不純物が取り除かれ、ミネラル添加筒４でミネ
ラル分を原水中に付与せられ電解槽５に通水される。一
方電源部１６から供給された電力はコントローラ１７で
所定の直流電圧に制御されて陰極板９と陽極板１１に給
電される。これにより、陰極室１０にはアルカリ性イオ
ン水が、陽極室１２には酸性イオン水が生成され、通水
しながら陰極板９が負電圧になるように電圧を印加する
と陰極側処理水吐出路６よりアルカリ性イオン水が、陽
極側処理水吐出路７より酸性イオン水が連続して得られ
る。

【０００５】ところで、例えばアルカリ性イオン水を生
成する目的でイオン水生成器１を運転すると、通常、ア
ルカリ性イオン水を生成する流路と酸性イオン水を生成
する流路の構造や陰極室１０と陽極室１２の容積にあま
り差がないため、アルカリイオン水と等量程度の酸性イ
オン水が同時に生成する。そこでアルカリ性イオン水の
生成量を多くする目的で図１に示した陰極側吐出口２１
の口径を大きくし、陽極側吐出口２２の口径を小さくす
ることによって酸性イオン水の吐出量を絞り、アルカリ
性イオン水の吐出量を多くする方法が一般的である。し
かしながら酸性イオン水の生成量を少なくするために陽
極側吐出口２２の口径を極度に小さくすると、酸性イオ
ン水のｐＨが強酸性となってしまう。一方陰極室１０内
では原水の流入量が増えてアルカリ性イオン水のｐＨが
低下するのを防ぐため、大きな電流を供給することが必
要となる。このことは電極寿命を短くするのと同時に多
くの電力を消費するという問題を生じることになる。そ
して酸性イオン水の流量が低く抑えられることから陽極
側に発生する濃度の高い残留塩素が陽極室１２内に滞留
する滞留時間が長くなり、隔膜１５を通して拡散し、陰
極室１０側のアルカリ性イオン水に混入して流出すると
いう問題が生じる。そこで電極寿命を長くし、消費電力
を抑えると同時に陰イオンや残留塩素のアルカリ性イオ
ン水への混入を防ぐ必要から、従来、アルカリ性イオン
水と酸性イオン水の吐出量の比率は通常４：１が適当な
ものとされている。このように従来のイオン水生成器１
は陰極側吐出口２１の口径を大きくし、陽極側吐出口２
２の口径を小さくすることによって酸性イオン水の吐出
量を少なくし、アルカリ性イオン水の吐出量を多くする
ようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のイオン水生成器及びイオン水生成方法は、陰極側吐
出口の口径を大きくし陽極側吐出口の口径を小さくする
ことによって、酸性イオン水の吐出量を少なくしアルカ
リ性イオン水の吐出量を多くするようにしているので、
陽極室で発生する残留塩素が容易に陰極室側にも拡散
し、アルカリ性イオン水に混入した状態で陰極側吐出口
から吐出され易いという問題がある。また、陰極側給水
管と陽極側給水管から別々に電解槽に原水を給水するか
ら、きめ細かに原水流量を調整したりしなければなら
ず、そのための流量調整機構が必要となるなどの問題点
も有していた。

【０００７】そこで本発明は前記従来の問題点を解決す
るもので、２つの電解室間で残留塩素等の成分が混入す
るのを防ぎ、アルカリ性イオン水の吐出量と酸性イオン
水の吐出量との比率を一定にし、簡便な構造で、メンテ
ナンスフリーのイオン水生成器及びイオン水生成方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のイオン水生成器は、第１電解室にのみ原水を
供給する給水路を接続するとともに、第２電解室には多
孔質隔膜を通過して原水を供給することを特徴とする。

【０００９】また、電解槽に設けられた多孔質隔膜の平
均孔径が０．１〜３ミクロンの範囲にあることが望まし
い。

【００１０】さらに、第１電解室が陰極室であり、第２
電解室が陽極室であることが好ましい。

【００１１】さらに、第１電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積が第２電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積と同じかそれ以上であること特徴と
する。

【００１２】また、本発明のイオン水生成方法は、第１
電解室と第２電解室のいづれか一方に選択的に原水を供
給することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のイオン水生成器は、第１電解室にのみ
原水を供給する給水路を接続するとともに、第２電解室
には多孔質隔膜を通過して原水を供給するから、第１電
解室から第２電解室へ原水が流下し、第１電解室へ残留
塩素が拡散するのを防ぐことができる。

【００１４】また、電解槽に設けられた多孔質隔膜の平
均孔径が０．１〜３ミクロンの範囲にあるから、陽極室
に比べ陰極室への給水量を多くでき、アルカリ性イオン
水の吐出量を多くすることができる。

【００１５】さらに、第１電解室が陰極室であり第２電
解室が陽極室であるから、第１電解室ではアルカリ性イ
オン水を、第２電解室では酸性イオン水を生成すること
ができる。

【００１６】さらに、第１電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積が第２電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積と同じかそれ以上であるから、アル
カリ性イオン水と酸性イオン水の吐出量の比を一定にす
ることができる。

【００１７】また、本発明のイオン水生成方法は、第１
電解室と第２電解室のいづれか一方に選択的に原水を供
給して電気分解するから、簡単な操作で給水路の切り換
えをすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例におけるイオン水生
成器及びイオン水生成方法の詳細を図面に基づいて説明
する。ここではアルカリ性イオン水を生成する場合につ
いて述べる。

【００１９】図１は本発明の一実施例におけるイオン水
生成器及びイオン水生成方法を示す概略全体図である。
図１において、１はイオン水生成器、２は原水管、３は
浄水器、４はミネラル添加筒、５は電解槽、１０は第１
電解室である陰極室、１２は第２電解室である陽極室、
６は陰極側処理水吐出路、７は陽極側処理水吐出路、８
は陰極側給水路、９は陰極板、１１は陽極板、１３は陰
極端子、１４は陽極端子、１５ａは多孔質隔膜、１６は
電源部、１７はコントローラ、２０は排水バルブ、２１
は陰極側吐出口、２２は陽極側吐出口である。従来例と
同じ符号のものについては、基本的な動作、機能が同じ
であるので説明を省略する。ところで本実施例とは逆
に、第１電解室を陽極室、第２電解室を陰極室としても
第１電解室の処理水が酸性イオン水となるだけで基本的
な動作は相違しない。そこで、以下の説明は第１電解室
を陰極室、第２電解室を陽極室として説明するが、第１
電解室を陽極室、第２電解室を陰極室としたものも同様
である。

【００２０】陰極側給水路８は原水を陰極室１０にのみ
給水することができるように陰極室１０に接続されてい
る。原水管２から給水された原水は浄水器３及びミネラ
ル添加筒４を経由して陰極側給水路８から陰極室１０に
給水される。陰極室１０に給水された原水は最初に陰極
室１０に流入し、次に電解槽５を２つの電解室に区画す
る多孔質隔膜１５ａを通過して陽極室１２に流入する。
原水が電解槽５内に所定量流入した後に電源部１６から
の電圧をコントローラ１７で所定の電圧に制御して、陰
極端子１３には負電圧、陽極端子１４には正電圧を印加
して電気分解を開始する。電気分解によって電解槽５で
はアルカリ性イオン水と酸性イオン水が生成される。と
ころでアルカリ性イオン水は残留塩素を含んでいるが、
陽極板１１による電解と陰極室１０から陽極室１２への
流過水の圧力とによって残留塩素が多孔質隔膜１５ａを
通過して陽極室１２に達し、陰極室１０には残留塩素等
が混入していないアルカリ性イオン水が、陽極室１２に
は残留塩素等を含んだ酸性イオン水が生成される。この
状態で原水が連続して給水され、電圧が連続して印加さ
れることによって陰極側処理水吐出路６からは処理水で
あるアルカリ性イオン水が、陽極側処理水吐出路７から
は処理水である酸性イオン水が連続して吐出してくるの
である。

【００２１】ところで多孔質隔膜１５ａは平均孔径が
１．０ミクロン程度の細孔が均一に分布するように調整
されている。この平均孔径を持つ多孔質隔膜１５ａは原
水が陰極室１０から陽極室１２へ通過する際に流体抵抗
となり、陽極室１２へ供給する流量を一定割合に設定で
きるものである。本実施例では陰極室１０内の原水圧が
０．０４Ｍpaで陽極室１２内の原水圧は０．０２Ｍpaと
なっている。このことにより陰極室１０で生成した残留
塩素を含んだ水は電解移動と流動によって多孔質隔膜１
５ａを通過して陽極室１２に移動し、再び陰極室１０に
拡散や逆流することは起こらない。したがって陰極側処
理水吐出路６からは純度の高いアルカリ性イオン水を吐
出させることができる。ところで多孔質隔膜１５ａは平
均孔径が０．１〜３ミクロンの範囲の細孔が均一に分布
しているのがよい。０．１ミクロンより小さいと、原水
が陰極室１０から陽極室１２へ通過する際の流体抵抗が
大きくなり、陽極室１２での必要な給水量が得られない
し、３ミクロンより大きくなると流体抵抗が小さくなり
過ぎて陰極室１０内と陽極室１２内の原水圧に差が生じ
なくなり、多孔質隔膜１５ａの細孔内を通過する流速が
低下して残留塩素を含んだ酸性イオン水が細孔を通して
拡散してしまいアルカリ性イオン水に残留塩素が混入さ
れ陰極側処理水吐出路６から吐出されることになる。な
お多孔質隔膜１５ａの細孔の密度は流体抵抗と平均孔径
から決定される。本実施例においては陰極側処理水吐出
路６の吐出口の面積は陽極側処理水吐出路７の吐出口の
面積に比べ１．２倍になるようにして設けられている。
このとき多孔質隔膜１５ａによる流体抵抗によって、陽
極室１２へは流量調整された原水が流入し、陰極側処理
水吐出路６から吐出するアルカリ性イオン水の量と、陽
極側処理水吐出路７から吐出する酸性イオン水の量の比
が約６：１程度となる。従来例の４：１と比較してアル
カリ性イオン水の生成時に生成する酸性イオン水の量を
一層少なく抑えられることから、原水を無駄に消費する
ことがない。ここで陰極側処理水吐出路６の吐出口の面
積が陽極側処理水吐出路７の吐出口の面積と同じかそれ
以上であれば、同様の効果が得られるが、これより小さ
い場合には陽極側処理水吐出路７から吐出する酸性イオ
ン水の量が多くなり、原水を無駄に消費することになり
本発明による効果が期待できない。

【００２２】ここで本発明によるアルカリ性イオン水に
含まれる残留塩素の量を従来例と比較して（表１）に示
す。

【００２３】

【表１】

【００２４】本発明によるものは多孔質隔膜１５ａが平
均孔径１．５ミクロン程度の細孔が１０⁶ 個／ｃｍ² の
密度で分布するように調整され、陰極側処理水吐出路６
の吐出口の面積が陽極側処理水吐出路７の吐出口の面積
に比べ１．２倍になるようにして設けてある。一方、従
来例のものは隔膜が平均孔径５ミクロン程度の細孔が均
一に分布するように調整され、陰極側処理水吐出路６の
吐出口の面積が陽極側処理水吐出路７の吐出口の面積に
比べ３倍になるようにして設けたものである。本発明に
よるものと従来例によるものとはアルカリ性イオン水の
吐出流量と印加電圧を同じにして比較した。先ず（表
１）で酸性イオン水吐出流量は０．４リットル／分と従
来例の０．８リットル／分に比べ１／２に減少している
ことが分かる。このことは平均孔径を１．５ミクロンと
した多孔質隔膜１５ａによる原水の流量調整によるもの
と、陰極側処理水吐出路６の吐出口の面積が陽極側処理
水吐出路７の吐出口の面積に比べ１．２倍になるように
したイオン水の吐出流量の調整による効果である。従っ
てここでは原水の無駄を１／２に抑えることができてい
る。さらに電流値が従来例と比べ２．９９Ａと大きくな
っているのは陰イオン等が陰極室１０から陽極室１２へ
の通過水の圧力によって多孔質隔膜１５ａを通過して陽
極室１２に移動していることを示している。その結果生
成するアルカリ性イオン水のｐＨは１０．０８と従来例
に比べより強いアルカリ性を示し、その中に含まれる残
留塩素の量は検出されず純度の高いアルカリ性イオン水
が生成されていることが明らかである。

【００２５】本実施例では第１電解室を陰極室１０、第
２電解室を陽極室１２としたが、酸性イオン水を必要と
するイオン水生成器においては、上述したのとは逆に第
１電解室を陽極室、第２電解室を陰極室とする。この場
合には陰極板９に正電圧を、陽極板１１に負電圧を印加
すればよい。このように陽極室にのみ給水路を接続する
ことによって、アルカリ性イオン水が酸性イオン水中に
移動してｐＨを上げるということが防げるのである。

【００２６】また、図２に示す従来例と同様２つの給水
路を設け、そのそれぞれに水路の開閉ができる２つのバ
ルブを配設し、この２つのバルブを選択的に切り換える
ことによって、酸性イオン水及びアルカリ性イオン水の
いづれかを選んで生成することができる。すなわち酸性
イオン水を生成する場合には第２電解室にのみ給水する
ようにバルブを操作し、アルカリ性イオン水を生成する
場合には第１電解室にのみ給水するようにバルブを操作
すればよい。

【００２７】従って本実施例の陰極室にのみに給水路を
設けると、残留塩素を全く含まない純度の高いアルカリ
性イオン水及び陽イオンを全く含まない純度の高い酸性
イオン水が生成でき、従来例のようにきめ細かに原水流
量を調整したり、そのための調整機構を必要とせず簡便
な構造を有し、メンテナンスフリーのイオン水生成器を
得ることができる。このことは工業用に多量のイオン水
を生成する場合に一層効果が認められる。

【００２８】

【発明の効果】以上から明らかなように本発明によれ
ば、第１電解室にのみ原水を供給する給水路を接続する
とともに、第２電解室には多孔質隔膜を通過して原水を
供給するから、２つの電解室間で残留塩素等の成分が混
入するのを防ぐことができる。

【００２９】また、電解槽に設けられた多孔質隔膜の平
均孔径が０．１〜３ミクロンの範囲にあるから、副生成
するイオン水の吐出量を抑えることができ、原水の無駄
を少なくすることができる。

【００３０】さらに、第１電解室が陰極室であり第２電
解室が陽極室であるから、残留塩素の含まない純度の高
いアルカリ性イオン水を得ることができる。

【００３１】さらに、第１電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積が第２電解室に接続された処理水吐
出路の吐出口の面積と同じかそれ以上であるから、アル
カリ性イオン水と酸性イオン水の吐出量の比を一定に
し、流量調節機構を不要にすることができる。

【００３２】さらに、第１電解室と第２電解室のいづれ
か一方に選択的に原水を供給して電気分解するから、簡
単な構造でイオン水を選択して生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるイオン水生成器及び
イオン水生成方法を示す概略全体図

【図２】従来のイオン水生成器及びイオン水生成方法を
示す概略全体図

【符号の説明】

１ イオン水生成器 ２ 原水管 ３ 浄水器 ４ ミネラル添加筒 ５ 電解槽 ６ 陰極側処理水吐出路 ７ 陽極側処理水吐出路 ８ 陰極側給水路 ９ 陰極板 １０ 陰極室 １１ 陽極板 １２ 陽極室 １３ 陰極端子 １４ 陽極端子 １５ 隔膜 １５ａ 多孔質隔膜 １６ 電源部 １７ コントローラ ２１ 陰極側吐出口 ２２ 陽極側吐出口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多孔質隔膜によって第１電解室と第２電解
   室に区画するとともに、前記第１電解室と前記第２電解
   室のそれぞれに電極を設けた電解槽と、前記第１電解室
   と第２電解室のそれぞれに接続した処理水吐出路を備え
   ており、前記第１電解室にのみ原水を供給する給水路を
   接続することを特徴とするイオン水生成器。
2. 【請求項２】前記電解槽に設けられた前記多孔質隔膜の
   平均孔径が０．１〜３ミクロンの範囲にあることを特徴
   とする請求項１に記載のイオン水生成器。
3. 【請求項３】前記第１電解室が陰極室であり、前記第２
   電解室が陽極室であることを特徴とする請求項１または
   ２に記載のイオン水生成器。
4. 【請求項４】前記第１電解室に接続された前記処理水吐
   出路の吐出口の面積が前記第２電解室に接続された前記
   処理水吐出路の吐出口の面積と同じかそれ以上であるこ
   と特徴とする請求項３に記載のイオン水生成器。
5. 【請求項５】多孔質隔膜によって第１電解室と第２電解
   室に区画するとともに、前記第１電解室と前記第２電解
   室のそれぞれに電極を設けて電解槽とし、前記第１電解
   室と第２電解室のそれぞれに処理水吐出路を接続し、前
   記第１電解室と前記第２電解室のいづれか一方に選択的
   に原水を供給して電気分解することを特徴とするイオン
   水生成方法。