JPH11197676A

JPH11197676A - ミネラル整水器

Info

Publication number: JPH11197676A
Application number: JP847298A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shimizu; 善弘清水; Noritake Sumida; 憲武隅田; Yoko Fukushima; 容子福嶋; Takeo Abe; 剛夫安部; Rie Tamaru; 理恵田丸; Shinsuke Amano; 真輔天野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、水に効率よくミネラル分を添加す
るミネラル整水器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のミネラル整水器は、電解槽１内
に陰極板２と陽極板３とセラミクス板５とを有し、陰極
板２と陽極板３間に電圧を印加することで水中に浸漬し
たセラミクス板５に含まれるミネラル分を溶出させるミ
ネラル整水器において、電解槽１を陰極室１ａと陽極室
１ｂとに隔てる隔膜４を設け、該隔膜４の陰極室１ａ側
表面にセラミクス板５を密着させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として一般家庭用
の水道水のミネラル化に有用なミネラル分の生成を行う
ミネラル整水器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−１９０３７９号公報及び特開
平６−３４３９８１号公報には、従来のミネラル整水器
の構成が開示されている。この従来技術では、予め水道
水に炭酸ガスを注入してその遊離炭酸濃度を高めてお
き、これをカルシウム含有物質と接触させてカルシウム
イオンを溶出している。しかしながら、該ミネラル整水
器ではカルシウム添加部材だけでなく炭酸水製造部材も
必要となるので装置全体が大型になり、設置場所の確保
が困難であるという問題があった。

【０００３】これを解決したミネラル整水器が特願平９
−４３１８９号に記載されている。図７は該ミネラル整
水器の要部断面図である。電解槽１内には陰極板２と陽
極板３が対向して配設されている。この極板２,３の中
程に、各極板２,３と対向するセラミクス板５が設けら
れており、電解槽１内を陰極室１ａと陽極室１ｂとに隔
てている。

【０００４】給水管６は図示しない水道管蛇口に接続さ
れている。給水管６を通る水道水は、雑菌除去部材１２
と濾過部材１１から成る浄水装置１０を経ることで浄水
となり、電解槽１へ供給される。極板２,３には直流電
源９によって電圧が印加されており、浄水はアルカリ水
と酸性水とに電気分解する。生成したアルカリ水は陰極
室１ａに貯留し、酸性水は陽極室１ｂに貯留する。

【０００５】このとき、極板２,３間に生じる電界によ
ってセラミクス板５に含まれる陽イオン(ミネラル分)が
陰極板２側に溶出し、陰極室１ａのアルカリ水はミネラ
ル分の豊富な水となる。このミネラル水は、ミネラル水
流出管７を通じてミネラル整水器外へ送出される。ま
た、陽極室１ｂの酸性水は、排水管８を通じてミネラル
整水器外へ排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】セラミクス板５は水に
浸漬するだけでもミネラル分が自然溶出しており、上記
従来技術ではさらに電界を加えることでより多量のミネ
ラル分を溶出させている。つまり、陽極室１ｂの酸性水
にも自然溶出により多少のミネラル分が添加されている
ことになる。しかしながら、酸性水は利用されないので
そのミネラル分は全く無駄になり、セラミクス板５の寿
命をいたずらに短くする原因となっている。

【０００７】本発明は上記課題をかんがみて、水に効率
よくミネラル分を添加するミネラル整水器を提供するこ
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、請求項１のミネラル整水器は、電解槽内に陰極板と
陽極板とセラミクス板とを有し、陰極板と陽極板間に電
圧を印加することで水中に浸漬したセラミクス板に含ま
れるミネラル分を溶出させるミネラル整水器において、
電解槽を陰極室と陽極室とに隔てる隔膜を設け、該隔膜
の陰極室側表面にセラミクス板を密着させたものであ
る。

【０００９】上記構成のミネラル整水器では、両極板に
電圧を印加して電解槽内の水を電気分解すると、陰極室
にはアルカリ水が生成し、陽極室には酸性水が生成す
る。このとき、極板間に生じる電界によってセラミクス
板に含まれる陽イオン(ミネラル分)がアルカリ水に溶出
する。また、陽極室ではセラミクス板が隔膜によって遮
られているので、自然溶出によるミネラル分はアルカリ
水に添加される。

【００１０】請求項２のミネラル整水器は、請求項１に
記載のミネラル整水器において、セラミクス板は石膏
と、マグネシウム化合物又はカルシウム化合物とから成
る。これによると、アルカリ水に溶出するミネラル分は
マグネシウムイオンやカルシウムイオンとなる。

【００１１】請求項３のミネラル整水器は、請求項１及
び２に記載のミネラル整水器において、陰極板はイオン
透過性材料である。これによると、アルカリ水に溶出し
たミネラル分は陰極板を透過しながら十分に拡散され
る。

【００１２】請求項４のミネラル整水器は、請求項１〜
３に記載のミネラル整水器において、電解槽における陰
極室は陽極室よりも大きいものである。これによると、
一定量の水から生成するアルカリ水と酸性水とではアル
カリ水の方が多くなる。

【００１３】請求項５のミネラル整水器は、請求項１〜
４に記載のミネラル整水器において、電解槽で生成した
ミネラル水の伝導度を検出する導電率検出手段と、該導
電率検出手段からの信号によって陰極板と陽極板間の電
圧を制御する電解電圧制御手段とを設けたものである。
これによると、導電率検出手段での検出値からミネラル
水中のミネラル量を求めることができる。また、電解電
圧制御手段で電界電圧を制御することによりアルカリ水
に溶出するミネラル量を調節できる。

【００１４】請求項６のミネラル整水器は、請求項１乃
至５のいずれかひとつに記載のミネラル整水器におい
て、水道水中の不純物を除去する浄水手段を設け、該浄
水手段で得られた浄水を電気分解するものである。これ
によると、不純物や雑菌、塩素臭などが除去された水か
らミネラル水を生成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を図
面を参照して説明する。まず、第１実施形態について説
明する。図１は第１実施形態のミネラル整水器の要部断
面図である。尚、従来技術と同じ構成の部材には同一符
号を付している。

【００１６】ミネラル整水器の電解槽１内には陰極板２
と陽極板３が対向して配設されている。この極板２,３
間の中程に、各極板２,３と対向する隔膜４が設けられ
ており、電解槽１内を陰極室１ａと陽極室１ｂとに隔て
ている。また、隔膜４の陰極室１ａ側の表面には石膏
と、マグネシウム化合物又はカルシウム化合物などを原
料としたセラミクス板５が密着している。

【００１７】給水管６は図示しない水道管蛇口に接続さ
れており、バルブ６ａ,６ｂを介して電解槽１に給水す
る。１０は給水管６に形成された浄水装置であり、その
内部には上流側に活性炭などの濾過部材１１が充填され
ており、下流側に中空糸膜などの雑菌除去部材１２が充
填されている。また、７は陰極室１ａの水をミネラル整
水器外に送出するミネラル水流出管であり、８は陽極室
１ｂの水をミネラル整水器外に排出する排水管である。
いずれの管７,８ともバルブ７ａ,８ａが設けられてい
る。

【００１８】上記ミネラル整水器の動作について説明す
る。バルブ６ａが開放されると、水道水が給水管６を通
って浄水装置１０へ送られる。浄水装置１０に供給され
た水道水は濾過部材１１と雑菌除去部材１２を通ること
により、水中の不純物や残留塩素、雑菌などが除去され
て浄水となる。この浄水はバルブ６ｂを介して電解槽１
へ送られる。尚、浄化装置１０内で濾過部材１１を上流
側に、雑菌除去部材１２を下流側に配設したことで、濾
過部材１１に雑菌が発生しても雑菌除去部材１２で取り
除くことができる。

【００１９】電解槽１内の極板２,３には直流電源９に
よって電圧が印加されており、浄水はアルカリ水と酸性
水とに電気分解する。生成したアルカリ水は陰極室１ａ
に貯留し、酸性水は陽極室１ｂに貯留する。このとき、
極板２,３間に生じる電界によって、セラミクス板５に
含まれるマグネシウムイオンやカルシウムイオンといっ
た陽イオン(ミネラル分)が陰極板２側に溶出する。故
に、陰極室１ａのアルカリ水はミネラル分が豊富な水と
なる。

【００２０】また、セラミクス板５からは自然溶出する
ミネラル分もある。本実施形態では隔膜４の陰極室１ａ
側表面にセラミクス板５を密着させており、陽極室１ｂ
とセラミクス板５とは隔膜４によって遮られているの
で、自然溶出によるミネラル分はアルカリ水に添加さ
れ、酸性水に添加されるということがほとんどない。従
って、無駄なミネラル分の溶出が抑えられ、セラミクス
板５の寿命が長くなる。

【００２１】このミネラル水は、バルブ７ａが開放され
るとミネラル水流出管７を通じてミネラル整水器外へ送
出される。また、陽極室１ｂの酸性水は、バルブ８ａが
開放されると排水管８を通じてミネラル整水器外へ排出
される。

【００２２】本実施形態のセラミクス板５について、以
下に３つの作成方法を示す。まず、第１の作成方法はCa
SO₄(石膏)を主剤とし、MgCO₃やMgCl₂といったマグネシ
ウム化合物を水にいれて練り込み、板状に成形して空気
中で自然乾燥または焼成する。この場合、MgCO₃の溶解
度がMgCl₂の溶解度よりかなり小さいので、MgCO₃とMgCl
₂との配合比を操作することによりマグネシウムイオン
の溶出速度が制御できる。

【００２３】第２の作成方法はCaSO₄(石膏)を主剤と
し、MgCO₃やMgCl₂といったマグネシウム化合物を水に入
れ、さらにNaCl、KCl、SiO₂を入れて練り込み、板状に
成形して空気中で自然乾燥または焼成する。このセラミ
クス板を用いることでカルシウムイオンやマグネシウム
イオンだけでなく、ナトリウムイオン、カリウムイオ
ン、ケイ酸イオンが水に添加され、ほぼ天然のミネラル
水に近い水を得ることができる。

【００２４】第３の作成方法はCaSO₄(石膏)を主剤と
し、CaCO₃やCaCl₂といったカルシウム化合物を水にいれ
て練り込み、板状に成形して空気中で自然乾燥または焼
成する。石膏に含まれる硫酸イオンは人によって苦みが
感じられることがある。ここでは石膏を最少量とし、そ
の分をカルシウム化合物で補うので、生成したミネラル
水に苦みが感じられるという不都合が生じない。

【００２５】上記いずれかの作成方法によるセラミクス
板をハニカム状や多孔質状など孔を有するように成形す
ると、表面積が大きいことから短時間で多量のミネラル
分を溶出することができる。一方、孔の無いように成形
すると、表面積が小さいことからミネラル分は微量ずつ
溶出し、その寿命は長くなる。このように、セラミクス
板の表面積を操作することで溶出するミネラル量を制御
できる。

【００２６】尚、本実施形態のミネラル整水器では給水
管６に浄水部材１０を設けており、電解槽１には浄水が
供給される構成となっている。不純物や雑菌、塩素臭の
ない浄水にミネラル分を添加することで、水道水をその
ままミネラル水とした場合に比べておいしいミネラル水
となる。

【００２７】次に、第２実施形態について説明する。図
２は第２実施形態のミネラル整水器の要部断面図であ
る。第１実施形態と同じ構成の部材には同一の符号を付
し、その説明は省略する。本実施形態は第１実施形態の
ミネラル整水器において、陰極板２′が網目状、繊維
状、多孔質状などのイオン透過性材料の電極材料から形
成されている。

【００２８】この構成によると、セラミクス板５から陰
極板２′に向かって溶出するミネラル分の拡散が陰極板
２′によって妨げられることがない。従って、図に示す
ように陰極板２′を隔膜４(セラミクス板５)寄りに配置
することができる。

【００２９】本実施形態のミネラル整水器は、陰極板
２′を隔膜４に近づけて極板２′,３間の距離を狭くす
ることから電界が大きくなる。セラミクス板５からのミ
ネラル分の溶出は電界によって促進されるので、第１実
施形態に比べて短時間でより多量のミネラル分を溶出す
ることができる。

【００３０】次に、第３実施形態について説明する。図
３は第３実施形態のミネラル整水器の要部断面図であ
る。第２実施形態と同じ構成の部材には同一の符号を付
し、その説明は省略する。本実施形態は第２実施形態の
ミネラル整水器において、陰極板２′と隔膜４(セラミ
クス板５)とを陽極板３寄りに配置したものである。

【００３１】これによって、極板２′,３間の距離は第
１及び第２実施形態に比べて狭くなるので、電界はさら
に大きくなる。故に、短時間でより多量のミネラル分を
溶出することができる。また、陽極室１ｂに比べて陰極
室１ａの容積が大きいので、一定量の水から生成するア
ルカリ水と酸性水とではアルカリ水の方が多い。

【００３２】次に、第４実施形態について説明する。図
４は第４実施形態のミネラル整水器の要部断面図であ
る。第３実施形態と同じ構成の部材には同一の符号を付
し、その説明は省略する。本実施形態は第３実施形態の
ミネラル整水器において、ミネラル水流出管７における
陰極室１ａ側の端部付近に、ミネラル水の伝導度を検出
する導電率検出装置１３を設けている。また、電解槽１
の極板２′,３に印加される電圧を制御する電解電圧制
御回路１４が設けられている。

【００３３】図５には導電率検出装置１３を構成する２
枚の平板電極１３ａを示している。この２平板電極１３
ａはミネラル水流水管７内のミネラル水中に浸漬されて
いる。導電率検出装置１３では、この２平板電極１３ａ
間に任意の大きさの交流電圧を印加してそのときの電流
値を得る。この電流値と印加電圧より電極系の電極間距
離と電極面積における電気抵抗を求め、さらにそこから
抵抗率を求める。尚、抵抗率は以下の式(１)によって得
られる。

【００３４】Ｒ＝ｒＪ＝ｒ(ｄ／ａ)・・・・・(１) ただし、Ｒ：抵抗(Ω) ｒ：抵抗率(Ω・cm) Ｊ：セル定数(cm^-1) ｄ：電極間距離(cm) ａ：電極面積(cm²) である。

【００３５】この抵抗率ｒ(Ω・cm)から以下の式(２)に
よって比導電率、即ち導電率が得られる。Ｌ＝１／ｒ・・・・・(２) である。

【００３６】図６には、本実施形態のミネラル整水器で
生成したミネラル水の導電率と総硬度との関係を示す。
この図に示すとおり、ミネラル水の伝導度と総硬度には
相関関係があることが分かる。

【００３７】図４において、導電率検出装置１３で求め
られた導電率は電解電圧制御回路１４に送信される。該
電解電圧制御回路１４には、予めミネラル水の伝導度と
総硬度とのデータが記憶されているので、導電率検出装
置１３による導電率から陰極室１ａで生成したミネラル
水の総硬度が求められる。また、電解電圧制御回路１４
には基準となる総硬度が記憶されており、この基準総硬
度と導電率検出装置１３による導電率から得られた検出
総硬度とを比較して、検出総硬度が基準総硬度に近づく
ように極板２,３に印加する電圧を調整する。

【００３８】この構成によると、セラミクス板５が消耗
してミネラル水中のミネラル量が減少すると、電解電圧
制御回路１４では極板２,３間の電圧を上げて溶出する
ミネラル量を増加させることができる。従って、常に一
定量のミネラル分が添加されたミネラル水が得られる。
また、前記基準総硬度をユーザーで設定できる構成とす
れば、使用目的に応じた所望のミネラル量を含むミネラ
ル水を得ることができる。

【００３９】

【実施例】本発明に係るミネラル整水器でミネラル水を
生成し、様々な電解電圧におけるミネラル水の総硬度を
求める。ここで用いるミネラル整水器は上記第１実施形
態において浄水部材１０(図１参照)が設けられていない
構成となっている。また、セラミクス板は石膏のみから
成り、孔の無い状態に成形されたものである。

【００４０】電解槽のサイズは７.５cm×１８cm×２c
m、極板はチタン板(７.５cm×１８cm)に白金微粒子をメ
ッキしたもので電極間距離は２cm、隔膜はガラスフィル
ターである。電解電圧が０V,１０V,２０V,４０Vの場合
について水道水２５０mlを１分間電気分解し、得られた
ミネラル水の総硬度を測定する。この結果は表１に示
す。尚、水道水の総硬度は５０.３ppmである。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記表１に示す結果より、自然溶出によっ
てミネラル分が添加されていることが認められる。ま
た、電界によってミネラル分の溶出が促進され、水の総
硬度がさらに高くなることも認められる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のミネラ
ル整水器では陽極室とセラミクス板との間は隔膜によっ
て遮られていることから、セラミクス板から自然溶出し
たミネラル分が酸性水に添加されるのを抑制する。従っ
て、ミネラル分が無駄に排出されるということがなくな
り、セラミクス板の寿命が長くなる。

【００４４】請求項２のミネラル整水器では、セラミク
ス板が石膏と、マグネシウム化合物又はカルシウム化合
物から成るので、ミネラル分としてマグネシウムイオン
やカルシウムイオン溶出する。故に、天然のミネラル水
に近い水が得られる。

【００４５】請求項３のミネラル整水器では、陰極板が
イオン透過性材料から成るので、セラミクス板から陰極
側へ溶出するミネラル分の拡散が陰極板によって妨げら
れることがない。このことから、陰極板を隔膜に近づけ
て設置することができ、それだけ電極間距離が狭くなっ
て電界が大きくなる。故に、短時間で多量のミネラル分
が溶出できる。

【００４６】請求項４のミネラル整水器では、電解槽に
おける陰極室は陽極室よりも大きいので、一定量の水か
ら生成するアルカリ水と酸性水とではアルカリ水の方が
多い。故に、効率よくミネラル水を生成することができ
る。

【００４７】請求項５のミネラル整水器では、電解槽で
生成したミネラル水の導電率に応じて極板間の電圧を調
整することができる。これによって、セラミクス板が消
耗して溶出するミネラル量が減少しても極板間の電圧を
上げてミネラル量を溶出させることができ、常に一定量
のミネラル分が添加されたミネラル水を得られる。ま
た、使用目的に応じた所望のミネラル量を含むミネラル
水を得ることも可能である。

【００４８】請求項６のミネラル整水器では、水道水中
の不純物を除去する浄水手段を設けており、不純物や雑
菌、塩素臭を除去した浄水を電気分解するので得られた
ミネラル水はおいしいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の要部断面図である。

【図２】第２実施形態の要部断面図である。

【図３】第３実施形態の要部断面図である。

【図４】第４実施形態の要部断面図である。

【図５】導電率検出手段を構成する平板電極を示した
図である。

【図６】ミネラル水の導電率と総硬度との関係を示し
た図である。

【図７】従来技術の要部断面図である。

【符号の説明】

１電解槽２陰極板３陽極板４隔膜５セラミクス板６給水管７ミネラル水流出管８排水管９直流電源１０浄水部材１１濾過部材１２雑菌除去部材１３導電率検出装置１４電解電圧制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/68 ５４０Ｃ０２Ｆ 1/68 ５４０Ｅ 1/46 1/46 Ａ (72)発明者安部剛夫大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者田丸理恵大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者天野真輔大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解槽内に陰極板と陽極板とセラミクス
板とを有し、前記陰極板と前記陽極板間に電圧を印加す
ることで水中に浸漬した前記セラミクス板に含まれるミ
ネラル分を溶出させるミネラル整水器において、前記電解槽を陰極室と陽極室とに隔てる隔膜を設け、該
隔膜の前記陰極室側表面にセラミクス板を密着させたこ
とを特徴とするミネラル整水器。
【請求項２】前記セラミクス板は石膏と、マグネシウ
ム化合物又はカルシウム化合物とから成ることを特徴と
する請求項１に記載のミネラル整水器。
【請求項３】前記陰極板はイオン透過性材料であるこ
とを特徴とする請求項１及び２に記載のミネラル整水
器。
【請求項４】前記電解槽における前記陰極室は前記陽
極室よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３に記載
のミネラル整水器。
【請求項５】前記電解槽で生成したミネラル水の伝導
度を検出する導電率検出手段と、該導電率検出手段から
の信号によって前記陰極板と前記陽極板間の電圧を制御
する電解電圧制御手段とを設けたことを特徴とする請求
項１〜４に記載のミネラル整水器。
【請求項６】水道水中の不純物を除去する浄水手段を
設け、該浄水手段で得られた浄水を電気分解することを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかひとつに記載のミ
ネラル整水器。