JPH0451917Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本考案はイオン水生成器の改良に関するもの
で、さらに詳しくは、連続式イオン水生成器の改
良に関するものである。

『従来の技術』 従来、水道水等の中性水を電解処理してアルカ
リイオン水と酸性イオン水とを得るイオン水生成
器が種々提案されている。

そして、このイオン水生成器は、所定量の原料
水を容器内に注入して所定時間の電解を行うバツ
チ式と、原料水の流路の途中で順次流れてくる原
料水を電解する連続式とに区別される。

そして、従来の連続式イオン水生成器の最も基
本的な構成を第２図に基づいて説明すると以下の
通りである。

すなわち、第２図中、１が容器で、この容器１
内に平面状の通水性隔膜２を設けて該容器１内を
陰極室Ａと陽極室Ｂとに仕切り、該容器１の一端
側には上記陰極室Ａと陽極室Ｂとの両者に連通す
る原料水流入口５を、該容器１の他端側には陰極
室Ａ内に連通するアルカリイオン水の流出口６ａ
と陽極室Ｂ内に連通する酸性イオン水の流出口６
ｂとを設け、かつ、上記陰極室Ａと陽極室Ｂ内と
には通水性隔膜２を中心にして陰極電極板４ａと
陽極電極板４ｂとを対設収納してなる。なお、こ
の陰極電極板４ａと陽極電極板４ｂとは平板状の
ものを使用し、通水性隔膜２よりの間隔を２mm前
後の距離に設定している。

したがつて、この従来装置は原料水流入口５よ
り原料水を注入すると、該原料水は容器１内を通
つて両流出口６ａ，６ｂより流出するが、途中、
陰極室Ａと陽極室Ｂとの間を通過する際に電解
（イオン化）され、陰極室Ａ側にアルカリイオン
水が吸引移動され、陽極室Ｂ側に酸性イオン水が
吸引移動されるものである。

『考案が解決しようとする課題』 しかし、上記従来例は３／分の中性水を処理
してアルカリイオン水の流出口６ａより1.5／
分のPH９のアルカリイオン水を得るのに陰極電極
板４ａと陽極電極板４ｂとが共に150〜200cm²の面
積が必要で、装置が大型となる欠点を有してい
た。

具体的には、縦20cm・横８cmの陰極電極板４ａ
と陰極電極板４ｂとを４mmの間隔を有して平行に
対設し、３／分の原料水（水道水）を供送しつ
つ、陰極電極板４ａと陽極電極板４ｂとに印加す
る直流電圧を変更したところでは、40V（1.5アン
ペア）でPH９のアルカリイオン水を得た。しか
し、印加電圧をそれ以上に昇圧してもアルカリ濃
度の上昇は認められないばかりか、処理水量の増
加効果をも認めることができず、結局両電極板を
小型化して代りに印加電圧を昇圧することは効率
低下を伴なうものであつた。

また、本考案者は小型化のために、陰極電極板
４ａと陽極電極板４ｂと通水性隔膜２との三者を
Ｕ字状に折り曲げて占有面積を半減する試作品で
測定を試みたが、測定結果は大幅な効率低減を示
すもので、原料水が直進する従来装置と同じ効率
を発揮する様になすには、Ｕ字状の一方の往路と
他方の復路との陰極電極板４ａと陽極電極板４ｂ
とを、夫々、従来装置のものと比較して面積比85
％以上としなくてはならず、15％程度の占有面積
の低減はＵ字状折返し案内部材が使用してしま
い、結果として小型化は成しないことが判明し
た。

『目的』 そこで本考案は上記欠点に鑑みなされたもの
で、小型、高性能なイオン水生成器を提供するこ
とを目的としたものである。

『課題を解決するための手段』 上記の目的に沿い、先述実用新案登録請求の範
囲を要旨とする本考案の構成は前述課題を解決す
るために、一端に原料水流入口５を、他端にアル
カリイオン水流出口６ａと酸性イオン水流出口６
ｂとを設けてなる容器１内に、一端を上記原料水
流入口５に連通した前処理流路Ｃ１と、一端を上
記前処理流路Ｃ１の他端に連通した後処理流路Ｃ
２とを設け、 上記前処理流路Ｃ１内には、断面波形の陰極第
一電極板３ａと、同じく断面波形の陽極第一電極
板３ｂとを対向して収納して、該前処理流路Ｃ１
を両第一電極板３ａ，３ｂの山部どうしが対向す
る部位で間欠的に狭窄し、 また、上記後処理流路Ｃ２内には、該後処理流
路Ｃ２を流れ方向に添つて二分する通水性隔膜２
を収納すると共に、この通水性隔膜２を中央にし
て一方側に陰極第二電極板４ａを、他方側に陽極
第二電極板４ｂを、夫々通水性隔膜２と一定の間
隔を有して対設収納し、 さらに、上記後処理流路Ｃ２の他端側で、通水
性隔膜２より陰極第二電極板４ａ側部位をアルカ
リイオン水流出口６ａに、通水性隔膜２より陽極
第二電極板４ｂ側部位を酸性イオン水流出口６ｂ
に夫々連通してなる技術的手段を講じたものであ
る。

『作用』 次ぎに、本考案の作用を説明する。

（通水性隔膜の画定作用） 先ず、通水性隔膜２を使用することは従来と同
じであるが、この通水性隔膜２を使用すると、該
通水性隔膜２の一方側と他方側とではアルカリ性
と酸性とが明確に画定される作用を呈することは
従来知られたものであり、本考案もこの作用を利
用していることは従来と同じである。

すなわち、通水性隔膜２を使用しない場合は陰
極電極板４ａ側がアルカリ性で陽極電極板４ｂ側
が酸性となるのは同じであるが、その中間部位は
中性でアルカリ性と酸性は中央部に近付くにした
がつて順低状態となるが、中央に通水性隔膜２を
設けて水の移動をある程度制限すると、この通水
性隔膜２の一方側が略均一のアルカリ性、他方側
が略均一の酸性を呈することになる。

（電解作用） 本考案イオン水生成器の電解作用は前処理流路
Ｃ１内における前処理電解作用と、後処理流路Ｃ
２内における後処理電解作用とがある。

後処理電解作用 先ず、従来装置と同じ後処理電解作用を説明す
る。

この種イオン水生成器における「電解」とは、
水を電気分解して酸素ガスと水素ガスとを得るこ
とが目的ではなく、水をイオン化して陰極側にア
ルカリイオン水を、陽極側に酸性イオン水を生成
するものである。したがつて、両電極板に荷電さ
れる電圧を、原料水中を流れる電流が中折れ点付
近となるように、すなわち、理論的分解電圧以下
に設定し、両電極板部位より酸素ガスおよび水素
ガスを発生することなく、アルカリイオン水と酸
性イオン水とが生成される作用を呈するのは無論
従来と同じである。

前処理電解作用 ところで、本考案イオン水生成器は、前処理流
路Ｃ１内において、上記後処理電解作用に先立つ
て電解作用を呈することは無論であり、この電解
作用を前処理電解作用と称することにする。

そこで、この前処理電解作用が前述後処理電解
作用とどのような相違点を有するかということで
あるが、上記前処理流路Ｃ１内には、断面波形の
陰極第一電極板３ａと、同じく断面波形の陽極第
一電極板３ｂとを対向して収納して、該前処理流
路Ｃ１を両第一電極板３ａ，３ｂの山部どうしが
対向する部位で間欠的に狭窄してあるので、この
狭窄部では従来の平板の電極を使用した場合と相
違して、電界集中が発生する。

この電界集中部を原料水が通過すると、通常
は、水は狭い意味での電気分解が行われ、陽極側
では酸素ガスと水素イオンとが発生し、陰極側で
は水素イオンが放電されて水素ガスが発生すると
一応説明できるが、実際に狭い意味での電気分解
は、理論的分解電圧以上の過電圧を一定時間印加
しなければ発生せず、瞬時電界集中部を通過した
のみでは酸素ガスと水素ガスは発生しない。加え
て、本考案の狭窄部においては、原料水の通過速
度の上昇作用を呈するので、原料水が電界集中部
を通過する時間は他の部位より早いことになる。

しからば、何故上記電界集中部を形成したかと
いうと、近時の研究により、水分子は多数が結合
したクラスタ構造（篭状構造とも言う）をしてお
り、このクラスタ構造中に塩素等の溶存物を包み
込んでいる場合があり、このクラスタ構造が大き
く、多い水ほど他の物質の溶解力が低下すること
が判明している。このような水のクラスタは電気
的に安定であり、電気分解に必要な過電圧を印加
すれば分断されるが、理論的分解電圧以下ではほ
とんど影響を受けない。そこで、本考案では電界
集中部でこの水分子のクラスタを小さく分断する
ようになしたもので、原料水が電界集中部と短時
間接触し、次いで流路が拡径され渦流が発生する
ことで、撹拌され、この作用が複数回繰り返され
ることで、危険な水素ガスの発生を押さえて水分
子のクラスタが分断される作用を呈するものであ
る。

『実施例』 次に、本考案の実施例を添附図面に従つて説明
すれば以下の通りである。

図中、１が容器で、一端に原料水流入口５を他
端にアルカリイオン水流出口６ａと酸性イオン水
流出口６ｂとを設けてなる。そして、この容器１
内には、一端を上記原料水流入口５に連通した前
処理流路Ｃ１と、一端を上記前処理流路Ｃ１の他
端に連通した後処理流路Ｃ２とを設けてある。

そして、上記前処理流路Ｃ１内には、断面波形
の陰極第一電極板３ａと、同じく断面波形の陽極
第一電極板３ｂとを対向して収納して、該前処理
流路Ｃ１を両第一電極板３ａ，３ｂの山部どうし
が対向する部位で間欠的に狭窄してある。

すなわち、上記第一電極板３ａと陽極第一電極
板３ｂとは、平板を断面三角波形状（鋸歯状でも
よい）に折り曲げるか、図示はしていないが表面
に断面三角形の溝を切削して形成し、その頂部ど
うしが対向する様に配設すればよく、この波形状
の山部が対向する部位で前処理流路Ｃ１が狭窄さ
れるようになしてある。なお、この電極は耐蝕性
金属を使用するのは無論である。

また、上記後処理流路Ｃ２内には、該後処理流
路Ｃ２を流れ方向に添つて二分する通水性隔膜２
を収納すると共に、この通水性隔膜２を中央にし
て一方側に陰極第二電極板４ａを、他方側に陽極
第二電極板４ｂを、夫々通水性隔膜２と一定の間
隔を有して対設収納してある。

上記陰極第二電極板４ａと、陽極第二電極板４
ｂと、通水性隔膜２とは従来公知なもので、該陰
極第二電極板４ａと陽極第二電極板４ｂとには耐
蝕性金属板が使用され、かつ、後処理流路Ｃ２内
では渦流が発生しないように原料水の流れ方向の
断面が直線なるようになしてある。また、通水性
隔膜２は微小多孔シート（素焼き板等も従来使用
された）が使用でき、従来、一般的にはシートに
多数の微細通孔を設けた多孔シート、あるいは、
合成樹脂繊維やガラス繊維をフエルトまたは紙状
に形成したものが使用されており、本考案ににお
いてもこれら従来公知な物が使用できる。

さらに、上記後処理流路Ｃ２の他端側で、通水
性隔膜２より陰極第二電極板４ａ側部位をアルカ
リイオン水流出口６ａに、通水性隔膜２より陽極
第二電極板４ｂ側部位を酸性イオン水流出口６ｂ
に夫々連通してなる。図示例においては、アルカ
リイオン水の流出口６ａと酸性イオン水の流出口
６ｂとは陰極第二電極板４ａと陽極第二電極板４
ｂとに開穿した通孔７，７，７…を介して後処理
流路Ｃ２の他端側に夫々連通してなるが、第１図
の容器１の奥側壁１′の上部に夫々を連通しても
無論差し支えない。

なお、前記、両第一電極板３ａ，３ｂと、両第
二電極板４ａ，４ｂとは夫々図示しない直流電源
装置に連結するもので、図示では両者共同じ電源
に連結するように表示してあるが、第一電極板３
ａ，３ｂ側と第二電極板４ａ，４ｂ側とでは印加
電圧を変えるようになしてもよいことは無論であ
る。

『考案の効果』 本考案は上記のごときで、前処理流路Ｃ１と後
処理流路Ｃ２とを設け、前処理流路Ｃ１内には、
断面波形の陰極第一電極板３ａと、同じく断面波
形の陽極第一電極板３ｂとを対向して収納して、
該前処理流路Ｃ１を両第一電極板３ａ，３ｂの山
部どうしが対向する部位で間欠的に狭窄してある
ため、この前処理流路Ｃ１内で水分子のクラスタ
が細分化され、後処理流路Ｃ２内で効率的にイオ
ン水を生成でき、電極面積が小さくてよい効率
的、コンパクトなイオン水生成器を提供すること
ができるものである。

また、特筆すべきは、従来のイオン水生成装置
では水道水中に溶存する塩素に関しては何ら影響
を与えなかつたが、水分子のクラスタを細分化す
ることで、塩素イオンを陽極側、すなわち酸性イ
オン水中に吸引することができ、アルカリイオン
水中の塩素濃度を半減することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案イオン水生成器の一実施例を示
す要部断面図、第２図は従来例要部断面図であ
る。 １……容器、２……通水性隔膜、３ａ……陰極
第一電極板、３ｂ……陽極第一電極板、４ａ……
陰極第二電極板、４ｂ……陽極第二電極板、５…
…原料水流入口、６ａ……アルカリイオン水流出
口、６ｂ……酸性イオン水流出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一端に原料水流入口５を、他端にアルカリイオ
   ン水流出口６ａと酸性イオン水流出口６ｂとを設
   けてなる容器１内に、一端を上記原料水流入口５
   に連通した前処理流路Ｃ１と、一端を上記前処理
   流路Ｃ１の他端に連通した後処理流路Ｃ２とを設
   け、 上記前処理流路Ｃ１内には、断面波形の陰極第
   一電極板３ａと、同じく断面波形の陽極第一電極
   板３ｂとを対向して収納して、該前処理流路Ｃ１
   を両第一電極板３ａ，３ｂの山部どうしが対向す
   る部位で間欠的に狭窄し、 また、上記後処理流路Ｃ２内には、該後処理流
   路Ｃ２を流れ方向に添つて二分する通水性隔膜２
   を収納すると共に、この通水性隔膜２を中央にし
   て一方側に陰極第二電極板４ａを、他方側に陽極
   第二電極板４ｂを、夫々通水性隔膜２と一定の間
   隔を有して対設収納し、 さらに、上記後処理流路Ｃ２の他端側で、通水
   性隔膜２より陰極第二電極板４ａ側部位をアルカ
   リイオン水流出口６ａに、通水性隔膜２より陽極
   第二電極板４ｂ側部位を酸性イオン水水流出口６
   ｂに夫々連通してなるイオン水生成器。