JPH06206071A

JPH06206071A - 電解イオン水生成装置

Info

Publication number: JPH06206071A
Application number: JP358593A
Authority: JP
Inventors: Kazushige Watanabe; 一重渡辺
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】電解槽自体は従来型とほぼ変わらない大きさ
でありながら、満足すべき電解効率が得られ、電解イオ
ン水の生成量も増大できる電解イオン水生成装置を提供
する。【構成】陽極２０及び陰極２１間の間隙を原水導入口
１５に続く電解室１６の往路１７として形成し、往路１
７の終端から転回して陽極及び陰極の各背面を電解室の
復路１８、１９として形成して、各復路の終端にイオン
水取出し口１８ａ、１９ａを設け、また往路１７の終端
部に分岐部１１ａを設けて、原水及びイオン水が陽極の
復路１８、陰極の復路１９に転回し易くする。陰極に集
められた陽イオンはミネラル成分を含むアルカリイオン
水としてイオン水取出し口から取り出され、陽極に集め
られた陰イオンは酸性イオン水としてイオン水取出し口
から取り出され、原水は陽極と陰極にこれらの長さの往
復に相当する面積と通過時間で接触して電解される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般家庭用及び業務用
の浄水器としてアルカリイオン水及び酸性イオン水を生
成する電解イオン水生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の装置は主に原水供給源
に接続された浄水装置及び電解槽からなっていて、水道
水等の原水を浄水装置において活性炭などの吸着剤に接
触させて浄化したのち電解槽に送る。電解槽では陽
（＋）極及び陰極（−）に通電して所要の電圧を印加す
ると、カルシウムやマグネシウムなどのミネラル成分を
含んだ（＋）イオンは陰極に集まり、かつ水の電気分解
によりＨ⁺からＨ₂が生成され、ＯＨ^-及び陽イオンの多
いアルカリイオン水を生成する。同時に、（−）イオン
は陽極に集まり、水の電気分解によりＯＨ^-からＯ₂が生
成され、Ｈ⁺及び陰イオンの多い酸性イオン水を生成す
る。アルカリイオン水はミネラル水として飲料水や料理
に適し、酸性イオン水は飲料水として不適な反面、日常
品の清掃手入れ、洗顔や殺菌水などに効果的といわれて
いる。

【０００３】図６は、電解イオン水生成装置に用いられ
てきた従来からの電解槽の一例を示す。供給源から送ら
れた水道水等の原水は最初にプレフィルタ及び浄水装置
で濾過浄化されて電解槽１に向かう。原水導入口３から
槽本体２の電解室４に導入された原水は、陽極５及び陰
極６間への電圧印加で電気分解され、陽極５には陰イオ
ンが、陰極６には陽イオンがそれぞれ集められ、ＰＨ値
は陽極側が酸性、陰極側がアルカリ性となる。陽イオン
はミネラル成分を含むアルカリイオン水として出口７か
ら取り出し、陰イオンは酸性イオン水として出口８から
取り出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来の電解槽１にあっては、通常、平行一対の陽極５及び
陰極６は電解室４を挟むようにしてそれぞれの背面で槽
本体２に固定され、陽極５及び陰極６も電解室４の一部
を構成している。つまり電解中に原水が陽極５と陰極６
に接触する部分は、陽極５及び陰極６の電解室４に臨む
表側の長さに相当する面積及び通過時間に限定される。

【０００５】そのため、電解の効率も低く、生成される
電解イオン水の量も満足しがたい。これらの要因から陽
極５には水素イオンＨ⁺が多量に集められることから、
ＰＨの低値の酸性イオン水を生成することが困難であ
る。

【０００６】これらの諸問題の解決策の１つとして、装
置自体を大型化すればそれだけ生成量も増すが、特に一
般家庭向きの装置としては大型化に限界がある。

【０００７】したがって、本発明の目的は、電解槽自体
は従来型とほぼ変わらない大きさでありながら、満足す
べき電解効率が得られ、電解イオン水の生成量も増大で
きる電解イオン水生成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による請求項１の電解イオン水生成装置は、
原水を電解槽内の電解室に原水導入口から導入し、電解
室に配置された平行一対の陽極及び陰極間に電圧印加し
て原水を電気分解するものであって、陽極及び陰極間の
間隙を原水導入口に続く電解室の往路として形成し、往
路の終端から転回して陽極及び陰極の各背面を電解室の
復路として形成して、各復路の終端にイオン水取出し口
を設けた構成である。

【０００９】また、本発明による請求項２の電解イオン
水生成装置は、電解室の往路の終端部を、陽極の復路に
転回する部分と陰極の復路に転回する部分とに分岐する
分岐部を設けている。

【００１０】

【作用】請求項１の場合、原水導入口から導入された原
水は、はじめに電解室の往路で陽極及び陰極の表面側に
接触して電解され、Ｈ₂ＯはＨ⁺及びＯＨ^-に電離し、下
記（１）及び（２）式で示される反応を起こす。

【００１１】陽極側２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^- （１）陰極側４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→４ＯＨ^-＋２Ｈ₂ （２）ここで、陽極側はＨ⁺が増加し、一方陰極側はＯＨ^-が増
加するためにＰＨ値がそれぞれ酸性、アルカリ性を呈す
る。

【００１２】また、水中の各イオン種は電解により分解
され、更に原水は往路の終端から陽極及び陰極の背後の
隔成された各復路に回り込み、陽極及び陰極の各背面に
接触して電解され、上記（１）式または（２）式に示す
反応を起こす。これにより、各イオン水のＰＨ値は更に
低下もしくは高まる。

【００１３】更に、陰極に集められた陽イオンはミネラ
ル成分を含むアルカリイオン水としてイオン水取出し口
から取り出され、陽極に集められた陰イオンは酸性イオ
ン水としてイオン水取出し口から取り出される。即ち、
原水は陽極と陰極にこれらの長さの往復に相当する面積
と通過時間で接触して電解される。

【００１４】請求項２の場合、電解室の往路の終端部に
分岐部を設けることによって、原水及び電解イオン水が
陽極の復路と陰極の復路にそれぞれ転回し易くなる。

【００１５】なお、本発明では、電解時間及び電極との
接触面積を長くするため、電極の背面を利用したもので
ある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による電解イオン水生成装置の
実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１及び図２は、本発明の第１実施例の正
面断面図とＹ₁−Ｙ₁線による側面断面図である。電解槽
１０の槽本体は２つのハウジング部材１１、１２を０リ
ング等のシール部材１３を介して液密的にボルト１４に
より結合して構成されている。槽本体の内部に設けられ
た空洞は電解室１６として形成され、電解室１６の一方
端側に連通して原水導入口１５が水道水等の原水供給源
に接続されている。この原水導入口１５と供給源との間
には原水を活性炭等の吸着剤に接触させて浄化する浄水
装置やプレフィルタ（図示せず）も接続してある。

【００１８】電解室１６には長手方向に延びて平行一対
の電極である陽極２０及び陰極２１が取り付けられてい
る。実施例の装置では一方のハウジング部材１１側に陽
極２０を固定し、他方のハウジング部材１２に陰極２１
を固定している。即ち、陽極２０及び陰極２１の各背面
の中央部から端子２０ａ、２１ａが突設され、各端子２
０ａ、２１ａはそのままハウジング部材１１、１２を挿
通して外部先端部で電気配線に備えている。陽極２０及
び陰極２１の各一方端は端子２０ａ、２１ａとともに固
定部２０ｂ、２１ｂとして対応するハウジング部材１
１、１２に係止してある。陽極２０及び陰極２１間の間
隙は原水導入口１５に連通した電解室１６の往路１７と
して形成されている。

【００１９】また、往路１７の終端部で、陽極２０の他
方端２０ｃと陰極２１の他方端２１ｃとの間には、ハウ
ジング部材１１側から突設した分岐部１１ａが割り込ん
でいて、往路１７の終端を２つに分岐している。その１
つは陽極２０の背後に回り込んで、陽極２０とハウジン
グ部材１１との間に形成された復路１８に連通し、他の
１つは陰極２１の背後に回り込んで陰極２１とハウジン
グ部材１２との間の復路１９に連通している。したがっ
て、原水の流れは陽極２０及び陰極２１の表側の往路１
７から裏側の各復路１８（１９）に回り込み、原水を陽
極２０と陰極２１のそれぞれ長さを往復する距離で、こ
の距離に相当の面積及び通過時間で接触させるようにな
っている。

【００２０】図２で明らかなように、陽極２０及び陰極
２１の各端子２０ａ、２１ａは復路１８、１９を横断し
ても、復路１８、１９における原水及びイオン水の流れ
の妨げならない構造に工夫されている。

【００２１】また、各復路１８、１９の下流終端側、つ
まり陽極２０と陰極２１の入口側である原水導入口１５
に近い箇所にはイオン水取出し口１８ａ、１９ａが設け
られ、ここからアルカリイオン水及び酸性イオン水を使
用目的に応じて供されるシステムである。

【００２２】次に、以上の構成による実施例の電解イオ
ン水生成装置の動作態様及び作用を説明する。

【００２３】供給源から送られた原水は最初にプレフィ
ルタ及び浄水装置等で濾過浄化されて電解槽１０に向か
う。原水導入口１５から電解室１６の往路１７に導入さ
れた原水は、往路１７に両側から面する陽極２０及び陰
極２１間への電圧印加で電気分解される。即ち、陽極２
０には陰イオンが、陰極２１には陽イオンがそれぞれ集
められる。陽イオンはミネラル成分を含むアルカリイオ
ン水（図中の実線で流れを示す）として取り出され、陰
イオンは酸性イオン水（図中の破線で流れを示す）とし
て取り出される。

【００２４】往路１７に取り込まれた原水の電解は、初
期の段階で陽極２０及び陰極２１の往路１７に臨んで接
触する表面で行われる。陽極２０及び陰極２１に集めら
れたイオン水は往路１７の下流側終端で分岐部１１ａに
よって明確に分離され、陽極２０に集められた酸性イオ
ン水は陽極２０の背後に回り込んで復路１８に流入す
る。また、アルカリイオン水は陰極２１の背後に回り込
み復路１９に流入する。即ち、往路１７で電解された電
解イオン水、並びに原水は復路１８、１９において再び
陽極２０及び陰極２１の各背面に接触して電解が行われ
る。

【００２５】模式化して示す図１の反応の他に、往路１
７では陽極２０にはＳＯ₄ ^2-、ＮＯ₃ ^-、Ｃｌ^-等の陰イオ
ンが集まり、陰極２１にはＣａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺
等の陽イオンが集まる。これに対して、背面側の復路１
８、１９においては、Ｈ⁺及びＯＨ^-の電解反応のみが生
じる。

【００２６】これまでで明らかなように、原水が陽極２
０及び陰極２１に接触する長さ（面積）及び時間は同型
従来タイプのおよそ倍である。即ち、往路１７の長さと
復路１８の長さとを加算したものになる。それだけ原水
との接触面積や接触時間が増大すれば電解効率も向上
し、酸性イオン水でいえば陽極２０に多くの水酸基イオ
ンＯＨ^-が集められ、電解反応（１）式によりＯ₂を生
成、Ｈ⁺が濃縮されるためＰＨの低値のものを生成する
ことができる。しかも電解効率の向上でアルカリイオン
水及び酸性イオン水ともに所望量の生成が可能である。

【００２７】生成された電解イオン水は陽極２０及び陰
極２１のそれぞれ背面側の戻し通路１８、１９のイオン
水取出口１８ａ、１９ａから取り出され、アルカリイオ
ン水及び酸性イオン水が目的に応じて使用に供される。

【００２８】図３及び図４は、以上の実施例の変形例と
もいうべき構造である。図１及び図２で示された実施例
の陽極２０及び陰極２１が、背面中央から各端子２０
ａ、２１ａでハウジング部材１１、１２に固定された構
造であるのに対して、変形例では陽極２０及び陰極２１
をこれらの端面でステイ２２、２３を用いてハウジング
部材１１、１２に固定している。こうした固定ステイ２
２、２３による陽極２０及び陰極２１の固定方法をとる
ことで、復路１８、１９において流通傷害物を極力なく
して原水の流れの円滑化と、流量の増大を図った構造で
ある。

【００２９】また、図５も変形例であり、実施例の山型
状の分岐部１１ａに代えて、薄いプレート形の分岐部３
０としたものである。プレート形分岐部３０とすること
によって、先の山型分岐部１１ａよりも電解イオン水の
分離具合が高められ、流れの抵抗も低減できる利点があ
る。また、復路１８、１９の終端にハウジング部材１
１、１２から突出させて抵抗板３０、３１を設けてい
る。これによって、復路１８、１９のハウジング部材１
１、１２側の流水の流れをイオン水取出口１８ａ、１９
ａ付近で阻止し、逆流を招いて再度電極方向に導いてい
る。その結果、復路１８、１９における電解反応が確実
になる利点がある。これには次の背景がある。復路１
８、１９を通過する原水は、各電極寄りを通過する場合
は電解反応が商事易いが、ハウジング部材１１、１２寄
りを通過する原水は電解反応が生じがたい。そこで、図
示のような形状の抵抗板３０、３１を設けたものであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る電解イオン水生成装置によれば、原水は陽極と陰
極にこれらの長さの往復に相当する面積と通過時間で接
触して電解されるため、従来の同型と比較してほぼ倍の
接触面積と通過時間が得られ、電解効率の大幅な向上
と、所要のイオン水の生成量が見込める。

【００３１】また、請求項２の発明にあっては、電解室
の往路の終端部に分岐部を設けることによって、原水及
び電解イオン水が陽極の復路と陰極の復路にそれぞれ転
回し易くなり、アルカリイオン水及び酸性イオン水の取
出しが効果的になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電解イオン水生成装置の実施例の
正面断面図

【図２】図１のＹ₁−Ｙ₁線による実施例の側面断面図

【図３】実施例の電解イオン水生成装置の変形例を示す
正面断面図

【図４】図３のＹ₂−Ｙ₂線による実施例の側面断面図

【図５】同じく実施例の電解イオン水生成装置の変形例
を示す正面断面図

【図６】従来例の電解イオン水生成装置の正面断面図

【符号の説明】

１０…電解槽、１１、１２…槽本体のハウジング部材、
１５…原水導入口、１６…電解室、１７…往路、１８、
１９…復路槽、１８ａ、１９ａ…イオン水取出し口、陽
極…２０、２１…陰極、２０ａ、２１ａ…端子、１１ａ
…分岐部、２２、２３…ステイ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を電解槽内の電解室に原水導入口か
ら導入し、電解室に配置された平行一対の陽極及び陰極
間に電圧印加して原水を電気分解する電解イオン水生成
装置において、陽極及び陰極間の間隙を原水導入口に続く電解室の往路
として形成し、往路の終端から転回して陽極及び陰極の各背面を電解室
の復路として形成して、各復路の終端にイオン水取出し口を設けた、ことを特徴とする電解イオン水生成装置。
【請求項２】電解室の往路の終端部を、陽極の復路に
転回する部分と陰極の復路に転回する部分とに分岐する
分岐部を設けた請求項１記載の電解イオン水生成装置。