JPH09187771A

JPH09187771A - 電解により鉱石成分を抽出し水質を改質する水質改質装置

Info

Publication number: JPH09187771A
Application number: JP2980196A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kishioka; 俊岸岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】電解により鉱石成分を抽出し、水質を改質する
水質改質装置を提供すること。【構成】誘電体ケースに活性炭或いはカーボンブラック
などの、炭素系導電体と目的のイオン抽出成分を含有す
る鉱石を詰め込んだ物を、電解用電極に用い、水を電気
分解する事で、鉱石成分をイオン化し簡便に水に抽出で
き、しかも、アルカリ性ミネラル含有水と、酸性ミネラ
ル含有水を各々生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素系導電体と鉱石か
ら成る電極を利用して、水の電気分解を行なう事で、ミ
ネラル分を含有する水質に改質する水質改質装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】水の改質装置では、鉱石を濾材に利用し
て物理的作用のみにより成分をイオン化するものや、電
解によりアルカリ水を生成する時、電解槽の中に乳酸カ
ルシュウムやグリセロリン酸カルシュウムを添加してミ
ネラル水を生成する方法が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このうち、鉱石を濾材
に利用して物理的作用のみにより成分をイオン化するも
では、鉱石の成分がイオン化して水に抽出する事は非常
に困難である。物質が変化をもたらすには外部より、何
らかのエネルギーの作用を与えなければ原子構造上変化
が生じない。長時間水との滞留があれば少々はイオン化
するとしても、その量はごくわずかである。

【０００４】また電解槽の中に、ミネラル成分を投入し
て、電気分解を行なったとしても、陰陽両極で電子の授
受が起こり、投入したミネラル成分には、なんらエネル
ギーの変化は起こらない。水中で解離しているイオン
が、隔壁を隔てて、陰極側にプラスイオン、陽極側にマ
イナスイオンとして遊動するのみである。

【０００５】その事は、水中では物質が電離しているか
ら起こる現象で、電離しにくい物質では、不溶性化合物
として存在し、それ自身は外部的エネルギーを与えなけ
れば解離しない。不溶性成分であるミネラル添加物を電
解槽に投入しても、直接添加物に何らかのエネルギーを
与えなければイオン解離は起こらない。その事は水質自
体が持っている電離イオンの遊動が主で、添加物がイオ
ン化して水に抽出され、その事に起因するミネラル濃度
の向上にはつながらない。

【０００６】さらに、通常の電気分解では、隔壁を隔て
てイオンの分離を行なうので、陽極すなわち酸性領域の
水には、必要なミネラル成分は含まれていない。例えば
カルシュウムイオンや、マグネシュウムイオン或いはカ
リュウムイオンといった、プラスイオンはアルカリ領域
の水にしか含有されない。人体に不用の成分のみが、酸
性領域の水に含有され、殺菌などの限られた用途のみに
利用されているにすぎない。

【０００７】一方、本発明者は、水の電気分解により、
効率よくミネラル含有水を生成することに、成功した。
しかも、酸性サイド及びアルカリサイドいずれの領域と
しても、選別して鉱石成分をミネラルイオン化して取り
出せる事ができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、鉱石に外部より間接的に電子エネルギーを与える事
で、鉱石自体に振動と励起状態を発生させ、含有成分の
イオン化をはかるように、誘電体ケースに活性炭或いは
カーボンブラックなどの炭素系導電体を主電極とし、主
電極が鉱石を包み込むようにして、炭素系導電体の主電
極と鉱石が一体化するように構成された電極を特徴とす
るものである。

【０００９】請求項１に係わる発明は、誘電体ケースに
活性炭或いはカーボンブラックなどの、炭素系導電体と
鉱石を混在してできた、一体の電極を構成している事か
ら、陰極から飛び込んで来る電子は、非常に複雑な形で
炭素系導電体である陽極との間で電子の授受が行なわれ
る。さらに主電極の炭素系導電体は、破砕状を形成し、
各々が独立した電極構成で一体の電極を構成している事
から、なお複雑な電子の授受が行なわれる。

【００１０】上記構成によれば、炭素系導電体内部には
不導体に近い鉱石が、混じるように点在し一体の電極を
構成されているため、電子の授受はさらに複雑な形で行
なわれる事が予想される。その時、電子の衝突により不
導体に近い鉱石は荷電され、原子の振動、励起状態が起
こる。そして、鉱石自体も荷電することから、炭素系導
電体と一体の電極を構成し、陽極反応の特徴である、プ
ラスイオンの放出が行なわれる。そのことは、鉱石の成
分がプラスイオンと成って水中に抽出され、ミネラル量
の増加につながる。

【００１１】請求項１に係わる発明は、活性炭成いはカ
ーボンブラックなどの、炭素系導電体と鉱石を混在した
電極２本を陽極とし、炭素系導電体或いはチタン焼結プ
ラチナ電極などで出来た陰極１本で構成されている。陽
極２本と陰極１本は、陰極をを中心に左右に振り分けら
れて配置してあり、外部で直流安定化電流電源に、接続
されている。

【００１２】上記構成によれば、陽極側である電極２本
からは、鉱石成分のプラスイオンと主電極の構成成分で
ある炭素が、電解反応をとうして放出される事になる
が、炭素イオンは非常に安定で単独では、イオン化され
ない。炭素がイオン化される場合は、重炭酸イオン（Ｈ
ＣＯ_３ ⁻）か炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）しか考えられな
い。これらのイオンの一部は、陰極より電離移動したマ
イナスイオンとイオン結合し塩化物と水、そして炭酸ガ
スに変化する。またなかには、水の電解で生成される初
期の酸素と結合し、炭酸ガスとして気中に飛散する物も
有る。

【００１３】次に、水の電気分解で起こる陽極反応で
は、水素イオン濃度の上昇があるが、上記構成によれ
ば、炭素系導電体は、破砕状を形成し、各々が独立した
電極構成で一体の電極を形成している事から、その隙間
に陰極より遊動したマイナスイオンが、プラスイオンと
結合し酸を形成する。酸はこの隙間に付着したり、誘電
体ケースに包含されているため、酸性成分は水中に拡散
できにくくなる。

【００１４】一方では、水の電解反応により、水素イオ
ンは水素ガスとして気中に飛散し、水酸化物イオンの濃
度が上昇する。陽極では水素イオンはマイナスイオンと
結合し、酸となり隙間に吸着され封じ込められる。その
事に起因して、全体の水素イオンと水酸化物イオンのバ
ランスがくずれ、水はアルカリ性に傾く事になる。

【００１５】さらに、上記構成によれば、２本の陽極と
陰極との間に通電する外部直流安定化電流を、陰陽極と
の間で極性を交番する事で、水の電解を阻害する極面不
純物を、陰陽両極面より効率良く除去できる。また陽極
においては、２本の電極を交番時に極性を遅延すれば、
どちらかの一方は常に陽極であり、効率良くミネラル成
分であるプラスイオンが溶出する事になる。

【００１６】請求項２に係わる発明は、請求項１記載の
電極２本を陰陽極に分け、その間に、外部直流安定化電
流を交番し通電する事で、水を電気分解するものであ
る。このようにして電気分解をすると、請求項１の場合
と異なり、水質全体はミネラルを含有した、酸性水とな
る。

【００１７】上記構成によれば、陽極では、請求項１の
状況が発生するが、陰極でも同じ現象がおこる。誘電体
ケースに包含された、破砕炭素系導電体と鉱石は、水の
電気分解により、陰極側では電子の引抜きが起こり、水
素イオンは水素ガスとなるが、破砕状の電極では、水素
ガスが思うように脱着できず、滞留する時間が生ずる、
すると水素ガスは水素イオンに逆戻りし、誘電体ケース
内で次々と反応し、水酸化物イオン濃度の上昇が阻害さ
れる。

【００１８】陰極側で水酸化物イオン濃度が阻害される
と、陽極側で生成されるプラスイオンと結合して出来る
塩化物の生成量も減少する。そうすると水中の水素イオ
ンと重炭酸イオンが結合し炭酸（Ｈ_２ＣＯ_３）濃度が上
昇し、水質は酸性側に傾く、さらに陽極から溶解した、
プラスイオンが水酸化物イオンの減少に伴い、アルカリ
性の塩化物ではなく、硝酸イオンや硫酸イオンと結合し
て中性塩や酸を生成し、ますます水質全体、が酸性に傾
く事になる。

【００１９】上記構成によれば、同種電極を使い直流安
定化電流を交番して通電する事から水質は常に酸性を保
つ事が出来る。

【実施例】本発明を添付図面に示す実施例により詳細に
述べる。図１及び図２は本発明に係わる水質改質装置
を、実施形態別に表した概略図であり、図３は本装置に
使用する電極の概略断面図である。

【００２０】先ず、図１の水質改質装置８の概要につい
て述べる。水質改質装置８は、電解槽と上蓋で構成さ
れ、上蓋には端子７をかいして、２本の陽極１と１本の
陰極９が、陰極１を中心に左右に振り分けて取り付けて
ある。さらに端子７と直流安定化電流電源１１は各々結
線されつながっている。

【００２１】次に、かかる水質改質装置８と直流安定化
電流電源１１について述べる。前記水質改質装置８の陽
極１は直流安定化電流電源１１内部で、遅延回路を介し
てつながっている。そのことは、極性変換（交番）の際
二つの陽極１が同時に交番するのではなく、時間的にず
れを生じるように回路は組まれている。陰極１には、遅
延回路は組み込まれてはいない。

【００２２】前記水質改質装置８の中に、水１０を一定
量注ぎ上蓋をして直流安定化電流電源１１を作動さすこ
とで、陽極１と水１０を介して陰極９との間で水の電解
反応が起こる。

【００２３】陰極９では、水の電気分解により、４Ｈ^＋
＋４ｅ⁻→２Ｈ_２の反応が起こり、水酸化物イオン濃度
の上昇が発生する。陽極１では、炭素系導電体から、重
炭酸イオンや炭酸イオンの形で炭素が溶解する。さら
に、鉱石よりカルシュウムイオンやカリュウムイオンと
いったプラスイオンも溶解する。溶解したプラスイオン
は、陰極９より遊動したマイナスイオンと結合し、中性
塩を生成する。通常の水の電気分解では、陽極１では４
ＯＨ⁻−４ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２の反応が起こり、水素
イオン濃度が上昇し、陽極１近辺の水質は、酸性を示す
が、誘電体フィルター５と誘電体ケース４及び誘電体ケ
ースカバー６で包含されているので、酸素ガスは気中に
飛散しにくく、電極１内部で他の反応に消費される。こ
れらの事から、水質全体は、アルカリ性に傾く事にな
る。

【００２４】溶解した様々なプラスイオンから生成され
る塩化物や、陽極面に付着する酸化物を除去しなけれ
ば、電気分解を阻害するため、直流安定化電流電源１１
内の回路により、周期的に極性を反転さす、交番回路が
組み込まれている。さらに、交番により陽極１が陰極に
反転された際、同時に反転されるのではなく、一方が遅
れて反転するように、回路上で遅延回路を組み込んでい
る。その事は、電極１及び９をクリーニングすると同時
に、水質を常にアルカリ性に保つ事にも役立つ事にもな
る。

【００２５】次に、図２のように電極を組み替えた、水
質改質装置８について述べる。水質改質装置８は上記構
成と変わりがないが、上記構成との違いは、陰極９が外
されており、２本の陽極１が陰陽両極に反転する。陰極
側では、水の電気分解により、４Ｈ^＋＋４ｅ⁻→２Ｈ_２
の反応が起こるが、電子放電により発生した水素ガス
は、誘電体ケース４及び誘電体フィルター６に包含され
ている為、気中に飛散しにくくなっている。その為に、
水素ガスは誘電体ケース４及び誘電体フィルター６内
に、滞留し水素イオンに再解離する。通常の電気分解に
みられる、陰極側での水酸化物イオン濃度上昇といった
現象は、水素イオンの再解離により阻害され、陰極側近
辺の水質は、アルカリ性を示さなくなる。

【００２６】また、陽極側では、水の電気分解により、
４ＯＨ⁻−４ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２の反応が起こるが、
上記と同様発生した酸素ガスは、誘電体ケース４及び誘
電体フィルター６内に滞留し、気中に飛散しにくくな
る。そうすれば、酸素ガスは陽極１内で消費される事に
なり、水素イオン濃度が減少して、陽極側近辺の水質
は、アルカリ性に傾くように思われるが、この場合陰極
側において、水酸化物イオン濃度の上昇がみられない事
から、塩化物の生成が抑止され、酸化物及び酸の生成が
助長される。その事から、陽極側近辺の水質は酸性を示
す事になる。また、陰極側近辺の水質は中性に近く、全
体の水質が酸性に傾くことになる。

【００２７】いずれの電気分解でも、電解阻害物質の生
成がみられる。溶解した様々なプラスイオンから生成さ
れる塩化物や、陽極面に付着する酸化物は除去しなけれ
ば、電気分解を阻害する。そのために、直流安定化電流
電源１１内の回路により、周期的に極性を反転（交番）
さすことで解決される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の実施形態に係わる、水質改
質装置の概略図である。

【図２】本発明の請求項２の実施形態に係わる、水質改
質装置の概略図である。

【図３】本発明に使用する電極の概略断面図である。

【符号の説明】

１電極本体２活性炭或いはカーボンブラックなど炭素
系導電体物質３イオン抽出用鉱石４誘電体ケース５誘電体フィルター６誘電体カバー７端子８水質改質装置９電解用陰極１０電解水（水）１１電解用直流安定化電流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体ケースに活性炭或いはカーボンブ
ラックなどの、炭素系導電体と目的イオン抽出成分を含
有する鉱石を詰め込んだ物を、電解用電極とし２本を
（一対）陽極にもちい、陰極としては炭素系導電体或い
はチタン焼結プラチナ電極を利用して電気分解を行い、
アルカリ性ミネラル含有水を生成する水質改質装置。
【請求項２】誘電体ケースに活性炭或いはカーボンブ
ラックなどの、炭素系導電体と目的イオン抽出成分を含
有する鉱石を詰め込んだ物を、電解用電極とし２本で一
対とし、相互に直流安定化電流の極性を変換させなが
ら、酸性ミネラル含有水を生成する水質改質装置。