(57)【要約】【課題】  高純度なアルカリイオン水を生成するため、逆浸透膜を透過した水でアルカリイオン水を生成したいが、透過水にはミネラル分が少ないため、対イオン不足や印加電圧が高いことから、助剤などを添加しなければ省電力且つ省スペースでアルカリイオン水を生成することが出来ないという問題点があった。【解決手段】  本発明では、逆浸透膜の濃縮水を電気分解した後、透過水と混合することにより、省電力且つ省スペースで高純度のアルカリ水を供給できる飲用水製造装置を提供する。【選択図】  図１
2006272029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を供給する給水手段と、
前記給水手段の下流側に設けられた逆浸透膜と、
前記逆浸透膜を透過した透過水を移送するための第一の管路と、
前記逆浸透膜で濃縮した濃縮水を移送するための第二の管路と、
前記第二の管路に連通され、電気分解によってアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、
前記電気分解装置により生成されたアルカリ水を移送するための第三の管路と、
前記電気分解装置により生成された酸性水を排水するための第四の管路と、
透過水、アルカリ水の吐水を択一的に選択可能とする選択手段と、
前記選択手段によって選択された吐水の種類を制御する制御手段と、
前記第二の管路または前記第三の管路の途上に備えた流路切り替え手段とを備え、
前記第三の管路は前記第一の管路と連通され、
前記制御手段は、
前記選択手段によって透過水が選択された場合には前記流路切り替え手段により濃縮水が排水されることを特徴とする飲用水製造装置。
【請求項２】
原水を供給する給水手段と、
前記給水手段の下流側に設けられた逆浸透膜と、
前記逆浸透膜を透過した透過水を移送するための第一の管路と、
前記逆浸透膜で濃縮した濃縮水を移送するための第二の管路と、
前記第二の管路に連通され、電気分解によってアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、
前記電気分解装置により生成されたアルカリ水を移送するための第三の管路と、
前記電気分解装置により生成された酸性水を排水するための第四の管路と、
透過水、アルカリ水の吐水を択一的に選択可能とする選択手段と、
前記選択手段によって選択された吐水の種類を制御する制御手段と、
前記第三の管路の途上に備えた流路開閉手段とを備え、
前記第三の管路は前記第一の管路と連通され、
前記制御手段は、
前記選択手段によって透過水が選択された場合には、前記流路開閉手段により前記第三の管路が閉まり、前記第一の管路と分断され、前記第四の管路から酸性水とアルカリ水が排水され、アルカリ水が選択された場合には前記流路開閉手段により前記第三の管路が開くことを特徴とする飲用水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体に有害な有機物や異臭味物質、重金属などの有害物質を高効率で取り除いた、飲用に適した高純度の水、および飲用に適した高純度のアルカリイオン水を提供する飲用水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリイオン水は飲用として、慢性下痢、消化不良、胃酸過多などの症状に効果があるとされており、アルカリイオン水を生成させるイオン水生成装置は数多く市販されている。しかしこのような装置の場合、生体に有害な有機物や異臭味物質、重金属などの有害物質を除去する手段として活性炭による吸着や数μｍの孔径の中空糸膜による膜分離、ゼオライトによるイオン交換などを利用しているため、不純物の除去率は８０％程度と低く、生体に安心な水とは言いがたい。
【０００３】
逆浸透膜を透過した、有害物質を高効率で除去した水を提供する飲用水製造装置も市販されている。しかし逆浸透膜は有害物質だけでなく、ＯＨ−の対イオンとしてアルカリ水の生成に不可欠なミネラル分も透過しないため、透過水に含まれているミネラル分は飲用に適したアルカリイオン水を生成させるための十分な量ではない。また水の電気伝導度も低いため、電気分解のための抵抗が大きく、透過水を電気分解してアルカリイオン水を生成させるためには、大型の電気分解装置に高い電圧をかける必要があり、装置の大型化と高い電力が必要になるという問題がある。
【０００４】
電気分解を促進するために、逆浸透膜の透過水にＮａＣｌのような電解質を添加してから電気分解を行う方法もある（例えば特開２００３−１７５３９０参照）。また市販されているイオン水生成装置でもミネラル分が少ない水を電気分解する場合には、乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムを電解助剤として添加してから電気分解することが一般に行われている。しかしＮａＣｌのような物質を添加してから電気分解によりアルカリ水を生成させると、生成したアルカリ水に含まれる主な物質がＮａＯＨとなり、飲用に適さないなど、助剤の選定が難しいといった問題があり、また市販されているイオン水生成装置も乳酸カルシウムやグリセロリン酸カルシウムを水に一定量溶かす制御が困難であり、また一定期間ごとに手動で助剤を添加しなければいけないため、メンテナンスに手間がかかるといった問題がある。
【特許文献１】特開２００３−１７５３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、助剤添加などのメンテナンスを行わずに、省電力且つ省スペースで、飲用に適した高純度のアルカリイオン水を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、
原水を供給する給水手段と、
前記給水手段の下流側に設けられた逆浸透膜と、
前記逆浸透膜を透過した透過水を移送するための第一の管路と、
前記逆浸透膜で濃縮した濃縮水を移送するための第二の管路と、
前記第二の管路に連通され、電気分解によってアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、
前記電気分解装置により生成されたアルカリ水を移送するための第三の管路と、
前記電気分解装置により生成された酸性水を排水するための第四の管路と、
透過水、アルカリ水の吐水を択一的に選択可能とする選択手段と、
前記選択手段によって選択された吐水の種類を制御する制御手段と、
前記第二の管路または前記第三の管路の途上に備えた流路切り替え手段とを備え、
前記第三の管路は前記第一の管路と連通され、
前記制御手段は、
前記選択手段によって透過水が選択された場合には前記流路切り替え手段により濃縮水が排水されることを特徴とする飲用水製造装置により、高純度のアルカリイオン水を提供することを可能とした。
【０００７】
また請求項２記載の発明によれば、
原水を供給する給水手段と、
前記給水手段の下流側に設けられた逆浸透膜と、
前記逆浸透膜を透過した透過水を移送するための第一の管路と、
前記逆浸透膜で濃縮した濃縮水を移送するための第二の管路と、
前記第二の管路に連通され、電気分解によってアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、
前記電気分解装置により生成されたアルカリ水を移送するための第三の管路と、
前記電気分解装置により生成された酸性水を排水するための第四の管路と、
透過水、アルカリ水の吐水を択一的に選択可能とする選択手段と、
前記選択手段によって選択された吐水の種類を制御する制御手段と、
前記第三の管路の途上に備えた流路開閉手段とを備え、
前記第三の管路は前記第一の管路と連通され、
前記制御手段は、
前記選択手段によって透過水が選択された場合には、前記流路開閉手段により前記第三の管路が閉まり、前記第一の管路と分断され、前記第四の管路から酸性水とアルカリ水が排水され、アルカリ水が選択された場合には前記流路開閉手段により前記第三の管路が開くことを特徴とする飲用水製造装置により、高純度のアルカリイオン水を提供することを可能とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ミネラルリッチな逆浸透膜の濃縮水を電気分解するため、省電力、省スペースでｐＨの高いアルカリ水が生成でき、さらにここで生成したアルカリ水を逆浸透膜の透過水と混合、希釈することで、生体に有害な物質をほとんど含まない、飲用に適したアルカリイオン水が、特別なメンテナンスなしで供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態例について、詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明の飲用水製造装置の第一の実施の形態を図１の構成図を用いて説明する。図１において、１は逆浸透膜、２は電気分解によってアルカリ水と酸性水を生成する電気分解装置であり、１０は水道水、井戸水などの原水を逆浸透膜１に供給するための管路、１１は逆浸透膜１を透過した透過水を移送するための第一の管路、１２は逆浸透膜１を透過しなかった水、すなわち濃縮水を移送する第二の管路、１３は電気分解装置２で生成したアルカリ水を移送する第三の管路、１４は電気分解装置２で生成した酸性水を排水する第四の管路、２１は第二の管路１２の途上にある濃縮水を排水するための流路切り替え手段、３１は管路１３を開閉する流路開閉手段、４１は透過水とアルカリ水を吐水する吐水手段である。
【００１１】
第一の実施の形態の飲用水製造装置の吐水の方法を図１を用いて説明する。本発明の飲用水製造装置は利用者が吐水したい水を選択することにより、装置内の制御装置が働き、選択された水が吐水される。
【００１２】
利用者が透過水を吐水するように選択した場合、流路開閉手段３１により管路１３が閉じる。原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送されてから、吐水手段４１で吐水され、利用者に提供される。濃縮水は管路１２を移送され、流路切り替え手段２１で排水される。
【００１３】
利用者がアルカリ水を吐水するように選択した場合、流路開閉手段３１により管路１３が開く。原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送される。濃縮水は管路１２を移送され、連通されている電気分解装置２により電気分解される。電気分解装置２で生成したアルカリ水は管路１３を通り、管路１１と合流して透過水と混合後、吐水手段４１で吐水され、利用者に提供される。アルカリ水と同時に生成した酸性水は管路１４を通り、排水される。
【００１４】
逆浸透膜の透過水は清水や軟水として、飲用や料理に利用することができる。
【００１５】
ここで一般に水道水にはＨＣＯ３−、ＣＯ３２−といったイオンが含まれており、中性付近の水では主にＨＣＯ３−として存在している。このＨＣＯ３−が含まれている水をアルカリ性にする場合、化１のようにＯＨ−と反応し、ＯＨ−を消費する緩衝作用がある。そこでＯＨ−はＨＣＯ３−による消費分を過剰に添加しないと所定のｐＨのアルカリ水を生成することができない。
【００１６】
【化１】
2006272029.tif 000003
【００１７】
濃縮水は図２のように、電気伝導度が高くミネラルリッチな水である。濃縮水を電気分解した場合、電気分解装置の大きさなどにもよるが、ｐＨ１２程度のアルカリ水が生成される。そこで理論的にはこのアルカリ水を１００倍希釈すれば飲用に適した範囲のアルカリ水であるｐＨ１０付近の水が得られる。しかしこのアルカリ水をＨＣＯ３−の含まれた水、例えば水道水や活性炭や中空糸膜で処理された水道水で希釈した場合、ＨＣＯ３−によってＯＨ−が消費されるため、１００倍希釈した場合、ｐＨ１０をはるかに下回り、中性付近の水になる。
【００１８】
一方逆浸透膜は、ＨＣＯ３−も透過しないため、透過水中にはＨＣＯ３−がほとんど含まれていない。そこで濃縮水を電気分解して得られたｐＨ１２の水を透過水で１００倍希釈しても、ＨＣＯ３−によるＯＨ−の消費がほとんどないため、理論値と大きく異ならないｐＨ１０程度のアルカリ水を作ることができる。これにより大部分が逆浸透膜の透過水である、有害物質等の不純物の少ない高純度のアルカリイオン水の生成が可能となり、さらに高流量でアルカリ水を供給できるという効果もある。
【００１９】
アルカリ水を透過水で希釈する倍率は、電気分解により生成したアルカリ水の性質によって変化させる。
【００２０】
アルカリ水と透過水の混合の割合は、流路切り替え手段２１によって制御してもよいし、流路開閉手段３１でアルカリ水の流量を調節してもよい。電気分解装置２で生成するアルカリ水の量を制御してもよい。図には記載していないが、流量を調節する手段を設けて制御してもよい。
【００２１】
アルカリ水を吐水する場合、逆浸透膜の性能によるが、一般に逆浸透膜による濃縮水は透過水と同等あるいは透過水よりも多く生成される。一方透過水と混合するアルカリ水は、透過水よりも少ない量で十分なので、濃縮水全量を電気分解し、そこで生成したアルカリ水と透過水を混合しようとすると、必要以上のアルカリ水が生成していて、アルカリ水が余ることがある。そこでアルカリ水は電気分解装置２から管路１３へ必要なだけ通水し、残りは管路１４から酸性水とともに排水してもよいし、あらかじめ流路切り替え手段２１から濃縮水の余剰分を排水した後、電気分解を行ってもよい。逆浸透膜１に余剰の濃縮水を排水する機構を設けてもよい。
【００２２】
管路１３に流路切り替え手段を設け、余剰のアルカリ水を排水してもよい。
【００２３】
また電気分解によるアルカリ水の生成効率は電流値によって決まる。一方そのときに印加される電圧は電気伝導度に依存し、電気伝導度が高いほど電圧は低くなる。そこで図３のように電気分解に必要な電力は水の電気伝導度に依存し、電気伝導度が高い方が省電力での電気分解が可能である。逆浸透膜によって濃縮された水は、図２のようにミネラルリッチで電気伝導度が高いため、省電力且つ省スペースで電気分解ができる。また濃縮水は十分電気伝導度が高く、ミネラル分も多いため、電解助剤などの添加を必要とせず、特別なメンテナンスなしで装置を運転できる。
【００２４】
流路切り替え手段２１は管路１２ではなく、管路１３の途上にあってもよく、この場合は、利用者が透過水を吐水するように選択した場合、原水が管路１０原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送されてから、吐水手段４１で吐水され、利用者に提供される。濃縮水は管路１２を移送され、連通されている電気分解装置２に入り、電気分解装置２から排出されたアルカリ水は管路１３を移送され、流路切り替え手段２１で排水される。電気分解装置２から排出された酸性水は管路１４を通り、排水される。
【００２５】
利用者がアルカリ水を吐水するように選択した場合は、原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送される。濃縮水は管路１２を移送され、連通されている電気分解装置２により電気分解される。電気分解装置２で生成したアルカリ水は管路１３を通り、管路１１と合流して透過水と混合後、吐水手段４１で吐水され、利用者に提供される。アルカリ水と同時に生成した酸性水は管路１４を通り、排水される。
【００２６】
利用者が透過水を吐水するように選択した場合は、電気分解装置２に通電して電気分解を行ってもよいし、通電しなくてもよい。
【００２７】
次に本発明の飲用水製造装置の第二の実施の形態を図４の構成図を用いて説明する。図４において、１は逆浸透膜、２は電気分解によってアルカリ水と酸性水を生成する電気分解装置であり、１０は水道水、井戸水などの原水を逆浸透膜１に供給するための管路、１１は逆浸透膜１を透過した透過水を移送するための第一の管路、１２は逆浸透膜１を透過しなかった水、すなわち濃縮水を移送する第二の管路、１３は電気分解装置２で生成したアルカリ水を移送する第三の管路、１４は電気分解装置２で生成した酸性水を排水する第四の管路、３１は管路１１との連通部の上流側で管路１３を開閉する流路開閉手段、３２は管路１３との連通部の下流側で管路１１を開閉する流路開閉手段、３３は管路１１との連通部の下流側で管路１３を開閉する流路開閉手段、４２は透過水を吐水する吐水手段、４３はアルカリ水を吐水する吐水手段である。
【００２８】
第二の実施の形態の飲用水製造装置の吐水の方法を図４を用いて説明する。
【００２９】
利用者が透過水を吐水するように選択した場合、流路開閉手段３１および３３により管路１３が閉まり、流路開閉手段３２により管路１１が開く。まず原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送されてから、吐水手段４２で吐水され、利用者に提供される。流路開閉手段３１で管路１３が閉じているため、濃縮水は管路１２を移送され、電気分解装置２を通り、管路１４から排水される。
【００３０】
利用者がアルカリ水を吐水するように選択した場合、流路開閉手段３１および３３により管路１３が開き、流路開閉手段３２により管路１１が閉まる。まず原水が管路１０から逆浸透膜１に入り、透過水と濃縮水に分けられる。透過水は管路１１を移送される。濃縮水は管路１２を移送され、連通されている電気分解装置２により電気分解される。電気分解装置２で生成したアルカリ水は管路１３を通り、管路１１と合流し、透過水と混合後、吐水手段４３で吐水され、利用者に提供される。アルカリ水と同時に生成した酸性水は管路１４を通り、排水される。
【００３１】
利用者が透過水を吐水するように選択した場合は、電気分解装置２に通電して電気分解を行ってもよいし、通電しなくてもよい。
【００３２】
アルカリ水と透過水の混合の割合は、流路開閉手段３１によって制御してもよいし、電気分解装置２で生成するアルカリ水の量を制御してもよい。図には記載していないが、流量を調節する手段を設けて制御してもよい。
【００３３】
アルカリ水を吐水する場合、逆浸透膜の性能によるが、一般に逆浸透膜による濃縮水は透過水と同等あるいは透過水よりも多く生成されるため、濃縮水全量をを電気分解して生成したアルカリ水と透過水を混合すると、アルカリ水が余ることがあるので、その場合はアルカリ水は電気分解装置２から管路１３へ必要なだけ通水し、残りは、電気分解装置２や流路切り替え手段３１の制御によって、管路１４から酸性水とともに排水する。
【００３４】
管路１３に流路切り替え手段を設け、余剰のアルカリ水を排水してもよい。
【００３５】
透過水、アルカリ水の吐水手段は図１のように共通であってもよいし、図４のように透過水は吐水手段４２、アルカリ水は吐水手段４３とそれぞれ別の吐水手段を使って吐水してもよいが、別の吐水手段を使って吐水する場合は、それぞれの吐水手段の前に流路開閉手段３２や３３のような、選択されていない水の吐水手段からの流出を防ぐ手段が必要である。
【００３６】
吐水口は一定量吐水したあと止水する定量弁の機能を有するものであってもよい。
【００３７】
逆浸透膜１の上流側の管路１０に活性炭や中空糸膜などの浄水手段を設けてもよく、これにより原水中の有機物やコロイド成分など大きな分子が取り除かれるため、逆浸透膜の寿命が延びる効果がある。また逆浸透膜で処理される水中の不純物が少なくなるため、電気分解される濃縮水中の不純物濃度が低くなり、さらに高純度のアルカリイオン水が得られる。
【００３８】
濃縮水を移送する管路１２、あるいは濃縮水を電気分解したアルカリ水を移送する管路１３の途上に浄水手段を設け、さらに高純度のアルカリイオン水を生成させることもできる。
【００３９】
装置内に通水量を検知する手段を備え、使用量によって、逆浸透膜や電気分解装置のメンテナンス時期を通知する手段を設けてもよい。
【００４０】
装置内に使用回数を検知する手段を備え、使用回数によって、逆浸透膜や電気分解装置のメンテナンス時期を通知する手段を設けてもよい。
【００４１】
装置内に時計やタイマーを備え、使用時間によって、逆浸透膜や電気分解装置のメンテナンス時期を通知する手段を設けてもよい。
【００４２】
電気分解装置で生成した酸性水を逆浸透膜や管路の洗浄に用いてもよい。
【００４３】
電気分解装置で生成したアルカリ水を逆浸透膜や管路の洗浄、殺菌に用いてもよい。
【００４４】
本発明の飲用水製造装置はキッチンなどに取り付けて、家庭用としての使用することや、店舗などに設置して、水の供給器や自販機としての使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の飲用水製造装置を示す第一の構成図である。
【図２】水道水、濃縮水、透過水の電気伝導度を示すグラフである。
【図３】水の電気伝導度と電気分解に必要な電力の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の飲用水製造装置を示す第二の構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…逆浸透膜
２…電気分解装置
１０…原水を供給するための管路
１１…透過水を吐水するための第一の管路
１２…濃縮水を移送するための第二の管路
１３…アルカリ水を移送するための第三の管路
１４…酸性水を排水するための第四の管路
２１…濃縮水を排水するための流路切り替え手段
３１…管路１１との連通部の上流側の管路１３を開閉する流路開閉手段
３２…管路１３との連通部の下流側の管路１１を開閉する流路開閉手段
３３…管路１１との連通部の下流側の管路１３を開閉する流路開閉手段
４１…透過水とアルカリ水を吐水するための吐水手段
４２…透過水を吐水するための吐水手段
４３…アルカリ水を吐水するための吐水手段
【図１】
2006272029.tif 000004
【図２】
2006272029.tif 000005
【図３】
2006272029.tif 000006
【図４】
2006272029.tif 000007