(57)【要約】【課題】酸化還元電位の低い還元水を生成し、簡便に良質の還元水が得られ、併せて維持管理の容易な浄水器及び浄水方法を提供することを目的とする。【解決手段】水を蓄える浄水槽２と、オゾン発生器で発生させたオゾンを上記浄水槽２の水中に注入する手段と、上記浄水槽２に３つの電極を突入させ、この内の第１の電極２４と第２の電極２５との間に交流を印加するとともに、第３の電極２６を接地し、上記第１及び第２の電極から上記第３の電極に水を経て電流を流し、上記水を電気分解してこの水の酸化還元電位を下げて還元水を作る電解手段と、を有する構造である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を蓄える浄水槽と、
オゾン発生器で発生させたオゾンを上記浄水槽の水中に注入する手段と、
上記浄水槽に３つの電極を突入させ、この内の第１の電極と第２の電極との間に交流を印加するとともに、第３の電極を接地し、上記第１及び第２の電極から上記第３の電極に水を経て電流を流し、上記水を電気分解してこの水の酸化還元電位を下げて還元水を作る電解手段と、を有することを特徴とする浄水器。
【請求項２】
上記浄水槽として上部が開口した容器を用い、
上記開口した部位を閉塞する蓋体部に、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極の一端部を固定し、
この蓋体部が閉状態のときに、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極の他端部を水中に突入可能に、また上記蓋体部が開状態のときに、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極の他端部が上記浄水槽から引き上げ可能に設けられ、
上記蓋体部が開状態のときに、上記浄水槽が脱着可能に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
上記第１の電極、第２の電極として何れも網体を用いる一方、上記第３の電極として筒体を用い、
上記第３の電極の両側に上記第１及び第２の電極を配置し、この第３の電極としての筒体を上記注入手段として用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水器。
【請求項４】
上記浄水槽をステンレス材により形成し、
上記第３の電極と上記浄水槽とを電気的に接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の浄水器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の浄水器を用い、
浄水槽の水中にオゾンを注入してオゾン処理を行った後、又はこのオゾン処理と同時に、
上記浄水槽の水中に突入した上記３つの電極により、水を電気分解して酸化還元電位を下げて還元水を作ることを特徴とする浄水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化還元電位の低い還元水を生成する浄水器及び浄水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浄水器では、水道水、井戸水等を不純物を採取するフィルタで濾過し、さらにカーボンフィルタにより汚染物質等を除去し、これを飲用に供している。また日常飲用している水道水には、浄水場で殺菌のために加えられる塩素のため、水の味を悪くし、さらには残留塩素と水中の有機物が化合してトリハロメタン等の人体に悪影響を及ぼす物質が生成されることが周知の事実となりつつある。
【０００３】
ここで、水の改質方法として、特許第２６１１０８０号、特許第２６１５３０８号及び特許第２６２３２０４号等に係る各公報に還元水を得る方法が開示されている。かかる方法は、水中に第１、第２、第３の電極を配置し、この内第１の電極と第２の電極との間に高周波の交流電圧を印加するとともに、第３の電極を接地し、水を電気分解して酸化還元電位の低い還元水を作るものである。
【０００４】
上記電極に交流を印加すると、第１の電極と第２の電極では金属イオンの溶出と水素ガスの発生、第３の電極では水素ガスと酸素ガスの発生が起こり、また、第３の電極で発生する酸素は大気中に放出され溶存酸素量が増加する。一方、上記反応によって生じた水素は過飽和に液中に溶け込み、この結果、酸素に比べて還元体である水素が増加し酸化還元電位が低下するものと考えられている。上記水の改質方法によれば、酸化還元電位が低く、活性水素を多く含んだ良好な還元水が生成できる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８４２９号公報
【０００６】
一方、上記特許文献１には図５に示すように、水中のゴミや塩素を除去するカートリッジ４２と、容器４３内の電極４５により水をアルカリイオン水に変える電解水生成装置４４とを有し、さらにこれらの間に、光触媒装置４６（紫外線ランプ４７の周りに二酸化チタンを内臓した導水管を有する）を配置した飲料用浄水器が開示されている。この浄水器は、ダイオキシン、塩素化合物等を酸化分解処理し、また水中の細菌類をオゾンによって殺菌し、このオゾンを上記電解水生成装置４４で分解して無害化するとともにアルカリイオン水を生成するというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記水の改質方法によれば酸化還元電位の低い水が得られるが、なお水道水などの水中には、塩素、有機物、或いは一般雑菌が多く含まれている場合があり、これらを除去しさらに良質の水を得ることが望まれている。また、上記飲料用浄水器によれば、殺菌等を行う光触媒装置と電解水生成装置とが別の容器で構成されているため装置全体が大型化、複雑化するという問題があり、またこのため浄水器の維持管理が容易ではないという問題が予想される。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡便に良質の還元水が得られ、併せて維持管理の容易な浄水器及びこれを用いた浄水方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するため、本発明に係る浄水器は、図１に示すように、水を蓄える浄水槽２と、オゾン発生器で発生させたオゾンを上記浄水槽２の水中に注入する手段と、上記浄水槽２に３つの電極を突入させ、この内の第１の電極２４と第２の電極２５との間に交流を印加するとともに、第３の電極２６を接地し、上記第１及び第２の電極から上記第３の電極に水を経て電流を流し、上記水を電気分解してこの水の酸化還元電位を下げて還元水を作る電解手段と、を有するものである。
【００１０】
また、本発明に係る浄水器は、上記浄水槽２として上部が開口した容器を用い、上記開口した部位を閉塞する蓋体部４に、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極２４，２５，２６の一端部を固定し、この蓋体部４が閉状態のときに、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極の他端部を水中に突入可能に、また上記蓋体部４が開状態のときに、上記注入手段及び上記第１、第２、第３の電極の他端部が上記浄水槽から引き上げ可能に設けられ、上記蓋体部４が開状態のときに、上記浄水槽が脱着可能に配置されたものである。
【００１１】
また、本発明に係る浄水器は、上記第１の電極、第２の電極２４，２５として何れも網体を用いる一方、上記第３の電極２６として筒体を用い、上記第３の電極の両側に上記第１及び第２の電極を配置し、この第３の電極としての筒体を上記注入手段として用いたものである。
【００１２】
本発明に係る浄水器は、上記浄水槽２をステンレス材により形成し、上記第３の電極２６と上記浄水槽２とを電気的に接続したものである。
【００１３】
本発明に係る浄水方法は、上記何れかに記載の浄水器を用い、浄水槽２の水中にオゾンを注入してオゾン処理を行った後、又はこのオゾン処理と同時に、上記浄水槽２の水中に突入した上記３つの電極２４，２５，２６により、水を電気分解して酸化還元電位を下げて還元水を作るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る浄水器の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図４は、上記浄水器１を示したものである。この浄水器１は、水道水などの水を蓄え、これから還元水を生成する浄水槽２、この浄水槽２を載置する制御ボックス部６及び蓋体部４を有し、全体が略円筒状の形態である。
【００１５】
上記浄水器１には、上記制御ボックス部６の側部から立設された筒状の支持体８が設けられている。この支持体８内にはホース２１及び電気コード３０，３１，３２等が収納され、支持体８の上部は枢軸部９により、上記蓋体部４が開閉自在に取り付けられている。上記蓋体部４には、３つの電極２４，２５，２６が固定され、これら電極は蓋体部４と一体に移動する。制御ボックス部６は上下部が平坦面で閉塞した円筒状の容器からなり、この側部には、電源等の操作スイッチ、ランプ等が設けられた操作部１１が形成されている。
【００１６】
上記制御ボックス部６内には、ＣＰＵを中心に制御回路が設けられた制御基板部１２、エアーポンプ１４、オゾン発生機１６、高圧電源装置１８が組み込まれている。電源トランス部１０は、制御ボックス部６のコンパクト化のため別途外部に設けている。上記高圧電源装置１８は、オゾン発生機１６に高圧電気を供給する。上記制御基板部１２には制御回路として、還元水生成のための高周波交流発生回路、変調回路、クリーニング回路、タイマー回路及び、オゾンの発生を制御するオゾン制御回路などが設けられている。
【００１７】
上記３つの電極２４，２５，２６は、それぞれ一端部が上記蓋体部４の下面部に固定されている。この内、第３の電極２６は中央に、この両側には第１及び第２の電極２４，２５がそれぞれ等間隔に設けられ、かつ３つの電極が一列状に配置されている。また上記電極２４，２５は、それぞれ長方形状の網体からなり、これらはチタンに白金メッキが施されている。
【００１８】
原理的には、電気分解の効率（酸化還元電位の低下）は、電極の面積が大きいほど良くなるが、電極を上記網体とした場合には、同じ表面積の板状電極と比べて酸化還元電位の低下が大きく、良好な結果が得られている。また、網体は白金メッキの量が少なくて済む。電極に用いたチタンは耐蝕性、耐久性に優れ、また白金は表面に酸化被膜ができないため水の電気分解力が安定し、かつ水に溶け込むことがなくメンテナンスも不要である。
【００１９】
第３の電極２６には、ステンレス製の円管が用いられ、この管内には上記オゾン用のホース２１を挿通させてこれを保持している。この第３の電極２６は、電極としての機能と、注入手段としてオゾンを水中に注入する機能の両機能を兼用させ、機構の簡素化を図っている。なお、上記電極２４，２５，２６の材料としては、他に、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅などの金属を用いることができる。
【００２０】
上記第１の電極２４と第３の電極２６、第２の電極２５と第３の電極２６との空間距離は等しく設定され、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲としている。これら電極同士の間隔は、狭い方が電解が活発に行われるが、広くして時間をかけることにより、水素の発生が適度に行われて効率的よく水中に溶け込むことから、水の品質が良くなる。
【００２１】
なお、オゾンの注入手段として、ホース２１を第３の電極２６である円管の上端部に単に接続する形態としてもよい。また他の注入手段として、第３の電極２６を他の電極と同様な網状の形状とし、これに沿って上記ホース２１を保持してホース自体を水中に延設するような形態、あるいは別途オゾン注入用のパイプを第３の電極２６に隣接させて蓋体部４に設け、ホース２１をこれに接続する形態としてもよい。
【００２２】
図３に示すように、上記浄水槽２に蓋体部４が閉じたときには、電極２４，２５，２６及び注入パイプ２２は、浄水槽２に突入した状態となり、水の電気分解及び水中内へのオゾンの注入が可能となる。また、図４に示すように、蓋体部４を開いた状態では、蓋体部４は略垂直向きとなり電極２４，２５，２６は浄水槽２から引き上げられ横向きとなる。このとき蓋体部４は、枢軸部９に設けられたロック機構により開状態で固定され、浄水槽２の着脱が自在となる。
【００２３】
上記制御ボックス部６内のエアーポンプ１４とオゾン発生機１６との間、及びこのオゾン発生機１６と浄水槽２内との間には、空気及びオゾンを空気と共に送るための弾性を有するホース２１（シリコンホース）が連結されている。このホース２１は、上記支持体８の筒内部を経由し、枢軸部９の近傍を屈曲して通過し、蓋体部４に固定された第３の電極２６の管内に挿通保持されている。また、このホース２１の途中には、空気（或いは水）の逆流を防止するための逆止弁２３が設けられている。
【００２４】
一方、上記制御ボックス部６の制御基板１２からは、上記電極２４，２５，２６に電気を供給するための電気コード３０，３１，３２がそれぞれ出力され、これらは支持体８の内部を経由して、蓋体部４に固定された電極２４，２５，２６に接続されている。この内、第３の電極２６に接続される電気コード３２の一端は、上記浄水槽２の裏面部に電気的に接続されている。
【００２５】
上記浄水槽２はステンレス製の容器からなる。この浄水槽２は、上記制御ボックス部６の上部面に載置された状態に置かれ、着脱可能である。浄水槽２の容器は、上記第３の電極２６とともにそれ自体が電極を兼ねている。このように浄水槽２自体を電極とすることで、第３の電極２６の面積が広くなり効率的に電気分解が行われる。また、浄水槽２の側面の下部には給水栓２８が設けられ、側面の上下向にはスリット状の窓部２９が設けられており、所定の目盛により水量が確認できるようにしている。この窓部の他の形態として、一定の間隔をおいて、各目盛りに対応する位置にそれぞれ孔状の窓を設けることとしてもよい。
【００２６】
電気分解に際しては、従来技術の欄で示したように、第１の電極２４と第２の電極２５との間に高周波の交流（３０ＫＨｚ〜５０ＫＨｚ）の電圧（１０Ｖ〜５０Ｖ）を印加するとともに、第３の電極２６を接地し、上記第１の電極２４及び第２の電極２５から第３の電極２６に水を経て直流電流を流し、水を電気分解してこの水の酸化還元電位を下げて還元水を作る。
【００２７】
この電気分解処理の時間は選択により１時間、１時間３０分、２時間と区別される。この時間は、原則的には水量が多いと長く設定するが、利用者は任意に設定可能である。また、クリーニング回路により、第３の電極（及び浄水槽２）に定期的に低周波の交流電位が加えられ、この電極に付着物が付くのを防止し電極の保守を容易にしている。この浄水器１には、通常水道水が用いられるが、活性炭（カーボン）を包含するカーボンフィルタ等で浄化した水を用いるのは何ら差し支えない。
【００２８】
上記浄水器１は、浄水槽２内で、オゾンを発生して殺菌などを行うオゾン処理と、水を電気分解して還元水を作る電解処理とを行う。浄水の手順は、先ずオゾン処理により、浄水槽２内の水にオゾンを注入し、塩素、トリハロメタンなどを除去し、また脱臭、殺菌を行う。このオゾン処理の時間として、約５〜１０分程度要する。この後、電解処理により上記オゾン処理した水を交流電気分解し、活性水素の豊富な抗酸素水を作る。
【００２９】
また、この浄水器１において、オゾン処理と、電解処理とを同時、並行的に行わせることとしてもよい。この場合には、最初の約５〜１０分はオゾン処理と電解処理が並行して行われ、その後は電解処理のみが行われることになる。この並行処理により、時間の短縮が図れる。また、浄水器１で電解処理のみを行うようにすることとしてもよい。
【００３０】
上記浄水器１では、一の浄水槽２で、オゾン処理による酸化反応と電解処理による還元反応とを行っているため、酸化還元反応を連続して効果的に行うことができる。オゾン処理を行った水を電解処理した場合、水質（水道水、雨水、川水等）の如何に係わらず一律に酸化還元電位の低い浄水が得られることが確認されている。また、オゾン処理により水のＰＨは酸性に移行するが、電解処理では逆にアルカリ性に移行し、結果的には人体に影響のない良質の中性の水が得られる。
【００３１】
上記浄水器１の具体的利用方法は、先ず利用者は浄水器１の蓋体部４を開けて、浄水器１から浄水槽２を取り出し、この浄水槽２を水道蛇口まで持っていき必要な量の水を注ぎ込む。そしてこの浄水槽２を、元の浄水器１の制御ボックス部６の上に装着し、蓋体部４を閉塞して電極２４，２５，２６を水中に突入させる。次に利用者は、操作部１１を操作して電源を投入し、また必要に応じて操作部１１を操作して所望する還元の時間（１時間、１時間３０分、２時間）を選択する。この選択操作により、該当する時間を示す表示ランプが点灯する。また、還元処理中は操作部１１の還元ランプが点灯し、これが終了すれば完了ランプが点灯する。
【００３２】
さて、電源の投入により、上記制御基板１２のオゾン制御回路は、高圧電源装置１８及びオゾン発生器１６を駆動してオゾンを発生させ、同時にエアーポンプ１４を駆動する。すると、上記発生したオゾンは、エアーポンプ１４から送られる空気とともにホース２１を経由して第３の電極２６の管内を通過し、この下端部から水中に放出注入される。なお、ホース２１の途中に設けた逆止弁２３により空気の逆流が防止される。
【００３３】
上記空気と共に水中に放出されたオゾンは、水中に拡散される。この間に、オゾンは水中の塩素、トリハロメタン、及び有機物を除去、分解するとともに、水中の大腸菌、一般細菌等を殺菌し脱臭し、またミネラル分を増加する。水中にミネラルが多くなると、ミネラルのイオンに水素が吸着して酸化還元電位を下げ、加えて水素が分解し難くなって低電位の持続時間が長くなる。水中の塩素は酸化物として、還元電位の上昇をもたらすが、上記オゾンの作用により水中から塩素、有機物がなくなると還元水生成の際の還元作用が増大し、また容器にカルキが付着しなくなる。
【００３４】
上記オゾン処理の後は電解処理が行われる。この電解処理では、上記制御基板１２から浄水槽２の電極２４，２５に高周波の交流を印加し、これにより第１及び第２の電極２４，２５から第３の電極に電流が流れて、水の電気分解が行われる。この電気分解により、還元電位が低下し、活性水素の豊富な抗酸素水が生成される。この生成された還元水は、浄水槽２に設けられた給水栓２８を操作してコップ等に移して飲料に供する。
【００３５】
したがって、上記浄水器１によれば、水中の雑菌が殺菌され衛生的であり、かつ、有機物が分解沈殿し、有害なトリハロメタンなども除去できて安全な水が得られ、また酸化還元電位が低く、活性水素、溶存酸素を多く含んだ良好な還元水が得られる。さらに上記浄水器１は、殺菌された衛生的でかつオゾン処理と電解処理を同じ浄水槽２内で行わせるようにしたから、装置がコンパクトかつ簡易な形状に構成されて経済性にも優れ、また浄水槽の着脱が容易に行え、維持管理が容易である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る浄水器によれば、オゾンを浄水槽の水中に注入する手段と、浄水槽に３つの電極を突入させて水を電気分解して還元水を作る電解手段とを有するものとしたから、水中の雑菌が殺菌されトリハロメタンなども除去できた衛生的かつ安全で、酸化還元電位が低い還元水が得られるとともに、機器がコンパクトかつ簡易な形状に構成されて維持管理性および経済性にも優れるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明に係る浄水器は、浄水槽として上部が開口した容器を用い、開口した部位を閉塞する蓋体部に、注入手段及び各電極を固定し、蓋体部が開状態のときに、浄水槽が脱着可能に配置された構成を採用したから、機器が簡易な形状に構成されるとともに浄水槽の着脱が容易に行え、維持管理が容易であるという効果がある。
【００３８】
また、本発明に係る浄水器は、第１の電極、第２の電極として何れも網体を用いる一方、第３の電極の筒体を注入手段として用いたものとしたから、機器が簡易な構成で形成され、また浄水槽をステンレス材により形成して第３の電極と電気的に接続したことから、電解処理の効率化が図れるという効果がある。
【００３９】
本発明に係る浄水方法は、浄水槽でオゾン処理を行った後、又はこのオゾン処理と同時に、浄水槽で電解処理を行うこととしたから、衛生的かつ安全で、酸化還元電位が低い還元水が得られるとともに、機器の維持管理が容易であり、しかも水質の如何に係わらず一律に酸化還元電位が低い浄水が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る浄水器の説明図である（主にオゾン処理系統を示す）。
【図２】実施の形態に係る浄水器の説明図である（主に電解処理系統を示す）。
【図３】実施の形態に係る浄水器の外観を示す図であり（ａ）は平面を、（ｂ）は側面を示す。
【図４】実施の形態に係る浄水器の外観を示す図で、蓋体部を開けた状態を示す。
【図５】従来例に係る浄水器を示す図である。
【符号の説明】
１  浄水器
２  浄水槽
４  蓋体部
１６  オゾン発生器
２４  第１の電極
２５  第２の電極
２６  第３の電極（注入手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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