(57)【要約】地方自治体が供給する水道などの外部の供給源からの水が家庭に供給される。沈殿物、有機化合物およびある種の汚染物質を除去するプレフィルタ４１が、まず設けられる。プレフィルタの後段で、水は、逆浸透膜を含む逆浸透システム４２に流入する。逆浸透膜は、不純物および非常に小さな粒子をろ過して取り除き、高純度化された水を生成する。逆浸透フィルタから流出した水は、貯水タンク４４内に貯められる。ユーザーが水を飲みたいときに、適当なバルブが開放されて、タンクから、水が取り出される。タンクから出ると、水は、複数のプレートを有する電解槽３６を通過する。
2004505770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を処理のための処理システムであって、
入口と出口を有し、前記入口が、水源に流体的に連通するように構成された第１のカーボンフィルタと、
入口と出口を備え、前記入口が、前記第１のフィルタの前記出口と流体的に連通している第１のハウジング内に収容された浸透膜と、
入口と出口を有し、前記入口が、前記第１のハウジングの出口に流体的に連通している第２のハウジング内に収容された電解槽と、
入口、出口およびアクチュエータを有する蛇口であって、前記蛇口の前記入口が、前記第２のハウジングの前記出口に流体的に連通し、前記蛇口の前記アクチュエータが、バルブを開いて、前記蛇口を介して、水を給水するように構成された蛇口と、
水を給水するときに、前記電解槽を作動させるように、前記アクチュエータに連結された電子制御回路と
を備えた水処理システム。
【請求項２】
さらに、入口と出口を有し、前記出口が前記第１のフィルタの前記出口に流体的に連通し、前記第２のハウジングの前段に配置された第２のフィルタを備えた請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
さらに、逆浸透処理の後に、水が貯留されるように、前記浸透膜と前記蛇口の間に、タンクを備えた請求項１に記載の水処理システム。
【請求項４】
逆浸透処理の後に、水が貯留されるように、前記浸透膜と前記蛇口の間に設けられたタンクを備え、
前記制御回路が、前記タンクが空のときに、水の流れを停止させるように構成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項５】
逆浸透処理の後に、水が貯留されるように、前記浸透膜と前記蛇口の間に設けられたタンクを備え、
前記制御回路が、前記蛇口が開放状態に保持された後、タンクが完全に満たされた状態から、空になるまでに要する時間に対応する除去時間が経過したときに、水の流れを停止させるように構成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記除去時間が、略２分４５秒である請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
逆浸透処理の後に、水が貯留されるように、前記浸透膜と前記蛇口の間に設けられたタンクを備え、
前記制御回路が、タンクが完全に満たされた状態から、空になるまでに要する時間に対応する第１の時間が経過したときに、水の流れを停止させるように構成され、
前記制御回路が、さらに、前記第１の時間よりも長い第２の期間が経過したときに、警告を発するように構成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記構成要素が、それぞれ、住宅用シンクの下方に、集合して配置することができるように、十分に小さく形成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記構成要素が、それぞれ、住宅用シンクの下方に、集合して配置することができるように、十分に小さく形成され、前記水源が、住宅用の公共の水道によって構成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記第２のハウジングが、細長く形成されるとともに、第１の端部と第２の端部を備え、前記電解槽が第２のハウジングの第１の端部内に配置され、第２のハウジングの第２の端部が溶解チャンバを含んでいる請求項１に記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記第２のハウジングが、細長く形成されるとともに、下端部と上端部を有し、
前記第２のハウジングを流れる水が、順次、前記入口、前記電解槽、前記チャンバおよび前記出口を通って流れるように、
前記第２のハウジングの入口が前記下端部に近接しており、
前記電解槽が前記下端部内に配置され、
前記第２のハウジングの前記第２の端部が空隙を含んでおり、
前記第２のハウジングの出口が前記上端部に近接している請求項１に記載の水処理システム。
【請求項１２】
前記第２のハウジングを通過する水が、前記電解槽の近くを通過するように、前記第２のハウジングが断面形状を有し、前記電解槽が前記第２のハウジングの断面形状にほぼ一致するように形成された請求項１に記載の水処理システム。
【請求項１３】
飲料水をろ過するフィルタシステムと組み合わせて使用される水処理システムであって、
第１の部分、第２の部分および内部断面を画定する壁を備えた細長いハウジングであって、前記第１の部分が入口ポートを有し、前記第２の部分が出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記ハウジング内を、前記入口ポートから前記出口ポートに流れる水が、電解槽の近くを通過するように、前記ハウジングの断面形状に実質的に一致するように形成された電解槽と、
前記ハウジングに接続され、前記電解槽に選択的に電力を供給する制御システム
を備えた水処理システム。
【請求項１４】
前記電解槽が、前記出口ポートから離間し、前記出口ポートとの間に、溶解チャンバを画定するように構成された請求項１３に記載の水処理システム。
【請求項１５】
さらに、飲料水を給水する蛇口と接続されたアクチュエータを備え、前記蛇口が水を給水するときに、前記電解槽のための前記制御システムが作動されるように構成された請求項１３に記載の水処理システム。
【請求項１６】
前記ハウジングが、標準の住宅用シンクの下方に配置することができるようなサイズに形成された請求項１３に記載の水処理システム。
【請求項１７】
前記ハウジングが細長く形成された請求項１３に記載の水処理システム。
【請求項１８】
前記ハウジングが細長く形成され、かつ、実質的に鉛直な向きで配置されるように構成され、
前記第１の部分が下端部に相当し、
前記第２の部分が上端部に相当し、
前記電解槽が、前記ハウジングの前記下端部に係合され、かつ、前記ハウジングの前記上端部から離間して、配置されて、前記ハウジングの前記上端部近傍に、溶解チャンバを画定するように構成された請求項１３に記載の水処理システム。
【請求項１９】
水を処理する方法であって、
水源から、既知の流速で、水を引き出して、沈殿物、有機化合物およびその他の汚染物質を除去するための第１のフィルタを通過させ、
前記水を逆浸透フィルタを通過させ、
入口と出口を有し、前記入口が前記第１のフィルタの出口と流体的に連通している第１のハウジング内に収容された浸透膜によって、前記第１のフィルタから引き出される水に逆浸透処理を施し、
こうして処理された前記水を、入口と出口を有し、前記入口が前記第１のハウジングの前記出口に流体的に連通している第２のハウジング内に収容された電解槽を通過させて、他のミネラルを受け入れるために、水の味および親和性を向上させるとともに、前記水に酸素を加え、
ユーザーが水を飲みたいときに、処理された前記水を給水する
工程を含む水処理方法。
【請求項２０】
さらに、前記電解槽によって処理された前記水を、最終処理のために、第２フィルタを通過させるステップを含む請求項１９に記載の水処理方法。
【請求項２１】
さらに、前記水が給水されるたびに、前記電解槽を作動させるステップを含む請求項１９に記載の水処理方法。
【請求項２２】
電子制御システムを用いて電解槽に電力を供給し、
さらに、オン／オフスイッチから作動信号が受信された後、所定の時間にわたって、複数のプレートに電力を供給する第１のモードで、前記電解槽を制御し、
前記オン／オフスイッチの制御下で、前記複数のプレートに電力を供給する第２のモードで、前記電解槽を制御し、前記オン／オフスイッチが、前記所定の時間を越えて、押し下げられたままであるときは、システムが前記第２の制御モードに入り、
延長された時間の後に、前記オン／オフスイッチがオンの状態のままであっても、前記プレートへの電力供給を停止する第３のモードで前記電解槽を制御するように構成された請求項１９に記載の水処理方法。
【請求項２３】
前記所定の時間が、４５秒から６０秒の範囲である請求項１９に記載の水処理方法。
【請求項２４】
さらに、既知の流速で、タンクから水を引き出して、前記電解槽を通過させるステップを備え、
前記延長された時間が、タンクからすべての水を引き出すのに要する時間に基づいて決定された請求項１９に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、家庭内で使用される電解フィルタに関するものであり、さらに詳細には、水処理のための電解プレートを有する流し台下のシステムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
電解槽は、現在、酸素で処理された飲料用の水を供給するため、商業的環境下で使用されている。米国特許第５，９１１，８７０号明細書には、水が、電流の流れるプレート間を通過するシステムが記載されている。電流は、その水を横切って流れ、水の分子を、水の分子を構成する気体、すなわち、水素と酸素に分解する。酸素の多くは、水に溶け込み、その後、飲料水用の蛇口に給水される。
【０００３】
【発明の要約】
本発明の原理によれば、電解コンバータは、家庭環境下で使用するため、流し台の下に置かれる包括的な水処理システム内に設けられる。地方自治体が供給する水道や、井戸などの外部供給源からの水は、流し台の下の処理システムに供給される。水は、沈殿物、残留塩素の大きな粒子、または、場合によっては、水源内に存在することがある揮発性有機化合物を取り除くために設計された一連のプレフィルタを通過する。プレフィルタを通過した後、水は、逆浸透膜を有する逆浸透システムに供給される。逆浸透膜は、不純物および非常に小さな粒子をろ過して取り除き、高純度化された水を生成する。逆浸透システムから流出した水は、貯水タンク内に貯められる。貯水タンクは、適当なバルブを開くことによって、水が流出可能なように、好ましくは、加圧下で貯えるように構成される。加圧されたタンクから水が流れ出ると、水は、複数のプレートを有する電解槽を通過する。電流はプレートの間を流れ、したがって、プレートの間を流れる水を通って流れる。このことは、水の味および他のミネラルの除去のため水の親和性を向上させるだけでなく、水に溶解している酸素ガスの生成、水中への自由電子の挿入など、水にいくつかの影響を与える。電解槽を通過した後、水は、最終の処理段階を通過し、その後、エンドユーザーによる消費のため、シンクに設けられた蛇口へ供給される。
【０００４】
蛇口にあるスイッチは２つの機能を提供し、一つは、バルブを開いて、水を、貯水タンクから解放し、蛇口から流出させることである。バルブを開くためのメカニカルスイッチであることに加えて、それは、電子制御システムへ信号を送信する電子スイッチでもある。電子制御部は、水がタンクから引き出され始めると、複数のプレートを通る電流を流し始める。したがって、水が流れ始めるのと同時に、電流が電解槽を通って流れ、水が処理される。電流は、たとえ、水の流れが停止しても、所定の時間の間は、継続して、流れる。したがって、電解槽内にある水は、電解槽を通過している間は処理され、流れが停止した後に電解槽内にとどまっている水もまた、処理される。
【０００５】
水の流れが、所定の時間を越えて、続いた場合には、そのとき、電気制御部は、スイッチが、電解槽へ電力のための電気的なオン・オフスイッチとして作動するように、モードを切り替える。第２の制御モードにおいて、スイッチを閉じて、水の流れを止めると、このときもまた、電解槽に供給される電流が停止される。延長された時間にわたって、スイッチがオン状態のままである場合には、電気制御部は、電解槽への電力を停止させる。したがって、こうして提供されたシステムにおいては、水が流れ始めの間の第１のモードにしたがって、処理が始まり、水の流れが所定時間を越えて続いたときに、第２のモードに切り換えられ、延長された時間にわたって、駆動スイッチが作動状態のままであるときに、第３のモードに切り換えられる。
【０００６】
図１は、本発明のフィルタシステムを含む流し台ユニット１０を示している。このシステム１０は、その上部に、流し台１３を有するキャビネットハウジング１２と、流し台１３内のシンク１４を含んでいる。ドア１６は、キャビネット１２内部へのアクセスを提供する。水処理システム１８は、シンク１４の下方の流し台１３の下に接続され、流し台下から、ユーザーへ水を供給するように構成されている。流し台１３の上部には、支持ハウジング２２およびアクチュエータスイッチ２３を有する浄水用蛇口２０が設けられている。蛇口２０は、温水やフィルタ処理された水などのシンク１４への特殊な給水を提供する現在広く使用されているタイプのものである。パイプライン２４は、蛇口２０から、水ろ過システム１８に延びている。
【０００７】
また、シンク１４には、標準の水供給源からシンク１４へ水を供給するためのバルブ制御部２８を備えた標準の蛇口２６が設けられている。パイプ３０は、シンクからドレイン（排出部）までの接続を提供する。
【０００８】
図２Ａは、本発明の特徴を概念的に示すブロック図である。シンク１４は、バルブ２８によって制御される標準の蛇口２６と、処理された水を供給する処理水用蛇口２０からなる２つの給水用蛇口を含んでいる。
【０００９】
水供給部（水源）３８は、水処理システム１８への水流を促進するため、適当な加圧下で、源水を供給する。水は、パイプ４８内に流れ込み、本実施態様においては、カーボンフィルタによって構成された第１のフィルタ４０に達する。水は、カーボンフィルタ４０から流れ出て、出口側パイプ４９を通過し、逆浸透フィルタ４２に流れ込む。逆浸透フィルタ４２を流れ出た後、水は、パイプ５２を通り、揮発性有機化合物フィルタと呼ばれるＶＯＣフィルタに流れる。ＶＯＣフィルタは、ガソリン分子、油分、有機残留物のような形態で水中に存在し得る揮発性有機化合物あるいは水中に存在し得るその他の有機化合物を、水供給部から除去するタイプのフィルタである。一つの実施態様によれば、ＶＯＣフィルタは、逆浸透フィルタ４２の後段に配置される。第二の実施態様によれば、ＶＯＣフィルタは、カーボンフィルタ４０の後段で、逆浸透フィルタよりも前段に配置される。ＶＯＣフィルタは、それゆえ、水が逆浸透フィルタに入る前に、全ての炭化水素、有機化合物およびその他の汚染物質を除去する。
【００１０】
逆浸透フィルタは、独立した水処理システム内の単一の部品として、従来から一般的に知られている。逆浸透フィルタの構造および作用は、本技術分野において、周知であり、それゆえ、詳細に説明する必要はなく、以下の簡単な要約で十分である。逆浸透フィルタ内において、逆浸透膜は、浸透によって水の分子が通過するように設けられる。逆浸透膜は、いくつかの実施態様において、加圧下に置かれてもよい。逆浸透膜は、水の通過を許容する非常に小さな孔によって構成されている。しかしながら、逆浸透膜は、水分子よりも大きな多数の分子の通過を阻止する。水中にあるバクテリア、鉄分、ミネラル、重金属および他の汚染物質の大部分はろ過され、逆浸透膜によって除去される。逆浸透膜は、それゆえ、高純度化された水を生成する。逆浸透フィルタは高純度化された水をろ過するので、ユーザーが水を必要とするときに、すぐに動作しないことが、しばしばある。実際、いくつかのシステムにおいて、逆浸透フィルタからの出力はきわめて遅く、使われるフィルタの種類、その構成および所望の出力にしたがって、連続する液滴または非常に遅い流れの形態を取り得る。逆浸透膜を洗浄し、水から取り除かれた汚染物質を膜から除去して、ドレインに流し、逆浸透膜が、長時間にわたって、洗浄処理を続けることができるように、洗浄水を供給することもよく知られている。かかるフィルタシステムにおいて、コスト、スループットスピードおよびフィルタシステムの水の高純度化に関して、種々のトレードオフがあることが理解できるであろう。
【００１１】
逆浸透フィルタ４２からの出力は、外部ライン５３を通って、貯水タンク４４に供給される。逆浸透膜からの出力流が低流速であり、したがって、高純度化された水をただちに使用できるようにするため、大量の高純度化された水を蓄えておくことが望ましい場合に、貯水タンク４４が設けられる。貯水タンク４４は、通常、１ないし３ガロンの範囲のサイズ、好ましくは、１．５ないし２ガロンのサイズを有している。貯水タンク４４は、消費者によって使用されるのを待っている間、高純度のままで維持されるように、きれいな状態で、高純度化された水を蓄えるように構成されている。
【００１２】
アクチュエータバルブ２３は、ユーザーが貯水タンク４４から水を取り出すことができるように、蛇口２０の近くに設けられる。アクチュエータスイッチ２３は２つの機能を有するスイッチであり、第一に、水を流すためのバルブを開くためのバルブ制御器として機能し、第二に、電子制御部３４に電気信号を供給するための電子アクチュエータとして機能する。これは、アクチュエータ２３の直下に電子センサを置き、アクチュエータスイッチ２３を押し下げることによって、バルブが開放されるとともに、電子スイッチが作動されるようにすることにより、実現することができる。
【００１３】
アクチュエータスイッチ２３を押し下げることによって、蛇口２０から水が引き出されると、水は、電解槽３６を通過して、流れる。水が電解層３６を横切って流れる際に、電流が水を横切るように、電解槽３６は、電子制御部３４によって、電源３５から供給される直流電力を有している。水は、電解槽３６から流れ出て、チューブ５４を通り、第２のカーボンフィルタ４６を通過する。カーボンフィルタ４６を通過した後、水は、高純度化され、処理された水を蛇口２０へ給水するチューブ２４に流れ込む。
【００１４】
図２Ａは、本発明のコンセプトの概略を示すブロック図である。図２Ａに示されるように、水は、１つのフィルタシステムから、蛇口２０を通って、最終的に、最終消費者に提供されるまで、次のフィルタシステムへ流れるように、図示されている。パイプ中の水の流れにおける多数のパイプ、角度および方向の変化が図２Ａに示されている。理解できるように、これらは本質的に概念的なものであり、実際のチューブの配置や接続は、個々のアプリケーションによって異なる。たとえば、ある実施態様によれば、カーボンフィルタ４６の出口から蛇口２０までの間のチューブに屈曲がない一方で、電解槽３６とフィルタ４６の間のチューブ５４に屈曲が存在して、電解槽３６が、処理システム１８のハウジング内に、適切に位置するように、カーボンフィルタ４６は、蛇口２０の直下に配置される。同様に、第１フィルタ４０と逆浸透システム４２との間のシステムには、屈曲があり、逆浸透フィルタ４２とタンク４４との間のシステムには、屈曲がなくてもよい。加えて、水供給部３８からの水が、カーボンフィルタ４０に先立って、沈殿物フィルタを通過し、２つの前処理ステージを準備することもできる。したがって、チューブの正確な構成と、各種のフィルタの互いの相対的位置は、ハウジングの形状、流し台の下方の利用可能なスペース、水供給部の配置および各アプリケーションにおけるその他の特別の特徴に基づいて、変更されてもよく、そのようなアプリケーションはすべて、本発明のコンセプト内のそれぞれと等価である。
【００１５】
図２Ｂは、本発明の原理にしたがって考えられる特定のアプリケーションを図示している。水供給部３８は、ライン４８を介して、システム１８内に水を供給する。水は、まず、沈殿物、有機化合物およびその他の汚染物質を取り除くプレフィルタ４１を通過する。ある実施態様においては、プレフィルタ４１は、揮発性有機化合物フィルタ（ＶＯＣ）に先立つ沈殿物フィルタの段階フィルタである。あるいは、プレフィルタ４１が、カーボンフィルタ、沈殿物フィルタと組合されたカーボンフィルタ、あるいは、逆浸透膜４２に入る前に、水を浄化するその他の適当なフィルタを含んでいてもよい。ろ過された水は、チューブ４９を通って、逆浸透フィルタ４２に流入する。水はろ過されているので、水は、チューブ５３を通って、貯水タンク４４内に流入する。多くの逆浸透フィルタにおいて、共通しているように、２つの水供給部が設けられ、第一は、ライン４９でろ過されるべき水を供給するものであり、第二は、膜をきれいな動作状態に維持するために用いられるが、出口水の一部を構成するものではないライン４８を経由する洗浄水を供給するものである。洗浄水を必要とするこれら逆浸透フィルタ４２のため、これは、プレフィルタ４１を貫き、パイプ４８を通って、あるいは、プレフィルタ４１のまわりに、バイパスパイプを通るように、設けられる。洗浄水は、逆浸透フィルタ４２の洗浄水出口を通って、流出する。
【００１６】
浸透膜から流出した水は、パイプ５３を通って、貯水タンク４２に流入する。チューブ５３を通って、タンク４４に流入する水の流速は、逆浸透システム４２の洗浄速度に基づいており、本明細書において前述したように、小さな流速か、あるいは、液滴流速の場合もあり得る。水は、タンク４４内に蓄積され、使用されるのを待つ。
【００１７】
アクチュエータ２３を押し下げると、バルブが開かれ、水が、タンク４４から、チューブ５３を通って、電解槽３６内へ流入する。電子制御部３４は、電子制御部３４に信号を供給するアクチュエータスイッチ２３に接続されたスイッチを有している。したがって、蛇口２０へのバルブが開かれるのと同時に、電流が、直流電源３５からライン３３上に供給され、プレート間を通り、電解槽３６内の水が処理される。水が電解槽３６を通過した後、水はライン２４を通って、出口蛇口２０へ供給される。他の実施態様によれば、電解槽３６の後段に、ポストフィルタ４５を設けることができる。このポストフィルタ４５は、注意深く計量された量の選ばれたミネラルを水中に置くミネラル沈殿物フィルタであってもよい。しなしながら、ある実施態様においては、そのようなポストフィルタ４５は設けられず、水は、電解槽３６から蛇口２０に、直接供給される。
【００１８】
タンク４４は、アクチュエータスイッチ２３を介して、バルブが開かれたときに、出口２０から、水を供給するため、どのように構成を有していてもよい。通常、水流が遅いため、パイプ５３は加圧下にはない。したがって、タンク４４からの水の流出を補助するため、他の圧力源が設けられる。ある公知技術によれば、タンク４４内の水を、蛇口２０に流出するように、加圧下に維持するため、空気圧源が設けられる。膜が、水を加圧された空気から分離するために設けられる。バルブが開かれると、加圧された空気によって、タンク４４から、水が所定の流速で、流出させられる。あるいは、小型ポンプ、高純度化された水と水圧源との分離を維持する加圧された水供給部との接続部、他の適用可能な技術など、別の圧力源を設けることもできる。
【００１９】
図３は、電解槽３６およびそれに付属する電子制御部を図示したものである。電解槽３６は入口６７と出口６５とを有している。第１のハウジング部材６２は、第２のハウジング部材６４と接続されている。電子制御部３４は、その一端に、孔４９および５１を有するハウジング６６を含んでいる。電解槽を作動させるため、アクチュエータスイッチ２３からの配線３２が、開口４９を介して、設けられている。直流電源３５は、配線３３を介して、他方の開口５１に直流電力を供給する。
【００２０】
直流電源３５は、直流電流源であれば、いかなるものでもよい。たとえば、それは、壁に差し込まれ、交流電流ラインを公知の電圧・電流容量の直流源に変換するための、ＡＣ／ＤＣコンバータを含むものであってもよい。あるいはまた、バッテリー、デスクトップ型電源のような独立した電力源、直流電源ライン、またはその他の直流源であってもよい。直流電源３５は、システム１８のハウジングあるいはタンク４４に取りつけられていてもよい。
【００２１】
図４は、図３の電解槽の分解図であり、図５は、図３の電解槽の部分断面図である。図４および図５に示されるように、電解槽３６は複数のプレート７６を含んでいる。プレート７６は、公知で、かつ、本技術分野において受け入れ可能な導電性材料によって作製されている。複数のプレート７６は、互いに正確な間隔をもって、保持されている。直流電圧が、一または二以上のプレートに印加されたとき、電流は一つのプレートから隣り合ったプレートへ流れる。電流が、一つのプレート７６から他のプレート７６へ流れると、電流は、それらのプレートの間に位置する水を横切って流れる。第１の電極端子７４は、ＤＣ電源の一つの端子から半分のプレートへの電気的接触を与える。他の電極端子７２は、電力を、ＤＣ電源の他の端子から、残りの半分のプレートに供給する。したがって、第１の電圧のプレートが、第２の電圧に保たれたプレートと、交互に配置される。好ましくは、２つのそれぞれの電圧がプラス電圧とグランドである。ある実施態様によれば、たとえば、電圧は、１５ボルト、２５ボルト、または、ここで説明されるように、所望の電流を供給することができる他の電圧値であってもよい。ある実施態様においては、電圧は、好ましくは、５０ボルト未満であり、さらに好ましくは、２４ボルトである。電流は１ないし２０アンペアの範囲内であり、１ないし５アンペアの範囲であることが好ましい。プレートハウジング７８は、複数のプレート７６を取り囲み、複数のプレート７６を、互いに離間した関係に保持し、複数のプレート７６を、電解槽３６内で、機械的に支持する。水ブロック８０は、ハウジング７８の周囲に配置され、図５に示されるように、ハウジング要素６２および６４の内壁に当接するように、設けられている。ブロック８０は、全ての水が電解プレート７６を通過し、ハウジング７６をバイパスできないように保証するためのシールとして動作する。
【００２２】
第１のハウジング部材６２は、ねじ切り、接着、はんだ付け、ロウ付け、スピン溶接、他の適当な防水シールなどの使用可能な任意の技術によって、第２のハウジング部材６４に取り付けられる。好ましくは、部材６２を部材６４から外すことによって、電解槽を分解することができ、検査やアフターサービスのために、複数のプレート７６を取り出すことができるように、ねじ切り接続が使用される。
【００２３】
電子制御部３４は、電解槽３６のハウジングに直接取り付けられている。電子制御部３４は、本明細書で説明を加えたように、電子回路を制御するため、多数の集積回路や部品３７を有する回路基板６０を含んでいる。配線３２は、アクチュエータスイッチ２３が押し下げられていることを示す適当な接続を介して、回路基板６０に接続されている。直流電源配線３３もまた、回路基板６０に接続され、かつ、プレート７６に電力を供給するため、適当なスイッチによって、電極７２および７４に接続されている。回路基板６０を機械的に支持するために、絶縁ブロック７０が設けられ、電極７２および７４との電気的な絶縁を与える。他の適当な機械的支持部材および絶縁部材もまた、当業者であれば容易に構成できるように、電解槽３６に接続され、かつ、電解槽３６から電気的に絶縁された回路基板６０を保持するために設けられる。回路基板６０は、浸水から保護するためのコーティングなどの防水バリアによって、被覆されていてもよい。回路基板６０を囲み、電解槽３６上に保持するために、カバー６６が設けられる。適当なカバープレート６８がハウジング６６上に設けられていてもよい。回路基板６０上の回路に接続されたシグナルライト７１は、ハウジング６６内の開口を通して、照らしたときに見ることができる。シグナルライト７１は、電解槽３６が、現在、正しく作動しており、水がろ過されている一方で、電力が供給されていることを知らせることができる。さらに、シグナルライト７１が、赤や緑などの２種類以上の異なった色のライトを含み、一つの色が正常に動作していることを示し、他の色が、電解槽が正しく動作しているかどうかを確認するために検査すべきことを示すように構成することもできる。
【００２４】
好ましい実施態様によれば、図２Ｂおよび図５に示されるように、電解槽３６は、水が電解槽３６を通過するときに、鉛直方向に向けられる。とくに、図２Ｂに示されるように、水は、複数のプレート７６の間の重力による流れに抗して、上方に向かって流れ、パイプ５４から流出する。電解槽は、取り付けの簡単化のため、各端部において、ただちに接続を解除可能な部品を有している。一例としては、押圧式接続部品がある。電解槽３６を鉛直方向に向けることによって、多くの効果が得られる。溶解チャンバ７３は、プレート７６の上方において、鉛直に設けられる。溶解チャンバ７３は、流し台の下方に嵌め込むのに適したサイズの全長Ｌを有している。１０ないし２０インチの範囲内でのサイズが適用可能であり、１４ないし１６インチが好ましい。溶解チャンバ７３は予め定められた容積および鉛直方向の距離Ｄを有している。ある実施態様においては、距離Ｄは３ないし６インチの範囲内にある。溶解チャンバ７３は、好ましくは、層流に耐える静かな領域内に水を収容する。この静かな領域内で、溶解チャンバは、気体の状態から水中に溶解した状態へ変化する酸素ガスのために、付加的な追加の空間を提供する。さらに、ハウジングを鉛直方向に向けることによって、酸素が、パイプ５４および気体の状態から水中に溶解された状態へ変化する酸素ガスのためのパイプ２４を通って、さらに、移動し、その結果、酸素が蛇口２０から流出するときに、生成された大量の酸素は、水に溶解した状態にある。したがって、蛇口２０の下方において、システム全体を鉛直方向に向けることによって、溶解チャンバ７３によって提供される沈静領域を越えて、溶解する酸素のための延長された長さの沈静領域を提供することができるというさらなる効果がある。
【００２５】
一般に、水素ガスは、水により溶解しにくく、その多くのパーセントが、気体の状態のままである。水が蛇口２０から流れ出るとき、お茶、コーヒー、ジュースまたは他の使用のためかどうかにかかわらず、消費者によって使用される水が大量の溶解酸素を有するのに対して、水素は、気体の状態のまま、空気中に発散し、上方に逃げることになる。逆浸透システムと組み合わせて、電解槽３６を使用することによって、従来のシステムにおいて得ることができない特有の効果を得ることができる。逆浸透システムは高純度化された水を生成する。バクテリア、金属、ジアルジア、ブドウ球菌および通常のフィルタによっては除去できない他の小さな汚染物質を含む水から、水の分子でないもののほぼ１００％が除去される。水は、逆浸透フィルタから流れ出るとき、高純度化されるので、その水は、消費者にとって、しばしば気が抜けた味を有することがある。電解槽３６は、水に酸素を加え、水の味と新鮮さを大きく向上させる。
【００２６】
加えて、ある実施態様においては、所定のミネラル添加フィルタ４５が設けられる。高純度化された水は、ある場合には、味がなく、水を消費する人にとって好まれないことが知られている。さらに、全てのミネラルが水から取り除かれるときは、ある場合に、その水がユーザーの体に入ったときに、ユーザーの体から水へ栄養分とミネラルを引き出そうとすることがある。その結果、ユーザーにとって、助けになるというよりむしろ、ユーザーに有用な塩分、ミネラルおよびその他の必要な成分を激減させるように作用することがある。したがって、ある実施態様においては、水が電解槽を通りすぎた後に、制御された量の選ばれたミネラルが、水に供給される。加えられるミネラルには、少量のカルシウム、鉄分などが含まれる。加えて、少量のフッ素、少量の亜鉛、鉄分および体に不可欠な他の栄養素などの望ましいミネラルを、所望の量、水に正確に加えるだけで、水を、より健康に役立つようにすることができる。したがって、適当なビタミンを、適当な最終のフィルタ４５によって、水を介して、供給することができる。人間の消費に適するようにするため、高純度化された水にミネラルを加えることは、以前より従来技術として知られているが、本発明にかかる逆浸透フィルタとそれに続く電解槽の組み合わせを有するシステムには、未だ、使用されてはいない。有益なことに、本発明によれば、ミネラルおよび加えられるミネラルの量を正確に制御することができるので、は、好ましい健康上の利益と、好ましい水の香りを得ることができる。
【００２７】
本発明はまた、低い酸素還元能力を有する水を提供する。酸素還元能力（Ｏｘｙｇｅｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ： ＯＲＰ）は水中の自由電子の数の尺度である。それはミリボルトで測定され、接触したときにソースから自由電子を取り除く水の親和力を表わすものである。たとえば、通常の水道水は３００ないし６００ミリボルト以上の範囲にあるＯＲＰを有する。ＯＲＰの高い水が体内に入ると、水中に多数のフリーラジカルが存在するため、電子が、体から水に引き出される。水中のフリーラジカルは、酸化剤として、作用し、個人の健康にとって有害と考えられる。逆浸透フィルタ４２は、水のＯＲＰを十分に低減させる効果がある。水が逆浸透フィルタに流入すると、水は６００ミリボルトの範囲のＯＲＰを有することになる。水が逆浸透フィルタから流出すると、逆浸透フィルタが、フリーラジカルを生成する多数のミネラルを、水から取り除くため、水のＯＲＰを、１００以下の範囲にすることができる。したがって、多数のフリーラジカルを有していないという点で、水は、より健康に役立つ。水が逆浸透フィルタを通過した後、次いで、電解槽３６を通過するときに、多数の電子が水に加えられ、水が、マイナスのＯＲＰを取得する。たとえば、水が電解槽３６から流れ出た後、水は、マイナス１００ミリボルトないし２００ミリボルトのＯＲＰを有することができる。したがって、水はフリーラジカルを有しておらず、代わりに、さらなる電解質を有し、必要に応じて、電子を与える酸化防止剤として作用する。水中の余分な電子は、体内に存在するフリーラジカルを吸収するように作用し、酸化防止剤として作用する。
【００２８】
逆浸透フィルタとそれに続く電解槽３６の組み合わせによって、フリーラジカルを大きく低減させ、あるいは、完全に取り除き、マイナスＯＲＰを有するように水を変化させるという効果が得られるということは、これまで認識されてはいない。したがって、逆浸透フィルタとそれに続く電解槽３６の組み合わせは、電解槽３６を組み入れた他のフィルタリングシステムの組み合わせよりも、水の全般的な健康を向上させる有利な処理システムである。その組み合わせはまた、ＯＲＰの低減および酸素の添加に加えて、水の全体的な品質を向上させるという利点を有している。
【００２９】
電子制御部は、３つのモードで、電解槽１８への電力を制御する。アクチュエータスイッチ２３が最初に押し下げられると、電子制御部３４は第１の制御モードに入る。第１の制御モードの間、アクチュエータスイッチ２３の押し下げが解除されているか、アクチュエータスイッチ２３が、再度、押し下げられているかにかかわらず、所定の期間にわたって、電力が電解槽に供給される。一旦、アクチュエータスイッチ２３が押し下げられると、電子制御部が作動し、所定の最小時間だけ、電流が複数のプレート７６を通って、流れる。
【００３０】
ある実施態様においては、電流の流れる所定の時間は６０秒であるが、たとえば、４５秒などの他のある値を取ることもできる。一旦、始動すると、たとえ、アクチュエータスイッチ２３の押し下げが解除され、かつ、水のバルブが閉じられて、タップ２０から水が流れ出ていなくても、所定の時間にわたり、電流が、電解槽を通って、流れ続ける。したがって、電解槽内部の水の処理が続けられ、上述したように、酸素および電子が加えられる。たとえば、ユーザーは、通常、グラスの水を満たすため，アクチュエータスイッチ２３を３０秒間押し下げることが多いが、それには、スイッチ２３の押し下げを解除した後、１５秒ないし２０秒かかる。しかしながら、水の流れを止めても、電解プレート６７は、供給された電力を、まる６０秒間にわたり、持ち続けて、水をプレチャージし、次の使用のために、チャンバ７３内を処理された水で満たす。本発明のある実施態様においては、電源を消すことによる６０秒の遅延は、タップが押し下げられる時間に加えて、２分４５秒にまで達する。
【００３１】
アクチュエータスイッチ２３が、所定時間を越えて、押されたままの場合には、電子制御部３４は第２の制御モードに入る。第２の制御モードの間、複数のプレート７６に供給される電力のための作動時間が、アクチュエータスイッチ２３の位置を正確に追跡する。電源のオン／オフは、そのスイッチの位置によって制御されるべきアクチュエータスイッチ２３とリンクしている。換言すれば、アクチュエータスイッチ２３が押し下げられている限りは、プレート７６に、電力が供給され続ける。アクチュエータスイッチ２３の押し下げが解除されると、プレート７６への電力供給は終了し、電流も、水を通って流れなくなる。スイッチが所定の時間を越えて、押し下げられ、第３の延長された時間の満了に先立って、アクチュエータスイッチ２３の押し下げが解除されたときに、第２の制御モードが用いられる。
【００３２】
スイッチ２３が所定の時間を越えて、押し下げられると、電子回路は第３の制御モードに入る。延長された時間の長さは、貯水タンク４４の容量に基づいて定められる。延長された時間の長さは、水で満たされたタンク４４からすべての水を取り除く時間にほぼ等しい。したがって、水で満たされたタンク４４からすべての水を取り除くのに３分を要するときは、延長された時間は３分になる。バルブは開放されるとともに、アクチュエータスイッチ２３が、３分間にわたって、継続して、押し下げられたままのときは、すべての水は、そのサイズに基づいて、タンク４４から流出してしまい、電子回路は第３の制御モードに入ることになる。ある実施態様によれば、タンク４４が１．５ガロンないし２ガロンの範囲にある場合、第３のモードを開始するための最大時間は２分４５秒である。したがって、２分４５秒の時間が経過した時点で、タンク４４は十分に排水されているものと予想され、蛇口２０から使用するために利用できる水はない。
【００３３】
延長された時間の終わりに、電子制御部３４は第３の制御モードに入り、自動的に停止される。一旦、延長された時間が満了すると、電子制御部は自動的に電解槽への電流を自動的に遮断する。アクチュエータスイッチ２３が開放された位置のままであるときは、水が電解槽を通過しないので、プレートが燃え上がらないように保証するため、電子制御部３４中のデフォルト回路は、電解槽への電流を自動的に遮断する。おそらく、期間の経過後、ユーザーがアクチュエータスイッチ２３の押し下げを解除して、アクチュエータスイッチ２３は、もはや押し下げられないので、デフォルトが自動的に電流を遮断する第３の制御モードから、電子回路３４は解除される。
【００３４】
万が一、アクチュエータスイッチが、過大な時間、たとえば、１０分間にわたり、押し下げられたままである場合には、フォルトライト７１が、回路基板上を照明し、アクチュエータスイッチ２３が、オン位置で動かなくなっているようであるから、調整するための対策を取る必要がある旨を、ユーザーに警告する。一旦、アクチュエータスイッチが閉じると、いずれの制御モードにおいても、システムは自動的にリセットされて、第１の制御モードが開始され、電解槽３６は、他の処理シーケンスを実行するために、利用可能な状態になる。
【００３５】
理解されるように、第１の制御モード、第２の制御モードおよび第３の制御モードの各動作モードにおける時間の長さは、それぞれのシステムの設計に基づいて、選択される。第１の制御モードの時間は、グラスまたは小さなピッチャーを、水で満たすために、蛇口２０から水を出すのに、ユーザーが、通常、期待する時間をある程度越える長さであることが望ましい。第２の制御モードの時間の長さは、タンクが完全に満たされている場合に、タンク４４を空にするのに要する時間に基づいて定められる。ある実施態様によれば、第１の制御モードと第３の制御モードは存在するが、本実施態様における第２の制御動作モードはない。電子制御部は、第３の制御モードのパラメータが満たされるまで、第１の制御モードのパラメータに基づいて制御を実行する。自動的に遮断する第３の制御モードの時間の長さは、アクチュエータスイッチ２３が動かなくなってはいないことを、に確認させ、バルブを開いて、タンク４４が再び、水で満たされ始めるようにするのに望ましい時間に基づく。
【００３６】
タンク４４から流れ出る水は、好ましくは、既知の一定圧力のもとで、比較的定常的な流速である。電子プレート７６に供給される電流の量は、電子回路３４によってあらかじめセットされた電流であり、水が電解槽を通って流れても、変化しない。水は、既知のセットされた流速で、タンク４４から流れ出るので、電流を所定の値にセットして、公知の水の酸素処理に、提供されるような直流電流値で、与えられた流速を提供することができる。したがって、他の多くのシステムとは異なり、１サイクルの間、あるいは、あるサイクルから次のサイクルまでに、プレート７６に供給される電流を変化させる必要はない。
【００３７】
電子制御部３４は、上述したように、システムに電力を供給するため、適当なタイマー、パワートランジスタおよびオン・オフスイッチを含んでいる。たとえば、ある実施態様によれば、タイミング回路が、電子制御部３４内のプリント回路基板６０上に設けられ、以下のような制御を実行する。回路基板６０上の電子制御部は、当業者にとって明らかなように、標準のタイマー回路、各種スイッチおよび制御部を含んでいる。たとえば、タイマー回路としては、既製の電子部品として利用可能な単純な５５５タイマーを用いることもできる。プレート７６に大電流を送るために、ライン３２を介して、切り換えられるパワートランジスタを設けることもできる。電子制御部はきわめて単純な構成のため、マイクロプロセッサは必要とされず、３つの制御モードを備えたソフトウェアを有し、適当なタイマー・スイッチ回路に接続された集積メモリとともに、５５５タイマーのみが備えられていれば十分である。したがって、電子制御部３４は、比較的簡易に、低コストで作製することができる。あるいは、所望であれば、マイクロプロセッサ内に収容された適当なタイマー・スイッチとともに、より精巧なソフトウェアシステムを提供するマイクロプロセッサを含むより複雑な電子制御部を使用することもできる。
【００３８】
上述したところから、例示の目的で、本発明の特定の実施態様につき、説明を加えたが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明は、添付の請求の範囲を除き、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、流し台下で使用される本発明の等角図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の異なる構成要素を、ブロック図の形で示す概念図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の一実施態様にかかる流し台ユニットの側面図である。
【図３】図３は、電気制御部を備えた本発明にかかる電解槽の等角図である。
【図４】図４は、図３の電解槽の分解図である。
【図５】図５は、図３の電解槽および電気制御部の部分断面図である。
【符号の説明】
１０　流し台ユニット
１２　キャビネットハウジング
１３　流し台
１４　シンク
１６　ドア
１８　水処理システム（水ろ過システム）
２０　浄水用蛇口
２２　支持ハウジング
２３　アクチュエータスイッチ
２４　パイプライン（チューブ）
２６　標準の蛇口
２８　バルブ制御部
３０　パイプ
３２　配線
３３　配線
３４　電子制御部
３５　直流電源
３６　電解槽
３７　部品
３８　水供給部（水源）
４０　カーボンフィルタ
４１　プレフィルタ
４２　逆浸透フィルタ
４４　貯水タンク
４５　ポストフィルタ
４６　カーボンフィルタ
４７　水
４８　パイプ
４９　出口側パイプ（チューブ）
５２　パイプ
５３　外部ライン（チューブ）
５４　チューブ
６０　回路基板
６２　第１のハウジング部材
６４　第２のハウジング部材
６５　出口
６６　ハウジング（カバー）
６７　入口
６８　カバープレート
７０　絶縁ブロック
７１　シグナルライト（フォルトライト）
７２　電極
７３　溶解チャンバ
７４　電極
７６　プレート
８０　水ブロック
【図１】
2004505770.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
2004505770.tif 000009
2004505770.tif 000010
2004505770.tif 000011
2004505770.tif 000012
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2004505770.tif 000019
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2004505770.tif 000036
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505770.tif 000037
2004505770.tif 000038
【国際調査報告】
2004505770.tif 000039
2004505770.tif 000040
2004505770.tif 000041