(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水または貯水タンクからの水を通水しながら電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水製造装置において、電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて外側容器電極とし上部には蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて内部容器電極とし、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器電極と電解質が一体状になっていることによって、酸性水かアルカリ水のどちらかが給水される場合に、前記どちらかの電解水は排出されないようにしたことを特徴とする、小型化が可能な電解水製造装置。
【請求項２】
前記電解槽の内部容器電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置。
【請求項３】
前記電解槽の内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の小型化が可能な電解水製造装置。
【請求項４】
前記電解槽の内部容器が前記外側容器から着脱可能にしたことで、前記内部容器の交換が可能であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の小型化が可能な電解水製造装置。
【請求項５】
前記外側容器電極と前記内部容器電極との電流と電圧の制御を前記内部容器の中の電解液の濃度の変化によって実施することを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置。
【請求項６】
前記電解槽から吐水される酸性水とアルカリ水の水素イオン濃度を測定するｐＨセンサーを本体から着脱可能にしたことを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水または貯水タンクからの水を通水しながら電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水製造装置において、電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、酸性水かアルカリ水のどちらかが給水される場合に、前記どちらかの電解水は排出されないようにして、また前記電解槽の内部容器が前記外側容器から着脱可能にしたことで、前記内部容器の交換が可能であること特徴とする、小型化が可能な電解水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水を電気分解することによりアルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水といった電解水を生成させる装置の開発が盛んになってきた。特にｐＨ２〜ｐＨ３前後の酸性水には消毒および殺菌効果があるため、強酸性水の名称で滅菌や消毒や殺菌用水として活用されている。
原理的にはアルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水といった電解水を生成させる装置の電解槽の構造は、イオンを透過可能な隔膜により一対のイオン室に区画された電解槽とこの各イオン室に個々に設けられた一対の電極つまり陽極と陰極とから成り、この陽極と陰極を変えるか電極に供給する直流の極を変えることによって両機能を得ることができる。
【０００３】
つまり、電解槽を同一とし、アルカリ水や強アルカリ水または酸性水や強酸性水を生成するための装置とすることが可能になる。また、一般的に使用されている電解水製造装置としては、タンクや電解槽に所定量の水を貯水しておき、前記貯水しておいた水を所定時間電解することにより電解水を生成するバッチ式電解水生成装置か、水道の蛇口から直結させて通水しながら水道水を電解水に変えて使用する通水式電解水製造装置が知られている。
【０００４】
そして、近年になって、上述した電解水製造装置の中でも、特にｐＨ２〜ｐＨ３前後の強酸性水を生成する強酸性水製造装置が脚光を浴びており、そのための装置や装置の活用法の開発案件が増加している。
例えば、農薬類を使用しない害虫駆除剤の開発案件（特開平０７−６９８２５号広報を参照）や、噴霧型による消毒法及び消毒装置の開発案件（特開平０８−７１１３５号広報を参照）や、精米・炊飯の無菌・滅菌化方法及びその装置の開発案件（特開平０８−３０８７１７号広報を参照）や、床面消毒装置の開発案件（特開平０９−７５４２７号広報を参照）や、手首および器具等の洗浄・消毒用装置の開発案件（特開平１０−７１１８８号広報を参照）や、食肉および魚肉類の殺菌方法の開発案件（特開平１０−１７９０２０号広報を参照）や、砂場の消毒方法の開発案件（特開平１０−１９２３７４号広報を参照）や、洗浄おしぼり及びおしぼり用除菌洗浄装置の開発案件（特開平１１−１８９９０号広報を参照）や、洗剤を使わない食器洗浄システムの開発案件（特開平１１−２４４２１３号広報を参照）や、内視鏡ケーブルアッセンブリ洗浄消毒装置の開発案件（特開２０００−１２６１２６号広報を参照）や、強酸性水を用いた除菌空調システムの開発案件（特開２０００−２５７９１４号広報を参照）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の生活や医療や農業や生産活動の現場においては酸性水や強酸性水及びアルカリ水や強アルカリ水を同時に使用する場合は少なく、大抵は酸性水や強酸性水を使用するときはアルカリ水や強アルカリ水は捨て水になり、アルカリ水や強アルカリ水を使用するときは酸性水や強酸性水が捨て水になる場合が多く、貴重な水資源の無駄が多かった。
事実、上述した酸性水生成装置の多くは、酸性水や強酸性水を使用するときはアルカリ水や強アルカリ水を捨てている。
さらに、上述した電解水製造装置の多くは、捨て水の為の機構や構造が必要であるため、電解水製造装置の構造や操作が複雑になり、さらにその結果装置が大型化する傾向にあるばかりか、製造コストの増加を招いていた。
また、上述した電解水製造装置の使用環境として、排水設備が必要であるために、配置場所が制限され、持ち運びも不便であり、そのため、家庭用で使用する場合とか滅菌や消毒や殺菌用水を必要とする現場での簡易で小型な装置の必要性が指摘されていた。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するために成されたものであり、アルカリ水または酸性水や強酸性水等の電解水を効率よく生成することができ、しかも、その構造が簡単で使い勝手の良い、出来ればメンテナンスが不要な電解水製造装置を提供することを目的とする。
また、上述した電解水製造装置の開発案件がもっと普及するためには、電解水製造装置がもっと扱いやすく、小型化し、低コスト化し、使用したいときに直ぐに使用でき、設置場所があまり限定されないことを特徴とする、電解水製造装置の提供を目的とする。
さらに、従来の電解水製造装置では捨て水があり、結果的に水資源の無駄が多かったので、捨て水を作らないことで、水や水道水の利用率を高めた電解水製造装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の手段は、水道水または貯水タンクからの水を通水しながら電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水製造装置において、電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて外側容器電極とし上部には蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて内部容器電極とし、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器電極と電解質が一体状になっていることによって、酸性水かアルカリ水のどちらかが給水される場合に、前記どちらかの電解水は排出されないようにしたことを特徴とする、小型化が可能な電解水製造装置を提供することにある。
【０００８】
本発明では、貯水タンクからの水を所定時間電解することにより電解水を製造するバッチ式電解水製造装置にも使用でき、また、貯水タンクからか水道の蛇口から直結させて通水しながら水や水道水を電解水に変えて使用する通水式電解水製造装置にも使用できる。
また、本発明で言うところの酸性水とアルカリ水に関して、水素イオン濃度ｐＨが７より小さい場合が酸性水であり、水素イオン濃度ｐＨが７より大きい場合がアルカリ水であり、本発明で製造する強酸性水はｐＨ２．９〜３．９であることが好ましい。
また、本発明では前記外側容器電極を陽極にし、前記内部容器電極を陰極にし、所定の電圧を印加させることで酸性水または強酸性水が製造され、前記内部容器にアルカリ水は生成はされるが前記内部容器に残留して、電解水製造装置からの残留水排出の信号が来るまでは排出しない。
さらに、本発明では前記外側容器電極を陰極にし、前記内部容器電極を陽極にし、所定の電圧を印加させることで前記電解槽からはアルカリ水が製造され、前記内部容器に酸性水は生成はされるが前記内部容器に残留して、電解水製造装置からの残留水排出の信号が来るまでは排出しない。
【０００９】
また、前記外側容器と前記内部容器の材質に関しては、電気的な不導体であれば特に制限はないが、軽量でかつコスト的に有利な材質はプラスチックである。また、前記外側容器電極と前記内部容器電極の材質に関しては、電気的に良導体であり耐酸性がありまた耐アルカリ性があり耐久性が充分であり軽量であれば特に制限はないが、本発明では白金製またはチタン製やチタン合金製や他金属コーティングチタン製またはこれらを組合わせたものを用いるのが好ましい。
さらに、前記イオン交換膜に関しては、多くのタイプが知られているが、電解用やイオン交換用に用いられるイオン交換膜であれば何を用いても良く特に制限はない。
【００１０】
また、前記メッシュ構造に関しては、水道水または貯水タンクからの水を通水して前記内部容器に送り込むための機能または電解が終了した後に溜まっていた電解水を排出する機能が発揮されさえすれば、その構造や材質や特に制限はない。
さらに、前記電解質に関しては、塩化ナトリウムや塩化カリウムや塩化カルシウムや塩化マグネシウムを代表とする塩化化合物または硫酸ナトリウムや硫酸カルシウムを代表とする硫化化合物や各種酸類の中から選択して使用できる。
【００１１】
上記課題を解決するための第２の手段は、前記電解槽の内部容器電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置を提供することであるが、前記炭素電極に関しては黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とし、前記黒鉛や前記活性炭や前記木炭の中にも多くの種類を有するが電気伝導率が高ければ何を用いても構わない。
【００１２】
上記課題を解決するための第３の手段は、前記電解槽の内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の小型化が可能な電解水製造装置を提供することであるが、前記内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になる手段に関しては、嵌め込み式でもネジ式でも良く特に制限は設けない。
【００１３】
上記課題を解決するための第４の手段は、前記電解槽の内部容器が前記外側容器から着脱可能にしたことで、前記内部容器の交換が可能であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の小型化が可能な電解水製造装置を提供することであるが、前記内部容器が前記外側容器から着脱可能にする手段に関しては、前記着脱可能にする機構や構造には特に制限は設けず、どんな手段や方法を採用しても構わない。
【００１４】
上記課題を解決するための第５の手段は、前記外側容器電極と前記内部容器電極との電流と電圧の制御を前記内部容器の中の電解液の濃度の変化によって実施することを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置を提供することであるが、前記内部容器の中の電解液の濃度の変化によって電流値が変化するので、例えば前記電解液の濃度が上昇すれば電流値も上昇するため既定値になったら電圧を下げるようにし、例えば前記電解液の濃度が下がれば電流値も下がるため既定値になったら電圧を上げるようにした制御回路であれば何を用いても良く特に制限はない。
【００１５】
上記課題を解決するための第６の手段は、前記電解槽から吐水される酸性水とアルカリ水の水素イオン濃度を測定するｐＨセンサーを本体から着脱可能にしたことを特徴とする、請求項１に記載の小型化が可能な電解水製造装置を提供することであるが、前記ｐＨセンサーに関しては、多くの市販品が知られているのでこの中から任意に１点選択し本発明の電解水製造装置の任意の場所に着脱可能な手段で設置すれば良い。なお、前記着脱可能な手段に関してはどんな手段でも良く特に制限は設けない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る小型化が可能な電解水製造装置について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る小型化が可能な電解水製造装置の電解槽の分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係る小型化が可能な電解水製造装置の電解槽の一部を破断して示した斜視図であり、図３は本発明の一実施形態に係る小型化が可能な電解水製造装置の電解槽の内部容器の一部を破断して示した斜視図であり、図４は本発明の一実施形態に係る小型化が可能な電解水製造装置の説明図であ。
【００１７】
図１から図３の実施の形態より、１０は外部容器であり、１１は蓋部着脱部であり、１２は電極用固定部であり、１３は入水部であり、１４は残留水排出部であり、２０は蓋部であり、２１は内部容器固定部であり、２２は吐水部であり、２３は外側容器着脱部であり、３０は外側容器電極であり、３１は電極端子であり、３２はリード線であり、４０はパッキンであり、１００は内部容器であり、１１０はイオン交換膜であり、１２０は内部容器電極であり、１２１は電極端子であり、１２２はリード線であり、１３０は電解質であり、１４０は上部であり、１４１はガス抜き孔であり、１４２はリード線用孔部であり、１５０は残留水排出部であり、１６０はメッシュ構造であり、１６１は電極固定部である。
【００１８】
図１から図３の実施の形態より、外側容器１０は合成樹脂製で蓋部着脱部１１と電極用固定部１２と入水部１３と残留水排出部１４が設けられるように金型を製作しこの金型を用いてインジェクション成形される。蓋部２０は合成樹脂製で内部容器固定部２１と吐水部２２と外側容器着脱部２３が設けられるように金型を製作しこの金型を用いてインジェクション成形される。外側容器電極３０はチタン製や白金製やチタンと白金の合金製などを用いて外側容器１０の形状に合わせてかつ電極端子３１が設けられるように金型を製作しこの金型を用いてプレス成形される。リード線３２とパッキン４０は市販されているタイプのものを用いればよい。
【００１９】
図１から図３の実施の形態より、内部容器１００は胴体がメッシュ構造になっている筒体が市販されているのでこれを使用しこのメッシュ構造になっている筒体に一般的に入手可能なタイプのイオン交換膜１１０を巻きつけ接着剤で固着し、内部容器１００の底部には残留水排出部１５０を設けるように成形し内部にはメッシュ構造１６０が設置できるように成形し、メッシュ構造１６０には内部容器電極１２０を固定させるための電極固定部１６１が溝状に設けられる。内部容器電極１２０は例えば市販されている炭素電極を使用し電極端子１２１を設けリード線１２２を接続させる。電解質１３０は本発明の実施の形態では塩化ナトリウムまたは塩化カリウムを用いる。内部容器１００には上部１４０とガス抜き孔１４１とリード線用孔部１４２が設けられるように成形される。
【００２０】
図１から図４の実施の形態より、入水部１３と残留水排出部１４と吐水部２２と外側容器電極３０とで構成される外側容器１０に着脱可能なように設けられる内部容器１００は内部容器電極１２０と電解質１３０とで構成される電解槽には圧力スイッチ２１０と接続された水道水配管Ｔ１が入水部１３と電磁バルブ２２０と接続され、電磁バルブ２２０は排水配管Ｔ２ａとＴ２ｂに接続され排水配管Ｔ２ａは残留水排出部１４と接続され、吐水配管Ｔ３は吐水部２２と接続され必要に応じて着脱可能なｐＨセンサー２３０が設けられ、圧力スイッチ２１０と電磁バルブ２２０は制御回路Ｃ１と配線され、外側容器電極３０と内部容器電極１２０は電源部ＰＣと配線され、電源部ＰＣは制御回路Ｃ２と配線される。
【００２１】
図１から図４より、水道水配管Ｔ１に水道水が送水されると圧力スイッチ２１０が作動し、圧力スイッチ２１０が作動すると制御回路Ｃ１が電磁バルブ２２０を作動させ内部容器１００に残留した前回分の電解水を残留水排出部１４と排水配管Ｔ２ａとＴ２ｂにより排水されると、水道水が水道水配管Ｔ１と入水部１３により外側容器１０と内部容器１００の中を一定量入水し電解質１３０が溶解して電解液になると外側容器電極３０と内部容器電極１２０は通電をスタートさせこの電解液は電解を始め、例えば外側容器電極３０を陽極にし、内部容器電極１２０を陰極にし、所定の電圧を印加させることで酸性水または強酸性水が製造され、内部容器１００にアルカリ水は生成はされるが内部容器１００に残留して、制御回路Ｃ１からの残留水排出の信号が来るまでは排出しない。さらに、本発明では例えば外側容器電極３０を陰極にし、内部容器電極１２０を陽極にし、所定の電圧を印加させることで前記電解槽からはアルカリ水が製造され、内部容器１００に酸性水は生成はされるが内部容器１００に残留して、制御回路Ｃ１からの残留水排出の信号が来るまでは排出しない。この結果電解水は吐水部２２と吐水配管Ｔ３により吐水され、酸性水または強酸性水であれば主に殺菌用として用いられあるかり水は主に飲用に供される。
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明より、水道水または貯水タンクからの水を通水しながら電解して酸性水とアルカリ水の２種類の電解水を得る電解水製造装置において、電解槽が外側容器と内部容器の２重容器で構成され、前記外側容器の内側に電極を設けて外側容器電極とし上部には蓋部を設け、前記内部容器は外側がイオン交換膜で構成され内部に電極を設けて内部容器電極とし、前記内部容器の上部には複数の孔部を設け下部には底部を設けてメッシュ構造にし、前記内部容器の内部には少なくとも１種類の電解質を設けられるようになっていて、前記内部容器電極と電解質が一体状になっていることによって、従来の電解水製造装置に必要とされた水道水に電解質を添加するための手段としての搬送ポンプや混合装置や電解質の添加量を制御する装置や使用しないで排出される電解水のための特別な排水機構及び配管などを必要としないため構造が簡単になり部品点数の低減効果によって、装置が小型化及び軽量化されることによって低コストでの製造が可能になり、さらに、捨て水を作らないので貴重な水資源を無駄にしないことで水代や水道代の節約になり、また、設置場所の制約も減少したことを特徴とする、小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、小型化が可能な電解水製造装置の前記電解槽の内部容器電極には炭素電極が用いられ、前記炭素電極には黒鉛や活性炭や木炭の中から選択して使用できることを特徴とすることによって、上述した発明の効果に加えて、特に前記炭素電極に伝導率の高い活性炭や木炭を使用することで、活性炭や木炭を浄水用に使用することが可能になり、本発明を飲用を目的にしたアルカリ水製造装置に応用するとイオン水や浄水やミネラル水を同時に提供できることを特徴とする小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
また、前記炭素電極に活性炭や木炭を使用することで、一般的な電解水製造装置の構造的問題である、電解時に発生する電解ガスの発生を減少させることが可能な、小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、前記電解槽の内部容器の上部が前記内部容器の本体から着脱可能になっていることで、前記電解質の追加または交換が可能であることによって、上述した発明の効果に加えて、前記電解質の追加や補充が容易になり、メンテナンスが容易になったことを特徴とする、小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、前記電解槽の内部容器が前記外側容器から着脱可能にしたことで、前記内部容器の交換が可能であることによって、上述した発明の効果に加えて、使用済みの前記内部容器は本体から簡単に取り出せて一般ごみとして処分可能であり、新しい前記内部容器は普通の主婦でも簡単に本体に装着できることで、家庭用においては経済性の高い電解水製造装置として使用できる、小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、前記外側容器電極と前記内部容器電極との電流と電圧の制御を前記内部容器の中の電解液の濃度の変化によって実施することを特徴とすることで、特殊な電解質や電解液を使用せずとも多種多用な電解質が使用できる特徴と、電解質であればあまり条件を問わないという特徴を示した小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、前記電解槽から吐水される酸性水とアルカリ水の水素イオン濃度を測定するｐＨセンサーを本体から着脱可能にしたことを特徴とすることで、消費者が希望すれば市販のｐＨセンサーが内蔵でき、不要だと判断されれば初めから内蔵しないという、コスト的にまたはニーズ的に消費者の選択肢を増加させたことを特徴とする小型化が可能な電解水製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一部を破断して示した斜視図である。
【図３】本発明の一部を破断して示した斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      外側容器
１１      蓋部着脱部
１２      電極用固定部
１３      入水部
１４      残留水排出部
２０      蓋部
２１      内部容器固定部
２２      吐水部
２３      外側容器着脱部
３０      外側容器電極
３１      電極端子
３２      リード線
４０      パッキン
１００    内部容器
１１０    イオン交換膜
１２０    内部容器電極
１２１    電極端子
１２２    リード線
１３０    電解質
１４０    上部
１４１    ガス抜き孔
１４２    リード線用孔部
１５０    残留水排出部
１６０    メッシュ構造
１６１    電極固定部
２１０    圧力スイッチ
２２０    電磁バルブ
２３０    ｐＨセンサー
Ｔ１      水道水配管
Ｔ２ａ    排水配管
Ｔ２ｂ    排水配管
Ｔ３      吐水配管
Ｃ１      制御回路
Ｃ２      制御回路
ＰＣ      電源部
【図１】
0003821360.tif 000002
【図２】
0003821360.tif 000003
【図３】
0003821360.tif 000004
【図４】
0003821360.tif 000005