JP3485247B2 - イオン水造水装置およびイオン水造水装置用仕切壁 - Google Patents

イオン水造水装置およびイオン水造水装置用仕切壁

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水を電気分解して健
康増進のためのアルカリ機能水(アルカリイオン水)
や、殺菌等の医療用水(酸性イオン水)を生成するイオ
ン水造水装置およびイオン水造水装置用仕切壁に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、水の電気分解は中央部にイオン交
換膜を配置した電解槽と、この電解槽の一方の電解室に
陽電極を配置するとともに、他方の電解室に陰電極を配
置して行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン交換膜を
用いた水の電気分解では、電荷移動は殆どすべて陽電極
から陰電極へのカチオンの移動で行なわれるとともに、
水酸イオンの逆移動が生じないため、陽電極槽で成形さ
れる酸性イオン水のペーハーの低下は著しく促進される
という欠点があった。また、等量の水量で電気分解する
と、陰電極槽側の反応はアルカリイオン水のペーハーが
高くなるという欠点があった。
【0004】本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、
通電電気量のコントロールによって水素イオン生成量の
バランスを取るために、陰電極の通電量を半減させるこ
とにより、目標とするイオン水のペーハーをコントロー
ルすることができるイオン水造水装置を提供することを
目的としている。
【0005】また、本発明は電解槽に導入された水を純
性なイオン水に電気分解することができるとともに、イ
オン濃度を高めたイオン水も作ることができるイオン水
造水装置を提供することを目的としている。
【0006】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読む
と、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面は
もっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は電気分解を行なうことができる電解槽と、
この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配置さ
れた陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをそれぞれ備え
る2個の仕切壁と、前記電解槽の中央部の電解室に設け
られた陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室にそれぞ
れ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分の電流がそれ
ぞれ流される陰電極とでイオン水造水装置を構成してい
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り、本発明を詳細に説明する。
【0009】図1ないし図6に示す本発明の第1の実施
の形態において、1は機枠2の上部に設置された水の電
気分解を行なうことができる電解槽で、この電解槽1は
3個の電解室3、3A、3に仕切られるように該電解槽
1の内壁面に支持片4、4が形成されている。
【0010】5、5は前記電解槽1を3個の電解室3、
3A、3に仕切る前記支持片4、4にシール材6、6を
介して4個のターンバックル機構を用いた押し圧具7、
7、7、7によって押し圧固定された2個のイオン交換
ユニットで、この2個のイオン交換ユニット5、5は、
図4および図5に示すように前記支持片4に外周部が支
持される複数個の陽イオン交換膜8および複数個の陰イ
オン交換膜9が取付けられた一対の仕切り壁10、10
Aと、この一対の仕切り壁10、10A間に水室11を
形成するための枠体12と、この枠体12内の水室11
に水道水や飲料水を供給しながら排出する水供給装置1
3とで構成されている。
【0011】14は前記電解室1の中央部の電解室3A
内に設置された、チタニウムに白金メッキで被覆した陽
電極である。
【0012】15、15は前記電解槽1の両側部の電解
室3、3内にそれぞれ設置された、前記陽電極14へ流
す電流の半分の電流がそれぞれ流される、チタニウムに
白金メッキで被覆した陰電極である。
【0013】16は前記電解槽1の各電解室3、3A、
3へ電気分解する水道水等の飲料水を分岐管17、1
7、17を用いて供給する分解水供給装置で、この分解
水供給装置16の分岐管17、17、17にはそれぞれ
開閉弁18、18、18が介装されている。
【0014】19は前記電解槽1の中央部の電解室3A
で生成された純性な酸性イオン水を酸性イオン水収納タ
ンク20へ排水する開閉弁21が設けられた酸性イオン
水排水管である。
【0015】22は前記電解槽1の両側部の電解室3、
3で生成された純性なアルカリイオン水を開閉弁23、
23が備えられた分岐パイプ24、24を介してアルカ
リイオン水収納タンク25へ排水するアルカリイオン水
排水管である。
【0016】26は前記陽電極14と前記陰電極15、
15に目的とする電流を供給するための電圧を制御する
電圧制御装置である。
【0017】上記構成のイオン水造水装置27は電解槽
1の各電解室3、3A、3内に分解水供給装置16の開
閉弁18、18、18を開放して、飲料水をそれぞれ所
定量供給して開閉弁18、18、18を閉じるととも
に、2個のイオン交換ユニット5、5の水供給装置1
3、13によって水室11、11内に水を供給する。
【0018】しかる後、陽電極14と陰電極15、15
に電流を一定時間流し、電気分解を行なう。この時、電
解反応によって電荷移動したアニオン、カチオンを陽イ
オン交換膜や陰イオン交換膜で分離採取されるととも
に、図6に示すように電解槽1の中央部の陽電極14が
設けられた電解室3Aの分解水の陽イオンは2個のイオ
ン交換ユニット5、5の一対の仕切壁10、10Aの複
数個の陽イオン交換膜8、8を通過して、両側部の陰電
極15、15が設けられた電解室3、3へ導かれる。
【0019】また、両側部の陰電極15、15が設けら
れた電解室3、3の分解水の陰イオンは2個のイオン交
換ユニット5、5の一対の仕切壁10、10Aの複数個
の陰イオン交換膜9、9を通過して中央部の陽電極14
が設けられた電解室3Aへ導かれる。
【0020】さらに、2個のイオン交換ユニット5、5
の一対の仕切壁10、10Aおよび10、10A間の水
室11、11内に供給された水道水や飲料水の陽イオン
は両側部の電解室3、3へ導かれるとともに、陰イオン
は中央部の電解室3Aへ導かれ、イオン濃度が高めら
れ、中央部の電解室3Aにはペーハーが3〜3.2の純
性の酸性イオン水が生成されるとともに、両側部の電解
室3、3にはペーハーが9.2〜9.7の純性のアルカ
リイオン水が生成される。
【0021】このように酸性イオン水やアルカリイオン
水が生成されると、酸性イオン水排水管19の開閉弁2
1を開放して酸性イオン水収納タンク20に収納すると
ともに、アルカリイオン水排水管22の開閉弁23を開
放してアルカリイオン水収納タンク25に収納する。
【0022】また、2個のイオン交換ユニット5、5を
通過した水は、純水を作るための予備水として使用する
ことができる。
【0023】
【発明の異なる実施の形態】次に、図7ないし図18に
示す本発明の異なる実施の形態および本願発明者が考え
たイオン水造水装置につき説明する。なおこれらの本発
明の異なる実施の形態および本願発明者が考えたイオン
水造水装置の説明に当って、前記本発明の第1の実施の
形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明
を省略する。
【0024】図7ないし図9に示す本発明の第2の実施
の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と主に
異なる点は、電解槽1を3個の電解室3、3A、3に仕
切るため、2個の仕切壁10、10を用いた点で、この
ように構成したイオン水造水装置27Aにしても、イオ
ン濃度を高めることはできないが、その他は前記本発明
の第1の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【0025】図10ないし図12に示す本願発明者が考
えたイオン水造水装置において、前記本発明の第2の実
施の形態と主に異なる点は、陽イオン交換膜あるいは陰
イオン交換膜だけを設けた仕切壁10B、10Bを用い
た点で、このように構成したイオン水造水装置27Bに
してもよい。
【0026】図13および図14に示す本発明の第3の
実施の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と
主に異なる点は、電解室1の中央部の電解室3A内に多
数の孔28が形成されたチタニウムに白金メッキで被覆
した少なくとも2枚以上、本発明の実施の形態では3枚
の陽電極14A、14A、14Aを所定間隔で並列させ
た点で、このように形成した陽電極14A、14A、1
4Aを3枚所定間隔で並列させることにより、通電率が
よくなり、重金属を含む水の電気分解に使用することが
できるとともに、陽電極14A、14A、14Aの多数
の孔28によってイオンの移動が可能になり、強酸イオ
ン水と、強アルカリイオン水を容易に作り出すことがで
きるイオン水造水装置27Cにすることができる。
【0027】図15および図16に示す本発明の第4の
実施の形態において、前記本発明の第4の実施の形態と
主に異なる点は、電解室1の中央部の電解室3A内にチ
タニウムに白金メッキで被覆した線材29を織つたり編
んだりしてメッシュ状に形成した少なくとも2枚以上、
本発明の実施の形態では3枚の陽電極14B、14B、
14Bを所定間隔で並列させた点で、このように構成し
たイオン水造水装置27Dにしても前記本発明の第4の
実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【0028】図17および図18に示す本発明の第5の
実施の形態において、前記本発明の第4の実施の形態と
主に異なる点は、電解室1の中央部の電解室3A内にチ
タニウムに白金メッキで被覆した線材29を織つたり編
んだりして円筒形状のメッシュ状に形成した陽電極14
Cを設けた点で、このように構成したイオン水造水装置
27Eにしても前記本発明の第4の実施の形態と同様な
作用効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にあっては次に列挙する効果が得られる。
【0030】(1)電気分解を行なうことができる電解
槽と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように
配置された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをそれぞ
れ備える2個の仕切壁と、前記電解槽の中央部の電解室
に設けられた陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室に
それぞれ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分の電流
がそれぞれ流される陰電極とで構成されているので、通
電電気量のコントロールによって、水素イオン生成量の
バランスをとることができる。したがって、目標とする
イオン水のペーハーコントロールを行なうことができ
る。
【0031】(2)前記(1)によって、電解反応によ
って電荷移動したアニオン、カチオンをイオン交換膜に
よって分離、採取することができる。
【0032】(3)前記(1)によって、構造が簡単で
あるので、容易に実施することができる。
【0033】(4)前記(1)によって、2個の仕切壁
にそれぞれ陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を備えてい
るので、純性の酸性イオン水とアルカリイオン水に生成
することができる。
【0034】(5)請求項2は前記(1)〜(4)と同
様な効果が得られるとともに、2個のイオン交換ユニッ
トに供給される水によって通電量を増加させ、水素イオ
ン生成量の促進、低下のバランス調整が可能で、イオン
濃度を高めることができる。
【0035】(6)請求項3、4、5は前記(1)〜
(4)と同様な効果が得られるとともに、多数の孔を形
成したり、メッシュ状に形成した少なくとも2枚以上の
陽電極あるいは円筒形状のメッシュ状に形成した陽電極
を用いているので、通電率がよくなり、重金属を含む水
の電気分解に使用することができるとともに、陽電極で
のイオンの移動が可能になり、強酸イオン水と、強アル
カリイオン水を容易に作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の平面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の正面図。
【図3】図1の3−3線に沿う拡大断面図。
【図4】本発明の第1の実施の形態のイオン交換ユニッ
トの分解斜視図。
【図5】本発明の第1の実施の形態のイオン交換ユニッ
トの一部破断説明図。
【図6】本発明の第1の実施の形態の電気分解時の説明
図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の平面図。
【図8】本発明の第2の実施の形態の正面図。
【図9】図7の9−9線に沿う拡大断面図。
【図10】本願発明者が考えたイオン水造水装置の平面
図。
【図11】本願発明者が考えたイオン水造水装置の正面
図。
【図12】図10の12−12線に沿う拡大断面図。
【図13】本発明の第3の実施の形態の平面図。
【図14】本発明の第3の実施の形態の陽電極の説明
図。
【図15】本発明の第4の実施の形態の平面図。
【図16】本発明の第4の実施の形態の陽電極の説明
図。
【図17】本発明の第5の実施の形態の平面図。
【図18】本発明の第5の実施の形態の陽電極の説明
図。
【符号の説明】
1:電解槽、 2:機枠、 3、3A:電解室、 4:支持片、 5:イオン交換ユニット、6:シール材、 7:押し圧具、 8:陽イオン交換膜、 9:陰イオン交換膜、 10、10A、10B:仕切
壁、 11:水室、 12:枠体、 13:水供給装置、 14、14A、14B、14C:陽電極、 15:陰電極、 16:分解水供給装置、 17:分岐管、 18:開閉弁、 19:酸性イオン水排水管、 20:酸性イオン水収納タンク、 21:開閉弁、 22:アルカリイオン水排水
管、 23:開閉弁、 24:分岐パイプ、 25:アルカリイオン水収納タンク、 26:電圧制御装置、 27、27A〜27E:イオン水造水装置、 28:多数の孔、 29:線材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−173963(JP,A) 特開 平7−164479(JP,A) 特開 平7−136659(JP,A) 特開 平7−108273(JP,A) 特開 平6−312185(JP,A) 特開 平8−187492(JP,A) 特開 平9−268395(JP,A) 特開 平9−239364(JP,A) 特開 平7−308672(JP,A) 特開 昭64−90088(JP,A) 特開 昭54−23078(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/46 B01D 61/46

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気分解を行なうことができる電解槽
    と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配
    置された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをそれぞれ
    備える2個の仕切壁と、前記電解槽の中央部の電解室に
    設けられた陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室にそ
    れぞれ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分の電流が
    それぞれ流される陰電極とからなることを特徴とするイ
    オン水造水装置。
  2. 【請求項2】 電気分解を行なうことができる電解槽
    と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配
    置された水室が形成できるように配置された陽イオン交
    換膜と陰イオン交換膜をそれぞれ備える一対の仕切壁、
    この一対の仕切壁間の水室内にイオン濃度を高めるため
    の水を供給する水供給装置とからなる2個のイオン交換
    ユニットと、前記電解槽の中央部の電解室に設けられた
    陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室にそれぞれ設け
    られた前記陽電極へ流す電流の半分の電流がそれぞれ流
    される陰電極とからなることを特徴とするイオン水造水
    装置。
  3. 【請求項3】 電気分解を行なうことができる電解槽
    と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配
    置された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをそれぞれ
    備える2個の仕切壁と、前記電解槽の中央部の電解室に
    所定間隔の並列状態で少なくとも2個以上設けられた多
    数の孔が形成された陽電極と、前記電解槽の両側部の電
    解室にそれぞれ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分
    の電流がそれぞれ流される陰電極とからなることを特徴
    とするイオン水造水装置。
  4. 【請求項4】 電気分解を行なうことができる電解槽
    と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配
    置された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをそれぞれ
    備える2個の仕切壁と、前記電解槽の中央部の電解室に
    所定間隔の並列状態で少なくとも2個以上設けられたメ
    ッシュ状の陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室にそ
    れぞれ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分の電流が
    それぞれ流される陰電極とからなることを特徴とするイ
    オン水造水装置。
  5. 【請求項5】 電気分解を行なうことができる電解槽
    と、この電解槽内が3個の電解室に仕切られるように配
    置されたイオン交換膜を備える2個の仕切壁と、前記電
    解槽の中央部の電解室に設けられた円筒形状に形成した
    メッシュ状の陽電極と、前記電解槽の両側部の電解室に
    それぞれ設けられた前記陽電極へ流す電流の半分の電流
    がそれぞれ流される陰電極とからなることを特徴とする
    イオン水造水装置。
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